Методи зимового бетонування

Поняття «зимові умови» в технології монолітного бетону і залізобетону дещо відрізняється від загальноприйнятого – календарного.
Зимовими вважаються умови бетонування при встановленні середньодобової температури зовнішнього повітря не вище 5 ° С або при опускані протягом доби мінімальної температури нижче О °С.

Формування міцності бетону в зимових умовах  має свої особливості. Основною проблемою є замерзання в початковий період структуроутворення бетону незв’язаної  води.
При негативних температурах вода, яка не прореагувала з цементом, переходить у лід і не вступає в хімічну сполуку із цементом. Вода,  що тонким шаром знаходиться на поверхні великого заповнювача і арматури, в процесі заморожування свіжоукладеного бетону утворює навколо арматури і зерен заповнювача крижані плівки.

Ці плівки від притоку води з менш охолоджених зон бетону збільшуються в обсязі й віджимають цементне тісто від арматур і заповнювача, перешкоджаючи необхідному  зчепленню з цементним тістом і створенню щільної структури після відтаювання бетону.

В результаті цих процесів припиняється реакція гідратації й, отже, бетон не твердне. Одночасно в бетоні розвиваються значні сили внутрішнього тиску, викликані збільшенням (приблизно на 9%) об’єму води при переході її в лід. При ранньому заморожуванні бетону його незміцніла структура не може протистояти цим силам і порушується. При подальшому відтаюванні замерзла вода знову перетворюється в рідину, і процес гідратації цементу відновляється, однак, зруйновані структурні зв’язки в бетоні повністю не відновлюються.

Кінцева міцність бетону виявляється нижче на 15 … 20% міцності бетону, витриманого в нормальних умовах твердніння, зменшується його щільність, стійкість і довговічність.

Теоретично і практично доведено, що в замерзлому бетоні після його відтаювання триватиме процес набору міцності до заданої марочної за умови набрання ним до моменту замерзання так званої критичної міцності. Тому мета зимового бетонування – запобігання бетону від замерзання в ранні терміни, забезпечення належних умов його твердіння, що призводять до набору критичної міцності.

Якщо бетон до замерзання набуває необхідну початкову міцність, то всі згадані вище процеси не чинять на нього несприятливого впливу. Критерій морозостійкості – критична міцність, виражена в % від проектної міцності у віці 28 діб, при досягненні якої бетон може бути заморожений без зниження його показників після продовження твердніння при появі позитивних температур.

Величина нормованої критичної міцності залежить від факторів, які включають тип монолітної конструкції, клас застосованого бетону, умови його витримування, терміну програми проектного навантаження  конструкції, умов експлуатації, і становить:
• для бетонних і залізобетонних конструкцій з ненапруженою арматурою -50% проектної міцності-для В7, 5 … В10, 40%-для В12, 5 … В25 і 30%-для В30 і вище;
• для конструкцій з попередньо напруженою арматурою – 80% проектної міцності;
• для конструкцій, що піддаються поперемінному заморожуванню і відтаванню або розташованих в зоні сезонного відтаювання вічномерзлих грунтів – 70% проектної міцності;
• для конструкцій, що навантажуються розрахунковим навантаженням – 100%  проектної міцності;
• для ненесучих конструкцій – критична міцність повинна бути не нижче 5 МПа (50 кгс/см2).

Тривалість твердіння бетону і його кінцеві властивості значною мірою залежать від температурних умов, в яких витримують бетон. В міру підвищення температури збільшується активність води, що міститься в бетонної суміші, прискорюється процес її взаємодії з мінералами цементного клінкеру, інтенсифікуються процеси формування кристалічної структури бетону. При зниженні температури, навпаки, всі ці процеси загальмовуються і твердіння бетону уповільнюється.

Завдання всіх існуючих методів зимового бетонування – досягнення бетоном критичної, а для більшості несучих конструкцій  50 … 70%-ї міцності від марочної в можливо короткі терміни, при відповідному техніко-економічному обгрунтуванні прийнятих рішень і при обов’язковому виконанні наступних заходів:
• застосування бетонних сумішей з водоцементним відношенням до 0,5;
• приготування бетону на високоактивних і швидкотверднучих портланд-та шлакопортландцементах, на інших в’яжучих, зокрема магнезіальних, що володіють рядом абсолютно унікальних властивостей, у тому числі твердінням при негативних температурах;
• використання добавок-прискорювачів твердіння бетону;
• підігрів води та заповнювачів;
• в окремих випадках збільшення витрати цементу або підвищення марки цементу щодо проектної.

Приготування бетонної суміші

Температура бетонної суміші, що укладається в конструкцію, повинна бути не нижче +5 ° С при штучному прогріві і застосовуються протиморозні добавки до бетону. Бетонну суміш готують на підігрітих складових. Температура суміші повинна бути вище розрахункової, так як необхідно враховувати тепловтрати від моменту приготування до укладання суміші в конструкцію.

При приготуванні бетонної суміші в зимових умовах її температуру підвищують до 35 … 45 ° С шляхом підігріву заповнювачів і води за допомогою парових агрегатів  в обертових барабанах, в установках з продувкою димових газів через шар заповнювача-гарячою водою. Воду підігрівають у бойлерах або водогрійних котлах до 90 ° С. Підігрів цементу забороняється, але його рекомендується зберігати в утепленому приміщенні. Температура приготовленої бетонної суміші при виході з бетонозмішувача виявляється в цьому випадку в межах до +45 ° С.

Підготовка основи, на яку будуть укладати бетонну суміш, полягає в її відігріванні до позитивної температури і збереженні від промерзання. Шар старого або раніше покладеного бетону відігрівають на 30 см і оберігають від промерзання весь той час, який потрібний свіжоукладеному бетону для придбання початковій міцності, яка не може бути нижче критичної.

Опалубку і арматуру до бетонування очищають від снігу та криги. Арматура діаметром 25 мм і більше, жорсткі прокатні профілі і крупні металеві закладні деталі при температурі – 10 ° С і нижче відігрівають до позитивної температури.
Послідовність демонтажу опалубки повинна бути забезпечена  температурою бетонного шару не нижче +5 ° С для уникнення примерзання опалубки до бетону та  пошкодження.

Зведення монолітних залізобетонних конструкцій може бути здійснено з використанням декількох способів зимового бетонування.
Перспективними є комбіновані способи зимового бетонування, наприклад, термос ( більше метод термоса) з використанням в бетоні протиморозних добавок, електропрогрівання ,електрообробки бетонної суміші в тепляках та ін.
Вибір того чи іншого методу залежить від виду і масивності конструкції, складу і необхідної міцності бетону, метеорологічних умов виконання робіт, енергетичної оснащеності будівельної площадки.

Успішність зимового бетонування полягає в безперервності і достатній інтенсивності укладання бетонної суміші з перекриттям раніше укладеного шару без зниження в ньому температури нижче передбаченої, обов’язковим  віброущільненням  покладеної суміші і цілодобової роботи.  Мінімальна температура бетонної суміші, що укладається  в конструкцію повинна бути не нижче +20 ° С.

В даний час значно зросли темпи зведення монолітних будівель. При цьому значно скорочуються строки витримування монолітних конструкцій ( до 1-3 діб) при розпалубійї міцності до 50 … 70% проектної. З’явилися легкі теплоізоляційні матеріали, різноманітні електронагрівачі, гріючі кабелі, проводи, термоопалубки, прилади для визначення температури тверднучого бетону та засоби автоматичного керування режимами витримування конструкцій.

Комп’ютерне програмне забезпечення дозволяє не тільки розраховувати і прогнозувати технологічні параметри, але й здійснювати оптимальне керування технологічними процесами.

Сподобалась стаття? Підпишись на оновлення сайту >>>

З повагою, адмін сайту “Буд-Інфо“