av Pete Haug, PE
, och Todd Rudolph, PE
i vilken process som helst där vatten är inblandat, korsar betongen i frysning mark kan vara en deal breaker. Så är fallet för härdning av betong, vilket måste hända över frysning. Underlåtenhet att följa denna regel kommer att resultera i härdning som tar betydligt längre tid – och eventuellt konkret som för tidigt misslyckas., För dem i kalla klimat är det inte alltid möjligt att schemalägga konstruktion under de varmare månaderna. Arbetet kan utföras under frysförhållanden, men inte utan att ta ett betydande antal steg för att hålla betongen över frysning under blandning och härdning.
American Concrete Institute (ACI) fortsätter att förfina sina råd om kallt väder häller, och ett nyligen webinar Presenteras av Erik Holck, en senior design engineer för Denver vatten, tog upp skälen till att det är viktigt att skydda härdning betong från frysning och hur man ger och kontrollera att skydd.,
varför frysning och härdning inte blanda
vid 25 till 27 grader Fahrenheit, frysning av porvatten i härdning betong kommer att stoppa hydrering – och härdningsprocessen. Hydrering är den kemiska reaktionen där de viktigaste föreningarna i cement bildar kemiska bindningar med vattenmolekyler och blir hydrater eller hydratiseringsprodukter. Under 27 grader kan isbildning inom härdning av betong skada betongens långsiktiga integritet genom sprickbildning.,
ACI – definitionen av kallt väder – under vilken skyddsåtgärder bör vidtas – har förenklats för att inkludera faktisk eller förutsedd minskning av lufttemperaturen under 40 grader Fahrenheit under ett kallt väder betongskyddsperiod-den tid under vilken härdningsbetong rekommenderas att skyddas under kallt väder. Den perioden sträcker sig vanligtvis från 1 till 6 dagar, med den kortaste perioden som gäller för betong som innehåller accelererade kemikalier, är inte belastad under konstruktion och utsätts inte för kyla i drift (efter projektets slutförande)., Den längsta härdningsperioden krävs för betong utan acceleratorer som är under belastning under konstruktion och utsätts för kyla i drift.
vilken temperatur ska bibehållas?
vid satsanläggningen bör betong hållas vid 45 till 70 grader, med den högre änden av det intervall som krävs för tunnare betongfyror och kallare utomhusluftförhållanden. Lägre temperaturer i det området är acceptabla vid växten om lufttemperaturen är mindre allvarlig och om hällningen blir tjockare., Vid hällning och hela härdning måste betongen hållas vid 40 grader om mer än 72 inches tjock, 45 grader om 36 till 72 inches tjock, 50 grader om 12 till 36 inches tjock, eller 55 grader om mindre än 12 inches.
här är några fler temperaturtips som bör styra något kallt väder betongarbete:
- ytan, kanterna och hörnen på den gjutna betongen är mest mottagliga för kyla och den mest kritiska för att skydda.
- armeringsjärn nr 18 och mindre kan vara mindre än 32 grader vid installationen., Så kan form och stål I-beam och andra bädda mindre än 4 inches kvadrat.
- ytor i kontakt med färsk betong måste dock vara fria från Is, Snö och frost, och betong får inte placeras på frusen undergrad. Hydroniska (vatten eller ånga) värmerör kan placeras direkt på undergradering eller ovanpå isolerande filtar placeras på undergraden för att tina undergraden innan Häll.
Hur skyddar du Betong från svåra temperaturer?,
här är de bästa skyddsmetoderna för att isolera härdning av betong från kall luft:
- eftersom betong kastar av värme under de kemiska reaktionerna av härdning, kan isolerade filtar och isolerad formning vara tillräckliga för att upprätthålla korrekta härdningstemperaturer. De måste säkras så att vinden inte kan blåsa av dem. Det är också viktigt att inte utlösa termisk stress genom överhettning till följd av överhettning.,
- starka, väderbeständiga, uppvärmda Höljen skyddar betong i byggnader, men härdningsmembran eller ytterligare vatten kan behövas för att förhindra att ytan torkar på grund av användningen av värmare.
Övervakningstemperaturen är utmanande
en av de svåraste bedrifterna av kallt väder betonghärdning är behovet av att övervaka betongtemperaturen under hela härdningen för att verifiera överensstämmelse med den minsta betongtemperaturen i 40-55 grader. Mognadssensorer kan användas för att mäta betongens inre temperatur, och infraröda termometrar kan användas för att mäta betongens yttemperatur.
styrka på plats-inte Antal härdningsdagar – måste styra den ultimata skyddsperioden för härdning av betong., Problemet är att både labbcylindrar och fältcylindrar som hälls samtidigt som huvudgolvet är opålitliga för att bestämma betongens styrka, eftersom de är svåra att hålla vid samma temperatur som huvudgolvet, och cylindrarna kan också vara mycket smalare än hällningen, vilket får dem att bota i snabbare takt. Mognadsövervakningsdata kalibrerade med cylinderdata kan användas för att verifiera styrkan på plats.
efter härdningsperioden är det viktigt att inte chocka betongen med plötslig exponering för mycket kallare temperaturer., ACI-rekommenderade maximala 24-timmars temperaturfall efter avlägsnande av skydd varierar från en 20-graders swing för betong tjockare än 72 inches till en 50-graders droppe för betong mindre än 12 inches tjock.
kostnaden för Vinterbetongkonstruktion
vinterbetongkonstruktion är dyr, delvis på grund av att betongblandningen kostar mer, men främst på grund av att arbetsproduktiviteten är lägre på grund av allt arbete som är inblandat i uppvärmning och isolering under härdning, inrättande av extra belysning på arbetsplatsen och kompensation för låg luftfuktighet.,
dam spillway projektet avbildas på toppen av det här inlägget, till exempel, kostar omkring $750,000 mer för vinterkonstruktion än det skulle ha under sommaren. En del av bidraget kan hänföras till de exceptionellt kalla förhållanden som vintern, när temperaturen gick så lågt som 23 nedan och doppade i negativt intervall under 20 dagar i januari 2014., Delvis mildra de inneboende kostnaderna för vinterkonstruktion är det faktum att entreprenörer är motiverade att ”äta” en del av uppvärmnings-och inneslutningskostnaderna bara för att hålla sina anställda arbetar under månader när de annars skulle vara säsongsmässigt avstängd.
ha en kall Väderskyddsplan
ACI anser att kommunikation är en viktig ingrediens i ett framgångsrikt betongprojekt i kallt väder, och det rekommenderar ingenjörer att se till att entreprenören tillhandahåller en kall väderskyddsplan., Denna plan ger ingenjören en chans att bedöma entreprenörens relativa erfarenhetsnivå, och det ger alla parter möjlighet att komma på samma sida och för ingenjören att dela råd med entreprenören för att se till att all skydds-och övervakningsutrustning är uppradade före hällningen., Planen bör omfatta:
- subgrad förberedelse och skydd
- temperaturövervakningsmetod
- styrka övervakningsmetod
- identifiering av skyddsmetoder såsom kapslingar, isolerade formsättning och filtar, hydroniska värmare och förbränningsvärmare
- blanda konstruktionsändringar
ACI rekommenderar dessa planeringstips för att avvärja problem:
- placera betongen på så låg svacka som möjligt för att minimera blöda vatten och förseningar, eftersom vatten kan stå och frysa i stället för avdunstning.,
- undvika att starta slutprocessen i förtid, vilket är frestande när entreprenörer arbetar i förkortade dagsljus. Skalning kan bero på efterbehandling medan blöda vatten fortfarande kommer ut ur betongen.
- undvika användning av överdriven värme. Till exempel kan värmare inuti Höljen överhettas de områden som ligger närmast dem.
Pete Haug, PE, en vattenresursingenjör, har 20 års erfarenhet av hydraulisk konstruktion och testning, med tonvikt på spillvägar., Som ingenjör av rekord för flera dam spillway, sluice gate och river channel design och byggprojekt, har han slutfört flera små dam reparation mönster, inklusive projekt som kräver vinter betongkonstruktion i kalla klimat. Todd Rudolph, PE, en vattenresursingenjör, designar och inspekterar hydrauliska strukturer som grindar, fullbordar hydrauliska och hydrologiska beräkningar och ger bygginspektionsstöd, inklusive på projekt som kräver kallt väder betongarbete.