Что такое выдерживание бетона способом термоса?

Известно, что при температуре  + 5 ºС бетонные смеси медленно твердеют. 

Вода в бетонной смеси замерзает, и все реакции гидратации замедляются. При температуре ниже 0ºС химически несвязанная вода превращается в лед и увеличивается в объеме приблизительно на 9%. В результате в бетоне возникают напряжения, которые будут разрушать его структуру. Замерзший бетон обладает высокой прочностью, но только за счет сцепления замерзшей воды. 

При оттаивании процесс гидратации цемента возобновляется, но из-за нарушений структуры бетон не может набрать проектной прочности, то есть его прочность значительно ниже, чем прочность бетона, который не подвергался замерзанию. 
Экспериментами установлено, что на процесс набора прочности бетона существенно влияют условия твердения. Если бетон до замерзания наберет 30-50% прочности от проектной, то дальнейшее воздействие низких температур не влияет на его физико-механические характеристики.

Прочность, после набора которой дальнейшее воздействие замерзания не влияет на физико-механические характеристики бетона, называется критической. Значение критической прочности зависит от класса бетона.

Класс бетона - это числовая характеристика какого-либо его свойства, принимаемая с гарантированной обеспеченностью 0,95. Эта статистическая формулировка означает, что установленное свойство обеспечивается не менее чем в 95% случаев и лишь в 5% проб можно ожидать, что оно не выполнено.

Класс обозначается латинской буквой «B» и цифрами, показывающими выдерживаемое давление в Мега Паскалях (МПа). Например, обозначение В25 означает, что бетон данного класса в 95% случаев выдерживает давление 25 МПа. 

При возведении предварительно напряженных конструкций критическая прочность бетона должна составлять 100% проектной. Таким образом, созданием благоприятных условий твердения бетона в начальный период получают конструкции требуемого качества.

Необходимый температурный режим твердения бетона создают различными приемами: 

• разогревом бетона при его приготовлении;

• выдерживанием бетона в утепленных опалубках (метод термоса); 

• внесением в бетон химических добавок, снижающих температуру замерзания; тепловым воздействием на свежеуложенный бетон греющих опалубок; 

• электродным прогревом; 

• инфракрасными источниками теплоты. 

Технологический прием выбирают с учетом условий бетонирования, вида конструкций, особенностей используемых бетонов, экономической эффективности.

Заранее нагретую бетонную смесь, уложенную в зимних условиях, выдерживают преимущественно методом термоса, основанным на применении утепленной опалубки с устройством сверху защитного слоя. Бетонную смесь температурой 20-80ºС укладывают в утепленную опалубку, а открытые поверхности защищают от охлаждения. Обогревать ее при этом не требуется, так как количество теплоты, внесенных в смесь при приготовлении, а также выделяющиеся в результате физико-химических процессов взаимодействия цемента с водой (экзотермии), достаточно для ее твердения и набора критической прочности. 

При проектировании термосного выдерживания бетона подбирают тип опалубки и степень ее утепления. Сущность метода термоса состоит в том, чтобы бетон, остывая до 0ºС, смог за это время набрать критическую прочность. Учитывая это, назначают толщину и вид утеплителя опалубки.

Опалубку и утеплитель демонтируют по достижении бетоном критической прочности. Поверхности распалубленной конструкции ограждают от резкого перепада температур во избежание образования трещин.