Приготовление и транспортирование бетонной смеси в зимних условиях

Температура бетонной смеси зимой при выгрузке ее из бетоносмесителя должна быть такой, чтобы после теплопотерь, свя­занных с перевозкой смеси от завода к объекту, она была не ниже расчетной температуры, необходимой для принятого режима выдерживания бетона. Например, минимально необходимая тем­пература бетонной смеси сразу же после ее укладки в конструкцию при применении электрического прогрева должна быть не менее 5°С; при использовании способа «термоса» — не менее 25°С; при применении бетонов с противоморозными добавками — не ниже 5°С и т. д.
При высокой температуре бетонной смеси снижается ее подвиж­ность. Поэтому при выходе смеси из бетоносмесителя его темпе­ратура не должна превышать следующих максимально допустимых значений,°С:
портландцемент марки 250 и шлакопортландцемент марок 200 и 250 … 45 портландцемент марки 300 и пуццолановый портландцемент марки 200 . . 40 портландцемент марки 400 и пуццолановый портландцемент марки 250 . . 35

Температура бетонной смеси зимой при выгрузке ее из бетоносмесителя должна быть такой, чтобы после теплопотерь, свя­занных с перевозкой смеси от завода к объекту, она была не ниже расчетной температуры, необходимой для принятого режима выдерживания бетона. Например, минимально необходимая тем­пература бетонной смеси сразу же после ее укладки в конструкцию при применении электрического прогрева должна быть не менее 5°С; при использовании способа «термоса» — не менее 25°С; при применении бетонов с противоморозными добавками — не ниже 5°С и т. д.
При высокой температуре бетонной смеси снижается ее подвиж­ность. Поэтому при выходе смеси из бетоносмесителя его темпе­ратура не должна превышать следующих максимально допустимых значений,°С:
портландцемент марки 250 и шлакопортландцемент марок 200 и 250 … 45 портландцемент марки 300 и пуццолановый портландцемент марки 200 . . 40 портландцемент марки 400 и пуццолановый портландцемент марки 250 . . 35
Для получения необходимой температуры смеси при ее приго­товлении подогревают воду до 50…90°С, а иногда — песок, щебень и гравий. За последние годы ряд отечественных организаций и зарубежных фирм пользуются способом прогрева острым паром непосредственно в бетоносмесителе при приготовлении смеси. После предварительного перемешивания смеси в течение пример­но 2 мин в барабан бетоносмесителя подают пар, который разо­гревает смесь со скоростью около 1°С/с. При расчетах следует учитывать, что 1 кг пара поднимает температуру 1 м3 смеси при­мерно на 1°С. При таком способе подогрева бетонной смеси сле­дует вводить соответствующие поправки при определении водо-цементного отношения, учитывая, что за счет конденсации пара уве­личивается водосодержание бетонной смеси. На крупных бетонных заводах, в том числе на заводах непрерывного действия, инертные материалы прогревают во вращающихся сушильных барабанах.
Принятый способ транспортирования бетонной смеси должен обеспечивать ее доставку к месту укладки в минимальные сроки, которые должны быть меньше начала ее схватывания или времени остывания смеси до температуры, которая требуется для принято­го режима выдерживания бетона. Обычно максимальную дальность перевозки бетонной смеси при температуре наружного воздуха ниже —15°С сокращают по сравнению с . временем перевозки в летнее время на 30…50%.
При перевозке бетонной смеси применяют различные способы
утепления кузова автомобиля, включая использование тепла отра­ботанных газов, перевозят смесь и в утепленных бункерах, кон­тейнерах и т. д.
Для дальних перевозок целесообразно доставлять на объект сухую бетонную смесь в автобетоносмесителях, затворять ее го­рячей водой и перемешивать непосредственно перед укладкой в опалубку.
Способ выдерживания уложенного в опалубку бетона выбирают с учетом создания необходимой для его твердения тепловлажност-ной среды. Это может быть обеспечено благодаря:
использованию эффекта экзотермического тепловыделения, воз­никающего в свежеуложенном бетоне в результате гидротации цемента;
внесению в бетон тепла внешними источниками тепловой энер­гии.
В зависимости от типа бетонируемой конструкции и требуемых сроков ввода ее в эксплуатацию, наличия источников энергии и других местных условий можно пользоваться следующими основ­ными способами выдерживания бетона при отрицательных темпе­ратурах:
бетонирование конструкций и выдерживание бетона в тепло-шатрах или других укрытиях, где создается тепловлажностный режим, необходимый для нормального твердения бетона (конвек­тивный способ);
выдерживание бетона в утепленной опалубке с использованием эффекта экзотермии цемента (способ «термоса»);
выдерживание бетона с прогревом внешними источниками теп­ловой энергии (электропрогрев, контактные методы электропро­грева, индукционные и радиационные эффекты и др.);
выдерживание бетона с применением химических добавок, сни­жающих температуру замерзания воды и ускоряющих твердение бетона.
Указанные способы можно комбинировать.
Необходимо учитывать, что при зимнем бетонировании ускоре­ние процесса твердения зависит не только от выбранного способа выдерживания бетона, но и от ряда других технологических фак­торов, к которым относятся: применение высокоактивных цементов, вибрирования, позволяющего использовать более жесткие бетон­ные смеси, различного рода химических добавок; повышение ка­чества заполнителей; более технологичные методы приготовления, перевозки и укладки бетонной смеси.
Метод выдерживания бетона в искусственных укрытиях (теп­ляках) связан с дополнительными затратами, осложняет произ­водство смежных работ и не сокращает сроков строительства. По­этому его используют, когда это вызвано технологической необхо­димостью.
Конструкция тепляка обычно состоит из трубчатого каркаса, обшитого фанерой и легким утеплителем.
Для бетонирования линейных сооружений можно применять катучие тепляки, передвигающиеся по рельсовому пути.
Эффективность искусственных тепляков может быть повышена при использовании в качестве укрытий пневматических конструк­ций.
Метод «термоса» является безобогревным методом. Он заклю­чается в том, что бетон с заданной начальной положительной тем­пературой укладывают в утепленную опалубку. За счет тепла, внесенного в бетон, и тепла, выделенного цементом в процессе гид­ратации (явление экзотермии), бетон набирает заданную прочность до того момента, когда температура в какой-либо части забетониро­ванной конструкции снизится до 0°С.
Чем бетонируемая конструкция массивнее и, следовательно, чем меньше площади ее охлаждаемых поверхностей, тем эффек­тивнее метод «термоса».
Степень массивности бетонной или железобетонной конструк­ции характеризуется модулем поверхности, который представляет собой отношение суммарной площади охлаждаемых поверхностей конструкции к ее объему
Для колонн, балок и других линейных конструкций модуль по­верхности определяется отношением периметра к площади попе­речного сечения.
Теплотехнический расчет режима выдерживания бетона должен подтвердить, что в течение времени, необходимого для достижения бетоном заданной прочности, ни в одной точке конструкции темпе­ратура не опуститься ниже 0°С. При этом количество тепла, вне­сенное в бетон и выделенное в результате экзотермической реакции, должно быть сбалансировано с его расходом (теплопотери) при остывании.
Метод «термоса» наиболее эффективен для конструкции с мо­дулем поверхности меньше 6. Однако благодаря правильному выбору расчетных параметров процесса термосного выдерживания бе­тона область применения метода может быть значительно расши­рена.
Оптимальные значения расчетных параметров режима термос­ного выдерживания могут быть выбраны с помощью математи­ческого моделирования. В данном случае математические модели могут быть представлены в виде системы взаимосвязанных пара­метров. При этом в качестве критерия оптимальности принимают минимальную себестоимость 1 м3 бетона монолитных конструкций.
Эффективность метода «термоса» в значительной мере зависит от температуры бетона в момент его укладки в опалубку. Во из­бежание потери Подвижности температура бетона при выходе из бетоносмесительной машины не должна превышать 35…45°С. В Процессе перевозки и укладки смеси при температуре ниже —20°С бетонная смесь остывает на 15…20°С.
Между тем низкие температуры зимой, доходящие до —40°С, преобладают на 1/3 территории России. В этих районах даже при перевозке на расстояние до 5 км и неизбежных одной-двух перегрузках применение метода «термоса» оказывается воз­можным лишь для очень массивных конструкций с модулем по­верхности 1,5…3.