БОЇТЬСЯ ЧИ БЕТОН МОРОЗА?
Так, свіжоукладеному бетону мороз небезпечний. І, перш за все через вплив низьких температур на процеси схоплювання і твердіння цементів. Бетон дуже чутливий до холоду. Це позначається насамперед на часі схоплювання і швидкості твердіння. Так, наприклад, при зниженні температури з 20 до 5? З схоплювання бетону уповільнюється в 2 - 5 разів. Але особливо різко проявляється це уповільнення при подальшому зниженні температури - до 0? С. Однак якщо відновити нормальну температуру витримування, то тверднення знову приймає звичайні темпи. А якщо температура бетону опуститься до 0? З? Твердіння припиняється повністю. Це пояснюється тим, що при замерзанні бетону міститься в ньому вільна вода замерзає, а освіту цементного каменю сповільнюється. Отже, припиняється і тверднення бетону. Замерзаючи в бетоні, вода збільшується в обсязі на 9%.
В результаті цього в порах бетону розвивається великий тиск, який викликає руйнування структури ще не затверділого бетону. Що зібралися на поверхні зерен крупного заповнювача вода при замерзанні утворює тонку крижану плівку, яка відокремлює поверхню заповнювача від зіткнення з цементним тестом. В результаті погіршується монолітність бетону. Якщо заморозити бетон в ранньому віці, то лід зруйнує багато кристалики цементного клею. Якщо зачиннення бетону було проведено до заморожування, а тверднення бетону ще не почалося, то воно не почнеться і після замерзання. Але якщо твердіння почалося, то воно припиняється, поки вільна вода в бетоні буде залишатися у вигляді льоду. При відтаванні бетону замерзла вільна вода перетворюється в рідину, і тверднення бетону поновлюється. У ньому відбуваються ті ж процеси, що і до замерзання, але вже при зміненій структурі. Ці зміни в структурі бетону зменшують його міцність і зчеплення бетону з арматурою. Кінцева міцність бетону буде тим нижче, ніж раніше бетон піддався заморожуванню.
Найбільш небезпечне замерзання бетону в період схоплювання цементу. Для бетону також шкідливо і багаторазове замерзання і відтавання його в початковий період твердіння (відлиги і заморозки).
Зимове бетонування?
Так, і це доводять роботи російських вчених С. А. Миронова В. П. Сизова і І. Г. Совалова, які розробили і впровадили в практику теорію і способи зимового бетонування.
Йдеться про створення нормальних умов тверднення бетону взимку. Це означає, що протягом терміну, який визначається досягненням заданої міцності бетону, потрібно підтримувати необхідну температуру і вологість, використовуючи для цього внутрішнє тепло бетону або додатково обігрівати твердне бетон.
Як завжди, все починається з бетонної суміші, приготування якої в зимових умовах є дуже відповідальною операцією. В першу чергу потрібно ретельно перевірити якість і стан сировинних матеріалів. Так, наприклад, пісок, щебінь та гравій не повинні бути забруднені і змішані зі снігом і льодом. Тому їх складують на сухих піднесених місцях, під навісами або в закритих приміщеннях. Звичайно, не можна допускати, щоб при зберіганні цементу в нього потрапляв сніг.
Готувати бетонну суміш треба в приміщеннях, що обігріваються. Внутрішній запас тепла в бетонної суміші створюють, підігріваючи її складові. Нагрівання заповнювачів може бути одноступінчастим, коли одночасно матеріали розморожують і підігрівають, і двоступінчастим, коли на одних установках заповнювачі попередньо розморожують, а на інших - підігрівають до розрахункової температури (40 ° С). Одночасно в резервуарах паром нагрівають воду до заданої температури - від 30 до 80? С. Цемент і тонкомолоті добавки підігрівати забороняється. Що стосується арматури, то вона повинна бути очищена від снігу і льоду і розігріта гарячою водою або парою. Температура складових бетонної суміші в момент завантаження в бетономішалку повинна бути такою, щоб забезпечити задану температуру бетонної суміші при виході з бетономішалки і укладання в форму - не менше 5? С.
Отже, бетонна суміш готова. Але її потрібно транспортувати до місця укладання з мінімальними тепловтратами. Втрати тепла при самій перевезення бетонної суміші менше, ніж при перевантажувальних операціях. Тому в зимовий час її доставляють на місце укладання без перевантаження. При цьому треба стежити, щоб транспортна тара була утеплена і обігрівалась. Якщо бетонна суміш транспортується в кузові автосамосвала, то кузов вкривають брезентом або обігрівають відпрацьованими газами. Це дозволяє створити над бетонною сумішшю теплову завісу. При транспортуванні бетонної суміші в цебрах і бункерах їх накривають дерев'яними утепленими кришками; зовні утеплюють повстю і потім обшивають фанерою. При насосному транспорті бетону утеплюють як приміщення, де встановлені бетононасоси, так і бетоноотводи.
БЕТОН ВКЛАДАЮТЬ НА МІСЦЕ
На місці бетонну суміш укладають в опалубку з дерев'яних і металевих щитів, в відповідну форму майбутньої конструкції. В опалубку встановлюють сталевий каркас - арматуру.
Укладати бетонну суміш на місце бажано якомога швидше і без перерв. Ми знаємо, що твердіння бетону залежить від хімічних реакцій цементу з водою. А основну роль в цьому гратимуть тепло і вода! Тому в зимовий час при низьких температурах опалубку утеплюють, а відразу ж після закінчення бетонування щитами і матами утеплюють і верхню, відкриту поверхню бетону. Ми вже говорили, що в Росії розроблені і впроваджені в практику способи зимового бетонування. Найбільш ефективними з них є способи термоса, електронагріву і паропрогрева.
За способом термоса бетон твердне під «шубою» - шаром теплоізоляційних матеріалів (шлаку, тирси, комишиту і ін.). Ці матеріали погано проводять тепло. Тому бетонна суміш майже не втрачає тепла, яке воно отримала при виготовленні. Крім того, при твердінні цемент так само виділяє тепло. У багатьох випадках кількість тепла виявляється достатнім, щоб під час охолодження бетон придбав необхідну міцність. Ця міцність дозволяє распалублівать, конструкцію, вже не боячись заморожування. У цьому випадку після відтавання бетон не зруйнується. Спосіб термоса є найбільш економічним і простим. Для його реалізації не потрібно спеціального устаткування. Але цей метод можна застосовувати тільки при бетонуванні масивних конструкцій, так як тонкостінні конструкції дуже швидко остигають.
Якщо у встановлені терміни способом термоса можна досягти необхідної міцності бетону, рекомендується застосовувати штучний обігрів бетону електричним струмом або парою. Електронагрів полягає в тому, що свіжоукладений бетон вводять металеві електроди, через які пропускають електричний струм. Електричний опір свіжоприготованого бетону, покладеного в опалубку, збільшується в міру затвердіння бетону. Електричний струм, що протікає по бетону, буде викликати його прогрівання і твердіння: чим більше буде опір, тим вище буде напруга струму. Температура бетону повинна бути не вище 60 С. При виготовленні залізобетонних конструкцій в якості електродів використовують арматуру.
Спосіб паропрогрева полягає в наступному. В опалубці з внутрішньої сторони вирізають канали та через них пропускають пар. Можна так само виготовити подвійну опалубку і вводити пар в проміжку між її стінками. Іноді пар пропускають по трубах, укладених усередині бетону. Нагрівати бетон до 50 - 80? С. Завдяки високим температурам, які створюються при паропрогреве бетону, і при сприятливих вологісних умовах твердіння бетону значно прискорюється: наприклад, через дві доби можна отримати таку міцність, яка досягає бетон після семисуточного твердіння в нормальних умовах. Паропрогрев бетону вимагає великих додаткових витрат. Це його недолік. Спосіб паропрогрева рекомендується для тонкостінних конструкцій.