13.5. Бетонування у зимових умовах
Зимовими умови бетонування вважаються при середньодобовій температурі зовнішнього повітря нижче 5 про З і мінімальної добової температури нижче 0 про З. При замерзанні вода вступає у хімічну взаємодію Космосу з цементом, без цього не може відбуватися твердіння бетону. Крім того, замерзаючи, вода збільшується в обсязі (до 9%), руйнуючи стінки пір, в які вона укладена, внаслідок чого порушується структура бетону, а крижана плівка, що утворюється на поверхні гравію або щебеню, порушує зчеплення його з розчином і, отже, після відтавання – монолітність бетону.
При зимовому бетонуванні необхідно, щоб бетон до замерзання набрав так звану критичну міцність, тобто. міцність, при якій заморожування бетону вже не може порушити його структуру та вплинути на кінцеву міцність. Ця міцність повинна бути достатньою для розпалювання бетону і витримування тих навантажень, які на нього почнуть діяти навесні.
Приготування бетонної сумішіслід здійснювати в бетонозмішувальних установках, що обігріваються, використовуючи при цьому підігріту воду і відтанули або підігріті заповнювачі. Температура підігріву повинна забезпечувати одержання бетонної суміші встановленої температури. При приготуванні бетонної суміші на портландцементі, шлакопортландцементі, пуццолановому портландцементі марок нижче М600 температура води повинна бути не більше 70 о С, бетонної суміші при виході зі змішувача - не більше 35 про С; на швидкотвердіючий портландцемент і портландцемент марки М600 і вище - води - не більше 60 про С, суміші - не більше 30 про С; на глиноземистому портландцементі - води - трохи більше 40 про З, суміші - трохи більше 25 про З.
Температура бетонної суміші з протиморозними добавками на виході з бетонозмішувача призначається будівельною.лабораторією з урахуванням впливу добавок терміни схоплювання цементу. Температура бетонної суміші після транспортування не повинна бути нижчою за розрахункову.
Бетонування при негативних температурахможна виконувати при зведенні монолітних конструкцій практично будь-якого типу та будь-яких розмірів, застосовуючи різнібезобігрівніметоди витримування бетону(використання тепла ґрунту, хімічних протиморозних добавок, методу термоса),теплову обробку бетону(електропрогрів, обігрів бетону електрикою, парою або теплим повітрям) або їх комбінації.
Укладання бетонної суміші слід проводити після відігріву промороженої основи. З основи, раніше покладеного бетону, опалубки та арматури перед бетонуванням у зимових умовах повинні бути видалені сніг та льоду (бажано струменем гарячого повітря під ковпаком). Знімати льоду парою або гарячою водою забороняється. Арматура повинна бути очищена від іржі, що відшарувалася. Укладання бетонної суміші слід вести безперервно, у разі виникнення внутрішньозмінних перерв у бетонуванні свіжу поверхню слід утеплити, а при необхідності обігріти. Випуски арматури забетонованих конструкцій повинні бути укриті або утеплені на висоту (довжину) не менше ніж 0,5 м.
Після укладання бетону в конструкцію поверхню, незахищену опалубкою, щоб уникнути втрати вологи або підвищеного зволоження за рахунок атмосферних опадів, слід після закінчення бетонування негайно вкривати шарами паро-і гідроізоляційного матеріалу (поліетиленова плівка, руберойд та ін.) і шаром теплоізоляційного матеріалу шлак, мінеральна вата, ґрунт і т.д.).
Витримування та термообробка бетону.Для конструкцій з модулем поверхні (Мп) не більше 6-8 слід застосовувати найбільш простий іекономічнийспосіб термоса.Сутність способу полягає у укладанні бетонної суміші в утеплену опалубку і твердінні її до придбання необхідної міцності в процесі повільного остигання.Кількість теплоти бетонної суміші, отримане нею при приготуванні, і тепловиділення (екзотермія) при твердінні цементу повинні бути не менше кількості теплоти, яку бетон віддає у навколишнє середовище. Температура бетонної суміші, покладеної в опалубку, до початку витримування встановлюється розрахунком, але повинна бути не нижче 5 про С. передбаченою розрахунком. Покладений бетон негайно вкривається брезентом або плівкою із синтетичних матеріалів та необхідним для розрахунку шаром теплоізоляції.
Міцність бетону без протиморозних добавок монолітних і збірномонолітних конструкцій до моменту замерзання повинна бути не нижчою за нормативну. Для забезпечення умов твердіння бетону при негативних температурах в бетонну суміш слід вводити протиморозні добавки -суміш солей, сильні електроліти: хлорид кальцію, хлорид натрію, нітрит натрію, поташ, поліметалічний водний концентрат, поєднуючи їх із добавками поверхнево-активних речовин. Такі добавки знижують температуру замерзання рідкої фази і дозволяють набирати бетонам необхідну міцність при температурі нижче 0 про С.
Попередній розігрів бетонної сумішідозволяє витримувати способом термоса забетоновані конструкції з модулем поверхні до 10. Укладання в утеплену опалубку швидко розігрітої (протягом 10-15 хв) до 70-80 про З бетонної суміші інтенсифікує тепловиділення цементу та набірбетоном міцності.
В умовах перевезення бетонної суміші переважно автосамоскидами та укладання її за схемою "кран-баддя" попередній розігрів проводиться в бункерах, цебрах і кузовах автосамоскидів на спеціально обладнаних постах електророзігріву.
Попередньо розігріта бетонна суміш може бути приготована з протиморозною добавкою, завдяки якій твердіння бетону може відбуватися після остигання до температури 10-15°С.
Електропрогрів бетонуздійснюється за рахунок теплоти, одержуваної при пропусканні змінного струму по стрижневих, струнних та інших електродах, що встановлюються в свіжоукладеному бетоні або на його поверхні (периферійний електропрогрів) і підключеним до трифазних трансформаторів (однофазні з'єднують у трифазні . Таке підключення створює більш рівномірне температурне поле і унеможливлює перегрів окремих ділянок бетону.
Електропрогрів бетону можна здійснювати у комбінації із застосуванням протиморозних добавок. Особливо при бетонуванні тонкостінних конструкцій, замонолічуванні стиків без попереднього обігріву елементів, що стикуються, і в інших випадках, коли укладений бетон може замерзнути до початку електропрогріву. Температура бетонної суміші, укладеної в опалубку, до початку термообробки повинна бути не нижче 0 про С. Температура в процесі витримування та теплової обробки бетону визначається розрахунком, але повинна бути не вище: на портландцементі 80 про С, шлакопортландцементі - 90 про С. Електрообігрів бетону здійснюється від нагрівальних поверхонь (термоактивної або опалубки, що гріє), нагрівальних проводів або за допомогою передачі бетону теплоти випромінювання (інфрачервоне обігрів).
Термоактивні (гріючі) опалубкискладаються із сталевих опалубних щитів, оснащенихелектронагрівачами, як яких використовують трубчасті електричні нагрівачі (ТЕНи), нагрівальні кабелі та проводи, вуглеграфітову тканину та ін.
Для обігріву бетону за допомогою нагрівальних проводів використовують недифіцитні проводи зі сталевої або вуглеграфітової житлової в полімерній термостійкій ізоляції. Їх закріплюють на арматурних стрижнях сіток та каркасів або на шаблонах перед укладанням бетонної суміші.
Мал. 13.14.Схеми попереднього електророзігріву бетонної суміші
I - обладнання та пост для електророзігріву бетонної суміші в поворотній целі:
а - поворотна цебра для електророзігріву бетонної суміші;
б - схема посту для електророзігріву бетонної суміші:
1 - пластини-електроди; 2 - відбійний брус; 3 - підйомна петля; 4 - струмопідвідні пристрої; 5 - вібратор; 6 - корпус цебра; 7 - кабель; 8 - заземлення; 9 - огорожа;
10 - хвіртка; 11 - ворота для в'їзду автосамоскидів.
II - установка для електророзігріву бетонної суміші в кузові автомобіля:
а - електророзігрів бетонної суміші у кузові автомобіля;
б - схема посту для електророзігріву бетонної суміші:
1 - автосамоскид; 2 - опускні електроди; 3 - тельфер;
4 - естакада; 5-огорожа; 6 - шлагбаум;
7 - трансформаторна підстанція; 8 - заземлення; 9 - пульт управління
Провід працює як нагрівач опору, і теплота, що віддається їм, нагріває бетон до температури 50-70 про С.
Як джерела інфрачервоних променів використовуються ТЕНи з температурою поверхні 300-600 про З, карборундові стрижневі випромінювачі з температурою поверхні 1300-1500 про З, кварцові трубчасті випромінювачі з температурою спіралі до 2300 про З. Під час прогріву .уникнення пересушування бетону його неопалублені поверхні необхідно захищати від випаровування вологи (наприклад, полімерною плівкою).
Температурні режими обігріву бетону приймаються такими ж, як за інших способів електротермообробки. Захист бетону від тепловтрат здійснюється за допомогою мінераловатних плит або іншого утеплювача. Для виключення крокової напруги у разі порушення ізоляції проводів арматура та інші металеві частини заземлюються.
Індукційне нагріваннябетону полягає в тому, що навколо конструкції, що прогрівається, укладають витки ізольованого дроту, по якому пропускають змінний струм. Арматура і залізна опалубка у своїй стають як би сердечником індукційної котушки, й у них починають циркулювати індукційні (вихрові) струми. Ці струми розігрівають арматуру та опалубку. За рахунок теплопередачі відбувається нагрівання бетону.
Обігрів бетону пароюзастосовують на будівельних майданчиках, де досить дешевої пари і грунти допускають додаткове зволоження. Укладений бетон накривають двома шарами брезента або дерев'яними ковпаками, захищеними зсередини толем. У простір, що утворився, пропускають насичену пару під тиском не більше 0,7 МПа. Окрім парових сорочок для паропрогрівання використовують спеціальну капілярну опалубку.
Обігрів бетону гарячим повітряму зв'язку зі значними втратами теплоти застосовується при невеликій негативній температурі зовнішнього повітря та герметичної теплової ізоляції.
Бетонування в теплякахдозволяє виконувати бетонні роботи в умовах, близьких до літніх. Тепляк є тимчасовим наметом з брезента, полімерної плівки або інших матеріалів, що повністю закриває споруду або ту його частину, де проводиться укладання та витримування бетону.Постійну позитивну температуру та вологість у тепляках підтримують за допомогою калориферних установок.
Розпалублення конструкційдопускається при різниці температур зовнішніх шарів бетону і повітря при розпалублюванні з коефіцієнтом армування до 1%, до 3 і більше 3% для конструкцій з модулем поверхні: від 2 до 5 повинна бути не більше 20, 30 і 40 про З відповідно; понад 5 - не більше 30, 40 і 50 про С. Міцність бетону при завантаженні конструкцій розрахунковим навантаженням має бути не менше 100% проектної