Температура, которую имеет уложенный в конструкцию бетон после его укрытия, называется начальной температурой бетона .

Она зависит от температуры бетонной смеси, выдаваемой бетонным заводом ( ), и от тех теплопотерь, которые будет иметь бетонная смесь при транспортировании, перегрузке и укладке ее в конструкцию. Эти теплопотери зависят от температуры наружного воздуха, утепления транспортного прибора, количества погрузочно-разгрузочных операций, длительности транспортирования, способов укладки и уплотнения смеси. Методика определения расчетной температуры наружного воздуха изложена в разделе «Особенности бетонирования конструкций в зимних условиях»

Начальная температура бетона в зависимости от средней температуры бетона в процессе выдерживания может быть вычислена по формуле

(4.20)

Таблица 4.5 – Начальная температура бетона, ⁰С

Расчетная температура наружного воздуха ( ) при термосном выдерживании бетона устанавливается по данным приложения. Для расчета принимается наименьшая температура наружного воздуха, ожидаемая в период выдерживания бетона.

В расчетах термосного выдерживания бетона учитывают при его твердении экзотермию цемента, имея в виду, что химическая реакция между цементом и водой протекает с выделением теплоты. Количество теплоты, выделяемой в течение срока выдерживания бетона, зависит от вида, марки и удельного содержания цемента в бетоне, а также от начальной температуры бетонной смеси.

Ориентировочные данные о тепловыделении различных цементов, принятые в технических условиях. Эти данные соответствуют средней температуре твердеющего бетона при +15⁰С; при средней температуре твердения бетона 7…10⁰С величина принимается равной 60–70% от соответствующих табличных данных.

Значения  для сроков, не указанных в табл. 4.5, могут быть установлены либо по графику (рис. 4.5), либо по формулам ЦИИОМТПа:

 – для глиноземистых цементов:

(4.21)

– для цементов остальных видов:

(4.22)

где – параметр экзотермии цемента;

у – коэффициент, значение которого зависит от срока выдерживания и вида цемента.

Коэффициент у определяется по графикам, при этом предварительно находят значения  (для глиноземистого цемента) или  (для остальных видов цемента).

При помощи вспомогательных таблиц, графиков и формул по описанной выше методике определяют коэффициент теплопередачи ограждения бетона (К), модуль поверхности бетонируемой конструкции ( ), устанавливают значения начальной и средней температуры бетона , расчетной температуры наружного воздуха ( ); по данным лабораторного подбора состава бетона определяют удельное содержание цемента в бетоне и тепловыделение применяемого цемента ( ). Объемная теплоемкость бетона С₀ обычно принимается равной 600 ккал/м^{3 0}С.

Затем определяют длительность остывания бетона в часах, а по полученным результатам, в зависимости от срока остывания и средней температуры бетона в период остывания, по формуле (4.24) устанавливают относительную прочность бетона.

(4.24)

Рисунок 4.5 – Графики экзотермического тепловыделения различных цементов во времени:

а – плавленый глиноземистый цемент; б – портландский быстротвердеющий цемент марки 600; в – портландцемент марки 500; г– то же марки 400; д – то же марки 300; е – портландский и шлакопортландский цементы марки 200; ж – пуццолановый портландцемент марки 400; з – пуццолановый портландцемент и шлакопортланд-цементы марки 300

Если полученные результаты соответствуют заданной прочности бетона и срок термосного выдерживания удовлетворяет требованиям календарного графика производства работ, то подбор условий термосного выдерживания бетона признают удовлетворительным и производят бетонирование конструкции при строгом соблюдении расчетных предпосылок и тщательном контроле за температурой и прочностью бетона.

Если по полученным расчетным результатам охлаждение конструкции до 0 ⁰С происходит раньше, чем бетон приобретает заданную прочность, то еще раз проверяют возможность повышения начальной температуры бетона и уменьшения интенсивности его остывания в конструкциях.

Таблица 4.6 – Значения  и тепловыделения  для различных цементов

С этой целью в зависимости от условий строительной площадки подбираются лучшие ограждения бетонируемых конструкций, намечают мероприятия, уменьшающие охлаждение бетона при его транспортировании и укладке, подбирают цементы, обладающие более высокими экзотермическими свойствами, и устанавливают максимально возможную температуру бетонной смеси при выдаче ее с бетонного завода.

При этих условиях еще раз проверяют по формуле Скрамтаева возможность термосного выдерживания бетона. Если и в этом случае получаются неудовлетворительные результаты, то способ термосного выдерживания бетонируемых конструкций комбинируют с электропрогревом бетона или применяют способы выдерживания бетонных конструкций с искусственным обогревом паром или теплым воздухом.

При бетонировании конструкций по способу термоса нужно помнить, что определяемая по графикам или расчетным путем прочность бетона в зависимости от температуры и срока его твердения иногда отличается от действительной прочности бетона, и поэтому проведение контрольных испытаний прочности бетонных конструкций является обязательным.

Следует отметить, что приведенный способ расчета охлаждения бетонных конструкций не может быть применен для массивных конструкций с модулем поверхности меньше 3; этот способ также непригоден для расчета выдерживания бетона с повышенными добавками хлористых солей, понижающих температуру замерзания бетонной смеси.