При какой температуре застывает цемент: Время схватывания цементного раствора: температура и условия

При какой температуре можно заливать бетон: цементирование на улице

На окончательный результат процесса бетонирования влияет множество факторов, главным из которых выступают оптимальные температурные показатели. Поэтому стоит изучить, при какой температуре можно заливать бетон, а какая из них пагубно скажется на стойкости полученной конструкции.

Для этого, подробно рассмотрим данное преобразование в различных условиях.

Свойства заливки бетона: влияние сезонных условий на процесс

Основным поприщем использования бетона является заливка фундамента строительных объектов. На завершающем этапе монтажа – схватывание и твердение раствора, показания термометра играют огромную роль. От них зависит временной диапазон окончательного результата и срок эксплуатации полученного залива.

Благоприятной положительной температурой для заливки служит диапазон 3-25 градусов. В связи с этим, строительство объектов популярно весной или летом.

При низкой или отрицательной температуре, т.е. в осенний и зимний период, бетонирование осуществляется также, но во время действий используются специальные технологии, которые поддерживают нужный уровень тепла.

Варианты увеличения температуры бетонной смеси в зимний период:

• Подогрев воды;
• Внедрение морозостойких примесей;
• С помощью электрического подогрева;
• Использование тепловых пушек с ограждением бетонной смеси;
• Методика пропаривания бетонных конструкций при помощи специальных автоклав по достижению прочности 80-85%;
• Подогрев арматуры, если она присутствует в бетонной примеси, путём электроподогрева.

Важно! Льют бетон зимой при наружной температуре не выше 15 градусов со знаком «минус». В процессе, нужно обязательно использовать добавки, устойчивые к морозам и применять способы подогрева бетона при отрицательных температурах, а также правильно вести уход за ним.

Влияние морозоустойчивых примесей на заливку бетона зимой

Быстрота застывания раствора, зависит от марки цемента и добавки к ней.

Рассмотрим самые распространённые морозоустойчивые модификаторы и возьмём среднестатистический показатель выдержки бетона для любой марки цемента при минусовой температуре:

1. Хлористые соли: при -5 градусах – около 4-х суток, при -10 – до 7 суток, при -15 – до 2-х недель.
2. Нитрит натрия: при -5 градусах – до 6 суток, при -10 – около 9 дней, при -15 – до 10 календарных дней.
3. Поташ: при -5 градусах – 2-е суток, при -10 – около 5 дней, при -15 – 8 календарных дней, при -20 – 9 суток, при -25 – до 12 дней.

Задача химических примесей – снизить температуру замерзания жидкости в бетонной смеси.

На примере поташи рассмотрим, как рассчитывается введения химиката в жидкий бетон при минусовых температурах.

Примечание. Введение химических элементов осуществляется при дозировке 2 – 15 процентов от веса цемента в общую смесь.

Если температура бетона 10-15 градусов со знаком «минус», то необходимое количество пошата – 10 процентов от массы, при показаниях (минусовых) 21-25 градусов берут 15 процентов.

Примечание. В зимний период, при наличии добавки в бетоне, работать со смесью без прогрева можно при температуре не ниже минус 5 градусов.

Вопрос о том, при какой температуре можно заливать бетон, неактуален в холодные времена, так как в течение суток она может варьироваться в пределах 5-15 градусов ниже нуля, а постоянное замерзание/размораживание для бетонирования опасно.

Если же бетон замерзает, то консистенция перестаёт твердеть, так как вода превращается в лёд. Такое литьё придётся переделывать, в связи с тем, что даже если удастся отогреть основание, замёрзшая вода увеличивается в объёме и разрывает связи в бетоне, что приводит к неоднородности залитой поверхности.

Поэтому, прежде чем начинать работу, необходимо изучить все тонкости процесса заливки в мороз. Сюда относят: выбор высококачественного цемента и морозостойких добавок к нему, а также надлежащий уход за бетонной поверхностью.

Примечание. Специалисты допускают один цикл заморозки/оттаивания при условии, если температура смеси в течение 3-х суток не опустится ниже +10 градусов.

Температурный режим бетонной смеси: влияние погодных условий

Рассмотрению предлагается список оптимальных температур бетона, при которых получаются наиболее качественные конструкции:

• Благоприятные (со знаком «+») в диапазоне 5-15 градусов;
• Граничные показатели: минус 20 и +45 градусов;
• Не ниже +5 градусов – при показаниях наружного воздуха от +5 до -3 для марок цемента М200+, а при меньшей маркировке – смесь должна быть от +10 градусов.

Температура заливки бетона в летний период при +30 градусах понижает прочность поверхности. В связи с этим залитый участок обрабатывают водой (процесс увлажнения).

Учитывая этот факт, летом бетон разводят до более жидкой консистенции. При числовых показаниях 5-15 градусов со знаком «+» бетон, за счёт отдачи тепла окружающей среде, остужается самостоятельно.

Важно! Зимой все работы рекомендуется выполнять при минимальной температуре: до «минус» 15 градусов.

В сезон дождей, сырая погода в сочетание с прохладой, является наиболее оптимальной: бетон равномерно схватывается и есть возможность повышения устойчивости его к воде специальным цементом. Раствор от размытия спасёт накрывание рабочей площадки полиэтиленом.

Важно! При сильных затяжных дождях, на открытых уличных площадках, бетонные работы не осуществляются.

При какой температуре можно цементировать на улице в зимний сезон или осенний, когда показатели термометра уходят в минус?

Как оговаривалось выше, в любой мороз можно бетонировать, но для этого использовать один из методов подогрева. Наиболее популярным и бюджетным считается заблаговременное нагревание необходимых материалов для раствора, который при заливке должен быть 35-40 градусов.

Важно! Цемент не подвергается процессу подогрева.

Суть процесса:

• Нагревается песок и щебень до 60 градусов;
• Вода до 90 градусов;
• Цемент помещают на время в тёплое помещения. Он должен стать комнатной температуры;
• Все компоненты смешивают.

Совет. Сухой цемент греть нежелательно, так как огромная вероятность потери его активности. Вследствие чего, он станет непригодным.

Полезное видео

Смотрите интересное видео, как температура влияет на прочность и качество фундамента:

В этом видео рассказывается про бетонирование при минусовых температурах:

Видео-отзыв о зимнем бетоне:

Противопоказания к цементированию

Существует несколько тепловых условий, при температуре которых нельзя заливать бетон:

1. Столбик термометра на нижней границе – «плюс» 4 градуса, если не используется дополнительный обогрев. Хотя, многие считают, что крайним значением является нулевой градус, но по инструкции такие натяжки исключаются.
2. В межсезонные времена. Такие периоды характеризуются частыми и непредсказуемыми перепадами температуры, что черева-то последовательными замерзаниями и оттаиваниями, вследствие чего материал получает урон.
3. При температуре выше +25 градусов и влажности воздуха меньше 50 % в летний сезон без использования специальных быстросхватывающихся цементов.
4. Если в течение 3-х дней после заливки бетона зимой, нет возможности проводить прогрев свежего основания в диапазоне плюсовой температуры 10-30 градусов.
5. Нельзя заливать растворы с присадками при внезапной оттепели, если пошёл дождь или относительная влажность воздуха превышает 60%.
6. Не стоит проводить цементирование в экстремальных условиях, если нет особых навыков работы и практики по уходу за бетонными поверхностями в таких случаях.
7. При несоблюдении точных инструкций по нагреву материалов в осенне-зимний период. Т.е., важно точно знать, до каких температур можно прогревать стройматериалы для будущего раствора.
8. Использование цементной сухой смеси низкого качества при заливке в минусовые температуры.

Вывод

Рассмотрев всевозможные варианты работы с цементным раствором можно сделать заключение о температурных условиях заливки бетона:

1. Для уличного процесса, в любой сезон, оптимальными температурами являются: 5-20 градусов со знаком «+», от 0 до 5 градусов с использованием добавок, до «минус» 20 градусов с прогреванием и внедрением химикатов.
2. Идеальные условия для гидратации: при нормальных погодных условиях – температура смеси должна быть +30 градусов, в холодный период с использованием подогрева – +70 градусов, при температуре окружающей среды – нагрев воздуха в диапазоне 5-30 градусов со знаком «+».
3. Использовать химикаты можно при среднесуточной температуре ниже +5 градусов.

при какой температуре вода замерзает? | Наука

Название этого поста могло бы показаться подходящим вопросом для научного экзамена в начальной школе, но ответ гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд. Нас всех учили, что вода замерзает при 32 градусах по Фаренгейту, 0 градусов по Цельсию, 273,15 Кельвина. Хотя это не всегда так. Ученые обнаружили в облаках жидкую воду до -40 градусов по Фаренгейту и даже охлаждали воду до -42 градусов по Фаренгейту в лаборатории.Как низко они могли пойти?

Оказывается, это сложная задача для ответа. Когда жидкая вода охлаждается ниже -42 градусов по Фаренгейту, она слишком быстро кристаллизуется в лед, чтобы ученые могли измерить температуру жидкости. Так, Эмили Мур и Валерия Молинеро из Университета Юты разработали сложную компьютерную симуляцию из 32 768 молекул воды (меньше молекул, чем можно найти в капле дождя), которые позволяют им увидеть, что происходит с теплоемкостью, плотностью и сжимаемостью воды, когда она переохлаждается и определите, что произошло, когда 4000 из этих молекул замерзли.Их результаты появляются в журнале Nature .

Когда температура воды приближается к -55 градусов по Фаренгейту, молекулы воды образуют тетраэдры, каждая из которых слабо связана с четырьмя другими молекулами. Плотность воды уменьшается, ее теплоемкость увеличивается, а сжимаемость увеличивается. «Изменение структуры воды контролирует скорость, с которой образуется лед», — говорит Молинеро. «Мы показываем, что как термодинамика воды, так и скорость кристаллизации контролируются изменением структуры жидкой воды, которая приближается к структуре льда.«Ниже -55 градусов по Фаренгейту все еще могут существовать крошечные кусочки жидкой воды, но это будет происходить только в течение невероятно короткого времени, — говорит Молинеро.

Это переохлаждение воды возможно, потому что вода нуждается в небольшом ядре или кусочке льда, чтобы молекулы могли образовывать кристаллы, а в очень чистой воде «единственный способ создать ядро ​​- это самопроизвольно изменить структуру жидкости», — говорит Молинеро. , Эти ядра не будут образовываться или расти достаточно большими, пока структура молекул жидкой воды не приблизится к структуре твердого льда, чего не произойдет, пока вода не станет настолько невероятно холодной.

( HT: io9 )

Понравилась эта статья?
подпишитесь на нашу рассылку

,

Бетонирование в холодную погоду

Погодные условия на рабочей площадке — жаркие или холодные, ветреные или спокойные, сухие или влажные — могут значительно отличаться от оптимальных условий, предполагаемых в то время, когда конкретная смесь определена, спроектирована или выбрана — или из лаборатории условия, в которых конкретные образцы хранятся и тестируются. Бетон можно укладывать в холодных погодных условиях при условии принятия соответствующих мер предосторожности для смягчения негативного воздействия низких температур окружающей среды. Текущее определение бетонирования в холодную погоду Американского института бетона (ACI), как указано в ACI 306, является «периодом, когда в течение более трех последовательных дней средняя дневная температура воздуха падает ниже 40 градусов по Фаренгейту и остается ниже 50 градусов по Фаренгейту для более чем половина любого 24-часового периода.Это определение может потенциально привести к проблемам с замерзанием бетона в раннем возрасте.

Весь бетон должен быть защищен от замерзания до достижения минимальной прочности в 500 фунтов на квадратный дюйм (фунт / кв. Дюйм), что обычно происходит в течение первых 24 часов. Если бетон замерзает, пока он еще свежий, или до того, как он развил достаточную прочность, чтобы противостоять силам расширения, связанным с замерзшей водой, образование льда приводит к разрушению матрицы цементного теста, что приводит к непоправимой потере прочности.Раннее замораживание может привести к снижению предельной прочности до 50 процентов. Как только бетон достиг прочности на сжатие около 500 фунтов на квадратный дюйм, считается, что он обладает достаточной прочностью, чтобы противостоять значительному расширению и повреждению при замерзании. Когда температура воздуха во время укладки бетона ниже 40 градусов по Фаренгейту и ожидаются температуры замерзания в течение первых 24 часов после укладки, следует учитывать следующие общие проблемы:

Начальная температура бетона при поставке

В холодную погоду может возникнуть необходимость в нагреве одного или нескольких бетонных материалов (воды и / или заполнителей) для обеспечения надлежащей температуры бетона при доставке.Из-за количества и теплоемкости цемента использование горячего цемента не является эффективным способом повышения начальной температуры бетона.

Защита при укладке, уплотнении и отделке бетона

Воздействие бетона на холодную погоду продлит время, необходимое для достижения первоначального набора, что может потребовать, чтобы отделочные бригады были доступны в течение более длительного периода. В зависимости от фактической температуры окружающей среды для защиты бетонной конструкции может потребоваться использование ветровых защитных ограждений, ограждений или дополнительного тепла.Также может быть целесообразно отрегулировать составляющие бетонной смеси с учетом влияния температуры окружающей среды на время схватывания. Это может потребовать увеличения содержания цемента, использования ускоряющей химической добавки или того и другого.

Ветрозащиты защищают бетон и строительный персонал от резких ветров, которые вызывают перепады температуры и чрезмерное испарение. Как правило, высота шести футов достаточно. Ветры могут быть выше или короче в зависимости от ожидаемой скорости ветра, температуры окружающей среды, относительной влажности и температуры укладки бетона.

Обогреваемые кожухи очень эффективны для защиты бетона в холодную погоду, но, вероятно, являются наиболее дорогим вариантом. Корпуса могут быть изготовлены из дерева, брезента или полиэтилена. Сборные жестко-пластиковые корпуса также доступны.

В бетонных конструкциях с холодной погодой используются три типа нагревателей: прямые, непрямые и гидравлические системы. Чтобы избежать карбонизации свежих бетонных поверхностей, следует использовать обогреватели косвенного действия. Если бетон не подвергается воздействию нагревателя или выхлопных газов напрямую, тогда подходит нагреватель с прямым нагревом.Следует соблюдать осторожность, чтобы работники не подвергались чрезмерному воздействию окиси углерода при использовании нагревателя внутри корпуса. Гидронные системы передают тепло путем циркуляции раствора гликоль / вода в замкнутой системе труб или шлангов. Типичные области применения гидравлических систем включают в себя оттаивание и предварительный нагрев подстаканников и областей нагрева, которые слишком велики для практического применения в корпусе.

Отверждение для производства качественного бетона

Отверждение требует не только достаточной влажности, но и соответствующей температуры.Температура бетона при укладке должна быть выше 40 градусов по Фаренгейту с использованием методов, описанных выше, однако продолжительность нагрева зависит от типа обслуживания для бетона, начиная от одного дня для высокопрочного бетона, который не подвергается замерзанию — оттаивать события во время службы до 20 и более дней для конкретного элемента, который будет нести большие нагрузки в раннем возрасте. В конструкциях, которые будут нести большие нагрузки в раннем возрасте, бетон должен выдерживаться при температуре не ниже 50 градусов по Фаренгейту, чтобы обеспечить снятие форм и опалубку, а также для обеспечения возможности загрузки конструкции.

Ни в коем случае нельзя допускать замерзания бетона в течение первых 24 часов после его укладки. Поскольку гидратация цемента является экзотермической реакцией, бетонная смесь самостоятельно выделяет тепло. Защита этого тепла от выхода системы из полиэтиленовой пленки или изоляционных покрытий может быть всем, что требуется для хорошего качества бетона. Более серьезные температуры могут потребовать дополнительного тепла.

Бетон, удерживаемый в формах или покрытый изоляцией, редко теряет достаточно влаги при температуре от 40 до 55 градусов по Фаренгейту), что ухудшает затвердевание.Однако сушка из-за низкой зимней влажности и нагревателей, используемых в корпусах, является проблемой. Рекомендуется оставлять формы на месте как можно дольше, поскольку они помогают более равномерно распределять тепло и предотвращают высыхание бетона. Живой пар, выпускаемый в камеру вокруг бетона, является отличным методом отверждения, поскольку он обеспечивает тепло и влагу. Жидкие мембранообразующие составы могут также использоваться в отапливаемых помещениях для раннего отверждения бетонных поверхностей.

Также важно предотвратить быстрое охлаждение бетона по окончании периода нагрева.Внезапное охлаждение бетонной поверхности, когда внутри тепло, может привести к термическому растрескиванию. Методы постепенного охлаждения бетона включают в себя ослабление форм при сохранении покрытия с пластиковым листом или изоляцией, постепенное снижение нагрева внутри корпуса или отключение тепла и обеспечение возможности медленного уравновешивания корпуса до температуры окружающей среды. Массивные конструкции могут потребовать постепенного охлаждения в течение нескольких дней или даже недель, чтобы уменьшить вероятность термического растрескивания.

,