Бетонирование в Казахстане: как избежать проблем с погодой?

Главным ограничением для бетонирования всегда было время. Только что приготовленный раствор необходимо уложить в течение 1,5 часов. После этого периода в смеси начинают происходить необратимые химические процессы.

Но время – не единственный соперник в гонке с качественным бетонированием объектов.

Неблагоприятные погодные условия сильно воздействуют на бетон на каждой стадии работ с бетоном: от производства смеси до набора прочности уже залитой конструкции.

Если после замешивания бетонного раствора у вас есть 1,5 часа до того, как смесь начнет процесс отверждения, то при +35°С время сократиться вдвое.

Свежий бетон начинает стремительно терять влагу, вследствие чего уже в смесителе раствор начнет расслаиваться.

Расслоение бетонной смеси – разделение на компоненты. Более крупная фракция заполнителя осядет в нижнем слое, что увеличивает его плотность. А вода из смеси начнет скапливаться на поверхности раствора.

При нарушении водо-цементного отношения в смеси уложенный бетон снижает свою подвижность и может преждевременно затвердеть, что помешает его уплотнению, отделке и последующему набору марочной прочности.

После укладки и твердения бетон начнет растрескиваться, пылить и хуже переносить циклы “заморозка-оттаивание”. В ходе бетонных работ конструкция станет разрушаться намного раньше положенного, и проведение ремонта понадобится объекту раньше и чаще планируемого.

Температура ниже 0°С оказывает такое же разрушительное воздействие на каждый этап бетонирования. Из-за кристаллизации воды в структуре свежей смеси процесс гидратации цемента в смеси замедляется, как и дальнейший набор прочности.

В холодную погоду замерзающие молекулы воды расширяются и создают дополнительное внутреннее давление в уже затвердевшем бетоне. В конечном результате конструкция начинает терять прочность, что приводит к быстрому износу.

За бетонированием в сильную жару или минусовые температуры, так или иначе, следует стремительный износ, частые обслуживание и ремонт конструкции, если не соблюдать меры предосторожности.

В Казахстане сильные перепады температур случаются постоянно. Резко-континентальный климат и низкая влажность воздуха сделали погодные условия неблагоприятными в течение 7 месяцев в году практически по всей стране. В северной части – слишком долгие и морозные зимы. В южных регионах лето крайне засушливое и жаркое.

На качество бетонных работ также влияют различные климатические условия вкупе с температурой воздуха. Если бетонирование сопровождается сильной влажностью воздуха и дождями в течение дня, то в смеси увеличивается процент воды. Слишком сухой воздух ведет к ускоренному испарению влаги, что также нарушает водоцементное соотношение в бетоне.

Подобные воздействия изменяют подвижность бетона в процессе перевозки до участка заливки. Миксеры могут доставлять раствор под палящим солнцем или в мороз, из-за чего характеристики по приезду на объект могут отличаться от установленных при заказе.

Обычно, у прорабов на стройплощадке есть технологические карточки, по которым сравнивают заказанную уровень подвижности смеси с привезенной. Для этого используется конус, в который укладывают и утрамбовывают смесь. В дальнейшем конус удаляют и измеряют изменение высоты относительно верхнего края конуса.

Благодаря полученным результатам можно определить марку подвижности смеси. Если разница не превышает 15 сантиметров, то бетон относится к малоподвижным.

Но подвижность смеси можно изменить с помощью:

• добавок 
• изменения водоцементного соотношения

Конечно, оптимальным решением будет проводить работы с бетоном тогда, когда погодные условия не будут негативно сказываться на этапах работы.

+20°C – самая оптимальная температура для готового раствора, при которой бетон сохраняет свои качественные характеристики продолжительное время . А благоприятный диапазон температур для строительства из бетона от +5°C до +30°C.

Сколько же благоприятных месяцев для бетонирования на территории Казахстана?

Оптимальная температура воздуха по всей территории Казахстана бывает за год максимум 3-5 месяцев в зависимости от региона.

Для средне- и крупномасштабных объектов, где объемы бетона превышают 100 кубометров, может не хватить подобного срока, чтобы закончить этапы строительства перед бетонными работами закрыть все задачи по бетонированию. Также не всегда получается спланировать строительство именно в те месяцы, в которые температура и погода может быть приемлемой.

Климат страны преимущественно резко-континентальный. Не зря большая часть территорий на многие километры покрыта степями и пустынями. Из-за отдаленности Казахстана от океанов и морей, которые также влияют на влажность воздуха, здесь выпадает малое количество осадков.

Для всех регионов характерны сильные сухие ветра, что даже при умеренных температурах может вызвать преждевременное высыхание бетона и его растрескивание.

Засушливость климата вызывает большие амплитуды температур в течение года.

На севере страны, Костанайской, Северо-Казахстанской областях, вас будет ждать продолжительная, морозная зима с температурами до -50°С и короткое лето.

На территории Акмолинской области была зафиксирована самая низкая температура – -57°С.

В южной части Казахстана ситуация обратная: жаркое, сухое лето с температурой выше 30°С и короткая, бесснежная зима.

Самая высокая зарегистрированная температура: +49°С в городе Туркестан.

Поэтому строительным компаниям порой приходится производить и укладывать бетонную смесь в не особо благоприятных условиях.

Для слишком жаркой или критически холодной погоды необходима особая подготовка, когда на стройплощадке начинается стадия производства и заливки бетонного раствора. Если не предпринять ряд мер, то бетон будет поврежден или неблагоприятно затронут погодными условиями вашего региона.

Что же может произойти с бетоном и какая подготовка нужна для того, чтобы построить качественную и долговечную бетонную конструкцию?

Бетонирование в жаркую погоду

Когда наступает летний период, то все негативные последствия высоких температур усугубляются характерным для регионов Казахстана сухим воздухом.

В итоге с бетоном начинают происходить следующее:

• Более короткое время схватывания и раннее затвердевание
• Повышенная скорость отверждения
• Возможная потеря прочности в течение 28 дней
• Повышенная склонность к пластической усадке
• Сложности в размещении и отделке
• Опасность холодных швов, которые образуются при укладке пластичного бетона на застывший и начавший твердеть бетон.

Однако подобный ущерб вполне может быть при любой неблагоприятной температуре воздуха в диапазоне ниже 10°С или выше 30°С. При низких – бетону, хоть и не угрожает замерзание, но может потребоваться слишком много времени, чтобы набрать заданную прочность.

Вследствие более высоких температур, особенно если они сопровождаются горячими сильными ветрами, как в Карагандинской области, может произойти пластическое растрескивание и преждевременное затвердевание бетона.

Следовать рекомендациям по бетонированию в жаркую погоду необходимо, когда температура окружающей среды начнет превышать 30–35°C, что не редкость для таких областей, как:

• Атырауская
• Мангистауская
• Кызылординская
• Южно-Казахстанская
• Жамбылская
• Алматинская

Чтобы предотвратить ущерб от жары, лучше всего придерживаться общих рекомендаций предосторожности:

• Демпфирующие формы, арматура для избежания образования трещин на бетоне
• Установка ветрозащитных тентов и навесов для защиты открытых бетонных поверхностей.
• Охлаждение компонентов бетона
• Использование добавок, замедляющих схватывание для предотвращения преждевременного загустевания свежей смеси.
• Сбрызгивание поверхности уложенного бетона водой для контроля температуры бетона
• Заливка в ночное время, когда температура окружающей среды обычно ниже.
• Завершение транспортировки, укладки и отделки бетона настолько быстро, насколько это практически возможно

На различных стадиях бетонных работ есть свои индивидуальные рекомендации, чтобы бетонирование в экстремально высокие температуры было качественным, а будущая конструкция прочная и долговечная.

Ниже вы можете прочесть более подробные советы по каждому аспекту всего бетонного строительства:

Стадии и аспекты бетонных работ	Рекомендации
Подготовка к работам	Тщательно планируйте весь процесс бетонирования, чтобы избежать задержек на различных этапах. Обратите внимание на скорость заливки и эффективность применения последующих мер предосторожности. Запланируйте заливку бетона в ночное время, если это возможно.
Замешивание смеси	Используйте в бетоне водоредуцирующие добавки, замедляющие схватывание. Снизьте температуру бетона: — снижением температуры заполнителей — с помощью добавления жидкого азота в смешанный бетон — охлаждением воды для смеси — использованием цемента с более низкой теплотой гидратации — снижением температуры цемента
Техника	Затеняйте тентами или складируйте оборудование для дозирования, хранения и обработки бетона или, по крайней мере, покрасьте светоотражающей краской, чтобы уменьшить нагрев металла.
Заливка и уплотнение	Затените арматуру, опалубку и основание, если это возможно, и сбрызгивайте их водой. Укладывайте бетон для крупных конструкций не широкими слоями.  Используйте тенты из мешковины, если есть задержки между заливкой участков одной и той же конструкции.
Отделка и отверждение	Устанавливайте навесы над конструкцией.  Используйте ветрозащитные тенты, чтобы продлить время отделки при наличии порывов сухого ветра и предотвратить растрескивание при усадке. Применяйте покрытия с алифатическим спиртом после первоначальной стяжки, если присутствует сильный ветер. Повторно провибрируйте еще свежий бетон для устранения трещин, вызванных усадкой. Периодически поливайте поверхность только что забетонированной конструкции водой в течение не менее 24 часов.

Бетонирование в холодную погоду

Общие негативные воздействия от неблагоприятных температур мы уже указали выше. Но у суровых холодов есть еще и свои последствия:

• снижение скорости схватывания и набора прочности бетона;
• при отрицательных температурах физические повреждения бетона в виде растрескивания на поверхности конструкции, а также остановки процесса гидратации.
• увеличение внутреннего давление в конструкции из-за замерзания воды в структуре бетона
• образование обледенелой корки на крупном заполнителе, что ведет к разрыву связи между компонентами в смеси.

Только на юге Казахстана (Кызылординская, Туркестанская и Жамбылская области) зима мягкая и температура не опускается ниже -10°С. В остальных же регионах страны холода от -20°С – обычное явление. Особенно длительные сильные морозы в северных регионах страны: Павлодарской, Северо-Казахстанской, Акмолинской и Костанайской области.

Чтобы защитить бетонные конструкции от преждевременного разрушения в условиях низких температур, необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

• Установка обогревателей, изоляционных тентов, термоактивной опалубки
• Использование электрического прогрева проводом ПНСВ, инфракрасного прогрева, воздушных пушек
• Внесение в рецептуру противоморозных добавок
• Использование цемента с высокой ранней прочностью
• Нагрев воды или других компонентов смеси. Температура бетона при заливке в формы должна быть выше 5°С
• Не укладывать бетон на промерзший грунт
• Температура уложенного бетона должна поддерживаться на уровне 20°C или выше в течение 3 дней

Подробные советы для защиты бетона от холода на каждом этапе строительства вы можете узнать из таблицы.

Стадии и аспекты	Холодная погода
Подготовка к работам	Тщательно подготовьте план, чтобы обеспечить наличие соответствующего оборудования и рабочей силы, особенно если существует вероятность температуры ниже 0°C.
Замешивание смеси	Сократите время схватывания бетона: — подогрев воды (максимум 70°C) — использование ускоряющей добавки — использование цемента более высокой марки  или ранней прочности
Техника	Паркуйте спецтехнику в теплых боксах или отапливаемых гаражах. По возможности прогревайте емкости, места расположения хранения компонентов смеси и сами материалы.
Заливка и уплотнение	Разморозьте застывшее основание и нагрейте опалубки, особенно стальные, перед укладкой бетона. Утеплите, изолируйте или закройте погрузочно-разгрузочное оборудование. Избегайте задержек в обработке и размещении.
Отделка и отверждение	Поддерживайте температуру бетона до тех пор, пока не будет достигнута безопасная прочность с помощью теплоизоляционных покрытий. Отложите разборку опалубки на более поздний срок. Избегайте колебаний температуры внутри конструкции. Это включает в себя отказ от использования холодной воды в ходе применения перечисленных мер предосторожности.

Не всегда погода бывает благоприятна для бетонных работ. Но вы можете минимизировать риск получить не качественную конструкцию, если будете придерживаться приведенных выше рекомендаций.