Особенности твердения бетона в зимних условиях

Возведение бетонных и железобетонных конструкций зимой, как правило, должно осуществляться из готовых сборных бетонных и железобетонных элементов с соответствующей заделкой стыков. В тех случаях, когда по условиям строительства возведение конструкций из сборных элементов окажется невозможным, допускается применение конструкций из монолитного бетона.

При бетонировании монолитных конструкций зимой применяются методы, которые обеспечивают выдерживание бетона в соответствующих теплых и влажных условиях, а именно метод безобогревного выдерживания (термос, бетон с повышенными добавками хлористых солей), метод искусственного прогрева конструкций (электропрогрев, паропрогрев, прогрев теплым воздухом), комбинированный метод (электротермос) и др.

Прочность бетонных и железобетонных конструкций, возводимых зимой, определяется в соответствии с указаниями «Технических условий на производство и приемку общестроительных работ» и должна составлять:

прочность монтируемых сборных

железобетонных элементовне ниже 70% R₂₈

прочность бетона в местах

заделки стыков не менее 70% R₂₈

прочность монолитных конструкций:

в фундаментах 50—70% R₂₈

в плитах и сводах пролетом до 2 м 50% R₂₈

в плитах и сводах пролетом от 2 до 8 м 70% R₂₈

в колоннах, балках и прогонах пролетом до 8 м 70% R₂₈

в колоннах, балках и прогонах пролетом более 8 м,

в арках, сводах, а также в конструкциях,

загружаемых сразу же после выдерживания

расчетной нагрузкой (независимо от ихпролета) 100% R₂₈

Для получения необходимой прочности бетона должны быть проведены соответствующие мероприятия по подготовке составляющих бетона и приготовлению самой бетонной смеси; особое внимание должно быть уделено защите забетонированных конструкций от непосредственного воздействия отрицательной температуры и ветра. С целью интенсификации процесса твердения целесообразно вводить в бетон добавки-ускорители, а в некоторых случаях – прибегать к его дополнительному прогреву с помощью электрического тока, пара и теплого воздуха. В процессе выдерживания бетона в стыке или в монолитной конструкции необходимо создать наивыгоднейший температурный режим, обеспечивающий требуемое нарастание прочности бетона в заданный срок.

Выдерживание монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций может производиться по одному из следующих температурных режимов (рис. 5.1):

– нормальный, или стандартный, протекающий при постоянной температуре, – для летних условий выдерживания бетона, при выдерживании опытных образцов в лаборатории и др.;

– одностадийный с непрерывным падением положительной температуры от θ_б.н. до 0°С – для термосного выдерживания обычного бетона;

– двухстадийный с непрерывным падением температуры от θ_б.н до 0°С и от 0°С до θ_доп– для термосного выдерживания бетона, приготовленного повышенными добавками хлористых солей;

– трехстадийный, состоящий из стадий разогрева, изотермического обогрева и охлаждения, — для выдерживания бетона с применением искусственного прогрева электрическим током, паром и теплым воздухом;

– эффективный режим выдерживания, состоящий из кратковременного разогрева, кратковременного изотермического прогрева (иногда отсутствующего) и медленного термосного остывания;

– многостадийный, состоящий из различных стадий нагревания, изо-термического прогрева и охлаждения, — характерен для практических условий строительства.

Рис. 5.1. Температурные режимы выдерживания бетона

а- нормальный; б- одностадийный; в- двухстадийный; г- трехстадийный; д- эффективный; е,ж- многостадийный.

Порядок бетонирования конструкций и режим выдерживания должны быть таковы, чтобы в твердеющем бетоне не возникали значительные напряжения. Поэтому прогрев бетона при температуре более 40°С должен проводиться с соблюдением следующих условий:

а) железобетонные балки, опирающиеся на массивные, ранее забетонированные конструкции, отделяются от этих конструкций прокладками из металлических листов; если это мероприятие не проведено, а дополнительные температурные напряжения не учтены расчетом, то бетонирование и прогрев балок должны производиться с разрывами; заполнение разрывов и прогрев их производятся после остывания ранее уложенного бетона до температуры +15°С; прогрев неразрезных балок, несвязанных жестко с опорами, производится одновременно на участках длиной не больше 20 м;

б)прогрев неразрезных ригелей многопролетных рам, при отношении высоты стойки рамы к высоте поперечного сечения ригелей менее 15, должен производиться с разрывами, располагаемыми через каждые два пролета при пролетах рам до 8 ми через один пролет — при большей величине пролетов;

в) прогрев высоких колонн, связанных массивными ригелями, производится на одинаковую высоту; в тех же случаях, когда это будет невыполнимо, в ригелях между колоннами делаются разрывы;

г) прогрев балок, расположенных параллельно друг другу и жестко связанных между собой, (например, двух подкрановых балок, расположенных на одной колонне и жестко связанных с ней), производится одновременно.

Для того чтобы избежать больших температурных напряжений в поверхностных слоях бетона, подъем температуры при прогреве не должен превышать 5–7 °С в час, а остывание – 7–10 °С в час. Изменение температуры бетона в период изотермического прогрева допускается не более 10 °С в час.

Значения максимально допустимой температуры бетона при прогреве приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Предельно допустимая температура бетона, °С, в зависимости

от вида и марки цемента