CC BY
69
УДК 693.54
Б.А. Усов, к.т.н., доцент, ст. научн. сотрудник
БЕТОНИРОВАНИЕ МОНОЛИТНЫХ
КОНСТРУКЦИИ ИЗ ЛИТЫХ СМЕСЕЙ
В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ
Благодаря опережающего роста потребности в сооружениях различного назначения в России востребовано — возведение монолитных сооружений. При этом бетон и железобетон остаются основными материалами жилищно-культурного, промышленного, энергетического, дорожно-транспортного, сельскохозяйственного и др. видов строительства.
Ключевые слова: монолитные сооружения, железобетон.
Due to faster growth in the constructions of various purpose Russia needs demand -construction of monolithic structures. At the same time concrete and reinforced concrete are the main materials of housing, cultural, industrial, of the energy, road transport, agriculture and others. Kinds of construction.
Keywords: monolithic construction, concrete.
Современное строительство уже определенной прочности или искус-немыслимо без использования в те- ственно понизить температуру за-чение круглого года рабочих и инже- мерзания жидкой фазы, затворяя нерно-технических кадров, сложных бетонную смесь не водой, а раство-
машин и механизмов.
рами некоторых соединении опреде-
Этому способствовали обстоятель- ленных концентрации.
ные научно-исследовательские рабо- Для воды и других жидкостей,
ты в НИИЖБ, ЦНИИОМТП, ЦНИ- характерно отсутствие упорядочен-
ИСК, ВНИИГ и др. ного расположения молекул, своИ-
Автору удалось изучить усло- ственного большинству твердых
вия бетонировния и твердения кон- тел, например, льду. Но имеется
струкции перекрытия при отрицательно температуре.
« ближний» молекул -
порядок расположения т.е. на каких-то участ-
В зимних условиях с понижени- ках и на какое-то время несколь-
ем температуры замедляется, а при ко соседних молекул располагают-
замерзании жидкоИ фазы, - полно- ся подобно положению в структуре
стью прекращается твердение бето- льда. Чем ниже температура, тем
на. Поэтому необходимо сохранить больше в воде «участков льда» и
в период твердения положительную тем больше продолжительность их
температуру бетона до набора им «жизни».
При температурах 0°С и ниже энергия движения молекул воды уменьшается настолько, что подавляющее большинство из них занимают фиксированное положение в пространстве, образуя лед.
Переходу воды в лед при 0°С и ниже препятствуют растворенные в ней различные химические соединения. Однако при растворении какого-либо вещества происходит не простое распределение его частиц (молекул или ионов) по всему объему воды, а непосредственное их химическое взаимодействие с водой. В результате образуются сольваты -более или мелее прочные соединения частиц растворенного вещества с молекулами воды, например, ионов натрия (Ма+) и хлора (С1-) при растворении хлористого натрия.
Поскольку для разрушения соль-ватов необходимо затратить какую-то энергию, то свойства водных растворов в большей или меньшей степени отличаются от свойств чистой воды. Например, чтобы превратить воду из раствора в лед, необходимо затратить энергию не только на замедление движения молекул воды, но и на разрушение сольватов. Этим и объясняется, что раствор замерзает при температуре ниже 0°С.
Количество связываемых с каждой частицей молекул воды, т.е. состав сольватов, и сила связи зависят от свойств растворенного вещества,
главным образом, от электрических свойств частиц и их размеров, а также от содержания их в единице объема воды, т.е. от концентрации. Поскольку с увеличением концентрации частиц в водном растворе возрастает количество связанной воды, то понижается и температура замерзания раствора. Но при этом и уменьшается количество «свободных» молекул воды, способных к взаимодействию с минералами цемента.
Образуя сольваты, вода по мере охлаждения замерзает в химических растворах постепенно. И полностью -в эвтектической точке, которая для раствора конкретного соединения постоянна и не зависит от его исходной концентрации.
Для наглядности на рис. 1 приведена диаграмма состояния водных растворов хлористого натрия при температурах ниже 0о С.
Рис. 1. Диаграмма состояния водных растворов хлористого натрия при температурах ниже ОС
Лед в растворах с концентраци- понизится, но и понизится актив-
еИ менее 23,3% образуется, когда его ность входящих в его состав моле-
температура достигнет точки, рас- кул воды;
положенной на кривоИ ОА. В этот - из растворов высоких концен-
момент из раствора в виде льда трациИ может выпасть осадок рас-
выделится лишь часть воды, а кон- творенного в воде соединения до за-
центрация раствора повысится. При мерзания раствора.
дальнеИшем охлаждении раствора
Известно большое количество не-
из него постепенно будет выкристал- органических и органических соеди-
лизовываться лед, а концентрация нениИ, понижающих температуру
раствора будет изменяться по кри- замерзания воды. Однако способ-
воИ ОА. И только при достижении ность химического соединения пони-
эвтектическоИ точки А, когда кон- жать температуру замерзания воды
центрация раствора составит 23,3%, является необходимым, но еще не
оставшаяся в нём вода полностью достаточным условием для приме-
переИдет в твёрдую фазу, образуя нения его в качестве противомороз-
лед и ЫаС1-2Н2О. В процессе охла- ноИ добавки. Например, хлорное же-
жения растворов с концентрациеИ лезо и нитрат кальция практически
более 23,3% концентрация их, наобо- не ускоряют твердение бетона даже
рот, уменьшается за счет выпадения при столь небольшоИ отрицательноИ
кристаллов ЫаС1-2Н2О. Концентрация температуре как -5оС, хотя и созда-
будет изменяться по кривоИ ВА, пол- ют незамерзающую жидкую фазу.
ное замерзание раствора произоИдет
Объясняется это тем, что интен-
также в точке А с образованием льда сивность твердения бетона с проти-
и кристаллов. воморозными добавками зависит от
Из приведенного механизма замо- количества молекул воды и силы
раживания водных растворов важно их связи с ионами или молекулами
следующее:
вводимых соединениИ и их участи-
- чем больше концентрация раство- ем в процессе гидратации. Послед-
ра, тем меньше в нем содержится «сво- нее приобретает решающее значение
бодных» молекул воды и тем меньше при низких отрицательных темпера-
возможность их взаимодеИствия с ми- турах, когда в результате введения
нералами портландцемента;
большого количества добавки и пере- при повышении концентрации хода её большеИ части в сольватное раствора, например, за счет связы- состояние, количество «свободных» вания воды при гидратации цемента, молекул для гидратации незамер-температура замерзания раствора зающего раствора воды («полез-
ной» для гидратации цемента) резко уменьшается.
Применение того или иного соединения как противоморозной добавки, помимо получения бетона с требуемыми свойствами, определяется его дефицитностью и стоимостью. Наиболее полно этим требованиям в настоящее время отвечают такие соединения как хлористый натрий, хлористый кальций, поташ и нитрит натрия, хотя последние являются дефицитными продуктами.
Поскольку ход процессов гидратации цемента и свойства гидратных фаз определяют, в основном, свойства бетонной смеси и затвердевшего бетона, достигаемые от введения добавок, то они - определяют границы и область применения конкретных способов зимнего бетонирования с каждой из добавок. Поэтому представляет несомненный интерес рассмотреть применимость и назначение последних при возведении различных сооружений.
Бетоны с противоморозными добавками (без обогрева - наиболее экономичные по себестоимости) обеспечивают требуемый набор критической прочности, исключая опасность замораживания. Однако для достижения проектной прочности при отрицательной температуре им необходим продолжительный период времени. Для ускорения получения этой прочности желательно последующее выдержива-
ние конструкций при положительной температуре (до 28 суток). Эти бетоны успешно применяют для заделки стыков сборных конструкций,при бетонировании фундаментов и массивных конструкций, для твердения которых вполне благоприятны естественное тепло земельного грунта и тепловыделение от гидратации цемента большого массива бетона.
Метод термоса, применяемый при температурах твердения, близких к 0°С, и заключающийся в защите бетона «тепло-одеждой», весьма чувствителен к изменениям погодных условий (температуре и скорости ветра) [4]. Интересными здесь являются данные сотрудников С.А. Миронова по образованию льдистости в цементном тесте при температуре -1^(-2)°С. При -2оС в све-жеотформованном бетоне вода некоторое время находится в переохлаждённом состоянии; при -1оС в жидкой фазе ее находится еще около 80%.
Рис. 2. Изменение льдистости цементного теста 1 - в свежеизго-товленном состоянии; 2 - в суточном возрасте
Результаты определения льди-стости (рис. 2) в свеже затворенном цементном тесте и в образцах того же состава после предварительного выдерживания в течение 24ч в нормальных условиях показывают, что в образцах, замороженных сразу, большая часть воды перешла в лед при температуре до -2оС, а у замороженных через 24 ч нормального твердения - при температуре -5°С. Причём интенсивное льдообразование происходит от замораживания механически и физически связанноИ воды в порах радиусом более 0,1мк. При температурах -10 и -38°С количество льда возрастает незначительно, включая его образования в капиллярах менее 0,1 мк. Таким образом, при незначительных отрицательных температурах в бетоне без добавок возможно образование льда, количество которого определяет время до начала замораживания, или, иначе, степень гидратации цемента и водоцементное отношение.
Из вышеизложенного следует, что бетонные работы при понижении среднесуточноИ температуры наружного воздуха ниже 5°С и мини-мальноИ суточноИ - ниже 0° С могут надёжно выполняться методами зимнего бетонирования с благоприятными тепловлажностными условиями твердения бетона до момента приобретения им прочности, достаточ-ноИ для распалубки и частичноИ или
и Л _
полноИ загрузки конструкциИ. А при получении бетона даже уже с классом по морозостоИкости Г50 или водонепроницаемости W4-W6 и выше должны быть обепечены условия подогрева его компонентов ещё до перемешивания, положительная температура при укладке в опалубку и защита от мороза «тепло-одеждами» или дополнительным обогревом электричеством, паром или теплым воздухом.
Но сегодня, в связи с необходимостью скореИшего освоения инвестициИ и ускорения ввода в эксплуатацию жилых домов и объектов инфраструктуры, особенно, современных высокоэтажных зданиИ и каркасных конструкциИ, для ускорения сроков твердения бетона в условиях отрицательных температур уже необходим прогрев, сравнимыИ по длительности и скорости завершения с тепловоИ обработкоИ бетона на заводах ЖБИ.
Требованиям скоростного строительства отвечает электропрогрев или обогрев бетона.
Обогрев изолированными греющими проводами, закрепленными непосредственно на арматурном каркасе конструкции, оказался более привлекательным для строителеИ.
Выделение всего тепла происходит непосредственно в массе бетона. Равномерность прогрева бетона достигается установкоИ «струн» грею-
щего провода с необходимым шагом друг от друга для создания объёмного теплового поля. Поэтому греющий провод, как внутренний источник тепла, является своего рода внутренним теплогенератором. Что делает этот метод наиболее предпочтительным по сравнению с обогревом бетона внешними источниками тепла. Для обеспечения надлежащего электрического сопротивления желателен провод в виде стальной жилы. Однако такой провод плохо загибать на каркасе и вместо него применяют тонкий изолированный провод.
Указанный метод, как утверждают авторы «Руководства по прогреву бетона в монолитных конструкциях» может применяться для прогрева бетона любых конструкций, независимо от их насыщенности арматурой и конфигурации. К сожалению, провод, помещенный в бетон, остается в нем навсегда, т.е. является нагревателем одноразового применения.
К электрическим параметрам процесса обогрева относятся: напряжение в сети, сила тока, выделяемая электрическая мощность.
Основололагающими параметрами электроообогрева считаются: скорость, температура, продолжительность прогрева, прочность бетона к окончанию тепловой обработки и скорость его остывания.
Технологическими факторами для бетона остаются: минералогиче-
ский состав, марка портландцемента, В/Ц бетона, вид химических добавок и подвижность бетонной смеси.
При использовании температур, близких к пропариванию, принимаются во внимание режимы прогрева с последовательностью стадий: предварительное выдерживание ^ подъём температуры ^ изотермический прогрев ^ остывание.
Согласно положений, установленных ещё нашими учеными Л.А. Ма-лининой, Б.А. Крыловым, С.А. Мироновым, при интенсивном нагреве бетона происходит его быстрое расширение, нарушающее достигнутую им при укладке структуру и тем ухудшающее конечные свойства. В результате бетон затвердевает в расширившемся состоянии. Прочность его снижается, увеличивается пористость, проницаемость, уменьшаются морозостойкость и долговечность. Поэтому принимаемая скорость разогрева должна исключать эти явления.
Применительно к бетонированию монолитных конструкций многоэтажных зданий в зимних условиях с получением заданной инженерной формы конструкции, степени шероховатости поверхности (требуемой коллоидации цементного клея) и свойств по прочности для завода - изготовителя (смеси) материалоо-бразующими технологическими факторами - являются:
- «сохраняемость» у бетонноИ смеси реологических характеристик и криоскопических своИств после доставки (особенно длительноИ) к моменту бетонирования;
- оптимальная температура при укладке и потенциальная способность смеси к дальнеИшему интенсивному твердению.
В условиях строительства на твердение бетонируемых фрагментов решающее значение оказывают:
а) условия формования, слагающиеся из:
-«равновесных» партиИ доставки по «массивности» единовременно бетонируемого фрагмента («захватки») и его (размеров в виде) - модуля поверхности, характеризующих с одноИ стороны теплосодержание и потенциал тепловыделения бетона, а с другоИ - степень опасности деформативности поверхности (роста поверхностных напряжениИ) и разрыва внутренних связеИ в бетоне от неравномерного структурообразующего эффекта, инициируемого при твердении литоИ бетонноИ смеси её неоднородностью по сечению фрагмента по причине седиментации крупного заполнителя, воды под ним и различноИ степени связи «макробъёмов» бетона, неизбежно получаемых от разделения бетонного массива, как правило, «металло-насыщенным» арматурным каркасом и здесь так же седиментации воды
под горизонтально-расположенными стержнями или формования участков из смеси того же состава, но с изменившеИся подвижностью;
- способа оптимальноИ укладки, слагаемого из «равновесных» условиИ, к выбору - показателя подвижности смеси, технологии её подачи через бетоновод, высоты свободного падения из кюбеля, не вызывающего эффекта Тора (отскока, волны от опалубки), и приёмов низкочастного «массоуплотняющего» воздеИствия:
б) теплопотери смеси в арматур-ныИ каркас и в «старыИ» бетона через поверхность контакта с ними при их пониженноИ температуре;
в) условия ухода, включающие состояние готовности и термосопротивление опалубки, а для горизонтальных элементов - наличие эффективноИ «влаго-теплозащиты» открытоИ поверхности бетона от испарения и охлаждения;
г) обогревныИ режим - с внутрен-неИ генерациеИ тепла, «равновесно» направляемого ко всем поверхностям и геометрическим формам забетонированного элемента.
Под термином «равновесность» автор имеют в виду четко повторяемую взаимосвязь условиИ для выполнения объемов укладываемого бетона, единовременного потребного для этого количества приготавливаемоИ бетонноИ смеси, ее транспортирования, порционноИ укладки в опалубку
и осуществления режима прогрева с доступностью тепла ко всем геометрическим формам железобетона. Все они должны быть последовательно непрерывны, идентичны и главное -технически контролируемы на протяжении всего технологического цикла.
В стеновых конструкциях формование литых смесей от расклинивающего эффекта густоармированных вертикальных каркасов незбежно сопровождается склонностью к повышенному расслоению, усугубляемому в нижней части бетонируемых фрагментов воздействием глубинных вибраторов, способствуя тем разному отвердеванию верхней и нижней части фрагмента, и приводя этим возникновению изгибных деформаций, усиливаемых ещё непосрественно в послераспалубочный период скоростью ветра и другими сложными погодными воздействиями. Последнее обстоятельство заставляет строителей каждый раз производит геодезическую сверку координат возводимого сооружения на возможность отклонения конструкций забетонированного предыдущего этажа от вертикали.
Особого внимания заслуживает режим обогрева монолитных конструкций.
При уплотнении бетона формируется начальная капиллярно-пористая структура. На поверхности бетона у капилляров за счёт массо-
обмена с окружающей средой образуются мениски и возникает обжимающее отрицательное давление, вызывающее усадку бетона. Она значительна в период предварительной выдержки (порядка 2-4 ч) и превышает усадку зрелого бетона. Чтобы включить в механизм формирования прочности работу отрицательного давления требуется испарить механически связанную часть воды затворения. При пропаривании или точнее при внешнем теплопрогреве этого возможно добиться чередованием значений влажности среды теплоносителя..
Однако при наличии генератора тепла изнутри бетона в виде греющего провода происходит противоположная картина - тепловое поле зарождается в самом бетоне. При этом всё начинается с границы «провод-бетон» и почти при мгновенном нагреве провода до 80-100оС, когда появляется паровоздушная смесь. Увеличиваясь в объеме она приобретает повышенное давление и, стремясь испариться, сначала разрыхляет структуру свежеуложенного бетона, а затем с ростом температуры в совокупности с действием поверхностного эффекта, образующего токи Фуко, повышает теплопередачу и ускоряет твердение бетона в околопроводном пространстве.
Поскольку провода за исключением концевых выводов замоноличены
в бетоне, то изменение структурно-механических своИств бетона около их поверхности возможно установить лишь косвенно, скорее визуально - по состоянию околоконцевого слоя после окончания обогрева.
Для полосовых электродов многоразового пользования при прогреве рядом исследователеИ установлено явление налипания цементноИ смеси. Поэтому возможно полагать, что греющиИ провод скорее всего также покрывается своего рода «прочноИ камневидноИ шубоИ» - по существу теплоизоляциеИ, ослабляющеИ даль-неИшую теплопередачу.
Однако нельзя забывать, что гре-ющиИ провод закреплен на стальноИ арматуре - наиболее теплоёмком после воды материале, которыИ, поглощая тепло прежде всего на себя, становится тоже регулятором прогрева всего железобетонного элемента, то есть своего рода температурным полем. В производстве сборного железобетона регулятором температурного поля является сама форма и теплопередача к бетону со всех сторон изделия выравнивается [1, 3].
Указанные обстоятельства, благодаря образованию постоянно обрастающего цементно-бетонного каркаса из шубы на греющем проводе и арматуре и главное - неравномерности деформациИ по объёму бетонного элемента создают растягиващиИ эффект в малоармированных зонах,
создавая неплотности и приводя в целом к недобору прочности бетонируемого элемента. Воспрепятствовать упрочнению «шубы» очевидно возможно понижением интенсивности теплопередачи между проводом, арматуроИ и бетоном. Например, путём временного отключения электропитания или воздеИствием иных электрофизических явлениИ, задерживающих теплоотдачу от греющего провода и спосоствующих периодическому «успокоению» интенсивно-разогреваемоИ приконтактноИ зоны бетона около греющего провода, металла арматуры и тем выравниванию скорости гидратации по объему забетонированного элемента.
То есть режим обогрева принять периодическим, либо оставить скорость нагрева минимальноИ. Или по аналогии с «вибровоздеИствием» -понизить частоту подачи порциИ тепла, но сохранив его непрерывность путём увеличения длительности его подвода в виде градусочасов. С периодичностью включения автору удалось познакомиться в Финляндии, где отключение электроэнергии для прогрева осуществлялось в дневное время суток или при необходимости поддерживалась температура не выше 20оС. Финские технологи положительно отзывались о пользе периодического отключения при условии укрытия бетона поролоновым одеялом и сохранении температуры около 20оС.
Исследованиям изменениИ макроструктуры бетона непосредственно в фактических фрагментах элементов бетонируемых конструкциИ, физическим явлениям, сопутствующим эти изменения во взаимосвязи с воз-деИствием температурных полеИ на твердеющиИ бетон, посвящено значительно меньше работ, чем исследованиям микроструктуры цементного камня [5].
Целью других исследованиИ явилось уточнение влияния некоторых выше отмеченных факторов на установление фактических температурных режимов прогрева и на прочность бетона в непосредственных условиях возведения вы-соэтажного здания.
Было проведено исследование твердения монолитного бетона марки 400 с добавкоИ суперпластификатора С-3 + формиат натрия, уложенного в конструкцию железобетонного перекрытия 20-этажного жилого дома и подвергнутого электроразогреву через греющиИ провод, укре-плённыИ на арматурном каркасе, в зависимости от влияния производственных факторов: времени доставки смеси, её выдерживания до укладки, температуры поверхности прилегаюшего слоя старого бетона и количества противоморозного компонента добавки.
Количество противоморозного компонента добавки в опытах в соот-
ветствии с сертификатом гарантировало получение начальноИ прочности не мене 30% от марочноИ. Струны греюшего провода распогалали с шагом примерно 300 мм. Тепло в них появлялось после бетонирования одноИ «захватки», соответствующеИ 9,5м3 бетона (или емкости одного автобетоносмесителя).
На строительныИ объект бетонные смеси, отпускаемые с завода ЖБИ и соответствующие требуемоИ осадке конуса 8-15 см, доставлялись автобетоносмесителями. Температура наружного воздуха соответствовала -5-(-7)°С.
Анализ состояния бетонноИ смеси и условиИ её сохранения до укладки показал, что после цикличного перемешивания и детонации двигателя автобетоновоза в течение продолжи-тельноИ перевозки, достигающеИ из-за транспортных пробок от 1,5 до 2,5 часов, и промежуточноИ технологи-ческоИ перегрузки в холодные бадьи, где выдерживание бетона, особенно, в последнеИ ёмкости составляло ещё не менее 1 часа, смесь теряет исходную температуру приготовления бетона, вовлекает и растворяет при долгом перемешивании много воздуха и значительно понижает показатель подвижности смеси, способствуя при её выгрузке из бадьи комкованию, особенно с понижением наружноИ отрицательноИ температуры ниже -10оС.
При доставке отдельных «долго-доставляемых» партий бетона проверялась возможность замораживания в нём растворной части при частичном разливе смеси на не прогретой поверхности опалубки путём фиксации времени примерзания краёв пробы (в виде «кучки») к мороженой поверхности. Примерзание в ряде случаев наступало через 1020 минут. Наличие противоморозно-го компонента добавки не вызывало сомнений, что потверждалось специальным наблюдением и сертификатом на бетонную смесь. Показатель подвижности смеси составлял 5-8 см. То есть пластифицирующая способность смеси по сранению с показателем при отгрузке падала до 60%.
Таким образом у автора создалось представление не только о значительной утере пластичности, но и утере в какой-то степени кри-оскопических свойств смеси из-за длительной перевозки, сопровождаемой детонацией двигателя ав-тобетонасмесителя, очевидно активно воздействующей на распад органической составляющей пла-стифицирующе-противоморозной добавки в смеси. Хотя распад добавки следует считать положительным явлением, в отличие от неорганических веществ, присутствие ионов которых в старом бетоне, например, хлора даже стимулирует коррозию арматуры.
Далее целью дальнейших экспериментальных работ было установление рациональной температуры прогрева бетона, исходя из фактических условий состояния смеси и окружающего наружного температурного воздействия на забетонированную конструкцию.
Смеси разгружали в промежуточные ёмкости-бадьи в количестве 4-6 шт. и последовательно поднимали башенным краном для заполнения «литьём» опалубки перекрытия и внутренних стен. После укладки бетона в количестве, рассчитанном на одну «захватку» (около 4-8 м3 бетона) и замеров температуры смеси для ускорения твердения включался электробогрев. Поверхность опалубки перекрытия перед укладкой бетона прогревали тёплыми потоками воздуха («воздушными пушками») с нижнего предыдущего этажа, а внутренние поверхности опалубки - для стен и каркас - подачей скользящего потока тёплого воздуха до положительных температур 5-10°. К сожалению, арматурные каркасы под перекрытие из-за ветра прогревались плохо. Ежедневная норма бетонирования в целом составляла около 100м3 в сутки.
При бетонировании перекрытия по причине зависания «комков» бетона на каркасе арматуры из-за локального примерзания пластичной бетонной смеси приходилось каркас
дополнительно сотрясать прикасанием гибкого глубинного вибратора. То есть виброэффект использовали для создания колебаниИ в каркасе с целью отрыва от него примерзаемоИ смеси. В указанных условиях, когда температура смеси быстро снижалась к 0С°, становилась актуальноИ задача её скореИшего прогрева.
Замеры температуры выполняли на опытном фрагменте перекрытия размером 15*12*0,25 м с расположением точек замера в центре квадратов размером 3x3 м на глубине бетона 120-125 мм. В результате было установлено, что температура до-ставляемоИ в авто бетоновозах при температуре наружного воздуха -5^ (-7)оС бетонноИ смеси редко превышала температуру в 5-7 С°. После перегрузки и укладки в опалубку температура в центре квадратов бетонного фрагмента, расположенных по контуру экспериметируемоИ площади, составила в среднем 3-4оС, на пограничноИ плоскости 0-2оС . В центре «эксперимента» (по линии 7,5х6 м) она была выше на 3о С., т.е. 6-7 С°.
При этом в местах «обнажения» арматуры после заливки смеси на металлическом каркасе и на поверхности опалубки через 5-7 мин. образовывалась наледь толщиноИ до 0,5мм. Тепловую обработку осуществляли при температурах изотермического прогрева 60-70оС в течение 6-7 часов, а при 40-45оС в течение
48 часов. Прочность после прогрева с максимальноИ температуроИ 70 С° составляла около 55-67% от требуемоИ через 28 суток. Бетон характеризовался локальным вспучиванием, медленным дальнеИшим ростом прочности, значительными трещинами по границе с ранее уложенным бетоном.
Более того, бетон по краям бетонного элемента оставался сырым и после завершения обогрева. Киносъёмка свежеотформованного бетона на границе с опалубкоИ зафиксировала интенсивное испарение влаги. Пови-димому целесообразно создание под укрывным «одеялом» пространства, где собирался бы пар, создавая условия, подобные заводскоИ пропароч-ноИ камере.
Поэтому было решено смягчить условия твердения, не превышая проектного расхода энергии, то есть -использовать те же градусочасы, но при меньшеИ температуре.
Для совмещения процессов поддержания условиИ твердения бетона с добавкоИ суперпластификатора, которыИ сначала способствует, интенсивному переходу потенциальноИ энергии цементного зерна в поверхностную или его максимальному растворению в водном растворе и тем в свою очередь достаточно продолжительному индукционному периоду до формирования твердеющеИ структуры цементного камня, было принято осуществлять тепловую обработку
при понижении максимальной температуры до 40-45оС.
Последнее способствовало доведению возможности получения марочной прочности, соответствующей проекту и даже выше её.
Кроме того, необходимость подачи тепла в бетон фактически сразу после укладки нарушает классическую технологию соблюдения всех стадий режима тепловой обработки бетона, как это принято на заводах сборного железобетона. Однако практика понижения температуры до 40С° оправдала себя в летний период, когда понизив распалубочную прочность до 50-55 %, интенсивный рост прочности пропаренного бетона наблюдался в последующий период уже на следующие сутки.
Анализ изложенного позволяет сделать следующие выводы:
1. Для повышения эффективности использования потенциальных свойств цемента необходимо изменить практику долгих перевозок готовых смесей к объекту строительства, а лучше внедрять практику изготовления бетонных смесей вблизи строительства.
2. Производителям бетоносмеси-тельного оборудования необходимо настойчивее наполнять рынок мини-заводами на передвижной платформе, оборудованными складывающимися бетоноводами.
3. Организовать перемешивание смесей за 5-10 мин. до подъезда автобетоносмесителя к строительному объекту, так как это делается уже несколько десятилетий за границей.
4. В практику подготовки арматурных каркасов в зимний период обязательным условием должен быть введён обогрев, даже за счёт использования токов Фуко.
5. В целях повышения прочности за счёт отрицательного капиллярного давления целесообразно режим обогрева принять прерывистым, исключив понижение температуры ниже 20°С,или принять интенсивность подъёма температуры минимальной не более 4оС в час.
Литература
1. Крылов Б. А.и др. Руководство по прогреву бетона в монолитных конструкциях. М., 2005.
2. Гныря А.И. Новое слово в разработке технологии предварительного электроразогрева бетонной смеси. Ж.. Технология бетонов, №1, 2008.
3. Усов Б.А. Химизация бетона. М., Изд-во ИНФРА_М, 2016.
4. Миронов С.А., Лагойда А.В. Бетоны, твердеющие на морозе. М., Стройиздат, 1975.
5. Куприянов Н.Н. Массобмен в твердеющем бетоне. Ж.. Технология бетонов, №я4, 2006.
