В. Я. ГЕНДИН, канд. техн. наук (МИСИ); В. К. КУЗЬМИН, канд. техн. наук (Красноярский ПромстройНИИпроект), Области применения способов зимнего бетонирования
При возведении монолитных конструкций в холодное время года главной задачей является достижение бетоном до замораживания заданной прочности. Бетонирование производят при различных значениях параметров, характеризующих условия выполнения работ: продолжительности транспортирования бетонной смеси, массивности конструкций или модуля поверхности Мп, коэффициента теплопередачи опалубки и утепления неопалубленных поверхностей бетона К, температуры наружного воздуха и т. п.
При жестких условиях выполнения работ не все способы зимнего бетонирования обеспечивают заданную прочность бетона, например метод термоса при возведении тонкостенных конструкций в сильные морозы. С другой стороны, при наименее жестких условиях некоторые способы не допускается применять из-за того, что они обеспечивают приобретение бетоном прочности, значительно превышающей заданную, если она составляет 30...50% марочной.
Получение завышенной прочности бетона сопряжено со значительным перерасходом энергоресурсов, повышением трудоемкости и стоимости работ, что наблюдается, например, при сквозном электропрогреве достаточно массивных конструкций в хорошо утепленной опалубке при слабых морозах. Таким образом, для каждого значения заданной относительной прочности существует своя область применения конкретного способа зимнего бетонирования.
Наиболее просто и однозначно определяется область применения бетонов с противоморозиыми добавками. Заданную прочность бетона (до20...100% марочной) этот способ обеспечивает для конструкций с любым модулем поверхности и в опалубках с любым коэффициентом теплопередачи. Применение таких бетонов ограничено только по минимально допустимой температуре наружного воздуха —20°С для добавок НН, НКМ, НК+М, ХК+ХН и —25°С для добавок ННХК, ННХК+М, ХК+НН, П. Следует отметить, что бетоны с противоморозиыми добавками приобретают 70% марочной прочности при температурах наружного воздуха не ниже соответственно —10° и —1б°С.
Сложнее определяется область применения способов, относящихся к электротермообработке бетона в конструкции: электропрогрева, обогрева в греющей опалубке и с применением гибких термоактивных покрытий, индукционного нагрева, инфракрасного обогрева, обогрева с применением греющих проводов, обогрева с использованием в качестве нагревателей арматуры. По наиболее жестким условиям граница и в этом случае определяется однозначно: конструкции с любым Ми, в опалубке с любым К можно бетонировать при температуре наружного воздуха до —40°С, ниже этой температуры производство бетонных работ на открытом воздухе не рекомендуется по технологическим причинам, а во многих случаях запрещается по санитарногигиеническим соображениям. Исключение составляет лишь индукционный нагрев, при котором использование индукторов-соленоидов практически можно лишь для конструкций ограниченого сечения типа балок, колонн и т.1 с Afn=6 и более.
В результате электротермообрабо конструкции бетон может достичь за ной прочности при весьма жестких условиях ценой повышенных энергозат трудоемкости и стоимости работ.
Граница области применения пере ленных способов электротермообраб бетона в конструкции при наименее 5кстких условиях не может быть продлена однозначно. Дело в том, что с уменьшением Мв значительно замедлается остывание бетона по окончании активной электротермообработки, существенно возрастает прочность, приобретаемая им в процессе остывания. Массивные конструкции при слабых морозы прогревать не следует во избежание приобретения прочности значительно выше заданной, о чем упомянуто ранее. Однако при сильных морозах периферийные слои массивных конструкций рекомендуется прогревать, причем температура в этих слоях не должна превышать температуры ядра конструкции.
Также однозначно определяются границы области применения термоса (при наиболее жестких условиях) и предварительного разогрева бетонной смеси (при наиболее и наименее жестких условиях). Главными параметрами, в наибольшей степени влияющими на границы областей применения этих двух способов, являются соответственно температура бетонной смеси на выходе из смесителя и б конце разогрева.
При расчетах областей применения способов зимнего бетонирования приняты следующие значения влияющих факторов (условий бетонирования для наименее и наиболее жестких вариантов): продолжительность транспортирования бетонной смеси 5 и 60 мин;
высота подъема краном бетонной смеси на месте укладки 3 и 20 м;
модуль поверхности конструкции 4 и 20 м-1;
коэффициент теплопередачи опалубки (стальной, утепленной минераловатиыми плитами толщиной 50 мм, деревянной толщиной 40 и 25 мм) 1,3; 3,6 и 5,2 Вт/(м2-°С);
температура наружного воздуха 0 и —10С;
доля марочной прочности, приобретаемой бетоном, 40 и 70%.
Расчеты выполнены по методикам, приведенным в упомянутом руководстве. Кривые, характеризующие области применения, приведены на рис. 1 и 2 (на графиках не показана область применения бетонирования в тепляках, которая охватывает все значения Мп, К. Бетонирование в тепляках особенно эффективно при температурах наружного воздуха ниже —40°С).
При проектировании производства бетонных работ в холодное время года необходимо по приведенным графикам определить возможные способы бетонирования конкретных конструкций. После этого по результатам последующих расчетов определить наиболее приемлемый способ.
В качестве примера определим способы, применение которых возможно для достижения бетоном 40% проектной прочности в конструкции СМП=8 при температуре наружного воздуха —10°С в деревянной опалубке толщиной 40 мм СК= 1,3 Вт/ (м2-ч). На графике «в» (рнс. 1) из точки на оси ординат СМИ = =8 проводим горизонтальную прямую до пересечения с вертикальной прямой, проведенной из точки на оси абцисс, со
Бетон и железобетон, 1987