Общие положения
Понятие «зимние условия» в контексте выполнения бетонных работ значительно отличается от календарного понятия. Эти условия для конкретного строительного объекта начинаются при снижении средней суточной температуры наружного воздуха до +5°С и, в течение суток, когда температура опускается ниже нуля.
Влияние температуры на бетонирование
При температурах ниже нуля процессы гидратации в бетоне становятся невозможными, что означает прекращение взаимодействия воды с минералами цемента. То есть, идет остановка твердения бетона, который начинает замерзать, образуя монолит, прочность которого обеспечивается силами смерзания. Замораживание приводит к внутренним напряжениям, возникающим из-за увеличения объема свободной воды на около 9%. Эти напряжения способны разрушать слабые адгезионные связи в бетоне, что влияет на его прочность.
Замерзшая вода на поверхности наполнителей мешает нормальному сцеплению цементного теста с заполнителем, что также влияет на прочностные характеристики готового бетонного изделия.
Критическая прочность
После оттаивания бетона восстановление прочности возможно, но она может оказаться ниже проектной, то есть той, которая была бы достигнута в теплых условиях. Также понижаются плотность, долговечность и сцепление с арматурой. Этот негативный эффект больше выражен, если заморозка происходит раньше после укладки. Если бетон успел набрать некоторую прочность к моменту замерзания, негативное влияние обычно минимально.
Критическая прочность бетона, необходимая для достижения проектных показателей после оттаивания, считается минимальной. Для бетонов с ненапрягаемой арматурой она должна быть не менее 30–50% от проектной прочности (в зависимости от класса) и не менее 50 кг/см². В конструкциях с предварительно напряженной арматурой этот уровень должен достигать 70% проектной прочности.
Условия получения качественного бетона
Для достижения проектного качества бетона в зимний период необходимо соблюдать температурно-влажностный режим, при котором физико-химические процессы не замедляются. Длительность поддержки этого режима должна обеспечивать достижение критической или проектной прочности.
Задача зимнего бетонирования заключается в получении бетона требуемой прочности, что достигается через комплекс мероприятий и применение различных технологий обеспечения нормальных условий твердения.
Общие мероприятия
- Работы выполняются с подогретой бетонной смесью, которая должна иметь положительную температуру на момент укладки.
- Чтобы избежать охлаждения, кузов самосвала защищается щитами с верхней стороны и обогревается выхлопными газами.
- Бадьи и бункера накрываются утепленными крышками, которые периодически прогревают паром в сильные морозы.
- Перед укладкой очищаются опалубка и арматура от мусора и снега с использованием горячего воздуха или пара.
- При температурах ниже -15°С арматуру предварительно нагревают до +5°С для лучшего сцепления с бетоном.
- Качество бетона также зависит от состояния основания, поэтому необходимо избегать его раннего замораживания.
- Температура укладываемой смеси должна быть на 10°С выше, чем температура основания.
- Бетон следует укладывать небольшими участками, чтобы скорость увеличения температуры оставалась в допустимых рамках.
- Бетонирование желательно проводить круглосуточно для избежания серьезной подготовки при образовании замерзших швов.
Технологии, обеспечивающие нормальный режим твердения бетона
Применение химических добавок
Химические добавки снижают температуру замерзания компонентов бетонной смеси, позволяя твердения в условиях ниже нуля. Это относительно недорогое решение, затраты при этом составляют около 16% по сравнению с обычными условиями.
В качестве добавок применяются хлористый натрий, хлористый кальций, нитрит натрия и другие. Они вводятся в смесь при её приготовлении.
Прогрев бетона
Методы прогрева
Существует несколько способов прогрева бетона, таких как:
- Метод «термоса»: Используется выделяющееся тепло при химических реакциях. Эффективен для массивных конструкций.
- Прогрев паром: Установка «рубашки» для подачи пара.
- Электропрогрев: С использованием электродов, выделяющих тепло при прохождении тока.
- Бетонирование в «тепляках»: Установление шатра с подачей теплого воздуха.
- Обогрев инфракрасными лучами: Эффективен для прогрева бетона через опалубку.
Источник: Технология строительных процессов. Снарский В.И.