Бетонирование монолитных конструкций при отрицательных температурах наружного воздуха

Общие положения и понятия

Понятие «зимние условия» в технологии монолитного бетона и железобетона несколько отличается от общепринятого - календарного.

Зимними считаются условия бетонирования при установлении средне-суточной температуры наружного воздуха не выше 5°С или при опускании в течение суток минимальной температуры ниже 0°С. (Подобные климатические условия продолжаются на территории России в среднем 6-7 месяцев в году).

Формирование прочностных характеристик бетона в зимних условиях имеет следующие особенности:

1-Основной проблемой является замерзание в начальный период структурообразования бетона несвязной воды затворения (объем воды на куб бетонной смеси составляет в среднем 120-150литров).

2-При отрицательных температурах не прореагировавшая с цементом вода переходит в лед и не вступает в химическое соединение с цементом. Вода, тонким слоем находящаяся на поверхности крупного заполнителя и арматуры, в процессе замораживания свежеуложенного бетона образует вокруг арматуры и зерен заполнителя ледяные пленки.

3-В результате этих процессов прекращается реакция гидратации и, следовательно, бетон не твердеет.

4-При раннем замораживании бетона его неокрепшая структура нарушается.

5-При последующем оттаивании замерзшая вода вновь превращается в жидкость, и процесс гидратации цемента возобновляется, однако, разрушенные структурные связи в бетоне не восстанавливаются.

Теоретически и практически доказано, что в замерзшем бетоне после его оттаивания ( допустим весной) будет продолжаться процесс набора прочности до заданной марочной при условии набора им к моменту замерзания так называемой критической прочности. В дальнейшем после набора 100% проектной прочности бетон работает по характеристике Морозостойкость, т.е показателю числа циклов замораживания и оттаивания. Этот показатель обозначается F100, F150, F200 и т.д.

Поэтому цель зимнего бетонирования- предохранение бетона от замерзания в ранние сроки, обеспечения надлежащих условий его твердения, приводящих к набору критической прочности.

Если бетон до замерзания приобретает необходимую начальную прочность, то все упомянутые выше процессы не оказывают на него отрицательного воздействия.

Критерий морозостойкости – критическая прочность, выраженная в % от проектной прочности в возрасте 28 суток, при достижении которой бетон может быть заморожен без снижения его прочностных показателей после продолжения твердения при наступлении положительных температур.

Величина нормируемой критической прочности зависит от факторов, включающих тип монолитной конструкции, класс примененного бетона, условия его выдерживания, срока приложения проектной нагрузки к конструкции, условий эксплуатации, и составляет:

для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой 50% проектной прочности для бетона класса В7,5-В10, 40% - для бетона класса В12,5...В25 и 30% —для бетона В30 и выше.

Задачей достижения бетоном критической прочности при отрицательных температурах наружного воздуха является обеспечение требуемых температурно-влажностых условий твердения с момента приготовления бетонной смеси, доставки, укладки и выдерживания в опалубке.

Приготовление бетонной смеси. Бетонную смесь приготавливают на подогретых составляющих и горячей воде. Цемент должен находится в утепленном помещении и не подогревается. Средняя температура после приготовления бетонной смеси составляет 35-45град.С.

Доставка бетонной смеси. В интервале температур от 0 до -15град.С может осуществляться в автобетоносмесителях без теплоизоляции смесительного барабана. При этом падение температуры бетонной смеси, находящейся в барабане автобетоносмесителя составляет 10-15град в час.

Доставка бетонных смесей в интервале температур от-15 до -25град.С должна производиться в автобетоносмесителях в зимнем исполнении.

С целью предохранения бетонной смеси от замерзания в процессе доставки применяются противоморозные добавки.

Подача и укладка бетонной смеси. Подачу и укладку бетонной смеси при отрицательной температуре целесообразно производить с помощью бетононасосных установок в зимнем исполнении. При этом бетоновод от бетононасоса до места укладки в опалубку должен быть утеплен снаружи теплоизоляционными материалами ( пенополиуритан, минвата, гибкие нагревательные элементы и др.)

При подаче бетонной смеси из автобетоносмесителя в бетононасос допускается не более одной перегрузки. Температура бетонной смеси, поступающей в бункер насоса, должна быть не ниже +10°С.

Подготовка основания. Основание на которое будет укладываться бетонная смесь отогревается до положительной температуры с помощью нагревательных проводов, тепловых пушек и др.

Опалубку и арматурудо бетонирования очищают от снега и наледи. Арматура диаметром 25 мм и более, жесткие прокатные профили и крупные металлические закладные детали при температуре -10°С и ниже отогревают до положительной температуры.