«Устройство бетонных и железобетонных монолитных конструкций» (С-2) (стр. 14 )

7.2.7 Ходить по уложенной арматуре допускается только по специальным настилам шириной не менее 0,6 м, уложенным на арматурный каркас.

7.2.8 Съемные грузозахватные приспособления, стропы и тара, предназначенные для подачи бетонной смеси грузоподъемными кранами, должны быть изготовлены и освидетельствованы согласно ПБ 10-382.

7.2.9 На участках натяжения арматуры в местах прохода людей должны быть установлены защитные ограждения высотой не менее 1,8 м.

Устройства для натяжения арматуры должны быть оборудованы сигнализацией, приводимой в действие при включении привода натяжного устройства.

Запрещается пребывание людей на расстоянии ближе 1 м от арматурных стержней, нагреваемых электротоком.

7.2.10 При применении бетонных смесей с химическими добавками следует использовать защитные перчатки и очки.

7.2.11 Работники, укладывающие бетонную смесь на поверхности, имеющей уклон более 20°, должны пользоваться предохранительными поясами.

7.2.12 Эстакада для подачи бетонной смеси автосамосвалами должна быть оборудована отбойными брусьями. Между отбойными брусьями и ограждениями должны быть предусмотрены проходы шириной не менее 0,6 м. На тупиковых эстакадах должны быть установлены поперечные отбойные брусья.

При очистке кузовов автосамосвалов от остатков бетонной смеси работникам запрещается находиться в кузове транспортного средства.

7.2.13 Заготовка и укрупнительная сборка арматуры должны выполняться в специально предназначенных для этого местах.

7.2.14 Зона электропрогрева бетона должна иметь защитное ограждение, удовлетворяющее требованиям государственных стандартов, световую сигнализацию и знаки безопасности.

7.3 Порядок производства работ

7.3.1 Работа смесительных машин должна осуществляться при соблюдении следующих требований:

- очистка приямков для загрузочных ковшей должна осуществляться после надежного закрепления ковша в поднятом положении;

- очистка барабанов и корыт смесительных машин допускается только после остановки машины и снятия напряжения.

7.3.2 При выполнении работ по заготовке арматуры необходимо:

- устанавливать защитные ограждения рабочих мест, предназначенных для разматывания бухт (мотков) и выправления арматуры;

- при резке станками стержней арматуры на отрезки длиной менее 0,3 м применять приспособления, предупреждающие их разлет;

- устанавливать защитные ограждения рабочих мест при обработке стержней арматуры, выступающей за габариты верстака, а у двусторонних верстаков, кроме того, разделять верстак посередине продольной металлической предохранительной сеткой высотой не менее 1 м;

- складывать заготовленную арматуру в специально отведенных для этого местах;

- закрывать щитами торцевые части стержней арматуры в местах общих проходов, имеющих ширину менее 1 м.

7.3.3 Элементы каркасов арматуры необходимо пакетировать с учетом условий их подъема, складирования и транспортирования к месту монтажа.

7.3.4 Бункеры (бадьи) для бетонной смеси должны соответствовать требованиям государственных стандартов. Перемещение загруженного или порожнего бункера разрешается только при закрытом затворе.

7.3.5 При укладке бетона из бункера расстояние между нижней кромкой бункера и ранее уложенным бетоном или поверхностью, на которую укладывается бетон, должно быть не более 1 м, если иные расстояния не предусмотрены ППР.

7.3.6 Ежедневно перед началом укладки бетона в опалубку необходимо проверять состояние тары, опалубки и средств подмащивания. Обнаруженные неисправности следует незамедлительно устранять.

Перед началом укладки бетонной смеси виброхоботом необходимо проверять исправность и надежность закрепления всех его звеньев между собой и к страховочному канату.

7.3.7 При подаче бетона с помощью бетононасоса необходимо:

- осуществлять работы по монтажу, демонтажу и ремонту бетоноводов, а также удалению из них пробок только после снижения давления до атмосферного;

- удалять всех работающих от бетоновода на время продувки на расстояние не менее 10 м;

- укладывать бетоноводы на прокладки для снижения воздействия динамической нагрузки на арматурный каркас и опалубку при подаче бетона.

7.3.8 Удаление пробки в бетоноводе сжатым воздухом допускается при условии:

- наличия защитного щита у выходного отверстия бетоновода;

- нахождения работающих на расстоянии не менее 10 м от выходного отверстия бетоновода;

- осуществления подачи воздуха в бетоновод равномерно, не превышая допустимого давления.

При невозможности удаления пробки следует снять давление в бетоноводе, простукиванием найти место нахождения пробки в бетоноводе, расстыковать бетоновод и удалить пробку или заменить засоренное звено.

7.3.9 При установке элементов опалубки в несколько ярусов каждый последующий ярус следует устанавливать после закрепления нижнего яруса.

7.3.10 Разборка опалубки должна производиться после достижения бетоном заданной прочности.

Минимальная прочность бетона при распалубке загруженных конструкций, в том числе от собственной нагрузки, определяется ППР и согласовывается с проектной организацией.

7.3.11 При разборке опалубки необходимо принимать меры против случайного падения элементов опалубки, обрушения поддерживающих лесов и конструкций.

7.3.12 При передвижении секций катучей опалубки и передвижных лесов необходимо принимать меры, обеспечивающие безопасность работающих. Лицам, не участвующим в этой операции, находиться на секциях опалубки или лесов запрещается.

7.3.13 При уплотнении бетонной смеси электровибраторами перемещать вибратор за токоведущие кабели не допускается, а при перерывах в работе и при переходе с одного места на другое электровибраторы необходимо выключать.

7.3.14 При устройстве технологических отверстий для пропуска трубопроводов в бетонных и железобетонных конструкциях алмазными кольцевыми сверлами необходимо на месте ожидаемого падения керна оградить опасную зону.

7.3.15 При электропрогреве бетона монтаж и присоединение электрооборудования к питающей сети должны выполнять только электромонтеры, имеющие квалификационную группу по электробезопасности не ниже III.

7.3.16 В зоне электропрогрева необходимо применять изолированные гибкие кабели или провода в защитном шланге. Не допускается прокладывать провода непосредственно по грунту или по слою опилок, а также провода с нарушенной изоляцией.

7.3.17 Зона электропрогрева бетона должна находиться под круглосуточным наблюдением электромонтеров, выполняющих монтаж электросети.

Пребывание работников и выполнение работ на этих участках не допускается, за исключением работ, выполняемых по наряду-допуску в соответствии с межотраслевыми правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок.

7.3.18 Открытая (незабетонированная) арматура железобетонных конструкций, связанная с участком, находящимся под электропрогревом, подлежит заземлению (занулению).

7.3.19 После каждого перемещения электрооборудования, применяемого при прогреве бетона, на новое место следует измерять сопротивление изоляции мегаомметром.

ТИПОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА ДЛЯ АРМАТУРЩИКОВ (ТОИ Р)

Требования безопасности перед началом работы

1. Перед началом работы арматурщики обязаны:

а) предъявить руководителю удостоверение о проверке знаний безопасных методов работ, получить задание у бригадира или руководителя и пройти инструктаж на рабочем месте по специфике выполняемых работ;

б) надеть спецодежду, спецобувь и каску установленного образца.

2. После получения задания у бригадира или руководителя работ арматурщики обязаны:

а) подготовить необходимые средства индивидуальной защиты и проверить их исправность;

б) проверить рабочее место и подходы к нему на соответствие требованиям безопасности;

в) подобрать инструмент, оборудование и технологическую оснастку, необходимые при выполнении работы, проверить их исправность и соответствие требованиям безопасности;

г) убедиться в отсутствии дефектов у применяемых материалов;

д) проверить устойчивость и целостность опалубки и поддерживающих лесов.

3. Арматурщики не должны приступать к выполнению работы при следующих нарушениях требований безопасности:

а) отсутствии ограждений рабочего места или оборудованных систем доступа при работе на высоте 1,3 м и более;

б) неисправностях применяемого оборудования и технологической оснастки, указанных в инструкциях заводов-изготовителей, при которых не допускается их применение;

в) несвоевременном проведении очередных испытаний (технического осмотра) технологической оснастки, инструмента и приспособлений;

г) недостаточной освещенности или загроможденности рабочего места;

д) нахождении в неустойчивом положении вертикальных конструкций армокаркаса, опалубки или наличии дефектов крепления лесов;

е) несоответствии параметров арматуры требованиям инструкций заводов-изготовителей по эксплуатации применяемого оборудования.

Обнаруженные нарушения требований безопасности должны быть устранены собственными силами, а при невозможности сделать это арматурщики обязаны сообщить бригадиру или руководителю работ.

Требования безопасности во время работы

4. Складировать арматуру следует на специально отведенных для этого местах. Не допускается занимать проходы и рабочее место у станка арматурными заготовками.

5. Для изготовления армоконструкций следует использовать арматурные стержни, очищенные от ржавчины и грязи. При выполнении этой работы арматурщики должны применять металлические щетки. Для защиты глаз от попадания твердых частиц следует надевать защитные очки.

6. При правке и резке арматурной стали на правильно-обрезных станках арматурщики обязаны:

а) заправлять концы проволоки или катанки из бухты в правильный барабан, а также в ролики станка при отключенном электродвигателе;

б) закрывать перед пуском электродвигателя правильный барабан защитным кожухом.

7. При резке арматурных стержней на станках с механическим приводом арматурщики обязаны:

а) начинать резку арматуры только после разгона махового колеса;

б) при отсутствии на станке специальных приспособлений отрезать стержни длиной не менее 30 см;

в) осуществлять резку арматуры, которая по диаметру и марке стали соответствует паспортным данным применяемого станка.

8. При гибке арматурных стержней на станках с механическим приводом арматурщики обязаны:

а) остановить гибочный диск перед закладкой арматурных стержней;

б) производить гибку стержней диаметром не более допускаемого по паспортным данным для применяемого станка;

в) заменять упоры и гибочные пальцы только после остановки станка.

9. При гибке арматуры на ручном станке необходимо использовать предназначенные для этого рукоятки, которые следует перемещать от себя вперед. Не допускается удлинять рукоятки станка трубами или другими предметами, а также использовать при этом вес тела.

10. При гибке нескольких стержней арматуры одновременно арматурщики обязаны следить за тем, чтобы все стержни находились в одной вертикальной плоскости. Для этого необходимо применять специальные держатели.

11. Ремонт, чистку и обтирку оборудования следует производить после его отключения и полной остановки. Металлическую пыль и окалину, образующиеся при обработке арматуры, следует удалять металлической щеткой.

12. Выполняя работы совместно с электросварщиком, арматурщики для защиты глаз должны использовать специальные очки со светофильтрами, а рабочее место сварщика должно быть ограждено переносными щитами или ширмами.

13. При изготовлении вязаных арматурных каркасов арматурщики обязаны использовать отожженную проволоку. Заготовка арматурных каркасов должна выполняться в специально отведенных местах. Не допускается производить работы по заготовке арматурных каркасов, их укрупнительной сборке вблизи от неогражденных или неотключенных токоведущих частей оборудования.

14. Строповку арматурных стержней или каркасов при перемещении их грузоподъемными кранами должны осуществлять арматурщики, имеющие удостоверение стропальщика и выполняющие требования «Типовой инструкции по охране труда для стропальщиков». Не допускается сбрасывать арматурные стержни или каркасы с высоты (с лесов, с края котлована и т. п.).

15. Сборку арматурных каркасов колонн, стен и других вертикальных конструкций следует осуществлять с оборудованных рабочих настилов шириной не менее 0,8 м с перилами. Расстояние между настилами по высоте должно составлять не более 2 м.

16. Для перехода через участки уложенной арматуры арматурщики должны использовать трапы шириной не менее 0,6 м на подставках, установленных на опалубку. Выпуски арматуры должны быть загнуты на 180°, а при невозможности выполнения этого - обозначены красными флажками. В местах массового прохода людей выпуски арматуры должны быть ограждены.

17. Для предварительного натяжения арматуры необходимо применять стержни, не имеющие подрезов, загибов, скруток и других дефектов.

18. Не допускаются нахождение и проход людей в зонах, расположенных по торцам стендов или силовых ферм, для предварительного натяжения арматуры. Эти места должны быть ограждены сетками или щитами высотой не менее 1,8 м. Рабочее место машиниста натяжной установки также должно быть ограждено сеткой.

19. Прихватку стержней арматуры с использованием электроконтактной или электродуговой сварки должны осуществлять арматурщики, имеющие удостоверение электросварщика 1-го разряда и выполняющие требования «Типовой инструкции по охране труда для электросварщиков».

Требования безопасности в аварийных ситуациях

20. В случае потери устойчивости вертикальных конструкций армокаркаса, рабочих настилов или опалубки арматурщики обязаны прекратить работу и принять меры к приведению их в устойчивое положение. При невозможности сделать это собственными силами арматурщики обязаны сообщить о случившемся бригадиру или руководителю работ.

21. При обрыве отдельных проволок или стержней арматуры во время ее натяжения или обнаружении неисправности натяжной установки арматурщики обязаны немедленно снять давление в системе и сообщить о случившемся бригадиру или руководителю работ.

22. Во время заготовки арматуры на станках арматурщикам следует следить за тем, чтобы подшипники и трущиеся детали не перегревались. При обнаружении перегрева станка, а также стука, мелких поломок и т. п. станок необходимо отключить и принять меры к устранению неисправности.

Требования безопасности по окончании работы

23. По окончании работы арматурщики обязаны:

а) при работе на станках отключить его;

б) привести в порядок рабочее место, спецодежду и средства индивидуальной защиты;

в) убрать инструмент и технологическую оснастку в помещение для их хранения;

г) о всех нарушениях, имеющих место в процессе работы, сообщить бригадиру или руководителю работ.

ТИПОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА БЕТОНЩИКОВ (ТОИ Р)

Требования безопасности перед началом работы

1. Перед началом работы бетонщики обязаны:

а) предъявить руководителю удостоверение о проверке знаний безопасных методов работ и пройти инструктаж на рабочем месте с учетом специфики выполняемых работ;

б) надеть спецодежду, каску и спецобувь установленного образца;

в) получить задание на выполнение работы у бригадира или руководителя.

2. После получения задания у бригадира или руководителя бетонщики обязаны:

а) подготовить необходимые средства индивидуальной защиты и проверить их исправность;

б) проверить рабочее место и подходы к нему на соответствие требованиям безопасности;

в) подобрать технологическую оснастку, инструмент, необходимые при выполнении работы, и проверить их соответствие требованиям безопасности;

г) проверить целостность опалубки и поддерживающих лесов.

3. Бетонщики не должны приступать к выполнению работ при следующих нарушениях требований безопасности:

а) неисправностях технологической оснастки, средств защиты работающих и инструмента, указанных в инструкциях заводов-изготовителей по их эксплуатации, при которых не допускается их применение;

б) несвоевременном проведении очередных испытаний (технического осмотра) технологической оснастки, инструмента и приспособлений;

в) несвоевременном проведении очередных испытаний или истечении срока эксплуатации средств защиты работающих, установленного заводом-изготовителем;

г) недостаточной освещенности рабочих мест и подходов к ним;

д) повреждении целостности или потере устойчивости опалубки или поддерживающих лесов.

Обнаруженные нарушения требований безопасности должны быть устранены собственными силами, а при невозможности сделать это бетонщики обязаны незамедлительно сообщить о них бригадиру или руководителю работ.

Требования безопасности во время работы

4. При необходимости в процессе работы перехода с одного рабочего места на другое бетонщики должны использовать оборудованные системы доступа (лестницы, трапы, мостики).

Переход по строительным конструкциям или находящимся на них лестницам, трапам, мостикам, а также пребывание на них работников разрешается при условии закрепления конструкций в соответствии с проектом. Нахождение работников на элементах строительных конструкций, удерживаемых краном, не допускается.

5. При доставке бетона автосамосвалами необходимо соблюдать следующие требования:

во время движения автосамосвала бетонщики должны находиться на обочине дороги в поле зрения водителя;

разгрузку автосамосвала следует производить только при полной его остановке и поднятом кузове;

поднятый кузов следует очищать от налипших кусков бетона совковой лопатой или скребком с длинной рукояткой, стоя на земле.

6. При разгрузке бетоносмесителей бетонщикам запрещается ускорять разгрузку лопатами и другими ручными инструментами.

Чистка и ремонт бетоносмесителей и других машин, занятых на бетонных работах допускаются только после отключения от источника питания (снятия напряжения) и вывешивания на рубильнике плаката «Не включать - работают люди!».

7. Для предотвращения обрушения опалубки от действия динамических нагрузок (бетона, ветра и т. п.) необходимо устраивать дополнительные крепления (расчалки, распорки и т. п.) согласно проекту.

8. При приеме бетонной смеси из бункеров (бадей) расстояние между нижней кромкой бункера (бадьи) и ранее уложенным слоем или поверхностью, на которую укладывается бетонная смесь, должно быть не более 1 м, если иные расстояния не предусмотрены проектом. Укладывать бетонную смесь в опалубку следует плавно, небольшими порциями, исключая возможность больших динамических и ударных нагрузок на опалубку и арматуру.

9. Монтаж, демонтаж и ремонт бетоноводов, а также удаление из них задержавшейся бетонной смеси (пробок) следует выполнять только после снижения давления в бетоноводе до атмосферного.

Во время прочистки (испытания, продувки) бетоноводов сжатым воздухом запрещается нахождение работников, не занятых выполнением этих работ, на расстоянии ближе 10 м от бетоновода.

10. При подаче бетонной смеси конвейером необходимо выполнение следующих требований:

располагать верхний конец конвейера над грузоподъемной площадкой на высоте не менее 0,5 м;

следить во время работы за устойчивостью конвейера, а также исправностью защитных ограждений и настилов, ограждающих конвейер в местах проходов;

очищать ролики и ленту конвейера от бетона, а также натягивать и закреплять ленту только при выключенном электродвигателе и установленной на пускателе надписи «Не включать - работают люди!».

11. При уплотнении бетонной смеси электровибратором бетонщики обязаны выполнять такие требования:

отключать электровибратор при перерывах в работе и переходе в процессе бетонирования с одного места на другое;

перемещать площадочный вибратор во время уплотнения бетонной смеси только с помощью специальных гибких тяг;

выключать вибратор на 5 - 7 мин для охлаждения через каждыемин работы;

не допускать работу вибратором с приставных лестниц;

подвешивать электропроводку вибратора, а не прокладывать по уложенному бетону;

закрывать (изолировать) от попадания влаги во время дождя или обильного снегопада выключатели электровибратора.

12. Поливать водой уложенный бетон следует только после снятия электрического напряжения в сети и вывешивания на рубильнике плаката «Не включать - работают люди!». Выполнение работ на участке электропрогрева, находящегося под электрическим напряжением, запрещается.

Открытую (незабетонированную) арматуру железобетонных конструкций, связанную с участком, находящимся под электропрогревом, необходимо заземлить.

13. Разбирать и передвигать опалубку следует только с разрешения руководителя работ.

Элементы разборной опалубки необходимо опустить на землю, рассортировав с удалением выступающих гвоздей и скоб, и складировать в штабель.

Запрещается складировать разбираемые элементы опалубки на подмостях (лесах) или рабочих настилах, а также сбрасывать их с высоты.

14. Бетонщики, работающие с электровибраторами, а также производящие электропрогрев, должны работать в диэлектрических перчатках и обуви.

15. Измерение температуры бетона в зоне элекгропрогрева следует осуществлять дистанционными приборами после снятия электрического напряжения.

16. При механической обработке бетонных конструкций не допускается выполнение работ при нахождении людей ниже места производства работ по одной вертикали.

17. При укладке бетона с химическими добавками бетонщики обязаны применять средства индивидуальной защиты согласно технологической карте на выполнение указанных работ.

18. При пробивке борозд в бетоне отбойным молотком бетонщики обязаны пользоваться защитными очками.

19. Строповка бункера (бадьи) должна осуществляться бетонщиками, имеющими удостоверение стропальщика. При осуществлении этих работ необходимо выполнять требования «Типовой инструкции по охране труда для стропальщиков».

Требования безопасности в аварийных ситуациях

20. При обнаружении неисправностей крепления опалубки, средств подмащивания, средств механизации или технологической оснастки работы необходимо приостановить и сообщить об этом бригадиру или руководителю работ.

21. При подаче бетона грузоподъемным краном работы должны быть приостановлены в следующих случаях:

а) возрастании скорости ветра до 15 м/с и более;

б) при грозе или тумане, исключающих видимость в пределах фронта работ.

Требования безопасности по окончании работы

22. По окончании работы бетонщики обязаны:

а) отключить от электросети механизированный инструмент и механизмы, применяемые во время работы;

б) очистить от загрязнений после полной остановки механизмов их движущиеся части;

в) привести в порядок рабочее место;

г) электровибраторы и другие инструменты убрать в отведенное для этого место;

д) сообщить бригадиру или руководителю работ о всех неполадках, возникших во время работы.

ПЕРЕЧЕНЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ НА ПРОИЗВОДСТВО БЕТОННЫХ РАБОТ И ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

6.1. Типовая технологическая карта на бетонные и железобетонные работы (монолитный железобетон). Устройство монолитных железобетонных фундаментов под колонны гражданских зданий с применением блочной опалубки (/31076)

6.2. Типовая технологическая карта на бетонные и железобетонные работы (монолитный железобетон). Устройство плоских монолитных железобетонных фундаментных плит в гражданских зданиях (/31077)

6.3. Технологические карты на возведение монолитных железобетонных фундаментов под железобетонные и стальные колонны (-- без номера --)

6.4. Устройство столбчатых монолитных железобетонных фундаментов объемом 5, 10 и 25 м3 и более под стальные колонны одноэтажных промышленных зданий с использованием разборно-переставной мелкощитовой опалубки (4.01.01.61)

6.5. Устройство столбчатых монолитных железобетонных фундаментов объемом 5, 10 и 25 м3 и более под стальные колонны одноэтажных промышленных зданий с использованием опалубки из блок-форм (4.01.01.62)

6.6. Типовая технологическая карта на бетонные и железобетонные работы(монолитный бетон). Устройство плоских монолитных железобетонных фундаментных плит в зданиях и сооружениях общего назначения при толщине плиты до 1200 мм (4.01.01.63)

6.7. Типовая технологическая карта на бетонные и железобетонные работы (монолитный бетон). Устройство монолитных железобетонных стен подвалов высотой до 6 м и толщиной до 500 мм зданий и сооружений общего назначения (4.01.01.64)

6.8. Типовая технологическая карта на бетонные и железобетонные работы (монолитный железобетон). Устройство монолитных стен толщиной 160 мм на легком заполни

6.10. Технологическая карта на возведение монолитных конструкций жилых и общественных зданий в крупнощитовой опалубке (без номера --)

6.11. Технологическая карта на укладку бетонной смеси в перекрытие с помощью автобетононасоса (без номера --)

6.12. Технологическая карта на устройство монолитных перекрытий зданий по стальному профилированному настилу ( 53-03 ТК)

6.13. Технологическая карта на индукционный прогрев монолитных конструкций

(-- без номера --)

6.14. Технологическая карта на выдерживание бетона методом "термоса" и использование разогретых бетонных смесей (-- без номера --)

6.15. Технологическая карта на электрообогрев нагревательными проводами монолитных бетонных конструкций ( без номера --)

6.16. Технологическая карта по инфракрасному обогреву монолитных конструкций

(без номера --)

6.17. Технологическая карта на обогрев монолитных железобетонных конструкций теплогенераторами на жидком топливе (48-03 ТК)

6.18. Технологическая карта. Устройство монолитных бетонных полов методом вакуумирования (7356 ТК)

2.4. БЕТОНИРОВАНИЕ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ

РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МЕТОДОВ ЗИМНЕГО БЕТОНИРОВАНИЯ

§1. Влияние отрицательных температур на твердение бетона в раннем возрасте

Понижение температуры ниже 0°C приводит к переходу воды в новое агрегатное состояние – кристаллическое, вода превращается в лед. Химическая активность льда неизмеримо меньше химической активности свободной воды, и процесс твердения бетона, как комплекс химических процессов, для которых свободная вода необходима, приостанавливается вплоть до оттаивания, т. е. до возвращения воды в жидкое состояние.

Сам по себе факт прекращения твердения бетона при его замерзании с технологической точки зрения неприятен, но, тем не менее, обратим. Оттаивает бетон, оттаивает лед – процесс твердения возобновляется. Наиболее же серьезные необратимые отрицательные изменения в бетоне связаны с целым рядом структурных процессов, а вернее деструктивных, т. е. ведущих к необратимому нарушению структуры материала.

Здесь необходимо рассмотреть два взаимосвязанных процесса – замерзание воды и нарушение структуры.

Замерзание воды в бетоне. В обычных условиях чистая вода замерзает при 0°C. Характер связанности воды и наличие в ней примесей изменяют температуру замерзания.

В бетоне переход воды из жидкого в кристаллическое состояние происходит не сразу с наступлением температуры, равной 0°C. Наличие в цементе легко растворимых в воде соединений натрия, калия и окиси кальция понижают температуру замерзания жидкой фазы бетона.

Вследствие того, что часть воды физически связывается в результате адсорбции на поверхности твердых тел, температура замерзания такой, физически связанной воды, понижается до -70°C.

Электрические силы притяжения действуют на весьма малых расстояниях от поверхности частиц. В мономолекулярном слое силы поверхностного притяжения огромны, и вода в нем по своим свойствам приближается к твердому телу.

В последующих слоях влияние электрических сил притяжения быстро падает до нуля, и свойства адсорбированной воды по мере удаления от поверхности частиц приближаются к свойствам чистой воды. Поэтому, если свободная вода замерзает при 0°C, то для превращения в лед адсорбированной воды необходимо более значительное понижение температуры. Отсюда следует, что температура замерзания воды в порах различного диаметра весьма различна. В крупных порах, в которых адсорбированная вода составляет небольшое количество от всего объема, она замерзнет при 0°C. По мере уменьшения размера поры все большая и большая часть воды, заключенная в ней, будет адсорбирована, и с уменьшением размера поры понизится температура замерзания воды.•••

Твердеющий бетон является капиллярно-пористым телом, а температура замерзания воды в пористом материале зависит от двух факторов: удельной поверхности материала, определяющей пористость, и характера пористости (количества замкнутых и сообщающихся между собой пор). Чем больше удельная поверхность материала и количество закрытых пор в нем, тем ниже температура замерзания насыщающей его воды.

Так как бетон является материалом, существенно изменяющим свою пористость и удельную поверхность во времени, то и температура замерзания воды в нем также зависит от этих факторов. В свежеизготовленном бетоне количество продуктов гидратации мало, и самый тонкодисперсный материал с наиболее развитой поверхностью – это цемент с удельной поверхностью в пределах см2/г. Пористость такого бетона определяется капиллярными порами – макропорами с радиусом более 1000 А° (10-5 см). Поэтому почти вся вода в свежезатворенном бетоне находится в свободном состоянии и в зависимости от количества растворенных в ней соединений замерзает при температурах от 0° до -2°C. По мере гидратации цемента поверхность твердой фазы резко возрастает, так как появляются продукты гидратации, удельная поверхность которых находится в пределах 1 – 3 см2/г, т. е. почти в 1000 раз больше, чем у цемента. Это связано с тем, что значительная часть продуктов гидратации образуется в тонкодисперсном состоянии вплоть до частиц с коллоидными размерами.

Продукты гидратации качественно изменяют пористость бетона. Капиллярные макропоры, наиболее опасные с точки зрения нарушения структуры при замерзании воды, с течением времени заполняются продуктами гидратации, превращаясь в переходные поры (от 01.01.01 А°) и микропоры (менее 50 А°). Появляются контракционные (переходные) и гелевые микропоры. В результате значительное количество воды из свободной переходит в физически связанную, причем все большее количество пор, уменьшаясь в размере, из открытых превращаются в замкнутые. Следует отметить, что одновременно уменьшается количество свободной воды в макро - и переходных порах за счет перемещения ее в микропоры. Таким образом, в результате увеличения количества переходных пор и микропор и уменьшения их радиуса часть воды в бетоне замерзает при более низких отрицательных температурах. Одновременно с этим по мере затвердения бетона в нем уменьшается общее количество способной замерзать воды, т. к. все большая часть ее переводится в химически связанное состояние.

Льдистость бетона (количество льда, отнесенное к весу химически связанной воды, содержащейся в бетоне определенного возраста) сильно зависит от возраста бетона до замораживания. Чем выше прочность бетона до замерзания, т. е. чем больше в нем продуктов гидратации, тем меньше льдистость и тем больше количество незамерзшей воды при одинаковой отрицательной температуре. Особо следует рассмотреть процесс миграции (перемещения) влаги в бетоне.

Вода может перемещаться в материале во всех трех состояниях – в виде пара, жидкости и льда – под влиянием разности температур и влажности. При замерзании направления обоих потоков совпадают, и общий поток равен их сумме. Одной из основных причин этого является также движение воды к образовавшимся кристаллам льда вследствие большей энергии связи ее со льдом, чем с минеральными частицами.

Охлаждение бетона, как правило, начинается с поверхности. При появлении температурного перепада между внутренними и поверхностными слоями бетона вода движется из теплой среды в холодную – к поверхности. Вследствие этого поверхностные слои оказываются более водонасыщенными. Не успевая полностью испариться, вода замерзает. Из внутренних, еще не замерзших слоев вода продолжает мигрировать к образовавшемуся льду и намерзает на нем.

Кроме миграции воды из мелких пор и капилляров к более крупным при низких отрицательных температурах она перемещается из оболочек геля в капилляры и пустоты к поверхности ледяной фазы. Под действием отрицательных температур увеличивается радиус капиллярных пор и уменьшается размер микропор геля.

Нарушение структуры бетона при замерзании. Структура свежеизготовленного бетона нарушается вследствие сегрегации (концентрации) льда внутри слоев бетона из-за увеличения объема замерзающей воды на 9,07%, сопровождающегося ростом кристаллов и образованием линз льда.

В результате миграции воды в поверхностном слое могут образоваться включения льда, видимые даже невооруженным глазом. Поэтому поверхностные слои бетона, как правило, подвергаются наибольшим разрушениям. Места скопления льда при оттаивании бетона оказываются пронизанными каналами и пустотами. В дальнейшем в этих местах бетон шелушится и отслаивается в виде чешуек и пластинок.

Кроме того, при замораживании свежего бетона наиболее опасными местами концентрации льда являются крупный заполнитель и арматура. При замораживании на них образуются ледяные пленки, приводящие к снижению сцепления крупного заполнителя и арматуры с цементным камнем.

Под зернами крупного (непористого) заполнителя при укладке бетонной смеси скапливается вода. Помимо этого, крупный заполнитель обычно бывает холоднее остальных компонентов смеси. Наиболее теплыми являются зерна клинкера вследствие протекающих на их поверхности экзотермических реакций гидратации. Поэтому лед образуется вокруг зерен крупного заполнителя, главным образом под нижней постелью. После оттаивания бетона на поверхности цементного камня, контактировавшего с крупным заполнителем, часто наблюдаются следы замерзшей воды в виде морозного узора.

Подводя итог ранее рассмотренному, следует сделать вывод, что в бетоне, подвергнутом в раннем возрасте замораживанию:

– приостанавливается процесс твердения из-за перехода воды из химически активного (жидкого) состояния в химически неактивное (твердое – кристаллическое);

– нарушается структура бетона вследствие увеличения в объеме замерзающей воды (более чем на 9%);

– снижается сцепление зерен крупного заполнителя и цементного камня из-за нарушения ледяной пленкой контактной поверхности;

– снижается сцепление арматуры с цементным камнем вследствие нарушения ледяной пленкой контактной поверхности.

Влияние этих отрицательных последствий тем менее ощутимо, чем большую прочность набрал бетон к моменту замерзания, и они практически вообще не сказываются, если бетон успел набрать так называемую критическую прочность.