Общие принципы зимнего бетонирования. Механизм разрушения бетона при замораживании в раннем возрасте.

Бетонные работы при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5°С и минимальной суточной температуре ниже 0°С выполняют по специальным правилам, установленным для работ в зимних условиях {СНиП III-15-76). В зимних условиях основной задачей является не допустить преждевременного замерзания уложенного бетона. Необходимо, чтобы бетон сохранял при укладке и выдерживании положительную температуру (вышеО0) до тех пор, пока его прочность не достигнет определенного значения, называемого «критической» прочностью. Для конструкций, подвергающихся сразу после выдерживания попеременному замораживанию и оттаиванию, критическая прочность бетона независимо от его класса должна быть не менее 70%. а в преднапряжен-ных конструкциях — не менее 80% проектной прочности. Для конструкций, подвергающихся сразу по окончании выдерживания действию расчетного давления воды (резервуаров, подпорных стен), а также конструкций, к которым предъявляют специальные требования по морозостойкости и водонепроницаемости, критическая прочность должна быть не ниже 100 % проектной прочности. Для массивных сооружений специального назначения (плотин, опор, мостов и др.) условия и сроки допустимого замерзания бетона устанавливают в проекте. Перечисленные выше требования вызваны тем, что бетон при отрицательной температуре (ниже 0°С) не твердеет, так как вода в нем превращается в лед и физико-химические процессы взаимодействия между цементом и водой затворения практически прекращаются. Однако, когда замерзший бетон оттает, процессы твердения возобновляются, и, если замерзание произошло не ранее достижения им критической прочности, то бетон впоследствии приобретет заданную (проектную) прочность. Если же дать бетону замерзнуть.раньше, то произойдет частично безвозвратная потеря прочности (главным образом из-за нарушения сцепления между крупным заполнителем и цементным раствором).

Потеря прочности будет тем больше, чем моложе был бетон к моменту замерзания (так, например, бетон на портландцементе, достигающий прочности на 28-й день и замороженный через сутки, после укладки, безвозвратно теряет до половины своей прочности). Бетон, замо-- роженный при достижении им указанных выше значений критической прочности, необходимо выдерживать после оттаивания в условиях, обеспечивающих получение им проектной прочности до момента загружения конструкции проектной нагрузкой. К моменту снятия несущей опалубки бетонных и железобетонных конструкций требуется, чтобы прочность бетона составляла 50...100% проектной. Такие конструкции после распалубливания могут быть во многих случаях без вреда для них подвергнуты действию низких температур, но в каждом конкретном случае необходимо все же сопоставить распалубочную и критическую прочность. В тех случаях, когда из условий многократной оборачиваемости опалубки последнюю (например, боковые щиты опалубки фундаментов, подколонни-ков, стен и т. п.) снимают раньше достижения -бетоном критической прочности, распалубленные поверхности следует временно укрывать.

Это же приходится делать и в тех случаях, когда разность температур поверхности бетона и наружного воздуха превышает следующие значения: 20СС — для конструкций с модулем поверхности от 2 до 5 и; Ш°С — для конструкций с модулем поверхности 5 и ныше. Иначе при быстром охлаждении на поверхности бе юна образуются температурные трещины.

Распалубливание конструкций выполняют при положительной температуре бетона; ни в коем случае нельзя допускать примерзания опалубки к бетону. Для твердения в зимних условиях бетона, приготовленного на обычной воде (без введения в нее химических добавок солей, понижающих точку замерзания образующегося при этом солевого раствора), необходимо прежде всего, чтобы смесь была уложена в опалубку теплой и все ее составные части имели положительную температуру. Нельзя, например, укладывать в опалубку бетонную смесь, приготовленную на мерзлом песке и щебне. При обогреве такой смеси после укладки содержащаяся в мерзлом состоянии в песке и щебне влага оттает и займет меньший объем (известно, что вода при замерзании увеличивается и, наоборот, лед при оттаивании уменьшается в объеме примерно на 10%)." 13 результате этого получается рыхлый, пористый, а следовательно, и малопрочный бетон.

Поэтому в зимнее время бетонную смесь приготовляют на подогретой воде; заполнители (песок, щебень) также нагревают или оттаивают до положительной температуры. Исключение может быть допущено для сухого щебня или гравия, не содержащего наледи на зернах и смерзшихся комьев (влажность не выше 1...1, 5%). Такой заполнитель можно загружать в смеситель неото-гретым при условии, что по выходе из смесителя бетонная смесь будет иметь заданную положительную' температуру. Цемент не подогревают, так как при перемешивании с водой и заполнителями он быстро принимает положительную температуру.

Перевозку и укладку бетонной смеси осуществляют быстро, чтобы ее температура в опалубке была положительной.