Особенности производства железобетонных работ в зимнее время

Понижение температуры - основной фактор, задерживающий твердение бетона. При температуре ниже нуля оно резко замедляется, а при дальнейшем похолодании - полностью останавливается. При оттаивании бетона процесс твердения восстанавливается, но конечная прочность его снижается. Следовательно, зимой необходимо по возможности в короткий срок создать такие условия, при которых можно получить бетон заданной прочности.

При понижении температуры наружного воздуха инертные материалы подогревают, а бетонируемые конструкции предохраняют от охлаждения. Транспортировку бетона зимой производят в утепленной таре; смесь в автосамосвалах укрывают покрывалами, а при перевозке на большие расстояния кузов обогревают отработанными газами.

Для предохранения бетона от замерзания существует несколько способов: термос, паропрогрев, электропрогрев, прогрев в местных тепляках, комбинированный прогрев.

Способ термоса

Подогретую бетонную смесь укладывают на открытом воздухе в утепленную опалубку массивной конструкции и утепляют сверху. Твердение бетона происходит в процессе его изготовления, а также за счет тепла, выделяемого цементом при твердении. В больших массивах температура бетона продолжает повышаться даже при сильных морозах. Будучи хорошо укрытой, бетонная смесь в массивной конструкции остывает медленно и к моменту замерзания успевает набрать около 50% проектной прочности, при которой охлаждение бетона мало отражается на его качестве.

В тех случаях, когда внутренних запасов тепла в бетонной смеси недостаточно, используют искусственный обогрев паром или  электричеством.

Для тонкостенных железобетонных конструкций метод термоса не применяют.

Паропрогрев бетона

Заключается в создании теплой влажной среды путем обогрева паром уложенной в конструкцию бетонной смеси, что создает благоприятные условия для быстрого нарастания прочности бетона. Пар применяют низкого давления до 0,7 атм.

Рост прочности бетонной смеси при паропрогреве особенно интенсивен   впервые 24 часа, затем значительно замедляется и продолжение подогрева становится нецелесообразным.

Наиболее эффективен обогрев бетона при помощи паровых рубашек. Пар впускают в пространство между наружной поверхностью основной опалубки и поверхностью теплоизоляции, ограждающей опалубку со всех сторон.

На рис. 105 изображена схема устройства паровой рубашки для колонны.


Рис. 105. Схема устройства паровой рубашки:
а - разрез;   б - план

Паровую рубашку 1 собирают из инвентарных дощатых щитов 2 и 3, утепленных войлоком, шевелином, соломитом и другими термоизоляционными материалами.

Утепленные щиты прикрепляют к хомутам 4, что создает небольшой объем парового пространства, ширина которого равняется ширине хомутов. Для прохождения пара в досках хомутов просверливают отверстия 5. Нижнюю часть короба колонн утепляют опилками 6. Пар поступает по паропроводу 7. Температура бетона перед началом пропаривания менее +5° не разрешается. Повышение и понижение температуры пара в паровых рубашках не должно быть интенсивным. Для достижения 70% прочности железобетонные конструкции пропаривают на воздухе в среднем до 3 суток.

Для равномерного прогрева паровые рубашки разделяют на отсеки высотой 3-4 м; пар подается снизу отдельно в каждый отсек.

Электропрогрев бетона

Заключается в использовании электрического тока для ускорения твердения бетона и предохранения его от замерзания до приобретения необходимой прочности. Электропрогрев осуществляют посредством электродов или нагревательных печей, ток пропускают непосредственно через уложенный в конструкцию бетон. Электропрогрев железобетонных конструкций ведут при пониженном напряжении в связи с тем, что арматура нарушает равномерное распределение тока по сечению конструкции.

Основным проводником электричества в бетонной смеси служит вода с растворенными в ней минеральными веществами; электропроводность цемента и заполнителей в сухом состоянии близка к нулю. По мере схватывания и твердения бетон перестает пропускать ток вследствие уменьшения в нем количества воды, что вызывает понижение температуры бетонной смеси и удлиняет срок получения необходимой прочности.

Для включения свежеуложенной смеси в электрическую цепь пользуются электродами, представляющими собой металлические полосы, плотно соприкасающиеся с бетоном, или металлические стержни, закладываемые в бетон.

При электропрогреве необходимо строго следить, чтобы электроды не соприкасались с арматурой. Арматура является хорошим проводником электричества и при соприкосновении ее с двумя электродами, присоединенными к двум различным проводам, произойдет короткое замыкание.

Бетонирование в тепляках

Тепляк представляет собой временное деревянное, обогреваемое внутри сооружение. На его отопление требуется значительно больше тепла, чем на непосредственный обогрев конструкций. Температура воздуха в тепляке должна быть не ниже +5 - +10°, вследствие этого твердение бетона протекает замедленно. Применяемые тепляки имеют упрощенную конструкцию из сборно-разборных инвентарных щитов. При бетонировании трубопроводов, подпорных стен и т. п. в качестве естественных боковых ограждений могут быть использованы стены траншей. Обогревание тепляков небольшого объема можно производить печами-времянками, а более значительного - калориферами или трубами парового отопления.

Бетонирование холодным бетоном

В последнее время найден новый способ зимнего бетонирования - холодным бетоном. Бетонную смесь приготовляют на мерзлых материалах, смешанных с концентрированными водными растворами солей хлористого кальция, хлористого натрия, фтористого натрия и др., которые снижают температуру замерзания смеси.

Этот метод бетонирования можно применять в зимних условиях при температурах до -20°. Он отличается высокой экономичностью. Укладку бетона целесообразно производить в подготовку под полы, в плитах, укрепляющих откосы, в подпорных стенах, несущих нагрузку от грунта, в фундаменты под оборудование и под здания высотой до четырех этажей.