Kts23.ru

АЗС оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Бетон и отрицательная температура

Бетон и отрицательная температура

Основные компоненты бетона – вода, цемент и наполнители.

Наличие воды в смеси – обязательное условие. Вступая в реакцию с цемента, способствует образованию вяжущего вещества с игольчатой структурой. Через шесть часов количество таких своеобразных иголок увеличивается, что обеспечивает надежное сцепление всех компонентов смеси, превращая ее в монолит или искусственный камень, которым считается застывший бетон. Но полный цикл длится намного дольше. Для этого необходимо не менее месяца.

Этот процесс именуется гидратацией и для него необходимы оптимальные условия и температура окружающей среды. Это влажность не менее 100% и температура воздуха до 25 градусов. Если температура воздуха опускается ниже 0, вода кристаллизуется, превращаясь в лед. Это увеличивает объем смеси, что способствует увеличению внутреннего напряжения.

При такой реакции снижается связь между компонентами смеси, что снижает прочность бетона. По этой причине, если заливка бетона происходит при низких температурах, его рекомендуют прогревать или же добавлять путем добавления в смесь специальных добавок. Но это все факторы, влияющие на прочность бетона. Чем ниже температура, тем меньше прочность бетона. Добавки увеличивают временной запас для того, чтобы бетон мог набрать высокую прочность или критичную прочность.

Критическая прочность и ее показатели

Критическая прочность – это степень сопротивляемости бетонной смеси, которая возникает при замерзании. В зависимости от марки цемента (бетона) и используемых добавок, степень сопротивляемости может быть разной.

Важно! При низких температурах прочность бетона подвергается регулярному контролю. Для этого используются специальные образцы, которые заливаются рядом с основным монолитом.

Вообще не рекомендуют заливать бетон в мороз. От этого напрямую зависит его прочность. Но кроме температуры, на прочность могут влиять и другие факторы:

размеры, масса, объем общей конструкции;

присутствие необходимого оборудования на момент заливки;

в зимнее время обязателен контроль на протяжении всего периода затвердевания.

После заливки, бетон закрывается специальными утеплителями, которые снимаются только тогда, когда температура воздуха поднимется до 10 градусов выше нуля.

Заливка бетона в неблагоприятный период

Многие замечали, что в морозы никто никакого бетона не льет, ни производит. Но, что делать, если в этом есть острая необходимость? Сложнее, но при соблюдении некоторых требований, лить бетон в мороз можно.

Подготовить опалубку, уложить арматуру, обеспечить наличие источников тока.

При морозе ниже десяти градусов, арматуру необходимо прогреть.

Наружную опалубку утеплить при помощи различных материалов. Это могут быть пенопласт, брезент, дополнительные щиты фанеры.

Опалубку очистить от снега, льда, прогреть и только после этого, залить бетон.

Тонкости приготовления бетона при заливке в мороз

Можно порекомендовать отложить процесс до наступления весны. Но это невозможно, лить бетон необходимо, но готовить его стоит при соблюдении некоторых тонкостей. Бетонная смесь должна быть теплой и заливаться в прогретую опалубку. В раствор добавить специальные присадки, которые помогут поддерживать оптимальную температуру смеси.

Читайте так же:
Стекло с крепится цементом

Например, если используется цемент марки 400, то температура компонентов должна быть таковой:

вода для замеса – не менее 60 градусов;

готовый для заливки раствор – не менее 35 градусов.

Определять температуру может специалист из лаборатории, который должен присутствовать на площадке. В момент приготовления и заливки смеси. Необходимо учитывать количество добавок или пластификаторы, которые используются в морозные дни. В качестве таких добавок обычно специалисты рекомендуют:

Цифры в маркировке (15 и 25) говорят о температуре, при которой рекомендовано их применять. Использование добавок значительно повышает стоимость бетона. Более того, их присутствие не исключает необходимое прогревание, которое требует электроэнергии.

Сама бетонная смесь перемешивается намного дольше. Если при обычных условиях для этого достаточно 10 минут. То в мороз замес длиться вдвое дольше.

Противоморозные добавки в бетон

Зимнее строительство считается более сложным из-за свойств бетона. В его состав входит вода, которая является обязательным компонентом такого важного процесса, как гидратация цемента. В ходе гидратации формируется окончательная структура бетона, он набирает свою прочность. Данный процесс может происходить только при плюсовых температурах: если вода замерзает, гидратация останавливается. И напротив, чем выше температура воздуха, тем быстрее идет процесс упрочнения бетона.

особенности зимнего бетонирования

  • Оптимальные условия для гидратации – температура воздуха 18-20С. В таких условиях бетон достигает необходимой прочности за 28 дней.
  • Гидратация заметно замедляется при температуре ниже +10С. Так, при +5С бетон за 28 дней наберет лишь 70% необходимой прочности.
  • При температуре ниже нуля вода, входящая в состав бетона, замерзает, и процесс гидратации останавливается.

Дополнительной сложностью в строительстве в зимний период является поддержание температуры самого бетонного раствора. Чтобы сохранять пластичность и способность к качественному уплотнению, раствор после смешивания должен иметь температуру не ниже 20-30С, а при укладке – не ниже +5С.

Таким образом, при низких температурах формирование качественной бетонной структуры значительно осложняется. Потому зимой на помощь строителям приходят технологии, способные снизить или полностью нивелировать воздействие холодов на процесс бетонирования.

Стоит отметить, что существует несколько способов работы с бетоном в условиях низких температур. Но большинство из них применимы лишь при крайне небольших объемах частного строительства (бани, хозяйственные постройки). Такие технологии, как создание термосного эффекта или длительное принудительное прогревание бетонной конструкции во время затвердевания и др., очень трудоемки, затратны и, как правило, невозможны при строительстве домов и других крупных объектов. Кроме того, учитывая наличие широкого спектра противоморозных добавок, иные способы поддержания температуры бетона оказываются нецелесообразными.

Читайте так же:
Рассчитать количество цемента для стяжки пола калькулятор

Добавки для повышения морозостойкости бетона работают комплексно: снижают температуру замерзания влаги, ускоряют процесс затвердевания бетона и помогают ему быстрее набрать прочность. Добавки в бетон — наиболее эффективный способ продолжить цикл бетонных работ при минусовых температурах.

Зимнее бетонирование с добавками Sika

Учитывая продолжительные периоды низких температур, которые в разных регионах нашей страны могут длиться до нескольких месяцев, применение противоморозной строительной химии не просто оправдано, а необходимо. В «зимней» линейке швейцарского концерна Sika есть все необходимые виды добавок в бетон, которые помогают сохранять свойства раствора и продолжать строительство бетонных и монолитных конструкций в холодное время года:

  • Sika®Antifreeze N9 – добавки-антифризы для бетона со свойствами ускорителя твердения и пластификатора. Добавка обеспечивает быстрое твердение и набор прочности бетона при минусовой температуре. Кроме того, состав повышает плотность и прочность бетона и не оказывает вредного воздействия на арматуру ввиду отсутствия агрессивных компонентов.
  • Ускоритель твердения бетона Sika® Antifreeze FS-1 увеличивает количество выделяемого бетоном тепла и ускоряет начало процесса схватывания раствора. Применение этой добавки позволяет бетону быстро набрать начальную прочность, на которую не влияют минусовые температуры.
  • Sika® Antifreeze Plast – противоморозный пластификатор. Состав ускоряет набор прочности бетона, обеспечивает его затвердевание при отрицательных температурах. Кроме того, повышает пластичность бетонной смеси, прочность и водонепроницаемость конструкции.

Высокое качество для безупречного результата

Продукция Sika производится одним из лидеров рынка строительной химии, швейцарским концерном, который имеет свои заводы в России. Благодаря международным стандартам качества и строгому контролю на всех этапах производства «зимние» добавки в бетон для прочности от Sika обеспечивают непрерывность строительства в зимний период и повышают свойства бетонного раствора.

Преимущества противоморозных добавок Sika:

  1. Они позволяют вести бетонирование практически при любых минусовых температурах. Рабочий диапазон – до -25С.
  2. Их применение значительно ускоряет скорость затвердевания бетона. Процесс набора прочности не затягивается даже в сильные морозы. С конструкции, изготовленной с применением добавок Sika, можно без дефектов и сколов снять опалубку через небольшой промежуток времени после заливки.
  3. Добавки улучшают структуру бетона, повышают его прочность, влагонепроницаемость, защищают от коррозии металлические элементы конструкции.
  4. Добавки Sika экономичны в использовании и снижают расход цемента. Это позволяет уменьшать стоимость строительства без потери качества и прочности конструкции.

Высокое европейское качество добавок Sika обеспечит непрерывность вашего процесса строительства при любых внешних температурах и гарантирует долгий срок эксплуатации возведенного объекта.

Влияние пониженных и повышенных температур на твердеющий цемент.

Понижение температуры замедляет процесс твердения цемента и, следовательно, снижает его механическую прочность. Схватывание и твердение практически прекращаются при превращении воды в лед. После оттаивания этот процесс возобновляется, но конечная прочность при этом уменьшается. Быстротвердеющие цементы менее чувствительны к понижению температуры, так как характеризуются повышенным тепловыделением и быстрее наращивают прочность.

Читайте так же:
Пропорции цемента для ленточного фундамента

Прочность бетона к моменту возможного замораживания должна составлять не менее 50-70% от проектной в зависимости от вида конструкции. Для достижения этой прочности в зимних условиях бетон должен выдерживаться по методу термоса, основанному на применении утепленной опалубки и защитного покрытия открытых поверхностей, обеспечивающих замедленное остывание бетона до того момента, когда он приобретет требуемую прочность. Наряду с этим применяют искусственный прогрев бетона электрическим током, паром или теплым воздухом.

При зимних работах используют и так называемые противоморозные добавки, затворяя бетон на растворах солей (смесь CaC l 2 с NaCl, поташ), понижающих температуру замерзания жидкой фазы в твердеющем бетоне и ускоряющих его твердение. Применение противоморозных добавок позволяет не нагревать бетон при твердении. При использовании в качестве противоморозных добавок хлористых солей бетон можно применять только для неармированных конструкций.

Большое значение для целого ряда сооружений имеет морозостойкость уже затвердевшего цементного раствора или бетона, особенно в тех случаях, когда многократное замораживание и оттаивание сопровождаются увлажнением водой. Такое совместное действие воды и мороза наблюдается, в частности, в частях плотин, шлюзов и ряда других гидротехнических сооружений, расположенных в зоне переменного горизонта воды. Вредное действие описанных факторов объясняется тем, что вода, замерзая в порах и случайных трещинах бетона, увеличивается в объеме, что создает давление на стенки пор и вызывает в бетоне внутренние напряжения. Многократное замерзание и оттаивание могут разрушить бетон. Следует отметить, что наиболее морозостойкие бетоны получаются на основе цемента. Большое значение имеет структура бетона, его плотность и степень водонасыщения.

В зависимости от назначения сооружений и климатических условий бетон должен выдерживать от 15 до 150, а иногда и более циклов замораживания с промежуточным оттаиванием.

Для повышения морозостойкости; а следовательно, и долговечности цементного бетона применяют так называемые воздуховлекающие добавки, к которым относят: абиетат натрия — продукт нейтрализации (омыления) абиетиновой смолы (винсол), омыленный (нейтрализованный) древесный пек и некоторые другие. Эти добавки вводят в небольшом количестве, примерно 0,05-0,2%.

Воздухововлекающие добавки не только повышают морозостойкость, для чего они главным образом и предназначены, но и водонепроницаемость, улучшают подвижность и уменьшают водопотребность бетонов и растворов. При этом несколько снижается прочность и уменьшается объемный вес. Обычно при смешении цемента (без добавок) с водой и заполнителями в процессе приготовления бетонной смеси в ее состав вовлекается некоторое количество мелких пузырьков воздуха (не более 2%). Введение воздухововлекающих добавок увеличивает содержание воздуха в бетонной смеси на 3-5%, в ней образуется много мельчайших замкнутых воздушных пузырьков, равномерно распределенных по всей массе материала. Эти пузырьки воспринимают возникающее при замерзании бетона давление расширяющейся воды и тем самым ослабляют давление на стенки пор.

Читайте так же:
Цементная добавка uponor vd 550

Повышение температуры ускоряет процесс твердения цемента и увеличивает его прочность. Необходимым условием при этом является наличие влажной среды. В противном случае повышение температуры может значительно понизить прочность твердеющего цемента.

С учетом этого заводы бетонных изделий пользуются следующими приемами, ускоряющими процесс твердения бетона: пропариванием в пропарочных камерах насыщенным паром нормального давления; запариванием бетонных изделий в автоклавах паром под давлением около 9 атм; электропрогревом твердеющего бетона. Наиболее распространен первый метод, причем обычно через 10-12 ч пропаривания достигается не менее 70% отпускной прочности изделий. Через 28 суток прочность пропаренных изделий все же на 10-20% ниже прочности изделий, твердевших весь этот срок при обычных температурах.

Затвердевшие растворы и бетоны не могут считаться вполне огнестойкими, а тем более огнеупорными, так как продукты, составляющие затвердевший цементный камень, разрушаются при повышенных температурах. Так, например, Са(ОН)2 обезвоживается при 547 0 С, а гидросиликат кальция начинает терять гидратную воду при температуре 180-200 0 С. Тем не менее бетон оказывается достаточно стойким при пожарах, так как в этом случае высокие температуры действуют только на его поверхность, внутри же него температура не доходит до критических пределов.

Согласно исследованиям К. Д. Некрасова, стойкость цементных растворов и бетонов по отношению к длительному действию высоких температур может быть повышена при добавке к цементу некоторых тонкомолотых минеральных добавок. В сочетании с огнеупорными заполнителями них можно получать жаростойкие бетоны, пригодные для применения в условиях высоких температур. Обычный бетон на цементе используют в элементах конструкций тепловых агрегатов, где температура не выше 200 0 С. Бетон на цементе или шлакоцементе с заполнителями виде боя глиняного кирпича, отвального доменного шлака, вулканического туфа, базальта, диабаза и андезита без тонкомолотых добавок может применяться в условиях службы до 350 0 С При введении в эти бетоны тонкомолотых добавок цемянки, золы-уноса, пемзы, гранулированного доменного шлака температура, которую может выдержать материал, повышается до 700 0 С. При добавке же к цементу шамота в тонком лотом виде, а также в виде мелкого и крупного заполнителя, получают жаростойкий бетон, который может служить 1200°С. Наконец, если в цемент ввести фосфорный ангидрид (в виде фосфоритной муки или ортофосфорной кислоты), а в бетон тонкомолотые хромит и магнезит и в виде мелкого и крупного заполнителя — хромит, то температура службы того бетона повышается по 1700 0 С.

Читайте так же:
Семей цемент зауытыны тарихы

Цемент для низких температур

Зацементированных обсадных колонн

Фото1 Фото 2 Фото 3

ЦЕМЕНТ ТАМПОНАЖНЫЙ ОБЛЕГЧЕННЫЙ ДЛЯ ИНТЕРВАЛОВ ММП ЦТРО

ТУ 5734-003-74364232-2006

Разработан альтернативный (добавочный) состав ЦТРО II по ТУ 5734-003-80338612-2008 .

НАЗНАЧЕНИЕ

Предназначен для цементирования обсадных колонн эксплуатационных и разведочных скважин в интервалах многолетнемерзлых пород и пород с низкими положительными температурами.

В зависимости от вида специальных добавок (армирующих, кольматирующих или повышающих прочность камня) цемент выпускают следующих марок:

ЦТРО — без ввода специальных добавок;

ЦТРО -Арм — с армирующими добавками;

ЦТРО -К — с кольматирующими добавками.

СВОЙСТВА

В условиях низких положительных и отрицательных температур обладает высокой гидратационной активностью, высоким качеством сцепления и расширением камня на ранней стадии.

В отличие от других цементов для низких температур ЦТРО обладает значительно лучшими показателями по водоотделению тампонажного раствора и прочности цементного камня.

Таблица 1 — Физико-механические показатели цементов серии ЦТРО

Наименование показателя

Норма для марок

ЦТРО

ЦТРО-Арм

ЦТРО-К

Плотность тампонажного раствора, г/см 3

Водоотделение, мл, не более

Растекаемость, мм, не менее

Время загустевания при t 22 о С и давлении 0,1МПа, мин, не менее

Прочность камня при изгибе через 2 суток при t 22 о С и давлении 0,1МПа, МПа, не менее

ПРЕИМУЩЕСТВА

Цемент серии ЦТРО является полностью готовой смесью, в условиях низких положительных и отрицательных температурах обладает высокой гидратационной активностью, высоким качеством сцепления и расширением камня на ранней стадии.

В отличие от других цементов для низких температур ЦТРО обладает значительно лучшими показателями по водоотделению тампонажного раствора и прочности.

ПРОМЫСЛОВЫЙ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ

Промышленное применение цементов серии ЦТРО — с 2006г филиалом «Уренгой бурение» ООО «Газпром бурение» при цементировании кондукторов в зоне ММП и эксплуатационных колонн в сеноманских скважинах на Песцовой площади Уренгойского ГКМ, Харвутинской площади Ямбургского ГКМ, Заполярном ГКМ и др. С 2008 г цемент ЦТРО применяется филиалом «Ухта бурение» ООО «Газпром бурение» на Бованенковском ГКМ.

Анализ результатов оценки качества цементирования кондукторов (по данным АКЦ) на Харвутинской площади в интервале размещения облегченных тампонажных растворов на основе ЦТРО, показывает, что коэффициенты качества сцепления облегченного камня составляют не менее 0,6.

Это является высоким показателем для облегченного тампонажного камня, твердеющего в условиях ММП и свидетельствует о высокой гидратационной активности данного цемента при низких положительных и отрицательных температурах.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector