Бетонные и железобетонные работы

Раздел: Учебники

Бетонные работы при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5° С и минимальной суточной температуре ниже 0° С должны производиться по специальным правилам, установленным для работ в зимних условиях.

При наступлении ночных заморозков открытые части забетонированных конструкций следует укрывать.

В зимних условиях основной задачей является не допустить преждевременного замерзания уложенного бетона. Строительные нормы и правила (СНиП Ш-В.1-70У требуют, чтобы бетон сохранял при укладке и выдерживании положительную температуру (выше 0°) до тех пор, пока его прочность не достигнет определенной величины, минимальное значение которой (так называемая «критическая» прочность) для разных условий указано ниже.

Для бетонных и железобетонных конструкций с не- напрягаемой арматурой прочность бетона к моменту возможного его замерзания должна быть не ниже значений

Для конструкций с предварительно-напряженной арматурой, пролетных строений мостов и других ответственных конструкций критическая прочность не должна быть менее 70% проектной прочности, а для конструкции, предназначенных для службы в особо тяжелых условиях,—100% проектной прочности (что должно специально оговариваться в проекте). К последним следует относить, например, конструкции, подвергающиеся сразу после затвердевания многократному попеременному замораживанию и оттаиванию, очень вредно отражающемуся на качестве бетона; конструкции, к которым помимо прочности предъявляются определенные требования по морозостойкости и водонепроницаемости, и др.

Перечисленные выше требования вызываются тем, что бетон при отрицательной температуре (ниже 0°С) не твердеет, так как вода в нем превращается в лед, и физико-химические процессы взаимодействия между цементом и водой затворения практически прекращаются. Однако когда замерзший бетон оттает, то процессы твердения возобновятся, и если замерзание произошло не ранее достижения им критической прочности, то впоследствии бетон получит заданную (проектную) прочность. Если же дать бетону замерзнуть раньше, то произойдет частично безвозвратная потеря прочности (главным образом из-за нарушения сцепления между крупным заполнителем и цементным раствором). Потеря прочности будет тем больше, чем моложе был бетон к моменту замерзания (так, например, бетон на портландцементе, замороженный через сутки после укладки, безвозвратно теряет до половины своей прочности).

Для снятия несущей опалубки бетонных и железобетонных конструкций требуется, чтобы прочность бетона составляла ПО—100% проектной. Такие конструкции после распалубки могут быть во многих случаях без вреда для них подвергнуты действию мороза. Однако необходимо, чтобы в каждом конкретном случае были сопоставлены величины распалубо.чной и критической прочности, чтобы убедиться, что распалубленный бетон можно без вреда для него подвергнуть действию мороза. В тех же случаях, когда из условий многократной оборачиваемости опалубки последняя (например, боковые щиты опалубки фундаментов, подколенников, стен и т. п.) снимается ранее достижения бетоном критической прочности, необходимо распалубленные поверхности временно укрывать (брезентом, матами и др.).

Укрывать распалубленные поверхности бетона приходится и в тех случаях, когда разность температур поверхности бетона и наружного воздуха превышает: 20° С для конструкций с модулем поверхности до 5 и 30° С для конструкций с модулем поверхности 5 и выше Иначе при быстром охлаждении на поверхности бетона образуются температурные трещины

Распалубливание конструкций следует производить при положительной температуре бетона; ни в коем случае нельзя допускать примерзания опалубки к бетону.

Для твердения в зимних условиях бетона, приготовленного на обычной воде (без введения в нее химических добавок солей, понижающих точку замерзания образующегося при этом солевого раствора), необходимо прежде всего, чтобы он был уложен в опалубку теплым и все его составные части имели положительную температуру. Нельзя, например, укладывать в опалубку бетонную смесь, приготовленную на мерзлом песке и щебне. При обогреве такой смеси после ее укладки содержащаяся в песке и щебне в мерзлом состоянии влага оттает и займет меньший объем (известно, что вода при замерзании увеличивается и, наоборот, лед при оттаивании уменьшается в объеме примерно на 10%), в результате чего получится рыхлый, пористый, а следовательно, и малопрочный бетон. Поэтому в зимнее время бетонная смесь приготовляется на подогретой воде. Заполнители (песок, щебень) также нагревают или оттаивают до положительной температурыЦемент не подогревается, так как при перемешивании с водой и заполнителями он быстро принимает положительную температуру.

Перевозка бетонной смеси и ее укладка ведутся быстро, чтобы температура бетонной смеси, уложенной в опалубку, была положительной.

Создание искусственной тепловлажной среды для бетона, приготовленного из подогретых материалов и уложенного теплым в опалубку на срок, необходимый для твердения, может быть достигнуто как без обогрева уложенного бетона (метод «термоса»), так и с искусственным обогревом бетона или окружающей его среды (электропрогрев, паропрогрев и др.).

Метод термоса применяется для массивных конструкций, как, например, больших фундаментов, толстых плит, и лишь отчасти — при небольших морозах — для каркасных конструкций (балок, колонн) с большими поперечными размерами.

Этот способ основан на том, что бетон, уложенный в подогретом состоянии в утепленную опалубку, будучи хорошо укрыт от мороза с утеплением всех открытых его поверхностей, остывает настолько медленно, что к моменту замерзания успевает набрать необходимую прочность. Медленное остывание массива (по сравнению с тонкими конструкциями, находящимися в тех же условиях) объясняется тем, что у массива поверхность, через которую тепло уходит в окружающее пространство, мала по сравнению с его объемом. К тому же остывание массивов замедляется еще тем, что цемент при твердении выделяет тепло. В очень больших массивах это

приводит даже к длительному повышению температуры в бетоне (до 30—40°С).

Тонкие конструкции остывают очень быстро, поэтому приходится прибегать к искусственному обогреву их (паром, электрическим током, теплым воздухом). Пру этом в целях экономии тепла, пара и электроэнергий стремятся сочетать метод термоса с искусственным прогревом бетонной смеси или бетона.

Наиболее экономичным и удобным в производственном отношении показал себя способ предварительного электроразогрева бетонной смеси перед ее укладкой, описанный в п. 2 настоящей главы. Использование этого способа позволяет значительно расширить область применения метода «термоса», особенно при небольших морозах.

Очень удобно сочетать метод термоса с выдерживанием в тепляке для фундаментов, расположенных в отдельных котлованах, если подошва фундамента находится значительно ниже уровня промерзания грунта. Если такие котлованы хорошо закрыть сверху с захватом бровок так, чтобы в котлованы не попадал холодный воздух, то в них за счет отдачи тепла талым грунтом постепенно устанавливается небольшая положительная температура (1°С), обусловливающая твердение бетона.