Особенности бетонирования в летний период
В статье рассматриваются основные факторы, влияющие на процесс твердения бетонов в условиях повышенных температур и низкой влажности.
Обширные южные регионы России отличаются резко континентальным климатом, который характеризуется высокими температурами воздуха (более + 40 С) и низкой (менее 50-55%) относительной влажностью. По мере увеличения скорости ветра отрицательное воздействие высоких температур и низкой влажности возрастает. Своеобразные климатические условия значительно влияют на технологию бетонных работ, а также на физико-механические свойства бетона. Большое количество бетонных и железобетонных элементов, особенно монолитных, покрыто сеткой трещин, поэтому зачастую возникает необходимость в ремонте и восстановлении конструкции. Таким образом, условия производства строительных работ в летний период в южных регионах России, так же, как и при работах на Крайнем Севере, можно отнести к суровым природным условиям. Наиболее серьезными последствиями негативного влияния жаркой и сухой погоды являются: увеличение водопотребности бетонной смеси (как результат повышения ее температуры); быстрая потеря бетонной смесью подвижности в процессе ее транспортировки и в период ее выдерживания до укладки; интенсивное обезвоживание свежеуложенного бетона и как следствие потеря прочностных показателей. Химия гидратации цемента [1] при 25-100 С принципиально не отличается от химии гидратации при более низких температурах, однако реакции ускоряются и имеются некоторые различия в микроструктуре и фазовом составе продуктов гидратации. По приведенным данным [4], дифференциально термический анализ проб показал, что в цементном камне, твердеющем при t=50 C, по сравнению с цементным камнем, твердеющим при t= 20 С, наблюдается явно более сильная гидратация, однако отсутствие достаточного количества воды не позволит протекать процессу в полной мере. В условиях жаркого сухого климата происходят изменения микроструктуры, связанные с уменьшением количества связанной воды. Уменьшение содержания связанной воды приводит к уменьшению степени гидратации цемента. Исследования [4], проведенные на бетонных смесях, приготовленных на портландцементе различного минерального состава, показали, что минеральный состав не оказывает существенного влияния на снижение подвижности в условиях сухого жаркого климата. Имеются и другие осложнения при приготовлении бетона в таких условиях. При подборе состава бетона, приготовляемого в жаркую и сухую погоду, одной из основных особенностей является зависимость между температурой бетонной смеси и ее начальной подвижностью. Фактическая температура бетона будет несколько выше, вследствие механической работы, производимой при перемешивании. Далее температура будет возрастать от тепла, выделяемого при смачивании и гидратации цемента. При этом бетон, быстро теряя первоначальную подвижность, становится не технологичным.
В соответствии со СНиП 3.03.01-87 при производстве бетонных работ при температуре воздуха выше 25 С и относительной влажности менее 50 % следует применять быстротвердеющие портландцементы, марка которых должна превышать марочную прочность бетона не менее чем в 1,5 раза. Это в первую очередь обусловлено тем, что в бетонах, которые быстрее набирают прочность, процесс обезвоживания несколько нивелируется. Руководствуясь этими же соображениями, для бетонирования надземных конструкций СНиП на «несущие и ограждающие конструкции» не допускает применение пуццоланового и шлакопортландцемента ниже М400, хотя более низких марок цемента на нынешний момент уже не существует. Нормальная густота цементного теста не должна превышать 27 %. Цементы, используемые для приготовления бетона, не должны иметь температуру выше 50 С. Из-за большого спроса на цемент и его дефицита, связанного с увеличением объемов строительства в летний период, очень часто это требование нарушается. Применение горячего цемента само по себе не является вредным для прочности, но предпочтительно не применять горячий цемент при температурах выше 75 С [3]. Установлено, что повышение температуры свежеприготовленной бетонной смеси на 10-12 С приводит к уменьшению ее начальной подвижности на 2-3 см [4]. Требуемая консистенция может быть восстановлена либо за счет введения модифицирующих добавок, либо за счет увеличения В/Ц, и содержания цементного теста при сохранении постоянного В/Ц, обусловленного заданной прочностью бетона, т.е. при повышении расхода цемента. Увеличение дозировки цемента для сохранения достаточного количества влаги не оправдано с экономической точки зрения. Поэтому целесообразнее использовать различные модификаторы бетона.
Кроме разупрочнения, быстрое испарение может привести к пластической усадке и образованию волосяных трещин в бетоне, а последующее охлаждение затвердевшего бетона вызовет растягивающие напряжения [3]. При появлении на поверхности уложенного бетона трещин вследствие пластической усадки СНиП 3.03.01-87 допускает его повторное поверхностное вибрирование не позднее чем через 0,5-1 ч после окончания его укладки, однако технологически это не всегда возможно осуществить. Обычно считают, что пластическая усадка возможна, если скорость испарения превышает скорость водоотделения на поверхности. При проведении экспериментов было доказано, что трещины образуются и под слоем воды и становятся заметными лишь после высыхания. На основании этого можно предположить, что растрескивание связано с различной усадкой свежеуложенного бетона, вызванной наличием препятствий усадке, таких, как крупный заполнитель или арматура. С другой стороны, снижение относительной влажности внешней среды также вызывает растрескивание. В любом случае тонкостенные конструкции не следует бетонировать в условиях жаркого и сухого климата [3].
Для смягчения влияния сурового климата могут быть применены некоторые простые меры, повышающие качество бетонной смеси и бетона. Использование добавок MC-Bauchemie Russia, замедляющих процессы схватывания бетонной смеси, помогут снизить потерю подвижности смеси на стадии приемки бетона. Одной из важнейших характеристик бетонных смесей является их формуемость, оцениваемая временем заполнения формы бетонной смесью. Бетонные смеси, содержащие добавку-пластификатор Centrament Retard 310, введенную с водой затворения, имеют лучшую формуемость по сравнению с бездобавочными бетонными смесями. Ухудшение формуемости при повышении температуры у бетонных смесей с добавкой Centrament Retard 310 гораздо ниже, чем у контрольных составов. Использование замедлителей схватывания бетонов MC-Bauchemie Russia позволяет избавиться от «холодных» швов в бетонируемой конструкции, а также повысить качество поверхности изделий за счет лучшей заполняемости пустот. При этом опалубка не должна иметь самых малых щелей, чтобы исключить потери цементного молока и влаги. Перед укладкой бетонной смеси формующую поверхность следует покрывать разделительными смазками, например Ortalan 711 предотвращающей ее сцепление с бетоном и поглощение воды из бетонной смеси. Сразу после окончания укладки бетонной смеси следует начинать уход за свежеуложенным бетоном до достижения, как правило, 70 % проектной прочности. При этом периодический полив водой открытых поверхностей твердеющих бетонных и железобетонных конструкций не допускается. Для предотвращения испарения влаги необходимо наносить защитные «кюринги» Emcoril B VM или Emcoril АС, которые в процессе высыхания образует непроницаемую пленку, препятствующую испарению воды из тела бетона
Примеры сохранения длительной жизнеспособности с использованием функциональных добавок MC-Bauchemie Russia.
В первом эксперименте (Таблица 1) предлагается сопоставить технические параметры бетонной смеси и бетона с использованием различных модифицирующих добавок.
Центрамент Н10 является сильным пластификатором на основе модифицированных лигносульфонатов. Центрамент Ретард 310 - это пластификатор, дополнительно модифицированный с целью повышения жизнеспособности бетонной смеси. Мурапласт ФК 63.30 - универсальный гиперпластификатор на основе эфира поликарбоксилата.
Таблица 1 Сравнительный эксперимент с использованием различных пластификаторов при температуре 20 С.
| | Контрольный образец | Центрамент Н10 | Центрамент Ретард 310 | Мурапласт ФК63.30 |
| Расход добавки, % | 0 | 1,0 | 1,0 | 0,6 |
| ПЦ 400 Д20, кг | 350 |
| В/Ц | 0,47 | 0,47 | 0,47 | 0,41 |
| | Характеристики бетонной смеси |
| ОК, см | 7 | 19,5 | 20 | 23 |
| ОК через 1 час, см | - | 14 | 17 | 21 |
| | Прочность бетона, % |
| На 1 сутки | 100 | 70 | 50 | 130 |
| На 3 сутки | 100 | 100 | 100 | 150 |
| На 7 сутки | 100 | 100 | 105 | 170 |
| На 28 сутки | 100 | 100 | 110 | 180 |
Как и следовало ожидать, контрольный состав бетонной смеси за счет невысоких значений первоначальной подвижности уже через 1 час потерял первоначальную подвижность. Бетонная смесь с добавкой Центрамент Н10 потеряла 6 см за 1 час, при этом прочность на 1-е сутки составила 70% от контрольного состава. Бетонная смесь с добавкой Центрамент Ретард 310 при равной пластификации за 1 час потеряла 3 см, при этом прочность на 1-е сутки составляет 50% от контрольного состава. Бетонная смесь с добавкой Мурапласт ФК 63 характеризовалась самой высокой начальной подвижностью, что позволило значительно снизить В/Ц отношение. Не смотря на более низкие В/Ц отношения, жизнеспособность бетонной смеси составила более 1 часа. Первоначальная подвижность снизилась на 2 см. Значительное снижение В/Ц в случае с Мурапласт ФК 63 отразилось на увеличении прочностных показателей бетона как в ранние, так и в поздние сроки твердения. В случае использования пластификатора с замедляющим действием Центрамент Ретард Н10 зафиксировано 10 % увеличение прочности в проектном возрасте. Это явление можно объяснить формированием более плотной структуры по сравнению с контрольным составом и составом, где использовался рядовой сильный пластификатор.
Во второй серии экспериментов лабораторные испытания проводились при повышенных температурах (32 ºС) (Таблица 2, 3). В ходе эксперимента сравнительному анализу подвергался универсальный гиперпластификатор Мурапласт ФК 63.3 и специально модифицированный (с целью получения более высокой жизнеспособности) гиперпластификатор Мурапласт ФК 68. Сырьевые материалы были предварительно выдержаны в течение 24 часов при температуре 32 ºС.
Таблица 2. Сравнительный эксперимент с использованием различных гиперпластификаторов при температуре 20 С.
| | Контрольный | Мурапласт ФК 63 | Мурапласт ФК 68 |
| ПЦ 400Д20, кг | 450 | | |
| Расход добавки, % | 0 | 0,3 | 0,3 |
| В/Ц | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| Подвижность, см, через |
| 0 мин. | 8 | 22 | 21 |
| 45 мин. | - | 21 | 21 |
| 60 мин. | - | 20 | 20 |
| 75 мин. | - | 19,5 | 19,5 |
| 90 мин. | - | 19 | 19 |
| Прочность при сжатии, % от контрольного, через |
| 1 суток | 100 | 100 | 90 |
| 2 суток | 100 | 100 | 95 |
| 7 суток | 100 | 100 | 105 |
Таблица 3 Сравнительный эксперимент с использованием различных гиперпластификаторов при температуре 32 С.
| | Контрольный состав | Мурапласт ФК63.30 |
| ПЦ 400Д20, кг | 450 |
| Расход добавки, % | 0 | 0,3 | 0,6 | 0,3 | 0,6 |
| В/Ц | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| | Подвижность, см, через мин |
| 0 | 8 | 8 | 16 | 21 | 22 |
| 15 | - | - | 8 | 16 | 21 |
| 30 | - | - | - | 8 | 21 |
| 60 | - | - | - | - | 20 |
| | Прочность при сжатии, % от контрольного, через, сутки |
| 1 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 2 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 7 | 100 | 100 | 100 | 105 | 105 |
Из результатов проведенного эксперимента следует, что при более высокой температуре бетонной смеси происходит резкое падение начальной осадки конуса. Использование Мурапласт ФК 68 в дозировке 0,6 % позволило сохранить первоначальную подвижность в течение 60 минут.
В следующей серии экспериментов (Таблица 4) проводятся сравнительные эксперименты показателей бетонной смеси и бетона с использованием пластификаторов и замедлителей различной химической природы при 26 ºС.
Таблица 4. Сравнительный эксперимент с использованием различных пластификаторов при температуре 26 С.
| Состав бетона: | №1 | №2 | №3 | №4 |
| ПЦ500Д0 | 420 | 420 | 420 | 420 |
| Песок Мкр=2,3 | 766 | 766 | 766 | 766 |
| Щебень из гр. 5-20 | 1000 | 1000 | 1000 | 1000 |
| Вода | 200 | 195 | 195 | 195 |
| Muraplast FK 48, % | 0,80 | 0,80 | | |
| Muraplast FK 63,3, % | | | 0,60 | 0,60 |
| Centrament Retard 390, % | | 0,35 | | 0,35 |
| Плотность смеси,кг/м³ | 2470 | 2475 | 2430 | 2465 |
| О.К.15 мин,см | 21 | 23 | 23 | 19,5 |
| О.К.1 час,см | 16,5 | 19,5 | 16 | 17 |
| О.К.2 час,см | 7 | 17 | 10 | 16 |
| О.К.3 час,см | 1,5 | 13 | 3 | 15,5 |
| О.К.4 час,см | 0,5 | 8 | 1 | 15 |
| Прочность 3 сут, МПа | 30,8 | 32,5 | 30,5 | 34,9 |
Бетонная смесь с MuraplastFK48 (на нафталиновой основе) через 1 час испытаний потеряла 4 см. Введение Центрамент Ретард 390 (замедлитель схватывания) позволило значительно повысить жизнеспособность бетонной смеси (эксперимент № 2). Одним из путей повышения жизнеспособности бетонной смеси с использованием универсального гиперпластификатора Мурапласт ФК 63.3 является его модифицирование с помощью Центрамент Ретард 390 (эксперимент № 3, 4). Так, применение замедлителя позволяет значительно повысить жизнеспособность бетонной смеси с различными типами пластифицирующих добавок.
В.В.Жиронкин, руководитель Отдела научно-исследовательских разработок по направлению Construction Chemicals компании MC-Bauchemie
Список литературы.
1. Тейлор Х, Химия цемента. 1990.
2. СНиП 3.03.01-87. НЕСУЩИЕ И ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ.
3. Невиль А. М. Свойства бетона. 1972
4. Темкин Е.С., Технология бетона для сухого жаркого климата с использованием солнечной энергии. 2006
Расписание мероприятий учебного центра Центр Бетонных Технологий
| Дата | Мероприятие |
| 12 -13 апреля Москва | Форум «Инъекционные дни» - Стандартизация инъекционных технологий и материалов на примере системы EN 1504.
Обследование бетонных конструкций – ключевой этап к проведению инъекционных работ. Нестандартные виды инъекционных работ: подводное инъецирование. Особенности применения инъекционных технологий при реконструкции объектов нефтяной промышленности. Особенности применения инъекционных технологий при реконструкции объектов металлургической промышленности. Особенности применения инъекционных технологий при проведении работ в Московском Метрополитене. Особенности применения инъекционных технологий при проведении работ на объектах водоотведения и водоподготовки. Инновационные разработки специалистов Компании MC-Bauchemie в области инъекционных технологий. Демонстрация новинок Компании MC-Bauchemie. Практическим опытом применения инъекционных технологий поделятся ведущие компании: ТЕХНОТЕСТ, ВАРМА-СТРОЙ, СПЕЦСТРОЙЗАЩИТА, ЛИПЕЦКРЕМСТРОЙ, СИДАЛ-ГРУПП, СУ ПО РЕМОНТУ КОЛЛЕКТОРОВ И ВОДОСТОКОВ и др. |
| 26 – 27 апреля Красноярск | МС-Форум «ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ПОДХОД К ЗАДАЧАМ РЕМОНТА И ЗАЩИТЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ» - Актуальность развития технологий в области ремонта и защиты железобетонных конструкций в современных условиях России
- Специальные технологии по ремонту и защите бетонных поверхностей на ответственных сооружениях энергетики. Международный опыт.
Инъектирование – особый вид ремонта бетонных конструкций: «лечение» трещин, восстановление гидроизоляции, восстановление несущей способности, связывание и усиление грунтов, борьба с активной фильтрацией воды через швы/трещины в бетоне. Российский и международный опыт применения инъекционных технологий на объектах гидроэнергетики. Практический опыт применения инъекционных технологий на объектах Красноярского края - Проблематика экспертной оценки объектов строительства
Жесткие и эластичные защитные системы для бетонных поверхностей со специальными требованиями. Обеспечение высоких показателей по прочности, истираемости, трещиноперекрываемости, водонепроницаемости, долговечности. Международный и российский опыт применения. Промышленные полы: нагрузки и воздействия, причины разрушений. Решения для промышленных полов при наличии сильноагрессивных воздействий (химическая, пищевая промышленность) Технологии быстрого и эффективного ремонта бетона. Практическая демонстрация Практическая часть. Демонстрация инъекционных материалов на основе полиуретанов, эпоксидов и гидроструктурных смол. Проведение демонстрации инъектирования трещин в бетоне с использованием портативного оборудования MC-Fastpack Power-Tool |
| 15 – 16 мая Белгород | Конференция «Жесткий бетон и производство изделий методом вибропрессования» Мастер-класс проф. В. Мещерина, Технический университет Дрездена - Процесс производства и области применения
Подходы к разработке и оптимизации жестких бетонов Методы проверки удобоукладываемости бетонной смеси Свойства затвердевшего бетона Оптимизация процессов заполнения форм и вибропрессования Методы контроля качества изделий |
| 7 июня Москва с 12-00 до 16-00 в рамках форума ЭКВАТЭК-2012. Павильон 3, зал №5 | Круглый стол «Предприятия водоотведения и водоподготовки. Практический опыт эффективного решения проблем ремонта и защиты бетонных сооружений» - Ремонт и защита бетонных конструкций в очистных сооружениях материалами MC-Bauchemie.
Опыт применения материалов MC-Bauchemie при ремонте и защите очистных сооружений. Проблематика и опыт защиты бетона в газовой зоне коллекторов. Технология эластичной защиты бетонных сооружений в постоянном контакте с технической водой. Бестраншейные методы ремонта трубопроводов. |
Более подробную информацию Вы можете узнать по тел. (812)331-81-84 или на сайте
(Все права защищены, публикация данной информации в любом виде, без разрешения владельцев запрещена. С предложениями обращаться
info@ibeton.ru)
Copyright 2012 ООО Строй-Бетон. Все права защищены. 
Комментариев нет:
Отправить комментарий