2.12. Твердение бетона в зимних условиях

При отрицательной температуре вода в бетоне замерзает и твердение его практически прекращается. Кроме того, объем льда почти на 9 % больше объема воды. Поэтому замораживание вызывает повреждение структуры бетона и нарушает сцепление заполнителя с цементным камнем, что особенно опасно в раннем возрасте, когда прочность бетона еще не достаточно высока. Конечная прочность снижается тем сильнее, чем раньше происходит замораживание бетона. Однако бетон, замороженный до начала схватывания, после оттаивания нормально твердеет практически без потери прочности, а иногда его прочность в результате замораживания даже повышается, что пока не получило объяснения.

Существует критический возраст или критическая прочность бетона, после достижения которых замораживание не снижает прочности. Считается, что бетон должен набрать 50…75 % проектной прочности, чтобы замораживание не сопровождалось деструктивными процессами. При зимнем бетонировании стремятся отсрочить замерзание бетона до достижения критической прочности.

Известны следующие способы зимнего бетонирования.

Способ термосаоснован на снижении теплопотерь, путем устройства теплозащиты бетона (утепления опалубки, покрытия теплоизоляционными материалами). Начальную температуру бетонной смеси доводят до 35…45 ˚С, подогревая воду (до 60…90 ˚С) и заполнители (до 40…60 ˚С). При этом положительная температура сохраняется в течение 3…5 суток, необходимых для набора бетоном требуемой прочности. Применяют также предварительный электронагрев бетонной смеси в бункере.

Этот метод применяют при бетонировании массивных сооружений с модулем поверхности (отношением площади поверхности блока бетонирования к его объему) меньше 5.

Искусственный подогревбетона электрическим током, паром или теплым воздухом; используют при бетонировании тонких конструкций (балок, колонн, свай и др.). Этот метод дороже предыдущего, но обеспечивает через сутки 60…70 % проектной прочности бетона.

Способ “незамерзающего бетона”основан на понижении температуры замерзания воды с помощью противоморозных добавок, многие из которых, кроме того, ускоряют твердение бетона. В настоящее время в качестве противоморозных добавок широко используются соли органических кислот, например, формиат натрия. Совместно с электролитами могут использоваться добавки ПАВ. Иногда электролиты усиливают действие ПАВ. С целью ускорения твердения бетона при зимних работах используют быстротвердеющий портландцемент и глиноземистые цементы. Для повышения тепловыделения часто увеличивают расход цемента в бетоне.

Комбинированные способыпредставляют собой различные сочетания указанных выше способов, например, сочетание метода термоса с периферийным электропрогревом, метода термоса и незамерзающего бетона и другие.

1 При взаимодействии ионов NН₄⁺ и OH^- образуются молекулы NН₃ и Н₂О и на самом деле ионное соединение NН₄OH не существует, а система представляет собой раствор аммиака в воде, характеризующийся высокой растворимостью, которая обусловлена образованием водородной связи между молекулами NН₃ и Н₂О.

2 Согласно закону водоцементного отношения (см. раздел 2.5.1), прочность от Ц и r не зависит.

3 Положение максимума зависимости ОК(r) мало зависит от Ц (рис. 2.5).

104