Вернуться на страницу «Технология железобетона»
При минусовых температурах происходит замерзание воды в твердеющем бетоне, что приводит к возникновению внутренних сил, нарушающих кристаллические новообразования. Во время оттаивания и последующего твердения при нормальных условиях эти новообразования полностью не восстанавливаются. Кроме того, нарушается сцепление с зернами заполнителя и арматурой, снижается прочность бетона, его плотность, устойчивость и долговечность.
Если бетон до замерзания приобретает нужную начальную прочность, то указанные выше процессы не влияют на него отрицательно. Минимальная прочность бетона, при которой замерзание бетона не опасно, называется критической. Критическая прочность зависит от класса бетона, вида конструкции и условий их эксплуатации и составляет от 30 до 100%. Для бетонных и железобетонных конструкций из бетона классов В30 и В40 — 30%, а для конструкций, к которым предъявляются специальные требования по морозостойкости и водонепроницаемости — 100%.
Для обеспечения условий, при которых бетон приобретает критическую прочность, применяют специальные методы приготовления, подачи, укладки и выдерживания бетона. Готовя бетонную смесь в зимних условиях, температуру повышают до 35 — 40°С подогревом воды до 90°С и заполнителей — до 60°С. Бетонную смесь транспортируют по возможности без перегрузок. Места погрузки и разгрузки смеси защищают от ветра, а средства подачи в конструкции утепляют.
Бетонирование следует выполнять непрерывно и высокими темпами, при этом ранее уложенный слой бетона следует перекрыть до того, как в нем температура станет ниже предусмотренной.
Выдержку бетона выполняют с помощью различных методов. Метод термоса применяют для бетонирования массивных бетонных и железобетонных конструкций, модуль поверхности которых при заключении смеси на портландцементе не превышает — 6, а на быстротвердеющем портландцементе — 10. Модуль поверхности конструкции определяются отношением открытой поверхности конструкции и объема. При этом методе бетонную смесь с температурой 25 — 45°С укладывают в утепленную опалубку. Благодаря теплоте бетона и цементом (явление экзотермии), бетон приобретает критическую прочность до того, как температура бетона снизится до 0 ° С.
Метод термоса экономичный и простой в производстве, поскольку не требует специального оборудования для обогрева бетона в конструкциях, а также дполнительных и расходов электроэнергии, пара и топлива.
Разновидностями этого метода является термос с применением химических добавок и горячий термос, которые позволяют распространить использование этого метода на конструкции с большим модулем поверхности.
Метод термоса с применением химических добавок заключается в использовании смесей с химическими добавками, которые ускоряют твердения бетона, снижают температуру замерзания жидкого компонента бетонной смеси и обеспечивают твердения бетона при температуре ниже 0 ° С.
В качестве добавок к бетону широко используют карбонат калия (поташ), нитрит натрия, хлориды кальция и натрия, а также нитрит кальция, аммиачную воду, нитратнитритхлорид кальция и другие химические вещества.
Химические добавки составляют до 2 — 3% массы цемента и действуют как ускорители твердения, позволяет бетону быстро набрать прочности. Если ввести большее количество добавок (3 — 15% массы цемента), точка замерзания смеси снижается, в результате бетон затвердевает при низких температурах — около 5 °С. Такие добавки называют противоморозными. Бетонируя армированные конструкции, предпочтение отдают добавкам, которые не вызывают коррозии арматуры (например, поташа, нитрита натрия).
Применение добавок ограничено в конструкциях с предварительно напряженной арматурой, а также в конструкциях, эксплуатируемых в агрессивных средах, зонах блуждающих токов и работающих под действием постоянного тока.
Следует также учитывать, что применение добавок может вызвать появление высолов на поверхности конструкции.
Метод горячего термоса заключается в кратковременном разогреве бетонной смеси, перед ее укладкой до температуры 60 — 90 ° С, уплотнении ее в горячем состоянии и дальнейшем термосном выдерживании. Бетонную смесь разогревают на строительной площадке с применением специальных электроустановок в кузовах автомобилей или в бадьях. Такой метод используют для конструкций с модулем поверхности до 12.
Если метод термоса неэффективен, применяют метод термообработки бетона.
Электропрогрева бетона основано на использовании теплоты, выделяющейся в бетоне при прохождении через него электрического тока. Наиболее распространенными являются электродное и индукционное прогревание.