Огнеупорный и жаростойкий бетон: состав, свойства и заливка

Главная |Виды бетона |Жаростойкий бетон: приготовление своими руками

Дата: 13 марта 2017

Коментариев: 0

При выполнении строительства, возникает необходимость обеспечить устойчивость возводимых конструкций и сооружений к воздействию повышенной температуре. Для этих целей применяются защитные составы, сохраняющие форму и эксплуатационные характеристики при температуре более 1000 °С. Огнеупорный бетон — один из таких материалов.

Особенности состава и специфика технологии изготовления позволяют жаропрочному материалу воспринимать значительную температуру, сохраняя прочность. Незаменим огнеупорный бетон для печей, применяемый при кладке каминов, монтаже дымоходов, а также для промышленных целей, когда необходимо обеспечить стойкость конструкций к воздействию открытого огня и нагреву.

Рассмотрим детально жаростойкий бетон, остановимся на свойствах, составе, классификации, области использования. Расскажем, как в бытовых условиях сделать жаропрочный бетон своими руками.

Строительный материал, сохраняющий свои механические и эксплуатационные свойства при длительном использовании в спектре экстремально высоких температур до 1700 °C – огнеупорный бетон

Классификация

Жаростойкий бетон решил проблему пониженных прочностных характеристик традиционного цемента, разрушающегося при повышенной температуре. Известны различные разновидности огнеупорного состава, включающие специальные модификаторы, повышающие температурную стойкость массива более 1800 °С.

Жаропрочный композит классифицируются согласно различным критериям:

структуре, определяющей температурный режим эксплуатации;
области применения, согласно которой определяется назначение материала;
разновидности компонентов, применяемых в качестве наполнителя;
применяемым вяжущим веществам.

Огнеупорный бетон для печей, а также других объектов, работающих при повышенной температуре, делится на следующие виды:

Жаростойкие, устойчивые к постоянному воздействию температуры до 800 °С, но воспринимающие кратковременное увеличение температуры до 1,5 тыс. °С.
Жаропрочные, сохраняющие целостность при постоянном нагреве до 1 тыс.°С с повышением порога терморежима до 1, 8 тыс.°С.
В особенности для печей, каминов, дымоходов невозможно представить возведение без жаростойкого бетона
Огнеупорные композиты, эксплуатирующиеся в экстремальных условиях при температуре выше 1, 8 тыс.°С.

В зависимости от назначения огнеупоры делятся на следующие типы:

конструкционные материалы, подвергающиеся нагреву одновременно с восприятием значительных нагрузок;
теплоизоляционные композиты, используемые для обеспечения надежной тепловой изоляции нагревающихся конструкций и сооружений.

Определяет высокие эксплуатационные характеристики, которые имеют огнеупорный бетон состав. Рассмотрим, какие компоненты используются при изготовлении огнеупоров.

Основные характеристики

Бетонные огнеупоры по своим параметрам подразделяются на несколько групп, материалы каждой из них отличаются своими техническими параметрами:

Жароупорный. Бетоны стабильно выдерживают нагрев до +700 градусов С, и кратковременное превышение – до 1500 градусов С. Для замеса используется шлакопортланцементы или портландцементы.
Огнеупорный. Материал предназначен для сооружения объектов, которые нагреваются до +1000 градусов С. Возможно временное увеличение – до 1800 градусов С. В них часто добавляют жидкое стекло для стойкости к коррозийным процессам и глиноземные компоненты.
Высокоогнеупорный. Этот огнеупор потребуется для объектов, которые эксплуатируются при чрезвычайно высоких температурах – свыше 1800 градусов С. В них добавляют дробленный шамотный кирпич, портландцементы, диатомовой бой, глинозем и другие компоненты.

Основные параметры

Классификация огнеупорных бетонов

Огнестойкие бетоны классифицируются по различным признакам:

максимальной температуре эксплуатации;
назначению материала;
виду наполнителя;
типу вяжущего компонента.

Особенности состава

Для бытового использования, решения задач, связанных с ремонтом отопительных систем, устройством дымоотводящих магистралей потребуется жаростойкий бетон, воспринимающий температурное воздействие до 1200 °С.

Именно особенности состава композита определяют его устойчивость, способность сохранять целостность массива при значительных температурах. До рассмотрения состава разберемся, почему разрушается обычный бетон:

Это связано со значительным испарением при нагреве влаги, содержащейся в массиве.

В состав бетона входят базовые ингредиенты (цемент, наполнитель, вода) и добавки – они и определяют огнеупорные свойства конечного продукта

В результате материал теряет эксплуатационную прочность из-за активной дегидратации.
Из-за необратимости реакции невозможно сохранить стойкость массива, теряющего свойства в результате разрушения.

Именно поэтому, чтобы сохранить целостность композита, важно сохранить влагу внутри массива. Для этого добавляют вяжущие компоненты и специальные добавки. В качестве вяжущего вещества применяется:

портландцемент высоких марок;
шлакопортландцемент, обладающий высокой вяжущей способностью;
цемент, отличающийся повышенной концентрацией глинозема.

Также, водятся жидкое стекло, обладающее вяжущими свойствами.

В качестве компонентов, повышающих температурную устойчивость массива, водятся измельченные ингредиенты:

Керамзитный наполнитель.
Кирпичный бой изделий, содержащих магнезит, шамот, доломит.
Руда с высоким содержанием хромита.
Зольная пыль.
Пемза.
Шлаки доменного производства в гранулированном или измельченном виде.

Присадки обеспечивают лучшее затвердевание состава и превращение в монолитную жаростойкую основу

Дополнительно водятся прочные минеральные материалы, включающие базальт и диабаз. В зависимости от особенности рецептуры состав может включать перлитовый наполнитель, туф или вермикулит. Размер фракции заполнителя зависит от назначения огнеупорного материала и составляет:

для мелкого заполнителя не более 5 мм;
для крупной фракции до 2,5 см.

При необходимости, может вводиться гравий в дробленом виде, что значительно повышает прочность, затрудняет обработку затвердевшего массива.

Состав глины для производства кирпича и ее характеристики

Характеристики красного кирпича.

Для проверки глины на пригодность для производственного процесса можно использовать еще один способ. Он предполагает процесс просушки, растирание в порошок, который предстоит поместить в прозрачный сосуд. Глину нужно залить водой и перемешать. Допустимо залить ее и оставить на несколько дней, чтобы она при перемешивании оказалась во взвешенном состоянии. Для того чтобы получить ее полное растворение, смесь нужно время от времени перемешивать. При переходе глины в момент перемешивания во взвешенное состояние нужно позволить ей отстояться до момента, пока вода не станет прозрачной. В нижней части сосуда окажется песок, выше — глина, тогда как над ней может быть слой других примесей.

По объему вышедшего в осадок песка можно определить пригодность глины для дальнейшего производственного процесса. Если в глине объем песка превышает 30%, то она считается тощей и является шероховатой на ощупь. Сформированный из нее шарик разрушится при падении. Средние глины имеют в составе от 10 до 30% песка, они шероховаты, а шарик при падении сплющивается. В жирных глинах песка 12% или меньше, они мягкие и пластичные. Для того чтобы глина оказалась пригодна для изготовления красного кирпича, в ее составе должен содержаться песок в количестве 12-15%, но не более 20-30%.

Глина, которую предполагается использовать для изготовления кирпича, не должна иметь включений в виде камней, веток, а также известковых и меловых вкраплений по той причине, что они усложняют переработку глины и повышают количество брака в момент сушки и обжига.

https://youtube.com/watch?v=HrJ-oXlbD5U

Перед изготовлением следует определиться с тем, имеете ли вы достаточно навыков для проведения работ

Важно и то, будет ли производство оправдано в вопросах цены и трудовых затрат

Свойства

Жаростойкий бетон обладает высокими эксплуатационными характеристиками. Главные свойства:

Повышенная устойчивость к воздействию открытого огня и повышенной температуры.
Высокие прочностные характеристики (до 500 мПа/см²), позволяющие использовать состав в качестве конструкционного материала.
Улучшение рабочих свойств массива в процессе эксплуатации.
Доступность технологического процесса изготовления, исключающего стадию высокотемпературного обжига.

Неоспоримые достоинства огнестойкого композита позволяют применять материал в различных областях.

Идеальным образом подходит для печей бытового и промышленного назначения, каминов, возведения различных сооружений

Материалы и инструменты

Для создания жароустойчивого раствора применяются:

тачка;
мешалка для бетонного раствора;
лопата;
водный шланг;
опалубка;
огнеупорный цемент;
мастерок;
пластиковый лист;
гравий;
гашеная известь;
распылитель;
песок.

Уплотнение

Для избавления от пузырьков воздуха в жаропрочном растворе его уплотняют, применяя различные механизмы для трамбовки. Уплотнение огнеупорных растворов происходит с помощью поверхностных или погружных вибраторов. Жароустойчивые смеси нужно утрамбовывать более длительное время. А чтобы предотвратить расслаивание раствора, его доставляют на место укладки напрямую, не совершая перегрузки.

Увлажнение и выдержка

После заливки огнеупорного раствора и уплотнения его оставляют для затвердевания. Процесс естественного твердения заключается в испарении влаги, поэтому раствор нужно периодически обрызгивать водой. Это позволит предотвратить появление растрескивания. Еще незатвердевший раствор нужно укрыть пленкой на 48 часов — потом ее убирают, и бетон продолжает твердеть. Спустя два дня можно извлечь элементы из емкости и поместить в теплое помещение на 28 дней. Когда бетонный раствор достигнет своих прочностных характеристик, он готов к применению по назначению.

Сфера применения

Жаростойкий бетон, благодаря повышенной температурной устойчивостью, используется в различных областях. Он незаменим для выполнения следующих задач:

сооружения промышленных отопительных систем и конструкций теплового назначения;
строительства печей, каминов, предназначенных для бытовой эксплуатации;
формирования внутренней поверхности камер сгорания;
изготовления коллекторов и термостойкой керамики.

Сфера применения огнестойкого композита не ограничивается конструкциями, воспринимающими повышенные температуры. Он широко используется в строительной отрасли, энергетике, химической сфере. Небольшой удельный вес жаростойкого массива позволяет уменьшить массу возводимых конструкций до 40% с одновременным сохранением прочности.

Применение огнеупорного композита позволяет осуществить:

Возведение фундаментов.
Сооружение мостов.
Изготовление плавучих сооружений.
Строительство перекрытий.

Использование при изготовлении ячеистых наполнителей значительно расширяет область применения огнестойкого композита.

Стоит отметить, что огнеупорный бетон значительно облегчает конструкции, так как имеет в своем составе пористые ингредиенты, что на 40 % снижает нагрузку на основание

Направления использования

Огнеупорные виды цемента можно применять для всех строительных работ. Учитывая экономические соображения, чаще всего его используют в ситуациях, когда конструкция постоянно подвергается высокому нагреву. Востребованность в огнеупорной цементной продукции возникает в промышленности и частных владениях.
Основные направления применения огнеупорного высокоглиноземистого цемента следующие:

футеровка нагреваемого пространства в отопительных комплексах и агрегатах;
изготовление жаростойких конструкций из железобетона;
производство огнеупорных панелей, кирпичей, блоков, растворов;
составление клеевых композиций для нефтяных и химических установок;
изготовление печей для плавления стеклянных изделий;
производство сооружений в теплоэнергетике;
сооружение дымоходов, домашних печей, каминов.

Огнеупорные виды цемента востребованы в горной, металлургической промышленности, а также при строительстве тоннелей, подложек для мощных тепловых установок в любых сферах.

Что необходимо для работы?

Для того чтобы изготовить жаропрочный бетон своими руками, подготовьте необходимые материалы и инструменты:

бетоносмеситель, используемый для смешивания ингредиентов;
вяжущее вещество согласно применяемой рецептуре;
необходимые заполнители и жаропрочные добавки, количество которых определено в соответствии с температурным режимом эксплуатации материала;
совковую лопату и мастерок;
тачку, необходимую для доставки смеси;
емкости для заполнения или щитовую опалубку.

Если всё готово, можно приступать к изготовлению.

Самостоятельное приготовление

Жаропрочный бетон, изготовленный своими руками, будет обладать всеми необходимыми характеристиками и свойствами. При выполнении работ необходимо следовать инструкции и соблюдать все технологические нормы производства, только тогда вы получите состав, не уступающий заводскому аналогу по термоизоляционным свойствам и устойчивости к температурным перепадам.

Для изготовления жаропрочного бетона можно использовать сухую смесь, продающуюся в строительных гипермаркетах и рынках, либо самостоятельно смешивая компоненты в требуемых пропорциях. Первый вариант, несомненно, надежнее, так как состав готовой смеси сбалансирован и готов к использованию.

Как приготовить состав?

Изготавливая в домашних условиях жаропрочный бетон своими руками, выполняйте работы, соблюдая последовательность операций:

Засыпьте в бетоносмеситель измельченный базальт (гравий), просеянный песок, огнестойкий цемент и известь, соблюдая следующую пропорцию — 6:4:4:1.
Дополнительно введите измельченный до пылеобразного состояния доменный шлак и пемзу, а также добавьте зольную пыль.
Предлагаются два варианта приготовления жароупорного бетона: из сухой смеси или путем смешивания набора ингредиентов
Добавляйте воду ограниченными объемами, осуществляя смешивание. Перемешивайте до обеспечения однородности состава и требуемой консистенции.

На этом этап подготовки смеси закончен. Следующая стадия — заливка.

Жаростойкий бетон, эксплуатируемый при повышенном температурном режиме, разливайте в установленную щитовую опалубку или заливайте в формы, соответствующие размерам и конфигурации необходимого изделия.

Процесс заливки достаточно простой:

заполните смесью опалубку или форму, производя непрерывную заливку;
уплотните массив, удалите воздушные пузыри. Производя вибрационное уплотнение, ограничьте продолжительность работы, не позволяя наполнителю осесть на дно формы.
спланируйте поверхность массива, удаляя излишки смеси мастерком.

Заключительный этап по изготовлению продукции из жаростойких композитов — сушка. Огнестойкие материалы обладают повышенной чувствительностью к процессу гидратации. Для обеспечения нормального протекания гидратации следует обеспечить минимальное испарение влаги, накрыв поверхность формы или опалубки. Это позволит снизить тепловые потери, замедлит темпы испарения влаги.

К демонтажу опалубки приступайте после остывания и окончательного твердения массива. Желательно на протяжении нескольких дней увлажнять готовое изделие, повышая его механические свойства.

Огнеупорный бетон своими руками

Состав жаростойкого бетона включает в себя базовые компоненты и некоторые добавки. Можно сделать свой собственный огнеупорный бетон с материалами, доступными в строительных магазинах. Если планируется построить блоки, то вам нужно иметь формы для блоков, приготовленные заранее. Огнеупорный цемент своими руками:

Поместить лист фанеры в рабочую зону или тачку. Надо быть рядом со шлангом, чтобы воду можно было легко добавить в раствор или промыть инструменты.
Разделить материалы в соотношении 3:2:2:0.5 (3 части гравия, 2 части песка, 2 части тугоплавкого цемента и 0,5 части оводненной известки). Соблюдать это соотношение независимо от объема огнеупорного бетона, который будет изготавливаться.
Поместить гравий и песок в тачку или на фанеру.
Добавить огнеупорный цемент и гидратированную известь поверх песка и гравия.
Смешать все сухие ингредиенты с помощью лопаты. Мешать до тех пор, пока все компоненты не будут равномерно распределены, получив состав однородной консистенции. Сделать ямку в середине смеси для того, чтобы добавить воду.
Добавить воду в смесь. Смешать сухие материалы и воду вместе, пока смесь не будет иметь никаких сухих комков. Не стоит добавлять слишком много воды, чтобы смесь не стала похожей на суп. Вода должна быть добавлена к смеси в количестве от 2 до 4 литров.
Продолжать добавлять воду до тех пор, пока смесь не станет похожа на бетон. Если получается сделать из жмени бетона снежок, и он при этом не распадается, то все сделано правильно.
Заполнить подготовленные формы бетоном при помощи лопаты.

Особенности заливки бетона при низких температурах

В первую очередь следует разобраться, какую температуру, при работе с бетоном, следует считать низкой. Среди строителей принято считать погоду холодной, если среднесуточная температура опускается ниже + 4 градусов по Цельсию

В этом случае, для успешного проведения данной строительной операции своими руками необходимо предпринять специальные меры предосторожности, которые защитят раствор от негативного влияния холода

Дело в том, что застывание бетона при низких температурах происходит особым образом. Скорость протекания этого процесса и качество итогового результата во многом зависит от температуры воды в составе.

Чем она выше, тем, соответственно, быстрей происходит застывание. Оптимальный ее показатель составляет 7-15 градусов.

Однако, низкая температура окружающей среды в любом случае оказывает критическое воздействие на скорость гидратации цемента. В итоге, набор прочности и застывание происходит значительно медленнее.

Утепление свежезалитого фундамента

Чтобы высчитать, сколько застывает бетон при минусовой температуре, нужно учесть, что ее падение на 10 градусов снижает скорость твердения в два раза. Подобные расчеты важны при планировании строительных работ и снятии опалубки.

Однако, имеются и положительные стороны заливки при низкой температуре – при правильной организации процесса, есть шанс получить более качественный результат, так как меньшая исходная температура в итоге дает большую прочность. Единственное, необходимо помнить при какой температуре застывает бетонный раствор, т.е. следить, чтобы она не опускалась ниже -4 градусов.

Добавка для увеличения скорости застывания

Поведение во время пожара

Капиллярная и интерстициальная вода начинает испаряться при температурах вокруг точки кипения воды (100 ºC). Цементная матрица начинает меняться при температуре около 700 ° C. Влияние заполнителей в основном зависит от их происхождения и начинается при температуре около 600 ° C.

Огнестойкость определена как способность структуры выполнить свои необходимые функции для определенной выдержки пожара и определенного периода (герметичности).

Огнестойкость относится к элементам здания, а не к самому материалу, но свойства материала влияют на производительность элемента, частью которого он является. В большинстве случаев температура огня быстро повышается в течение нескольких минут, что приводит к появлению взрывного споллинга, так как влага, присущая бетону, превращается в пар и расширяется.

Большинство бетонов содержат портландцемент или смешанный портландцемент, который начинает ухудшаться по отношению к температуре выше 300 °C и начинает терять структурные характеристики выше 600 °C. Конечно, глубина ослабленной бетонной стены может варьироваться от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в зависимости от продолжительности пожара и пиковых температур. Цемент глинозема, используемый для того, чтобы защитить тугоплавкие подкладки, достигая температуры 1 ‘600 °C, является лучшим возможным материалом в пожаре и обеспечивает превосходную жаростойкость при температуре около 1’ 000 ° C.

Влияние огня на бетон в значительной степени зависит от типа используемого грубого заполнителя. Бетон, содержащий карбонатные заполнители (включая известняк и доломит) и легкие заполнители (естественно происходящие или изготовленные путем расширения сланца, глины или шлака) сохраняют большую часть своей прочности на сжатие до 700 ° C. Однако бетон, содержащий кремнистые заполнители, такие как гранит, кварцит, сланцы и другие материалы, состоящие в основном из кремнезема, сохраняет только около 55% их прочности на сжатие при 700 ° C.

Повреждение бетона, вызванное пожаром, может варьироваться от незначительных косметических пятен до более серьезных повреждений, таких как внешнее растрескивание, расслоение и споллинг, внутренний микрокрак и химические изменения. Наиболее важным фактором является выбор компонентов.

Дифференциальное термальное движение между затиром цемента и композитом может стать причиной повреждения. Кварцит наиболее подвержен повреждению огнем путем растрескивания. Известняк показывает лучшую огнестойкость, подвергаясь воздействию пожара низкой температуры.

Выбор заполнителя будет влиять на тепловые напряжения, которые наблюдаются при нагреве бетонной конструкции в значительной степени. Элементы карбонатного типа, такие как известняк, доломит или лимерок, как правило, лучше сохраняются под воздействием огня, поскольку они кальцинируют при нагревании, освобождая CO2. Этот процесс требует тепла, поэтому реакция поглощает некоторую экзотермическую энергию огня. Элементы, содержащие диоксид кремния, как правило, сохраняются хуже в огне. Волокна полимера или полипропилена могут значительно внести вклад в уменьшение растрескивания и таким образом улучшить огнестойкость бетона.

В условиях, когда риск обрушения конструкции недопустим, проектировщики изучают другие способы защиты бетона от воздействия пожара. Альтернативы варьируются от локального утолщения бетона, облицовки с использованием тепловых экранов, покрытых специальной краской, использования систем защитных досок до распыления легких растворов. Назначение этих пассивных систем противопожарной защиты зависит от типа здания, а также защищаемой формы.

Воздействие высоких температур на бетон

Под воздействием высоких температур, в бетоне происходят различные негативные процессы:

250 – 300 градусов по Цельсию	Снижается прочность, что сопровождается процессом разложения гидрата кальция окиси.При этом разрушается структура цементного камня.
550 градусов по Цельсию	При такой температуре зерна кварца, которые имеются в песке и щебне для бетона, начинают растрескиваться и кварц переходит в другую инстанцию – тридимит. Растрескивание обусловлено увеличением кварцевых зерен в объеме. При этом в структуре пласта возникают микротрещины в местах соприкосновения цементного камня с наполнителем.
Свыше 550 градусов по Цельсию	При последующем увеличении температуры разрушаются и прочие структурные элементы бетона.

На фото — жаропрочный бетон

Общая характеристика глиняного раствора для кладки печей

Печи с каминами выстраивают из кирпича, сырьём для изготовления которого является глина. Аналогичное связующее в основе кладочного раствора обеспечивает конструкции монолитность за счёт высокой адгезии материалов. Особенностью такого состава также является то, что его можно размочить и использовать повторно.

Достоинствами глиняной огнеупорной смеси для кладки печей и каминов считаются следующие свойства:

низкое температурное расширение;
устойчивость к открытому огню;
долговечность;
нулевая паропроницаемость;
инертность к агрессивным продуктам горения.

Но глина размокает при контакте с водой, что ограничивает применение раствора в сухих помещениях. Для кладки печей нужно внимательно выбирать связующее, наполнитель и присадки по составу и пропорциям. Это связано с разными нагрузками относительно температуры.

Распределение температурной нагрузки в печиИсточник yandex.net

Рабочее состояние кирпича подразумевает предварительное вымачивание. Толщина швов может составлять 3-5 мм для основной части и до 12 мм в облицовочной. Средний расход сухой смеси составляет 10 кг на 17-20 кирпичей. 25 литров приготовленного раствора хватит на 100 штук.

Растворы для кладки различных отделов печи

Конструктивно печь состоит из 11 отдельных участков. Каждый из них имеет функциональные различия и к материалу предъявляются разные требования

Так, для фундамента важно обеспечить высокую прочность к механической нагрузке. Для этого в кладочный раствор для печи добавляются армирующие присадки.

Для изоляции основания от жара прокладывают минеральные листы или асбест. Далее повышается температура до 600 градусов по Цельсию, появляется агрессивность условий эксплуатации

Здесь важно использовать раствор с добавками, инертными продуктам горения.

Применение различных кирпичей для кладки печиИсточник clubsamodelok.ru

Для топки используется раствор на глиняно-шамотной основе. Это огнеупорная печная смесь для кладки печи с допустимым пределом использования в условиях до +1000 градусов по Цельсию. Все, что связано с дымоходом по составу кладочного продукта должно быть устойчивым к нагреванию до +400 градусов по Цельсию и продуктам горения.

Готовые смеси для монтажа печей

Готовая продукция классифицируется на основе показателей теплового расширения, устойчивости к высоким температурам и химической инертности. Это могут быть жаростойкий, жаропрочный или огнеупорный раствор. Также есть различия в составе и допустимых механических нагрузках.

Для жаростойкого состава характерны следующие моменты:

рабочее время составляет около 60 минут;
работать можно при температурах от +5 до +35 градусов по Цельсию;
полное высыхание происходит в течение 50 часов;
слой нанесения должен быть в пределах 10-12 мм;
предел нагревания равен 400, 600, 1000 или 1300 градусам по Цельсию;
экологичность и пластичность относительно состава;
лёгкость в отношении нанесения и выравнивания.

Готовая жаростойкая кладочная смесь для печи и каминаИсточник kostroy.ru

Относительно связующих компонентов существуют следующие варианты смесей:

Глино-песчаная. Для такого продукта свойственна устойчивость к температуре до +250-400 градусов по Цельсию, высокая газовая плотность. Применяется для кладки кирпича около топки и основания дымохода.
Цементно-глиняная. Относительно первого пункта отличие заключается только в более высокой прочности. Поэтому такой раствор актуален для устройства габаритных печей, лежанок.
Известково-глиняная. Прочная смесь для кладки печи со средним показателем газовой плотности. Применяется для эксплуатации в условиях среднего нагревания, активного прохождения дыма.

Однокомпонентные составы имеют более конкретные сильные стороны. Например, цементный раствор актуален для устройства фундамента. Шамотный устойчив к высоким температурам, поэтому используется для топочной части печи и камина. А известковая смесь хуже справляется с агрессивными условиями эксплуатации, поэтому пригодны для основания.

Особенности набора прочности бетонными конструкциями

Наиболее экономически оправданный метод. Часто применяется совместно с разными методами обогрева, увеличивая их эффективность и снижая расходы. При определенных условиях может быть использован без прогрева. Добавки в укладываемый бетон при минусовых температурах можно разделить на:

Понижающие точку замерзания воды в растворе.

Способствуют кристаллизации при низких температурах. Используются соли кальция, натрия или калия. Наиболее распространенный реагент – поташ.

Увеличивающие скорость твердения.

К таким реагентам относится поташ, смеси солей кальция с мочевиной, нитрит-нитратом кальция и т.д.

Поташ – популярная добавка для зимнего бетонирования.

Чтобы уточнить, при какой температуре воздуха можно заливать цементную смесь, нужно разобраться с процессом отвердевания. В готовом растворе происходит реакция между компонентами цемента и воды – гидратация. Процесс протекает в два этапа:

схватывание при участии алюминатов СЗА. Внутри бетона генерируются кристаллы-иголки, связывающиеся друг с другом. Через 6-10 часов образуется своеобразный скелет смеси;
твердение с участием клинкерных минералов C3S и C2S. Во время твердения бетона формируется силикатная мелкопористая масса из мелких кристаллов.

При какой средней летней температуре начинать строительство? Теплое время года – от 15 до 30 градусов подходит для строительных работ. Заливка бетона летом допустима. Единственное условие – защита свежеуложенного монолита от дождя.

В осеннее время погода отличается непредсказуемостью, поэтому важно знать, при какой температуре можно заливать бетон осенью. Оптимальная температура воздуха составляет от 20 до 5°, поэтому начинать устройство основания рекомендуется в сентябре-октябре до заморозков

В процессе обустройства фундамента важно учитывать, до какой отметки на градуснике нужно выполнить работы перед похолоданием. Она должна равняться 10 градусов по Цельсию

Оптимальная температура воздуха составляет от 20 до 5°, поэтому начинать устройство основания рекомендуется в сентябре-октябре до заморозков

Заливка монолита будет качественной, если учесть несколько моментов:

температура воздуха. При каких показателях температуры можно заливать бетон осенью, чтобы начать строить дом? Нормальный показатель – плюс 16°. В этот период раствор затвердевает медленно, что обеспечивает качество постройки. Заморозки припадают на конец октября, поэтому лучше заняться строительством в середине сентября;
характеристики влажности. Сырая погода и влажный грунт способствуют процессу отвердевания. Свежеуложенный раствор не нужно регулярно сбрызгивать водой, а медленное высыхание обеспечивает повышение прочности;
наличие осадков. Если вы разобрались, при каких оптимальных температурах можно заливать основание, то нужно учесть и наличие дождя. Переувлажнение монолита приводит к вымыванию цементного молочка;
уровень грунтовых вод. На болотистых участках осенью меньше воды, что позволяет сделать свайное основание. Проверить, поднялась ли вода, можно путем выкапывания траншеи. Если в ней поднялась вода, фундамент заливать нельзя.

Строительная практика отмечает две технологии работ – использование морозостойких составов и искусственное повышение устойчивости теста к холодам.

Цемент марки М400 в морозных условиях набирает более 30 % своей максимальной прочности.

Раствор готовится в стандартных пропорциях:

1 часть цемента;
2,5 части песка;
8-10 частей воды.

При известковании количество компонентов изменяется:

1 часть цемента;
2,5-4 части песка;
1,3:10 извести;
8-10 частей воды.

Для приготовления марки бетона М400 также используют пластификаторы и антифризы.

При какой минимальной температуре можно заливать бетон с подогревом монолита, вы уже разобрались. Строители рекомендуют в процессе замеса повышать и температуру раствора до 35-40 ° путем разогрева воды до 90 °, щебня и песка – до 60 °. Сухой цемент не греют, а оставляют в помещении до набора комнатной температуры.

Вода прогревается в железной емкости, а добавки при помощи обдува воздухом. Для этого внутрь кучек стройматериалов от печи протягивается трубопровод. Укладку после нагрева осуществляют за один раз, подавая смесь непрерывно.

Температурные режимы при бетонных работах

Физико-химические процессы в бетоне

Твердение бетонного камня происходит вследствие химического взаимодействия его компонентов.

Бетон представляет собой смесь из четырех основных компонентов, которые обеспечивают ему необходимые характеристики. Назначение и участие каждого из этих компонентов в тех или иных процессах рассмотрены в таблице:

Компонент	Назначение и процессы
Цемент	Необходим для связывания наполнителей и образования цементного камня. Участвует в реакции гидратации совместно с водой, при этом выделяется тепло в окружающее пространство
Вода	Является несущей средой для смешивания и равномерного распределения компонентов смеси по объему, а также она необходима для затворения цемента. Участвует в реакции гидратации совместно с цементом для образования цементного камня
Песок	Является мелким заполнителем, который необходим для заполнения пустот между зернами щебня. Участвует в процессе перераспределения нагрузок от внутренних напряжений при твердении цементного камня, играет роль мелкозернистого каркаса и защищает материал от образования трещин
Щебень	Является крупным заполнителем и используется для экономии цемента, а также для создания крупнозернистого каркаса, препятствующего растрескиванию смеси при твердении. Участвует в процессе распределения нагрузок от внутренних напряжений

Как видим, основные компоненты, обеспечивающие протекание реакции твердения (гидратации) — это вода и цемент.

Реакция взаимодействия воды и цемента протекает с выделением тепла.

Основой образования бетонного камня является реакция гидратации цемента, при которой сначала образуется цементное молоко, которое затем достаточно быстро схватывается и образует монолитную камнеподобную структуру. Песок и щебень здесь нужны для обеспечения физических процессов внутри смеси, связанных с перераспределением нагрузок и внутренних напряжений.

Бетон, приготовленный своими руками, твердеет по такому же принципу.

Оптимальный режим

На фото бетонировка происходит в летнее время, которое лучше всего подходит для этого вида работ.

Реакция гидратации цемента неприхотлива и позволяет определить, при какой температуре можно бетонировать, в достаточно широком диапазоне – от 0 до 90 градусов Цельсия. Однако на практике для обеспечения адекватных условий твердения и возможности выполнения работ этот диапазон сокращается от 4 до 30 градусов.

Укладка в помещении является наиболее оптимальной.

Очевидно, что достичь таких условий можно только при стабильной летней погоде или в помещении. Именно поэтому при проведении наружных работ укладывать бетон всегда стараются в летнее время при сухой и не сильно жаркой погоде.

Нормальный режим

Строительство крупных объектов часто не укладывается в рамки одного сезона.

Практика строительства такова, что в реальных условиях далеко не всегда удается организовать работы таким образом, чтобы всегда соблюдались оптимальные условия бетонирования. Поэтому чаще всего приходится говорить о нормальном режиме, при котором возможна работа как в теплое, так и в холодное время года.

Холодным принято считать такое время, при котором температура воздуха опускается ниже +10 градусов. Сразу следует указать, при какой температуре нельзя бетонировать: без дополнительного обогрева нижний предел температуры составляет +4 градуса, с натяжкой можно сказать, что крайним значением является 0 градусов, хотя инструкция такие натяжки исключает.

Межсезонье – не лучшее время для работ.

Также следует учитывать, что для набора марочной прочности бетонное изделие должно простоять как минимум 28 дней при нормальной температуре, а если температура понижена, этот срок заметно возрастает. Поэтому если вы планируете сразу после заливки фундамента выполнять кладку стен, рекомендуем вам бетонировать не позже конца августа – середины сентября.

Работа в жаркое время также накладывает определенные условия: слишком активное испарение влаги приводит к ее недостатку и понижению качества изделия, а также влечет появление поверхностных трещин.

Для того чтобы избежать таких последствий, необходимо ухаживать за бетоном после укладки:

увлажнять его;
защищать от сухого ветра;
прямых солнечных лучей.

Уход за бетоном особенно необходим в жаркое время.

Во время дождя следует следить за тем, чтобы в свежий бетон не попадало много воды, иначе будет нарушено водоцементное отношение и материал потеряет прочность. Для этого опалубку после заливки накрывают водонепроницаемой пленкой или другим материалом, препятствующим попаданию воды.

Во время дождя свежий бетон накрывают пленкой.