Строительство цементобетонных покрытий при отрицательных температурах

Удлинение периода возможного строительства цементобетонного покрытия за счет организации бетонирования при отрицательных температурах имеет большое практическое значение, так как при температуре цементобетонной смеси -2°С прекращается гидратация цемента, смесь замерзает и находящаяся в ее порах вода, увеличиваясь примерно на 9% в объеме при переходе в ледяные кристаллы, нарушает сцепление внутри цементного камня и между ним и заполнителем, что приводит к снижению прочности.

Если цементобетон к моменту замерзания наберет прочность не менее 50—60% от заданной, то в дальнейшем после оттаивания он полностью добирает требуемую прочность. Поэтому сущность мероприятий, позволяющих производить зимнее бетонирование, заключается в том, чтобы создать нормальные условия твердения до достижения прочности не менее 50%.

Исходя из особенностей твердения цементобетона при различных отрицательных температурах в практике возможны три основных случая зимнего бетонирования:

первый случай относится к периоду пониженных температур, когда температура воздуха находится в пределах от —1 до +5° С, что бывает поздней осенью или ранней весной. В этом случае достаточно ввести в цементобетонную смесь добавки-ускорители твердения, которые к тому же снижают температуру замерзания смеси, и укрыть цементобетон теплозащитным слоем, например песком;

второй случай относится к сравнительно небольшим отрицательным температурам в диапазоне от —1 до —10° С. В этом случае, кроме введения добавок, требуется подогрев воды до температуры, обеспечивающей укладку цементобетонной смеси при температуре не ниже 5° С. Теплозащитный слой при этом должен быть более мощным, чем в первом случае, и устанавливается расчетом;

третий случай охватывает более низкие отрицательные температуры (ниже —10° С), когда требуется, кроме мер, указанных выше для двух первых случаев, подогрев песка и щебня.

Кроме этих трех случаев зимнего бетонирования, возможен подогрев составляющих цементобетонную смесь без введения добавок ускорителей твердения. Такой способ зимнего бетонирования допускается только при температурах наружного воздуха в пределах от +5 до —5° С.

В качестве добавок, ускоряющих твердение и снижающих температуру замерзания смеси, применяют хлористый натрий (NaCl), хлористый кальций (СаС1₂), соляную кислоту (НС1), тонкомолотую негашеную известь, поташ. В последнее время исследования под руководством проф. В. Б. Ратинова показали эффективность применения в качестве добавок НИК (нитрит-нитрат кальция), ННХК (нитрит-нитрат хлористого кальция) и НКМ (нитрит кальция — мочевину).

Таким образом, при строительстве цементобетонных покрытий при пониженных и отрицательных температурах применяются метод термоса и метод холодного термоса. Сущность метода термоса состоит в том, что необходимые условия твердения цементобетона создаются до набора прочности в определенных пределах. Исследования А. В. Михайлова показали, что для аэродромных покрытий метод термоса может быть применен с использованием тепла грунта и экзотермической реакции гидратации цемента при одновременном добавлении к цементобетонной смеси солей, понижающих температуру замерзания смеси и отепления со стороны охлаждения. Следовательно, поскольку в этом случае смесь не обогревается, метод получил название холодного термоса.

Иногда вместо подогрева материалов, осуществляемого при приготовлении цементобетонной смеси, производят электроразогрев приготовленной смеси до 60—70° С непосредственно перед укладкой ее в покрытие. Электроразогрев делают в бадьях, в которых транспортируют смесь к месту укладки или в специальных передвижных бункерах.

Перспективным является прогрев уложенной бетонной смеси инфракрасными лучами — генераторами с температурой излучающей поверхности от 300 до 200° С. Для предохранения бетона от высыхания в период твердения необходимо его укрывать полиамидной пленкой.