9. Особенности бетонирования в зимнее время

На рост прочности бетона большое влияние оказывает температура среды. При температурах ниже нормальной (20° С) твердение бетона замедляется, а когда температура бетона падает ниже 0, его твердение прекращается. Бетон, замерзший до наступления полного отвердевания, при повышении температуры оттаивает, физико-химические процессы твердения возобновляются. Чем раньше бетон подвергся замораживанию, тем конечная прочность его будет ниже нормальной. Понижение прочности объясняется тем, что вода при замерзании переходит в лед, увеличивается в объеме, нарушает связь между зернами заполнителей и малозатвердевшим цементным камнем.

Бетон, укладываемый зимой, предохраняют от замерзания в течение срока твердения, необходимого для приобретения им 50% проектной прочности. Обеспечения нормальных условий твердения бетона зимой достигают двумя способами: использованием внутреннего тепла бетона и дополнительной подачей бетону тепла извне. В настоящее время зимнее бетонирование успешно внедрено в практику строительства СССР. Среди советских ученых, наиболее рационально решивших вопросы зимнего бетонирования, следует назвать С. А. Миронова, В. Н. Сизова, И. Г. Совалова.

Для сокращения сроков твердения до 3—5 сут. применяют высокопрочные и быстротвердеющие цементы (портландцемента марок 400, 500 и глиноземистый цемент), понижают водоцементное отношение, интенсивно уплотняют бетонную смесь, а также вводят в бетонную смесь ускорители твердения (хлористый кальций и др.).

Внутренний запас тепла создают путем подогрева составляющих бетонной смеси (воды, песка и щебня или гравия). Их нагревают до такой степени, чтобы температура бетонной смеси, выходящей из бетономешалки, не превышала 30° С, так как при более высокой температуре смесь быстро густеет и теряет удобоукладываемость; воду для затворения можно подогревать до 80, заполнители — до 40° С. Кроме того, тепло, выделяющееся при химической реакции цемента с водой (экзотермия цемента), препятствует охлаждению конструкций.

Чтобы сохранить запас тепла в течение определенного срока, конструкции со свежеуложенной бетонной смесью покрывают теплоизоляционными материалами (опилками, шлаком, камышитом, шевели-ном); толщина покрытия определяется теплотехническим расчетом. Этот способ носит название «термос» и применяется для массивных конструкций, имеющих модуль поверхности (отношение охлаждающейся поверхности бетона к его объему — F-.V) не более 6. В тонких конструкциях, а иногда и в массивных свежеуложенную бетонную смесь подогревают снаружи паром или электрическим током (электропрогрев). Пар (температурой 50—80° С) обычно вводят в промежутки между стенками двойной опалубки или в каналы, вырезанные с ее внутренней стороны; иногда пар пропускают по трубам, уложенным внутри бетона. Такой способ дает возможность получить через 1—2 сут. прочность, равную 60—70% марочной (28-суточного твердения).

Электропрогрев бетона производят переменным током. Ток передается электродами двух типов: поверхностными (в виде стальных пластинок, укладываемых на поверхность) и внутренними (в виде стальных стержней, уложенных в горизонтальном или вертикальном направлении). При изготовлении железобетонной конструкции в качестве одного из электродов используют арматуру. При прохождении через бетон электрического тока выделяется тепло, в результате чего бетон разогревается и быстро твердеет. Однако температура не должна превышать 60° С, так как возможна местная пересушка бетона.