В настоящее время строительные работы ведутся круглогодично. Поэтому бетонные работы производятся при пониженных и отрицательных температурах. Обычными методами, описанными выше, их ведут при положительных температурах не ниже +5°С. Производство бетонных работ в зимнее время сложнее.

Установлено, что бетон, замерзший до полного затвердения, при оттаивании продолжает твердеть. Чем раньше заморожен бетон, тем ниже будет его окончательная прочность. Это объясняется тем, что свободная вода, замерзая, увеличивается в объеме и разрушает еще недостаточно прочный цементный камень. Только после достижения бетоном примерно 50% проектной прочности замораживание мало сказывается на прочности. Следовательно, в зимнее время необходимо получать бетоны в кратчайший срок с минимально допустимой (критической) прочностью.

Достигается это несколькими способами. Прежде всего, для сокращения сроков твердения необходимо использовать высокопрочные и быстротвердеющие цементы, которые при твердении выделяют большое количество теплоты. Применение малоподвижных и жестких смесей, а также их интенсивное уплотнение способствуют более быстрому росту прочности бетона при отрицательных температурах.

Запас теплоты, необходимой для твердения бетонной смеси, создают путем прогрева составляющих. Их нагревают до такой степени, чтобы готовая смесь при выходе из бетономешалки была около 30°С, потому что при более высоких температурах смесь теряет удобоукладываемость. Воду подогревают до 80 °С, а щебень (гравий) и песок — до 40°С. Кроме того, в последнее время при зимнем бетонировании начали использовать электро- и паропрогрев смеси непосредственно в бетоносмесителе.

В целях сохранения теплоты, выделяемой при взаимодействии цемента с водой и сообщаемой бетонной смеси при ее приготовлении, а также создания условий твердения бетона в зимнее время бетонную смесь утепляют. Для этого используют шлаки, опилки, сухой песок, камышит, шевелин и другие теплоизоляционные материалы. Этот метод сохранения тепла в бетонной смеси получил название «термос». Его целесообразно применять при бетонировании массивных сооружений и конструкций с относительно малой площадью поверхности. Отношение площади поверхности к объему конструкции носит название «модуль поверхности». Значение его не должно превышать 6 при бетонировании с использованием «термоса», который применим при температуре воздуха до—15°С.

В зимнее время цементобетонную смесь транспортируют в автомобилях-самосвалах с утепленными кузовами.

Для обеспечения быстрого роста прочности бетона забетонированную конструкцию или сооружение подогревают паром, горячим воздухом или электропрогревом.

При строительстве цементобетонных дорожных и аэродромных покрытий и оснований вышеописанные методы пригодны для производства бетонных работ в зимнее время. Однако они усложняют организацию работ. Поэтому в последнее время широко применяется холодный бетон. В этом случае в бетонную смесь вводят комбинированную добавку хлористого кальция и хлористого натрия. Холодный бетон можно укладывать при температуре —15°С. Общее содержание солей определяют для расчетной температуры (самой низкой, ожидаемой в ближайшие 8...10 сут), однако их масса не должна превышать 15...16% массы цемента, так как в противном случае понижается морозостойкость цементобетона, повышаются водопроницаемость, усадка и хрупкость. В готовом покрытии смесь должна быть защищена способом «термоса». С этой целью цементобетон укрывают толем, пергамином, бумагой или полиэтиленовой пленкой и сверху засыпают слоем сухого песка толщиной до 10 см. Нарастание прочности холодного бетона идет относительно медленно: за 28 сут — 50...60% и за 90 сут — 90...100% проектной прочности бетона.

Контроль качества обеспечивается на всех стадиях производства бетонных работ.

При поступлении бетонной смеси к месту укладки следует проверить, не произошло ли ее расслаивание в пути следования, а в зимнее время — не смерзлась ли смесь.

При укладке необходимо следить, чтобы смесь заполняла полностью все узкие места и углы бетонируемого сооружения. Должен также быть выбран оптимальный режим уплотнения.

При твердении смеси следует внимательно наблюдать за изменением влажности и температуры окружающей среды, а также самого бетона.

Прочность бетона контролируется путем испытания образцов, которые периодически готовят из поступающей смеси. Образцы уплотняются тем же способом, что и бетонируемое сооружение или конструкция, и они должны твердеть в аналогичных условиях. Испытание производят через 28 суток, а иногда по мере необходимости и раньше.

Для определения прочности бетона в конструкциях в настоящее время используют физические и механические методы, не разрушающие изделия. К таким методам относятся: радиоизотопный, ультразвуковой, просвечивания ионизирующими излучениями и др.

Уход за твердеющим бетоном

После укладки и уплотнения бетонной смеси, а при устройстве дорожных и аэродромных покрытий после отделки поверхности покрытия организуют уход за твердеющим бетоном, представляющий комплекс мероприятий, обеспечивающих благоприятные условия твердения уложенной смеси. Мероприятия включают предупреждение испарения из бетона влаги, а также предохранение его от механических повреждений в раннем возрасте.

При твердении бетона в начальный период необходимо создать благоприятные температурно-влажностные условия, обеспечивающие нормальное протекание процессов структурообразования. Температура должна быть положительная (30...35°С).

Для предохранения от высыхания поверхности бетона дорожных покрытий, площадок, плит производят обработку поверхностей пленкообразующими веществами, в качестве которых можно применять битумные эмульсии, латекс, синтетический каучук, разжиженные битумы и дегти, помороль (ПМ-86), синтетические смолы и их эмульсии, лак «Этиноль», кремнийорганическую жидкость и другие вещества.

Обработка бетонных поверхностей пленкообразующими веществами производится в два приема. Первый разлив осуществляют сразу после отделки поверхности и удаления с нее цементного молока при его появлении. Второй разлив проводят после образо­вания плотной пленки от первого разлива, через 20...60 мин. Общий расход пленкообразующего материала, достаточный для защиты бетона от высыхания, составляет от 0,4 до 1 л/м² в зависимости от температуры окружающей среды.

Битумные и дегтевые пленкообразующие материалы темного цвета используются реже, так как они способствуют повышенному нагреву цементобетона под действием солнечных лучей, что вредно влияет на него в период раннего твердения. Для уменьшения нагрева бетонных поверхностей, обработанных такими материалами, их осветляют путем окраски известковым молоком или же засыпают слоем песка толщиной 2...3 см.

В настоящее время для ухода за свежеуложенным бетоном широко используются лак «Этиноль» и помороль, выпускаемые отечественной химической промышленностью и поставляемые в плотно закрытой таре. К пленкообразующим материалам для ухода за свежеуложенным бетоном предъявляются определенные требования: они должны хорошо распределяться по поверхности бетона, образуя сплошную пленку на влажной его поверхности; быть безвредными для бетона и обладать стабильностью свойств во времени как при транспортировании, так и при хранении; не содержать легколетучих или токсичных веществ; образовавшаяся пленка должна быть достаточно долговечной и не пропускать влаги из бетона в период его твердения; пленка должна иметь хорошее сцепление (адгезию) с влажной бетонной поверхностью без уменьшения сцепления колеса автомобиля с бетонным покрытием.

Для ухода за цементобетонными покрытиями можно также использовать водонепроницаемую бумагу (пергамин или толь) или полиэтиленовую пленку. Через трое суток их снимают, а поверхность посыпают песком, который в течение семи суток поливают водой. При небольших объемах бетонных работ поверхность бетона можно покрывать мешковиной, на которую насыпают слой песка или древесных опилок с последующим их увлажнением. Длительность увлажнения зависит от климатических условий: в жаркие дни — до двух недель, в прохладную погоду — несколько дней. Бетон необходимо также предохранять от охлаждения и особенно от замерзания.

Не следует без производственной необходимости снимать опалубку с забетонированных конструкций в период твердения бетона, так как она способствует сохранению влаги в бетоне, при этом почти не требуются дополнительные мероприятия по уходу за ним. Проезд строительного транспорта по цементобстониым покрытиям разрешается примерно через 20 суток, когда цементобетон уже имеет необходимую прочность. Загрузка других бетонных конструкций может производиться после того, как бетон достигнет прочности, установленной проектом.