Se è necessario effettuare il calcestruzzo in condizioni invernali, il problema principale sono le basse temperature, a causa delle quali si verifica il congelamento materiali da costruzione. Secondo SNiP 3.03.1, le condizioni invernali di betonaggio sono temperature inferiori a 5 gradi Celsius.

Caratteristiche del lavoro in inverno

Tutte le tecnologie utilizzate per la gettata del calcestruzzo a bassa temperatura sono progettate per evitare questo congelamento. Possiamo evidenziare 2 caratteristiche principali che rendono piuttosto difficile il processo di posa del calcestruzzo a bassa temperatura.

Questo:

• Congelamento dell'acqua nei pori del calcestruzzo. L'acqua congelata si espande, aumentando la pressione interna. Ciò rende il calcestruzzo meno resistente. Oltre a tutto ciò, attorno agli aggregati possono formarsi pellicole di ghiaccio, che a loro volta portano all'interruzione del collegamento tra i componenti della miscela.
• L'idratazione del cemento rallenta alle basse temperature, il che significa che il tempo necessario affinché il calcestruzzo acquisisca durezza aumenta notevolmente.

Importante!
Il calcestruzzo guadagna circa il 70% della sua resistenza nominale in una settimana a temperature elevate ambiente a 20 gradi.
IN condizioni invernali, questo periodo può essere di 3-4 settimane.

Acqua gelata

È necessario soffermarsi più in dettaglio su un fattore così importante come il congelamento dell'acqua. Il periodo in cui l'acqua gelava è di grande importanza per la robustezza dell'intera struttura. Esiste una relazione diretta: quanto prima il calcestruzzo si è congelato, tanto più fragile sarà il calcestruzzo.

Il periodo in cui l'impasto del calcestruzzo fa presa è il più critico e decisivo. La tecnologia del calcestruzzo in condizioni invernali afferma che se la miscela di calcestruzzo si congela immediatamente dopo la posa nella cassaforma, la sua ulteriore resistenza dipenderà solo dalla forza del gelo.

All'aumentare della temperatura, il processo di idratazione continuerà sicuramente. Ma la resistenza di tale struttura sarà significativamente inferiore a quella di una struttura simile, la cui miscela non è stata congelata durante l'installazione.

Se il calcestruzzo è riuscito ad acquisire una certa resistenza prima del congelamento, può facilmente resistere a un ulteriore congelamento senza modifiche strutturali o difetti interni. È inoltre necessario cercare di evitare le cosiddette cuciture fredde. Per raggiungere questo obiettivo, il calcestruzzo deve essere posato in modo continuo.

Valore di forza

Quando si lavora in condizioni di bassa temperatura, è importante ricordare la resistenza critica del calcestruzzo. Questo valore è pari al 50% della forza del marchio dichiarata. È importante ricordare questo indicatore, perché con il moderno calcestruzzo invernale la miscela è protetta dal gelo fino a raggiungere lo stesso valore del 50%.

Se stiamo parlando di un oggetto di particolare importanza, la protezione dal congelamento viene effettuata fino a quando la miscela non raggiunge il 70%.

Metodi di calcestruzzo invernale

Al momento, esistono 3 metodi principali per la posa del calcestruzzo in condizioni basse temperature. L'uso di additivi antigelo. E' il metodo più economico e tecnologicamente più valido per proteggere la miscela dal gelo. Tutti gli integratori di questo tipo si dividono in 3 gruppi principali, a seconda della loro modalità d'azione.

Le peculiarità del calcestruzzo in condizioni invernali sono tali che spesso è impossibile cavarsela solo con gli additivi antigelo. È necessario adottare una serie di misure che miglioreranno l'effetto applicato sostanze chimiche e velocizzare i tempi di indurimento.

Come misure aggiuntive Sono:

• Pulizia preliminare delle casseforme e delle armature da neve e ghiaccio. I raccordi in ferro devono essere riscaldati a temperature positive.
• Tutto il lavoro deve essere svolto al ritmo più veloce possibile.
• Il trasporto diretto della miscela deve essere effettuato in una macchina dotata di doppio fondo, nella quale devono confluire i gas di scarico per il riscaldamento.
• Durante lo scarico è necessario proteggere il cantiere dalle raffiche di vento e gli stessi mezzi di scarico devono essere il più possibile isolati.
• A posa ultimata è necessario coprire l'impasto con dei tappetini per trattenere il calore il più a lungo possibile.
• Idealmente, tutti i componenti della miscela dovrebbero essere preriscaldati.

Importante!
Quando si preriscaldano i componenti, è necessario utilizzare uno speciale ordine di caricamento nel mixer per evitare di "macerare la miscela".
A basse temperature, l'acqua viene prima versata nel miscelatore, quindi viene fornito l'aggregato grosso, il tamburo viene girato più volte e solo successivamente vengono versati sabbia e cemento.
Queste istruzioni devono essere seguite rigorosamente.

Metodo del termos

Questo metodo prevede il posizionamento dell'impasto, che ha temperatura positiva, in casseri coibentati. Esiste anche un metodo simile del "thermos caldo", in cui la miscela viene preriscaldata per un breve periodo di tempo a 60-80 gradi.

Quindi viene compattato in questo stato riscaldato. Si consiglia un riscaldamento aggiuntivo. La miscela viene riscaldata molto spesso utilizzando gli elettrodi.

Riscaldamento e riscaldamento del calcestruzzo utilizzando elettricità e radiazioni infrarosse

Viene utilizzato quando il “metodo thermos” non è sufficiente. La sua essenza è quella di riscaldare il calcestruzzo e mantenerlo caldo fino a raggiungere il margine di resistenza richiesto, tale da poter quindi richiedere il taglio del cemento armato con mole diamantate.

Molto spesso, la soluzione viene riscaldata utilizzando corrente elettrica. Il calcestruzzo diventa parte del circuito elettrico e fornisce resistenza. Di conseguenza, si riscalda e l'obiettivo viene raggiunto.

Conclusione

Non aver paura di lavorare con il calcestruzzo anche a temperature sotto lo zero. Dopotutto, se si seguono tutte le regole, sarà possibile mantenere le caratteristiche di resistenza dei materiali ad un livello elevato e il video in questo articolo ti aiuterà a comprendere molte sfumature

In condizioni invernali (temperatura esterna media giornaliera inferiore a +5° C), l'acqua libera ghiaccia, interrompendo il processo di idratazione del cemento, il suo aumento di volume (fino al 9%) distrugge la struttura del calcestruzzo; Ciò porta al fatto che dopo lo scongelamento il calcestruzzo non può più acquisire la sua forza progettuale.

È stato stabilito che se il calcestruzzo acquista il 30...50% della sua resistenza di progetto prima del congelamento, l'ulteriore esposizione alle basse temperature non ne altera le caratteristiche fisiche e meccaniche. Questo valore di forza è chiamato critico. A seconda della marca del calcestruzzo, è pari a: 50% M - per M200, 40% M - per M300 e 30% M - per M400 e versioni successive.

A modi invernali la cementazione, che garantisce che il calcestruzzo raggiunga la resistenza critica, comprende: il riscaldamento del calcestruzzo durante la sua preparazione; stagionatura del calcestruzzo in casseri coibentati (metodo thermos); aggiunta di additivi chimici al calcestruzzo che riducono il punto di congelamento; effetto termico riscaldamento di forme su calcestruzzo appena posato; riscaldamento degli elettrodi; esposizione a fonti di calore a infrarossi, ecc. I metodi tecnologici vengono selezionati in base all'efficienza economica, alle condizioni di calcestruzzo, al tipo di strutture e alle caratteristiche del calcestruzzo utilizzato e alla disponibilità di fonti di calore economiche.

Quando si preparano miscele di calcestruzzo negli stabilimenti, viene organizzato il riscaldamento dei componenti e dell'acqua di miscelazione e il processo di preparazione stesso viene eseguito in una stanza isolata, che garantisce la resa miscela di cemento temperatura impostata. Per riscaldare sabbia e pietrisco si utilizzano appositi registri attraverso i quali viene fatta passare acqua o vapore riscaldato a 90° C. L'acqua d'impasto viene riscaldata ad una temperatura di 40...80 °C (a seconda del tipo di cemento), prevalentemente con vapore negli scaldabagni.

La miscela di calcestruzzo viene trasportata in inverno in camion di calcestruzzo coibentati, contenitori speciali e autocarri con cassone riscaldato dai gas di scarico. Il cassone è coperto con teloni o scudi coibentati, vasche e bunker sono coperti con coperture in legno coibentate.

Il getto invernale con stagionatura non riscaldata del calcestruzzo comprende il metodo “thermos”, che si basa sulla posa di una miscela di calcestruzzo riscaldata ad una temperatura di 20...80 ° C in una cassaforma isolata. Le superfici in calcestruzzo a vista proteggono dal raffreddamento. La quantità di calore introdotta nella miscela di calcestruzzo e rilasciata durante la reazione esotermica del cemento è abbastanza sufficiente affinché il calcestruzzo raggiunga una resistenza critica.

Il trasporto di una miscela di calcestruzzo riscaldata nel luogo di betonaggio è accompagnato da significative perdite di calore, un aumento della rigidità della miscela e una diminuzione della sua lavorabilità. Per eliminare questi inconvenienti è più consigliabile riscaldare il calcestruzzo direttamente in cantiere. Per fare ciò vengono utilizzati elettrodi speciali, che vengono immersi in una miscela di cemento situata nella parte posteriore di un autocarro con cassone ribaltabile o in un bunker. Conducendo a loro elettricità 380 V, la miscela viene riscaldata per 5...10 minuti ad una temperatura di 75...90 °C.

Il metodo del trattamento termico elettrico del calcestruzzo è ampiamente utilizzato nella pratica. Si basa sulla trasformazione energia elettrica in condizioni termiche direttamente all'interno del calcestruzzo o in vari tipi dispositivi di riscaldamento elettrico. Nella costruzione sono stati padroneggiati i seguenti metodi: riscaldamento dell'elettrodo (in realtà riscaldamento elettrico); riscaldamento in campo elettromagnetico (induzione); riscaldamento con vari dispositivi di riscaldamento elettrico.

Il metodo di riscaldamento dell'elettrodo è suddiviso in passante e periferico. Per il riscaldamento passante si utilizzano elettrodi a barra con diametro fino a 6 mm, posizionandoli su tutta la sezione trasversale; per il riscaldamento periferico si utilizzano elettrodi a telaio e a piastra flottanti, elettrodi a piastra e a filo da cucire. In ciascun caso specifico viene calcolata la disposizione degli elettrodi e la tensione su di essi. Quando si riscalda il calcestruzzo, monitorare rigorosamente la velocità di aumento della sua temperatura (8...15 ° C/h) e il tempo di riscaldamento isotermico.

Per il riscaldamento elettrico a contatto vengono utilizzati vari tipi forme riscaldanti, che si dividono in dure (legno, metallo) e morbide (realizzate in tela cerata o tessuto di amianto, gomma, plastica, ecc.). La cassaforma termoattiva viene installata in pannelli separati o in pannelli allargati. Le fonti di calore nei pannelli sono riscaldatori elettrici a barra, barra tubolare e barra angolare, elettrodi a nastro, elettrodi a filo o a foglio pressati in una composizione elettricamente conduttiva.

Per riscaldare il calcestruzzo con il vapore, attorno alla struttura in calcestruzzo viene creata una cosiddetta “camicia di vapore”, che fornisce le condizioni di temperatura e umidità necessarie per l'indurimento del calcestruzzo. Temperatura di riscaldamento 70...95° C.

Il riscaldamento per induzione del calcestruzzo avviene a causa del rilascio di calore durante il passaggio di correnti parassite nelle casseforme metalliche e nelle strutture situate nel campo elettromagnetico di un induttore (bobina multigiro), attraverso il quale passa una corrente alternata di frequenza industriale con una tensione di 36 ...120 V viene trasmesso al calcestruzzo dell'armatura e della cassaforma metallica che lo riscalda. Il riscaldamento a induzione viene utilizzato principalmente per il trattamento termico di strutture in calcestruzzo di piccola sezione trasversale: colonne, travi, giunti, strutture erette in casseforme scorrevoli, rampanti e mobili orizzontalmente.

Elementi riscaldanti con una potenza di 0,6...1,2 kW, emettitori ad asta in ceramica con un diametro di 6...50 mm con una potenza di 1...10 kW, emettitori tubolari in quarzo e altri mezzi fungono da fonti di riscaldamento con infrarossi raggi. Emettitori a infrarossi completi di riflettori, vengono utilizzati per il riscaldamento di strutture capacitive a pareti sottili, la preparazione del calcestruzzo, l'inserimento di giunti e assemblaggi, ecc. Durante il riscaldamento, la temperatura sulla superficie del calcestruzzo non deve superare gli 80...90 ° C.

L'uso di additivi chimici nel calcestruzzo riduce il punto di congelamento dell'acqua e garantisce quindi l'indurimento del calcestruzzo a temperature inferiori allo zero. Potassa (P), nitrito di sodio (SN), nitrato di calcio (NC), un composto di nitrato di calcio con urea (NCM), nitrito-nitrato di calcio (NCN), cloruro di calcio (CC) con cloruro di sodio (CN) sono usati come additivi antigelo, cloruro di calcio (CA) con nitrito di sodio (SN), ecc. La scelta degli additivi antigelo e la loro quantità ottimale dipendono dal tipo di struttura in calcestruzzo, dal suo grado, dalla presenza di agenti aggressivi e correnti vaganti, e dalla temperatura ambiente. .

Quando si esegue la costruzione, spesso è necessario cementare le fondazioni, i rinforzi o altre aree nella stagione invernale. In questo caso è necessario evitare il congelamento dell'acqua contenuta nel calcestruzzo. Se ciò accade, i cristalli di ghiaccio si ridurranno notevolmente caratteristiche di performance materiale e la sua forza.

Regole di base

Affinché il calcestruzzo invernale abbia successo e la qualità del calcestruzzo non si deteriori, è necessario rispettare alcune regole di base per eseguire il processo nella stagione fredda:

1. Prima di tutto, dovresti utilizzare speciali additivi antigelo che impediranno il congelamento e ne aumenteranno la resistenza.
2. In assenza di additivi, la miscela di calcestruzzo deve essere diluita solo con acqua riscaldata e devono essere utilizzati i metodi prescritti per garantire strutture di alta qualità.
3. Le macchine che trasporteranno il calcestruzzo nella stagione fredda devono avere un isolamento.
4. Prima di iniziare il lavoro, la base in cemento deve essere accuratamente pulita da polvere e sporco e riscaldata.
5. La neve e il ghiaccio devono essere rimossi dalle armature e dalle casseforme che verranno utilizzate durante il processo di getto del calcestruzzo. Se il rinforzo ha un diametro superiore a 25 mm o è costituito da un profilo laminato, a una temperatura dell'aria inferiore a -10 gradi viene riscaldato fino a raggiungere una temperatura positiva. La stessa operazione dovrà essere eseguita con parti metalliche incastonate di grandi dimensioni.
6. I lavori di betonaggio dovranno essere eseguiti a ritmo accelerato, in modo continuo, per evitare il raffreddamento dello strato di calcestruzzo posto per primo.
7. Dopo il getto del calcestruzzo, tutta la sua superficie deve essere isolata con pannelli o materassini in legno.

Il rispetto di queste semplici condizioni consentirà di ottenere un calcestruzzo di alta qualità che mantenga resistenza e affidabilità.

Metodi per la stagionatura della malta cementizia

L'edilizia moderna utilizza diversi metodi per mantenere la malta cementizia a temperature inferiori allo zero, che dovrebbero essere considerati abbastanza efficaci ed economici.

Metodi calcestruzzo invernale possono essere divisi in 3 gruppi:

• Metodo Thermos, basato sulla conservazione del calore introdotto nella soluzione concreta durante la sua fabbricazione o prima del versamento nella struttura;
• riscaldamento elettrico effettuato per contatto, induzione o riscaldatori a infrarossi dopo aver steso la soluzione;
• l'uso di speciali agenti antigelo chimici, con l'aiuto dei quali si ottiene l'effetto di abbassare il punto eutettico dell'acqua presente nella miscela.

Questi metodi, quando si cementifica periodo invernale, possono essere utilizzati separatamente o combinati se necessario. La scelta del metodo utilizzato durante l'esecuzione dei lavori di costruzione è influenzata da fattori quali la massa e il tipo di struttura, la composizione e la resistenza richiesta del calcestruzzo, le condizioni naturali in un determinato periodo dell'anno e se il cantiere è dotato di un tipo o l'altro. apparecchiature energetiche e alcuni altri.

Ad esempio, il metodo thermos è consigliato per l'uso quando si lavora con cementi Portland a indurimento rapido altamente esotermici. Hanno il massimo rilascio di calore, garantendo l'elevato contenuto di calore della struttura creata. Allo stesso tempo, l'indurimento della soluzione concreta in base al metodo può essere effettuato in combinazione: un "thermos con additivi", dove avviene a causa di acceleratori chimici, o utilizzando il metodo "thermos caldo", dove è necessaria una notevole potenza elettrica per riscaldare il calcestruzzo a temperature elevate e positive.

A differenza del metodo thermos, il riscaldamento artificiale della soluzione cementizia comporta non solo l'aumento della temperatura del materiale posato al massimo consentito, ma anche il suo mantenimento per il tempo necessario affinché il calcestruzzo acquisisca una determinata resistenza. In genere, il metodo di riscaldamento artificiale viene utilizzato quando si lavora con strutture che hanno alto livello massività, dove la resistenza specificata non può essere ottenuta solo utilizzando il metodo thermos.

Antigelo sostanze chimiche vengono aggiunti soluzioni concrete in una quantità dal 3 al 16%, a seconda del risultato desiderato e della massa della miscela, e garantiscono un indurimento stabile del materiale a temperature negative. Di norma, la scelta del tipo di additivi dipende dal tipo di struttura, dalla quantità di rinforzo utilizzato, dalla presenza di correnti vaganti e mezzi aggressivi, nonché dalla temperatura alla quale avviene il processo.

Oggi, come additivi antigelo, vengono utilizzati i seguenti agenti:

• nitrato di sodio;
• cloruro di calcio combinato con nitrito di sodio;
• cloruro di calcio combinato con cloruro di sodio;
• nitrato-nitrito di calcio in combinazione con urea;
• nitrato di calcio in combinazione con urea;
• nitrito-nitrato di calcio in combinazione con cloruro di calcio;
• nitrato-nitrito-cloruro di calcio in combinazione con urea;
• potassa.

Inoltre, dentro costruzione moderna nella stagione fredda viene spesso utilizzato l'additivo antigelo formiato di sodio, ma il suo utilizzo è limitato nelle strutture precompresse con armatura in acciaio destinate all'utilizzo in ambienti gassosi o acquatici con umidità dell'aria superiore al 60%. Va notato che l'uso di questo additivo è vietato quando si costruiscono strutture con silice reattiva o utilizzato in impianti industriali che consumano corrente elettrica continua.

Va aggiunto che è severamente vietato utilizzare tutti gli additivi chimici durante il getto strutture in cemento armato elettrificato linee ferroviarie e imprese industriali in cui si verifica corrente elettrica vagante.

Metodi di riscaldamento

Tutti i metodi sopra elencati sono stati applicati con successo in cantieri grandi e ben attrezzati. Alcuni di essi richiedono l'organizzazione di attrezzature o attrezzature aggiuntive piuttosto costose.

In piccole condizioni lavori di costruzione per il getto di fondazione casa di campagna, serra o pavimentazione, non tutti i metodi proposti sembrano appropriati. In questo caso, il getto invernale può essere accompagnato da azioni come la costruzione di un rifugio temporaneo sul luogo di lavoro, dove l'area richiesta verrà riscaldata con una pistola termica, o l'uso di pellicola in PVC e altri materiali riscaldanti.

Si consiglia di coprire la miscela di calcestruzzo quando fa freddo a temperature comprese tra -3 e +3 gradi. La pellicola in PVC e altri materiali isolanti consentono di accumulare calore all'interno struttura in cemento, che porta a una solidificazione e un indurimento più rapidi della soluzione.

Se la temperatura dell'aria raggiunge da -5 a -15 gradi, gli esperti consigliano di utilizzare pistole termiche elettriche o a gas. Sono disposti come segue:

• SU cornice di legno lo strato di pellicola in PVC viene rinforzato, creando un rinforzo sotto forma di tenda;
• Nella tenda sono installate pistole termiche.

Maggiore è la temperatura nella tenda, più velocemente si fisserà la miscela di calcestruzzo e, di conseguenza, minore sarà il tempo di riscaldamento.

Di norma, il riscaldamento per 1-3 giorni è sufficiente affinché il calcestruzzo acquisisca la resistenza primaria, consentendo l'esecuzione di ulteriori lavori.

Linee guida

Quindi, è necessario eseguire lavori di posa concreta sul tuo Cottage estivo. Quale algoritmo di azioni dovrebbe essere scelto per garantire che il calcestruzzo in condizioni invernali abbia successo?

Prima di tutto, dovresti acquistare il cemento. Inoltre è consentito autoproduzione miscela di cemento. Per preparare il materiale di qualità M200 avrai bisogno di:

• 3 parti di cemento M500 (è vietato utilizzare cemento umido o duro);
• 5 parti di sabbia (è consentito l'uso sia di sabbia di cava che lavata; è severamente vietato l'uso di sabbia con argilla o altri additivi);
• 7 parti di pietrisco (si consiglia di utilizzare lavato ghiaia frantumata con frazioni da 5 a 20 mm; è vietato l'uso di pietra calcarea frantumata, nonché di ciottoli e pietrisco non lavato);
• acqua (dovrebbe costituire circa il 25% della miscela totale).

Per utilizzare il calcestruzzo in inverno si possono aggiungere elementi chimici antigelo e plastificanti.

Se la temperatura media giornaliera durante il lavoro non supera i -5 gradi, è necessario intraprendere le seguenti azioni:

1. Controlla attentamente tutti i materiali utilizzati per preparare la miscela di calcestruzzo - pietrisco, sabbia e acqua - per l'assenza di neve e ghiaccio e assicurati di riscaldarli.
2. Costruisci una struttura in legno e ricoprila con materiale isolante, creando una tenda.
3. Controllare la tenda per eventuali fessure attraverso le quali può entrare aria fredda.
4. Se la tenda soddisfa tutti i requisiti necessari, puoi connetterti pistola termica o generatore di calore.
5. dovrebbe essere effettuato finché non acquisisce un colore bianco chiaro. Al tocco, la miscela dovrebbe essere calda, il che indica la presenza di una reazione per fissarsi e acquisire forza. Se il calcestruzzo diventa grigio scuro, ciò indica che si è congelato e ha perso le sue proprietà. Tale soluzione deve essere frantumata e i lavori di cementificazione devono essere rifatti.

Cosa fare se il processo di cementificazione non è possibile? In questo caso la struttura dovrà essere accuratamente ricoperta con pellicola in PVC. Ciò manterrà intatto lo strato superiore di cemento durante gelate e disgeli. Forse in primavera il calcestruzzo potrà continuare il processo di idratazione. Naturalmente, la sua forza sarà ridotta al minimo, ma farlo è meglio che lasciare semplicemente la struttura sotto la pioggia e la neve.

Le “condizioni invernali” vengono create in una struttura in costruzione, a cui è collegata una parte significativa del lavoro cemento armato monolitico, molto prima dell'arrivo dell'inverno secondo il calendario. La costruzione diventa “inverno” non appena temperature medie giornaliere scendere a +5 oC e di notte la temperatura è inferiore a 0 oC.

In condizioni temperature sotto lo zero L'acqua nel calcestruzzo completamente non polimerizzato smette di reagire con il cemento e congela, diventando ghiaccio. L'intensità dei processi di idratazione diminuisce drasticamente e il calcestruzzo smette di indurirsi. Allo stesso tempo, la pressione interna aumenta nello spessore del calcestruzzo, a seguito di un aumento del 9% del volume di acqua trasformata in ghiaccio. Se il congelamento del getto di calcestruzzo avviene in una fase iniziale del lavoro (immediatamente dopo la posa del calcestruzzo), la struttura del cemento armato viene completamente interrotta, poiché non ha la capacità di resistere ai processi di congelamento del volume interno del liquido. Se il calcestruzzo si scioglie, il ghiaccio ritorna acqua e si attiva il processo di idratazione, ma la struttura in calcestruzzo non verrà completamente ripristinata.

Quando il calcestruzzo appena posato congela, attorno al suo “scheletro” interno di rinforzo e ai granuli di riempimento si forma una crosta di ghiaccio, che cresce a causa dell’acqua in entrata dalle zone interne del calcestruzzo con più alta temperatura. Ogni crosta di ghiaccio aumenta gradualmente lo spessore delle pareti e allontana la pasta di cemento dal riempitivo e dal rinforzo del calcestruzzo, riducendo le caratteristiche di resistenza del calcestruzzo e influenzandone negativamente la durabilità.

Se il calcestruzzo riesce ad acquisire una resistenza minima sufficiente prima del congelamento, non si svilupperanno processi negativi nella sua struttura. Il grado di resistenza del calcestruzzo al quale le basse temperature non rappresentano alcun pericolo è chiamato “critico”.

Gli standard per la resistenza critica del calcestruzzo sono legati alla sua classe, tipo e condizioni in cui verrà utilizzato. questo disegno. Nel caso di strutture in calcestruzzo e cemento armato (armatura non precompressa), la resistenza critica dovrebbe essere almeno il 50% della resistenza di progetto per B7.5-B10, almeno il 40% per B12.5-B25, e 30% per più di B30. Per le strutture in calcestruzzo contenenti armature di precompressione, la resistenza critica deve essere almeno l'80% della resistenza di progetto. Per strutture in calcestruzzo soggette a cicli alternati di gelo e disgelo è necessario raggiungere una resistenza pari al 70%. Le strutture caricate devono acquisire una resistenza completa, pari al 100% della resistenza di progetto prima di essere esposte a temperature inferiori allo zero.

La durata del periodo di stagionatura del calcestruzzo, durante il quale viene raggiunta una serie di caratteristiche di resistenza richieste, dipende in gran parte da condizioni di temperatura in cantiere. Maggiore è la temperatura dell'aria, maggiore è l'attività della componente acquosa della miscela di calcestruzzo: i processi di reazione con il clinker di cemento si verificano più velocemente, il che accelera la coagulazione interna e la formazione di una struttura cristallina. Di conseguenza, una diminuzione della temperatura porta ad un rallentamento di questi processi.

Opere concrete V orario invernale deve essere effettuato in condizioni create artificialmente in termini di temperatura e umidità, ottenendo l'indurimento del calcestruzzo alla resistenza critica o di progetto in meno tempo e a costi inferiori. Per ottenere i risultati richiesti vengono utilizzate tecnologie speciali per la miscelazione, la consegna in cantiere e la successiva stagionatura del calcestruzzo.

Preriscaldamento della miscela di calcestruzzo

Durante la preparazione della miscela di calcestruzzo a basse temperature, viene riscaldata a 35-40 o C, fornita dal preriscaldamento dei componenti. L'acqua viene riscaldata nelle caldaie ad una temperatura di 90 o, e il riempitivo viene riscaldato in tamburi a 60 o. C utilizzando vapore, gas di combustione e acqua calda. È severamente vietato riscaldare il cemento.
La miscela di calcestruzzo riscaldata artificialmente per un cantiere “invernale” viene preparata in modo diverso rispetto a quella in stagione calda. Se in estate i componenti secchi della miscela vengono caricati contemporaneamente nella tramoggia del miscelatore, dove è stata precedentemente versata l'acqua, in inverno l'ordine è il seguente: prima viene versata l'acqua e vengono versate grandi frazioni di riempitivo. Quando il tamburo di miscelazione effettua diversi giri, al suo interno vengono caricati cemento e sabbia. Ignorare questa sequenza di azioni porterà alla “saldatura” del cemento.

La durata della miscelazione della miscela di calcestruzzo a temperature inferiori allo zero deve essere aumentata di 1,2-1,5 volte rispetto al periodo “estivo” per la sua miscelazione. Il trasporto del calcestruzzo preconfezionato viene effettuato in un contenitore riscaldato, isolato e chiuso, sia esso una vasca o la carrozzeria di un'auto. Il riscaldamento della carrozzeria del veicolo è garantito in questo modo: è doppio, i gas di scarico del motore vengono diretti nella cavità creata in questo modo, riducendo la perdita di calore. L'erogazione dell'impasto cementizio deve avvenire alla massima velocità possibile e senza sovraccarichi intermedi. Le zone di carico e scarico dell'impasto di calcestruzzo devono essere protette dal vento e i mezzi di adduzione del calcestruzzo (tronchi) devono essere coibentati.

Preparazione del lavoro concreto in inverno

Il calcestruzzo deve essere posato su un supporto le cui condizioni escludano completamente il congelamento della miscela lungo la linea di giunzione con esso, nonché la possibilità di deformazioni dovute al sollevamento del terreno. A tal fine, la base dell'area di getto viene riscaldata fino a raggiungere una temperatura positiva e, dopo la stesura della miscela, viene preservata dal gelo fino a quando il calcestruzzo non raggiunge la resistenza critica.

Immediatamente prima di iniziare i lavori di getto, la cassaforma e l'armatura vengono ripulite dalle masse di ghiaccio e neve. Se il diametro del rinforzo supera i 25 mm, o è realizzato in acciaio profilato rigido o contiene elementi metallici incorporati di dimensioni significative, in condizioni di temperature negative inferiori a -10 o C il rinforzo deve essere riscaldato.

I processi di betonaggio in condizioni invernali vengono eseguiti in modo rapido e continuo: ogni strato sottostante di calcestruzzo deve essere coperto con uno nuovo prima che la sua temperatura scenda al di sotto di quella calcolata.

Le moderne tecnologie per eseguire lavori concreti in inverno consentono di raggiungere Alta qualità strutture edilizie ad un livello di costo ottimale. Convenzionalmente si dividono in tre gruppi:

• tecnologia “thermos”, basata sul mantenimento del calore iniziale dell'impasto, riscaldato durante il processo di preparazione o prima della posa in opera, nonché sull'utilizzo dei rilasci di calore derivanti dalla reazione del cemento con l'acqua durante la stagionatura del calcestruzzo;
• tecnologia per il riscaldamento artificiale della miscela di calcestruzzo dopo la sua posa nella struttura;
• tecnologia per ridurre chimicamente il punto di congelamento dell'acqua in una miscela di calcestruzzo e aumentare la velocità di reazione del cemento.

A seconda della situazione in cantiere, i metodi sopra indicati per mantenere il calcestruzzo a basse temperature possono essere utilizzati in combinazione. La scelta finale a favore di una delle tecnologie si basa sul tipo di struttura e sulle sue dimensioni, sul tipo di calcestruzzo, sulla sua composizione e sulla resistenza progettuale che deve acquisire, sulle condizioni climatiche locali al momento dei lavori, sulle capacità energetiche al cantiere, ecc.

Lavori concreti in inverno e tecnologia “thermos”.

La sua essenza è la posa di una miscela di calcestruzzo con una temperatura compresa tra 15 e 30 o C in casseforme isolate. Ciò garantirà che il calcestruzzo acquisisca una resistenza sufficiente grazie alla sua energia termica iniziale e alla reazione esotermica del cemento, che non consentirà alla struttura in calcestruzzo di congelarsi prima del tempo. La quantità di calore generato a seguito delle reazioni esotermiche dipende dalla temperatura di mantenimento e dal tipo di cemento utilizzato nella miscela.

I migliori dati sul rilascio di calore sono mostrati dai cementi Portland di qualità elevata e con polimerizzazione rapida. La ritenzione del calore nel calcestruzzo dipende in modo significativo dall'esotermia, pertanto i lavori di realizzazione del calcestruzzo con la tecnologia “thermos” dovrebbero essere eseguiti utilizzando miscele di cementi Portland a rapido indurimento e altamente esotermici, posate con una temperatura iniziale artificialmente aumentata in una struttura ben isolata.

Utilizzo di additivi chimici speciali. Alcuni prodotti chimici - potassa K 2 CO 3, cloruro di calcio CaCL, nitrato di sodio NaNO 3, ecc. - se introdotti nella composizione del calcestruzzo in un piccolo volume, di norma, non più del 2% della quantità di cemento, aumentano l'indurimento tasso di calcestruzzo di stato iniziale invecchiamento. Ad esempio, quando il cloruro di calcio viene introdotto in una quantità del 2% in peso di cemento, fornisce 1,6 volte la resistenza del calcestruzzo dopo 2,5 giorni dal momento della posa nella struttura, rispetto al calcestruzzo di composizione identica, ma non contenente un additivo speciale. Gli additivi chimici assicurano anche uno spostamento del punto di congelamento dell'acqua a -3 o C, che consente di aumentare il tempo di raffreddamento del calcestruzzo e quindi di fornirgli un maggiore guadagno di resistenza. Vengono fornite informazioni più dettagliate sui metodi per migliorare chimicamente le caratteristiche del calcestruzzo per la costruzione invernale.

La preparazione delle miscele di calcestruzzo, compresi gli additivi chimici, viene effettuata utilizzando acqua calda e granuli di riempimento riscaldati. Quando viene rimosso dal miscelatore, tale calcestruzzo ha solitamente una temperatura compresa tra 25 e 35 o C immediatamente prima della posa, la sua temperatura scende a circa 20 o C. Il calcestruzzo chimicamente modificato viene posto in una struttura a temperatura esterna aria da -15 a -20 o C, dopo il posizionamento nella cassaforma coibentata, vengono posati sopra uno o due strati di isolamento termico. La maturazione della struttura in calcestruzzo avviene per effetto “thermos” con la contemporanea azione di componenti chimici dosati. La tecnologia del calcestruzzo “thermos”, insieme all'uso di prodotti chimici, è semplice e relativamente economica e può essere utilizzata per creare una struttura con un modulo superficiale (Mp) inferiore a cinque;

Calcestruzzo con il metodo del “thermos caldo”.. Si basa sul riscaldamento rapido del calcestruzzo a 60-80°C e sulla compattazione della miscela nella struttura prima che si raffreddi. Successivamente, la miscela di calcestruzzo viene invecchiata utilizzando la tecnologia "thermos", oppure viene ulteriormente riscaldata durante il periodo di acquisizione della resistenza critica.

In un cantiere, la miscela di calcestruzzo viene spesso riscaldata utilizzando corrente elettrica: vengono inseriti degli elettrodi e viene fornita corrente alternata, il riscaldamento avviene a causa della resistenza del calcestruzzo. La potenza e la quantità di energia termica generata nell'unità di tempo è direttamente proporzionale alla tensione sugli elettrodi e inversamente proporzionale alla resistenza ohmica della miscela. In questo caso l'intensità della resistenza ohmica dipende dalle dimensioni planari degli elettrodi, dalla distanza tra loro e dalla resistenza ohmica specifica della miscela cementizia.

Il riscaldamento elettrico della miscela di calcestruzzo viene effettuato con una corrente di 380 V, in casi più rari - sotto 220 V. Per garantire questa operazione, sito di costruzione completo di stazione di trasformazione, quadro di distribuzione e quadro di comando. La miscela viene riscaldata in un secchio o direttamente nel retro di un autocarro con cassone ribaltabile. Il primo metodo viene eseguito nella seguente sequenza: la miscela preparata nell'impianto di betonaggio viene trasportata con un veicolo al cantiere, vengono caricati secchi speciali dotati di elettrodi, riscaldati fino alla temperatura di 70-80 o C e quindi posti in casseforme sui lavori in cantiere Di norma si utilizzano vaschette, dotate di tre elettrodi in acciaio da 5 mm, alimentate alla rete tramite connettori a cavo. Per garantire che il calcestruzzo venga distribuito uniformemente nella benna elettrica e anche per semplificare l'ulteriore scarico, sul corpo della benna è montato un vibratore.

Seguendo il secondo metodo, un autocarro con cassone ribaltabile, il cui corpo contiene una miscela di calcestruzzo, arriva al cantiere e procede verso la stazione di riscaldamento: il suo corpo si trova esattamente sotto il telaio degli elettrodi. Viene attivato l'impianto di vibrazione, quindi gli elettrodi vengono inseriti nel calcestruzzo contenuto nel corpo e viene loro fornita corrente elettrica. La miscela viene riscaldata per 10-15 minuti quando viene riscaldata a 60 o C (vero per i cementi Portland a indurimento rapido), fino a 70 o C per i cementi Portland e fino a 80 o C per i cementi Portland a scoria.

Per riscaldare rapidamente ed in un periodo di tempo estremamente breve il calcestruzzo alla temperatura richiesta, è importante fornire al sito un'elevata potenza elettrica. Ad esempio, per riscaldare un metro cubo di miscela di calcestruzzo a 60 o C per 15 minuti ci vorranno 240 kW, mentre per un riscaldamento più veloce di 10 minuti alla stessa temperatura ci vorranno 360 kW.

Si trova la parte successiva dell'articolo, dedicata al riscaldamento della miscela posata nella struttura.