Досить суворий клімат в Росії і країнах ближнього зарубіжжя, і тривалий період холодної пори року, негативно впливає на процес набору міцності і твердіння бетону. Для укладання бетону в зимовий час припадає додатково створювати спеціальну теплу і зволожену середу навколо бетону, для забезпечення надійності і збереження всіх міцності споруди, що зводиться в зимовий час.
Завжди слід пам'ятати, що для високоякісних робіт при мінусовій температурі, необхідно дотримуватися різні вимоги.
Вода, яка міститься в бетонної суміші, в зимовий час при низьких температурах замерзає, утворюючи крижинки, які знаходяться всередині бетону, за обсягом більше, ніж обсяг води, з якої утворився цей лід. Дані крижинки всередині бетону формують порожнечі, поява яких призводить до значної втрати міцності бетону. Так само дуже сильно позначається на втраті міцності бетону, якщо бетон замерзає на самому початку схоплювання цементу, що міститься в бетонної суміші.
Бетон в зимовий час
Значний внесок привнесли в створення вчені спільно з інженерами ще в СРСР, були створені дуже ефективні технології укладання бетону взимку, які забезпечують можливість працювати з бетоном на протязі всього року, в тому числі і в зимовий період, коли температура опускається нижче 0º.
Популярний спосіб укладання бетону використовується завжди раніше, полягав в необхідності підігріву компонентів входять до складу бетону і підтримання їх постійної температури, так само підігрівати бетон який був залитий, до того моменту, поки він не набере необхідної міцності.
За рахунок постійної цілорічної необхідності проведення робіт з бетоном, були створені нові методи, що дозволяють проводити всі роботи з бетоном при низьких температурах в зимовий час, без необхідності підігріву компонентів входять до складу бетону і без необхідності підігріву самої бетонної суміші.
Створення «термоса» - утеплення бетону
Досить простий спосіб зробити відповідні умови для набору міцності бетоном в зимовий час, - це створення так званого «термоса», яким ізолюється зводиться конструкція від навколишнього середовища, що дозволяє забезпечувати теплий мікроклімат в перебігу тривалого часу, так необхідний для того щоб бетон набрав свою міцність. Дана технологія була створена майже 50 років тому нашим вченим проф. І. А. Кирієнко. Технологія збереження тепла, дуже схожа на принцип термоса. Тепло, яке виділяє цемент при його твердінні і наборі міцності, відмінно розігріває всю конструкцію усередині, що дозволяє використовувати такий спосіб для бетонування в зимовий час споруд, які мають невелику поверхню, щодо свого обсягу.
Для того що б забезпечити більш швидке твердіння бетону, в нього додаються спеціальні добавки (прискорювач), або використовують електричний струм, прогрів гарячою парою і повітрям.
Додатковий підігрів бетонної суміші
Для конструкцій мають менші розміри використовується додатковий обігрів створюваний штучно, за допомогою використання дерев'яних тепляків, прогріву гарячою парою, для якого споруджується спеціальний кожух навколо всієї опалубки, всередину якого і подається пар, існують так само способи, що дозволяють підігрівати конструкцію за допомогою струму.
Морозостійкі добавки в бетон
При виконанні бетонних робіт в зимовий час, широке поширення отримав ще один, вже став дуже популярним спосіб. Він заснований на додаванні в бетонну суміш, спеціальних морозостійких добавок. солей, які здатні знизити температуру замерзання бетону, а так само значно прискорюють процес тверднення і набуття міцності бетоном. Солі додаються до бетонної суміші, як правило хлористі солі, це або хлористий натрій або хлористий кальцій. Цей спосіб добре зарекомендував себе при зведенні будь-яких відповідальних об'єктів, при заморозках і слабких морозах, без використання додаткового обігріву бетону.
Якщо ж зводиться конструкція є менш відповідальною, то можна використовувати більшу кількість солі, і виконувати роботи до -20ºC, без використання способів обігріву бетону.
Міцність бетону без протиморозних добавок
При використанні бетону при зведенні монолітних конструкцій з не напруженої арматурою, без протиморозних добавок норми СНиП 111-1-76 вимагають забезпечити набір міцності бетону до моменту замерзання не менш ніж ...%:
- 50% при використанні марки бетону М150
- 40% при використанні марки бетону М200 і М300
- 30% при використанні марок бетону М400 і М500
Так само при будівництві об'єкта, який по завершенню будівництва буде схильний до впливу негативної температури (заморожування) і подальшого впливу температури вище 0º (відтавання), міцність бетону повинна бути не менше 70%, для будь-якої марки бетону. для заливки бетоном конструкції попередньо напруженою - 80%, а при будівництві конструкції, яка буде піддана відразу ж після зведення впливу води під розрахунковим тиском, з певними марками морозостійкості бетону F і водонепроникності бетону W -бетон повинен набрати 100% розрахункової міцності.
Міцність бетону з противоморозні добавками
Противоморозні добавки додаються в бетон з урахуванням температури повітря навколишнього середовища, в якій доведеться працювати з бетоном. Міцність такого бетону до моменту охолодження до розрахункової температури (відповідно до кількості добавок), повинна становити в ...%:
- 30% -при використанні бетону марок до М200 включно
- 25% - при використанні бетонів марок М300 і М400
Бетони вище зазначених марок, набравши міцність 30% і 25% можуть бути заморожені, але після відтавання бетонні конструкції повинні добирати залишилася міцність до 100% в умовах, які забезпечать набір цієї проектної міцності, до того як навантажувати ці конструкції навантаженням.
Набір міцності бетону, забезпечується правильною підготовкою бетону при його приготування, а так само при захисті конструкцій після бетонування, від впливу контакту з вітром і мінусовою температурою.
Приготування бетону в зимовий час
Взимку бетон готується в приміщеннях, що обігріваються заводів виробників, з лаборантами, які і виробляють все проміжні перевірки і випробування бетону на міцність, а так само контролюють температуру всіх компонентів що входять до складу бетонної суміші і температуру самої бетонної суміші. Ці ж співробітники і контролюють процес додавання добавок в бетон.
Важливим моментом є зберігання всіх компонентів що входять до складу бетону. Взимку зберігання стає складніше, тому що у багатьох виробників заповнювач (гравій, щебінь і пісок) зберігається на вулиці, його потрібно захищати від снігу. Склади цементу, повинні бути надійно захищені від впливу атмосфери і опалювальними.
Заповнювач перед добавкою в бетонозмішувач обов'язково розпушується і підігрівається, для того що б температура отриманого бетонної суміші виходить з бетонозмішувача повинна бути в межах допустимих норм, вода так само повинна бути теплою.
Бетон в зимовий час. і його укладання проводиться з запасом тепла, який витрачається при доставці бетону до місця його безпосереднього використання та в процесі укладання бетону до початку обігріву конструкції, якщо буде використовуватися спосіб «термос», то тепло повинно зберігатися протягом всього часу витримки бетону до набору необхідної міцності .
Бетонна суміш залита в опалубку, повинна мати температуру на початку витримування або її підігріву не менш ніж розрахункова, при використанні «термоса.
При виробництві бетонної суміші призначеної для проведення робіт в зимовий час, температура води і заповнювача при подачі їх в бетонозмішувач, і температура отриманої бетонної суміші встановлюється за допомогою розрахунків, враховуючи всі втрати тепла в процесі змішування всіх компонентів, транспортування і заливання бетону в конструкцію.
Приготування бетону ведеться під контролем лаборанта, він і встановлює необхідну температуру, а так само контролює температуру всіх компонентів бетону і температуру бетону при виході з бетонозмішувача. Якщо раптом потрібно змінити підігрів, то він дає відповідні вказівки.
Використання гарячої води може призвести до «запарювання» цементу, для уникнення цього повинна контролюватися черговість завантаження компонентів в бетонозмішувач: щебінь разом з водою одночасно подаються в бетонозмішувач, і тільки щодо заповнення бетонозмішувача половиною всієї необхідної води, додаються цемент і пісок.
Тривалість перемішування бетону потрібно збільшувати більше як мінімум на 25% якщо порівнювати з тривалістю перемішування влітку (за умови що використовується тільки підігріта вода), якщо ж все компоненти були підігріті, то тривалість перемішування можна не збільшувати зовсім.