Особенности производства бетонных работ на морозе.

Главной особенностью и требованием при зимнем бетонировании является создание такого режима укладки и твердения бетона, при котором он к моменту замерзания приобретает необходимую прочность, называемую критической. Пределы такой прочности указаны в СНиПе, в частности, для бетона марки Ml50 она должна составлять не менее 50 % проектной, для марок М200-М300 — 40 %, но независимо от марки 70 % - для конструкций, подвергающихся по окончании выдерживания замораживанию и оттаиванию, 80 % - для предварительно напряженных конструкций и 100 % - для конструкций, подвергающихся сразу после выдерживания действию расчетной нагрузки (давлению воды и др.). Способы укладки бетона зимой в значительной мере определяются применяемыми способами его выдерживания. На практике применяют как безобогревные способы выдерживания (способ термоса и термоса с добавками - ускорителями твердения, противоморозными добавками), так и способы искусственного подогрева или прогрева конструкций (электротермообработка бетона, применение греющей опалубки и покрытий, обогрев паром, горячим воздухом или в

тепляках).

Выдерживание бетона способом термоса применяется для массивных конструкций. Массивность конструкций характеризуется отношением суммы охлаждаемых наружных поверхностей к ее объему, называемым модулем поверхности (Мп). Способом термоса выдерживают конструкции с модулем поверхности до 6. Способ основан на использовании: утепленной опалубки, тепла подогретых составляющих смеси, а также тепла, выделяемого в процессе схватывания и твердения цемента вследствие экзотермии. При этом хорошо укрытый бетон остывает настолько медленно, что успевает набрать критическую прочность до замерзания. При данном способе применяют быстротвердеющие портландцементы, а также портландцементы высоких марок (не ниже 400), которые не только быстро набирают прочность, но и выделяют при твердении значительное количество воды.

Применение противоморозных добавок (хлорида натрия в сочетании с хлоридом кальция, нитрата натрия, поташа и др.) в количестве 3-16 % от массы цемента, обеспечивающих твердение при отрицательных температурах, позволяет транспортировать бетонную смесь в неутепленной таре и укладывать ее на морозе. При выборе вида добавки учитывают область применения бетонов с химическими добавками и имеющиеся ограничения. Оптимальное количество добавок

обычно не превышает 16% от массы цемента. Смесь с противоморозными добавками укладывают в конструкции и уплотняют с соблюдением общих правил укладки бетона.

Электротермообработка бетона основана на использовании тепла, получаемого от превращения электрической энергии в тепловую. Электротермообработку осуществляют методами электродного прогрева (электропрогрева), а также путем электрообогрева различными

электронагревательными устройствами, индукционного нагрева (в электромагнитном поле). Электродный прогрев бетона обеспечивается через электроды, располагаемые внутри или на поверхности бетона. Соседние или противоположные электроды подсоединяют к проводам разных фаз, в результате чего между электродами в бетоне возникает электрическое поле, прогревая его. Ток в армированных конструкциях пропускают напряжением 50-120 В, а в неармированных - 127-380 В. При прохождении тока бетон нагревается и в течение 1, 5-2 сут. приобретает распалубочную прочность. Электрообогрев бетона осуществляют инфракрасными лучами, передающими теплоту в виде лучистой энергии, используя в качестве источников таких лучей трубчатые электронагреватели (ТЭНы) и стержневые карборундовые излучатели. Используют также контактный электрообогрев путем непосредственной передачи теплоты от

нагревающих поверхностей к прогреваемому бетону. Его используют в греющих подъемно-переставной и разборно-щитовой инвентарной опалубках. Бетонные подготовки и днища, например, емкостных сооружений (резервуаров и др.) толщиной до 20 см бетонируют с

прогревом полосовыми электродами, закрепленными на накладных деревянных щитах (рис. 13.12, а), с подключением их к трем фазам электросети. Электрообогрев можно выполнять с помощью различных нагревателей - проволочных, греющих кабелей и проводов, стержневых, трубчатых, сетчатых, пластинчатых и др. Индукционный прогрев осуществляют за счет преобразования энергии переменного магнитного поля в арматуре или стальной

опалубке в тепловую с передачей ее бетону с помощью индукционной

обмотки.

Обогрев бетона в греющей опалубке и покрытиях. Греющую (термоактивную) опалубку (см. рис. 13.2, ж) применяют для обогрева тонкостенных и среднемассивных конструкций (с любой степенью армирования) при температурах наружного воздуха до -40°С. Для обогрева конструкций типа днищ емкостных сооружений применяют инвентарные термоактивные гибкие покрытия (ТАГП): сборно-разборное (см. рис. 13.12, б), цельноклееное (рис. 13.12, в), с греющим проводом (рис. 13.12, г). При скоростном возведении вертикальных стен, например, водонапорных башен, градирен в скользящей опалубке применяют двухсторонний их обогрев с установкой

термоактивного подвесного покрытия (ТАПП) (рис. 13.12, д). Обогрев бетона паром или горячим воздухом. Обогрев паром применяют для конструкций с модулем поверхности больше 8-10. Этот

способ прогрева обеспечивает благоприятные тепловлажностные условия для твердения бетона, однако требуется большой расход пара (до 2 т на 1 м3 бетона), а также устройство паровых рубашек, трубопроводов и т.п. Применяют следующие разновидности паропрогрева: прогрев в паровой бане, при которой открытый пар подают в огражденное пространство, где находится прогреваемое сооружение, но так как при этом требуются повышенные расходы пара, применение метода ограничено; прогрев в паровой рубашке, при котором пар подается в замкнутое пространство, образованное вокруг прогреваемой конструкции паронепроницаемым ограждением, отстоящим от опалубки на 10-15 см. Этот метод эффективен для конструкций с

большими поверхностями.

Применение тепляков, или шатров, создающих замкнутое пространство, внутри которого бетонируют и выдерживают конструкции в естественных условиях (без подогрева воздуха), не получило широкого практического распространения, а использование пленочных тепляков шатрового типа с подогревом воздуха внутри них является эффективным и прогрессивным способом зимнего бетонирования.