II. Процессы твердения бетона

a.           Морозостойкость образцов

Исследования СоюздорНИИ показали, что морозостойкость образцов, твердевших под пленками, выше, чем бетона, твердевшего во влажных условиях.

По данным наблюдений, несколько километров покрытия дороги Киев—Одесса, обработанного лаком-этиноль, после десятилетней эксплуатации не имели дефектов, которые можно было бы объяснить недостатками ухода за бетоном.

По данным, через 28 суток потери воды в бетоне, твердевшем без ухода в условиях сухого, жаркого климата, в зависимости от состава растворной части, достигают 54—56%. При поливе водой потери влаги из бетона сокращаются до 36%, нанесении пленкообразующих—до 32%, в укрытии периодически увлажняемым песком — до 19%. Наиболее высокой прочностью все же обладал бетон, для ухода за которым применялись пленкообразующие материалы.

С. А. Миронов, Е. Н. Малинский, рассматривая процессы твердения бетона в условиях сухого и жаркого климата, рекомендуют максимально ускорять твердение бетона после укладки его в конструкцию с целью сокращения затрат на уход и, самое главное, для снижения вероятности нарушения хода структурообразования.

При высокой положительной температуре влажностный уход может приводить и приводит к совершенно неожиданным результатам: периодическое воздействие непосредственно на нагретую до 60—70° С поверхность твердеющего бетона сравнительно холодной воды во многих случаях вызывает термический удар. Он сопровождается нарушением структуры и снижением показателей физико-механических свойств бетона.

b.           Комплексные добавки

Ускорение твердения необходимо организовать таким образом, чтобы до укладки в конструкцию с целью сохранения подвижности бетонной смеси были замедлены процессы структурообразования и максимально предотвращено испарение влаги из бетона.

Одним из эффективных способов разрешения этого противоречия является введение в бетонную смесь комплексных добавок. Они должны состоять из поверхностно-активного пластификатора и ускорителя твердения в такой пропорции, которая в период технологической переработки смеси обеспечивает действие добавки как пластификатора, а с начала твердения: как ускорителя этого процесса.

В связи с тем что твердение бетона при положительной температуре сопровождается большими влагопотерями, естественно, что наиболее тщательный уход за ним должен осуществляться в конструкциях с высоким модулем поверхности—дорожных одеждах, облицовках каналов, полах и открытых площадках различного назначения, тонкостенных конструкциях и др.

Б. А. Крылов объясняет такое положение тем, что потери влаги с поверхности массивных конструкций незначительны в сравнении с общим ее объемом и компенсируются без особых последствий за счет внутри объемного перераспределения оставшейся влаги.

c.            Приготовление бетонной смеси

В конструкциях с развитой открытой поверхностью потери влаги велики как в абсолютных, так и в относительных значениях и поэтому восполнение потерянной влаги практически не происходит. Эти конструкции подвержены, кроме того, повышенному трещинообразованию, а условия твердения бетона в них под непосредственным действием солнечного излучения и ветра наиболее неблагоприятны.

Приготовление и транспортирование бетонной смеси. Создание наиболее благоприятных условий твердения бетона должно начинаться с приготовления бетонной смеси. . При температуре воздуха до 20—25° С особые требования к этому процессу не предъявляются. Однако, при более высокой температуре необходимо предусматривать охлаждение бетонной смеси, а точнее — заполнителей и воды затворения. Дело в том, что прочность бетона даже после длительного твердения очень сильно зависит от температуры бетонной смеси в момент укладки.

Влияние температуры бетонной смеси на уменьшение конечной прочности бетона. В связи с этим действующими нормативными документами температура бетонной смеси при укладке ограничивается 30° С.

Для снижения температуры заполнителей рекомендуется защищать их от солнечных лучей тентами или щитами, смачивать поверхность разбрызгиваемой водой, погружать перед приготовлением бетонной смеси в холодную воду или охлаждать холодным воздухом.

d.           Эксплуатация бетонных заводов

Температуру воды целесообразно снижать, добавляя в нее дробленый или строганный лед.

При эксплуатации бетонных заводов в условиях жаркого климата трубопроводы для подачи воды и накопительные резервуары должны быть заблаговременно покрыты изоляцией или окрашены в белый цвет.

На бетонных заводах большой мощности целесообразно применять искусственное охлаждение воды и заполнителей, используемых для приготовления бетонной смеси. При производстве бетонных работ в летнее время в условиях Афганистана температура бетонной смеси при выходе из смесителя достигала 28—29° С, что снижало ее подвижность, ускоряло схватывание цемента и в целом затрудняло укладку смеси. В дальнейшем все это вело к развитию трещинообразования.

В целях снижения температуры бетонной смеси был смонтирован узел охлаждения воды до 2—4° С. Бетонная смесь приготавливалась не только на холодной воде, но и на щебне, охлажденном водой. Температура бетонной смеси не превосходила 18—20° С. После проведения этого мероприятия трещинообразование больше не наблюдалось.

Попутно отметим, что в смесь вводилась добавка СНВ в количестве 0,01—0,015%. Применение СНВ способствовало повышению однородности и удобоукладываемости бетонной смеси, не расслаиваемости при транспортировании и, что немаловажно, облегчило разгрузку транспортных средств благодаря повышенному скольжению ее по металлу и позволило отказаться от применения вибраторов при разгрузке автомашин.

e.            Удобоукладываемость бетонной смеси

Это едва ли не единственное указание на столь важное свойство СНВ, да и других добавок регуляторов реологических свойств бетонной смеси и структуры бетона.

В условиях Красноярской ГЭС была испытана установка для воздушного охлаждения заполнителей бетонной смеси мощностью 100 м3 товарной смеси. В результате установлено, что эффективно охлаждение только крупного заполнителя, температура которого может быть снижена до 0 или даже до —2° С. При этом смерзание заполнителя не наблюдалось.

Транспортирование бетонной смеси необходимо организовать таким образом, чтобы в момент укладки ее удобоукладываемость была не ниже требуемой. Снижение удобоукладываемости происходит из-за схватывания бетонной смеси и потери ею влаги в процессе транспортировки.

Нежелательно добиваться получения необходимой удобоукладываемости бетонной смеси за счет введения дополнительного количества воды затворения. Рекомендуется введение добавок замедлителей твердения, в том числе поверхностно-активных веществ, уменьшающих водопотребность бетонной смеси без снижения прочности. Вид и количество добавок должны быть определены лабораторией и проверены экспериментально.