Особенности строительства в зимних условиях

Глава X Технология возведения зданий и сооружений в особых условиях.

Особенности строительства в зимних условиях.

Понятие «зимние условия» в строительстве не означает, что это условия календарной зимы. Зимними условиями для выполнения бетонных и каменных работ считают условия, когда среднесуточная температура наружного воздуха 5°С и ниже, а в течении суток она опускается ниже 0° С.

Возведение каменных конструкций в зимних условиях следует выполнять, руководствуясь требованиями СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции», СНиП 11-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции», а также Пособием по проектиро­ванию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП 11-22-81). Каменная кладка в зимний период имеет ряд организационных и технологических особенностей, которые необходимо учитывать перед началом производства работ.

Организационные особенности. До начала производства работ (в летний период) следует подготовить площадку для хранения материалов и конструкций и складировать их та­ким образом, чтобы предотвратить образование снегозаносов в зимнее время.

В северных районах, характери­зующихся сильными ветрами, мате­риалы и конструкции следует хра­нить на высоких стеллажах или по­мостах, нижняя часть которых должна быть продуваемой. На слу­чай пурги заполнители для раствора должны храниться в подогреваемых бункерах. Все трубопроводы для во­ды следует утеплить.

Должны быть подготовлены:

•бытовые помещения и помещения для обогрева работающих;

• оборудование для приготовления раствора в зимних условиях (или оборудована площадка для приема готового раствора);

• аварийный источник электроснаб­жения.

Необходимо получить следую­щие сведения:

• от проектной организации — дан­ные о прочности раствора, в шве в различные периоды возведения здания и в процессе весеннего оттаивания замороженной кладки, которые следует записать в рабочих чертежах;

• от строительной лаборатории - рекомендации по подбору состава растворов для каменной кладки.

Для производства работ в зимних условиях следует подготовить осна­стку и оборудование, в том числе калориферы, тепляки, утепленные ящики для раствора, средства для очистки территории от снега и нале­ди, а также для очистки и обогрева каменных материалов.

До начала выполнения каменной кладки необходимо подготовить ос­нование с выноской осей, нанесени­ем рисок положения стен и перего­родок.

Возводимый объект разбивают на захватки, размер которых опре­деляется конструктивными особен­ностями здания и возможной произ­водительностью бригады каменщиков.

Перепад кладки по высоте между смежными захватками не должен превышать 1/2 этажа, а высота яру­са кладки должна быть не более 1,2м. Затем захватки разбивают на укороченные по сравнению с летни­ми условиями делянки длиной 6 - 12м, с тем, чтобы обеспечить нуж­ное обжатие растворных швов клад­ки. Большая длина делянки прини­мается для звена каменщиков чис­ленностью до 5 человек, меньшая — для 2—3 человек.

Доставку материалов и конструк­ций организуют таким образом, что­бы на строительной площадке был страховочный запас материалов и конструкций не менее чем на 5 суток. Поставка материалов, в особенно­сти растворной смеси, должна обес­печивать непрерывный процесс кладки по вертикали, с тем, чтобы достигнуть максимально возможное обжатие растворных швов.

Технологические особенности. Кладку каменных конструкций в зимних условиях следует выполнять на цементных, цементно-известко­вых и цементно-глиняных растворах. Тип раствора и его марка приводятся в рабочих чертежах конструкций.

Состав строительного раствора заданной марки (обыкновенного и с противоморозными добавками) для зимних работ, подвижность раство­ра и сроки сохранения подвижности предварительно устанавливает стро­ительная лаборатория в соответст­вии с требованиями действующих нормативных документов и коррек­тирует с учетом применяемых мате­риалов.

Для зимней кладки следует при­менять растворы подвижностью: 9—13см — для кладки из обычного кирпича и 7-8см - из кирпича с пустотами и из природного камня.

Приготовление растворных сме­сей выполняют в соответствии с СП 82-101-98 «Приготовление и при­менение растворов строитель­ных» и ГОСТ 28013-98 «Растворы строительные. Общие техниче­ские условия».

Каменную кладку в зимнее время можно вести с использованием всех применяемых в летнее время систем перевязок, однако кладку на рас­творах без противоморозных доба­вок следует выполнять с одноряд­ной перевязкой.

При многорядной системе пере­вязки вертикальные продольные швы перевязывают не реже чем че­рез каждые три ряда при кладке из кирпича и через два ряда при кладке из керамического и силикатного камня толщиной 138 мм. Кирпич и камень следует укладывать с пол­ным заполнением вертикальных и горизонтальных швов.

Стены и столбы по периметру здания или в пределах между оса­дочными швами следует возводить равномерно, не допуская разры­вов по высоте более чем на 1/2 этажа. При кладке глухих участ­ков стен и углов допустимы раз­рывы высотой не более 1/2 эта­жа, выполняемые убежной (на­клонной) штрабой.

Не допускается использовать обледенелые каменные материа­лы. Удаление снега и наледи — обязательная технологическая опе­рация. Это связано с тем, что ос­тавшаяся наледь не успевает рас­таять и на нее намерзает вода из раствора. При оттаивании раство­ра в этом месте образуется воз­душная прослойка, которая суще­ственно снижает прочность кладки и приводит к значительной ее воздухопроницаемости.

При перерывах в работе нельзя укладывать раствор на верхний ряд кладки. Для предохранения от обледенения и заноса снегом во время работы и на время пере­рыва верх кладки следует накры­вать.

Обеспечение минимально необ­ходимого времени до замерзания раствора для перехода части влаги из раствора в капилляры кирпича обусловлено сложными процессами, возникающими в результате сопри­косновения раствора с камнем. Эта часть влаги в течение около 20мин заполняет капилляры кирпича, рас­твор шва при этом уплотняется. В зимних условиях раствор может за­мерзнуть раньше, чем капилляры будут заполнены, что недопустимо, так как приводит к снижению проч­ности шва кладки, уменьшению плотности, увеличению деформативности кладки.

Между тем, при правильной тех­нологии зимой можно выполнить кладку, качество которой мало от­личается от летней. С целью более полного заполнения швов раство­ром кладку следует вести способом в прижим.

Технологические приемы кладки в зимнее время, аналогичные прие­мам в летнее время, следующие:

• для соблюдения горизонтально­сти рядов кладки применяют поря­довки устанавливаемые на границах захва­ток, делянок, в местах пересечения стен и в углах;

• наружную версту выкладывают по причальному шнуру, закрепляемому к порядовкам в каждом ряду клад­ки, внутреннюю — по шнуру, закреп­ляемому через 2—3 ряда;

• вертикальность кладки углов, простенков и столбов проверяет ка­менщик в процессе кладки с помо­щью отвеса, горизонтальность ря­дов кладки — с помощью правила и уровня.

Способы каменной кладки в зим­ний период. Конструкции из кирпи­ча, камней правильной формы и крупных блоков можно возводить следующими способами:

• с противоморозными добавками на растворах не ниже марки М50;

• на обыкновенных растворах без противоморозных добавок с после­дующим своевременным упрочнени­ем кладки прогревом;

• способом замораживания на обыкновенных (без противомороз­ных добавок) растворах не ниже марки 10 при обеспечении достаточ­ной несущей способности конструк­ций в период оттаивания (при нуле­вой прочности раствора);

• в тепляках — в районах с низкими отрицательными температурами и сильными ветрами, в том числе при температуре ниже минус 30°С.

Кладка с противоморозными добавками. При приготовлении растворов с противоморозными добавками следует руководствоваться СП 82-101-98 «Приготовление рас­творов строительных», регламентирующим область применения и расход добавок (поташ, нитрит на­трия, нитрит кальция с мочевиной и др.), а также ожидаемую прочность раствора в зависимости от сроков его твердения на морозе. В целях повышения пластичности при применении поташа в раствор необходимо добавлять глиняное тесто, но не более 40 % массы цемента. Добавлять известь не рекомендуется. При использовании растворов с добавками нитрита натрия и нитрита кальция с мочевиной можно использовать в качестве пластификаторов известко­вое или глиняное тесто.

Приготовлять растворы с химиче­скими добавками рекомендуется на централизованных растворных уз­лах. Затворение их производится водными растворами химических добавок, которые загружают в рас-творосмесители после заполнителя, затем смесь перемешивают в тече­ние 1,5—2мин, после чего добавля­ют цемент и перемешивание про­должают еще 2—3мин.

Подача растворной смеси на рабочее место или транспортиро­вание с растворного узла разре­шается в не утепленной, но закры­той таре. С целью сохранения не­обходимой удобоукладываемости температура его при транспорти­ровании и укладке допускается 0...+5°С, но не выше 15°С, а для растворов с хлористыми солями и поташом — не выше +5°С.

При использовании поташа ре­комендуется на централизованных заводах приготовлять сухую рас­творную смесь, а на строительной площадке — раствор, вводя в смесь воду и добавку сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ) для за­медления схватывания смеси в ко­личестве не более 1 % массы вя­жущих. Подогрев растворных сме­сей с поташом запрещается, так как смесь потеряет подвижность и таким раствором невозможно будет вести кладку.

Для возведения зданий с наруж­ными стенами облегченной (колодцевой) кладки следует использовать растворы с противоморозными до­бавками. С внутренней стороны по­лости кладки необходимо выпол­нять подрезку швов и освобождать ее от остатков раствора, а все на­ружные швы - тщательно расши­вать.

В рабочих чертежах зданий повы­шенной этажности (9 этажей и более), возводимых зимой на раство­рах с противоморозными химиче­скими добавками, следует указывать требуемые промежуточные прочно­сти раствора на этажах для различ­ных стадий готовности зданий.

Кладка на растворах без противоморозных добавок с по­следующим упрочнением конст­рукций искусственным обогре­вом. Порядок производства работ предусматривает проектная органи­зация в рабочих чертежах конструкций.

Растворную смесь следует пода­вать в утепленные ящики (рис. 10.1), конструкции ЦНИИОМТП вместимо­стью 0,31м³. Ящик сварен из метал­лических листов и каркаса и снабжен двумя откидывающимися утепленны­ми крышками и четырьмя петлями для строповки. Между металлически­ми листами уложен утеплитель «Пеноплэкс 45» толщиной 50мм. Масса ящика -120кг. Температура раство­ра в момент укладки должна быть не менее приведенной в СНиП 3.03.01-87, табл. 33 и составлять от 5 до 25°С в зависимости от температуры наружного воздуха и скорости ветра.

Кладку необходимо выполнять с соблюдением следующих требова­ний: утепленную часть здания (обыч­но часть этажа) оборудуют вентиля­цией, обеспечивающей влажность воздуха в период прогрева не более 70 %; кладку нагружают после про­грева только после контрольных ис­пытаний и установления соответствия прочности раствора отогретой кладки требованиям рабочих чертежей; температура внутри прогреваемой части здания в наиболее охлажден­ных местах — у наружных стен на вы­соте 0,5м от пола — должна быть не ниже 10°С.

Глубина оттаивания кладки в кон­струкциях при обогреве их теплым воздухом, продолжительность от­таивания и прочность растворов, твердеющих при различных темпе­ратурах, принимаются по СНиП 3.03.01-87 (соответственно табл. 30, 31 и 32) и корректируются строи­тельной лабораторией.

Рис. 10.1 Утепленный ящик для раствора:

1 — каркас; 2 — крышка; 3 — петли для подъема

Возможны следующие способы обогрева каменной кладки: 1) после устройства очередного этажа утепля­ют верхнее и нижнее перекрытие, за­крывают и утепляют все проемы и в закрытый контур подают воздухонаг­ревателями теплый воздух с темпера­турой не более 40°С; 2) в швы кладки закладывают греющие провода или после кладки очередного яруса (1, 2м кладки) кладку закрывают инвен­тарными греющими щитами и про­гревают до набора раствором не ме­нее 20 % проектной прочности.

Кладку наружных стен рекомендуется вести с клиновых лесов (рис. 10.2) конструкции ЦНИИОМТП. Работу выполняет звено каменщиков не менее трех человек: двое ведут кладку, третий укладывает утеплитель. Для креп­ления греющих щитов в кладку необ­ходимо закладывать крючья. Темпе­ратура на греющей поверхности не должна превышать 40ºС. Для кон­троля в шов кладки закладывают ме­таллические трубки и измеряют в них температуру.

С целью повышения качества клад­ки, определяемого в основном поте­рей пластичности раствора из-за его замерзания, предлагается организо­вать подогрев кирпича в устройстве (рус.10.3) конструкции ЦНИИОМТП до положительной температуры около 10...15 °С. Размеры устройства, мм: длина — 3500, ширина — 3500, высо­та - 2400; масса – 1400кг.

Рис 10.2 Клиновые леса:

1 — опорный элемент; 2 — стойка; 3 — горизонтальная связь; 4 — настил;

5 - розащитный щит; 6 — ограждение; 7 — вилка связи; 8 — клин

Устройство включает четыре уте­пленные крышки и четыре пары уте­пленных дверей, которые могут от­кидываться и открываться независи­мо друг от друга. В качестве утепли­теля применен материал «Пено-плэкс-45». Металлический каркас имеет решетчатое дно, на которое устанавливают поддоны с кирпичом. Принцип работы устройства сле­дующий. Открывают одну из верхних крышек и соответствующую пару дверей, в результате чего образуется открытое с трех сторон пространст­во, на которое с помощью крана ус­танавливают два поддона с кирпи­чом, а затем на них еще два поддона. Аналогично загружают остальные секции устройства. Двери и крышки закрывают, через патрубок подводят горячий воздух, и кирпич нагревается до нужной температуры (около +10 °С). Подогретый кирпич подают к месту кладки краном, при этом необ­ходимо открыть соответствую­щую утеплен­ную крышку и пару дверей. Ос­вободившуюся секцию загружа­ют новой порци­ей кирпича. В течение суток при использова­нии теплогенератора мощно­стью 10-20 кВт можно подо­греть 16 поддо­нов кирпича.

Рис. 10.3. Устройство для подогрева кирпича:

1 - каркас; 2 - утепленная дверь; 3 - утепленная крышка; 4 - поддон с кирпичом;

5 - подача горячего воздуха

Кладка способом заморажи­вания на обыкновенных (без противоморозных добавок) рас­творах. В зимний период этим способом разрешается возводить здания высотой не более четырех этажей и не выше 15м при соответ­ствующем расчетном обосновании, приведенном в рабочих чертежах. Допускается возводить здания с наружными сте­нами облегченной кладки на высоту не более одного этажа при условии, что пространство между наружными и внутренними рядами будет запол­няться плитным утеплителем.

Рис. 10.4. Схема тепляка на часть этажа:

1 — возведенная часть здания; 2 —боковая ферма; 3 - опорная стойка; 4 - продольная балка; 5 - утеп­ленный щит; 6 и 7 — крышное и торцевое полотнища; 8 — центральная вставка или секция; 9 —торцевая рома;

10 — базовая секция

При выполнении кладки необхо­димо соблюдать следующие требования: температура рас­твора во время укладки должна быть не ниже указанной в табл. 33 СНиП 3.03.01-87; рабо­ты следует выполнять одновременно по всей захватке, размер де­лянки для звена камен­щиков должен быть уменьшен до 6 м; во избежание замерзания раствор следует укла­дывать не более чем на два смежных кирпича при кладке версты и не более чем на 6 - 8 кир­пичей при выполнении забутовки; на рабочем месте каменщика до­пускается иметь запас раствора не более чем на 30 - 40 мин, ящик для раствора необхо­димо утеплять или по­догревать; не допуска­ется использовать за­мерзший или отогре­тый горячей водой рас­твор.

Перед наступлением оттепели до начала от­таивания кладки по всем этажам здания следует выполнить пре­дусмотренные рабочи­ми чертежами и проек­том производства работ мероприятия по раз­грузке, временному кре­плению или усилению перенапряженных ее участков (стол­бы, простенки, опоры, фермы и про­гоны) с использованием обойм или стоек. Перекрытия должны быть ос­вобождены от случайных, не преду­смотренных проектом нагрузок.

Кладка в тепляке. Работы ве­дут при температуре внутри тепляка не ниже +5° С, т.е. аналогично лет­ним условиям. Тепляк, как правило, состоит из инвентарных устройств, которые в летнее время можно ис­пользовать как леса, временные склады. Каменные материалы перед подачей в тепляк следует отогреть до положительной температуры или выдержать в тепляке не менее одних суток. Раствор подают с температу­рой не менее 10 - 15° С, чтобы обеспечить набор прочности в кратчай­шие сроки.

ЦНИИОМТП предлагает две ос­новные технологические схемы ка­менной кладки в тепляке: 1) с уст­ройством тепляка на части здания (рис. 10.4) или одного этажа; 2) с уст­ройством тепляка на все здание.

Возводимое здание разбивают на захватки с размерами, несколько меньшими, чем тепляк. На первой за­хватке монтируют тепляк: устанавли­вают опоры и балки, раскрепляют их между собой связями; затем монти­руют фермы, прогоны и тент; устраи­вают освещение, устанавливают вне тепляка воздухонагреватель для по­дачи теплого воздуха в тепляк. В теп­ляке следует поддерживать температуру не ниже +10°...15°С и влажность воздуха не более 70 %. Перед вхо­дом в тепляк организуют шлюз. Кладку внутри тепляка ведут с инвен­тарных клиновых лесов. Высота яру­са кладки — 1,2м, ширина настила - 1500мм.

Способы и приемы кладки ис­пользуют такие же, как в летних ус­ловиях. Длина делянки определяет­ся размерами тепляка и составом звена каменщиков. Кладка ведется на высоту этажа, поэтому необходи­мо тщательно выполнить выноску осей конструкций и отметок.

При температуре ниже -20°С с целью улучшения качества кладки и создания более комфортных усло­вий работы каменщиков обеспечива­ют предварительный подогрев кирпи­ча до положительной температуры.

Тепляк на все здание состоит из опорной части, собираемой из конст­рукций клиновых лесов конструкции ЦНИИОМТП; ферм покрытия, прого­нов, связей, утепленных и светопрозрачных щитов; входного шлюза; системы освещения; системы отопле­ния, расположенной вне тепляка; грузовых подъемников для подачи материалов. Опорная конструкция может собираться на высоту от 4 до 24м с шагом 4м. Для увеличения же­сткости применяют диагональные связи и диаграммы жесткости. Фер­ма перекрывает пролет 12, 18 и 24м.

Таким образом, соблюдая реко­мендуемые технологические требо­вания, можно обеспечить хорошее качество каменной кладки в зимних условиях.

Бетонирование конструкций в зимних условиях. Существующие методы зимнего бетонирования подразделяют на две основ­ные группы: с безобогревным выдерживанием бетона и с искус­ственным прогревом бетона монолитных конструкций. Методы бетонирования с искусственным прогревом позволяют не только непрерывно вести работы в зимних условиях, но и интенсифици­ровать процесс набора прочности бетоном, сократить сроки строи­тельства и увеличить темпы оборачиваемости опалубки.

К методам зимнего бетонирования с безобогревным выдер­живанием бетона относят метод «термоса» и его разновидности: с применением противоморозных добавок и с предварительным разогревом бетонной смеси.

К методам бетонирования с искусственным прогревом бетона конструкций относят электротермическую обработку (электро­прогрев сквозной и периферийный, индукционный электропро­грев, греющие опалубки), прогрев бетона паром, горячим возду­хом и в тепляках, обогрев инфракрасными лучами.

При выборе и проектировании методов зимнего бетонирова­ния исходят из реальных условий, которые существуют или могут быть созданы на конкретном объекте.

Метод «термоса» основан на использовании для твердения бетона тепла, выделяемого в процессе гидратации цемента, а также внесенного в бетонную смесь при ее приготовлении (25 — 45 °С). Для уменьшения теплопотерь опалубку и бетонируемую кон­струкцию дополнительно утепляют теплоизоляционными мате­риалами.

При проектировании бетонных работ с выдерживанием бетона по методу «термоса» выполняют теплотехнический расчет. Счи­тают, что суммарное количество тепла в бетоне должно быть равно теплопотерям конструкции при ее остывании до 0 °С в течение некоторого времени т. За рассматриваемый промежуток времени бетон должен иметь положительную температуру и набрать проектную прочность. Этому условию соответствует формула теплового баланса, предложенная Б. Г. Скрамтаевым:

τМ_п (t_б.ср – t_н.в) К = С_бjб (t_б.н – t_б.к) + ЦЭ,

откуда продолжительность остывания бетона τ от начальной тем­пературы до конечной в конструкции с модулем поверхности больше 3

τ= [С_бjб(t_б.н – t_б.к) + ЦЭ1/[КМ_п(t_б.ср – tн_.н,б) ],

где τ— продолжительность остывания бетона, ч; j_б — объемная масса бетона, кг/м³; С_б — удельная теплоемкость бетона, Дж/(кг-К); t_{б н} — температура уло­женной бетонной смеси, К; Ц — расход цемента на 1м³ бетона, кг; Э — зкзотермия, т.е. тепловыделение 1кг цемента за время твердения бетона, кДж/кг; tн. в — температура наружного воздуха (принимается средняя за время остывания бетона), К; М_п — модуль поверхности, м^-1;

t_бк — температура бетона к концу остывания конструкции, К (для бетонов без противоморозных добавок рекомендуется принимать не ниже 278 К); К — коэффициент теплопередачи опалубки или укрытия не опалубленных поверхностей, Вт/(м²·ч·°К);

t_{б. ср} - средняя температура бетона за время его остывания, К: tб.ср = t_б.к+ (t_б.н - t_б.к)/[1,03 + 0,181М_п + 0,006(t_б.н - t_б.к)] или приближенно может быть принята следующей: (t_{б. н} + 5)/2 при М_п ≤ 4; t_б.н /2 при М_п = 5-8; t_б.н /3 при М_п =9-12

Наименьшую погрешность формула Б. Г. Скрамтаева дает при М_п = 4 - 6, ее использование при М_п < 3 и М_п > 12 не рекомендуется.

Коэффициент теплопередачи опалубки или укрытия не опа­лубленных поверхностей К определяется по формуле

где δ_j - толщина каждого слоя ограждения, м; λ_j - коэффициент теплопровод­ности материала каждого слоя ограждения, Вт/(м·ч·°К); а — коэффициент теп­лопередачи у наружной поверхности ограждения, Вт/(м·ч·°К).

Методом «термоса» обычно пользуются при бетонировании массивных конструкций с модулем поверхности до 6 при укладке смесей на портландцементе и с модулем поверхности до 10 - на глиноземистом и быстротвердеющем портландцементе.

Выдерживание бетона «методом термоса» является наиболее экономичным и простым в производстве, так как не требует уст­ройств по обогреву бетона в конструкциях, их обслуживания и расхода электроэнергии, пара и топлива.

Опалубку снимают с разрешения технического персонала стро­ительства до ее примерзания к остывшему бетону.

Для практических расчетов имеются номограммы, которые позволяют оценить прочностные свойства бетонов к моменту ос­тывания. При этом учитываются данные о температуре уклады­ваемой смеси, расходе цемента, наружной температуре и тепло­изоляционных свойствах опалубки (рис. 10.5).

Особое значение в условиях зимнего бетонирования приобре­тает необходимость сохранения энергии тепла бетонной смеси в процессе ее транспортирования и доставки к месту укладки.

Так, при доставке смеси автобетоносмесителями последние обо­рудуются нагревательными кабелями, закрепленными с внешней поверхности барабана, которые подключают через токоприемник к дополнительному генератору, устанавливаемому на двигателе автомобиля. Барабан утепляется пенополиуретаном и защищает­ся кожухом от намокания. При таких условиях можно транспор­тировать бетонные смеси на большие расстояния при температуре наружного воздуха до -40°С. Иногда для подогрева бетонной смеси используется теплота выхлопных газов при транспортировании автобетоновозом и автобетоносмесителями. Кузов автобетоновоза имеет дополни­тельную полость. Выхлопные газы поступают во внутреннюю полость и предохраняют смесь от переохлаждения.

Метод «термоса» с применением противоморозных добавок является одной из разновидностей рассмотренного выше метода и позволяет осуществлять бетонирование в зимних условиях с ис­пользованием бетонов, твердеющих при отрицательных температурах.

Рис. 10.5. Номограмма для определения прочности бетонов при бетониро­вании методом

"горячего термоса"

Метод заключается в использовании смесей с химическими добавками, понижающими температуру замерзания жидкой ком­поненты бетонной смеси и обеспечивающими твердение бетона при температуре ниже 0°С, т.е. увеличивающими время, в течение которого бетон может набрать прочность.

СНиПом в качестве добавок рекомендованы: углекислый калий-поташ (К2СО3), нитрит натрия (NaNO2), хлорид кальция (СаС12), хлорид натрия (NаС1). Новые противоморозные до­бавки, такие, как нитрит кальция — мочевина (НКМ), аммиач­ная вода (NН4ОН), нитратнитритхлорид кальция — мочевина (ННХКМ), сода-поташ-пластификатор (СПП), в настоящее время применяются в опытном порядке по специальным инструкциям.

Бетоны с противоморозными добавками допускается исполь­зовать при условии обеспечения набора ими до замерзания кри­тической прочности не менее 5МПа, а при повышенных требова­ниях к морозостойкости и водонепроницаемости бетона (Мрз ≥ 200 и В ≥ 4) - не менее 50 % от проектной.

Бетоны с противоморозными добавками можно применять только в том случае, если во время выдерживания их до набора критической прочности температура бетона не опускается ниже

- 10°С при применении хлористого натрия; - 15°С при совмест­ной добавке хлористых солей (NаСl + СаС12) и нитрита натрия;- 25°С при применении поташа, НКМ, СПП. При температурах ниже указанных бетон замерзает и его твердение практически прекращается.

Применение противоморозных добавок имеет значительные ограничения. Они не используются при бетонировании следующих конструкций: предварительно напряженных; подвергающихся воз­действию динамических нагрузок; эксплуатируемых при влажно­сти воздуха более 60 % и при температуре более 60°С, соприка­сающихся с агрессивными водами, находящихся в непосредствен­ной близости (до 100м) к источникам тока высокого напряже­ния; монолитных дымовых, вентиляционных труб и башенных гра­дирен.

Метод «горячего термоса» заключается в кратковременном форсированном электроразогреве бетонной смеси непосредственно перед укладкой и последующем выдерживании уложенного бе­тона по «методу термоса» без обогрева.

Метод «горячего термоса» позволяет отказаться от нагрева заполнителей на бетонном заводе и ограничиться только их оттаиванием, увеличить дальность и длительность транспорти­рования бетонной смеси на морозе, не опасаясь ее остывания до температуры 5°С (перед нагревом), обеспечить высокую (до 60 - 80°С) начальную температуру смеси t_б.н при укладке и тем самым применить метод «термоса» для конструкций с Мп ≤ 12..

Расчет целесообразности использования метода «горячего термоса» ведут по формулам метода «термоса».

Электроразогрев бетонной смеси осуществляют при напряже­нии тока 380В и, реже, 220В. Для организации электроразогрева на строительной площадке оборудуют пост с трансформатором (с напряжением на низкой стороне 380 или 220В), распредели­тельным щитом и пультом управления.

Электроразогрев бетонной смеси осуществляют в основном пластинчатыми электродами в бункерах и бадьях или с помощью опускных электродов в кузовах автосамосвалов, иногда на специальных установках непрерывного дей­ствия.

Метод электротермообработки бетона имеет ряд разновидно­стей. Он основан на преобразовании электрической энергии в теп­ловую непосредственно внутри бетона либо в различного рода электронагревательных устройствах, тепло от которых подводится к бетону конвективно, контактно или радиационно (обогрев).

В строительстве освоены следующие методы: электродный прогрев (собственно электропрогрев); обогрев в электромагнитном поле (индукционный); обогрев различными электронагре­вательными устройствами (контактный, конвекционный, в том числе инфракрасного излучения).

Электротермообработку бетона наиболее целесообразно про­изводить до набора им прочности 50—60 % от проектной, так как при дальнейшей тепловой обработке интенсивность тверде­ния замедляется, и удельный расход электроэнергии соответ­ственно возрастает.

Расчет электротермообработки бетона сводится к вычисле­нию мощности, требуемой на нагрев бетона, опалубки и на вос­полнение теплопотерь в окружающую среду с учетом тепловыде­ления цемента, а также к определению параметров тока и уст­ройств, обеспечивающих выделение тепла соответственно требуемой мощности (напряжение, сила тока; тип и места размещения электродов или электронагревательных устройств, их характе­ристики).

Рис. 10.6. Оборудование и схемы индукцион­ного и инфракрасного прогрева бетона:

а — индуктор для прогрева оголовка сваи; б — ин­фракрасный прогрев плиты; в — пост для предва­рительного электроразогрева бетонной смеси в са­мосвалах; г — поворотная бадья для электроразонагрева смеси; д — схема поста для разогрева бетон­ной смеси; 1 — инвентарный кондуктор; 2 — бетон; 3 — провод; 4 — стальной кожух; 5 — изо­ляция; 6 — стальная опалубка; 7 — брезент; 8 — свая; 9 — отражатель;

10 — инфракрасные излу­чатели; 12 — самосвал; 13 — тельфер; 14 — блок электродов: 15 — ограждение; 16 — заземление; 17 — электроды: 18 — отбойный брус; 19 — петля; 20 — токопроводящие устройства; 21 — вибратор; 22 — корпус бадьи; 23 — кабель; 24 — заземление; 25 — калитка в ограждении;

26 — ворота для въезда ма­шин

При электротермообработки бетона особое внимание уделяют пароизоляции неопалубленных поверхностей для предотвраще­ния пересушивания бетона, а также теплоизоляции бетонируемой конструкции для выдерживания заданного режима при минималь­ном расходе электроэнергии и повышении равномерности темпе­ратурного поля в бетоне.

Электродный прогрев — наиболее эффективный и распростра­ненный способ электротермообработки, основанный на исполь­зовании тепла, выделяющегося в бетоне при прохождении по нему электрического тока. Достигается это путем включения свеже­уложенной бетонной смеси в качестве сопротивления в цепь переменного тока промышленной частоты с помощью металличе­ских электродов различной конструкции. Благодаря применению переменного тока в цементном тесте в процессе прогрева практи­чески не происходит явления электролиза.

При сквозном прогреве ток протекает через массу бетона, и тепловая энергия выделяется в теле конструкции. В случае периферийного прогрева ток протекает через бетон между элек­тродами, установленными по наружной поверхности конструкции, и бетон прогревается при передаче тепловой энергии от пери­ферии вовнутрь конструкции, а также за счет экзотермии це­мента.

Для электропрогрева бетона используют пластинчатые, поло­совые (ленточные), стержневые, струнные, а также кольцевые типы электродов.

Требуемое расстояние между электродами и арматурой обес­печивают применением различных изоляторов - цементных, пласт­массовых, текстолитовых, а также деревянных реек, удаляемых по мере укладки бетонной смеси и ее уплотнения.

В зависимости от места установки различают внутренние и поверхностные электроды. Внутренние электроды, оставляемые в бетоне после прогрева, могут быть стержневые, струн­ные и плавающие (рис. 10.7).

Инфракрасные излучатели работают на электроэнергии, газе (природном и сжиженном), мазуте. Наибольшее распростране­ние получили излучатели, работающие на электроэнергии.

Процесс обогрева бетона инфракрасными лучами условно делят на три периода: подъем до температуры заданной; изотер­мический прогрев; остывание.

В построечных условиях установки инфракрасного излуче­ния в виде переносных рам со смонтированными на них несколь­кими излучателями применяют для термообработки бетона тонко­стенных конструкций с большим модулем поверхности (стен, плит), стыков, подливок, в том числе под металлические кон­структивные элементы, а также для отогрева замерзшего бетона в рабочих швах и т. п., обеспечивая в течение нескольких часов набор бетоном прочности до 70 %.

Контактный электрообогрев бетона заключается в непосред­ственной теплопередаче от греющих поверхностей к прогревае­мому бетону. Распространение тепла в самом бетоне обеспечивается преимущественно его теплопроводностью.