143951 (Бетонні роботи в зимових умовах), страница 4

Для зменшення продува утепленої опалубки і оберігання вологоємних теплоізоляційних матеріалів від зволоження слід прокладати з однією, а краще з двох сторін утеплювача шар толя, пергамина і ін.

Утеплення верхньої грані бетону, яке влаштовується негайно услід за закінченням бетонування, по своїх теплоізолюючих якостях не повинно поступатися утепленню опалубками.

Опалубка і утеплення конструкцій можуть бути зняті при температурах, що можливо більш наближаються до 0°С, але обов'язково до примерзання опалубки до бетону. При великих морозах рекомендується зняту опалубку замінити гнучкими утеплювачами з тим, щоб віддалити процес промерзання бетону.

Як проводять електропрогрівання бетону?

Електропрогрівання можна здійснювати двома шляхами: застосуванням електродів для пропускання струму безпосередньо через свіжий бетон і електричними нагрівальними приладами або термоактивним шаром ошурків.

За допомогою електродів бетон прогрівають при знижених (до 50 - 100 в), але можна і при підвищених (127 - 380 в) напругах. У першому випадку використовують знижувальні трансформатори, а в другому - включають прямо в електричну мережу. Залізобетонні конструкції слід прогрівати при зниженій напрузі, що забезпечує точніше дотримання заданого режиму, а прогрев при підвищеній напрузі допускається тільки для неармованих конструкцій.

Для конструкцій з М_п ≤ 5 електропрогрівання, як правило, застосовувати не слід. Проте він може бути з успіхом застосований і для вказаних конструкцій, якщо не нагріваючі методи витримки бетону в короткі терміни не можуть дати необхідну міцність (наприклад, для термінового монтажу устаткування) або необхідну міцність бетону в задані терміни; у цьому випадку рекомендується периферійне електропрогрівання (прогрів тільки зовнішніх шарів конструкції), яке може проводитися струмом зниженої і підвищеної напруг. При цьому внутрішні шари інтенсивно тверднутимуть за рахунок вельми сприятливих температурних умов, що створюються в них, і экзотермії цементу. Не слід прогрівати конструкції з| Мп > 20 пропуском електричного струму через бетон.

Використання приросту міцності бетону в процесі його охолодження, а також електротермоса і периферійного електропрогрівання може значно скоротити тривалість електропрогрівання, витрата енергії і розширити область його застосування. Для прогрівання бетону застосовується одно- або трифазний змінний струм нормальної частоти (50 періодів в сік). Постійний струм не застосовний, оскільки викликає електроліз води. У міру прогрівання і твердіння бетону, в наслідок зменшення кількості вільної води (частина якої хімічно з'єднується з цементом, а також випаровується), електричний опір зростає, сила струму зменшується і в ще більшому ступені зменшується кількість тепла, що виділяється, залежна, від квадрата сили струму. Відповідно знижується і температура бетону, що прогрівається. Це небажано, оскільки отримання батоном необхідної міцності в найбільш короткий термін відбувається| при ізотермічному процесі для заданої температури. Для підтримки температури необхідно зберігати силу струму, що досягається регулюванням напруги, що підводиться, за допомогою спеціальних трансформаторів.

Підведення струму до бетону. Від джерела струму звичайно через трансформатори, електроенергія по ізольованих дротах підводиться до розподільних щитів, від них — до софітів і, нарешті, до конструкцій, що прогріваються (мал.). Струм вводиться через електроди, що розташовуються в бетоні або на його поверхні. Сусідні або такі, що протилежать електроди сполучають з дротами різних фаз; таким чином, між електродами в бетоні утворюється електричне поле.

Використовувати як арматуру електродів в монолітних конструкціях звичайно не вдається, а в збірних це можливо тільки при абсолютно симетричній арматурі без відгинів. При цьому одна фаза приєднується до робочої і монтажної арматури, а друга (при трифазному струмі) і третя — до електродів.

Електроди поверхневі (нашивні і плаваючі) і внутрішні (стрижньов| і струнні). Нашивні електроди укріплюють через 10-20 см на внутрішній стороні опалубки вертикальних поверхонь, кінці загинають і виводять назовні для приєднання до ним дротів. Плаваючі електроди втоплюють на 2 - 3 см в свіжоукладений бетон і застосовують на верхніх поверхнях бетону, що не мають опалубки. Стрижньові електроди (мал.) є короткі прутики з обрізків 6 - 10-міліметрової арматурної сталі, що вставляються в бетон перпендикулярно подовжньої осі елементів. Кінці електродів випускають на 10 - 15 см з опалубки для приєднання дротів. Струнні електроди встановлюють по довжині або висоті елементу, що прогрівається, ланками в 2,5 - 3 м, кінці загинають під прямим кутом, виводять назовні і включають в ланцюг.

Рис.Розташування стрижньових і струнних електродів при прогріванні залізобетонних колон і балок:

В цілях усунення небезпеки місцевих перегрівів бетону і досягнення більш рівномірної його температури електроди розміщують групами: у кожну фазу включається не один, а група з декількох електродів. Одиночні електроди рекомендуються при прогріванні густо армованих конструкцій, перетинів і вузлів (див. мал), де групове розміщення важко здійсненно. Відстань між одиночними електродами повинна бути не менше 20 - 25 см при напругах до 65 в і 30 - 40 см - при вищих напругах.

Вибрана система електродів повинна забезпечувати такий опір в бетоні, при якому наявна шкала напруг дозволяла б пропускати через рябо необхідну кількість перетворюваної в тепло електроенергії. Не можна допускати стикання електродів з арматурою щоб уникнути короткого замикання. Робочі шви при бетонуванні розміщуються від ряду електродів, що знаходяться в бетоні, на відстані не більше 100 мм.

Режим прогрівання треба призначати з урахуванням конструкції, виглядуі активності цементу, необхідної міцності бетону і можливості накопичення її за час охолодження.

Підйом температури бетону при прогріванні монолітних бетонних і залізобетонних конструкцій повинен проводитися з інтенсивністю не зверху: 15° в годину — каркасних і тонкостінних конструкцій завдовжки до 6 м і конструкцій, що зводяться в ковзаючій опалубці; 10° в годину - конструкцій з М_п = 6; 8° в годину - конструкцій з М_п від 6 до 2.

Температура бетону при прогріванні не повинна перевищувати: при поверхневому і внутрішньому електропрогріванні 80°С; при периферійному електропрогріванні конструкцій з М_п < 6 - температури 40° С.

Безтрансформаторний електропідігрів безпосередньо від мережі|сіті| можна здійснювати за допомогою електродів, нагрівальних приладів і термоактивного шару.

При напрузі 120 - 220 В допускається електродний прогрів| неармованого бетону і лише у виняткових випадках - з насиченням арматурою не більше 50 кГ на 1 м³. Якщо напруга рівне 220 і 380 В, електроди сполучають з нульовим дротом, дякуючи чому воно в бетоні в першому випадку знижується до 127 В, в другому - до 220 В.

Нагрівальними приладами є відбиті печі. Тепло розжареної спіралі, що поміщається у фокусі дзеркала печі, відображається від його параболічної поверхні паралельними променями і рівномірно нагріває поверхню бетону (звичайно тонких плит перекриттів).

Термоактивним шаром може служити шар ошурків в 15-20 см, який примикає до опалубки або толю, що покриває бетон. У товщі ошурків розташовують електроди (що підключаються до струму напругою 120 - 220 В), що нагрівають їх до 80 - 90°. Для підвищення електропровідності ошурки зволожують розчином будь-якої солі. Температура бетону регулюється періодичним включенням струму і повторним при цьому зволоженням ошурків.

Включення і виключення струму, спостереження за прогріванням, зміна напруги, усунення неполадок і вимірювання температури бетону здійснюється цілодобово черговими електромонтерами і контролерами температури. Автоматизація електропрогрівання дозволяє значно зменшити кількість чергових електриків і контролерів температури, а головне точно витримувати заданий режим прогрівання. Міцність бетону визначається згідно температурному режиму прогрівання.

Виробництво робіт на ділянках, що прогріваються, допускається тільки при напрузі не понад 60 В і в строгому дотриманні правил електробезпеки.

Як прогрівають бетон інфрачервоними променями

У технології зимового бетонування все більш широке застосування знаходить інфрачервоний нагрів.

В умовах будівельного майданчика переважні металеві і кварцеві трубчасті електричні випромінювачі. Разом з тим є вдалі приклади застосування газових пальників інфрачервоного випромінювання, які відрізняються довговічністю, високою щільністю і рівномірністю опромінювання, економічністю.

При інфрачервоному нагріві міцність наближається до міцності бетону нормального твердіння. Морозостійкість при обігріві не знижується, а усадка на 15 - 20 % менше ніж у бетону нормального твердіння. Набір міцності відбувається інтенсивно. Так, при 80° С - оптимальному значенні температури для портландцементу - за 6 год. вдається одержати 70 % необхідної міцності.

При прогріванні інфрачервоними випромінювачами, втім, як і у разі|в разі застосування| інших способів штучного прогрівання, необхідно стежити за втратами вологи. У бетону, що втратив більше 35 % волога, надалі зростання міцності не спостерігається.

Наявні відомості підтверджують високі техніко-економічні показники даного способу. При прогріванні інфрачервоними променями бетону, що укладається в ковзаючій опалубці, були забезпечені оптимальні терміни бетонування і в 2 рази скорочені витрати на виконання робіт в зимовий час. Бетон прогрівали відразу на виході з опалубки за допомогою трубчастих електронагрівачів (ТЭНов), що добре працюють в умовах підвищеної вологості|. Для його оберігання від пересихання поверхню конструкції в зоні термообробки захищали полиамидной| плівкою, створюючою навколо бетону пересувну микропаронадійну камеру.

У зимовий час ТЭНи успішно застосовували при прогріванні тонкостінних конструкцій монолітних будівель, що зводяться в об'ємно-переставній опалубці. Нагрівачі встановлювали із зазором 5 мм позаду опалубки, а потім укладали шар термоізоляції, яку із зовнішньої сторони закривали захисним кожухом з фанери.

Дослідження показали, що для конструкції завтовшки 40 - 60 мм якнайкращими є режими: 2 + 4 + 2 г, при ізотермічному прогріванні 95 - 98°С які були виготовлені на шлакопортландцементі і 3 + 5+2 г, при температурі ізотермії 80 - 85°С які були виготовлені на портландцементе причому до моменту распалубливания досягається 65 - 83 % проектної міцності і усадка бетону менше, ніж у бетону нормального твердіння|.

Джерелом інфрачервоних (теплових) променів служать ТЭНи потужністю 06... 1,2 кВт з робочою напругою 127; 220 і 380 В, керамічні стрижньові випромінювачі діаметром 6...50 мм, потужністю 1...10 кВт, кварцеві трубчасті випромінювачі і інші засоби.

Для створення направленого потоку інфрачервоних променів застосовують відбивачі параболічного, сферичного або трапецеїдального типа. Інфрачервоні установки в комплекті з відбивачами і підтримуючими пристроями використовують для прогрівання конструкції, елементів стін, підготовки під підлоги плиткових конструкцій, стиків великопанельних будівель, що зводяться в ковзаючій опалубці, тонкостінних.

Мал. Схеми інфрачервоних установок:

При зведенні стін в щитовій і об'ємно-переставній опалубці застосовують односторонній обігрів випромінювачами сферичного типа (мал). Для забезпечення прогрівання всієї площини стіни відбивачі розташовують на різних рівнях на телескопічних стійках 4 і на розрахунковій відстані від стіни.

При зведенні конструкцій в ковзаючій опалубці бетон, що виходить з опалубки, прогрівають двостороннім розташуванням інфрачервоних випромінювачів (мал.). Їх підвішують до щитів опалубки або розміщують на підвісних опорах. Щоб виключити втрати теплоти, що зводяться конструкції ізолюють від навколишнього середовища брезентовим чохлом, що виконує роль теплиці.

Для прогрівання стиків збірних залізобетонних конструкцій великопанельних будівель застосовують різні типи нащілинників (мал.) у вигляді прямокутних коробів (при пристрої плоских стиків елементів) або сегментних (для стиків, розташованих під прямим кутом).

Для кращого поглинання інфрачервоного випромінювання поверхню опалубки покривають чорним матовим лаком. Температура на поверхні бетону не повинна перевищувати 80...90° С.

Інфрачервоні установки розташовують на такій відстані один від одного, щоб прогрівалася вся поверхня бетону.

Інфрачервоний обігрів забезпечує хорошу якість термообробки бетону за умови дотримання теплового режиму витримки бетону.

Як прогрівають бетони індуктивним методом

Ідея індукційного прогрівання залізобетонних конструкцій в зимових умовах заснована на добре відомому в електротехніці явищі. Якщо в струмопровідну котушку-індуктор помістити сталевий сердечник і пропускати по котушці змінний струм, навколо неї виникає електромагнітне поле. Пронизуючи сталевий сердечник воно порушує в ньому вихрові струми. Оскільки сталевий сердечник володіє електричним опором, енергія вихрових струмів, згідно закону Джоуля-Ленца, перетворюється на тепло.

Індукційний прогрів знаходить вдале застосування при прогріванні колон, рам, окремо вартих балок, ригелів, прогонів, особливо в сталевій опалубці, стиків і інших конструкцій.

Для прогрівання застосовують дротяні і інвентарні роз'ємні індуктори. За наявними даними, на установку дротяного індуктора потрібно більше 0,4 на 1 м2 поверхні бетонованої конструкції. Висока трудомісткість пристрою дротяних індукторів зажадала створення індустріальних конструкцій обігрівачів.

Індукційний прогрів ведеться в діапазоні напруг 50 - 121 В. Для пониження напруги застосовують зварювальні або масляні знижувальні трансформатори.

Розроблені рекомендації, що обмежують значення максимально допустимих швидкостей підйому температури при індукційному прогріванні (табл.).

Технологія виробництва робіт із застосуванням індукційного прогрівання, особливо при використанні інвентарних індукторів, достатньо проста. До бетонування, у разі потреби, може бути обігрітий арматурний каркас для видалення нальоту.

Таблиця 2.3.6. Максимально допустимі швидкості підйому температури

Укладати і ущільнювати бетонну суміш рекомендується після установки індуктора, щоб уникнути зайвого охолоджування свіжоукладеного бетону.