При отрицательных температурах не прореагировавшая с цементом вода переходит в лёд и не вступает в химическое соединение с цементом. В результате этого бетон не твердеет, одновременно в бетоне развиваются значительные силы внутреннего давления, вызванные увеличением (примерно 8-9%) объёма воды при переходе её в лёд. Если бетон до замерзания приобретает определённую начальную прочность, то все вышеуказанные процессы не оказывают на него неблагоприятного воздействия. Минимальную прочность, при которой замораживание для бетона не опасно, называют критической.
Применяя различные безобогревные методы выдерживания бетона при отрицательных температурах (использование химических противоморозных добавок), а также прогрев или обогрев бетона, можно бетонировать монолитные конструкции любого типа и любых размеров.
Противоморозные добавки позволяют бетонам набирать необходимую прочность при температуре ниже 0 градусов по Цельсию благодаря введению в бетонную смесь солей-сильных электролитов, понижающих температуру замерзания жидкой фазы.
Рекомендуемые количества противоморозных добавок.
| Температура твердеющего бетона, градусы Цельсия, до | Количество безводных солей от массы цемента, в % | ||
| ХK+ХН | НН | П | |
| -5 -10 -15 -20 -25 | 0+3 1,5+3,5 4,5+3 ------ ------- | ----- ------ |
Способ термоса является наиболее простым и экономичным. Бетонную смесь укладывают в утеплённую опалубку и твердение её происходит до приобретения требуемой прочности в процессе медленного остывания. Метод термоса применим лишь для массивных конструкций с модулем поверхности Мп не более 6-8.
Степень массивности конструкций определяют модулем поверхности (Мп), характеризующимся отношением площади охлаждаемых наружных поверхностей к объёму уложенного бетона:
Мп = F/U (м кв./м куб.)
Для колонн и балок Мп равен отношению их периметра к площади поперечного сечения.
Электропрогрев бетона – осуществляется за счёт теплоты, получаемой при пропускании переменного тока по стержневым, струнным и другим электродам, устанавливаемым в свежеуложенном бетоне или на его поверхности. Электропрогрев бетона можно осуществлять в комбинации с применением противоморозных добавок, особенно при бетонировании тонкостенных конструкций, длительном транспортировании бетонных смесей на морозе, замоноличивании стыков без предварительного обогрева стыкуемых элементов и в других случаях, когда уложенный бетон может замёрзнуть до начала электропрогрева.
Электрообогрев бетона осуществляется от нагревающих поверхностей (термоактивной или греющей опалубки), нагревательных проводов, инфракрасный обогрев и так далее. Основное преимущество электрообогрева состоит в том, что его можно применять независимо от насыщения конструкций арматурой и её расположения.
Термоактивные (греющие) опалубки оснащены электронагревателями (ТЭН), греющими кабелями и проводами, углеграфитовыми тканями и так далее. Обогрев бетона термоактивной опалубкой может быть совмещён с электроразогревом бетонной смеси, с применением противоморозных добавок или ускорителей твердения.
Температурные режимы обогрева бетона принимаются такими же, как при других способах электротермообработки.
Индукционный нагрев применяют для электротермообработки бетона конструкций, длина которых значительно превышает размеры сечения (колонны, балки, прогоны). Нагрев бетона заключается в том, что вокруг прогреваемой конструкции укладывают витки изолированного провода, по которому пропускают переменный ток. Арматура и остальная опалубка становятся как бы сердечником индукционной катушки, и в них начинают циркулировать вихревые токи. Эти токи разогревают опалубку и арматуру. Необходимо знать, что расход электроэнергии при этом способе примерно на 15% больше, чем при электропрогреве конструкций.
Обогрев бетона паром – возможен на строительных площадках, где имеется достаточно дешёвый пар. Уложенный бетон накрывают брезентом, другими приспособлениями и в образовавшееся пространство пропускают насыщенный пар под давлением не более 0,7 МПа. Во избежание наледей и примерзания укрытий к основанию необходимо предусматривать отвод конденсата.
Бетонирование в тепляках – позволяет выполнять бетонные работы в условиях, близких к летним. Тепляк представляет собой временный шатёр из брезента, полимерной плёнки или других материалов, полностью закрывающих сооружение или ту его часть, где производится укладка и выдерживание бетона. Постоянная положительная температура и влажность в тепляках поддерживается, как правило, с помощью калориферных установок.