I.Уход за бетоном в конструкциях

a.     Свойства бетона

Показатели физико-механических свойств бетона во многом зависят от условий его твердения. Трудно сказать, что в большей мере определяет высокое качество бетона — хорошие материалы, правильно подобранный состав, тщательное приготовление, укладка и уплотнение бетонной смеси или условия его твердения.

Устройство бетонной конструкции — комплексный процесс и следует представлять, что любой упущенный при производстве работ фактор может оказать решающее влияние на качество бетона. Однако, поиску мероприятий, обеспечивающих наилучшие условия твердения бетона в зависимости от характера воздействия внешней среды, необходимо придавать особое значение хотя бы потому, что свойства затвердевшего бетона практически не поддаются улучшению.

С другой стороны, результаты многих исследований доказывают, что такие важные свойства бетона, как водонепроницаемость и морозостойкость можно успешно формировать целенаправленным изменением условий твердения.

Наибольшее влияние на твердение бетона оказывают температура и влажность внешней среды. Так как прогноз влажности воздуха значительно менее надежен прогноза температуры, производственник при выборе решений в большинстве случаев ориентируется только на последний фактор. Кроме того, практически при любой влажности воздуха бетон теряет влагу, что отрицательно сказывается на его свойствах. Поэтому при организации ухода, как правило, необходимо предусматривать мероприятия, препятствующие потере влаги.

b.     Технология ухода за бетоном

Различают мероприятия по уходу за бетоном, при положительной или отрицательной температуре. Несмотря на то, что и в районах с умеренными климатическими условиями в отдельные годы можно наблюдать периоды с нехарактерными температурно-влажностными режимами — высокая температура и низкая влажность или непривычно низкая отрицательная температура — только в последнее время стали выделять экстремальные воздействия внешней среды.

Условия сухого жаркого лета, для которого характерна температура в дневное время 40— 50° С и низкая (10—20%) влажность воздуха, а также зимы со сверхнизкой отрицательной температурой потребовали нового подхода к разработке мероприятий, обеспечивающих необходимые темпы твердения и качество бетона. Поэтому при изложении материала в первую очередь приведены рекомендации по уходу какого-либо специального выделения.

Технология ухода за бетоном, твердеющим при положительной температуре. Бетон, уложенный в конструкцию и твердеющий при положительной температуре, интенсивно набирает прочность. Поэтому в летнее время уход за бетоном во многих случаях производится стандартно, без учета сложившихся температурно-влажностных условий.

Это часто приводит к формированию низкокачественного цементного камня, особенно у открытой поверхности конструкций, и в дальнейшем значительно сказывается на показателях долговечности бетона.

c.      Интенсификация потерь влаги

При повышении температуры твердения бетона в первые сутки с 20 до 50° С понижается морозостойкость бетона вследствие увеличения на 1—1,5% водопоглощения. Периодические суточные колебания температуры на поверхности конструкций типа дорожных покрытий с амплитудой более 6° С снижают прочность бетона в поверхностном слое более чем на 10%.

Б. А. Крылов, В. Д. Копылов изучали влияние условий твердения на кинетику влагопотерь при электропрогреве. Эти данные представляют особый интерес, так как авторы исследований отмечают, что аналогичный характер испарения влаги наблюдается в процессе его твердения при нормальной (15—20° С) температуре.

Установлено, что повышение температуры ведет к интенсификации потерь влаги. При скорости ветра до 5 м/сек потери влаги составляют 6% на каждый метр увеличения скорости ветра на 1 сек. При скорости от 5 до 10 м/сек они снижаются до 2 %.

В процессе исследования массообмена бетона с внешней средой установлено, что при скорости движения среды 2,6 м/сек интенсивность испарения воды затвердения возросла в 5 раз по сравнению с неподвижной средой. Дальнейшее увеличение скорости среды в 2 раза привело к увеличению интенсивности испарения лишь на 18%.

Небрежный и кратковременный уход за бетоном может губительно сказаться на всех показателях физико-механических свойств бетона.

d.     Прочность бетона

Прочность бетона, оставленного без ухода на одни, двое, трое и пять суток и твердевшего при дневной температуре 34—42° С, к 28 суткам составила соответственно 84—89, 77—81, 75—79 и 73—77% от прочности бетона нормального твердения.

Особо опасные условия создаются при твердении бетона в условиях высокой температуры и низкой влажности. Бетон, твердевший на солнце без ухода при температуре 34—42° С, в 28 суточном возрасте только 54—56% проектной прочности причем авторы исследования считают, что потеря прочности при таком твердении не восполнима и потенциальна прочность бетона в дальнейшем ни при каких условиях не останавливается.

При нагревании свежеуложенного бетона от 25—30 до 60-70° С растворная его часть имеет значительно большие деформаций чем крупный заполнитель. Чем больше разница в деформациях, тем большие напряжения возникают в контактной зоне и тем больше, по-видимому, возможностей для появления трещин, а естественных условиях сухого жаркого климата.

Если количество физически связана воды в бетоне нормального твердения в суточном возрасте 50т, то в бетоне естественного твердения в жарком сухом климате всего лишь 13—15%.

И в жаркую сухую погоду конструкции испытывают значительные температурные напряжения вследствие неравномерного давления. Перепад температуры по поверхности и подошвенного покрытия достигает 22° С. В крайних точках слоя толщина лежащего у поверхности дорожной плиты, максимально может достигать 19° С.

e.      Уход за бетоном

По сложившемуся мнению, воздействие сухого жаркого климата столь же заметно расшатывает структуру бетона, как и многократное замораживание и оттаивание. Цикличный нагрев с переменным увлажнением и высушиванием ведет к снижен10 прогости и усиленному трещинообразованию бетона. Это касается бетона с еще не полностью сформировавшейся структурой.

Далеко не полное описание того состояния, в котором находится бетон, уложенный в летний период в среднеазиатских и других районах страны с жарким сухим климатом. Но примерно в таких же условиях находится свежеуложенный бетон в летний день на значительной территории нашей страны.

В настоящее время за бетоном, твердеющим при положительной температуре, организуют влажностный уход или уход пленкообразующих веществ.

Влажсностный уход, осуществляемый путем полива непосредственно бетона или водоудерживающих материалов — песка, и других материалов, уложенных на его открытых поверхностях, препятствует потере влаги и охлаждает поверхностный слои бетона. Этот способ трудоемок и требует для ухода большого количества воды, которой во многих случаях в это время недостаточно.

Уход с помощью пленкообразующих веществ представляется более индустриальным и обеспечивает достаточно благоприятные условия твердения бетона с самого раннего возраста. Этот способ ухода заключается в нанесении на поверхность бетона жидкости, сравнительно быстро превращающейся в водо- и паронепроницаемую пленку с достаточно хорошей адгезионной способностью. Нанесение пленкообразующих веществ на поверхность конструкции легко механизировать.