Одним из важнейших аспектов обеспечения однородности бетонной конструкции является контроль температуры выдержки бетона на ранних стадиях строительства. Это особенно актуально в экстремальных погодных условиях (жарко/холодно), когда смешивание и выдержка бетона подвергаются воздействию различных факторов окружающей среды.
Если свежезалитый бетон подвергается воздействию слишком высоких или слишком низких температур или не выдержит достаточной влаги, развитие прочности бетона оказывается под угрозой.
По этой причине тщательный контроль изменений температуры в бетонной плите во время выдержки имеет решающее значение для обеспечения прочности, качества и долговечности. Использование термометра во время выдержки бетона – лучший способ обеспечения однородности бетонной конструкции.
Способ контроля температуры бетона во время смешивания и выдержки
В настоящее время существует несколько методов снижения неблагоприятного воздействия температуры неподходящей гидратации.
Можно рассмотреть два подхода или сочетание двух подходов для контроля температуры во время пассивной фазы бетона и увеличения силы процесса гидратации.
Первый подход — оптимизация гибридного проектирования. Второй подход заключается в контроле окружающих элементов или свойств выдержки, влияющих на температуру.
Температура гидратации варьируется от 7°С до 90°С (7°С, 20°С, 40°С, 60°С, 90°С), этот диапазон температур относится к глубинам менее 2 км, где обычно используется цемент класса G без каких-либо специальных добавок (например, микрокремнезема). Схватывание является одним из важных свойств свежего бетона в раннем возрасте, что влияет на его поведение в долгосрочной перспективе.
Стандартные тесты определения времена схватывания применимы только к цементным тестам и растворам и не применимы непосредственно к бетонам. В этом исследовании ультразвуковой метод использовался для оценки стадий схватывания обычных бетонов, а также бетонов, содержащих золу рисовой шелухи (5-20%) при различном соотношении воды и цементных материалов (0.4, 0.5 и 0.6).
Полученные результаты показали, что ультразвуковой метод, в отличие от существующих методов, дает полное представление об стадиях схватывания бетона. На стадиях схватывания бетона кривые скорости ультразвуковых волн-время одинаковы для всех соединений и включают в себя три основных стадий. На первом этапе, который называется неактивным периодом, скорость очень мала и почти постоянна. На второй стадии с увеличением продуктов гидратации и увеличением объема твердых материалов скорость резко возрастает, а через несколько часов, с началом третьей стадии и появлением взаимосвязанной твердой сетки, процесс увеличения скорости уменьшается. Кроме того, изучая результаты испытания на прочность проникновению, проведенного на образцах, кажется, что можно найти подходящую взаимосвязь между результатами ультразвукового испытания и сопротивлением проникновению при определении времени схватывания бетона.
Контроль температуры выдержки бетона при проектировании смеси
Для поддержания желаемой температуры во время теплоты гидратации (экзотермическая реакция в цементе), состав должен быть разработан в соответствии с конкретным применением и условиями окружающей среды бетона.
Вот некоторые моменты, которые следует учитывать при разработке бетонной смеси:
Почему правильная температура важна для выдержки бетона?
Выдержки бетона помогает поддерживать уровень влажности и температуры в бетоне в молодом возрасте, чтобы бетон мог достичь своей удельной прочности. Наличие нужного количества влаги в бетоне очень важно, потому что химическая реакция, известная как гидратация, высушивает бетон из-за потери тепла. Когда бетонирование выполняется в суровых погодных условиях (жара или холод), существуют специальные меры по обеспечению однородности бетонной конструкции.
Бетонирование в жаркую погоду
Общее правило для бетонирования состоит в том, чтобы поддерживать температуру около 70 ° C (160 ° F) для температуры выдержки бетона во время гидратации. Если температура бетона во время гидратации слишком высока, высокая температура приведет к тому, что бетон будет иметь высокое сопротивление на ранних стадиях, но в конечном итоге он станет менее прочным на более следующих стадиях, и, как следствие, уменьшится общая долговечность структуры. Также было замечено, что такие температуры мешают образованию эттрингита [1] на начальной стадии, и впоследствии его образование становится преобладающим на более следующих стадиях. Это вызывает широкую реакцию и, как следствие, трещины.
[1] Эттрингит – минерал, химическая формула: Ca6Al2(SO4)3(OH)12•26(H2O)
Бетонирование в холодную погоду
В Американском институте бетона (ACI 306): руководство по бетонированию в холодную погоду «Холодная погода» определяется как три или более последовательных дня низких температур, в частности, температура наружного воздуха ниже 40°F (4°C) и температура воздуха ниже 50°F (10°C) в течение более чем любых 12 часовой период. При холодном бетонировании, когда температура окружающей среды слишком низкая, гидратация цемента резко замедляется или даже полностью прекращается до тех пор, пока температура снова не повысится. Общие рекомендации предполагают, что температура выдержки бетона должна поддерживаться на уровне >5°C (40°F) в течение 48 часов (ACI 306).
Как жаркая/холодная погода влияет на бетон.
Одним из способов предотвращения перегрева бетона в жаркую погоду является планирование бетонирования ночные часы, когда температура наружного воздуха ниже. Другой метод заключается в использовании в смеси холодной воды или охлаждении заполнителей льдом.
В холодную погоду температуру можно регулировать с помощью внешних систем обогрева, чтобы контролировать условия выдержки бетона. Высокая температура выдержки бетона также может быть решена с помощью охлаждающих труб во время массового бетонирования.
Советы по бетонированию в жаркую погоду
Советы по бетонированию в холодную погоду
Температура выдержки бетона должна контролироваться в течение первых 24 часов, чтобы температура бетона на площадке не падала более чем на 4°C (40°F).
Свежезамороженный бетон в первые 24 часа может привести к снижению 28-дневного потенциала сопротивления бетона на 50%.
После использования теплоизоляционных одеял или нагревательных камер температура выдержки бетона поддерживается выше 4 градусов Цельсия не менее четырех дней.
Если используется свежий бетон, температура выдержки бетона поддерживается выше 10°C (50°F) в течение трех-семи дней.
Никогда не заливайте бетон на промерзшую или заснеженную землю. Перед бетонированием следует использовать обогреватель для растапливания снега/льда и нагревания грунта.
Самый эффективный инструмент для контроля температуры выдержки бетона
Процесс бетонирования и выдержки бетона на площадке требует точной температуры, чтобы не повредить прочность конструкции и однородность бетона. Процесс бетонирования и выдержки бетона на площадке требует точной температуры, чтобы не повредить прочность конструкции и однородность бетона. С SmartRock, беспроводным термометром для контроля температуры твердения бетона, вам больше не нужно беспокоиться о неоднозначном времени ожидания и неполных испытаниях на отказ. SmartRock отправляет реальную и точную информацию на мобильный телефон пользователя каждые 15 минут.
Бесплатное приложение рассчитывает конкретные данные на площадке и избавляет пользователя от догадок. Датчик полностью заделан в бетон и закреплен на арматуре внутри формы. Это означает, что нет необходимости искать провода под нагревательными одеялами или полагаться на внешние регистраторы данных для сбора или передачи данных. Одним нажатием кнопки загрузите бесплатное приложение и мгновенно делитесь данными со своей командой!
Способность SmartRock отслеживать влияние температуры бетона на месте и температуры окружающей среды упрощает контроль затвердевания бетона и обеспечивает оптимальные условия. Кроме того позволяют подрядчикам оптимизировать процесс нагрева, снизить затраты на электроэнергию и сэкономить время в графике проекта, зная время последующей строительной операции, таким как снятие опалубки или например, снятие опалубки или последующее натяжение. Согласно методу зрелости ASTM C1074 датчики SmartRock можно использовать для оценки прочности бетона на площадке.
Регистратор данных:
это электронное устройство, которое хранит данные, предоставляемые датчиками, встроенными в устройство или инструмент, и внешним датчиком во времени или в зависимости от местоположения. Большинство (но не все) регистраторов данных спроектированы и построены на основе цифрового процессора (или компьютера).
Последующее натяжение:
если сталь для предварительного натяжения вытягивается после того, как бетон схватился и затвердел, и бетон находится под постоянным напряжением, бетон называется бетоном с последующим натяжением,. Усилие предварительного напряжения передается от троса к бетону с помощью зажимов на обоих концах конструкции (анкеровка). Предварительно напряженная сталь не должна крепиться к бетону перед протягиванием, иначе ее невозможно будет протянуть. Предварительно напряженные стали следует размещать внутри предварительно напряженных оболочек или каналов, установленных внутри бетона.
