Основные положения
Понятие «зимние условия» в рамках бетонных работ кардинально отличается от календарного определения. «Зимние условия» для конкретного строительного объекта начинаются, когда среднесуточная температура наружного воздуха падает до +5°С, и в течение суток фиксируется температура ниже 0°С.
Влияние низкой температуры на бетон
При температуре ниже 0°С в бетоне останавливаются процессы гидратации, нарушая взаимодействие цементных минералов с водой. Это приводит к тому, что бетон замерзает, превращаясь в монолит, насыщенный внутренними напряжениями, возникшими из-за увеличения объема свободной воды примерно на 9% при замерзании. Эти напряжения могут сильно повредить неокрепшие связки между компонентами бетона, что снижает его прочность. Замерзающая вода образует пленку на поверхности заполнителей, что препятствует сцеплению цементного теста с заполнителем, ухудшая тем самым прочностные характеристики бетона.
Критическая прочность бетона
После оттаивания твердение бетона возобновляется, однако его прочность понижается по сравнению с проектной, как если бы твердение происходило в нормальных условиях. Снижается не только прочность, но и другие свойства бетона: его плотность, долговечность и сцепление с арматурой. Чем раньше произойдет замерзание после укладки, тем более заметно ухудшатся свойства бетона. Если же к моменту замерзания бетон достигнет определенного уровня прочности, отрицательное влияние замораживания будет минимальным, и после оттаивания прочность может приблизиться к проектной величине.
Критическая прочность
Минимально допустимая прочность бетона на момент замерзания называется критической. Для конструкций с ненапрягаемой арматурой она должна составлять не менее 30-50% от проектной прочности, при этом не менее 50 кг/см². Для предварительно напряженных конструкций критическая прочность должна составлять не менее 70% от проектной.
Требования для зимнего бетонирования
Для достижения проектного качества бетона в зимних условиях крайне важно обеспечить температурно-влажностный режим, при котором физико-химические процессы твердения будут проходить без нарушений и замедлений. Поддержание такого режима должно быть достаточным для достижения либо критической, либо проектной прочности.
Задача зимнего бетонирования
Основная цель «зимнего» бетонирования — обеспечить бетон нужной прочности. Для этого реализуются целый ряд мероприятий и входящих в различные технологии, направленных на поддержание адекватного режима твердения бетона.
Общие мероприятия по зимнему бетонированию
- a) Подогрев бетонной смеси: Смесь должна иметь положительную температуру, противостоящую температуре окружающей среды. Это достигается за счет подогрева воды и заполнителей.
- b) Защита при транспортировке: Кузов самосвала закрывают щитами и подогревают через двойное дно.
- c) Утепление бетонирования: Бадьи и бункера накрываются утепленными крышками, а бетононасосы устанавливаются в отапливаемых помещениях.
- d) Очистка опалубки: Перед укладкой бетонной смеси опалубка и арматура очищаются от мусора и наледи.
- e) Погрев арматуры: При сильных морозах арматура подогревается до +5°С для обеспечения сцепления.
- f) Обогрев оснований: Перед бетонированием пучинистые грунты отогреваются паром или другим способом, чтобы предотвратить замораживание.
- g) Укладка бетона: Бетон укладывают небольшими партиями, чтобы сократить тепловые потери.
- h) Круглосуточное бетонирование: Работа ведется непрерывно, избегая сложностей с подготовкой замерзших швов.
Технологии нормального режима твердения бетона
- Химические добавки: Эти добавки помогают понизить температуру замерзания бетонной смеси, увеличивая время набора прочности.
- Прогрев бетона: Существует несколько методов, включая использование тепловых излучателей и паропровода.
- Бетонирование в «тепляках»: Установка шатров с подогревом для нормализации условий укладки.
- Обогрев инфракрасными лучами: Прогрев конструкции с использованием специальных нагревателей.
Источник: Технология строительных процессов. Снарский В.И.