Производство бетонных работ в зимнее время

 

     В процессе бетонирования конструкции регулярно отбирают контрольные образцы, которые хранят в тех же условиях. Зимой кроме трех основных образцов обычно изготовляют шесть дополнительных, три из которых испытывают в тот день, когда температура бетона в конструкции упадет до 1–2°С, остальные три являются запасными и служат для получения дополнительных контрольных данных. В результате испытания в лаборатории контрольных образцов-кубов устанавливают прочность бетона, затем производитель работ вместе с представителем авторского надзора решает вопрос о возможности распалубливания конструкций и их загружения. Нельзя допускать примерзания опалубки к бетону. После распалубливания бетон укрывают (например, брезентом) во избежание его растрескивания. Способ термоса, при котором бетон приобретает прочность не менее 5 МПа, гарантирует высокое качество бетона. Если же способом термоса не удается в установленные сроки получить прочность бетона, достаточную для его распалубливания, то рекомендуется применять бетоны с противоморозными добавками, предварительный электропрогрев смеси перед укладкой ее в опалубку, а также искусственный обогрев бетона электрическим током или паром.

 

     Бетон с противоморозными добавками обладает способностью твердеть при отрицательных температурах. В качестве противоморозных добавок применяют: нитрит натрия (НН); хлорид натрия в сочетании с хлоридом кальция (ХН+ХК); соединения нитрита кальция с мочевиной (НКМ); нитрит натрия в сочетании с хлоридом кальция (НН+ХК); нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК); нитрит-нитрат-хлорид кальция в сочетании с мочевиной (ННХК+М); нитрит кальция в сочетании с мочевиной (НК+М); поташ (П). Наиболее эффективны противоморозные комплексные добавки: смесь нитрита кальция и мочевины в соотношении 3:1 (НКМ) по массе; смесь нитрата и нитрита кальция и мочевины – 1,5:1,5 (ННКМ); смесь нитрита и хлорида кальция – 1:1 (ННХК); смесь нитрата и нитрита кальция, хлорида кальция и мочевины – 0,7:0,75 или 1,5:1 (ННХКМ). Бетонные смеси с этими добавками признаны наиболее технологичными. Работники строительной лаборатории, назначая вид противоморозной добавки, должны учитывать область применения бетонов с химическими добавками, так как для различных конструкций в зависимости от типа армирования и агрессивности среды, в которой будут находиться конструкции при эксплуатации, существуют ограничения по применению того или иного вида добавок. Бетонную смесь с противоморозными добавками можно транспортировать в неутепленной таре. Предельная продолжительность транспортирования и допустимый срок укладки бетонной смеси зависят от ее подвижности, их устанавливают в строительной лаборатории. Бетонную смесь с противоморозными добавками укладывают в конструкции и уплотняют, соблюдая общие правила укладки. Поверхность бетона, не защищенную опалубкой, укрывают во избежание вымораживания влаги. Бетон выдерживают под укрытием до получения распалубочной прочности. В случае когда после укладки бетона температура его стала ниже расчетной, принятой при установлении концентрации водных растворов противоморозных добавок, уложенный бетон утепляют сухими опилками, сухим песком или сочетают выдерживание бетона по способу «термоса» с искусственным обогревом бетона до того момента, пока он не наберет заданной прочности.

 

     При производстве бетонных работ в зимнее время искусственный обогрев бетона осуществляют электротермообработкой, паропрогревом и обогревом теплым воздухом. Электротермообработку бетона выполняют методами электродного прогрева, электрообогрева различными электронагревательными устройствами, индукционным нагревом. В практике зимнего бетонирования наибольшее распространение получил электродный прогрев бетона током напряжением не более 60 В. Прогрев этим способом можно рекомендовать для бетонных конструкций с модулем поверхности 5–20. Режим электропрогрева назначает лаборатория с учетом вида применяемого цемента, массивности конструкций, требуемой прочности бетона и возможности накопления ее за время остывания прогретых конструкций. На время электропрогрева железобетонных конструкций специально выделяют лаборантов, электромонтажников и рабочих, в обязанности которых входят контроль за температурой бетона прогреваемых по заданному режиму конструкций и оформление температурных листов, включение и выключение электрического тока, измерение напряжения в сети, укрытие прогретого бетона утепляющими материалами. В табл. 2. приведены показатели максимально допустимой температуры бетона при электропрогреве по видам цемента. Контролируя электропрогрев, лаборанты следят за тем, чтобы включали ток при температуре бетона не ниже 3–5°С. Температуру бетона конструкций при электропрогреве измеряют в первые 3 ч через каждый час, а в остальное время прогрева – три раза за смену. Лаборант обязан следить, чтобы при прогреве конструкций с Мп < 6 подъем температуры в теле бетона производился с интенсивностью 8°С/ч,, с Мп = 6–10°С/ч, Мп >10, а также в каркасных и тонкостенных конструкциях длиной до 6 м – 15°С/ч. Длительность изотермического прогрева зависит от вида цемента, температуры прогрева и заданной критической прочности бетона.

Таблица 2.

Максимально допустимая температура бетона  
при электропрогреве, °С

Вид цемента	Модуль поверхности  Мп
	До 10	Свыше 10
Шлакопортландцемент и пуццо лановый портландцемент	90	80
Портландцемент	80	70
Быстротвердеющий портландцемент	75	70

 

Примечание. При периферийном электропрогреве конструкций с Мп <5 температура в наружных слоях не должна превышать 40°С.

 

     Температура бетона при электропрогреве должна быть по возможности одинаковой во всех частях конструкции и не отличаться более чем на 15°С по длине и на 10°С по сечению конструкции. В целях обеспечения заданного режима электропрогрева бетона необходимо регулировать напряжение, подводимое к электродам, отключать электроды от сети по окончании подъема температуры, периодически включать и отключать напряжение на электродах. Дежурный лаборант следит за тем, чтобы скорость остывания бетона по окончании электропрогрева была минимальной и не превышала для конструкций с Мп = 10–12°С/ч и Мп = 6–10 – 5°С/ч. Остывание наиболее быстро протекает в первые часы после выключения тока, затем интенсивность остывания постепенно замедляется. Чтобы создать одинаковые условия остывания частей конструкций разной толщины, тонкие элементы, выступающие углы и другие части, которые остывают быстрее основной конструкции, дополнительно утепляют. Опалубку и утепление прогретых конструкций снимают не раньше, чем бетон остынет до температуры 5°С, но прежде, чем опалубка примерзнет к бетону. В целях замедления процесса остывания наружных слоев бетона поверхности конструкций после ее распалубливания укрывают теплоизолирующими материалами, если разность температур бетона и наружного воздуха для конструкций с Мп < 5 составляет 20°С, а для конструкций с Мп > 5 – выше 30°С.

5. Обогрев инфракрасными лучами

Осуществляется за счет передачи бетону тепла в виде лучистой энергии, при этом ускоряется его твердение. В качестве источника инфракрасных лучей используют работающие от общей электросети металлические трубчатые электрические нагреватели (ТЭНы) и стержневые карборундовые излучатели. Инфракрасные излучатели в комплекте с отражателями и поддерживающими устройствами составляют инфракрасную установку. Конструктивно установка представляет собой сферические или трапециедальные отражатели, внутри которых размещаются излучатели с поддерживающими устройствами; оптимальное расстояние между инфракрасной установкой и обогреваемой поверхностью – 1–1,2 м. За счет изменения мощности генераторов инфракрасных лучей и расстояния их от поверхности обогреваемого бетона можно регулировать интенсивность нагрева бетона, температуру изотермического прогрева, а также интенсивность охлаждения бетона к концу тепловой обработки. Обогревать инфракрасными излучателями можно открытые поверхности бетона или сквозь опалубку. Для лучшего поглощения инфракрасного излучения поверхность опалубки покрывают черным матовым лаком. Температура поверхности бетона не должна превышать 80–90°С. Этот метод обогрева бетона целесообразно применять для тонкостенных конструкций, а также при укладке бетона в штрабы, стыки и т. п. Во время прогрева инфракрасными лучами следует тщательно защищать бетон от испарения из него влаги. Чтобы исключить интенсивное испарение влаги из бетона, открытые его поверхности закрывают полиэтиленовой пленкой, пергамином или рубероидом.

6. Индукционный прогрев

Осуществляется за счет энергии переменного магнитного поля, которая преобразуется в арматуре или стальной опалубке в тепловую и передается бетону. Данный способ применяют для прогрева бетона железобетонных каркасных конструкций (колонн, ригелей, балок, прогонов, элементов рамных конструкций, отдельных опор), а также при замоноличивании стыков каркасных конструкций в зимних условиях. При индукционном нагреве по наружной поверхности опалубки элемента, например колонны, укладывают последовательными витками изолированный провод – индуктор. Шаг и число витков провода определяют расчетом, в соответствии с которым изготовляют шаблоны с пазами для укладки витков индуктора. После установки индуктора до начала бетонирования обогревают арматурный каркас или стык для удаления с него наледи. Затем укладывают и уплотняют бетонную смесь. Открытые поверхности конструкции и опалубки после окончания бетонирования необходимо укрыть теплоизоляционным материалом и обустроить скважины для замера температуры, после чего приступить к прогреву. Прекращают его после достижения бетоном расчетной температуры. Температура нагрева не должна превышать расчетную более чем на 5°С. После окончания прогрева нужно следить за скоростью остывания бетона, которая должна быть 5-15°С/ч в зависимости от модуля поверхности прогреваемых конструкций. В строительстве применяется прогрев бетона конструкций в термоактивной опалубке (см. табл. 3.). Термоактивной называют опалубку, состоящую из стальных панелей, смонтированных на них нагревательных элементов и наружной термоизоляции. Для ускорения оборачиваемости термоактивной опалубки ее демонтируют после завершения изотермического прогрева. Остывать бетон оставляют под укрытием из шлаковойлочных одеял, брезента, полиэтиленовой пленки. Контролируется скорость подъема температуры, ее максимальный показатель и скорость охлаждения.

Таблица 3.

Температурные показатели при обогреве конструкций  
в термоактивной опалубке

Показатель	Модуль опалубливаемой поверхности Мп
	менее 4	4-6	6-8	8-10	более 10
Максимальная скорость подъема температуры, °С/ч	5	5	6	8	10
Максимальная скорость охлаждения конструкции, °С/ч	5	5	6	8	8
Максимальная температура пристенного слоя бетона, °С	35	45	55	60	60

 

 

     Следует избегать резкого охлаждения конструкции, которое вызывает большие температурные напряжения в бетоне и его растрескивание. Термоактивную опалубку можно применять для возведения самых разнообразных конструкций при показателях температуры наружного воздуха ниже –20°С. Паропрогрев и воздухообогрев бетона – способы дополнительного прогрева уложенного в конструкции бетона. Применение их требует больших дополнительных затрат и может быть рекомендовано только для тонкостенных конструкций, для которых существует опасность пересушивания бетона при его электропрогреве. При паропрогреве создаются высокие температуры (80–95°С) в сочетании с благоприятными влажностными условиями, значительно ускоряющими твердение бетона. Паропрогрев бетона монолитных конструкций производится в паровых рубашках, в капиллярной опалубке или в паровой бане, или путем пропускания пара по трубам, закладываемым при бетонировании данной конструкции. Во время паропрогрева максимальная температура бетона не должна превышать при применении быстротвердеющего цемента 70°С, портландцемента – 80°С и шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента – 90°С.

 

     Длительность изотермического прогрева назначает (по результатам натурных испытаний) и контролирует строительная лаборатория с учетом вида применяемого цемента, температуры прогрева и требуемой прочности. Остывание конструкций после изотермического прогрева происходит так же, как при электропрогреве. Температуру уложенного бетона при его паропрогреве контролируют в первые 8 ч через каждые 2 ч, в последующие 16 ч – через 4 ч, а в остальное время прогрева и остывания – не реже одного раза в смену. При прогреве бетона теплым воздухом необходимо тщательно следить за тем, чтобы ограждение обогреваемого пространства не пропускало испаряемую из бетона влагу. Если влажность воздуха в обогреваемом пространстве будет недостаточной, конструкцию необходимо обрызгивать водой. Для обеспечения твердения бетона в зимних условиях применяют различные гибкие нагреватели, позволяющие обогревать поверхность бетонирования в скользящей опалубке, отдельные элементы фундаментов, бетонные подготовки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Список использованной литературы

Монтаж строительных конструкций, В.И. Швиденко, Москва 2007г.

Бетонные работы, А.А. Афанасьев, Москва 2008г.

Бетонные и железобетонные работы, И.Г. Совалов, Москва 2008г.

Руководство по контролю качества строительно-монтажных работ, В.М. Никитин, Санкт-Петербург 2009г.

Справочник производителя работ в строительстве, М.Д. Лыпный, Киев 2009г.