Betonování při teplotách pod nulou

Pro pevnost betonové konstrukce jsou podmínky tuhnutí materiálu neméně důležité než kvalita složek roztoku a jejich správný poměr. Pokud je porušena optimální teplota tuhnutí betonu nebo je udána příliš krátká doba tuhnutí betonu a začnou následné práce, je riziko defektů vysoké. Nejčastějšími a nežádoucími důsledky jsou nedostatečná pevnost značky, praskání a mikrotrhliny, velké smrštění atd.

Naopak, pokud je dodržen harmonogram vývoje pevnosti betonu, je během vývoje pevnosti zachována správná teplota betonu, ale konstrukce je pevná a spolehlivá. Vytvoření optimálních podmínek pro materiál není obtížné. A dnes si povíme, jak dlouho trvá, než beton v bednění tvrdne a při jaké teplotě beton získává pevnost.

<strong>Doba tuhnutí betonu</strong>

Přesná odpověď na otázku „Jak dlouho betonu trvá, než nabere sílu? Žádný. Vše závisí na složení, přísadách, klimatických podmínkách a desítkách dalších faktorů.

Univerzální ukazatel, jak dlouho trvá betonu získat pevnost, je 28 dní. To je přesně rychlost, kterou beton získává 90-100 % své pevnosti za normálních podmínek – tedy při okolní teplotě +20 stupňů a relativní vlhkosti vzduchu 80 až 90 %.

Doba potřebná k získání pevnosti betonu je rozložena nerovnoměrně. V prvních 7-14 dnech po nalití získá roztok až 90% své síly. Proces se pak zpomalí a zbývající síla se získá během následujících 14 dnů.

Konkrétní nárůst síly za den

Jak vidíte, tvrdnutí betonu v závislosti na teplotě může trvat méně než 28 dní nebo více. Například k nárůstu pevnosti betonu o 70 procent při teplotě +5 dochází pouze 25. den a při +20 – již 6.

Přesně určit, kolik dní betonu trvá, než získá pevnost, lze pouze tehdy, jsou-li známy desítky faktorů, které to ovlivňují – od složení roztoku až po počasí v oblasti.

<strong>Doba tuhnutí betonu v závislosti na teplotě</strong>

Optimální podmínky pro lití betonu jsou od +15 do +20 stupňů. Ale to je příliš krátká doba a stavitelé se přizpůsobují počasí v Petrohradu a regionu. Beton lze samozřejmě odlévat při nižších i vyšších teplotách, avšak při dodržení určitých pravidel.

Rychlost tvrdnutí betonu závisí na teplotě: pokud je počasí příliš horké nebo naopak chladné, pak se doba schnutí betonového roztoku zkrátí nebo prodlouží. Je to dáno hydratačním procesem, jehož správný výskyt rozhoduje o spolehlivosti budoucí struktury.

Proto se v horkém počasí beton chrání filmem, aby se zabránilo nadměrnému odpařování vlhkosti, a také se zalévá. A v chladném počasí naopak izolují a hřejí.

<strong>Jak dlouho trvá, než beton v chladném počasí ztuhne?</strong>

Tvrdnutí betonu při nízkých teplotách trvá podstatně déle. Při teplotách pod 0 se hydratace úplně zastaví – beton nezíská pevnost při teplotách pod nulou. Minimální teplota tvrdnutí betonu je +5 stupňů při nižších údajích teploměru, musí být použity nemrznoucí přísady. Přečtěte si více v našem článku „Jak nalít beton v zimě“.

V průměru při teplotě vzduchu +5 stupňů získá beton pevnost asi 80 % 28 dní po nalití.

<strong>Jak beton získává pevnost v horku</strong>

Beton se nalévá i za horkého počasí. Ale při práci v horkém létě se vyplatí plnit rychle, v jedné fázi. Litý beton je pokryt filmem, aby se zabránilo rychlému odpařování vlhkosti, a je také chráněn před přímým slunečním zářením. Beton se navíc pravidelně zalévá. Pokud je teplota příliš vysoká – od +30, lze ke zpomalení procesu tuhnutí použít přísady.

S poklesem teploty pod +15°C se rychlost hydratační reakce cementu výrazně snižuje. Při +5°C se již neměří v hodinách jako např. v létě, ale ve dnech a při 0°C a nižších se úplně zastaví. Spolu s tvorbou ledu v nepřítomnosti zahřívání a mrazu se struktura betonu ničí a další nárůst pevnosti může být velmi omezený. Bohužel je to mylná představa. Údržba (ohřev) čerstvě položeného betonu je nutná při nízkých teplotách.

Podle GOST 24211-2008 lze i při použití PMD pro „studený beton a maltu“ měřit jejich účinnost v rozmezí 30%-40% pevnosti betonu za normálních podmínek za 28 dní. To znamená, že místo očekávaných 32 MPa pro třídu B25 uvidíme 28. den sílu cca 11-15 MPa. Další nabírání síly bude velmi pomalé. Je zřejmé, že tato možnost je vhodná pouze pro speciální úkoly a podmínky.

Proto se doporučuje zvážit použití nemrznoucích přísad v rámci tzv “teplý” beton podle GOST 24211-2008. Jedná se o beton nebo maltu vyrobenou z betonu nebo maltové směsi s nemrznoucí přísadou, která zajistí, že směs nezamrzne při mínusových teplotách po dobu od její výroby do začátku ohřevu betonované konstrukce (4 hodiny při -18 °C). Pak 28. den zaručeně obdržíte sílu 95 % běžného tuhnutí.

Proč potřebujeme nemrznoucí přísady?

Použití nemrznoucích přísad ve formě solných roztoků umožňuje snížit teplotu tuhnutí vody v kapilárách. Čím menší je velikost pórů a kapilár v betonu, tím nižší je teplota tuhnutí záměsové vody. I při malé koncentraci solí tento mechanismus umožňuje zachování kapalné fáze v pórech betonu i při nízkých záporných teplotách. Tento mechanismus umožňuje betonu získat pevnost.

Proti zamrzání směsi však nemrznoucí přísady nepomohou! Množství přidaných přísad je příliš malé na to, aby snížilo bod tuhnutí veškeré vody v betonové směsi. Betonová směs by se proto měla vyrábět teplá, od +15 do +25 °C.

PMD umožňují urychlení procesu hydratace cementu k dosažení kritické pevnosti. Je důležité, aby v době, kdy začíná aktivní tvorba ledu, měl cement čas reagovat s vodou. A tvrdnoucí cementový kámen je již schopen odolat trhací síle mrazivé vody, která se nevešla do pórů a kapilár. Výzkum mnoha světových vědců prokázal, že beton s nemrznoucími přísadami je po dosažení určité počáteční „kritické“ pevnosti již schopen bezbolestně odolávat následnému zmrazování.

Kritická síla – pevnost betonu v tlaku, při jejímž dosažení je možné následné „bezbolestné“ zmrznutí betonu.

Podle různých mezinárodních doporučení a v závislosti na třídě betonu je kritická pevnost betonu v průměru 10 MPa nebo 30 % požadované pevnosti po 28 dnech. normální kalení.

Roztoky PMD ve formě solí jsou roztoky elektrolytů, které zvyšují elektrickou vodivost betonu a pomáhají zlepšit účinnost elektrického ohřevu. Je třeba dávat pozor na plastifikátory, které ovlivňují tvrdnutí betonu v zimě.

Voda snižuje všechny ukazatele cementového kamene a především rychlost tuhnutí, konečnou pevnost a provozní životnost.

Pokud je to v létě prakticky nepostřehnutelné, pak při teplotách pod +10°C je rozhodující vliv „přídavné“ vody a při +5°C a nižších je rozhodující v procesu tuhnutí cementu. Proto správný výběr plastifikátoru a snížení poměru voda-cement pomůže k nejlepšímu výsledku při zimní betonáži.

Shrneme-li, lze říci, že pro zimní betonování je nejúčinnějším řešením komplexní použití kombinace plastifikátor-urychlovač. Naše portfolio zahrnuje produkty pro zimní betonování v různých řadách MasterPozzolith, MasterRheobuild, MasterPolyheed, MasterGlenium:

Nemrznoucí přísady (urychlovače) na bázi solí elektrolytů:

• MasterPozzolith 501, MasterPozzolith 503, MasterPozzolith 506, MasterPozzolith 507, MasterPozzolith 515

Komplexní roztoky 2 v 1 s plastifikátory:

• MasterPozzolith MR 55 W, MasterPozzolith 3150 W, MasterPozzolith 3155 – komplexy solí s přísadami na bázi lignosulfonátů
• MasterRheobuild 181A, MasterRheobuild 872 W, MasterRheobuild 189, MasterRheobuild 190 – solné komplexy s přísadami na bázi naftalensulfonátů
• MasterPolyheed 3400, MasterPolyheed 3500, MasterPolyheed 3505, MasterGlenium 166 W – komplexy solí s přísadami na bázi polymerů (polyarylátové a polykarboxylátové estery)