Указания на бетонирование в зимнее время дорожных оснований под асфальтобетонные покрытия в г. Москве

47. Температурный режим и продолжительность паропрогрева устанавливают в зависимости от поставленной задачи:

1) подогрев свежеуложенного бетона, выдерживаемого в условиях термоса, в случае преждевременного его остывания при укладке, когда создается угроза невозможности обеспечить твердение в соответствии с п. 34. В этом случае бетон подогревают до 15° и поддерживают эту температуру в течение суток, после чего пар отключают, а бетон оставляют твердеть под утеплением. Если же подогреть бетон до 15° не удается, то его подогревают до 8-10° и поддерживают температуру в течение 2 суток с таким расчетом, чтобы средняя температура бетона была не ниже 7°.

Надобность в подогреве уже твердеющего бетона может также возникнуть, когда вследствие резкого похолодания примененная теплозащита не в состоянии поддержать заданную температуру твердения и возникает опасность преждевременного падения температуры бетона ниже расчетной. В этом случае необходимо посредством подогрева поднять температуру бетона до положительных значений и поддерживать твердение до приобретения им требуемой прочности. Режим твердения (температура и продолжительность) устанавливается расчетом.

В связи с тем, что паропрогрев уже организован, следует посредством теплотехнического и соответственно технико-экономического расчета выяснить возможную целесообразность получения в бетоне прочности в размере 70 % для возможности укладки асфальтового бетона или 100 %, чтоб можно было открыть движение;

2) прогрев бетона для укладки асфальтового бетона и открытия грузового (или только легкового) движения в зимних условиях. Бетон прогревают до 35-40° и более (но не выше 50°) и в соответствии с расчетом поддерживают заданный режим твердения, имеющий целью получение в бетоне требуемой прочности к установленному сроку. При расчетах пользуются графиками, приведенными в приложении 2. При прогреве температуру бетона поднимают не более чем на 5° в час. По достижении заданной температуры рекомендуется пар подавать с небольшими перерывами, не допуская при этом понижения температуры под коробом более чем на 5°. Остывание должно вестись со скоростью, не превышающей 5° в час, до температуры 5°. Дальнейшее остывание осуществляется при выключенном паре под утеплением. При организации прогрева паром следует предусматривать необходимость удаления конденсата. Прогрев бетона следует выполнять под контролем лаборатории.

ЭЛЕКТРОПРОГРЕВ

48. Электропрогрев является рациональным и весьма технологичным средством создания необходимых температурных условий для получения требуемой прочности бетона в заданные сроки. Он может применяться как самостоятельно, так и в сочетании с методом термоса для подогрева бетонной смеси перед укладкой, разогрева уложенного бетона до требуемой температуры и, наконец, подогрева твердеющего бетона, когда примененная теплозащита не может обеспечить заданного режима.

В этом случае весьма рациональным является метод прогрева бетона посредством термоактивного слоя опилок (приложение 5).

Работы по электропрогреву должны выполняться в соответствии с «Руководством по электропрогреву бетонных и железобетонных конструкций и изделий» (Госстрой СССР, 1964). При проведении бетонных работ с электропрогревом должны строго соблюдаться правила техники безопасности, изложенные в названном руководстве.

49. Электропрогрев бетона дорожных оснований наиболее эффективен при укладке электродов по низу плиты, в этом случае наиболее полно используется выделяемое тепло, однако этот прием связан с потерей электродов.

Этот дефект можно устранить, если электроды использовать как арматуру с учетом ее при конструировании плиты, что может быть допущено только при низких температурах электропрогрева для предупреждения возможности понижения сцепления арматуры с бетоном.

В отдельных случаях при низкой температуре воздуха и уложенного бетона, когда создаваемого тепла недостаточно, бетон подогревают также с внешней поверхности посредством «плавающих» электродов из катанки диаметром 6-8 мм или полосовой стали шириной 20-50 мм, втапливаемых на половину сечения электрода.

50. Электропрогрев бетона в дорожных основаниях, толщина которых обычно не превышает 20-22 мм, может быть осуществлен и при одностороннем размещении полосовых электродов, располагаемых сверху. Необходимая равномерность температурного поля в бетоне достигается за счет применения небольших скоростей подъема температуры и хорошего утепления низа прогреваемой плиты.

51. Для электропрогрева рекомендуется пользоваться инвентарными утепленными щитами из досок толщиной 2 см с нашивными электродами из полосовой стали шириной 2-5 см и выведенными клеммами (рис. 1).

Рис. 1. Конструкция инвентарного щита:

1 - рама из брусьев 5´5 см; 2 - стальная полоса 40´4 мм; 3 - опилки; 4 - болты ⁵/₈ ² с гайками и шайбами или оконцеватели

В приложении 6 приведены формула и график, которые позволяют по заданным величинам: мощности (Р), толщины бетона (h₀) и напряжения (u) подобрать расстояния между электродами (b) или, наоборот, по расстоянию между электродами (b) найти требуемое напряжение (u).

52. Электропрогрев бетона электродами с напряжением 120-220 В (но не выше) допускается только для неармированных бетонных оснований. В целях обеспечения равномерного прогрева, а также безопасности работ электропрогрев следует вести при низких напряжениях (51, 65, 87в). К моменту начала электропрогрева температура бетона должна быть не менее 5°.

53. Во избежание пересушивания при электропрогреве не следует температуру бетона поднимать выше 35°. При начинающемся высушивании открытую поверхность бетона следует увлажнять водой. Ток при этом должен быть обязательно отключен.

54. Для предупреждения возможности местного перегрева и короткого замыкания уложенные электроды должны быть надежно закреплены на своих местах.

55. По мере бетонирования, которое должно осуществляться участками не длиннее 3-4 м, электропрогрев включают с таким расчетом, чтобы поднять температуру бетона до 35°, после чего электропрогрев прекращают и бетон, тщательно укрытый, постепенно охлаждается с тем, чтобы к моменту остывания до -2° он имел требуемую техническими условиями прочность. Продолжительность и режим прогрева устанавливаются лабораторией в зависимости от температуры наружного воздуха и уложенного бетона.

56. В случае вынужденного, аварийного перерыва при применении электропрогрева следует прекращать бетонирование с таким расчетом, чтобы расстояние от рабочего шва до ряда электродов не превышало 10 см.

57. Бетон с установленными электродами укрывают опилками, не содержащими комьев снега и льда, толщиной слоя - не менее 15 см. Для предохранения от продувания опилки следует укрыть рулонным материалом или брезентом.

58. Охлаждение бетона после окончания прогрева должно протекать возможно медленнее со скоростью, не превышающей 5° в час. Для этого теплозащиту не снимают до тех пор, пока температура бетона не упадет до 5°, но не ранее достижения бетоном прочном и, заданной режимом твердения, при этом должны быть предусмотрены мероприятия по уходу за бетоном после оттаивания до приобретения им проектной прочности. Регулирование интенсивности остывания при паро- и электропрогреве должно осуществляться путем периодического изменения количества вводимого пара или включения тока.

ПРОГРЕВ ГОРЯЧИМ ПЕСКОМ

59. При невозможности применить электро- или паропрогрев допускается для прогрева бетона использование горячего песка или шлака.

Использование песка или топливного шлака в качестве теплоносителя при возможности его получения в потребных количествах и с достаточно высокой температурой является целесообразным способом подогрева бетона вследствие его простоты. Сущность этого способа заключается в следующем.

Нагретый в асфальтовых смесителях песок или топливный шлак доставляют на место в укрытых машинах и сваливают в кучу в непосредственной близости от места укладки бетонной смеси. Поверхность свежеуложенного бетона укрывают талым песком толщиной слоя 3-5 см, и затем по нему быстро ровным слоем толщиной 10-15 см распределяют горячий песок. После этого горячий песок тщательно укрывают утепляющими щитами, слоем шлака или опилок толщиной 10-15 см. При наличии ветра следует поверх опилок расстилать толь или другой рулонный материал, а обогреваемый участок обставлять щитами. Это мероприятие рекомендуется и при других способах обогрева.

Песок (или шлак) должен иметь на месте укладки температуру 100-150° и выше. Разравнивать его следует движками. Разбрасывать горячий песок лопатами запрещается. При расчетах теплоемкость песка следует принимать равной 0,2 ккал/кг×град.

4. Укладка и выдерживание бетонов с противоморозными добавками на необогреваемых материалах 60. Твердение холодного бетона происходит при отрицательных температурах бетона в конструкции. Это достигается приготовлением бетона на растворах с высокой (больше 8 % от веса воды) концентрацией солей хлористого натрия и хлористого кальция, применяемых совместно; такой бетон обычно готовится на необогреваемых материалах. Концентрации долевых растворов назначаются в зависимости от температуры, которая будет поддерживаться в конструкции в процессе твердения с учетом температур наружною воздуха, при которых будет происходить твердение бетона. Общее количество вводимых в бетонную смесь хлористых солей (хлористого кальция и хлористого натрия) не должно превышать 7 % от веса цемента, считая на безводные соли, или 15 % от количества воды затворения, включая воду в заполнителях. Допускается совместное применение хлористых солей с пластифицирующими добавками.

Количество добавок в зависимости от расчетной температуры твердения бетона назначается по табл. 4.

Таблица 4

Рекомендуемые количества противоморозных добавок

Расчетная температура твердения бетона в °С

Количество безводной соли в % от веса цемента и воды

NaCl

CaCl₂

общее содержание солей

-5

5

3

-

5

3

-10

7

3,5

3

1,5

10

5

-15

6

3

9

4,5

15

7,5

Примечания: 1. В числителе указано количество добавок от веса воды (СНиП III-B. 1-52), в знаменателе - отвеса цемента («Руководство по применению бетонов с противоморозными добавками» НИИЖБ Госстроя, Москва, 1968*).

2. При температурах твердения бетона до -5 °С взамен хлористого натрия возможно применение хлористого кальция в количестве до 3 % от веса цемента (с учетом указаний п. 40).

3. Помимо указанных могут применяться и иные сочетания названных солей, проверенные в лабораторных и производственных условиях.

________________

* В дальнейшем эта работа называется «Руководство».

61. Применение бетонов с повышенным содержанием противоморозных добавок хлористых солей («холодных» бетонов) допускается в неармированных (бетонных) конструкциях и армированных конструктивной (нерасчетной) арматурой. Эти бетоны не допускаются в конструкциях, расположенных в зоне переменного уровня грунтовых вод, в конструкциях, находящихся в непосредственной близости к источникам тока высокого напряжения (в пределах до 100 м), и конструкциях с выпусками арматуры или выступающими закладными частями без специальных мер их защиты.

62. Применение «холодных» бетонов допускается только при создании таких условий твердения, при которых температура бетона в течение первых 15 суток твердения не упадет ниже -15°, а прочность бетона к моменту замерзания будет не менее 25% проектной прочности и не менее 50 кг/см².

63. «Холодный» бетон твердеет при отрицательной температуре, предельно допустимой для незамерзающей жидкости примененной концентрации. В табл. 5 приведена кинетика роста прочности «холодного» бетона, изготовленного с применением хлористых солей, при твердении в условиях расчетных температур. Прочность дана в процентах от прочности бетона (на тех же материалах и того же состава, но без добавок солей) при твердении в нормальных условиях (в % от R₂₈).

Таблица 5

Нарастание прочности бетона с противоморозными добавками на портландцементе

Вид добавки

Расчетная температура твердения бетона в град

Прочность в % от R₂₈ при твердении на морозе через

7 дн.

14 дн.

28 дн.

90 дн.

Хлористые соли

-5

35

65

80

100

-10

25

35

45

70*

-15

15

25

35

50*

Примечания: 1. При использовании быстротвердеющих портландцементов приведенные величины умножаются на коэффициент 1,2, а смешанных (шлакопортландцемент), а также в случае сочетания противоморозных добавок с поверхностно-активными (ссб, мылонафт) или применения гидрофобного и пластифицированного портландцементов - на 0,8.

2. Интенсивность твердения бетона должна уточняться строительной лабораторией.

_______________

* 100 % прочности от R₂₈ бетон приобретает в возрасте 180 дней.

При температуре «холодного» бетона выше 0° твердение его ускоряется, и он приобретает значительную прочность уже в возрасте 3-5 суток пребывания при положительной температуре.

64. Работы по устройству бетонных оснований с применением «холодных» бетонов выполняются в соответствии с общими правилами производства этих работ с учетом приведенных ниже дополнительных указаний:

а) бетонные смеси с высокими концентрациями хлористых солей (свыше 8 % от веса воды), изготавливаемые на неподогретых материалах, доставляются к месту укладки в машинах, оборудованных средствами защиты от попадания в бетонную смесь при перевозке воды или снега, а также от потери воды затворения. Обогрев кузова автомашины, а также утепление его не требуются;

б) основание должно быть подготовлено в соответствии с требованиями раздела IV. Допускается укладка бетона на промороженное основание (при непучинящих грунтах), устроенное и уплотненное в летнее время. Для выравнивания основания перед укладкой бетонной смеси применяют талый песок влажностью не выше 5% и толщиной слоя 5-8 см;

в) поверхность, на которую укладывается бетонная смесь, а также боковая опалубка должны быть очищены от снега и наледи. Обогрев ранее уложенного бетона в местах примыкания вновь укладываемого не требуется;

г) старый бетон в местах стыков и производственных (рабочих) швов должен быть очищен от цементной пленки и покрыт слоем цементно-песчаного раствора, соответствующего по составу раствору укладываемой бетонной смеси, который приготовляется на незамерзающей жидкости принятой концентрации.

65. Качество уплотнения имеет большее значение, поэтому бетонная смесь должна иметь требующуюся удобоукладываемость и поступать с осадкой конуса 0,5-1 см. В связи с загустеванием бетонная смесь должна быть уложена не позднее чем через 1,5 часа после выхода ее из бетономешалки.

66 Удобоукладываемость бетонной смеси с противоморозными добавками резко ухудшается с повышением температуры. Бетонная смесь может применяться при положительных температурах наружного воздуха: приготовленная на незамерзающей жидкости повышенной концентрации (15 % добавок от веса воды) при температуре не выше 2°, средней концентрации (до 10 % добавок от веса воды) - не выше 5°. Бетонная смесь с 5 % NaCl применяется как обычная бетонная смесь.