By Pete Haug, PE
, en Todd Rudolph, PE
in elk proces waarbij water betrokken is, kan het overschrijden van de vriesmark een dealbreker zijn. Dat is het geval voor het uitharden van beton, wat boven het vriespunt moet gebeuren. Niet-naleving van deze regel zal resulteren in uitharding die aanzienlijk langer duurt – en mogelijk beton dat voortijdig mislukt., Voor mensen in een koud klimaat is het niet altijd mogelijk om de bouw te plannen voor de warmere maanden. De taak kan worden uitgevoerd in ondervriesomstandigheden, maar niet zonder het nemen van een aanzienlijk aantal stappen om het beton boven het vriespunt te houden tijdens het mengen en uitharden.
Het American Concrete Institute (ACI) gaat door met het verfijnen van zijn advies over koud-weer gieten, en een recent webinar gepresenteerd door Erik Holck, een senior design engineer voor Denver Water, ging in op de redenen waarom het belangrijk is om uitharding beton te beschermen tegen bevriezing en hoe deze bescherming te bieden en te verifiëren.,
waarom invriezen en uitharden
niet mengen bij 25 tot 27 graden Fahrenheit, zal het invriezen van poriewater in uithardingsbeton de hydratatie en het uithardingsproces stoppen. Hydratatie is de chemische reactie waarbij de belangrijkste verbindingen in cement chemische verbindingen vormen met watermoleculen en worden hydraten of hydratatieproducten. Onder de 27 graden, kan de vorming van ijs in het uitharden van beton schade aan de integriteit van beton op lange termijn door scheuren.,
de ACI-definitie van koud weer-waarbij beschermende maatregelen moeten worden genomen – is vereenvoudigd om elke werkelijke of voorspelde daling van de luchttemperatuur onder de 40 graden Fahrenheit te omvatten tijdens een periode van bescherming van beton bij koud weer – de tijd waarin het uitharden van beton wordt aanbevolen om te worden beschermd bij koud weer. Die periode varieert doorgaans van 1 tot 6 dagen, waarbij de kortste periode van toepassing is op beton dat versnellingsbakken omvat, tijdens de bouw niet wordt belast en tijdens het gebruik (na voltooiing van het project) niet aan koude wordt blootgesteld., De langste uithardingsperiode is vereist voor beton zonder versnellers die tijdens de bouw onder belasting staat en tijdens het gebruik aan koude wordt blootgesteld.
welke temperatuur moet worden gehandhaafd?
in de batchinstallatie moet het beton op 45 tot 70 graden worden gehouden, waarbij het hoogste deel van dat bereik nodig is voor dunnere betongiet en koudere buitenluchtomstandigheden. Lagere temperaturen in dat bereik zijn aanvaardbaar in de plant als de luchttemperatuur minder streng is en als de giet dikker zal zijn., Bij het gieten en gedurende het uitharden, het beton moet worden gehouden op 40 graden als meer dan 72 inches dik, 45 graden als 36 tot 72 inches dik, 50 graden als 12 tot 36 inches dik, of 55 graden als minder dan 12 inches.
Hier zijn nog een paar tips voor de temperatuur die als leidraad dienen voor elke betonwerkzaamheden bij koud weer:
- het oppervlak, de randen en de hoeken van het gegoten beton zijn het meest gevoelig voor kou en het meest kritisch om te beschermen.
- wapening van No. 18 en kleiner kan minder dan 32 graden zijn bij installatie., Zo kan bekisting en staal i-beam en andere inbeddingen kleiner dan 4 inch vierkant.
- oppervlakken die in contact komen met het verse beton moeten echter vrij zijn van ijs, sneeuw en vorst en beton mag niet op bevroren ondergrond worden geplaatst. Hydronische (water of stoom) verwarmingsbuizen kunnen direct op de ondergrond worden geplaatst of bovenop isolatiedekens die op de ondergrond worden geplaatst om de ondergrond voor het gieten te ontdooien.
hoe beschermt u beton tegen extreme temperaturen?,
Hier zijn de beste beschermingsmethoden om uithardingsbeton te isoleren van koude omgevingslucht:
- omdat beton warmte afgeeft tijdens de chemische reacties van het uitharden, kunnen geïsoleerde dekens en geïsoleerde bekistingen voldoende zijn om de uithardingstemperaturen op peil te houden. Ze moeten zo worden beveiligd dat de wind ze niet kan afschieten. Het is ook belangrijk om geen thermische stress te veroorzaken door oververhitting als gevolg van overisolatie.,
- sterke, weerbestendige, verwarmde Behuizingen beschermen beton in gebouwen, maar het uitharden van membraan of extra water kan nodig zijn om te voorkomen dat het oppervlak uitdroogt door het gebruik van verwarmingselementen.
Monitoring temperatuur is uitdagend
een van de lastigste prestaties van koud weer betonharden is de noodzaak om de betontemperatuur tijdens het uitharden te controleren om na te gaan of aan de minimale betontemperatuur van 40 tot 55 graden wordt voldaan. Maturiteitssensoren kunnen worden gebruikt om de inwendige temperatuur van het beton te meten, en infraroodthermometers kunnen worden gebruikt om de oppervlaktetemperatuur van het beton te meten.
In-place sterkte-niet het aantal uithardingsdagen – moet de uiteindelijke beschermingsperiode voor het uitharden van beton bepalen., Het probleem is dat zowel Lab cilinders en veld cilinders gegoten op hetzelfde moment als de belangrijkste giet zijn onbetrouwbaar in het bepalen van de sterkte van het beton giet, omdat ze moeilijk te houden op dezelfde temperatuur als de belangrijkste giet, en de cilinders kunnen ook veel slanker dan de giet, waardoor ze uitharden in een sneller tempo. Maturiteitsmonitoringgegevens gekalibreerd met cilindergegevens kunnen worden gebruikt om de sterkte ter plaatse te controleren.
na de uithardingsperiode is het belangrijk het beton niet te schokken bij plotselinge blootstelling aan veel koudere temperaturen., De ACI-aanbevolen maximale 24-uurs temperatuurdaling na verwijdering van de bescherming varieert van een 20-graden schommel voor beton dikker dan 72 inch tot een 50-graden daling voor beton minder dan 12 inch dik.
de kosten van Winterbetonconstructie
Winterbetonconstructie zijn duur, deels omdat het betonmengsel meer kost, maar vooral omdat de productiviteit van de werknemer lager is vanwege alle werkzaamheden die gepaard gaan met verwarming en isolatie tijdens het uitharden, het opzetten van extra werkplekverlichting en het compenseren van een lage luchtvochtigheid.,
het project over de dam die bovenaan deze post wordt afgebeeld, kost bijvoorbeeld ongeveer $ 750.000 meer voor de bouw in de winter dan tijdens de zomer. Een deel van die premie is toe te schrijven aan de uitzonderlijk koude omstandigheden in de winter, toen de temperaturen in januari 2014 23 graden lager lagen en gedurende 20 dagen negatief waren., De intrinsieke kosten van de winterconstructie worden gedeeltelijk verzacht door het feit dat aannemers gemotiveerd zijn om een deel van de verwarmings-en verblijfskosten te “eten”, alleen maar om hun werknemers maandenlang aan het werk te houden, terwijl zij anders seizoensgebonden zouden worden ontslagen.
beschikken over een beschermingsplan voor koud weer
ACI acht communicatie een essentieel ingrediënt in een succesvol betonproject voor koud weer en beveelt ingenieurs aan ervoor te zorgen dat de aannemer een beschermingsplan voor koud weer verstrekt., Dit plan geeft de ingenieur een kans om het relatieve ervaringsniveau van de aannemer te beoordelen, en het biedt alle partijen een kans om op dezelfde pagina te komen en voor de ingenieur om advies te delen met de aannemer om ervoor te zorgen dat alle bescherming en monitoring apparatuur is opgesteld voor de stort., Het plan moet bestaan uit:
- Subgrade voorbereiding en de bescherming
- Temperatuur monitoring methode
- Sterkte monitoring methode
- Identificatie van bescherming van methoden zoals kasten, geïsoleerde bekisting en dekens, hydraulische kachels en verwarmingstoestellen
- Mix ontwerp veranderingen
ACI adviseert deze tips om uit het hoofd problemen:
- het Plaatsen van het beton op een zo laag recessie als mogelijk te minimaliseren bloeden water en vertragingen, omdat het water kan staan en bevriezen in plaats van te verdampen.,
- vermijden dat het afwerkingsproces voortijdig wordt gestart, wat verleidelijk is wanneer aannemers in verkorte daglicht werken. Schalen kan het gevolg zijn van afwerking terwijl er nog steeds ontluchtingswater uit het beton komt.
- vermijden van overmatige warmte. Bijvoorbeeld, kachels binnen behuizingen kunnen oververhitten de gebieden die het dichtst bij hen.Pete Haug, PE, waterbouwkundig ingenieur, heeft 20 jaar ervaring in waterbouwkundige ontwerpen en testen, met de nadruk op lekkages., Als ingenieur van record voor meerdere Dam spillway, Sluis poort, en rivier kanaal ontwerp-en bouwprojecten, heeft hij meerdere kleine dam reparatie ontwerpen voltooid, waaronder projecten die winter beton bouw in koude klimaten. Todd Rudolph, PE, Een Water resources engineer, ontwerpt en inspecteert hydraulische structuren zoals poorten, voltooit hydraulische en hydrologische berekeningen,en biedt de bouw Inspectie ondersteuning, ook op projecten die koud-weer beton werk.