Контроль твердения бетона

Прежде чем приступить к производству бетонных работ зимой, необходимо выбрать способ бетонирования. В первую очередь рекомендуется проверить возможность производства бетонных работ способом «термоса».
Способ «термоса» является наиболее простым в производстве и экономичным. Для его осуществления не требуется специального оборудования, уход за бетоном сводится к наблюдению за исправностью укрытия и контролю за температурой бетона. Однако этот способ применяется только при бетонировании массивных конструкций, так как тонкостенные конструкции с большой охлаждаемой поверхностью утеплять трудно.
Массивность конструкции характеризуется отношением суммы охлаждаемых (наружных) поверхностей F (м2) к ее объему V (м3). Это отношение называется модулем поверхности Мп, который определяется по формуле Mп = F/V.

Способ «термоса» применяют при бетонировании конструкций с Мп < 6, если использовать быстротвердеющие цементы марок 500–600 и глиноземистый цемент, которые не только быстро набирают прочность, но и выделяют большое количество тепла, а при введении химических добавок – ускорителей твердения его можно применять при Мп = 6–10. При производстве бетонных работ способом «термоса» в последние годы применяют горячие бетонные смеси, нагретые до 70–80°С электрическим током в специальных бункерах. Во время электроподогрева бетонной смеси в бункерах необходимо соблюдать определенный режим подъема температуры смеси. Прежде всего следует бетонную смесь выдержать в течение 20–30 мин. при температуре 15–20°С, а затем в течение 10–15 мин. нагреть до температуры 70–80°С. Подогретую бетонную смесь незамедлительно укладывают в утепленную опалубку, в которой бетон твердеет и набирает прочность. При этом бетон остывает от температуры не 20–30°С, как обычно при способе «термоса», а от 60–70°С. При производстве бетонных работ способом «термоса» строительная лаборатория тщательно контролирует температуру каждой порции бетонной смеси, доставляемой на стройплощадку, соблюдение температурно-влажностного режима, а также своевременное и тщательное утепление бетонируемых конструкций. В процессе твердения бетона лаборанты должны три раза в сутки измерять температуру наружного воздуха или окружающей среды, температуру бетона и результаты измерений заносить в журнал бетонных работ. Температуру бетона следует контролировать систематически, начиная с укладки бетона и кончая остыванием до 2°С. Для измерения температуры твердеющего бетона пользуются техническими термометрами, которые устанавливают в скважины. Скважины устраивают заранее в местах наиболее неблагоприятного температурного режима. Глубина их в крупногабаритных конструкциях составляет 10–15 см, а в плитах – половину толщины плиты. В каждом элементе должно быть не менее трех скважин, но не менее одной на каждые 2 м2 плиты. В конструкциях с Мп < 3 должны быть предусмотрены как поверхностные, так и глубинные скважины. Для замера температуры бетона на глубине 75 см и более в массивных фундаментах устанавливают металлические трубки диаметром 25 мм. Скважины должны быть закрыты пробками, пронумерованы и нанесены на схему. Во время измерения температуры бетона термометры следует изолировать от влияния температуры наружного воздуха и выдерживать их в скважине не менее 3 мин. Зазор между термометром и стенкой скважины закрывают войлоком или паклей. При отсчете температуры желательно не вынимать термометр из скважины полностью. Записывают температуру на отдельном для каждой конструкции листе и в температурном журнале. 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). Содержание противоморозных добавок устанавливается строительной лабораторией в зависимости от расчетной температуры твердения бетона, состояния материалов (холодные, оттаянные или подогретые), водоцементного отношения и других факторов. 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.