Общие положения

В современном строительстве возведение монолитных конструкций и сооружений осуществляется круглогодично.

Производство бетонных работ в зимних условиях всегда сопряжено с дополнительными материальными, трудовыми и энергетическими затратами. Себестоимость возведения монолитных конструкций возрастает в 1,3-2,0 раза по сравнению с летними условиями.

При замерзании бетона в раннем возрасте в его формирующейся структуре происходят необратимые процессы, обусловливающие существенное снижение конечной прочности и морозостойкости. Эти процессы характеризуются следующим:

• при замерзании свободная вода в бетоне переходит в лед с увеличением объема примерно на 9,0%, что приводит к возникновению в бетоне внутренних напряжений и нарушению его структуры;

• в процессе замерзания бетона свободная вода, мигрируя к зонам охлаждения, формирует направленную капиллярную пористость, что негативно сказывается на морозостойкости бетона;

• прослойки льда образуются вокруг зерен крупного заполнителя и у поверхности арматурных стержней, что снижает сцепление между растворной частью бетона, крупным заполнителем и арматурой.

При оттаивании бетона лед превращается в жидкость и твердение бетона возобновляется. Однако нарушенная структура не восстанавливается.

Замораживание бетона в раннем возрасте приводит к необратимым потерям конечной прочности, которые могут достигать 40-50% от класса (марки). Потери прочности тем выше, чем в более раннем возрасте заморожен бетон.

Особенно велики (до 50-100%) потери прочности бетона, который в раннем возрасте подвергается попеременному замораживанию и оттаиванию.

Конечная прочность не снижается, если до замораживания бетон набрал определенную прочность, которая называется критической.

Критическая прочность бетона, эта такая минимальная прочность после достижения которой замороженный бетон при оттаивании и последующем твердении в нормальных условиях набирает проектную прочность.

Критическая прочность бетона без противоморозных добавок составляет:

не менее 5 МПа – для конструкций, эксплуатирующихся внутри зданий,

фундаментов под оборудование, не подвергающихся

динамическим воздействиям, подземных конструкций;

30% – для бетона класса В30 и выше;

40% – для бетонов классов В12,5—В25;

50% – для бетонов классов В7,5—В10;

70% – для конструкций, подвергающихся по окончании выдер-

живания переменному замораживанию и оттаиванию в

водонасыщенном состоянии;

80% – для преднапряженных конструкций.

Бетон с противоморозными добавками к моменту охлаждения до температуры, на которую рассчитано количество добавок, должен набрать критическую прочность в размере не менее 20 % проектной.

Обычными (летними) методами бетонирования получить критическую прочность при отрицательных температурах наружного воздуха невозможно.

Согласно СНиП 3.03.01-87 /1/ в период производства бетонных работ при ожидаемой среднесуточной температуре наружного воздуха ниже +5°С и минимальной суточной температуре ниже 0°С следует применять специальные методы зимнего бетонирования, обеспечивающие благоприятные тепло-влажностные условия твердения бетона.

Методы зимнего бетонирования можно классифицировать следующим образом:

1 группа. Термосные методы (тепло вносится до укладки бетонной смеси в

опалубку):

– термос;

– горячий термос.

2 группа. Прогревные методы (тепло вносится после укладки бетонной сме-

си в опалубку:

• электродный прогрев;

• индукционный прогрев;

• инфракрасный обогрев;

• нагрев греющими проводами;

• обогрев в термоактивной опалубке или термоактивными

гибкими покрытиями (ТАГП);

• обогрев в тепляках.

3 группа. Бетонирование с противоморозными добавками.

Кроме этого, в отдельных случаях необходимым оказывается сочетание отдельных методов зимнего бетонирования, например: термос или электродный прогрев с добавками (противоморозными или ускорителями твердения).

Реализация любого из перечисленных методов зимнего бетонирования должна обеспечить набор бетоном требуемой прочности до его замораживания (остывания до 0ºС). Требуемая прочность R_тр определяется из условия загружения конструкций (требования проектной документации) и в любом случае должна быть не менее критической.