Электропрогрев бетона

ЭЛЕКТРОПРОГРЕВ БЕТОНА

     
Производство работ в зимнее время и при низких положительных температурах

Бетонные работы на любых строящихся реконструируемых объектах могут производиться как в цехах, где в зимнее время поддерживается положительная температура, так и в холодных помещениях или на открытом воздухе. Но следует не упускать из виду фактор времени при выдерживании бетона, поэтому форсировать набор прочности бетонными конструкциями следует даже при низких положительных температурах.

Если бетонируемые конструкции не сдерживают производство последующих работ, то могут применяться экстенсивные методы зимнего бетонирования - термос, химические добавки или комбинация указанных методов. Термосное выдерживание конструкций предусматривает использование утепленной опалубки и укрытие горизонтальных поверхностей матами. В зависимости от температуры наружного воздуха, массивности конструкций и расхода цемента можно определить продолжительность остывания.

Реакции гидратации цемента по характеру являются экзотермическими, и это обстоятельство позволяет при утепленной опалубке успешно бетонировать конструкции при температурах до -10 °С. Для расчета режимов выдерживания необходимо знать показатели тепловыделения цементов и коэффициенты теплопередачи опалубки (по специальным таблицам).

Химические противоморозные добавки (нитрит-нитрат кальция + мочевина, хлористый кальций + хлористый натрий, хлористый кальций + нитрит натрия, нитрит-нитрат-хлорид кальция + мочевина, поташ) целесообразно использовать в бетонах на портландцементе. Нитрат натрия (НН), хлорид кальция (ХК) с нитратом натрия не влияют на сроки схватывания бетонных смесей, в то время как другие добавки резко сокращают продолжительность работы по укладке смеси в опалубку. Есть противопоказания к применению противоморозных добавок для конструкций нулевого цикла любых зданий, особенно при агрессивных подземных водах и в зонах, где появляются блуждающие токи. Подобранный по концентрации раствор добавки (определяется по спецтаблицам) вводят в воду затворения.

Наиболее технологичный метод производства бетонных работ в зимнее время - укладка смесей в термоактивной опалубке, поскольку обогрев через разделительную стенку (палубу щитов) обеспечивает благоприятные термовлажностные условия для набора прочности бетоном. Термоактивная опалубка - универсальная оснастка пригодная для отогрева грунтовых оснований и старого бетона. Высокая степень электробезопасности позволяет применять метод при непрерывном бетонировании конструкций и сооружении большого единичного объема, а также конструкций с высокой степенью армирования, что весьма характерно для многих строящихся и реконструируемых объектов. Термоактивная опалубочная форма позволяет удалять наледи с арматуры и обеспечивать практически любой расчетный температурный режим.

Питание термоактивных опалубок осуществляется от понижающих трансформаторов или трансформаторных подстанций, оборудованных приборами автоматического контроля и регулирования температурного режима. Поскольку нагреватели щитов имеют постоянное омическое сопротивление, то их мощность может изменяться путем изменения рабочего напряжения. Выбор удельной мощности нагревателей опалубки зависит от расчетной температуры воздуха, массивности бетонируемых конструкций и теплозащитных свойств опалубки.

В качестве утеплителя рекомендуется использовать минерало-войлочные маты и плиты ПП на синтетическом связующем, холстопрошивной стекломатериал ХПС, а также заливную теплоизоляцию на основе пенополиуретана и пенопластов с устройством воздушной прослойки толщиной до 20 мм, если температура теплостойкости материала утеплителя превышена. При устройстве теплоизоляции следует закрывать утеплителем все промежуточные ребра каркаса щита, являющиеся "мостиками холода". Коэффициент теплопередачи утепленных щитов не должен превышать 3,5 Вт/(м·°С). Коэффициент теплопередачи стальных опалубочных щитов, утепленных минераловатными матами различной толщины, может быть определен по специальной номограмме.

Наиболее экономична и технологична в изготовлении термоактивная опалубка с кабельными нагревателями. Долговечность кабельных электронагревателей во многом зависит от качества их укладки и способа крепления в термоактивной опалубке. Ухудшение теплового контакта, например, при попадании утеплителя между опалубкой и нагревательным кабелем, приводит к местному перегреву, повреждению или выходу из строя нагревательного кабеля раньше, чем погонная нагрузка на него станет максимально допустимой.

Шаг кабельных электронагревателей наружным диаметром до 6 мм в стальных термоактивных щитах при допустимых температурных градиентах на поверхности обогреваемых конструкций до 0,4-0,5 °С/см может быть определен по номограммам в справочной литературе.

Если объем бетонных работ невелик, в термоактивной опалубке, используемой для замоноличивания стыков сборных железобетонных конструкций, местных заделок, в качестве электронагревателя может быть применен провод ПОСХВ, ПОСХП, ПВЖ, ППЖ, ПРСП. Для повышения теплостойкости электроизоляции провод помещают между слоями стеклоткани, пропитанной эпоксидным компаундом. Последовательность операций по изготовлению термоактивной опалубки такой конструкции: очистка и обезжиривание внутренней полости стальных щитов; наклейка внутри на палубу размером с ячейку шита слоя стеклоткани, пропитанной эпоксидным компаундом состава: эпоксидная смола ЭД-20 (7 частей), полиэтиленполиамин (отвердитель) - 2 части, дибутилфталат (пластификатор) - 1 часть; укладка в ячейки щитов шаблонов с проволочными нагревателями; наклейка на эпоксидном компаунде второго слоя стеклоткани поверх нагревателей.

Мощность нагревателей щитов определяют исходя из предполагаемого режима обогрева и способа контроля за температурой. При отсутствии приборов, обеспечивающих автоматический контроль, расчет ориентирован на получение баланса между полезной мощностью, расходуемой на обогрев конструкций, и тепловыми потерями при Достижении определенного температурного показателя (по номограммам в справочной литературе).

Отогретые участки бетонных конструкций или бетонных, каменных и грунтовых оснований, выступающих за опалубку, утепляют опилками, минераловойлочными матами слоем, толщина которого обеспечивает коэффициент сопротивления теплопередаче около 0,4. При температуре воздуха ниже -20 °С для компенсации тепловых потерь на отдельные участки оснований укладывают термоактивные щиты с нагревателями мощностью 600-800 Вт/м.

Для контроля температурного режима в местах, характерных с точки зрения тепло- и массообмена, устанавливают температурные датчики из расчета по одному на каждые 50-70 м. Контрольные замеры проводят в местах, существенно отличающихся по условиям эксплуатации, - в углах, у основания, в выступающих пилонах, консолях и т.п.

Если во время термообработки отказывает нагреватель, его заменяют только через штатные разъемы. При аварийном прекращении подачи электроэнергии устанавливают контроль за режимом температуры в характерных точках; при теплотехническом перерасчете время выдержки бетона, пока устраняется авария, учитывается.

Способы электротермообработки

Методы электротермообработки железобетонных изделий и бетона и рациональные области их применения приведены в табл.1.

Таблица 1

     
Методы электротермообработки железобетонных изделий и бетона и рациональные области их применения