Af Pete Haug, PE
, og Todd Rudolph, PE
I en proces, hvor vand er involveret, krydser frysepunktet, kan være en deal breaker. Det er tilfældet for hærdning af beton, som skal ske over frysning. Manglende overholdelse af denne regel vil resultere i hærdning, der tager betydeligt længere tid – og muligvis konkret, der for tidligt mislykkes., For dem i kolde klimaer er det ikke altid muligt at planlægge byggeri til de varmere måneder. Jobbet kan udføres under fryseforhold, men ikke uden at tage et betydeligt antal trin for at holde betonen over frysning under blanding og hærdning.
American Concrete Institute (ACI) fortsætter med at forfine sine råd om koldt vejr, og et nyligt presentedebinar præsenteret af Erik Holck, en senior designingeniør for Denver Waterater, behandlede grundene til, at det er vigtigt at beskytte hærdning af beton mod frysning, og hvordan man leverer og verificerer denne beskyttelse.,
hvorfor frysning og hærdning ikke blandes
ved 25 Til 27 grader Fahrenheit vil frysning af porevand i hærdende beton stoppe hydrering – og hærdningsprocessen. Hydrering er den kemiske reaktion, hvor nøgleforbindelserne i cement danner kemiske bindinger med vandmolekyler og bliver hydrater eller hydratiseringsprodukter. Under 27 grader kan dannelsen af is inden for hærdning af beton skade betonens langsigtede integritet gennem revner.,
ACI definition af koldt vejr – under hvilke beskyttende foranstaltninger bør tages – er blevet forenklet til at omfatte eventuelle faktiske eller forventede fald i lufttemperaturen under 40 grader Fahrenheit under en kold vejr konkrete beskyttelse periode – den periode, hvor hærdning af beton anbefales at være beskyttet i koldt vejr. Denne periode varierer typisk fra 1 til 6 dage, hvor den korteste periode gælder for beton, der inkluderer accelererede sæt kemikalier, ikke er under belastning under konstruktion og ikke udsættes for kulde i drift (efter projektafslutning)., Den længste hærdningsperiode er nødvendig for beton uden acceleratorer, der er under belastning under konstruktion og udsættes for kulde i drift.
hvilken temperatur skal opretholdes?
på batchanlægget skal beton holdes på 45 til 70 grader, med den højere ende af dette interval, der kræves til tyndere betonhældninger og koldere udendørsluftforhold. Lavere temperaturer i dette område er acceptable på anlægget, hvis lufttemperaturen er mindre alvorlig, og hvis hældningen bliver tykkere., Ved hældning og hele hærdning, betonen skal holdes på 40 grader, hvis mere end 72 inches tyk, 45 grader, hvis 36 Til 72 inches tyk, 50 grader, hvis 12 til 36 inches tyk, eller 55 grader, hvis mindre end 12 inches.
Her er et par mere temperatur tips, der skal vejlede enhver koldt vejr Beton arbejde:
- overfladen, kanter og hjørner af den hældte beton er de mest modtagelige for kulde og den mest kritiske til at beskytte.18 og mindre kan være mindre end 32 grader ved installation., Så kan forskalling og stål I-bjælke og andre indlejringer mindre end 4 inches firkantet.
- overflader, der er i kontakt med den friske beton, skal dog være fri for Is, sne og frost, og beton må ikke placeres på frosset undergrade. Anlæg (vand eller damp) varme rør kan placeres direkte på underbunden eller på toppen af isolerende tæpper placeret på underbunden at tø underbunden før hæld.
hvordan beskytter du beton mod svære temperaturer?,
Her er de bedste beskyttelsesmetoder til isolering af hærdning af beton fra kold omgivende luft:
- fordi beton kaster varme ud under de kemiske reaktioner ved hærdning, isolerede tæpper og isoleret forskalling kan være tilstrækkelige til at opretholde passende hærdningstemperaturer. De skal sikres, så vinden ikke kan blæse dem af. Det er også vigtigt ikke at udløse termisk stress gennem overophedning som følge af overisolering.,
- stærke, vejrbestandige, opvarmede kabinetter beskytter beton i bygninger, men hærdemembran eller yderligere vand kan være nødvendigt for at forhindre, at overfladen tørrer på grund af brugen af varmeapparater.
Overvågning af Temperatur Er Udfordrende
en af de vanskeligere feats af koldt vejr beton hærdning er behovet for at overvåge beton temperatur hele hærdning at kontrollere overholdelse af 40 – Til 55-graders minimum beton temperatur. Modenhedssensorer kan bruges til at måle betonens indre temperatur, og infrarøde termometre kan bruges til at måle betonens overfladetemperatur.
in-place styrke – ikke Antal hærdningsdage – skal styre den ultimative beskyttelsesperiode for hærdning af beton., Problemet er, at både lab cylindre og et felt, cylinderglas hældes på samme tid som den vigtigste hæld, er upålidelige i bestemmelsen af styrken af de konkrete hæld, fordi de er vanskelige at holde på den samme temperatur som den vigtigste hæld, og de flasker, der også kan være meget mere slanke end hæld, der forårsager dem til at helbrede i et hurtigere tempo. Modenhedsovervågningsdata kalibreret med cylinderdata kan bruges til at verificere styrken på stedet.
når hærdningsperioden er færdig, er det vigtigt ikke at chokere betonen med pludselig udsættelse for meget koldere temperaturer., Det ACI-anbefalede maksimale 24-timers temperaturfald efter fjernelse af beskyttelsen spænder fra en 20-graders sving til beton tykkere end 72 tommer til et 50-graders fald til beton mindre end 12 tommer tyk.
Omkostningerne af Vinteren Konkrete Byggeri
Vinter konkrete byggeri er dyrt, dels fordi den konkrete blanding koster mere, men mest fordi medarbejdernes produktivitet er lavere på grund af alt det arbejde, der er involveret i varme og isolerende under hærdningen, opsætning af ekstra arbejde websted belysning, og for at kompensere for lav luftfugtighed.,
dam spill .ay-projektet, der er afbildet øverst på dette indlæg, koster for eksempel omkring $750.000 mere til vinterkonstruktion, end det ville have i løbet af sommeren. En del af denne præmie kan tilskrives de usædvanligt kolde forhold den vinter, hvor temperaturerne gik så lavt som 23 under og dyppede i negativt interval i løbet af 20 dage i januar 2014., Delvis afbødning af de iboende omkostninger ved vinterkonstruktion er det faktum, at entreprenører er motiverede til at “spise” nogle af opvarmnings-og kabinetomkostningerne bare for at holde deres ansatte i arbejde i måneder, hvor de ellers ville blive sæsonbestemt afskediget.
Har en Koldt Vejr Beskyttelse Plan
ACI anser kommunikation en afgørende ingrediens i en vellykket koldt vejr konkrete projekt, og den anbefaler, at ingeniører sørg for, at entreprenøren giver et koldt vejr beskyttelse plan., Denne plan giver ingeniøren en chance for at bedømme entreprenørens relative erfaringsniveau, og det giver alle parter en mulighed for at komme på samme side og for ingeniøren at dele råd med entreprenøren for at sikre, at alt beskyttelses-og overvågningsudstyr er linet op inden hældningen., Planen bør omfatte:
- Underbunden forberedelse og beskyttelse
- Temperatur overvågning metode
- Styrke overvågning metode
- Identifikation af metoder til beskyttelse såsom indhegninger, isoleret forskalling og tæpper, vandbårne varmeanlæg, og forbrændingsvarmeanlæg
- Mix design ændringer
ACI anbefaler disse planlægning tips til at afværge problemer:
- at Placere de konkret ved så lave en krise som muligt for at minimere bløde vand og forsinkelser, som vand kan stå og fryse i stedet for at forsvinde.,undgå at starte færdiggørelsesprocessen for tidligt, hvilket er fristende, når entreprenører arbejder i forkortede dagslysforhold. Skalering kan skyldes efterbehandling, mens blødningsvand stadig kommer ud af betonen.
- undgå brug af overdreven varme. For eksempel kan varmeapparater inde i kabinetter overophedes de områder, der er tættest på dem.
Pete Haug, PE, en vandressourcer ingeniør, har 20 års erfaring i hydraulisk engineering design og test, med vægt på afløb., Som ingeniør af rekord for flere dæmninger, sluseport, og flodkanaldesign og byggeprojekter, han har afsluttet flere små dæmningsreparationsdesign, inklusive projekter, der kræver vinterbetonkonstruktion i kolde klimaer. Todd Rudolph, PE, en vand-ressourcer, ingeniør, designer og inspicerer hydrauliske strukturer såsom porte, fuldender hydrauliske og hydrologiske beregninger, og giver konstruktion inspektion støtte, herunder på projekter, der kræver koldt vejr konkrete arbejde.