Бетонирование зимой

При современном развитии строительных технологий и появлении новых стройматериалов возведение зданий и сооружений в зимний период стало намного проще и менее затратным. А утверждение, что строить зимой не рекомендуется, в последнее время утрачивает свою актуальность. Заказчикам, которые все же опасаются начинать строительство зимой, стоит прислушаться к мнению специалистов, предлагающих свои решения задач в этот период года.

Мифы и реальность зимнего строительства

Специалисты отмечают, что в украинском строительстве еще бытует ряд мифовов зимнем строительстве, которые вводят в заблуждение многих заказчиков. Первый — трудности с устройством фундамента и его последующая деформация весной. Общеизвестно, что устройство фундамента гораздо легче осуществить летом, чем копать промерзлую землю. Кроме того, в зимнее время раствор бетона замерзает раньше, не успев набрать критической прочности. Но мерзлая земля — уже не проблема. В строительстве есть ряд наработанных технологий разогрева земли, причем отогревание земли происходит достаточно быстро, поскольку при умеренном климате основательное промерзание почвы достигает глубины лишь до 30 см.

Кроме того, в последнее время стало очень популярным строительство из сплошных (монолитных) конструкций. Монолитный фундамент удобен в виде сплошной плиты или же фундамент на сваях, что заметно упрощает зимние работы. В принципе, зимний сезон — весьма подходящее время для укладки фундамента, так как мороз обезвоживает почву, делая ее более твердой и плотной, что не позволяет фундаменту плыть и деформироваться. Главное же преимущество применения монолитных материалов — это экономия времени, ведь одна из проблем зимней стройки — короткий световой день, что существенно увеличивает сроки строительства. Что касается бетона, то существуют различные приемы, обеспечивающие необходимый температурный режим затвердения бетона: — подогрев бетона в процессе приготовления (до 90 °С), который в последующем герметично укрывается обогревается выделяемым теплом;

КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Игорь ИВЖЕНКО, инженер, технический консультант отдела Concrete ООО «Сика Украина»

Как известно, реакции гидратации значительно замедляются уже при температуре бетона +5°С и набор прочности приостанавливается. В таких условиях стандартные рецептуры бетонных смесей требуют корректировки, вносятся изменения в технологический процесс производства и ухода за бетоном.

В зимнее время рекомендуется применять бездобавочные высокомарочные цементы, например ПЦ-І-500, в количестве минимум 300 кг/м3, содержание воды затворения должно исходить из параметра В/Ц, которое для «зимних» бетонов составляет 0,36-0,5. Бетонная смесь, при отгрузке с завода должна иметь температуру не ниже +15 °С. При этом особое внимание уделяется температуре бетона в опалубке, которая после укладки должна быть выше +5 °С до момента набора бетоном «критической прочности» (10 МПа). После этого замораживание является безопасным, а процессы гидратации бетона возобновляются по мере возрастания температуры. Для производства бетонов в зимних условиях компания «Сика Украина» рекомендует применять эффективные суперпластификаторы линейки SikaPlast или комплекс добавок SikaPlast + Sika Antifreeze. Это позволит уменьшить содержание воды затворения при сохранении заданной подвижности и ускорить процессы структурообразования в бетоне. Повышение темпов возведения конструкций при отрицательных температурах уменьшает сроки ввода строительных объектов в эксплуатацию, что очень важно для инвесторов.

Рекомендации специалистов

Для приготовления бетонных смесей зимой важно использовать бетоносмесители с подогревом, а время смешивания увеличивается примерно на 25%. Средства передвижения должны иметь условия, сохраняющие тепло. Основание, на которое укладывается бетон, должно иметь температуру, исключающую замерзание смеси на границе контактирования. Если производится бетонирование армированной конструкции, необходимо прогреть металл до положительной температуры.

— бетонирование в термоактивной (греющей) опалубке; — метод «термоса» (использование утепленной опалубки с устройством сверху защитного слоя); — подготовка раствора бетона с использованием морозостойких добавок (их применение позволяет проводить работы при температуре воздуха до −25 °С);

— прогрев инфракрасными источниками тепла (ТЭНами, керамическими стержневыми излучателями, кварцевыми трубчатыми излучателями и др.). Сейчас в зимнем строительстве наиболее часто используется метод с добавками, как наиболее экономичный и надежный способ отвердевания бетона.

Второй миф — зимнее удорожание строительства. Для нормального функционирования зимних строительных работ необходимы дополнительные условия -обогрев рабочих бытовок, очистка подъездных путей к стройплощадке от снега, дополнительный инструмент и т.д. Но как отмечают специалисты, данный недостаток легко компенсируется ценой на строительные материалы. Зимой стройматериалы заметно дешевеют, поскольку зачастую производители снижают заводские цены и предоставляют дилерам существенные скидки. Есть и еще одна причина зимнего падения цен: чтобы получать достаточные объемы продукции с заводов в летний период, дилеры порой вынуждены зимой выкупать продукцию в убыток себе, доплачивая разницу за «свой» счет. По всем вышеперечисленным причинам разница в стоимости материалов зимой и летом может достигать 15-30%. В осенне-зимний сезон, из-за невысокой востребованности, снижаются также цены на рабочую силу. Строительные компании предоставляют существенные скидки на все виды услуг. Но, с другой стороны, придется потратить некоторое время на контроль строительного процесса, так как при холоде рабочие устают больше, следовательно, возрастает вероятность брака. Проблема обеспечения условий для рабочих может стать еще одним неудобством. К тому же, добавляются затраты на дополнительные процессы. Например, зимняя кирпичная кладка может вестись с применением электропрогрева, что повышает трудоемкость процесса и добавляет затраты на электричество. При отрицательных температурах возрастает риск поломок аккумуляторных инструментов. Поэтому по возможности специалисты советуют использовать инструменты, работающие от сети.

КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Роман ГРИНЧЕНКО, технолог ООО «Лиакор» (производитель добавок CONWISOL)

Необходимо заметить, что сама технология бетонных работ как в летний, так и в зимний период одинакова. Отличие между работами летом и зимой заключается в уходе за бетоном. При минусовых температурах это предусматривает использование подогрева уложенного бетона и применение теплоизоляционных материалов для сохранения тепла, получаемого во время прогрева бетона, и процесса гидратации цемента. Такой метод ухода за бетоном при минусовых температурах используется и в современных технологиях. Но его недостатком является большая трата энергии на прогрев и поддержание необходимой температуры бетона, пока он не наберет 30-50% своей прочности.

На современном этапе появление новых противоморозных добавок и добавок, ускоряющих схватывание, позволило снизить затраты, связанные с уходом за бетоном в зимний период. Так, добавление в бетонную смесь ускорителей вместе с прогревом бетона позволяет на 50% уменьшить время, необходимое для достижения бетоном 30-50% своей прочности. Такое сочетание актуально, если в сжатые сроки необходимо выполнить большой объем бетонных работ. Использование противоморозной добавки вместе с теплоизоляционным материалом позволяет отказаться от затрат, связанных с прогревом бетона. Но такому бетону понадобится больше времени для достижения определенных физико-механических показателей. Применение современных зимних добавок значительно облегчает ведение зимних работ. Но для более эффективного распределения времени и энергоресурсов необходимо четко различать два основных типа добавок — противоморозные и ускорители. Ускоряющие добавки позволяют сократить время набора прочности, но не защищают бетонную смесь от мороза, например, CONWISOL SM-21, CONWISOL SM-11. А противоморозные добавки, наоборот, защищают от мороза, но не влияют на скорость гидратации цемента (CONWISOL SK-50, CONWISOL NL-24).

Миф третий заключается в том, что строительство зимой запрещено нормативами. Но на самом деле согласно СНиП 3.03-01-87 «Несущие и ограждающие конструкции», зимним считается производство бетонных работ при ожидаемой среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5°С и минимальной суточной температуре ниже нуля.

О зимнем бетонировании — подробнее

В практике зимнего бетонирования существуют три основные проблемы:- портландцемент при малых положительных температурах твердеет очень медленно;- вода, не вступившая в реакцию с цементом, при отрицательных температурах замерзает, а в бетоне возникают внутренние напряжения; замораживание бетона в конструкции вызывает снижение адгезии арматуры и наполнителя с цементным камнем. Эти проблемы приводят к снижению несущей способности конструкций и уменьшению их долговечности.

Но они успешно решаются за счет использования специальных химических добавок. Итак, как действуют противоморозные добавки? Во-первых, они эффективно ускоряют процесс твердения бетона. Во вторых, введение в бетон морозостойких добавок приводит к снижению температуры замерзания воды, что способствует набору прочности бетона при отрицательных температурах. Механизм воздействия противоморозных добавок основан на особенностях укладки бетона зимой. Так, температура окружающего воздуха существенно влияет на протекание процесса твердения свежеуложенной бетонной смеси. При минусовых температурах процесс гидратации цемента замедляется, а при охлаждении бетона до температуры −10 °С набор прочности прекращается, и химически не связанная вода превращается в лед. Замораживание еще не затвердевшего бетона вызывает нарушение его структуры, что в свою очередь воздействует на такие свойства бетона, как прочность, морозоустойчивость, водонепроницаемость. Наиболее опасным с этой точки зрения считается начальный период твердения в первые часы после укладки бетона в конструкцию, когда он еще не набрал прочность. В бетоне с добавлением противоморозных добавок лед образуется постепенно (по мере снижения температуры), кроме того, если бетон замерз до наступления полного отвердения, при повышении температуры процесс отвердения продолжается. Как отмечают эксперты, в современном строительстве противоморозные добавки — это продукты, практически незаменимые в условиях сурового климата, позволяющие снизить затраты на строительство и повысить прочность бетонных конструкций. Это подтверждает и зарубежный опыт, где более 70% всего объема бетона укладывается с применением химических добавок. Они нашли широкое применение при возведении монолитных и сборно-монолитных бетонных и железобетонных конструкций и сооружений. Учитывая область применения, противоморозные добавки можно разделить на две группы. Первая — добавки, понижающие температуру замерзания жидкой фазы бетона и принадлежащие к числу или слабых электролитов, или замедлителей схватывания и твердения цемента. Вторая — добавки, совмещающие в себе способность к сильному ускорению процессов хватывания и твердения цементов с хорошими антифризными свойствами. Используются противоморозные добавки при установившейся температуре наружного воздуха или грунта ниже + 5 °С и минимальной суточной температуре ниже 0 °С вплоть до −30 °С. Температура бетона, при которой он с отдельными добавками, хотя и медленно, но систематически набирает прочность за счет гидратации цемента, составляет −25 °С. Специалисты отмечают, что введение противоморозных добавок — технологически наиболее простой, удобный и экономически выгодный способ зимнего бетонирования. Этот способ в 1,2-1,4 раза экономичнее, чем способ паропрогрева и бетонирования с предшествующим ограждением сооружения и его утеплением изнутри, и в 1,3-1,5 раза экономичнее электрообогрева. Применение противоморозных добавок позволяет экономить тепло- и электроэнергию при более гибкой технологии проведения работ. И хотя само использование противоморозных добавок также ведет к определенному удорожанию строительных работ, оно экономически оправдано — из-за улучшения ряда технологических параметров и повышения эксплуатационных свойств товарного бетон и цементных растворов. Широкий ассортимент противоморозных добавок, которые сейчас предлагаются на украинском рынке, позволяет удовлетворить практически любые потребности клиентов. Среди продукции украинских производителей наиболее известны добавки «Релаксол» («Будиндустрия», Запорожье), «Комплекс» (НПП «Мистим, Ровно). Широко представлена на рынке и продукция зарубежных производителей — компаний ВАSF, Deitermann (Германия), Index, Мapei (Италия), Siка (Швейцария), Isomat (Греция) и многих других. Как правило, специалисты ведущих компаний-поставщиков всегда готовы помочь своим клиентам при выборе нужных материалов и предлагают оптимальные решения для реализации их идей. К примеру, заказчики всегда могут связаться с сотрудниками служб технической поддержки, если у них возникли затруднения при применении продукции.

КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Евгения АЛЕКСЕЕВА, менеджер по работе с ключевыми клиентами ООО «ПРОТЕКС-С»

Темпы современного строительства в Украине предусматривают проведение строительных работ в зимний период. Это обусловлено сжатыми сроками строительных работ, а также в большей степени благодаря появлению современных технологий и материалов, позволяющих не прекращать строительство в зимний период, а главное — не снижать качество и долговечность монолитных конструкций, несмотря на неблагоприятный период. Проведение строительных работ осуществляется на основе действующих в Украине строительных норм, правил и государственных стандартов ЕНиР, а также новых методологических принципов, применяемых в международной стандартизации, учитывая требования потребителя, сборником сметных норм дополнительных затрат при проведении строительно-монтажных работ в зимнее время года. Не все строительные мероприятия можно проводить при отрицательных температурах, это связано напрямую с техническими характеристиками используемых материалов. Например, работы по утеплению фасадов, звукоизоляции можно производить до −5 °С, заливку бетона с использованием добавки Nitcal до −20 °С, ПНСВ проводом до −30 °С Сложность проведения монолитных работ в такой период заключается в том, что при низких температурах существует опасность неправильного застывания бетона, если не использовать специальные противоморозные добавки, например, Nitcal, который предлагает компания «САНПОЛ промышленное строительство».

Поскольку в состав бетона входит вода, а она в твердом состоянии увеличивается в объеме, нарушая тем самым структуру бетона, процесс гидратации цемента, делая его неоднородным. Соответственно, технические свойства бетона ухудшаются. Поэтому при строительстве в зимний период, при низких температурах необходимо тщательно выбирать вспомогательные материалы, учитывая их свойства и максимальные температурные режимы, чтобы исключить нарушение свойств строительных материалов.

 Украинская практика зимнего строительства

Как отмечают эксперты, применение техилииных материалов и средств для зимнего бетонирования в первую очередь зависит от финансовых возможностей застройщика. К примеру, в Украине практически не используют специальную термоопалубку или греющую опалубку, которая представлена в виде многослойных щитов, оснащенных электронагревательными элементами. Такой метод пока не по карману большинству отечественных заказчиков, хотя его активно применяют при зимнем бетонировании в странах Западной Европы, используют его и в России. Основные потребители материалов и оборудования для зимнего бетонирования - это крупные строительные компании, ведущие монолитное строительство. Это основная группа заказчиков, которые могут себе позволить использовать средства электротермообработки. Противоморозные добавки используют предприятия, изготавливающие товарный бетон. Кроме производителей бетона, добавки также приобретают строительные организации, спользующие при строительстве цементные растворы. Это, в основном, небольшие строительные организации, анимающиеся частным и коттеджным строительством. По наблюдению ведущих операторов рынка, эта группа потребляет порядка 20% всех реализуемых противоморозных добавок. Оценивая развитие рынка противоморозных добавок и других средств для зимнего бетонирования, специалисты отмечают, что в кризисный период спрос на эту продукцию снизился — многие стройки были заморожены из-за проблем с финансированием работ. В текущем году строить стали активнее, хотя и не в тех пока объемах, которые были характерны для докризисного периода, когда спрос на противоморозные добавки ежегодно рос не менее чем на 20%. В целом же специалисты расценивают будущее этого рынка как весьма перспективное. Ведь высокие требования к качеству проведения отдельных стадий бетонных работ, особенно в зимний период и в условиях украинского климата, заставляют строителей оптимизировать производственные процессы, привлекать новые технологии, учитывая при этом главный — экономический — эффект.

КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Артем ГЛАДУН, ведущий технолог отдела по внедрению инноваций компании «Будиндустрия»

По-прежнему наиболее выгодным комплексным решением, предотвращающим замерзание воды в смеси и обеспечивающим необходимое увеличение прочности бетона, является использование добавок. Выбор противоморозных добавок и их оптимальное количество зависит от вида бетонируемой конструкции, степени ее армирования, наличия агрессивных сред, температуры окружающей среды. Большее предпочтение отдается добавкам, которые снижают водопотребность бетонной смеси, например таким, как «Релаксол — Антифриз ПК». Это новая комплексная противоморозная добавка с сильным пластифицирующим эффектом на основе поликарбоксилатов, обеспечивает повышение прочности на 20-30%, снижает водопотребность бетонной смеси до 25%, повышает адгезию. Расход добав ки варьируется в зависимости от температуры (0,6- 1%).

Татьяна Дивинская

WWW.KAPSTROY.KIEV.UA № 9-10 2011