Si consiglia di eseguire i lavori in calcestruzzo con una temperatura esterna nelle 24 ore superiore a +5°C. Ma poi tutti i progetti di costruzione nelle condizioni climatiche della maggior parte delle regioni del nostro paese verrebbero messi fuori servizio per più di sei mesi. Per concretizzare condizioni invernali divenne possibile, furono sviluppati e introdotti nella produzione vari metodi, questi sono:
- L'uso di additivi speciali che abbassano il punto di congelamento dell'acqua. L'integratore più famoso è sale.
- Applicazione di cassaforma riscaldata.
- Preparazione della miscela di calcestruzzo utilizzando acqua calda.
- Utilizzo di cementi di alta qualità a indurimento rapido;
- Riscaldamento della massa di calcestruzzo dopo lo stampaggio.
Tutti questi metodi possono essere utilizzati quando si versa il calcestruzzo in inverno, ad esempio opzioni indipendenti o in combinazione.
Cosa succede al calcestruzzo a temperature sotto lo zero?
Quando la miscela di calcestruzzo si indurisce in normali condizioni di temperatura e umidità, l'acqua interagisce con cemento, sabbia e pietrisco, favorendone la forte adesione reciproca. Il risultato è un monolite dotato di elevate caratteristiche di resistenza. Se si lascia congelare l'acqua nella miscela di calcestruzzo, si verificherà l'effetto opposto e distruttivo.
A basse temperature la componente acqua si dilata e aumenta di volume, sciogliendo la massa. E l'elemento principale del calcestruzzo, il cemento, perde le sue proprietà. Inoltre, l'acqua ghiacciata creerà cavità attorno alle parti del telaio di rinforzo, compromettendo così l'integrità della struttura. Dopo lo scongelamento, la massa concreta non sarà più in grado di ripristinarsi qualità necessarie. Ciò è dannoso per qualsiasi struttura, ma quando si tratta di fondazioni, questo stato di cose è catastrofico. Quindi è possibile versare il cemento in inverno? Indesiderabile, ma accettabile se vengono rispettate determinate regole e requisiti SNiP per l'implementazione lavori di costruzione a basse temperature esterne.
La ricerca pratica ha stabilito un limite di resistenza limite per vari gradi di calcestruzzo, dopo il quale il congelamento non sarà più critico. La perdita di resistenza nella forma finita non sarà, in questo caso, superiore al 6%.
Additivi che aumentano la resistenza al gelo del calcestruzzo
I lavori concreti in inverno dovrebbero essere eseguiti con l'aggiunta di speciali additivi antigelo alla miscela di calcestruzzo. Aiutano ad abbassare il punto di congelamento della composizione e ad accelerare la presa e l'indurimento del calcestruzzo. Tali sostanze includono:
- cloruro di calcio (sale da cucina);
- cloruro di sodio;
- nitrito e nitrato di sodio;
- formiato di sodio;
- potassa;
- ligninsolfonato.
Ognuno di questi additivi viene introdotto nella miscela di calcestruzzo in piccole dosi. L'1-2% del peso del cemento è sufficiente affinché il calcestruzzo invernale acquisisca le qualità desiderate.
Oltre al loro scopo principale, gli additivi antigelo migliorano le caratteristiche di resistenza del materiale, ne aumentano la densità e hanno un effetto positivo sulla durabilità della struttura.
Preparazione della miscela di calcestruzzo in inverno
Oltre all'uso di additivi antigelo, il calcestruzzo invernale viene eseguito con una composizione calda. La temperatura della miscela di calcestruzzo deve essere portata a 35-40 gradi. Per fare questo, l'acqua e gli inerti, piccoli e grandi, vengono riscaldati. Il cemento non può essere riscaldato categoricamente, ma deve essere conservato in una stanza calda.
Sarebbe fantastico se in cantiere fosse presente una betoniera riscaldata elettricamente, poiché in inverno è necessario versare solo calcestruzzo caldo. Un agitatore normale viene riscaldato facendo roteare acqua molto calda al suo interno. Durante la stagione fredda, la procedura per preparare la miscela di calcestruzzo è diversa dal solito:
- versare prima in una betoniera acqua calda con additivi disciolti in esso;
- vengono versati gli aggregati riscaldati;
- il riscaldamento di sabbia e pietrisco può essere effettuato con aria calda mediante compressore o in forni speciali;
- dopo la miscelazione viene aggiunto il cemento;
- Il tempo di miscelazione della miscela di calcestruzzo aumenta di circa la metà, rispetto al tempo normale.
La miscela finita viene versata nella cassaforma prepreparata. Prima di ciò, è necessario rimuovere l'eventuale ghiaccio e riscaldare il telaio di rinforzo in qualsiasi modo conveniente: bracieri portatili con combustibile, pistole termiche, elettricità.
Il getto di calcestruzzo in inverno deve essere effettuato ininterrottamente per garantire che la struttura sia resistente e uniforme. L'intervallo di tempo tra il versamento delle singole porzioni della miscela di calcestruzzo dovrebbe essere tale che la temperatura sotto lo zero non abbia il tempo di influenzare la parte precedente. La parte sagomata della struttura dovrà essere ricoperta immediatamente materiali per l'isolamento termico, pellicola in PVC.
Prendersi cura del calcestruzzo in inverno
L'utilizzo di una soluzione calda e l'utilizzo di additivi antigelo sono molto importanti quando si lavora in inverno. Ma non è meno importante organizzare con competenza le condizioni di indurimento e la cura adeguata del calcestruzzo orario invernale. Per prolungare il tempo di raffreddamento della struttura finita, utilizzare materiali idonei: pellicola, fieno, paglia, materassini termoisolanti.
Ottimo effetto se usato cassaforma permanente dal polistirolo espanso. Aiuterà la massa di calcestruzzo a maturare in modo uniforme, senza congelarsi, e una volta che il calcestruzzo avrà raggiunto la sua resistenza progettuale, fungerà da isolamento termico di alta qualità e lo proteggerà da influenze dannose ambiente.
In condizioni industriali e nei cantieri di grandi dimensioni viene utilizzato un altro metodo chiamato riscaldamento elettrico. Il piacere non è economico, ma molto efficace. Il riscaldamento elettrico può essere effettuato in due modi: collegando gli elettrodi al telaio di rinforzo oppure inserendoli nella massa di calcestruzzo.
Per controllare il processo, speciale dispositivi automatici con sensori. Se non ce ne sono, il lavoro viene eseguito manualmente misurando periodicamente la temperatura e accendendo/spegnendo gli elettrodi quando la temperatura raggiunge i +30°C.
Per implementare il riscaldamento della massa di calcestruzzo utilizzando l'elettricità, vengono utilizzati i seguenti mezzi:
- Filo PNSV, costituito da un'asta di acciaio e isolamento in cloruro di polivinile. La sezione trasversale può variare da 1 a 6 mm. Applicabile per reti elettriche con corrente alternata fino a 380 V o con corrente continua - fino a 1000 V. Viene utilizzato come elemento riscaldante per l'indurimento del calcestruzzo in condizioni invernali attraverso un trasformatore step-down.
- I cavi VET del produttore finlandese e KDBS del produttore russo sono progettati appositamente con l'intenzione di utilizzarli industria di costruzioni per accelerare i tempi di indurimento del calcestruzzo. È interessante notare che l'uso di questi cavi non richiede trasformatori, funzionano con la normale alimentazione domestica di 220 V.
Un cavo scaldante della marca selezionata e della potenza calcolata è avvolto attorno al telaio di rinforzo con un passo di circa 250-300 mm. All'interno della struttura, i cavi non devono sovrapporsi o abbassarsi molto e non devono nemmeno essere posati a una profondità superiore a 200 mm. Se non si tratta di un elemento autoportante da colare con l'impasto cementizio, ma da raccordare ad una parte esistente, allora la posa del filo dovrà iniziare dal giunto.
Per uno metro quadro Di solito vengono consumati circa 4 m di filo. Questa quantità è stata determinata sperimentalmente, sulla base del calcolo che per riscaldare 1 m3 di calcestruzzo sono necessari 0,4-1,5 kW di potenza. La determinazione della cifra esatta è influenzata dallo spessore del prodotto, dal tipo di cassaforma, dalle proprietà e dalla composizione della miscela di calcestruzzo stessa. Per fissare i cavi, viene utilizzato il filo di rinforzo per maglieria.
Il collegamento alla rete o al trasformatore viene effettuato al completamento dell'intero complesso di lavori di stampaggio. In questo caso deve essere completamente esclusa la possibilità di danni ai cavi scaldanti.
25. Tecnologia di produzione opere concrete in inverno
Una caratteristica e un requisito per il calcestruzzo invernale è la creazione di una tale modalità di posa e indurimento del calcestruzzo in cui al momento del congelamento acquisisce la forza necessaria, chiamata critico. I limiti di tale forza sono indicati in SNiP.
Metodi per la posa del calcestruzzo in inverno determinato dai metodi utilizzati per mantenerlo. In pratica vengono utilizzati sia metodi di stagionatura non riscaldati (metodo thermos) sia metodi di riscaldamento artificiale o riscaldamento delle strutture (trattamento termico elettrico del calcestruzzo, utilizzo di casseforme e rivestimenti riscaldanti, riscaldamento con vapore, aria calda o in serre).
1 A tecniche generali l’accelerazione dell’aumento di forza include: utilizzo di cementi ad alta attività; valore minimo W/C; alta frequenza di materiali di partenza; lunga durata di miscelazione della miscela; compattazione completa della miscela di calcestruzzo.
2. Applicazione di additivi antigelo (cloruro di sodio in combinazione con cloruro di calcio, nitrato di sodio, potassa, ecc.), garantendo indurimento a basse temperature. Ciò consente di trasportare la miscela in un contenitore non isolato e di stenderla al freddo. La miscela con additivi antigelo viene posta in strutture e compattata nel rispetto regole generali posa del calcestruzzo.
3. Riscaldamento dei materiali nel sito di preparazione del calcestruzzo (metodo “thermos”): riscaldamento delle materie prime con vapore (nelle cataste in un magazzino, nei contenitori intermedi, nei contenitori di approvvigionamento); cassaforma isolante (pannelli di spessore 40 mm e 1...2 strati di cartone catramato, cassaforma doppia cava con uno strato di segatura, ecc.); riscaldamento elettrico della miscela di calcestruzzo prima della collocazione in apposite benne.
4. Riscaldamento del calcestruzzo nel luogo di posa in blocchi: riscaldamento elettrico (elettrodi superficiali e profondi, in casseri termoattivi, dispositivi di riscaldamento elettrico). Il riscaldamento degli elettrodi del calcestruzzo viene fornito tramite elettrodi posizionati all'interno o sulla superficie del calcestruzzo. Elettrodi adiacenti o opposti sono collegati a fili di fasi diverse, determinando la formazione di campo elettrico, riscaldandolo. La corrente nelle strutture rinforzate viene fatta passare a una tensione di 50-120 V e in quelle non rinforzate - 127-380 V. Quando passa la corrente, il calcestruzzo si riscalda per 1,5-2 giorni. acquisisce la forza della cassaforma; il riscaldamento nelle serre e nelle tende (l'aria viene riscaldata all'interno della tenda) è un metodo efficace e progressivo di calcestruzzo invernale; riscaldamento aria calda dai riscaldatori d'aria; riscaldamento a vapore con casseforme speciali.
26. Difetti della muratura in calcestruzzo e modi per eliminarli. Prendersi cura della miscela di calcestruzzo posata
Le ragioni della comparsa di difetti nella posa della miscela di calcestruzzo: non conformità della miscela di calcestruzzo ai requisiti di GOST o alle condizioni del blocco di posa (dimensioni, rinforzo); violazione della tecnologia di posa del calcestruzzo.
Difetti di posa: doline, delaminazione del calcestruzzo, cedimenti, usure superficiali, microfessurazioni. I lavandini sono vuoti in un blocco che non sono riempiti di cemento o riempiti con calcestruzzo magro (ghiaia senza malta cementizia). Le ragioni della loro comparsa sono l'arrivo sul luogo di posa di calcestruzzo contenente ghiaia di dimensioni inaccettabili in termini di dimensioni del blocco e densità della sua armatura; per fuoriuscita di malta cementizia attraverso fessure del cassero e nei giunti del cassero; a causa della scarsa tenuta. Molto spesso compaiono in parti dei blocchi difficili da lavorare. Gli avvallamenti esterni vengono rilevati durante la rimozione della cassaforma, ma all'interno del blocco non possono essere rilevati.
Per eliminare le cavità interne si ricorre alla cementazione mediante iniezione di malta cementizia con pompe malta attraverso fori praticati nel calcestruzzo. I lavandini esterni vengono strappati, il calcestruzzo sottile e poroso viene rimosso su calcestruzzo sano e sigillato con calcestruzzo contenente ghiaia fine.
Le ragioni della delaminazione del calcestruzzo sono le vibrazioni eccessivamente prolungate durante la compattazione, che lo fanno cadere in un blocco con alta altitudine. Il difetto di delaminazione non può essere eliminato. Il calcestruzzo posato con tale difetto deve essere rimosso e sostituito.
Nel punto di giunzione tra la superficie del calcestruzzo e la cassaforma si formano fanghi di lattime di cemento e una superficie spugnosa del calcestruzzo a causa della fuoriuscita di lattime di cemento durante la compattazione degli strati sovrastanti di calcestruzzo e di schiacciamento di bolle d'aria. Vengono eliminati quando si prepara la superficie di un blocco da costruzione per cementare il blocco adiacente.
Le crepe sottili nel calcestruzzo compaiono come risultato del suo ritiro e indicano una composizione irrazionale della miscela di calcestruzzo (in particolare, cemento in eccesso), blocchi sovradimensionati e sollecitazioni ad alta temperatura o scarsa cura(asciugatura rapida). Questo difetto non può essere eliminato.
L'eliminazione dei difetti rimovibili consiste nel tagliare il calcestruzzo di bassa qualità, pulire l'area ritagliata dallo sporco, dalla polvere fino al calcestruzzo sano e preparare la superficie come in un giunto di costruzione. Il calcestruzzo appena posato in una zona difettosa dovrà essere mantenuto secondo le norme precedentemente indicate fino al raggiungimento della resistenza richiesta.
Manutenzione del calcestruzzo posato consiste nel proteggerlo da danni meccanici, carichi prematuri, mantenerlo umido, rimuovere il calore in eccesso dai blocchi di grandi dimensioni, mantenere temperature positive in inverno e prevenire la rimozione prematura delle casseforme. Senza cura o scarsa cura dell'indurimento del calcestruzzo, si osserva una forte diminuzione della sua resistenza. Il calcestruzzo appena posato deve essere protetto dal calpestio e dal traffico automobilistico per 10...12 ore fino al raggiungimento della resistenza iniziale, nonché dagli urti durante il funzionamento delle macchine edili.
Nei primi giorni dopo l'installazione, dovrebbe trovarsi in un ambiente caldo e umido. La migliore temperatura indurimento 15...20°C. Pertanto, durante la fase di manutenzione del calcestruzzo, viene annaffiato e coperto dal sole con stuoie di paglia, stuoie e teloni.
Inumidire il calcestruzzo dai tubi con un flusso diffuso sotto forma di pioggia. Questa operazione inizia immediatamente dopo aver stabilito che le particelle di cemento non verranno dilavate dal calcestruzzo indurito quando esposte all'acqua.
Il calcestruzzo viene annaffiato a temperature dell'aria superiori a 5°C, a partire dalle condizioni normali dopo 10...12 ore e con tempo caldo e secco 2...4 ore dopo la posa e continuando per 3...14 giorni con un intervallo da 3 a 8 ore. Il consumo di acqua per l'irrigazione è di almeno 6 l/m 2.
Mentre il calcestruzzo è nella cassaforma, viene bagnato. Dopo la sverniciatura, bagnare e proteggere la superficie spogliata. A temperature inferiori a 5°C l'irrigazione viene interrotta e il calcestruzzo viene coperto con una stuoia o un telone.
La cura del calcestruzzo è notevolmente semplificata coprendolo con pellicole resistenti all'umidità, verniciando in 1...2 strati con uno dei seguenti materiali: emulsioni di bitume o catrame, soluzioni di bitume di petrolio, vernice etinolica, lattice di gomma sintetica, ecc. i materiali di formatura vengono applicati sulla superficie essiccata del calcestruzzo posato. Consumo di materiale da 300 a 700 g/m2. Dopo l'essiccazione dello strato, la superficie del calcestruzzo viene ricoperta con uno strato di sabbia di 3...4 cm di spessore per 20...25 giorni.
Il rivestimento con materiali filmogeni è ammesso solo nei giunti strutturali e sulla parte aperta più alta della struttura in calcestruzzo. Non è consentita la verniciatura nei giunti di costruzione.
Commenti:
Con l'uso diffuso del calcestruzzo, le persone si trovano ad affrontare un problema significativo: il calcestruzzo invernale. Oggi il calcestruzzo è considerato il materiale da costruzione principale, utilizzato nella costruzione di qualsiasi struttura.
Temperatura malta cementizia non deve essere inferiore a 5° C in caso di getto di strutture monolitiche e non inferiore a 20° C per calcestruzzo sottile.
Nelle regioni meridionali si può sospendere il lavoro al freddo, ma cosa fare nei luoghi in cui temperature sotto lo zero durano per un lungo periodo? Il calcestruzzo invernale è un processo di costruzione molto reale, che è stato ripetutamente testato nella pratica ed è standardizzato da una serie di documenti.
Caratteristiche della costruzione in inverno
La caratteristica principale del periodo invernale è la bassa temperatura, che ha un impatto significativo sulle proprietà del calcestruzzo. Il processo principale di formazione di una struttura in calcestruzzo è l'idratazione del cemento. Un aumento della temperatura svolge il ruolo di catalizzatore in questo processo e accelera la formazione della struttura finale (aumento di resistenza).
I calcoli delle proprietà di resistenza si basano su temperatura ottimale circa 18-20 ° C, alla quale il calcestruzzo acquisisce la resistenza prevista 28 giorni dopo il getto.
Una diminuzione della temperatura rallenta il processo di idratazione del cemento e ad una temperatura di 5°C durante la stesura della malta il calcestruzzo raggiunge solo il 70% della resistenza richiesta dopo 4 settimane. A temperature inferiori a 0° C l'idratazione si interrompe a causa del congelamento dell'acqua, senza il quale questo processo è impossibile. Dobbiamo quindi trarre la seguente conclusione: a temperature del calcestruzzo inferiori a 10 ° C, il periodo di aumento della resistenza del materiale è notevolmente prolungato, di cui bisogna tenere conto durante la costruzione a temperature inferiori allo zero (congelamento dell'acqua) il processo di indurimento si interrompe .
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Requisiti per il calcestruzzo invernale
È stato accertato che la temperatura della soluzione cementizia al momento del getto non deve essere inferiore a 5°C per strutture monolitiche, inferiore a 20°C per strati sottili di calcestruzzo. Durante l'idratazione del cemento, all'interno dell'impasto si libera calore, ma è sufficiente per ridurre il punto di congelamento dell'acqua di soli 2-3°C (rispetto all'aria ambiente).
Inoltre, la soluzione stessa, dopo la miscelazione, deve avere una temperatura di almeno 20° C (preferibilmente 30° C), altrimenti perderà la sua plasticità e l'installazione diventerà un grosso problema. La compattazione di una massa fredda non otterrà l'effetto desiderato: appariranno zone di compattazione insufficiente della miscela.
Le condizioni di cui sopra necessarie per la formazione di una struttura di alta qualità richiedono l'uso di misure speciali durante la posa del calcestruzzo periodo invernale. La tecnologia deve fornire sia il riscaldamento della soluzione che il suo mantenimento temperatura desiderata, ovvero l'introduzione di additivi in grado di abbassare il punto di congelamento dell'acqua, accelerare il processo di indurimento del calcestruzzo alle basse temperature e aumentare la plasticità della soluzione nei periodi freddi.
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Metodi di calcestruzzo invernale
In inverno, la soluzione si concretizza in 4 modi principali in grado di soddisfare i requisiti o (molto spesso) in una combinazione di tali metodi. Questi includono:
- Riscaldamento della soluzione cementizia durante la miscelazione e la posa.
- Introduzione di speciali additivi antigelo.
- Fornire un effetto thermos.
- Lunga durata durante la stagionatura.
La soluzione può essere riscaldata metodi diversi. I più comuni sono il riscaldamento con vapore, il riscaldamento con flusso d'aria (metodo con convertitore), il riscaldamento a induzione, il riscaldamento con radiazione infrarossa, riscaldamento elettrico diretto.
Il riscaldamento a lungo termine viene effettuato in casseforme speciali dove sono posizionati gli elementi riscaldanti, garantendo il riscaldamento forzato del calcestruzzo durante il suo indurimento ad una temperatura di almeno 5-10 ° C. L'effetto termos si ottiene trattenendo il calore rilasciato durante l'idratazione del cemento o altra reazione quando si introduce un additivo, fornendo un buon isolamento termico della struttura in calcestruzzo dopo il getto.
Quando si getta il calcestruzzo in inverno, saranno necessari i seguenti strumenti:
- miscelatore da costruzione;
- pala;
- bilancia;
- Maestro OK;
- Spatola;
- termometro;
- Bulgaro;
- trapano elettrico;
- martello;
- pinze;
- Cacciavite;
- filo a piombo;
- livello;
- roulette;
- martello;
- grattugia;
- cazzuola.
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Additivi speciali per calcestruzzo
Il calcestruzzo invernale amplia le sue capacità con l'introduzione di additivi antigelo. Tali miscele di calcestruzzo senza riscaldamento possono essere utilizzate a temperature di 0-5° C. Gli additivi antigelo più comuni sono la potassa e il nitrato di sodio. La quantità di additivo aggiunto dipende dalle condizioni di indurimento del calcestruzzo:
- con temperature dell'aria fino a -5° C sarà necessario il 5-6% degli additivi specificati;
- a temperature fino a -10° C - 6-8%;
- a -15° C - 8-10%.
Se l'indurimento della massa avviene in condizioni di gelo maggiore, non viene utilizzato il nitrato di sodio e la quantità di potassio viene aumentata al 12-15%. Oltre a queste sostanze, puoi utilizzare l'urea o una miscela di nitrato di calcio e urea.
L'effetto dell'aumento della resistenza al gelo è potenziato dalla simultanea aggiunta di acceleranti di indurimento di massa. I più comuni includono il formiato di sodio, l'asol-K, una miscela a base di acetilacetone e alcuni altri. I seguenti possono essere raccomandati come additivi antigelo standard con proprietà plastificanti e acceleranti aggiuntive:
- idrocemento S-3M-15;
- idrozima;
- legnopane;
- vincere-antigelo;
- betonsan;
- sementol.
L'additivo più economico per le miscele fatte in casa è l'acqua ammoniacale.
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Utilizzando l'effetto thermos
La cementazione in condizioni invernali utilizzando l'effetto thermos comporta l'aumento del tempo di raffreddamento della struttura in calcestruzzo per un periodo sufficiente per acquisire la resistenza richiesta. Il compito principale è preservare il calore della soluzione fornita durante la sua preparazione e il calore rilasciato durante l'idratazione del cemento.
Il metodo thermos viene solitamente utilizzato in combinazione con l'introduzione di additivi che accelerano l'indurimento della massa e riducono il punto di congelamento dell'acqua. Come tali additivi vengono utilizzati calcio e cloruro di sodio o nitrito di sodio in quantità fino al 5% in peso del cemento.
Il "thermos" stesso è montato sotto forma di cassaforma isolante, le cui pareti sono ricoperte con materiali termoisolanti in più strati. Buoni isolanti termici sono il polistirene espanso e lana minerale. Le pareti thermos sono realizzate nel seguente ordine: uno strato impermeabilizzante (pellicola di polietilene) è fissato alla cassaforma, sopra è posizionato l'isolamento termico e sopra è posizionato un altro strato impermeabilizzante. Anche la parte superiore della struttura in cemento è ricoperta in modo sicuro con strati isolanti simili. L'effetto thermos è più evidente in strutture monolitiche con un notevole volume di calcestruzzo ed è utilizzabile fino ad una temperatura di -5° C.
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Riscaldamento elettrico
I lavori concreti in inverno possono essere eseguiti con il riscaldamento elettrico preliminare della soluzione. La tecnologia del metodo si basa sul riscaldamento mediante elettrodi abbassati composizione concreta. In genere, per una tensione di 380 V vengono utilizzati elettrodi a piastra e il contenitore deve essere collegato a terra.
Come risultato del riscaldamento della massa, la soluzione potrebbe perdere le sue proprietà elastiche, quindi si consiglia di introdurre additivi plastificanti. La miscela può anche essere riscaldata nel tamburo di una betoniera utilizzando elettrodi a forma di bacchetta. Il riscaldamento viene effettuato in modo tale che la soluzione da posare abbia una temperatura di 30-40 ° C.
Il metodo elettrico può essere utilizzato per riscaldare la soluzione durante il getto della cassaforma. Esistono due metodi di applicazione: riscaldamento periferico (gli elettrodi piatti vengono posizionati sulla superficie dell'elemento in calcestruzzo) e tramite riscaldamento (gli elettrodi a barra vengono fatti passare attraverso lo spessore del calcestruzzo e della cassaforma). In quest'ultimo caso è opportuno evitare il contatto degli elettrodi con l'armatura della struttura in calcestruzzo.
A cementificazione E colata di cemento In costruzione inverno vengono considerate le condizioni in base alle quali temperatura media giornaliera l'aria esterna scende fino a +5°C, e durante il giorno la temperatura scende sotto 0°C. Sono determinati non dal calendario, ma dalla temperatura della transizione di fase allo stato solido dell'acqua, come uno dei fattori strategicamente importanti materiali da costruzione. IN regioni settentrionali In Russia, una stagione del genere può durare gran parte dell'anno. È ovvio che in questo momento i costi di costruzione del capitale stanno aumentando, ma congelarlo in senso letterale e figurato, anche per un periodo più breve, porterà a perdite incommensurabilmente grandi e ingiustificate.
Costruzione classica miscela di cementoè costituito da componenti accuratamente miscelati:
- Legante: cemento del grado richiesto
- Acqua
- Aggregato grosso - pietrisco della frazione richiesta
- Aggregato fine: sabbia da costruzione di qualità adeguata
- Vari additivi necessari per utilizzare la miscela di calcestruzzo e ottenere le proprietà adeguate del calcestruzzo
L'indurimento della miscela di calcestruzzo avviene a causa dell'idratazione delle particelle del legante, nel nostro caso il cemento Portland all'alluminosilicato. Per ragioni termodinamiche, la velocità di qualsiasi reazione chimica, inclusa l'idratazione, diminuisce approssimativamente della metà quando la temperatura scende di 10°C.
A temperature inferiori a 0°C l'acqua chimicamente non legata si trasforma in ghiaccio e aumenta di volume di circa il 9%. Di conseguenza, nello spessore calcestruzzo sorgono tensioni che ne distruggono la struttura. La miscela di calcestruzzo congelata ha una certa resistenza, ma solo grazie all'adesione dei cristalli di ghiaccio. Durante lo scongelamento, il processo di idratazione del cemento riprende, ma a causa di disturbi strutturali, il calcestruzzo non può raggiungere la resistenza prevista, cioè le sue caratteristiche di resistenza saranno significativamente inferiori a quelle del calcestruzzo non congelato. Gli esperimenti hanno stabilito che il processo di aumento della resistenza del calcestruzzo è significativamente influenzato dalle condizioni di indurimento. Vale a dire, se il calcestruzzo riesce a guadagnare il 30-50% della sua resistenza nominale prima del congelamento, a seconda della marca, l'acqua in eccesso viene spremuta dal suo spessore e l'ulteriore esposizione alle basse temperature non influisce più sulle sue caratteristiche fisiche e meccaniche. Tuttavia, l'ulteriore maturazione avverrà molte volte più lentamente rispetto a condizioni normali. Allo stesso tempo, va ricordato che le strutture portanti critiche (travi, architravi, traverse, soffitti, ecc.) possono essere caricate solo dopo aver raggiunto la resistenza del 70%. Se l'armatura del monolite è stata precompressa in almeno una direzione, sarà richiesto il 100% della resistenza di progetto.
Come si può ottenere la massima qualità? calcestruzzo monolitico A posa della miscela di calcestruzzo in condizioni invernali ? La risposta è ovvia: garantire condizioni termodinamiche in cui l'acqua coinvolta nel processo chimico sarà nella fase liquida. Fondamentalmente ciò può essere ottenuto in due modi: aumentando la temperatura della zona di reazione oppure diminuendo la temperatura di cristallizzazione dell'acqua. Consideriamo i modi per ottenere entrambi gli effetti insieme ai componenti della miscela di calcestruzzo e nello stesso ordine in cui sono elencati sopra.
- Il tempo di presa standard del cemento Portland classico in condizioni normali è di 28 giorni. Insieme ad esso, esistono cementi ad indurimento rapido altamente attivi che possono garantire la completa maturazione del calcestruzzo entro 2-3 giorni o anche più velocemente. Se il monolite è sufficientemente massiccio, durante questo periodo il suo congelamento non avverrà a causa dell'elevata capacità termica dell'acqua e della natura esotermica della reazione di idratazione. Ad esempio, questo tipo di cemento viene utilizzato in miscele secche come il “Cast concrete grade 300”. Dopo sole 4 ore le strutture realizzate con esso (lastre, massetti, gradini, ecc.) sono pedonabili. Svantaggi: costi elevati e mancanza di tempo per la consegna e la posa del calcestruzzo preconfezionato. Di conseguenza, questi calcestruzzi non hanno trovato utilizzo su larga scala.
- Come sapete, l'acqua al livello del mare bolle a +100 o C. Sembrerebbe che a una temperatura di +99 o C il calcestruzzo si indurisca quasi istantaneamente. Tuttavia, come dimostra l'esperienza, la velocità del suo indurimento diminuisce drasticamente dopo +50 o C, sebbene il processo continui. Questa temperatura è considerata tecnologicamente ottimale. Se in qualche modo è possibile fornire esattamente questo nello spessore del calcestruzzo classico, nella maggior parte dei casi la cassaforma può essere rimossa entro 1-2 giorni. Quando si miscela una miscela di calcestruzzo preconfezionato, i produttori utilizzano acqua riscaldata a +50 o C. L'acqua è necessaria non solo per la reazione chimica, ma anche per la lavorabilità della miscela. A temperature inferiori allo zero, i cristalli di ghiaccio si formano proprio dall'acqua in eccesso. Per ridurne il contenuto si ricorre all'aspirazione tramite vuoto utilizzando scudi rigidi o tappetini flessibili. Qualcosa di simile accade naturalmente a causa delle forze capillari quando si posa uno strato di malta da muratura su un mattone poroso. Ecco perché i codici e i regolamenti edilizi lo consentono getto e getto di calcestruzzo in inverno . La forza finale è malta cementizia-sabbia riprende dopo lo scongelamento. Il cemento armato fragile è quello che soffre maggiormente il gelo. I ferri d'armatura in acciaio sono ottimi “ponti freddi” e rimuovono intensamente il calore dallo spessore del calcestruzzo. L'acqua intorno a loro si congela e il ghiaccio, espandendosi, spinge via la miscela di cemento plastico. Da esso scorre nuova acqua negli spazi formati tra i cristalli, che a loro volta si congelano e il processo si ripete finché tutta l'acqua, principalmente attorno alle aste, non si congela. È chiaro che quando si scioglie, il cemento armato perderà le proprietà di un materiale composito.
- Per riscaldare la pietra frantumata a +60 o C, i produttori di calcestruzzo preconfezionato utilizzano registri speciali attraverso i quali viene fatta passare acqua riscaldata o addirittura vapore.
- Lo stesso vale per la sabbia. È vietato scaldare il cemento per evitare la “cottura”.
- Per aumentare la duttilità e, di conseguenza, la lavorabilità cemento in inverno, alla miscela di calcestruzzo vengono aggiunti plastificanti, sia minerali (ad esempio calce) che organici (vari gel polimerici, dispersioni, ecc.). È possibile utilizzare additivi speciali, ad esempio, per ridurre la formazione di pori nello spessore del calcestruzzo. Ciò ha un effetto positivo sulla resistenza all'acqua e al gelo della pietra di cemento. Esistono additivi rinforzanti e strutturanti, ad esempio fibre - polimeriche, metalliche o minerali, che aumentano le caratteristiche di resistenza della pietra di cemento. Nella questione in esame, i più interessanti sono gli additivi antigelo o, come vengono anche chiamati, gli additivi. Nelle condizioni in cui il riscaldamento è impossibile e c'è tempo sufficiente per preservare la struttura del calcestruzzo, è possibile ridurre il punto di congelamento dell'acqua aggiungendo reagenti elettrolitici. I più comuni nella costruzione sono potassa, cloruro di calcio, sali di sodio - solfato, nitrato e nitrito, cloruro, ecc. Bisogna però tenere conto che con l'aumento della temperatura e lo scioglimento dell'acqua nell'ambiente, questi sali, per processi osmotici, si diffonderanno sulla superficie del calcestruzzo formando le cosiddette efflorescenze. Inoltre, la velocità di maturazione del calcestruzzo scenderà a livelli critici a causa della bassa temperatura della fase liquida (fino a -20°C) e dell'aumento della forza ionica della soluzione salina. Gli additivi elettrolitici sono vietati nel calcestruzzo con rinforzo sollecitato o rinforzato termicamente (a causa della corrosione elettrochimica), nonché nelle strutture situate in luoghi in cui si verificano correnti vaganti (oggetti elettrizzati - ferrovie, ecc., A causa della maggiore conduttività).
Se a temperature negative durante opere concrete Non preriscaldare i componenti per calcestruzzo invernale, quindi per raggiungere una determinata temperatura, la miscela di calcestruzzo può essere preparata in betoniere ad azione forzata con riscaldamento a vapore, sacrificando parte del tempo che avrebbe potuto essere dedicato alla consegna e alla posa. Va ricordato che ad una temperatura di +40 o C l'idratazione avviene almeno quattro volte più velocemente che in condizioni normali. Ecco perché in condizioni invernali Tutto lavorando con miscela di calcestruzzo dovrebbe essere fatto il più rapidamente possibile. È ottimale produrre la miscela di calcestruzzo riscaldata direttamente in cantiere. Lei è la migliore sarebbe più adatto Per posa del calcestruzzo in inverno utilizzando il metodo “thermos”, in cui la cassaforma e la superficie in calcestruzzo vengono isolate passivamente. Spesso alla miscela di calcestruzzo viene aggiunto il 2% del già familiare cloruro di calcio, che accelera la presa iniziale, abbassando contemporaneamente la temperatura di cristallizzazione dell'acqua a -3 o C. Esistono altri additivi che accelerano presa del calcestruzzo in inverno. La cosa principale è che non avviene interamente durante la preparazione o il trasporto della miscela di calcestruzzo a causa di un sovradosaggio di additivi.
Secondo i codici di costruzione Temperatura massima l'impasto del calcestruzzo non deve superare i +70°C per il cemento a rapido indurimento, i +80°C per il cemento Portland e i +90°C per il cemento Portland loppa e il cemento Portland pozzolanico.
Riscaldamento, riscaldamento e riscaldamento del calcestruzzo durante il getto invernale
Per mantenere la temperatura richiesta della miscela di calcestruzzo in condizioni artificiali, la più diffusa è la fornitura forzata di calore alla struttura in calcestruzzo. Distinguere riscaldamento, riscaldamento e riscaldamento del calcestruzzo indurente.
- Riscaldare il calcestruzzo in inverno effettuata introducendo elementi riscaldanti nello spessore del calcestruzzo. Possono essere tubi in cui circola un liquido refrigerante (acqua, vapore o aria), ma i più diffusi sono i fili elettrici riscaldanti isolati del tipo PNSV. Sono avvolti in gruppi cornice volumetrica struttura in cemento armato ancor prima della stesura dell'impasto cementizio, ed al suo completamento, i gruppi sono collegati ad una fonte di o alternata corrente continua tensione sicura (trasformatore). Il passo dell'avvolgimento è determinato dalla sezione trasversale del filo e deve essere tale che la resistenza ohmica del filo fornisca la necessaria generazione di calore. Durante il collegamento, è necessario assicurarsi che le estremità dei fili che escono dalla cassaforma siano corte, altrimenti si bruceranno nell'aria senza rimozione del calore.
- Per riscaldare il calcestruzzo durante il getto invernale Le case calde sono utilizzate come strutture di riscaldamento. Si tratta essenzialmente di serre realizzate in pellicola o materiali tessuti, costruite attorno ad una struttura, all'interno della quale vi è un funzionamento pistola termica o ventilatore. Per il riscaldamento ad onde elettriche dello spessore del calcestruzzo vengono utilizzati elettrodi (piastre, barre, strisce e corde, a seconda del modello). Come risultato del collegamento di elettrodi opposti a diverse fasi di corrente alternata, nella miscela di calcestruzzo si forma un campo elettromagnetico, sotto l'influenza del quale la massa viene riscaldata alla temperatura richiesta e il suo calore viene mantenuto per il tempo richiesto. Le piastre vengono appese all'interno della cassaforma laterale, nello spessore del calcestruzzo vengono inserite barre di armatura del diametro di 6-12 mm con un passo calcolato. Gli elettrodi a striscia possono essere posizionati su un lato della struttura o su entrambi. Gli elettrodi a corda sono utilizzati in modo più efficace quando calcestruzzo invernale colonne
- Per il riscaldamento estremità e la parte inferiore del monolite, viene talvolta utilizzata una cassaforma termoattiva costituita da pannelli in acciaio (o pannelli multistrato) con elementi riscaldanti e isolamento termico. Quando si riscalda direttamente la superficie del calcestruzzo, vengono utilizzati generatori di infrarossi: barre tubolari metalliche o carborundum. Energia termica dalla superficie per conduttività termica si diffonde su tutto il volume del monolite indurente. A volte il riscaldamento a infrarossi viene effettuato attraverso la cassaforma, a questo scopo viene rivestita con vernice nera opaca. Insieme all'energia radiante, l'energia elettromagnetica (induzione) ha trovato ampia applicazione per questi scopi. Il riscaldamento ad induzione viene effettuato utilizzando spire successive di un filo isolato (induttore), che viene steso lungo la superficie da riscaldare. Il numero di giri e l'intensità del riscaldamento sono precalcolati in condizioni di laboratorio per un dato caso specifico e regolati attentamente durante l'intero processo. L'efficienza del riscaldamento a induzione del cemento armato è migliorata da un telaio in acciaio chiuso.
Il soffiaggio di vapore o aria riscaldati su un monolite della cassaforma è efficace solo per strutture a pareti sottili e non è stato ampiamente utilizzato.
Con qualsiasi metodo di riscaldamento e/o (riscaldamento, riscaldamento), il getto invernale viene effettuato come segue:
- Neve e ghiaccio vengono rimossi dalle superfici della cassaforma
- Allo stesso scopo, il telaio di rinforzo viene riscaldato
- sia installata l'apparecchiatura corrispondente al metodo scelto
- la miscela di calcestruzzo viene posata e compattata
- le superfici della struttura che entrano in contatto con l'aria devono essere isolate
Poi arriva la fase di costruzione dei pozzi per la misurazione della temperatura, e solo dopo inizia il riscaldamento vero e proprio, che si interrompe non appena temperatura di progetto sarà raggiunto. Per le prime otto ore è necessario monitorare la temperatura del calcestruzzo posato ogni due ore, quindi almeno una volta per turno (con registrazione su registro).
Una volta completato il riscaldamento isometrico, in nessun caso la struttura deve essere raffreddata bruscamente; ciò potrebbe causare gravi danni al monolite. Il raffreddamento rapido provoca enormi sollecitazioni nel calcestruzzo e porta alla fessurazione. La temperatura di riscaldamento può superare quella calcolata di soli 5°C. La velocità di raffreddamento del calcestruzzo al termine del riscaldamento non deve superare i 15°C/ora; per i monoliti in cemento armato è 2-3°C/ora.
Lo smantellamento della cassaforma (disarmo) viene effettuato solo dopo che il calcestruzzo ha raggiunto la resistenza richiesta. Varia dal 40% al 70% e persino al 100% a seconda del tipo di calcestruzzo e dello scopo della struttura.
In ogni caso, è necessario ricordare che solo il rispetto dei requisiti tecnologici può garantire la corretta qualità di una struttura monolitica.
Se è necessario effettuare il calcestruzzo in condizioni invernali, il problema principale sono le basse temperature, a causa delle quali i materiali da costruzione si congelano. Secondo SNiP 3.03.1, le condizioni invernali di betonaggio sono temperature inferiori a 5 gradi Celsius.
Caratteristiche del lavoro in inverno
Tutte le tecnologie utilizzate per il getto del calcestruzzo a bassa temperatura sono progettate per evitare questo congelamento, possiamo evidenziare 2 caratteristiche principali che rendono il processo di posa del calcestruzzo a bassa temperatura piuttosto difficoltoso.
Questo:
- Congelamento dell'acqua nei pori del calcestruzzo. L'acqua congelata si espande, aumentando la pressione interna. Ciò rende il calcestruzzo meno resistente. Oltre a tutto ciò, attorno agli aggregati possono formarsi pellicole di ghiaccio, che a loro volta portano all'interruzione del collegamento tra i componenti della miscela.
- L'idratazione del cemento rallenta alle basse temperature, il che significa che il tempo necessario affinché il calcestruzzo acquisisca durezza aumenta notevolmente.
Importante!
Il calcestruzzo guadagna circa il 70% della sua resistenza progettuale in una settimana a una temperatura ambiente di 20 gradi.
In condizioni invernali, questo periodo può essere di 3-4 settimane.
Acqua gelata
È necessario soffermarsi più in dettaglio su un fattore così importante come il congelamento dell'acqua. Il periodo in cui l'acqua gelava è di grande importanza per la robustezza dell'intera struttura. Esiste una relazione diretta: prima il calcestruzzo si è congelato, più fragile sarà il calcestruzzo.
Il periodo in cui l'impasto del calcestruzzo fa presa è il più critico e decisivo. La tecnologia del calcestruzzo in condizioni invernali afferma che se la miscela di calcestruzzo si congela immediatamente dopo la posa nella cassaforma, la sua ulteriore resistenza dipenderà solo dalla forza del gelo.
All'aumentare della temperatura, il processo di idratazione continuerà sicuramente. Ma la resistenza di tale struttura sarà significativamente inferiore a quella di una struttura simile, la cui miscela non è stata congelata durante l'installazione.
Se il calcestruzzo è riuscito ad acquisire una certa resistenza prima del congelamento, può facilmente resistere a un ulteriore congelamento senza modifiche strutturali o difetti interni. È inoltre necessario cercare di evitare le cosiddette cuciture fredde. Per raggiungere questo obiettivo, il calcestruzzo deve essere posato in modo continuo.
Valore di forza
Quando si lavora in condizioni di bassa temperatura, è importante ricordare la resistenza critica del calcestruzzo. Questo valore è pari al 50% della forza del marchio dichiarata. È importante ricordare questo indicatore, perché con il moderno calcestruzzo invernale la miscela è protetta dal gelo fino a raggiungere lo stesso valore del 50%.
Se stiamo parlando di un oggetto di particolare importanza, la protezione dal congelamento viene effettuata fino a quando la miscela non raggiunge il 70%.
Metodi di calcestruzzo invernale
Al momento, esistono 3 metodi principali per la posa del calcestruzzo in condizioni basse temperature. L'uso di additivi antigelo. E' il metodo più economico e tecnologicamente più valido per proteggere la miscela dal gelo. Tutti gli integratori di questo tipo si dividono in 3 gruppi principali, a seconda della loro modalità d'azione.
Le peculiarità del calcestruzzo in condizioni invernali sono tali che spesso è impossibile cavarsela solo con gli additivi antigelo. È necessario adottare una serie di misure che miglioreranno l'effetto applicato sostanze chimiche e velocizzare i tempi di indurimento.
Come misure aggiuntive Sono:
- Pulizia preliminare delle casseforme e delle armature da neve e ghiaccio. I raccordi in ferro devono essere riscaldati a temperature positive.
- Tutto il lavoro deve essere svolto al ritmo più veloce possibile.
- Il trasporto diretto della miscela deve essere effettuato in una macchina dotata di doppio fondo, nella quale devono confluire i gas di scarico per il riscaldamento.
- Durante lo scarico è necessario proteggere il cantiere dalle raffiche di vento e gli stessi mezzi di scarico devono essere il più possibile isolati.
- A posa ultimata è necessario coprire l'impasto con dei tappetini per trattenere il calore il più a lungo possibile.
- Idealmente, tutti i componenti della miscela dovrebbero essere preriscaldati.
Importante!
Quando si preriscaldano i componenti, è necessario utilizzare uno speciale ordine di caricamento nel mixer per evitare di "macerare la miscela".
A basse temperature, l'acqua viene prima versata nel miscelatore, quindi viene fornito l'aggregato grosso, il tamburo viene girato più volte e solo successivamente vengono versati sabbia e cemento.
Queste istruzioni devono essere seguite rigorosamente.
Il metodo del termos
Questo metodo prevede il posizionamento dell'impasto, che ha temperatura positiva, in casseri coibentati. Esiste anche un metodo simile del "thermos caldo", in cui la miscela viene preriscaldata per un breve periodo di tempo a 60-80 gradi.
Quindi viene compattato in questo stato riscaldato. Si consiglia un riscaldamento aggiuntivo. La miscela viene riscaldata molto spesso utilizzando gli elettrodi.
Riscaldamento e riscaldamento del calcestruzzo utilizzando elettricità e radiazioni infrarosse
Viene utilizzato quando il “metodo thermos” non è sufficiente. La sua essenza è quella di riscaldare il calcestruzzo e mantenerlo caldo fino a raggiungere il margine di resistenza richiesto, tale da poter quindi richiedere il taglio del cemento armato con mole diamantate.
Molto spesso la soluzione viene riscaldata utilizzando corrente elettrica. Il calcestruzzo diventa parte del circuito elettrico e fornisce resistenza. Di conseguenza, si riscalda e l'obiettivo viene raggiunto.
Conclusione
Non aver paura di lavorare con il calcestruzzo anche a temperature sotto lo zero. Dopotutto, se vengono seguite tutte le regole, sarà possibile mantenere le caratteristiche di resistenza dei materiali alto livello e il video in questo articolo ti aiuterà a comprendere molte sfumature
