Особенности замоноличивания стыков в зимних условиях

Для ускорения твердения бетонной или растворной смеси в зимних условиях, которыми считают производство работ при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже +5°С и минимальной суточной температуре ниже 0°C, применяют различные способы. Их выбор зависит от характера и работы соединений, сроков строительства, наличия вспомогательных материалов и оборудования. Однако целесообразность применения того или иного способа подтверждают технико-экономическими расчетами.
В зимних условиях при замоноличивании стыков применяют: способ термоса; введение противоморозных добавок (безобогревный способ); обогрев бетона в тепляках; электропрогрев бетона; предварительный электроразогрев бетонной смеси или ее составляющих; бетонирование в термоактивной опалубке; в опалубке с плоскими сетчатыми электронагревателями в сочетании с применением химических ускорителей твердения бетона (нитрит натрия, поташ и др.); обогрев инфракрасными излучателями; индукционный нагрев.
Способ термоса состоит в том, что бетон, уложенный в стык, при определенных условиях приобретает заданную прочность за время остывания от своей начальной температуры до некоторой конечной. При этом необходимо, чтобы бетонная смесь перед укладкой в стык имела достаточно высокую температуру, что трудно выполнить при доставке бетона с завода в зимних условиях. В таких случаях рационально использовать электроразогрев бетонной смеси непосредственно перед укладкой.
Безобогревный способ замоноличивания стыков заключается в использовании в составе смеси противоморозных добавок: нитрита натрия, поташа, нитрита кальция с технической мочевиной (НКМ), хлористого кальция или хлористого натрия. При наличии арматуры в стыке применяют только нитрит натрия, поташ и НКМ, так как они не вызывают коррозию стали. Бетонной или растворной смесью с противоморозными добавками замоноличивают швы, не воспринимающие расчетных усилий. Количество противоморозных добавок назначается в зависимости от температуры наружного воздуха, при которой будет происходить твердение смеси в первые 15 сут (табл. 8.3), Скорость нарастания прочности бетонных (растворных) смесей с добавками во времени зависит от расчетной температуры твердения (табл. 8.4).

Электропрогрев бетона (раствора) в стыке осуществляют стрежневыми электродами диаметром 6—8 мм (рис. 8.17). Этот способ чаще используют для слабоармированных и неармированных стыков. Электропрогрев ведут в течение 8—12 ч при температуре до 50°С. Расстояние между стержневыми электродами принимают таким, чтобы исключались местные перегревы бетона (20—25 см). Электроды подключают к трансформатору. С одной установки можно прогреть 4—6 стыков. Все открытые поверхности прогреваемых соединений укрывают влаго- и паронепроницаемым материалом, утепляют опилками, матами из минеральной ваты и др.

Предварительный электроразогрев бетонной или растворной смеси состоит в том, что бетонную смесь готовят из холодных составляющих и после доставки на площадку подогревают до температуры +80°С в течение 10—15 мин. Быстрое нагревание бетонной смеси достигается с помощью пропускания электрического тока. После укладки смеси в горячем состоянии твердение бетона до заданной прочности происходит в утепленной опалубке в процессе замедленного остывания. Бетонирование горячими смесями сокращает продолжительность тепловой обработки стыков вследствие предварительной гидратации и повышенного тепловыделения цемента после его электрообработки. При технико-экономических расчетах применения электрообогрева можно ориентировочно принимать такой расход электроэнергии, кВт/м3: электродный прогрев 50—160; предварительный электроразогрев смеси 40—60; прогрев термоэлектрическими матами 20—35.
При использовании термоактивной опалубки обогрев бетона осуществляют в таком же температурном режиме, как при электропрогреве. Термоактивная опалубка (рис. 8.18) состоит из щитов (стальных, фанерных); греющего устройства, включающего набор плоских проволочных спиралей либо ТЭНов; электроизоляционного слоя между греющим устройством и щитом опалубки; тепловой защиты на внешней поверхности. Эта опалубка имеет такую же форму, как и опалубка для летних условий замоноличивания, но снаружи к ней примыкают обогревающее устройство и теплоизоляционные слои.
Для замоноличивания вертикальных стыков колонн применяют универсальную греющую опалубку с автоматическим регулированием режима термообработки.

Обогрев бетона в стыках инфракрасными лучами производят электрическими инфракрасными переносными генераторами, которые состоят из отражателей и поддерживающих устройств. В качестве генераторов применяют излучатели, металлические плоские или трубчатые электронагреватели (ТЭНы), стержневые карборундовые и электрические лампы. Обогрев бетона в стыках инфракрасными лучами проводят в течение 10—13 ч. Из них 2—4 ч производят разогрев до температуры 80—90°С, 5—7 ч — изотермический прогрев и 3—2 ч — остывание. Благодаря направленным тепловым потокам и сокращению непроизводительных расходов тепла инфракрасные генераторы имеют высокий КПД — 0,65.
Индукционный способ прогрева основан на использовании теплового действия вихревых токов, наводимых электромагнитной индукцией. Для этого на наружную поверхность опалубки стыка из изолированного провода наматывают катушку-индуктор, через которую пропускают переменный ток, создающий в полости индуктора переменное магнитное поле, в результате чего в арматуре начинают циркулировать вихревые токи, нагревающие бетон. Количество витков и сила тока в индукторе зависят от насыщения стыка металлом. При индукционном прогреве стыка лучше применять стальную опалубку, так как тепло выделяется не только в арматуре, но и в опалубке, следовательно, требуется меньшая сила тока.
Рекомендуемые способы замоноличивания стыков сборных железобетонных конструкций в зимних условиях приведены в табл. 8.5.

В зимнее время перед заделкой стыков конструкции тщательно очищают от снега и наледи механическими щетками из стальной проволоки, скребками или разогретым в калориферах сжатым воздухом. Швы, воспринимающие расчетные усилия, заделывают бетоном или раствором после предварительного обогрева стыкуемых поверхностей до положительной температуры с последующим прогревом или обогревом замоноличенного стыка. Если швы не воспринимают расчетных усилий, то их заделывают бетоном или раствором с противоморозными добавками без обогрева стыкуемых поверхностей и замоноличенного стыка. Если наружная температура воздуха ниже, чем принято в расчете, бетон или раствор утепляют до получения им прочности не ниже 5 МПа, чтобы исключить замедление его твердения и возможную потерю конечной прочности.