При температуре окружающего воздуха +5°С бетонные смеси резко снижают набор прочности. Процесс протекания реакции гидратации замедляется, а при температуре ниже 0°С химически несвязанная вода превращается в лед. Как следствие в бетоне возникают напряжения, разрушающие его структуру, и бетон не может набрать проектной прочности.Необходимый температурный режим твердения бетона создают различными приемами: подогревом бетона в процессе приготовления, выдерживанием в утепленных опалубках (метод термоса), внесением в бетон химических добавок, снижающих температуру замерзания, тепловым воздействием на свежеуложенный бетон греющих опалубок, электродным прогревом, а так же инфракрасными источниками тепла.

Приготовление и транспортировка бетонных смесей. Для предотвращения замерзания бетона до начала тепловой обработки в условиях строительной площадки, полигона или не отапливаемого цеха в состав бетонной смеси целесообразно вводить добавку ускорителя твердения бетона или противоморозную добавку – нитрит натрия. Для подогрева песка и щебня используются специальные регистры, через которые пропускают разогретые до 90°С воду или пар. Вода подогревается паром в водонагревателях. Для получения бетона заданной температуры смесь готовится в бетоносмесителях принудительного действия с пароподогревом. В зимний период транспортировка бетонной смеси осуществляется с помощью утепленных бетоновозов или грузовиками с подогревом кузова.

Бетонирование с применением химических добавок. Основная причина прекращения твердения бетонных смесей при воздействии низких температур – замерзание в них воды. Наличие в воде солей резко снижает температуру ее замерзания. В качестве противоморозных добавок применяются:

• нитрит натрия (НН) NaNO2 (ГОСТ 19906-74);
• хлорид кальция (ХК) CaCl2 (ГОСТ 450-77) + + хлорид натрия (ХН) NaCl (ГОСТ-13830-68);
• хлорид кальция (ХК) + нитрит натрия (НН);
• нитрат кальция (НК) Ca(NO3)2 (ГОСТ 4142-77) + мочевина (М) CO(NH2)2 (ГОСТ 2081-75E);
• комплексное соединение нитрата кальция с мочевиной (НКМ) (ТУ 6-03-266-70);
• нитрит-нитрат кальция (ННК) (ТУ 603-7-04-74) + мочевина (М);
• нитрит-нитрат кальция (ННК) + хлорид кальция (ХК);
• нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК) + + мочевина (М);
• поташ (П) K2CO3 (ГОСТ 10690-73).

Для обеспечения твердения бетона при отрицательных температурах в его состав следует вводить противоморозную добавку, выбираемую с учетом ожидаемой отрицательной температуры и данных по нарастанию прочности бетона.Выбор противоморозных добавок и их оптимальное количество зависят от вида бетонируемой конструкции, степени ее армирования, наличия агрессивных сред и блуждающих токов, температуры окружающей среды.

Метод термоса. Метод термоса основан на применении утепленной опалубки с устройством сверху защитного слоя. Бетонная смесь укладывается в утепленную опалубку, а открытые поверхности защищаются от охлаждения. Обогревать ее не требуется, так как количества теплоты, выделяющейся в результате физико-химических процессов взаимодействия цемента с водой, достаточно для того, чтобы бетон не замерз и успел набрать критическую прочность. В качестве защитного слоя применяется толь, картон, фанера, соломит, по которым могут быть уложены опилки, шлак, шлаковойлок, минеральная вата. Опалубка может быть двойной, тогда промежутки между ее щитами засыпаются опилками, шлаком или заполняют минеральной ватой, пенопластом. Опалубку из железобетонных плит утепляют с наружной стороны, навешивая маты. Поверхность, соприкасающаяся с бетоном, перед началом бетонирования обязательно прогревается, а по окончании бетонирования немедленно утепляется.
Метод термоса с наибольшей эффективностью применяется при бетонировании массивных конструкций.

Электропрогрев смеси в конструкциях. Способ электропрогрева бетона в конструкциях основан на использовании выделяемого тепла при прохождении через него электрического тока. Для подведения напряжения используются электроды различной конструкции и формы. В зависимости от расположения электродов, прогрев подразделяется на сквозной и периферийный. При сквозном прогреве электроды располагаются по всему сечению, а при периферийном – по наружной поверхности конструкций. Во избежание отложения солей на электродах по Бетонирование в термоактивной опалубке.

Термоактивная или греющая опалубка – многослойные утепленные щиты, оснащенные нагревательными элементами. Тепло через палубу щита передается в поверхностный слой бетона, а затем распространяется по всему массиву конструкции. Обогрев бетона таким способом не зависит от температуры наружного воздуха. Греющую опалубку применяют при возведении тонкостенных и среднемассивных конструкций, а также при замоноличивании стыков и швов при температуре наружного воздуха до –40 °С.

Обогрев бетона инфракрасными лучами. Источником инфракрасных (тепловых) лучей служат ТЭНы мощностью 0,6–1,2 кВт с рабочим напряжением 127, 220 и 380 В, керамические стержневые излучатели диаметром 6–50 мм и мощностью 1–10 кВт, кварцевые трубчатые излучатели и др.