5 Защита против замораживания и защита монолита которому не требуется поддержка

ГЛАВА 5
Защита против замораживания и защита монолита которому не требуется поддержка

5.1. Защита для предотвращения замораживания свежего бетона.

Для предотвращения замораживания в раннем возрасте меры защиты должны быть предусмотрены сразу после укладки бетона. Приготовления для организации защитного укрытия, уходи или нагрева свежеуложенного бетона должны быть сделаны перед укладкой. Предусмотренная защита должна обеспечить на всех участках бетонного монолита температурные и влажностные условия адекватные рекомендованным в настоящем докладе. В холодную погоду температура свежеуложенного бетона должна быть близка к значениям, представленным в Строке 1 Таблицы 3.1, а продолжительность периода ухода за бетоном может быть уменьшена:

1) При использовании цемента Cem III

2) При использовании добавок-ускорителей

3) При использовании 60кг/м3 цемента сверх предусмотренного количества для рецептуры БСГ (за океаном, не будь клиническими идиотами, предусматривают содержание цемента в бетонной смеси в качестве проектных требований, у нас в ГОСТе это называется бетонная смесь заданного состава, но почему-то, состав БСГ упорно не идет в проектные требования — заговор равшаномасонов, не иначе). Строка 1 Таблицы 5.1 относится к бетонному монолиту, который будет претерпевать небольшое количество циклов замораживания оттаивания в процессе службы или во время возведения. Строка 2 относится к бетонному монолиту, который будет претерпевать погодные воздействия в течение срока службы или в процессе возведения.

Было показано, что в отсутствии внешнего увлажнения, бетон, который набрал прочность 3,5 МПа не будет поврежден одним циклом замораживания оттаивания (Powers, 1962; Hoffand Buck, 1983). Периоды ухода за бетоном приведенные в Таблице 5.1 могут быть уменьшены, если методами неразрушающего контроля установлено, что бетонный монолит, включая края и углы набрал прочность по крайней мере 3,5 МПа и не ожидается, что он будет подвергнут более чем одному циклу замораживания-оттаивания прежде, чем будет произведена обратная засыпка. Практика оценки прочности методами неразрушающего контроля обсуждается в Главе 6. Для защиты массивных монолитов от тепловых трещин требуется более длительный период ухода за бетоном, чем указанный в Таблице 5.1. Для бетона с низким содержанием цемента более продолжительный период ухода за бетоном может потребоваться для достижения прочности 3,5 МПа.

Таблица 5.1 Продолжительность защитного периода необходимого для предотвращения повреждения от замерзания в раннем возрасте бетона с вовлечённым воздухом.

 5.2. Потребность в дополнительной защите

Сравнительно короткий период ухода за бетоном показанный в Таблице 5.1 относится к бетону с вовлеченным воздухом в количестве, рекомендованном ACI 211.1 Это минимальные защитные требования для противодействия повреждению от раннего замораживания оттаивания уверяющие, что конечной долговечности бетона не будет нанесен ущерб. Такой короткий период позволителен, только если:

1) есть достаточный последовательный уход (см. Глава 8) и защита для развития требуемой безопасной прочности для определенной сервисной категории (см. Параграф 5.3)

2) бетон не подвергается замораживанию в критически водонасыщенном состоянии. Когда имеются требования к ранней прочности бетона (необходимость последующего нагружения) необходимо увеличить период ухода за бетоном сверх минимальной продолжительности, представленной в Таблице 5.1.

Поскольку, бетон без воздухововлечения более не применяется там, где случается замораживание — оттаивание, такой бетон не рассмотрен в рекомендациях. Однако, ограниченный потенциал долговечности бетона без воздухововлечения наилучшим образом достигается в результате ухода за бетоном, по крайней мере, в два раза более продолжительном, чем указано в Таблице 5.1.

Таблица 5.3 Продолжительность ухода за бетоном, уложенным в холодную погоду

5.3. Продолжительность ухода за бетоном

Продолжительность периода зависит от типа и количества цемента, наличия ускоряющей добавки и сервисной категории (Sturrup and Clendening, 1962). Таблица 5.1 дает минимальную продолжительность ухода за бетоном при температурах, приведенных в Строке 1 Таблицы 3.1. Эти минимальные периоды ухода рекомендовано проводить до тех пор, пока прочность, установленная методами неразрушающего контроля, не достигнет заранее согласованных значений. Рассматриваются следующие сервисные категории:

5.3.1. Категория 1: «Не нагружается, не подвергается воздействию среды» — эта категория включает фундаменты и подземные сооружения, которые не подвергаются нагружению в раннем возрасте и, поскольку они зарыты в грунт или произведена обратная засыпка, не будут подвержены воздействию циклов замораживания оттаивания в течение срока службы. Для бетона этой сервисной категории условия благоприятны для продолжения осуществления естественного ухода. Такому монолиту требуется только защита на время, рекомендованное для Категории 1 в Строке 1 Таблицы 5.3, то же самое, что требуется для обеспечения защиты от раннего замораживания-оттаивания и приведенное в Строке 1 Таблицы 5.1. Таким образом, для этой сервисной категории необходима только защита от раннего замораживания-оттаивания.

5.3.2. Категория 2: «Не нагружается, подвергается воздействию среды». Эта категория включает массивные причалы и дамбы, которые имеют поверхности, подвергающиеся замораживанию или выветриванию во время эксплуатации, но не имеющие требований к ранней прочности. Внутренние части этих структур не нуждаются в уходе. Уход за внешними поверхностями будет продолжаться, когда улучшаться природные условия. Такому монолиту требуется только защита на время, рекомендованное для Категории 2 в Строке 2 Таблицы 5.3, то же самое, что требуется для обеспечения защиты от раннего замораживания-оттаивания и приведенное в Строке 2 Таблицы 5.1. Таким образом, для этой сервисной категории необходима только защита от раннего замораживания-оттаивания.

5.3.3. Категория 3 «Частично нагружаемая, подвергающаяся воздействию среды» — Третья категория включает структуры, на которые воздействует погода и которые могут быть подвержены в раннем возрасте небольшой, по сравнению с проектной, нагрузке и будут иметь возможность дополнительного набора прочности прежде, чем будет применена проектная нагрузка. В таких случаях бетон должен иметь продолжительность ухода, рекомендованную для Категории 3 в Таблице 5.3.

Таблица 5.5 Максимально допустимое падение температуры в течение первых 24 часов после окончания ухода

5.3.4. Категория 4: «Полностью нагружаемая» — Эта категория включает в себя бетонные монолиты, требующие временных опор для безопасного сопротивления конструкционным нагрузкам. Проектные требования для этой категории обсуждены в Главе 6.

 5.4. Демонтаж опалубки

В течение холодного периода защита, предоставляемая опалубкой (не стальной), часто имеет огромное значение. В тепляках опалубка служит для равномерного распределения тепла. В большинстве случаев, если применяется подходящая теплоизоляция опалубки (включая стальные) она может обеспечивать адекватную защиту без дополнительного подогрева. Поэтому часто выгодно оставлять опалубку на монолите, по крайней мере, в течение минимально требуемого периода защиты. Однако, экономические соображения часто диктуют необходимость демонтажа опалубки в раннем возрасте без возможной опасности для людей и конструкции. Дополнительная информация по демонтажу опалубки представлена в Главе 6 и ACI 347. Если для отделения опалубки от бетона применяются клинья, то они должны быть сделаны из дерева. Если бетон достаточно прочный углы и края не должны быть повреждены при распалубке. Минимальное время необходимое до распалубки может быть лучше всего определено экспериментально, так как это зависит от нескольких факторов: тип цемента, температура ухода, тип монолита, разновидность опалубки, качество смазки, и умение рабочих. После снятия опалубки бетон должен быть укрыт изолирующими одеялами или защищен тепляком на время, рекомендованное в Таблице 5.3. Если применяется нагревание встроенными электродами, то бетон должен быть укрыт влагонепроницаемыми полотнищами, а продолжительность нагрева соответствовать рекомендациям. В случае опорных стен, фундаментных стен или других структур подверженных воздействию гидростатического давления, поспешный демонтаж опалубки в то время, когда бетон еще относительно незрелый может выбить замки и... (на этом месте, они дружно курнули с индейцем-студентом).

 5.5. Падение температуры после окончания ухода за бетоном

После снятия защиты бетон должен быть постепенно охлажден, чтобы уменьшить инициирующие трещины локальные напряжения в теле бетона между поверхностными и внутренними слоями. Снижение температуры поверхности бетона не должно превышать темпов, указанных в Таблице 5.5. Это может быть осуществлено постепенным уменьшением источников тепла или оставлением защитных материалов бетон не придет в равновесие со средней температурой воздуха. Теплоизолирующая опалубка, однако, может представлять некоторые трудности при постепенном понижении температуры поверхности. Частичное предварительное отделение опалубки делает возможной циркуляцию воздухи и облегчает проблему. Как показано в Таблице 5.5, максимально допустимый темп охлаждения поверхности для массивных конструкций ниже, чем для тонких.

 5.6. Допустимые температурные дифференциалы

Хотя бетон должен быть остужен до температуры воздуха, чтобы избежать тепловых трещин, температурный дифференциал может быть допущен во время прерывания ухода за бетоном. Например, Рис. 5.6 может быть использован для определения максимально допустимого дифференциала между бетонной стеной и наружным воздухом (скорость ветра не превышает 24км/ч). Эти кривые учитывают толщину стены и фактор сопротивления (пропорций), который устанавливается соотношением длины стены к ее высоте.