При зимнем бетонировании необходимо обеспечить твердение бетона в тёплой и влажной среде в течение срока, обеспечивающего набор бетоном критической прочности, гарантирующей сохранение структуры бетона и удовлетворительное его твердение после оттаивания.
Это достигается двумя способами:
1) использованием внутреннего запаса теплоты бетона;
2) дополнительной подачей бетону теплоты извне, если внутренней теплоты недостаточно.
I. При первом способе необходимо применять высокопрочный и быстротвердеющий портландцемент, использовать ускорители твердения цемента, уменьшать количество воды в бетонной смеси, вводя в нее пластифицирующие и воздухововлекающие добавки.
Все это даст возможность ускорить сроки твердения бетона при возведении сооружений и добиться того, чтобы бетон приобрел достаточную прочность перед замораживанием. Внутренний запас теплоты в бетоне создают путём подогревания материалов, составляющих бетонную смесь, кроме того, в твердеющем бетоне теплота выделяется при химической реакции, происходящей между цементом и водой (экзотермия цемента).
В процессе твердения цемент выделяет значительное количество теплоты. Эта теплота выделяется главным образом в первые 3–7 суток твердения. Чтобы сохранить теплоту в бетоне на определенный срок, опалубку и все открытые части бетона покрывают хорошей изоляцией (матами из минеральной ваты, пенопласта, опилками, шлаком и т. д.), толщина которой определятся теплотехническим расчетом. Этот способ зимнего бетонирования называют способом термоса, так как подогретая бетонная смесь твердеет в условиях теплоизоляции. Применение данного способа рационально, если теплота, необходимая для его первоначального твердения, сохраняется в бетоне по крайней мере 5–7 суток. Это возможно только при массивных или тщательно изолированных средних по толщине конструкциях, имеющих отношение охлаждающейся поверхности бетона к его объему, так называемый модуль поверхности, не более 6.
II. Конструкции более тонкие или со слабой теплоизоляцией, а также возводимые при очень сильных морозах, как правило, бетонируют с подачей теплоты извне.
Существуют три разновидности этого способа.
1. Обогрев бетона паром, пропускаемым между двойной опалубкой, окружающей бетон, или по трубам, находящимся внутри бетона или установленным в опалубке.
2. Электропрогрев, который осуществляют, пропуская через бетон электрический переменный ток.
3. Обогрев воздуха, окружающего бетон. Для этого в помещении устанавливают временные печи, специальные газовые горелки (при этом нужно строго соблюдать противопожарные правила), воздушное отопление (калориферы) или электрические отражательные печи.
Кроме описанных выше способов зимнего бетонирования, требующих подогрева составляющих бетона или самого бетона, применяют холодный способ зимнего бетонирования, при котором в бетон вводят противоморозные добавки, обеспечивающие твердение бетона на морозе.