Влияние температуры на бетон

Главная характеристика, по которой можно судить о качестве бетона — его прочность. Именно от нее зависит, насколько надежной окажется возведенная конструкция, какие эксплуатационные свойства она получит. Для достижения высокой прочности важно учитывать ряд факторов, к числу которых относится температура (бетонной смеси и окружающей среды).

Соблюдение температурного режима входит в перечень критериев качественного выполнения работ согласно ГОСТам и СНиПам. Контроль данного параметра особенно актуален в условиях переменчивости климатических условий, необходимости выполнения строительства в межсезонье.

Прежде чем подойти к определению данного показателя, важно разобраться в особенностях физико-химических процессов, происходящих внутри бетона. Отвердение (гидротация) материала становится результатом взаимодействия компонентов на молекулярном уровне. Основные вещества, участвующие в этом процессе — вода и цемент. В ходе их взаимодействия выделяется тепло. Важным условием нормального протекания гидротации является соответствие условий температурному режиму.

Научные исследования показывают, что минимальная температура бетонной смеси составляет 5- 30°C. Если бетонирование осуществляется при +5 °C до -3°C, температура бетонной смеси марки М200 и выше не должна опускаться менее +5°C (масса цемента более 240 кг /м3). Безопасно бетонировать в условиях мороза при однократной заморозке материала с последующим его оттаиванием можно только при одном условии: температура бетонной смеси поддерживалась на уровне не менее +10°C в течение 3 дней.

Процесс твердения бетона во многом зависит от температуры окружающей среды. При повышенном температурном режиме на ранних сроках может произойти обезвоживание бетонной смеси, что станет причиной:

· недобора прочностных свойств;
· возникновения усадки;
· растрескивания.

От температуры окружающей среды зависит застывание, а также удобство кладки. Низкий и высокий температурный режим в равной степени негативно отражаются на всех этапах заливки бетона (он приобретает твердую консистенцию).

Затвердение, которое происходит при температуре окружающей среды ниже нормы, протекает медленнее. В условиях мороза этот процесс практически останавливается. К тому же при температурах ниже 0 °C вода, не успевшая вступить в реакцию с цементом, замерзает. При этом она увеличивается в объеме, вызывая образование микротрещин, которые в итоге негативно отражаются на качестве бетона.

Слишком высокие температуры воздуха также мешают образованию бетонной смеси высокого качества — вода быстро испаряется, смесь неравномерно высыхает. В результате бетон недобирает прочности.

Качество бетонной смеси не зависит от продолжительности затвердения, поэтому при необходимости этот процесс могут ускорять. К примеру, так поступают, когда требуется скорое введение в эксплуатацию или необходимо выполнить распалубку конструкции в сжатые сроки. Но чаще к ускорению твердения обращаются в зимний период или при изготовлении железобетонных изделий.

Обеспечить оптимальный процесс гидратации можно при организации правильного ухода за бетоном после укладки. При слишком высоких температурах и низкой влажности смесь (а также опалубку, распалубленные вертикальные поверхности бетонных конструкций) поливают водой, накрывают пленкой.

В случае бетонирования на фоне морозов выполняют:

· прогрев электродами;
· индукционный нагрев;
· обогрев при помощи электронагревательных приборов;
· укрывание бетона пленкой, утеплителями для сохранения выделяемого тепла;
· сооружение временной конструкции, которая обеспечит прогрев воздушных масс (с применением тепловых пушек).

Нормальное течение процесса гидратации возможно при 5–20 °C с относительной влажностью 90%. В таком случае смесь довольно быстро отвердевает — к 7-14 дню набирает около 70% прочности. При этом нет необходимости использовать альтернативные методы для обеспечения нормальных условий отвердения.

Подобрав подходящее время (с точки зрения температурного режима), удастся снизить вероятность повреждения текстуры и нарушения однородности готового материала. При этом не стоит забывать о суточных температурных колебаниях (к примеру, падение температуры ниже 0 °C ночью приводит к замерзанию раствора).

Для обустройства наружных конструкций рекомендуется начинать работы в сентябре-октябре, до первых заморозков или в апреле-мае (выбор данного периода зависит от погодных условий конкретного региона). Также важно учитывать, что для набора достаточной прочности бетонной смеси необходимо не меньше 28 дней.

Бетонирование не осуществляют во время ливней и затяжных дождей — значительно возрастает вероятность размывания и неравномерности покрытия. Также не стоит выполнять заливку, если температура окружающей среды несколько дней находится на отметке +4°C, при этом вы не планируете предпринимать меры по прогреву или повышению морозостойкости смеси.
Другие противопоказания к бетонированию:

• межсезонье — обычно данный период характеризуется частными, непредсказуемыми температурными перепадами;
• температура выше 25°C и влажность воздуха менее 50% в летний период — если при этом не применяются быстросхватывающиеся марки цемента;
• зимний период в случае, когда в течение 3-х дней после заливки бетонной смеси нет возможности осуществлять подогрев основания;
• внезапная оттепель, риск дождя — не используют растворы с присадками.

Не рекомендуется заливать в экстремальных температурных условиях, если нет практических навыков работы с бетоном и по уходу за ним.