Бетонные и каменные работы в зимних условиях

НН 

ХК+ХН 

ХК+НН 

НКМ, НК+М, ННК+ХК ННК+М, 
 

ННХК, ННХК +М 

П  

Железобетонные  конструкции с арматурой диаметром, мм:        

более 5 

+ 

- 

+ 

+ 

+ 

+  

5 и менее 

+ 

- 

+ 

+ 

- 

+  

Конструкции монолитные; стыки, имеющие выпуски арматуры или закладные части:        

без специальной  защиты стали 

+ 

- 

- 

+ 

- 

+  

с металлическими покрытиями 

- 

- 

- 

+ 

- 

-  

с комбинированными покрытиями 

+ 

- 

+ 

+ 

+ 

+  

Железобетонные  конструкции, предназначенные для эксплуатации:        

в воде 

+ 

+ 

+ 

+ 

+ 

+  

в неагрессивной  газовой среде при относительной  влажности воздуха до 60 % 

+ 

+ 

- 

+ 

+ 

+  

в агрессивной  газовой среде 

+ 

- 

- 

+ 

- 

+  
 

Примечание. Знак «--» означает запрещение применения.  Таблица 4. 

Рекомендуемое количество противоморозных добавок, % массы цемента 
 

Добавки 

Расчетная температура  твердения бетона, °С  

0…-5 

-6…-10 

-11…-15 

-16…-20 

-21…-25  

Нитрит натрия  
 
 

- 

-  

Хлорид кальция + хлорид натрия  
 
 
 

-  

Хлорид кальция + нитрит натрия  
 
 
 
 
 

Нитрат кальция + мочевина  
 
 
 

-  

НКМ  
 
 
 

-  

Нитрит-нитрат кальция + мочевина  
 
 
 

-  

Нитрит-нитрат кальция + хлорид кальция  
 
 
 
 
 

ННХК + мочевина  
 
 
 
 
 

Поташ  
 
 
 
 
 
 

1. Над чертой приведено количество добавок при работе на холодных заполнителях с В/Ц менее 0,5 и на подогретых независимо значения В/Ц; под чертой -- при работе на холодных заполнителях с В/Ц более 0,5 и при использовании цементов с содержанием трехкальциевого алюмината 6 % и более.  

2. При температуре  бетона до -5 °С вместо хлорида  натрия можно применять хлорид  кальция в количестве до 3 % массы  цемента. Таблица 5.Ориентировочные  значения прочности бетонов с  противоморозными добавками на  портландцементах 
 
 

Вид добавки 

Расчетная температура  твердения, °С 

Прочность, % R28, при твердении на морозе за период, сут.  

7 

14 

28 

90  

Нитрит натрия -5 

-10 

-15 30 

20 

10 50 

35 

25 70 

55 

35 90 

70 

50  

Хлорид натрия + хлорид кальция -5 

-10-15 
 

-20 35 

2515 
 

10 65 

3525 
 

15 80 

4535 
 

20 100 

7050 
 

40  

Нитрат кальция + мочевина; комплексное соединение (НКМ); нитрит-нитрат кальция + мочевина -5 

-10-15 
 

-20 30 

2015 
 

10 50 

3525 
 

20 70 

5035 
 

30 90 

7060 
 

50  

Нитрат натрия + хлорид кальция; нитрит-нитрат-хлорид кальция; нитрит-нитрат-хлорид кальция + мочевина -5 

-10-15 

-20 

-25 40 

2520 

15 

10 60 

4535 

30 

15 80 

5045 

40 

25 100 

8070 

60 

40  

Мочевина -5 

-10-15 

-20 

-25 50 

3025 

25 

20 65 

5040 

40 

30 75 

7065 

55 

50 100 

9080 

70 

60  
 

Примечания: 1. При использовании быстротвердеющих портландцементов приведенные значения умножают на коэффициент 1,2, а смешанных (шлаковых и пуццолановых) -- на 0,8.  

2. При использовании  NaNO2 в виде жидкого продукта, а  также при сочетании противоморозных  добавок с поверхностно-активными веществами (СДБ, мылонафт) приведенные значения умножают на 0,8. 

Хлорид кальция  и поташ особенно сокращают сроки  схватывания цемента, поэтому во избежание ухудшения удобоукладываемости  смеси их рекомендуется применять  с пластификаторами типа СДБ. 

Процентная концентрация раствора затворения (с учетом влажности  заполнителей) не должна превышать, %: 23 -- для ХН; 31 -- для ХК; 28 -- для НН; 40 -- для П; 10+10 -- для НН+ХК; 9,5 +6,5 -- для  НК+М; 26 -- для НКМ, ННК+М, ННК + ХК, ННХК+М.Соли следует вводить в состав бетона только в виде водных растворов рабочей концентрации. Для повышения скорости растворения солей их дробят, подогревают раствор и перемешивают в лопастных смесителях сжатым воздухом или паром. Растворы, содержащие мочевину, не следует подогревать выше 40 °С. Растворы солей рабочей концентрации не должны иметь осадков нерастворившихся солей. 

Производство  работ с применением метода термоса. Бетон, уложенный в зимних условиях, выдерживают преимущественно методом  термоса, основанным на применении утепленной опалубки с устройством сверху защитного слоя. В качестве защитного слоя применяют толь, камышит, картон, соломит, фанеру, по которым могут быть уложены опилки, шлак, шлаковойлок, стекловата. 

Опалубку утепляют толем, камышитом, соломитом, минеральной ватой. Опалубка может быть двойной, тогда промежутки между её щитами засыпают опилками, шлаком или заполняют минеральной ватой, пенопластом.На продолжительность остывания бетонной смеси большое влияние оказывает модуль поверхности конструкции МП, т. е. отношение размера поверхности охлаждения бетонной конструкции к ее объему: чем меньше модуль поверхности, тем массивнее конструкция и тем медленнее идет охлаждение смеси. Продолжительность остывания бетонной смеси определяют по формуле Б.Г. Скрамтаева: 
 

- удельная теплоемкость  бетона, принимается равной 1,05 кДж/(кг.°С);  - плотность бетона, кг/м3;  - начальная  температура бетонной смеси после  укладки, °С; - температура бетона  к концу остывания (для бетонов  без противоморозных добавок  рекомендуется принимать не менее 5°С); Ц - расход цемента, кг, на 1м3 бетона; Э - тепловыделение цемента за время твердения бетона, кДж/кг; К -коэффициент теплопроводности опалубки и утепления неопалубленных поверхностей, Вт/(м2.°С); - средняя температура бетонной смеси за время остывания, °С (приближенно может быть принята при <4-(+5)/2, при =5...8-/2, при =9…12-/3); - температура наружного воздуха, °С.Наименьшую погрешность приведенная формула дает при = 4...6; при 3>>12 пользоваться формулой не рекомендуется. Укрытие неопалубленных поверхностей должно иметь коэффициент теплоотдачи не ниже, чем опалубка. 

Эффективность применения метода термоса может  быть увеличена введением в смесь  добавок, ускоряющих твердение бетона (см. табл. 5).Производство работ с  применением методов искусственного прогрева. 

 К методам  искусственного прогрева относятся:  предварительный электроразогрев  бетонной смеси, обогрев бетона  инфракрасными лучами, индукционный, паро- и электропрогрев бетона. В  любом случае бетон к моменту  замерзания должен иметь прочность не ниже 50, 40 и 30% от R28 при марках бетона соответственно М150, М200, М300, М400, М500; 70% -для конструкций, подвергающихся по окончании выдерживания замораживанию и оттаиванию; 80% - для преднапряженных конструкций; 100% - при наличии специальных требований. 

Предварительный электроразогрев бетонных смесей производят в специально оборудованных переносных бункера или непосредственно  в кузовах автосамосвалов; если смесь  выгружают непосредственно в  опалубку, -- то с помощью электродов, погружаемых в бетонную смесь.Расстояние между электродами, м, определяют по формуле , где - расстояние между соседними электродами, м; -напряжение на электродах, В (220 или 380 В); - расчетное удельное электрическое сопротивление разогреваемой смеси, Ом.м (определяется с помощью электровискозиметра или может быть принято ориентировочно 8 Ом.м); - удельная мощность, кВт/м3. 

Время разогрева  смеси составляет в среднем 5... 10 мин. Температура разогретой бетонной смеси не должна превышать 80°С. Укладку  смеси ведут в течение 20 мин после ее разогрева. 

Инфракрасный  обогрев применяют для термообработки бетона в тонкостенных конструкциях с большим модулем поверхности (стены, возводимые в скользящей опалубке, плиты, балки), а также монолитных стыков.Источником инфракрасного излучения служат ТЭНы типа НВСЖ или НВС либо стержневые карборундовые излучатели диаметром 6...50 мм, длиной 0,3...1 м. Мощность ТЭНа на 1 м длины колеблется от 0,6 до 1,2 кВт, температура излучающих поверхностей от 300 до 600°С. Инфракрасные излучатели выпускаются на напряжение 127, 220 и 380 В. Карборундовые излучатели имеют мощность до 10 кВт.ч и рабочую температуру 1300...1500°С. 

Твердение бетона происходит в результате его периферийного  обогрева (рис. 5.1). Оптимальное расстояние между излучателями и обогреваемой поверхностью 1...1,2 м.Обогревать можно как открытые поверхности бетона, так и через опалубку. Для лучшего поглощения инфракрасного излучения поверхность опалубки покрывают черным матовым лаком. Открытые поверхности бетона во избежание пересушивания закрывают полимерной пленкой, пергамином или рубероидом. Температура на поверхности бетона не должна превышать 80...90°С.