Метод термоса для бетонной смеси

При этом методе холодную или подогретую смесь укладывают и защищают от слишком быстрого охлаждения с помощью утепленной опалубки и дополнительного укрытия. Этот метод, как правило, применяют при коротких морозных периодах с легким (от 0 до —5° С) и умеренным морозом (от —5 до —10" С) при температуре смеси до 35° С При более низких температурах воздуха применение метода проблематично в связи с невозможностью получения температуры смеси выше 35° С. Температуру свежеуложенного бетона и способ теплозащиты — укрытие или утепленная опалубка — необходимо выбирать так, чтобы во время охлаждения (при нахождении смеси в опалубке) достигалась требуемая максимальная прочность бетона (распалубочная прочность или прочность к моменту раннего замораживания) Так как при температуре бетона ниже 0° С его прочность нарастает очень медленно, то, как правило, ориентируются на достижение распалубочной прочности, когда вода в бетоне начинает замерзать при температуре от —2 до —3° С.

При этом температура бетона должна быть тем выше (или соответственно тем лучше должна быть теплозащита опалубки), чем выше требуемая прочность, ниже температуры воздуха, меньше содержание цемента в каждом 1 м3 бетона, ниже теплота гидратации цемента, выше модуль поверхности (отношение площади поверхности к объему) изделия и короче требуемые сроки его нахождения в опалубке. Соответствующие методы расчета здесь не будут рассматриваться В случае установления температурного режима в бетоне можно оценить нарастание прочности по степени зрелости бетона. На рис 1 и 2 показаны соответствующие зависимости.

Рис. 1. Ориентировочные изменения роста прочности бетона на портландцементе при его средней температуре до 5° С. При повышенных марках бетона распалубочная прочность до 15 МПа достигается в кратчайшее время.

Так как в связи с влиянием ряда факторов нарастание прочности можно оценить лишь приблизительно, то при зимнем строительстве желательно устанавливать сроки нахождения смеси в опалубке путем испытаний образцов с определением их прочности. Нагрев смеси перед укладкой можно осуществлять путем нагрева компонентов (воды и заполнителя), паросмешения или электропрогрева в опрокидывающихся кабелях. В связи с увеличением жесткости теп той смеси во время транспортировки допускается ее максимальный нагрев только до + 35° С Более высокие температуры допустимы при нагреве смеси непосредственно перед укладкой или тогда, когда при транспортировке в смесь добавляют замедлители твердения В этом случае и зимой возможно ускоренное твердение при относительно коротких сроках нахождения смеси в опалубке.

	Рис. 2. Продолжительность охлаждения до достижения границы замораживания в зависимости от теплоотдачи поверхности V, температуры доставленной бетонной смеси Гв и окружающего воздуха Ти. Теплопотери сооружения V, кДж/(м3-К-ч), усиливаются по мере повышения модуля поверхности (соотношение поверхности к объему) и недостаточной изоляции материала опалубки или укрытия бетона
	Рис. 3. Ориентировочные значения относительной прочности бетона на портландцементе f 19] после охлаждения до точки замерзания в зависимости от продолжительности охлаждения и начальной температуры Начальная температура бетона 1 — 10° С 2 — 20° С 3 — 30° С 4 — 50° С 5 — 70° С.

Методы прогрева бетонной смеси

Требуемая температура твердения бетона достигается при его выдерживании в камерах или путем непосредственно го нагревания в опалубке. При сильных морозах (ниже —10° С) и длительном периоде холодов эти методы — единственно возможные. Однако в связи с высокой стоимостью их применение требует тщательного анализа, иногда с экономическими расчетами. Камеры можно отапливать жидким топливом, газом, теплым воздухом или паром, а также инфракрасными лучами (коксовые коробы, инфра красные излучатели). Электропрогрев бетона можно производить с помощью электродов, нагревательной проволоки, обогреваемой опалубки или горячих матов. Нагревательные агрегаты следует располагать так, чтобы избежать перегрева отдельных конструктивных элементов в целях ограничения температурных напряжений и потерь воды. При обогреве коксовыми коробами воздух не должен быть насыщен С02 в связи с опасностью карбонизации поверхности бетона. Применение более высоких температур при прогреве делает возможным ускоренное твердение бетона и в зимних условиях.

Добавки в зимнее время

Действие добавок при зимнем строительстве основано на снижении температуры замерзания воды в бетоне и одновременном ускорении твердения

Таблица 1. Количество добавок в зависимости от средней температуры бетона и значения В/Ц

Благодаря понижению температуры замерзания при температурах ниже 0° С в смеси сохраняется жидкая вода для гидратации цемента. Ускорение добавками процесса твердения обеспечивает значительный прирост прочности при температуре до —10° С (рис. 3).

Рис. 4. Относительная прочность бетона, достигаемая с ускорителями твердения при отрицательных температурах. Средняя температура бетона 1- -5° С; 2- -10° С.

Добавки можно применять самостоятельно или в сочетании с методом «термоса». Ранее уже указывалось, что хлориды — очень эффективные ускорители твердения — можно применять только для неармированного бетона в связи с опасностью коррозии арматуры. Другие ускорители, такие, как нитрит натрия, поташ или комбинированные добавки (например, нитрат кальция с мочевиной), которые с небольшим ограничением можно использовать и в железобетоне, не всегда дают хорошие результаты и поэтому применяются лишь в отдельных случаях. Из табл. 1 видно, что при температуре бетонирования до —5° С требуется значительное количество добавок — от 3 до 6% от массы цемента 2. Будущее в зимнем строительстве принадлежит разрабатываемым в настоящее время добавкам, которые при приемлемом понижении температуры замерзания и ускорении твердения не вызывают коррозии арматуры.

Так как действие добавок различно для разных видов цемента, необходимы их предварительные лабораторные исследования.
1. В настоящее время разработаны новые высокоэффективные противоморозные добавки в бетон и железобетон.
2. Исследования, выполненные в стране, показали, что дозировка противоморозных добавок для ряда конструкций может быть снижена.