Твердение бетона при отрицательных температурах

    При пониженной температуре прочность бетона нарастает медленнее, чем при нормальной. При температуре бетона (не путать с температурой окружающей среды) ниже 0⁰ С твердение практически прекращается, если только в бетон не добавлены соли, снижающие точку замерзания воды. Бетон начавший твердеть, а затем замерзший, после оттаивания продолжает твердеть, причем, если он не был поврежден замерзающей водой в самом начале твердения, прочность его постепенно нарастает. Прочность бетона, твердеющего при температурах 5…35⁰ С можно приблизительно определить по таблице (для портландцемента средней марки):

    Замерзание бетона в раннем возрасте влечет за собой значительное понижение его прочности после оттаивания и в процессе дальнейшего твердения по сравнению с нормально твердевшим бетоном. Это объясняется тем, что свежий бетон насыщен водой, которая при замерзании расширяется и разрывает связи между поверхностью заполнителя и слабым цементным камнем. Прочность бетона тем ближе к нормальной, чем позже он был заморожен. Бетон следует предохранять от замерзания до приобретения им минимальной (критической) прочности, которая обеспечивает необходимое сопротивление давлению льда и сохранение в последующем при положительных температурах способности к твердению без значительного ухудшения основных свойств бетона. Минимальная прочность, которую должен приобрести бетон к моменту замерзания представлена в таблице:

    Примечание: при использовании быстротвердеющего высокопрочного цемента

                           необходимое время выдерживания сокращается примерно 1,5 раза.

    Если к бетону предъявляют высокие требования по водонепроницаемости и морозостойкости, то его следует предохранять от замерзания до достижения марочной прочности, т.к. замораживание при минимальной прочности, не сказываясь заметно на прочности бетона при сжатии, может существенно ухудшить его особые свойства.

    При изготовлении бетонных изделий зимой используются два основных способа:

      - использование внутреннего запаса тепла бетона;

      - дополнительная подача тепла к бетону извне.

    Внутренний запас тепла в бетоне создают путем подогревания материалов, составляющих бетонную смесь; кроме того, в твердеющем бетоне тепло выделяется при химической реакции, происходящей между цементом и водой. Обычно подогревают воду до 90⁰ С или заполнители и воду до 50⁰ С. При этом бетонная смесь при выходе из бетоносмесителя должна иметь температуру не более 40⁰ С, так как при более высокой температуре она быстро густеет. При экзотермии цемента тепло выделяется главным образом в первые 3…7 суток твердения. Что бы сохранить тепло используют термоизоляцию (минеральная вата, пенопласт, опилки и т.п.).

    Широкое применение получили противоморозные добавки. Они снижают точку замерзания воды и обеспечивают твердение бетона на морозе, хотя и очень медленное. Количество добавок зависит от ожидаемой средней температуры твердения бетона:

    Для сохранения удобоукладываемости бетонной смеси с поташом (К₂ СО₃ ) в нее добавляют сульфитно – спиртовую барду или мылонафт.

    Прочность бетона на портландцементе с добавками, твердеющего на морозе, может быть определена ориентировочно по таблице:

    При применении подогретой воды во избежания «заваривания» цемента, т.е. его преждевременного схватывания необходимо соблюдать следующую очередность загрузки материалов в бетоносмеситель: одновременно с заполнителем подают основную часть воды, после нескольких оборотов подают цемент и заливают остальную часть воды в виде концентрированных растворов непосредственно в бетоносмеситель или в воду затворения. Продолжительность перемешивания компонентов бетонной смеси в зимних условиях увеличивают в 1,5 раза по сравнению с летними для получения более однородной смеси.