При укладке бетонной смеси на глиноземистом цементе в первые 10-12 ч происходит интенсивное выделение тепла, каждый килограмм цемента в течение первых 24 ч выделяет до 75 ккал, что повышает температуру бетона на 25-35 °С.

Таким образом, конструкции средней массивности (с Мп = 6-8) могут бетонироваться на морозе с приготовлением бетона на глиноземистом цементе и легким его утеплением. Притом, требуется умеренный подогрев воды и заполнителей с таким расчетом, чтобы температура бетонной смеси была не выше 25-30 °С. Такой бетон в течение первых трех суток получает необходимую для распалубки прочность. Более сильное утепление опалубки удлиняет время остывания бетона и является, конечно, весьма полезным.

Бетонирование с применением глиноземистого цемента успешно осуществлялось на ряде строек. Так, например, на Урале в различные конструкции зимой было уложено до 2,2 тыс. м3 бетона, причем температура наружного воздуха длительное время была -30-35 °С. В одном из элементов фундамента турбогенератора температура бетона в течение первых суток по укладке с 12-17 °С повысилась до 30-37 °С, а затем понижалась до 0 °С в течение 3-5 суток. На строительстве другого завода бетонирование колонн и подкрановых балок производилось даже в не утепленной опалубке при морозах ниже -10 °С. Температура бетона в течение первых суток была близка к нормальной, и он приобрел прочность более 50% R28. В Донбасстяжстрое также в неутепленной опалубке бетонировались конструкции с Мп = 5-10, причем температура бетона с 20 °С при укладке через 6 ч повышалась до 30 °С. Охлаждение бетона до 0 °С в конструкциях с Мп = 8-10 продолжалось около 2 суток.

Из зарубежной практики известно, например, об укладке бетона на глиноземистом цементе в верхних строениях мостов в высокогорных районах Италии с низкой температурой наружного воздуха.

Производство железобетонных работ зимой с применением глиноземистого цемента, несмотря на его высокую стоимость, будет дешевле, чем при употреблении портландцемента и искусственном обогреве конструкций, а также значительно проще.

При производстве бетонных работ в зимних условиях наиболее эффективным является применение цементов, быстро набирающих прочность, марка которых равна 700-800. К таким цементам, например, относится особо быстротвердеющий портландцемент (ОБТЦ) Здолбуновского комбината.
Анализ взаимодействия химических добавок с цементом и предварительная экспериментальная проверка роста прочности бетонов и растворов позволили установить, что наилучшие показатели дают углекислый калий (поташ) и двухкомпонентная добавка (углекислый калий + сернокислый алюминий).
Соляная кислота может быть использована в количестве не более 1% от веса цемента при температурах наружного воздуха до -10 °С, то есть в осенне-весенний период.

Углекислый калий и двухкомпонентную добавку можно применять при температурах до -30 °С.

Исследования микроструктуры затвердевшего цементного камня с углекислым калием, двухкомпонентной добавкой или соляной кислотой, выполненные современными методами, показали, что новые образования при этом не получаются. Микроструктура цементного камня с указанными добавками аналогична микроструктуре камня без добавок. Эти добавки только ускоряют твердение и создают условия для набора прочности при отрицательных температурах.
Экспериментальная проверка показала, что бетоны с добавкой углекислого калия или двухкомпонентной добавкой при температурах до -25 °С имеют наилучшие показатели конечной прочности и темпы ее роста.


Бетоны с добавкой 10% углекислого калия и 1,5-2% сернокислого алюминия от веса цемента в первые 7 суток твердении при температуре -20 °С повышают темп роста прочности по сравнению с образцами, твердеющими в нормальных условиях, в среднем на 40%, а бетоны с добавкой 15% углекислого калия и сернокислого алюминия — на 80%. В 28-суточном «возрасте» прочность этих бетонов приближается к прочности бетонов с добавкой углекислого калия.

Вместе с тем бетоны с двухкомпонентной добавкой, находящиеся. после оттаивания при положительной температуре, твердеют более Интенсивно; и через 28 суток их прочность становится на. 14-28% выше, чем бетона с добавкой до 15% углекислого калия от веса цемента. Следует отметить потерю конечной прочности бетонов с добавкой углекислого калия в размере 10% и 15% соответственно на 22% и 20%, а с двухкомпонентной добавкой (10 + 1,5 или 15 + 1,5%) — на 10% в сравнении с бетоном без добавок, но твердеющим в нормальных условиях.

Результаты экспериментальных работ по изучению бетонов и растворов, в которых применены углекислый калий, соляная кислота и двухкомпонентная добавка, позволяют использовать эти добавки при бетонных и железобетонных работах, выполняемых в зимнее время.
Механизированный безобогревный способ заделки стыков при помощи цемент-пушки бетонами с двухкомпонентной добавкой, примененный на строительстве в Красноярске при температурах наружного воздуха до -30 °С, позволил ликвидировать ручной труд на этой трудоемкой операции, повысить качество заделки стыка, а также снизить ее стоимость и трудоемкость.

Нарастание прочности бетона в зимних условиях находит- . ся в зависимости от воздействия на него среднесуточных отрицательных температур. Резкое их понижение в раннем «возрасте» (5-7-дней) вызывает замедление прироста прочности. При относительном повышении температуры бетон вновь интенсивно набирает прочность, достигая к 7 дням 20-30%, к 14 — 40-80% и 28 дням — 80-100%. Внутрисуточные колебания температуры благодаря тепловой инерции материала не оказывают заметного влияния на изменение прочности образцов.

Кратковременное воздействие низкой отрицательной температуры -30-50 °С на бетон в любом «возрасте» в пределах месяца не приводит к разрушению бетона, а лишь замедляет прирост прочности.

На бетон с добавкой 15% поташа резкие температурные воздействия оказывают меньше влияния, чем на бетон с 10% добавкой. Поэтому в наиболее холодные месяцы (средняя температура -22 °С), когда в любое время возможны резкие понижения температуры, рекомендуется, независимо от начальной температуры, применять добавку 15% поташа.

Результаты исследований твердения образцов бетона в реальных и лабораторных условиях при переменном температурном режиме, характерном понижением температур до -50 °С, позволяют рекомендовать в течение всей зимы безобогревные способы замоноличивания стыков крупнопанельных зданий.
При среднемесячной температуре не ниже- -20 °С возможно применение «холодных» бетонов с добавкой поташа независимо от среднесуточной температуры наружного воздуха в момент производства работ.

Бетоны с противоморозными добавками нитрита натрия можно рекомендовать к применению для замоноличивания стыков в периоды времени со среднемесячной температурой до -12 °С и минимальной среднесуточной температурой -20 °С.

Для замоноличивания стыков в наиболее холодные зимние месяцы со среднемесячной температурой от -18 до -20 °С рекомендуется бетон М 200 с расходом портландцемента М 500 — не менее 400-430 кг/м при водоцементном отношении 0,4-0,5 с осадкой конуса после приготовления смеси 7-8 см.