XII.     Выдерживание бетона способом термоса

A.         Тепловыделение цемента

Выдерживание бетона способом термоса. Необходимую для достижения бетоном требуемой прочности положительную температуру обеспечивают количеством тепла, полученным бетонной смесью за счет подогрева составляющих (но с учетом потерь его при транспортировании, перегрузках и в процессе твердения бетона).

В связи с тем, что тепловыделение цемента существенно влияет на процесс твердения бетона, при выдерживании способом термоса рекомендуется применять быстротвердеющий или обычный портландцемент. Активность цемента следует принимать на 20% выше марки тяжелого бетона. Минералогическая характеристика цемента, которая должна быть в этом случае не менее 2.

Подробно вопросы конструирования опалубки и теплозащиты с необходимыми справочными материалами. Для определения длительности мероприятий по выдерживанию бетона методом термоса.

При выдерживании монолитных бетонных и железобетонных конструкций способом термоса в зимних условиях конструкции

Методика определения минералогической характеристики установлена «Временными техническими указаниями на ускоренное испытание портландцементов методом ЦНИПС-2», необходимо укрывать немедленно вслед за окончанием бетонирования. Термическое сопротивление укрытия должно быть не ниже, чем опалубки.

Во многих случаях считают достаточной теплозащитой деревянную опалубку. Однако в процессе работ отмечено, что деревянная опалубка интенсивно поглощает влагу из периферийных слоев бетона конструкции и вследствие этого не снижает его теплопотери.

B.         Поглощение влаги

Весовая влажность опалубки в результате интенсивного влагообмена между бетоном и древесиной в зависимости от толщины доски, размера конструкции и температуры воздуха через 5—20 ч после бетонирования достигает 60—90%. Начальная влажность деревянной опалубки почти не влияет на величину приобретенной влажности.

Интенсивное поглощение влаги древесной опалубки увеличивает теплообмен бетона с окружающей средой, влияет на твердение бетона и нарастание его прочности. Это необходимо учитывать при назначении теплозащиты конструкции и, возможно, для конструкций, работающих в жестких условиях, следует применять металлическую опалубку с надежной защитой теплоизоляционными материалами.

Бетон во всех частях конструкций, имеющих различную толщину, тонкие элементы, выступающие углы и др., должен твердеть в таких же условиях, как и в основной конструкции. Поэтому элементы, подверженные быстрому остыванию, необходимо утеплять дополнительно. Площадь участков с усиленным утеплением назначается проектом производства работ.

Металлические закладные части должны быть тщательно укрыты усиленным утеплением, термическое сопротивление которого должно быть не менее чем в 2 раза больше того же показателя опалубки.

C.         Добавки-ускорители твердения

Для предупреждения значительных температурных напряжений при твердении бетона в крупных массивах смесь целесообразно укладывать с умеренной положительной температурой 5—10° С, чтобы после укладки следующего слоя ранее уложенный слой имел температуру не выше 10° С. Кроме того, необходимо утеплять опалубку для предохранения периферийных слоев массива от быстрого остывания даже в том случае, если по теплотехническому расчету этого утепления не требуется.

Засыпку сухим утеплителем (слоем песка, опилок, торфа, соломенной резки, снега и т. п.) следует производить после укрытия поверхности уложенного бетона листовым или рулонным материалом. Кроме того, такое укрытие хорошо предохраняет бетон от потерь влаги. Без этой защиты утеплять конструкцию снегом и материалами, разрушающими поверхность бетона, не допускается.

Снимать утепление можно при достижении бетоном не менее 50% проектной прочности. Не следует связывать распалубку конструкций, которая должна выполняться в соответствии с указаниями действующих правил производства работ с окончанием выдерживания бетона.

Если перечисленные меры не обеспечивают выдерживания бетона способом термоса и получения им необходимой прочности, следует применять комбинированные меры. Введение добавок-ускорителей твердения, противоморозных добавок, а также электроразогрев бетонных смесей или картковременный искусственный прогрев бетона значительно расширяют область применения этого эффективного способа.

D.         Бетон с противоморозными добавками

Выдерживание бетона с противоморозными добавками. Бетоны, затворенные концентрированными растворами противоморозных добавок, не замерзают при довольно низкой температуре. Это объясняется тем, что под действием отрицательной температуры водные растворы способны регулировать концентрацию. Часть воды превращается в лед, а концентрация оставшегося раствора повышается до определенной для каждого вещества величины.

Концентрация раствора, при которой вся система превращается в твердое вещество, состоящее из льда и кристаллов растворенного вещества, соответствует эвтектической, точке. Эвтектическая точка СаСЬ соответствует 55,6° С при концентрации раствора 30,5%, ЫаС1 — 21,2° С при концентрации раствора 23,3%, К2СО3—36,5° С при концентрации раствора 40,8%, ИагЮг— 19,6° С при концентрации раствора 28,0%.

В связи с тем, что бетоны с противоморозными добавками способны твердеть при отрицательной температуре и наращивать прочность после размораживания, рекомендуемые значения критической прочности несколько ниже, чем для бетонов твердеющих без добавок.

Минимальная (критическая) прочность бетонов с противоморозными добавками. Действующими рекомендациями установлено, что холодные бетоны, в которых в качестве противоморозных добавок используются хлористые соли или нитрит натрия, должны иметь при твердении температуру не ниже —1.5° С. Бетоны с противоморозной добавкой поташа могут твердеть и при более низкой температуре — до —25° С.

E.         Применение холодных бетонов

В свежеуложенном бетоне уже при температуре —2—3° С замерзает 80—90% воды затворения. Льдистость бетона, твердевшего до замораживания 24 ч в нормальных условиях, составляет 74—78%, а бетона, замороженного сразу же после приготовления,— 94%. Это еще раз свидетельствует о важности выдерживания бетона до замораживания при положительной температуре.

Применение холодного бетона с добавками хлористых солей допускается в неармированных (бетонных и камнебетонных) конструкциях и в конструкциях, армированных конструктивной (нерасчетной) арматурой, так как эти добавки способны вызвать усиленную коррозию арматуры. При применении хлористых солей в конструкциях с нерасчетной арматурой предлагается устраивать защитный слой бетона толщиной не менее 50 мм. Кроме того, хлористые соли опасны тем, что могут привести к образованию высолов на поверхности бетона.

Применение холодных бетонов те допускается в следующих случаях: в конструкциях, подверженных динамическим нагрузкам; в конструкциях, подвергающихся при эксплуатации систематическому нагреванию до температуры выше 60е С; в частях конструкций, расположенных в зоне переменного уровня воды.

В конструкциях с выпусками арматуры или выступающими металлическими закладными частями без специальных мер защиты последних; в конструкциях, находящихся в непосредственной близости к источникам тока высокого напряжения (до 100 л); в конструкциях, соприкасающихся с агрессивными водами, содержащими примеси кислот, щелочей и сульфатов; в конструкциях, внешний вид которых определяется архитектурными соображениями (ввиду возможности образования).