29.62. Особенности бетонирования конструкций в зимних условиях

Благодаря достижениям науки и практики бетонные работы в стране осуществляются круглый год без перерыва. При отрицательных температурах вода, содержащаяся в капиллярах и теле бетонной смеси, замерзает и увеличивается в объеме примерно на 9 %, что приводит к возникновению внутренних сил давления. Если образовав­шиеся структурные связи не уравновешивают эти давления, то они разру­шаются и не восстанавливаются. Поэтому в практике было введено поня­тие критической прочности, при которой замораживание бетона уже не может разрушить структуру. Критическая прочность для бетонов марок 200-300 должна быть не ниже 50 % проектной, для бетонов марок 40.0-500 — не ниже 40 % (и не ниже 5 МПа), для предварительно напряженных конструкций - 70 %. В летних условиях ставится задача обеспечения влажностного режима (защита бетонной смеси от испарения влаги и возможного при этом нару­шения водоцементного отношения). Используют различные способы обеспечения твердения бетонной смеси в зимних условиях. Выбор способа зависит в первую очередь от массивности конструкции и наличия источников энергоресурсов. Массивность конструкций характеризуется показателем модуля по­верхности бетонируемой конструкции (м ^-1)

где F- площадь охлаждаемой поверхности, м2;

V- объем уложенного бетона, мЗ. Для колонн, балок модуль поверхности определяется отношением пе­риметра к площади поперечного сечения. Для конструкций с М_п<6 м~' наиболее экономичен и технически воз­можен метод "термоса" (безобогревный метод). Метод предполагает, что бетон с заданной начальной температурой укладывают в опалубку. Допол­нительное тепло, необходимое для твердения, выделяется в процессе реак­ции гидратации цемента. Конструкцию утепляют. Толщина утеплителя (определяется по формулам Б.Г. Скрамтаева) должна быть такой, чтобы бетон в укрытии набрал задаваемую прочность за время снижения тем­пературы бетона на периферии до 0 "С. Самый надежный (но более дорогой) способ — бетонирование в тепля­ках. В этих условиях могут бетонироваться конструкции любой массивно­сти. Конструкция тепляка состоит из каркаса (чаще всего металлического), обшитого брезентом или другими материалами. При наличии достаточных резервных электрических мощностей (на строительстве атомных, гидроэлектростанций и т.д.) может быть исполь­зован форсированный электропрогрев бетонной смеси (расход электро­энергии для разогрева 50...60 кВ на 1 м бетонной смеси). В специальных бадьях за 15...20 мин бетонная смесь с помощью специальных электродов нагревается до 50...60 °С и укладывается в опалубку. Открытые горизон­тальные поверхности покрываются утеплителем. Если резервные мощно­сти электроэнергии отсутствуют, используют перевозку сухих смесей в миксерах. На подъезде к строительной площадке смесь затворяется горя­чей водой (температурой около 80 °С). При этом обеспечивается экономия расхода энергии и трудозатрат. Разогретая бетонная смесь быстро теряет пластические свойства, по­этому время укладки бетонной смеси не должно превышать 15 минут. Электропрогрев бетона выполняется с помощью стержневых (из круг­лой стали диаметром 6...8 мм) или нашивных (из полосовой стали толщи­ной 2...3 мм, шириной 30 мм) электродов. Электропрогрев используется при модуле поверхности конструкции 7... 12 м~^]. Стержневые электроды устанавливают на расстоянии 10... 15 см в ряду с одноименными зарядами и 20...30 см между рядами с разноименными зарядами, нашивные полосо­вые (прибиваютк опалубке) через 15...20 см Для прогрева стыков сборных железобетонных конструкций (чаще всего стыков колонн) используют навивочные электроды (изолированный алюминиевый провод), которые обеспечивают индуктивный способ нагре­ва (прогрев в магнитном поле). Расстояния между спиралями 5... 10 см. Тонкостенные железобетонные конструкции прогревают с помощью термоактивных щитов или комбинируют с другими способами прогрева. Для электроразогрева и прогрева бетона используют единовременные мощности трансформатора (напряжение 50.Л00 В, сила тока 200...300 А) из расчета: разогрев 5 кВт, прогрев 2 кВт на 1 м³ бетона. В практике бетонных работ в зимнее время часто используются противоморозные химические добавки, вводимые в бетон в количестве 2-10% от массы цемента во время приготовления, например нитрит натрия (NaNO₂) и поташ (К₂СО₃) - соли нейтральные к металлу. Добавки снижаю: I температуру замерзания воды в бетоне и тем самым увеличивают врем! твердения бетона.