Холодное бетонирование

Как было сказано, твердения бетона на морозе можно достигнуть введением в бетонную смесь химических добавок, понижающих температуру замерзания воды и ускоряющих процессы твердения цемента при низких температурах.

Наиболее широко в нашей стране для холодного бетонирования применяют добавки хлористого кальция и хлористого натрия, углекислого калия (поташа) и азотистокислого натрия (нитрита натрия).

Наибольший опыт зимнего бетонирования накоплен при использовании совместной добавки хлористого кальция и хлористого натрия. Влияние хлористого кальция на ускорение твердения бетона было рассмотрено выше и связано с ускорением гидролиза C3S и образованием новых комплексных нерастворимых соединений в цементном тесте-камне. Хлористый натрий препятствует быстрому загустеванию смеси, пластифицирует ее, обеспечивает совместно с хлористым кальцием присутствие жидкой фазы в бетоне. Кроме того, хлористый натрий мешает образованию хлоралюминатов высоко-хлоридной формы, вредных на поздних стадиях твердения цементного камня.

Для бетонов с противоморозными добавками хлористых солей должны применяться портландцементы с содержанием алита более 45%, а трехкальциевого алюмината менее 10%, желательно также уменьшенное содержание в цементе четы-рехкальциевого алюмоферрита и гипса.

Основным недостатком хлористых солей является их корродирующее действие на арматуру в бетоне, поэтому в настоящее время для холодного бетонирования железобетонных конструкций чаще применяют добавки поташа и нитрита натрия.

Исследования по применению поташа для твердения строительных растворов и бетонов на морозе начаты в 1953 г. И. А. Токмаковой и др. и продолжаются в настоящее время.

Ускоряющее действие поташа на твердение бетона связано с диспергирующим действием иона СОз— на зерна цемента, отрицательной гидратацией иона калия, который понижает вязкость воды и усиливает ее взаимодействие с цементом, углублением гидролиза C3S вследствие связывания Са(ОН)2 в нерастворимое соединение СаС03. При использовании' поташа как противоморозной добавки наиболее эффективны среднеалюминатные портландцементы с отношением Si02:Al203 от 2 до 6.

Большим производственным недостатком поташа является быстрое схватывание бетонных смесей, в связи с чем такие смеси следует приготовлять не на централизованных бетонных узлах, а у места бетонирования.

П. Э. Риккертом предложена противомарозная добавка нитрита натрия. Ее действие также связано с интенсификацией гидролиза C3S и образованием комплексных соединений — гидронитроалюминатов кальция. Нитрит натрия — относительно более слабая противоморозная добавка, нежели хлориды и поташ.

Количество химических добавок, вводимых в бетонные смеси, зависит от температуры воздуха

Противоморозные добавки обеспечивают гидратацию цемента и твердение бетона, но при отрицательных температурах процессы идут медленно и бетон набирает критическую прочность примерно через месяц твердения на морозе

Свойства холодного бетона ниже, чем бетона, твердеющего в нормальных условиях. При равной прочности холодные бетоны обладают повышенной усадкой, имеют пониженные показатели.морозостойкости и водонепроницаемости. При производстве работ необходимо стремиться к уменьшению количества вводимых в смесь добавок, что возможно при использовании метода «холодного термоса». Бетонную смесь с химическими добавками укладывают при температуре ее приготовления с утеплением опалубки, обеспечивающей твердение смеси до критической прочности при температурах выше температуры окружающего воздуха.

Применяя метод «холодного термоса», можно производить бетонирование конструкций при температурах: воздуха более > низких, чем указанные в табл. 28 предельные значения, соблюдая норму введения противоморозных добавок.

Правилами СНиП критическая прочность для бетонов с добавками хлористых солей установлена в 25% марочной, но не менее 50 кГ/см2. Для бетонов с добавками поташа и нитрита натрия критическая прочность такая же, как и для бетонов без добавок.

Способы холодного бетонирования используют для монолитного бетонирования неответственных конструкций или при изготовлении сборных железобетонных изделий зимой на открытых полигонах.

Запрещается применение бетона с противоморозными добавками в предварительно налряженных конструкциях, в конструкциях, соприкасающихся с агрессивными водами, и при возведении монолитных железобетонных дымовых труб.

Бетон с добавкой хлористых солей нельзя применять:

1) в конструкциях, имеющих выпуски арматуры или стальные закладные детали; в конструкциях с защищенной арматурой добавка хлоридов должна быть не более 2% веса цемента;

2) в конструкциях, на поверхности которых не допускаются высолы;

3) в конструкциях, не допускающих повышенной их гигроскопичности.

Бетон с поташом запрещается использовать:

1) в конструкциях, работающих в условиях повышенной влажности, если срок службы конструкций выше десяти лет;

2) в конструкциях, имеющих закладные части из алюминия или его сплавов;

3) при наличии в бетоне реакционноспособного кремнезема в заполнителях (это требование распространяется и на бетон с добавкой нитрита натрия).