Температура бетонной смеси

// ГОСТ 59178-2021 9.3.3 Температура бетонной смеси в нормальных климатических условиях должна составлять от 10 °С до 25 °С, если иное не предусмотрено договором на поставку. Температура бетонной смеси в зимних условиях не должна быть менее 10 °С, если иное не оговорено договором на поставку. Температура бетонной смеси в жаркую сухую погоду при бетонировании конструкций с МП более трех не должна превышать 35 °С. Температура бетонной смеси для массивных конструкций с МП менее трех не должна превышать 20 °С. 9.3.10 При бетонировании температуру укладываемой бетонной смеси следует увязывать с температурой основания в соответствии с таблицей 9.1. //

Температура бетонной смеси – один из важных технологических показателей качества бетонной смеси. Наибольшее внимание температуре бетонной смеси необходимо уделять в холодное время года при пониженных положительных и отрицательных температурах воздуха, а также в теплое время года при повышенных положительных температурах.

В холодное время года при изготовлении бетонной смеси температура исходных компонентов и готовой бетонной смеси должна обеспечить качественное перемешивание. Необходимо учесть потерю температуры смеси при последующей транспортировке и формовании. Температура смеси после формовки должна быть такой, чтобы в условиях применяющегося режима твердения обеспечить прогрев бетона.

В теплое время года при повышенных положительных температурах необходимо не допустить быстрой потери подвижности бетонной смеси из-за перегрева.

Температура бетонной смеси может оказать значительное влияние на количество вовлекаемого и удерживаемого воздуха. Это влияние связано с изменением поверхностного натяжения жидкой фазы бетонной смеси, растворимости воздуха и скорости его диффузии в воде, вязкости растворной составляющей и др. Повышение температуры бетонной смеси способствует уменьшению поверхностного натяжения и растворимости воздуха, что должно привести к повышению содержания воздуха в смеси, однако при этом увеличивается скорость диффузии воздуха, уменьшается подвижность бетонной смеси, что наоборот должно способствовать уменьшению воздухосодержания

Нормативные требования

В ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные технические условия» не указан рекомендуемый диапазон температур бетонной смеси при производстве. Температура бетонной смеси должна соответствовать значению, указанному в договоре на поставку (п. 5.1.8). Допустимое отклонение температуры бетонной смеси не должно превышать 3 °C (п.5.1.7). Более ранний вариант этого документа, ГОСТ 7473-85 (отменен) по приложению 4 (справочному) устанавливает продолжительность транспортирования бетонной смеси при температуре воздуха 20-30 °С, причем температура бетонной смеси принимается 18-20 °С. Эти же температуры принимаются и по редакции ГОСТ 7473-94 (приложение Е – рекомендуемое). В последней редакции ГОСТ 7473-2010 этих данных не приводится. Очевидно, что температура бетонной смеси 18-20 °С принимается за базовую в теплое время года.

СН 386-74 «Типовые нормы расхода цемента для бетонов сборных бетонных и железобетонных изделий массового производства» (отменен):

 2.13 Подвижность и жесткость бетонной смеси определяются по ГОСТ 10182-62 не позднее 30 мин с момента ее приготовления при температуре смеси в пределах 10-30 °C.

При этом ГОСТ 10181-2014 «Смеси бетонные. Методы испытаний» не устанавливает температуру бетонной смеси при испытаниях, единственно уточняя в п.3.6 «Температура бетонной смеси от момента отбора пробы до момента окончания испытания не должна изменяться более чем на 5 °C».

По СНиП 5.01.23-83 «Типовые нормы расхода цемента при приготовлении бетонов сборных и монолитных бетонных и железобетонных изделий и конструкций» (отменен) температура бетонной смеси влияет на расход цемента. Нормальной считается температура до 25 °С (п.2.18), при более высоких температурах для расхода цемента вводится повышающий коэффициент: от 26 до 29 °С – 1,03; 30 и более – 1,06. Эти коэффициенты применяются и согласно п. 5.18 действующего СНиП 82-02-95 «Федеральные (типовые) элементные нормы расхода цемента при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций».

Температура бетонной смеси в холодное время года

ГОСТ 26633-2012 регламентирует температуру бетонной смеси, но в действующей редакции ГОСТ 26633-2015 этого требования уже нет.

 3.4.3 Температура бетонной смеси в момент поставки должна быть не ниже 5°С.

В СНиП I-В.3-62 «Бетоны на неорганических вяжущих и заполнителях» (отменен) указано:

 «Минимальная температура затворенных водой товарных бетонных смесей на месте выгрузки должна быть не ниже 5 °С». 

В заменяющих указанный СНиП документах подобного требования нет, по всей видимости, оно перенесено в СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции. Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87»:

 5.11.8 Способ термоса следует применять при обеспечении начальной температуры уложенного бетона в интервале от 5 до 10°С...

 5.11.16 ...Температура бетонной смеси, уложенной в опалубку, к началу выдерживания или термообработки: при методе термоса устанавливается расчетом, но не ниже 5°С; с противоморозными добавками – не менее чем на 5 °C выше температуры замерзания раствора затворения; при тепловой обработке – не ниже 0 °C...

Температура бетонной смеси не менее 5 °С должна быть обеспечена уже после укладки, поэтому при отгрузке на бетонном заводе необходимо учесть длительность транспортировки, выгрузки и укладки бетонной смеси. Определения термина «раствор затворения» в нормативной документации нет. По всей видимости, под ним понимается смесь воды затворения и вводимых химических добавок. Методика определения температуры замерзания раствора затворения не указана. Сама формулировка «раствор затворения» не совсем удачна, поскольку не учитывается часть воды, вводимая с заполнителями естественной влажности.

По ТР 147-03 «Технические рекомендации по устройству дорожных конструкций из литых бетонных смесей» температура бетонной смеси, доставленной на объект нормируется:

 4.7.9 Температура бетонной смеси, доставленной на объект при температуре наружного воздуха от минус 5 °C до минус 10 °C и от минус 10 °C до минус 15 °C соответственно должна составлять менее +10°C и +15°C. При температуре ниже минус 15°C строительство конструкций из литых бетонных смесей не рекомендуется

По СП 78.13330.2012 «Автомобильные дороги. Актуализированная редакция СНиП 3.06.03-85»

 8.2 ...Температура смеси при укладке должна быть не ниже 5°С.

По ГОСТ Р 59300-2021 "Дороги автомобильные общего пользования. Смеси бетонные для устройства слоев оснований и покрытий. Технические условия"

 11.9 Температура бетонной смеси на момент поставки должна быть не менее 5 °С. Если возникает необходимость в другой минимальной или максимальной температуре бетонной смеси, ее устанавливают с допустимыми отклонениями. Требование по искусственному охлаждению или подогреву бетонной смеси до поставки должно быть согласовано между производителем и потребителем.

Верхнюю границу температуры бетонной смеси устанавливает СП 70.13330.2012:

 5.11.16 ...~ При отрицательных температурах окружающей среды на выходе из смесителя бетонная смесь на нормальнотвердеющем цементе по ГОСТ 31108 – не более 35 °C; на быстротвердеющем цементе по ГОСТ 31108 – не более 30 °C; на глиноземистом портландцементе – не более 25 °C.

Температура бетонной смеси при температуре воздуха выше 25 °C

По СП 70.13330.2012

 5.12.2 Температура бетонной смеси при бетонировании-конструкций с модулем поверхности более 3 не должна превышать 30°С, а для массивных конструкций с модулем поверхности менее 3 не должна превышать 25°С.

Не уточняется – температура ли это бетонной смеси в момент поставки или уже уложенной в опалубку.

При производстве отдельных видов бетонных работ

При напорном бетонировании температура бетонной смеси должна быть от 5 до 20 °C — по п.3.2.4.2 МДС 12-65.2014 «Проект производства работ. Бетонирование железобетонных конструкций здания (сооружения) с применением бетононасосов».

В производстве бетонных и железобетонных изделий

При проектировании заводских технологических линий для изготовления сборных конструкций по СП 46.13330.2012 «Мосты и трубы» необходимо предусматривать начальную температуру бетонной смеси для конструкций, подвергаемых тепловой обработке, в пределах от 20 до 35 °C:

 И.8 При проектировании заводских технологических линий необходимо предусматривать начальную температуру бетонной смеси для конструкций, подвергаемых тепловой обработке, в пределах от 20 до 35°С. При формовании конструкций температура опалубки и окружающей среды должна быть не ниже 15 - 20°С.

Для остальных видов изделий и конструкций заводской готовности подобных требований нет.

Методика измерения

Методика измерения температуры бетонной смеси приведена в ГОСТ 10181-2014 «Смеси бетонные. Методы испытаний».

Средства испытания

Для определения температуры бетонной смеси применяют стеклянный термометр по ГОСТ 13646 «Термометры стеклянные ртутные для точных измерений. Технические условия» или другой прибор для измерения температуры с ценой деления не более 1,0 °C. (в редакции ГОСТ 10181-2000 допускалось использование термометра с ценой деления 0,5 °C). Допустимо использовать не ртутные жидкостные термометры, а также электронные термометры с соответствующей точностью измерений.

Отбор проб

Теплообмен пробы с окружающей средой до окончания измерений должен быть минимизирован. Температура бетонной смеси от момента отбора пробы до момента окончания испытания не должна изменяться более чем на 5 °C (п.3.6 ГОСТ 10181-2014).

Проведение испытания (по ГОСТ 10181-2014)

 8.2.1 Измерение температуры бетонной смеси должно быть начато не позднее чем через 2 мин после отбора пробы.
 8.2.2 Прибор для измерения температуры погружают в бетонную смесь на глубину, определяемую техническим требованием к прибору для измерения температуры.
 8.2.3 Толщина слоя бетонной смеси вокруг прибора для измерения температуры должна быть не менее 75 мм.
 8.2.4 Температуру измеряют через 3 мин после погружения прибора для измерения температуры в бетонную смесь до ее стабилизации.
 8.2.5 Температуру одной пробы бетонной смеси измеряют два раза с интервалом 5 мин. Разность между результатами двух определений температуры не должна превышать 2°С.

Согласно п 7.2 ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия» температуру бетонной смеси измеряют термометром, погружая его в смесь на глубину не менее 5 см.

Измерение температуры бетонной смеси в производстве производится при первой загрузке в смене (прил. Г ГОСТ 7473-2010). Согласно п.14.6.4 СП 78.13330.2012 температура цементобетонной смеси контролируется не реже одного раза в смену, а также при изменении качества материалов (в данном случае их температуры).

Температура бетонной смеси при укладке замеряется и записывается в журнал бетонных работ при укладке в зимних условиях, а также при бетонировании массивных конструкций согласно требованиям СП 70.13330.2012. По п.3.2.3.15 МДС 12-65.2014 «Проект производства работ. Бетонирование железобетонных конструкций здания (сооружения) с применением бетононасосов» температура бетонной смеси при укладке фиксируется в журнале работ независимо от сезона и вида конструкций.

Помимо требований нормативных документов необходимо учитывать и изменение свойств бетонной смеси от температуры (см. Шадрин В.В. Влияние температуры бетонной смеси на параметры пористости и морозостойкость бетонов с добавками. Автореферат диссертации. Ленинград, 1990. 25 с.)

Проведение испытания (по ГОСТ Р 59301-2021)

 8.1. Средства испытаний. 
 Для определения температуры бетонной смеси применяют стеклянные термометры по ГОСТ 13646 или иные приборы для измерения температуры, в том числе электронные, с ценой деления не более 1,0 °С.
 8.2 Подготовка к проведению испытания
 Измерение температуры бетонной смеси должно быть начато не позднее чем через 2 мин после отбора пробы.
 8.3 Проведение испытания
 8.3.1 Прибор для измерения температуры погружают в бетонную смесь на глубину, определяемую техническим требованием к прибору для измерения температуры.
 8.3.2 Температуру бетонной смеси измеряют термометром, погружая его в смесь на глубину не менее 5 см.
 8.3.3 Толщина слоя бетонной смеси вокруг прибора для измерения температуры должна быть не менее 75 мм.
 8.3.4 Температуру измеряют через 3 мин после погружения прибора для измерения температуры в бетонную смесь до ее стабилизации.
 8.3.5 Температуру одной пробы бетонной смеси измеряют два раза с интервалом 5 мин. Разность между результатами двух определений температуры не должна превышать 2 °С. Теплообмен пробы с окружающей средой до окончания измерений должен быть минимальным.

Нормативная документация

• ГОСТ 7473-2010 "Смеси бетонные технические условия"
• ГОСТ 10181-2014 "Смеси бетонные. Методы испытаний" (действует с 01.07.2015 г.)
• ГОСТ 13646-68 "Термометры стеклянные ртутные для точных измерений. Технические условия" (действует с 01.01.1970 г.)
• ГОСТ 26633-2015 "Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия" (действует с 01.09.2016 г.)
• ГОСТ Р 59300-2021 "Дороги автомобильные общего пользования. Смеси бетонные для устройства слоев оснований и покрытий. Технические условия" (действует с 01.08.2021)
• ГОСТ Р 59301-2021 "Дороги автомобильные общего пользования. Смеси бетонные для устройства слоев оснований и покрытий. Методы испытаний" (действует с 01.08.2021)
• СН 386-74 "Типовые нормы расхода цемента для бетонов сборных бетонных и железобетонных изделий массового производства" (период действия с 01.01.1975 по 01.01.1985 г.)
• СНиП 5.01.23-83 "Типовые нормы расхода цемента для приготовления бетонов сборных и монолитных бетонных, железобетонных изделий и конструкций" (период действия с 01.01.1985 по 01.07.1996 г.) Файл:СНиП 5.01.23-83.pdf
• СНиП 82-02-95 "Федеральные (типовые) элементные нормы расхода цемента при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций" (период действия с 01.07.1996 г.)
• СНиП I-В.3-62 "Бетоны на неорганических вяжущих и заполнителях" (период действия с 01.07.1963 г. по 01.01.1977 г.)
• СП 70.13330.2012 "Несущие и ограждающие конструкции" Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87 (период действия с 01.07.2013 г.)
• СП 78.13330.2012 "СНиП 3.06.03-85. Автомобильные дороги" Актуализированная редакция СНиП 3.06.03-85 (период действия с 01.07.2013 г.)
• СП 46.13330.2012 "СНиП 3.06.04-91. Мосты и трубы". Актуализированная редакция СНиП 3.06.04-91 (период действия с 01.01.2013 г.)
• ТР 147-03 Технические рекомендации по устройству дорожных конструкций из литых бетонных смесей (период действия с 03.05.2004 г.)