Особенности производства железобетонных работ в зимнее время.

Бетонирование в зимних условиях имеет существенные особенности. Зимними считаются такие, когда среднесуточная температура ниже +50С и в течение суток снижается до 00С. При понижении температуры процесс нарастания прочности цементного камня резко замедляется. При температуре ниже 00С вода в бетонной смеси замерзает, реакция гидратации прекращается и бетон не твердеет. Замерзая, вода увеличивается в объеме до 9%, что приводит к нарушению структуры бетона. При этом на поверхности крупного заполнителя образуется ледяная пленка, нарушающая сцепление между раствором и заполнителем. После оттаивания замерзшей воды в условиях положительной температуры бетон начинает вновь твердеть. Однако конечная прочность бетона, замерзшего в раннем возрасте, снижается и тем больше, чем раньше произошло замерзание. Если к моменту замерзания бетон набрал определенную прочность, то после оттаивания она может достигнуть проектной. Минимальное значение прочности, допускаемое к моменту замерзания, называют критической прочностью.

В период зимнего бетонирования необходимо создать температурно-влажностный режим, обеспечивающий получение бетоном критической или заданной проектной прочности. Для этого применяют различные методы: безобогревное выдерживание бетона, искусственный прогрев и сочетание этих методов – комбинированное выдерживание. Достигаемую бетоном прочность можно предварительно определить в зависимости от температурного режима твердения по кривым набора прочности. Прежде всего необходимо рассмотреть возможность применения метода термоса – наиболее простого и экономичного или сочетание его с другими методами. Если эти методы не обеспечивают приобретение бетоном заданной прочности к моменту замерзания, применяют искусственный прогрев.

В зимних условиях бетонную смесь следует готовить с применением оттаянных заполнителей и подогретой до 50..900С воды для получения смеси с положительной температурой. Чтобы не произошло снижения подвижности бетонной смеси и преждевременного схватывания цемента, максимальная температура её при выходе из бетоносмесителя не должна превышать 450С при портландцементе марки 250, а при более высоких марках – быть ещё ниже. Температура бетонной смеси, укладываемой в опалубке при безобогревном выдерживании, должна соответствовать установленной расчетом, а при искусственном прогреве – быть не ниже +50С. При приготовлении бетонной смеси необходимо учитывать снижение температуры в процессе транспортирования её к объекту и подачи к месту укладки. Это снижение возрастает по мере увеличения разности между температурой наружного воздуха, а также зависит от дальности и способа транспортирования и др.

Возведение монолитных железобетонных конструкций в зимних условиях требует соответствующей подготовки согласно проекту производства работ. На объект должны быть завезены материалы для утепления опалубки, установлено оборудование прогрева бетона, утеплены транспортные средства и тара для бетонной смеси. Перед укладкой бетонной смеси опалубку и арматуру очищают от снега и наледи, открытые поверхности укрывают брезентом или пленкой. Арматурные стержни диаметром более 25 мм, арматуру из прокатных профилей и крупные закладные детали при температуре воздуха ниже -100С отогревают до положительной температуры теплым воздухом от калорифера. Пучинистые грунты основания, чтобы не допустить деформации, отогревают электродами.

Зимними считаются такие, когда среднесуточная температура ниже +50С и в течение суток снижается до 00С. При понижении температуры процесс нарастания прочности цементного камня резко замедляется. При температуре ниже 00С вода в бетонной смеси замерзает, реакция гидратации прекращается и бетон не твердеет. Замерзая, вода увеличивается в объеме до 9%, что приводит к нарушению структуры бетона. При этом на поверхности крупного заполнителя образуется ледяная пленка, нарушающая сцепление между раствором и заполнителем. После оттаивания замерзшей воды в условиях положительной температуры бетон начинает вновь твердеть. Однако конечная прочность бетона, замерзшего в раннем возрасте, снижается и тем больше, чем раньше произошло замерзание. Если к моменту замерзания бетон набрал определенную прочность, то после оттаивания она может достигнуть проектной. Минимальное значение прочности, допускаемое к моменту замерзания, называют критической прочностью.Главная задача- обеспечение набора бетона критической прочности, после набора которой бетон не разрушается, и наберёт после оттаивания проектную прочность.

1.При Мп до 3(массивные фундаменты, стены) применяется метод термоса, при t<-25- Т+противоморозные добавки, Т+ускоритель твердения.

2.Мп от 3 до 6.- Т, Т+УТ, Т+ПД, Т+предварительный электропрогрев, ГО, ПРЭ.

3. Мп от 6 до 10(колонны, ригеля, балки, ростверки стен). ГО, Т+ПЭ, Т+ПД, греющие провода с ускорителями твердения.

4.Мп от 10 до 20(плиты перекрытия, тонкие стены, стыки) ГО, греющие провода, Т+ПД.

Термосное выдерживание

Бетон, уложенный в зимних условиях, выдерживают преимущественно методом термоса, основанным на применении утепленной опалубки с устройством сверху защитного слоя. Бетонную смесь температурой 20---80 0С укладывают в утепленную опалубку, а открытые поверхности защищают от охлаждения. Обогревать ее при этом не требуется, так как количество теплоты, внесенных в смесь при приготовлении, а также выделяющиеся в результате физико-химических процессов взаимодействия цемента с водой (экзотермии), достаточно для ее твердения и набора критической прочности. При проектировании термосного выдерживания бетона подбирают тип опалубки и степень ее утепления. Сущность метода термоса состоит в том, чтобы бетон, остывая до 0 0С, смог за это время набрать критическую прочность. Учитывая это, назначают толщину и вид утеплителя опалубки. Утепление опалубки выполняют без зазоров и щелей, особенно в местах стыкования теплоизоляции. Для уменьшения продуваемости опалубки и предохранения ее от увлажнения по обшивке прокладывают слой толи.

В качестве защитного слоя применяют толь, картон, фанеру, соломит, по которым могут быть уложены опилки, шлак, шлаковойлок, стекловата. Опалубка может быть двойной, тогда промежутки между ее щитами засыпают опилками, шлаком или заполняют минеральной ватой, пенопластом.

Опалубку из железобетонных плит утепляют с наружной стороны, навешивая на них маты. Поверхность, соприкасающуюся с бетоном, перед началом бетонирования обязательно прогревают. По окончании бетонирования немедленно утепляют верхние открытые поверхности, при этом теплотехнические свойства этого утеплителя (покрытия) должны быть не ниже, чем у основных элементов опалубки.

Опалубку и утеплитель демонтируют по достижении бетоном критической прочности. Поверхности распалубленной конструкции ограждают от резкого перепада температур во избежания образования трещин.

Метод термоса применяют при бетонировании массивных конструкций. Степень массивности оценивают модулем поверхности Мn=F/V, где F- площадь суммарной охлаждаемой поверхности конструкции, м2; V- объем конструкции, м3.

Конструкция считается массивной при Мn < 6, средней массивности при Мn=6…9 и ажурной при Мn>9.

При определении Мn не учитывается площадь поверхностей конструкций, соприкасающихся с талым грунтом, хорошо прогретой бетонной поверхностью или каменной кладкой. Для длинномерных изделий и конструкций (например, колон, ригелей, балок) Мn определяют отношением периметра их поперечного сечения к его площади.

Метод термоса применяют для конструкций с Мn < 6, а при предварительном разогреве бетона до 60…800C – с Мn=8…10.