Электропрогрев бетона в зимнее время: способы, технологии, оборудование. Электродный прогрев бетона


Электропрогрев бетона: особенности бетонирования с электропрогревом

Бетон относится к тем материалам, набор прочности которых напрямую зависит от внешних условий. Именно поэтому предусмотрен электропрогрев бетона в зимнее время по СНиПу 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции». Согласно этому нормативному акту все работы в зимнее время должны проводиться в соответствии с технологическими картами на каждый из видов подогрева, это гарантирует быстрый набор прочности и исключает замерзание монолита.

Электродный прогрев – один из самых популярных при работах с объемными конструкциями из бетона

Электродный прогрев – один из самых популярных при работах с объемными конструкциями из бетона

Основные виды процесса

Технология электропрогрева бетона может отличаться по способу реализации, но главная цель всех подобных мероприятий остается неизменной – ускорить созревание бетона в зимний период. Как известно, в первые 4 дня после заливки конструкция ни в коем случае не должна замерзать, так как все процессы высыхания останавливаются, и в дальнейшем прочностные характеристики будут в разы ниже заложенных в проекте.

Чаще всего используется два варианта подогрева, именно их мы и рассмотрим в данном обзоре.

Прогрев с помощью провода ПНСВ

Данный метод подходит для температур не ниже -17 градусов, если морозы больше, то понадобится дополнительное утепление поверхности бетона с помощью теплоизоляционных матов.

Технологический процесс укладки достаточно прост, поэтому такой вариант популярен при проведении работ своими руками, но не стоит забывать о целом ряде требований:

  • Для проведения работ используется провод ПНСВ сечением 1.2-1.4 мм, его можно приобрести в любом магазине, занимающемся электротоварами. Сечение подбирается, исходя из конкретных условий, при этом стоит помнить, что типовых проектов не существует, и вам придется заняться разработкой самостоятельно или с помощью специалистов.
Провод ПНСВ продается в бухтах и погонными метрами, все зависит от продавца

Провод ПНСВ продается в бухтах и погонными метрами, все зависит от продавца

  • Еще одна очень важная часть системы – понижающий трансформатор, мощность которого подбирается из объемов бетона. Как показывает практика, трансформатора мощностью 80 кВт хватает примерно на 90 м3 монолитной конструкции. Если подобного оборудования нет, то можно использовать сварочный трансформатор, но по поводу данного вопроса необходимо проконсультироваться со специалистом.
На фото: понижающий трансформатор – важная часть системы

На фото: понижающий трансформатор – важная часть системы

  • Данный способ является самым экономным, энергозатраты данного варианта достаточно низкие, как и сама стоимость проекта. Вариант используется в большинстве случаев, как в частном, так и промышленном строительстве.
  • Стоит помнить, что бетонирование с электроподогревом – процесс достаточно сложный и трудоемкий. Какой бы вариант вы ни выбрали, будьте готовы к тому, что работа предстоит сложная и достаточно длительная. При этом важно делать все правильно, так как цена провода не настолько низкая, чтобы его можно было портить.
  • Инструкция по прокладке провода аналогична работам по прокладке теплых полов. Конечно, делать это сложнее, ведь работать нужно при неблагоприятных погодных условиях. При этом глубина закладки должна быть достаточной, если вдруг понадобится резка железобетона алмазными кругами, то провода не должны быть повреждены.
Прокладка между арматурным поясом – работа не из простых

Прокладка между арматурным поясом – работа не из простых

Важно!Особое внимание уделите тому, что каждая петля обогрева должна быть одинаковой длины, в процессе работы следите за тем, чтобы изоляция не повреждалась.

Прогрев с помощью электродов

Данный вариант не подходит для плит, но идеален для стен, колонн и диафрагм.

Основные свойства следующие:

  • В качестве электродов чаще всего используется арматура или круг металла диаметром около 10 миллиметров. Стоит помнить, что прутья должны быть достаточно чистыми без слоя ржавчины, так как это снижает эффективность прогрева.
  • Естественно, элементы закладываются до заливки, так как даже алмазное бурение отверстий в бетоне не сможет обеспечить полость нужной глубины, да и стоимость такой работы очень велика. Можно поступить иначе: ввести штыри сразу же после заливки бетона, как показывает практика, это наиболее простой способ установки, именно поэтому его используют все профессиональные монтажники.
Бетонирование с электропрогревом выглядит примерно так

Бетонирование с электропрогревом выглядит примерно так

  • Расстояние между элементами должно составлять от 0.6 до 1 метра. Все зависит от температуры окружающего воздуха: чем она ниже, тем ближе должны располагаться электроды друг к другу, если же морозы небольшие, то можно располагать штыри и через метр.

Важно!Помните, что элементы, с помощью которых осуществляется подогрев, несъемные и остаются в материале навсегда.Это значительно повышает материалоемкость работ, ведь при больших объемах металла понадобится достаточно много.

  • Если нужно прогревать колонну, то в нее вставляется один штырь, прогрев делается посредством фазы трансформатора и земли от арматурного пояса заливаемой колонны.
  • Конечно, такой способ достаточно прост в плане реализации, но его энергоемкость очень высока, поэтому будьте готовы к большому расходу электричества. Этот фактор обуславливает использование такого способа только крупными строительными организациями.
  • Очень важно правильно рассчитать мощность трансформаторов, делать это должны квалифицированные специалисты, потому что ошибки чреваты низкой эффективностью системы, а то и вовсе выходом оборудования из строя.
  • Может использоваться как однофазное, так и трехфазное подключение. Если с однофазной системой все ясно, то схема подключения трех фаз показана на схеме.
Трехфазное подключение проводится по такой схеме

Трехфазное подключение проводится по такой схеме

Что дает электропрогрев

Чтобы принять решение о целесообразности использования данного способа, стоит знать, что он дает:

  • Конструкция не замерзнет, что очень важно для созревания бетона и набора им оптимальных характеристик прочности и долговечности.
  • Благодаря подогреву бетоны на основе портландцемента набирают от 80 до 90 процентов прочности уже через 4 недели. Это позволяет значительно сократить сроки проведения работ, так как такой график набора прочности бетона при электропрогреве бетона не обеспечит ни одно другое мероприятие.
  • Не стоит подавать слишком большое напряжение, это вызывает пересушивание бетона и снижение его прочности.
  • Для того чтобы обеспечить оптимальные условия высыхания и созревания материала, поверхность желательно укрыть полиэтиленовой пленкой, это очень положительно сказывается на надежности материала.
Пленка позволяет улучшить условия созревания бетона

Пленка позволяет улучшить условия созревания бетона

Вывод

На самом деле, если есть возможность проведения работ в летний сезон, то так и стоит сделать. Но если все-таки нужно заливать бетонные конструкции зимой, то электропрогрев станет единственным решением для качественного затвердения монолита. Видео в этой статье поможет разобраться в некоторых особенностях работ более детально.

masterabetona.ru

Технология электропрогрева бетона.

МегаПредмет 

Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Начнем со способа электропрогрева, который основан на принципе нагрева проводника при прохождении через него переменного тока. Постоянный ток для этих целей не подходит, так как при его применении происходит электролиз воды, коррозия и экранирование поверхности электродов выделяемыми газами.

Электропрогрев бетона осуществляется следующим образом. В свежеуложенный бетон вводят металлические электроды, через которые пропускают переменный электрический ток. Электрическое сопротивление свежеприготовленного бетона, уложенного в опалубку, увеличивается по мере затвердевания бетона. Оказалось, что на ранней стадии твердения бетон обладает достаточно хорошей электропроводностью; его можно отнести к проводникам второго рода с ионной проводимостью. Включенный в электрическую цепь, он нагревается при прохождении электрического тока. Какое влияние оказывает выделяющееся тепло? Оно способствует интенсификации химического взаимодействия воды с минералами цементного клинкера. А это вызывает твердение бетона. Значит электрический ток, протекающий по бетону, будет вызывать его нагревание и твердение? Да, и чем больше будет сопротивление, тем выше будет напряжение тока.

Электропрогрев стал одним из основных способов ускорения твердения бетона на зимних стройках. Подсчитано, что в настоящее время таким способом ежегодно прогревают свыше 12 млн. м3 бетона. Его используют как в монолитных конструкциях, так и в заводском производстве сборного железобетона вместо пропаривания. Это один из самых экономичных способов тепловой обработки бетона.

Электропрогрев бетона чаще применяется на больших стройках, где имеется техническая возможность использовать трансформаторы большой мощности (30-80 кВт). В российских реалиях дряхлых подстанций и электросетей недостаточной мощности, зимний прогрев бетона - это малореальное мероприятие для частного застройщика. Электрический прогрев бетона зимой, на мой взгляд - лучший метод, при проведении монолитных работ, но... Как говорится: "Чем богаты, тем и рады".

Подключение электродов от источника питания производится через трансформаторы, распределительные щиты и софиты (Рис. 6. Виды электродов, схемы их расстановки). Софит представляет собой сухую доску длиной 3–4 м с изоляторами, на ней монтируют провод, к которому присоединяют фазовые провода от электродов. Магистральные и коммутационные провода, как правило, выполняются с медной или алюминиевой жилой. Сечение проводов подбирается в зависимости от параметров силы тока. Электропрогрев ведут на пониженных напряжениях (50–127 В).

 

 

Рис. 6. Виды электродов, схемы их расстановки: а – схема сквозного прогрева пластинчатыми электродами; б – схема двухстороннего размещения полосовых электродов при сквозном прогреве бетона; в – схема одностороннего размещения полосовых электродов при периферийном прогреве бетона; г – схема размещения плоских групп стержневых электродов; д – схема прогрева бетона одиночными стержневыми электродами; е – схема прогрева бетона струнными электродами; 1 – пластин -чатый электрод; 2 – полосовой электрод; 3 – стержневой электрод; 4 – струнный электрод; 5 – металлическая опалубка.

 

Прогрев бетона зимой осуществляют путем введения в толщу бетона греющих элементов. Это могут быть трубки с циркулирующим в них теплоносителем (водой, паром или воздухом), но наибольшее распространение получили изолированные электронагревательные провода типа ПНСВ (Рис. 7. Установка электронагревательных проводов на горизонтальную конструкцию, Рис. 8. Установка электронагревательных проводов на вертикальную конструкцию). Их наматывают группами на объемный каркас железобетонной конструкции еще до укладки бетонной смеси, а по ее завершении – подключают группы к источнику переменного или постоянного тока безопасного напряжения (трансформатору) (Рис. 9. Электронагревательные провода, Рис. 10. Прогрев бетонной смеси электронагревательными проводами). Шаг намотки определяется сечением провода и должен быть таким, чтобы омическое сопротивление провода обеспечило необходимое тепловыделение. При подключении необходимо следить, чтобы концы проводов, выходящие из опалубки, были короткими, иначе на воздухе без оттока тепла они перегорят (Рис. 11. Электронагревательные провода на горизонтальной конструкции, Рис. 12. Схема раскладки электронагревательных проводов, Рис. 13. Инвентарная секция шинопроводов для коммутации греющих проводов, Рис. 14. Организация рабочей зоны электрообогрева).

 

Рис. 7. Установка электронагревательных проводов на горизонтальную конструкцию.

Рис. 8. Установка электронагревательных проводов на вертикальную конструкцию.

 

Рис. 9. Электронагревательные провода.

 

 

Рис. 10. Прогрев бетонной смеси электронагревательными проводами.

 

Рис. 11. Электронагревательные провода на горизонтальной конструкции.

Рис. 12. Схема раскладки электронагревательных проводов.

Рис. 13. Инвентарная секция шинопроводов для коммутации греющих проводов: 1 – кабельный отвод с разъемом; 2 – деревянная стойка; 3 – болты М6; 4 – шины из стальной полосы сечением 40´3 мм; 5 – секция шинопровода, изготовленная из деревянной доски, крепящейся непосредственно к опалубке; 6 – деревянные бруски сечением 40´40 мм; 7 – алюминиевая катанка диаметром10 мм.

Рис. 14. Организация рабочей зоны электрообогрева:1 – инвентарная трехфазная секция шинопроводов; 2 – прожектор; 3 – трансформаторная подстанция; 4 – диэлектрический коврик; 5 – инвентарное ограждение рабочей зоны; 6 – сигнальная лампочка красного цвета; 7 – температурные датчики.

Сооружение временного укрытия с прогревом тепловыми пушкам.(Рис. 15. Технология прогрева тепловыми пушками).

Если будет использоваться дополнительный прогрев тепловыми пушками (Рис. 16. Виды тепловых пушек, Рис. 17. Схема работы тепловой пушки), то укрытие из плёнки ПВХ укладывается не на поверхность бетона, а на временный каркас из досок, брусков и т. п. Создаётся нечто наподобие низкой «палатки» или «шатра» над бетонной конструкцией и под это укрытие ставятся тепловые пушки. Чем выше будет температура под шатром, тем быстрее будет идти процесс набора прочности, и соответственно, раньше можно будет прекратить прогрев (Рис. 18. Технологическое решение прогрева тепловыми пушками).

 

Рис. 15. Технология прогрева тепловыми пушками.

 

Рис. 16. Виды тепловых пушек.

Рис. 17. Схема работы тепловой пушки.

Рис. 18. Технологическое решение прогрева тепловыми пушками.

megapredmet.ru

Электродный прогрев бетона

Прогрев бетона является важной технологической операцией, которая помогает в зимнее время провести работы по бетонированию в принципе, а в летнее время – увеличить темпы строительства. Процедура прогрева бетона в летнее время эквивалентна, в некотором смысле, пропариванию бетона, когда за срок в несколько дней достигается 70% проектной прочности бетона. Суть идеи прогрева бетона проста: использование энергии электрического тока для нагрева проводника. В случае прогрева бетона проводом ПНСВ нагревается сам провод и тепло передает окружающему его бетону. В случае же электродного прогрева проводником электричества выступает сама бетонная смесь. Бетон, как затвердевший материал, является изолятором и ток не проводит. Бетонная смесь проводит ток за счет присутствия в воде ионов различных солей.

Принципиальное отличие прогрева проводом ПНСВ от прогрева электродами – то, что в первом случае можно использовать как постоянный, так и переменный ток, в то время, как во втором – только переменный. Причиной этого является то, что постоянный ток вызывает электролиз и на электродах произойдет, во-первых, выделение компонент электролитов (например, калий), а во-вторых, будет интенсивно образовываться водород и кислород, что приведет к повышению пористости бетона и к другим негативным последствиям.

Для расчета параметров электрода и трансформатора необходимо на первом шаге задать параметры окружающих условий – температура среды и наличие ветра, а также тип электродов: пластинчатые, стержневые или полосковые. Мы здесь рассмотрим принципиальный подход к расчету, не вдаваясь глубоко в детали. Если вам необходимо провести полноценный расчет, вы можете обратиться к нам. После того как определились с типом электродов, необходимо вычислить удельную мощность, которая выделяется при прохождении тока через бетон и сравнить эту мощность с требуемой для достижения нужной температуры в бетоне.

Существует несколько способов расположения электродов, примеры которых приведены на рис 1: пластинчатые электроды, полосовые, стержневые, периферийная схема прогрева.

Рис. 1. Прогрев электродами: a) пластинчатый; b) полосовый; c) стержневой группами; d) стержневой периферийный

Примем далее следующие обозначения:

ρ – удельное электрическое сопротивление бетонной смеси, Ом·м

U – напряжение в цепи, В

b – расстояние между электродами, м

a – ширина полосового электрода, м

α – коэффициент, учитывающий количество фаз тока и равный 3/2 при трехфазном токе и 2 – однофазном

B – толщина бетонной конструкции, м

d – диаметр стержневого электрода, м

h – расстояние между электродами (в плоской группе), м

Для пластинчатых электродов мощность определяется по формуле:

P = U2/(ρ b2) Вт/м3.

            Для всех других типов электродов мощность определяется по формуле:

P = U2/(ρ·Z) Вт/м3,

где коэффициент Z зависит от типа электрода и от схемы расположения электродов. В случае полосовых электродов (при сквозном прогреве), выражение для мощности имеет вид

P = U2/(ρ·B2·(1+αb/(πB)·ln(b/2a))) Вт/м3,

при расположении стержневых электродов в шахматном порядке

P = 3,14·U2/(ρ·b2·(π+α·ln(b/πd))) Вт/м3,

при прогреве бетона плоскими группами стержневых электродов выделяемая удельная электрическая мощность

P = 3,14·U2/(ρ·b·h·(π·b/h+α·ln(b/πd))) Вт/м3.

Таким образом, зная требуемую мощность для прогрева бетона, можно определить различные геометрические характеристики электродов и их расположения (в дальнейших статьях мы приведем примеры расчетов на эту тему).

Возникает вопрос – а как определить мощность, необходимую для прогрева бетона? Как было сказано выше, эта мощность зависит от окружающих условий и от режима прогрева. Как правило, необходимо задать – температуру прогрева, скорость разогрева, продолжительность изотермического прогрева (если используется этот режим), скорость остывания. Допустим, что температура бетона в начале прогрева равна +5оС, модуль поверхности бетонной конструкции равен 7 (это означает, что скорость разогрева должна быть не более 10оС), прочность по окончании прогрева должна соответствовать 70% от проектной. По графикам нарастания прочности бетона при различных температурах (см. рис 2) определяем продолжительность прогрева при 80оС – 12 часов. Далее определяем мощности для разогрева и поддержания режима изотермического прогрева:

P1 = Cб·γб·p/3600 + Cоп·γоп·δоп·M·p/7200 + K·M·(tб – tи – 2tв)/2000,

P2 = K·M·(tи – tв)/1000 – Сэкз,

где

Cб – удельная теплоемкость бетона, кДж/кг·K

γб – объемная масса бетона (плотность), кг/м3

Соп – теплоемкость материала опалубк    и, кДж/кг·K

γоп – объемная масса опалубки (плотность), кг/м3

δоп – средняя толщина опалубки, м

K – коэффициент теплопередачи опалубки опалубочной системы, Вт/м2·K

M – модуль поверхности,

tб, tи, tв – температура бетона перед началом прогрева, изотермического прогрева, и окружающей среды.

Рис. 2. График зависимости прочности бетона от времени прогрева при T=80C. 1 - бетон М200, 2 - М300, 3 - М400, 4 - М500

Рис. 2. График зависимости прочности бетона от времени прогрева при T=80C. 1 - бетон М200, 2 - М300, 3 - М400, 4 - М500

betonvtomske.ru

ЭЛЕКТРОПРОГРЕВ БЕТОНА

ТЕХНОЛОГИЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИИ

Электропрогрев бетона может осуществляться про­пусканием тока непосредственно через свежеуложенный бетон (электродный способ) либо применением электрических обогре­вательных приборов.

Более эффективным является электродный способ электро­прогрева бетона, который основан на включении бетона в элек­трическую цепь в качестве полупроводника (сопротивления). Прохождение тока сопровождается выделением тепла непосред­ственно в теле бетона.

Электродный способ. Количество тепла, выделяю­щееся в бетоне при прохождении тока за 1 Ч, определяется формулой

Ф = 0,864/2/? Ккал/ч. (Вт),

Где / —сила тока, А

1?—омическое сопротивление бетона, Ом.

Включение бетона в цепь переменного тока осуществляется посредством электродов из арматурной и сортовой стали, закла­дываемых внутрь прогреваемого бетона или располагаемых на его поверхности. Постоянный ток, вызывающий электролиз во­ды, непригоден для электропрогрева бетона. Электропрогрев бетона следует применять для железобетонных конструкций, имеющих модуль поверхности в пределах М„ = 5-ь20[5].

Основным проводником тока в бетоне является вода с раст­воренными в ней минеральными веществами.

Электрическое сопротивление прогреваемого элемента зави­сит от удельного омического сопротивления бетона, геометриче­ской формы и размеров элементов, типа и расположения элек­тродов и количества арматуры в элементах.

В процессе прогрева бетона по мере его твердения электри­ческое сопротивление бетона возрастает и соответственно умень­шается сила тока. При увеличении сопротивления в два раза сила тока уменьшается также в два раза, в то же время ко­личество выделенного тепла уменьшится в четыре раза, так как оно зависит от квадрата силы тока. Соответствен­но понизится и температура прогреваемого бетона, что нежелательно.

Поддерживание температуры на заданном уровне достигает­ся путем повышения подводимого к изделию напряжения, регу­лирование которого производится трансформаторами в преде­лах 50—100 В. В отдельных случаях электропрогрев возможен и при повышенных напряжениях (120—220 В). В начале прогре­ва для медленного повышения температуры напряжение должно быть невысоким, затем, по мере прогрева и увеличения сопро­тивления бетона, его повышают.

При электропрогреве возможно неравномерное распределе­ние температуры и испарение влаги, причиной которого являет­ся разность парциальных давлений паров в бетоне и окружаю­щей его среде. Интенсивность испарения влаги зависит от тем­пературы и длительности прогрева, расположения электродов и утепления бетона.

Для получения одинаковой температуры во всех точках из­делия тепловыделение должно быть равномерным, т. е. плот­ность тока должна быть одинаковой, что обеспечивается выбо­ром оптимальной схемой размещения электродов и величины подводимого напряжения.

При электропрогреве применяются электроды: наружные, прикрепляемые к внутренним поверхностям форм (пластинча­тые, полосовые), и внутренние, размещаемые в толще бетона (стержневые, струнные).

Пластинчатые и полосовые электроды изготов­ляются из стали толщиной 1,5—2 Мм. Их укрепляют через 10— 20 См на внутренней стороне вертикальных поверхностей формы, концы отгибают и выводят наружу для присоединения к ним электропроводов. Элементы формы, снабженные пластинчатыми и полосовыми электродами при электропрогреве с односторон­ним или периферийным расположением полос изготовляются из токонепроводящих материалов (дерева, пластмассы). Для про­грева настилов и плит толщиной до 15 Мм применяют односто­роннее расположение полосовых электродов, подключенных к разным фазам электросети.

Стержневые электроды являются наиболее универсаль­ными, их можно применять для изделий различной формы неза­висимо от вида армирования и расположения закладных эле­ментов: фундаментных башмаков, колонн, балок, плит толщиной более 15 См и др. Применение стержневых электродов приводит к дополнительному расходу металла; так как они устанавлива­ются внутри изделия и остаются в нем после прогрева, требуют­ся дополнительные затраты труда на их установку и срезку. Стержневые электроды представляют собой короткие прутки из обрезков арматурной стали диаметром 6—10 Мм, устанавливае­мые перпендикулярно продольной оси изделия. Концы электро­дов выступают на 10—15 Мм из бетона, к ним и присоединяются провода.

Струнные электроды изготовляются из круглой стали диаметром 6—10 Мм или из 3—4-миллиметровой проволоки в 2—3 нитки, что увеличивает поверхность металла. Струны уста­навливают по длине прогреваемого изделия, концы их выводят наружу для подключения к сети и крепят к изоляторам (бетон­ным или деревянным брускам), обеспечивающим необходимое положение струн.

Установка стержневых и струнных электродов требует осо­бого внимания. Нельзя допускать их соприкасания с арматурой, так как возможно короткое замыкание (при подключении раз­ных фаз) или местный перегрев бетона (при подключении одной фазы). При прогреве стержневыми и струнными электродами можно применять формы из любых материалов — металличе­ские, железобетонные, деревянные и др.

Слой бетона между электродами и арматурой должен быть не менее 5—10 См в зависимости от принятого напряжения тока. При невозможности выдержать этот разрыв необходимо бли­жайшие к арматуре участки электродов обертывать толем или заключать в резиновые трубки.

Режим электропрогрева бетона следует назначать с учетом степени массивности изделия, вида и активности це­мента, необходимой прочности бетона и возможности обеспече­ния ее за время остывания прогретого изделия. Процесс про­грева бетона характеризуется скоростью подъема температу­ры, температурой и продолжительностью изотермического про­грева.

Режим электропрогрева, учитывающий нарастание прочно­сти бетона за время остывания, является более экономичным, но требует увеличения продолжительности тепловой обработки, а следовательно, приводит к увеличению парка форм и разме­ров производственных площадей. Для сокращения продолжи­тельности электропрогрева следует стремиться к более высоким скоростям подъема температуры бетона, применяя автоматиче­ское регулирование температуры во избежание перегрева бе­тона.

Предельная скорость подъема температуры зависит от моду­ля поверхности изделий, степени их армирования и типа приме­няемых электродов (табл. 9).

Таблица 9

Скорость подъема температуры при электропрогреве

Характеристика изделия

Тип электродов

Скорость

Подъема

Температу­

Ры,

Град/ч

Изделия сложной конфигурации (ребристые плиты, лестничные мар­

Полосовые и стержневые электроды

5—10

Ши, сантехнические блоки, колонны

И балки)

Армированные блоки прямоуголь­ного сечения, блоки фундаментов, ко­лонны и балки прямоугольного сече­ния

Пластинчатые и полосо­вые электроды, плоские группы стержневых элект­родов

15

Неармированньге блоки прямо­

Пластинчатые борта-элек­

Угольного сечения

Троды или перегородки-элек­троды в кассетных формах

30

Повышение температуры изотермического прогрева позволя­ет значительно сократить продолжительность тепловой обработ­ки и расход электроэнергии, однако, в зависимости от модуля по­верхности изделий и вида цемента нормами установлены пре­дельно допустимые температуры изотермического прогрева (табл. 10).

Продолжительность изотермического прогрева для получе­ния заданной прочности бетона определяется расчетом, исходя из принятых величин скорости разогрева и температуры изотер­мического прогрева [13].

Температуры изотермического прогрева бетона

Температура (град) При модуле поверхности изделия

Вид цемента

До 10

10-15

15—20

Шлакопортландцемент Марки 300— 500 ..

80

65

50

Пуццолановый портландцемент марки 300—400 ........................................................

80

60

45

Портландцемент марки 300—400 .

70

50

40

То же, 500—600....................................

60

40

35

Устанавливается средняя температура бетона за период ра­зогрева

Л.___________ и 1 б

£ср. разогр. — ^ *

Где / и и — температура изотермического прогрева и темпера­тура бетона перед прогревом, Град.

Продолжительность подъема температуры

Т= -±-^~ , Г

Где Г — скорость подъема температуры, Град/ч.

Рис. 63. Интенсивность нарастания проч­ности бетона на портландцементе при электропрогреве.

По графику соответственно примененному цементу опреде­ляют нарастание прочности бетона за время разогрева при уста­новленных значени­ях и Т (рис. 63).

Остальную часть прочности до задан­ной величины бетон приобретает в пери­од изотермического прогрева, длитель­ность которого оп­ределяется по кри­вой нарастания прочности, соответ­ствующей принятой температуре изотер­мического прогрева.

Полученная расче­том продолжитель­ность изотермичес­кого прогрева обеспечивает заданную прочность бетона без уче­та его дополнительного твердения в период остывания.

Продолжительность изотермического прогрева обычно при­нимают ДЛЯ получения бетоном 50% ОТ 1^28, при этом средняя продолжительность прогрева бетона на портландцементе колеб­лется от 8 до 12 ч.

Остывание бетона после прогрева должно протекать со сни­жением температуры на 5—10° в час в зависимости от величины модуля поверхности изделия. Остывание наиболее быстро про­текает в первые часы после выключения тока и тем интенсивнее, чем выше температура изотермического прогрева.

Рис. 64. Схема подключения электро­дов для прогрева колонн: А — стержневыми электродами; Б — струнны­ми электродами; 1 — софитные линни; 2 — стержневые электроды; 3 — струйные элек­троды; 4 — металлическая бортовая форма.

К специальному оборудованию для электро­прогрева сборных изделий относятся понизительные трансфор­маторы, распредели­тельные шиты и разво­дящие устройства.

Применяются пре­имущественно специ­альные трансформато­ры трехфазного тока (типа ТМ-75/6 мощ­ностью 50 Кет и др.), дающие на низкой сто­роне напряжения 50, 61, 87, 106 В. Каждый трансформатор смон­тирован в блоке с рас­пределительным щи­том, установленным в шкафу из листовой стали. Можно приме­нять также однофаз­ные трансформаторы типа ТБ-20 или сва­рочные типа СТЭ-24, которые при трехфаз­ном токе группируют­ся по 3 и 6 штук. Сва­рочные трансформато­ры не приспособлены к длительной нагрузке, поэтому они пере­греваются, и мощность их можно использовать только на 70— 80% номинальной. От щита трансформатора шинами, кабелями и проводами (в зависимости от мощности трансформатора) на­пряжение подают на промежуточные распределительные щиты, клеммные щитки или группы форм (рис. 64).

Контроль и управление электропрогревом легко могут быть автоматизированы. Помимо сокращения трудовых затрат, при­менение автоматики повышает точность контроля прогрева, со­кращает расход электроэнергии и времени на электропрогрев.

Измерение температуры бетона при электропрогреве произ­водят техническими термометрами или автоматически посред­ством термометров сопротивления и самопишущих приборов.

Определение прочности бетона посредством контрольных ку­бов при электропрогреве неприменимо, так как нельзя обеспе­чить одинаковые режимы твердения образцов и изделий. Поэто­му для определения прочности изделий при электропрогреве следует применять способы, основанные на испытании непосред­ственно бетона изделия, например, физические или ударные.

Наиболее простым и достаточно надежным способом обеспе­чения заданной прочности является контроль соблюдения темпе­ратурного режима прогрева. Такой способ контроля принят на всех заводах и полигонах, на которых применяется электро­прогрев сборных конструкций.

Во избежание больших теплопотерь прогреваемые изделия необходимо утеплять, что обеспечивает более равномерное рас­пределение температуры и повышает качество бетона. Чтобы воспрепятствовать потере влаги, открытая, поверхность изделия защищается водонепроницаемым укрытием, например, полиа­мидной пленкой или листами толя, пергамина и др.

При электропрогреве сборных железобетонных изделий необ­ходимо строгое соблюдение требований техники безопасности в соответствии с «Правилами техники безопасности при эксплуата­ции электротехнических установок промышленных предприя­тий». К производству работ по электропрогреву допускаются ли­ца, прошедшие специальную подготовку.

Прогрев бетона электроприборами. Прогрев бето­на, осуществляемый посредством внешних источников тепла, ко­Торое Передается бетону через промежуточную среду (воздух, термоактивный слой, металлические стенки формы) или непо­средственно (лучеиспусканием), менее эффективен, чем элект­родный прогрев, и применяется значительно реже.

Прогрев бетона электронагревателями получил некоторое применение в производстве железобетонных изделий на полигонах. Электронагреватель отражательного типа пред­ставляет собой параболический деревянный короб, внутри утеп­ленный и обитый жестью. В коробе по всей его длине устанав­ливается одна или несколько нагревательных спиралей. На поверхность изделия устанавливают один или несколько нагре­вателей. Температура бетона регулируется отключением части спиралей или изменением подводимого напряжения.

При изготовлении коллекторных железобетонных колец на полигонах неоднократно применялись круглые электрические нагреватели, устанавливаемые внутрь каждого распалубленного кольца. Такой электронагреватель представляет собой отрезок асбестоцементной трубы, на которую навиваются 3 спирали из нихромовой проволоки диаметром 0,8 Мм. Общая длина спира­лей 15 М, мощность 2,8 Кет. Напряжение подводят от понизи­тельного трансформатора. Сверху изделия закрывают деревян­ными щитами и утепляют.

При прогреве бетона под термоактивным слоем опилок, окружающим стенки формы или покры­вающим поверхность изделия, электроэнергия преобразуется, в тепло, нагревающее бетон. Стенки термоформ выполняются из дерева и делаются двойными с зазором в 100—150 Мм, который засыпается слоем опилок с уплотнением. Для обеспечения необ­ходимой электропроводности опилки увлажняются 3—5%-ным раствором поваренной соли. В слое опилок размещают электро­ды из круглой или полосовой стали. Тепло от термоактивного слоя через внутреннюю стенку формы передается изделию.

При изготовлении изделий на бойках или площадках термо­активный слой располагается сверху. Изделия засыпают слоем опилок толщиной 50—60 Мм, затем укладывают электроды из круглой или полосовой стали, а поверх электродов — второй слой опилок толщиной 100—120 Мм. Расстояния между элект­родами принимают в зависимости от подводимого напряжения. Смежные электроды подключают к разным фазам электросети, температуру в термоактивном слое поддерживают на уровне 80—90°.

Прогрев бетона инфракрасными лучами более эффективен по сравнению с другими способами внешнего обо­грева бетона. Инфракрасные излучения представляют собой электромагнитные колебания с различной длиной волны (от 0,76 до 6 Мк). Они излучаются внешними электронами атомов в ре­зультате вращательных и колебательных движений молекул, вызванных нагреванием источника излучения.

При инфракрасном облучении бетона обеспечивается непо­средственная передача тепловой энергии от источника излучения нагреваемому изделию. Это обусловливает быстрый подъем тем­пературы нагреваемого изделия и малый расход тепла на еди­ницу продукции.

Источниками (генераторами) инфракрасного излучения явля­ются специальные лампы накаливания типа ЗсЗ напряжением 127 и 220 В, мощностью 0,25 и 0,5 Кв, т, а также плоские и круг­лые металлические излучатели с огнеупорным изолирующим по­крытием и нагревающими спиралями из нихромовой проволоки. Светоотдача лампы инфракрасного облучения типа ЗсЗ состав­ляет примерно 7З светоотдачи обычной осветительной лампы, так что 80—90% подводимой электроэнергии преобразуется в энергию излучения. Тепловой поток лампы ЗсЗ неравномерен, интенсивность его изменяется в зависимости от расстояния от лампы до изделия и расстояния от центра лампы по горизон­тали.

В производственных условиях прогрев инфракрасными луча­ми применялся на ряде заводов сборного железобетона. В ре­зультате накопленного опыта определились основные параметры тепловой обработки бетона. После предварительного выдержи­вания в течение 2—3 Ч (для портландцемента) изделия по­даются в камеру для прогрева. Подъем температуры бетона для изделий толщиной до 150 Мм производят за 1—2 Ч, изотермиче­ский прогрев изделий при температуре 70—90° продолжается до 6 Ч. Таким образом, продолжительность тепловой обработки по сравнению с паропрогревом несколько сокращается.

Добавка в бетонную смесь химических ускорителей тверде­ния, как и при других способах тепловой обработки, ускоряет п

msd.com.ua

Недостатки электродного метода прогрева бетона

В состав любого бетонного раствора входит вода, поэтому при проведении строительных работ в холодное время года он нуждается в специальном подогреве. Если этого не сделать, то при укладке бетона влага будет превращаться в лед, который после таяния нарушит структуру конструкции, сделав ее менее прочной и долговечной.

Термоматы для прогрева бетона и грунта любого размера

Термоматы для прогрева бетона и грунта, бетонных конструкций, каменной кладки

Сегодня в строительстве довольно часто используется метод электродного прогрева бетона. Его суть заключается в том, что в затвердевающий раствор погружаются электроды, которые подключены к мощному источнику электропитания. Во время электродного прогрева тепло выделяется не в атмосферу, а непосредственно в строительный раствор. Это позволяет предотвратить его замерзание и ускоряет процесс застывания. Между тем, более эффективным и надежным является прогрев бетона термоматами. На нашем блоге уже опубликована статья о преимуществах термоматов при прогреве бетона и вы можете ознакомиться с ними.

Электродный прогрев бетона: особенности метода.

Несмотря на то, что электродный прогрев сегодня имеет довольно широкое распространение благодаря своей дешевизне и универсальности, использование этого метода обладает множеством недостатков:

  • электродный прогрев не может на 100% обеспечить целостность возводимых монолитных конструкций, так как вокруг электрода происходит отвердевание и усадка бетона, который покрывается трещинами;
  • электродный прогрев бетона не позволяет воздействовать на поверхность равномерно;
  • при прогреве бетона с помощью электродов нужен мощный источник питания, способный вырабатывать не менее 1000 кВт/ч;
  • после застывания бетона электродный прогрев не позволяет поддерживать требуемую температуру.

Преимущества прогрева бетона термоматом

  • низкое потребление электроэнергии и отсутствие в необходимости использования мощных источников тока;
  • возможность регулировать температуру нагрева бетона;
  • прогрев бетона термоматами обеспечивает равномерное затвердевание раствора и не нарушает его целостности.

Прогрев бетона до R28 за 24 часа

Маты для прогрева промёрзшего грунта c -20°С до 0°С за 12 часов

Запись опубликована 20.03.2012 автором flexyheat.ru в рубрике с метками бетон.

blog.flexyheat.ru

Электропрогрев бетона в зимнее время: способы, технологии, оборудование

В современных условиях существует множество технологий, благодаря которым удается не прекращать строительный процесс даже зимой. Если температура снижается, требуется поддерживать определенный уровень прогрева бетонной смеси. В этом случае возведение домов, различных объектов не прекращается ни на минуту.

Главным условием проведения таких работ является поддержание технологического минимума, при котором раствор не будет замерзать. Электропрогрев бетона является фактором, который обеспечивает выполнение технологических норм даже в зимний период. Этот процесс довольно сложен. Но тем не менее его активно применяют повсеместно на различных строительных объектах.

Электропрогрев

Электропрогрев бетона является довольно сложным и дорогостоящим процессом. Однако для предотвращения влияния низких температур на застывающую цементную смесь ей требуется обеспечить ряд условий. В зимнее время цемент застывает неравномерно. Чтобы предотвратить такое отклонение от нормы, следует применять технологию электрообогрева. Она способствует постоянному по всей площади процессу застывания смеси.

Бетон способен застывать равномерно при температуре, которая будет близкой к +20 ºС. Принудительный электропрогрев становится эффективным инструментом в приготовлении строительных растворов.

Чаще всего в подобных целях применяется технология электроподогрева. Если простого утепления объекта становится недостаточно, такая альтернатива сможет решить проблему с неравномерно застывающим бетоном.

Строительные компании могут выбрать один из нескольких подходов. Например, электроподогрев может осуществляться при помощи такого проводника, как кабель ПНСВ, или при помощи электродов. Также некоторые компании прибегают к принципу подогрева самой опалубки. В настоящее время могут также в подобных целях применять индукционный подход или инфракрасные лучи.

Независимо от того, какой способ выберет руководство, обогреваемый объект в обязательном порядке следует утеплить. Иначе равномерного прогрева будет добиться нереально.

Прогрев электродами

Самым востребованным методом обогрева бетона является применение электродов. Такой метод стоит относительно недорого, ведь нет потребности приобретать дорогостоящее оборудование и устройства (например, провод типа ПНСВ 1,2; 2; 3 и т. д.). Технология его выполнения также не представляет больших трудностей.

За основополагающий принцип представленной технологии взяты физические свойства и особенности электрического тока. При прохождении через бетон он выделяет некоторое количество тепловой энергии.

При использовании этой технологии не стоит подавать напряжение на систему электродов выше 127 В, если внутри изделия находится металлическая конструкция (каркас). Инструкция на электропрогрев бетона в монолитных конструкциях позволяет использовать ток 220 В или 380 В. Однако большее напряжение применять не рекомендуется.

Процесс нагрева выполняется при помощи переменного тока. Если в данном процессе участвует постоянный ток, он проходит через воду в растворе и образует электролиз. Этот процесс химического разложения воды будет препятствовать выполнению ее функций, которые имеет субстанция в процессе затвердения.

Виды электролитов

Электропрогрев бетона в зимнее время может осуществляться при помощи одного из основных видов электродов. Они могут быть струнными, стержневыми и выполненными в виде пластины.

Стержневые электролиты устанавливаются в бетон на небольшом расстоянии друг от друга. Чтобы создать представленный продукт, ученые применяют металлическую арматуру. Ее диаметр может составлять от 8 до 12 мм. Стержни подключаются к различным фазам. Особенно незаменимы представленные устройства при наличии сложных конструкций.

Электролиты, которые имеют форму пластин, характеризуются довольно простой схемой подключения. Их устройства необходимо располагать на противоположных сторонах опалубки. Эти пластины подключают к разным фазам. Проходящий между ними ток и будет нагревать бетон. Пластины могут быть широкими или узкими.

Струнные электроды необходимы при изготовлении колонн, столбов и прочих изделий вытянутой формы. После установки оба конца материала подключают к разным фазам. Так происходит нагрев.

Обогрев кабелем ПНСВ

Электропрогрев бетона проводом ПНСВ, технологическая карта которого будет рассмотрена немного дальше, считается одной из самых эффективных технологий. В качестве нагревателя в этом случае выступает провод, а не бетонная масса.

При укладке в бетон представленного провода получается равномерно прогреть бетон, обеспечив его качество при высыхании. Преимуществом такой системы является предсказуемость периода работы. Для качественного прогрева бетона в условиях снижения температуры очень важно, чтобы она повышалась плавно и равномерно по всей площади цементного раствора.

Аббревиатура ПНВС означает, что проводник имеет стальную жилу, которая упакована в ПВХ-изоляцию. Сечение провода при проведении представленной процедуры выбирается определенным образом (ПНСВ 1,2; 2; 3). Эта характеристика берется во внимание при расчете количества провода на 1 м кубический смеси цемента.

Технология подогрева бетона проводом относительно простая. Вдоль каркаса арматуры электрокоммуникации допускаются. Крепить провод следует в соответствии с рекомендациями производителя. В этом случае при подаче смеси в траншею, опалубку или смесь проводник не повредят заливка и эксплуатация застывшего вещества.

Провод при раскладке не должен касаться земли. После заливки он полностью погружается в бетонную среду. На показатель длины провода будут иметь влияние его толщина, минусовые температуры в этом климатическом поясе, сопротивление. Подаваемое напряжение будет составлять 50 В.

Методика применения кабеля

Электропрогрев бетона проводом ПНСВ, технологическая карта которого заключается в укладке продукта в емкость непосредственно перед заливкой, считается надежной системой. Провод должен иметь определенную длину (в зависимости от условий его эксплуатации). Из-за хорошей теплопроводимости бетона, нагрев плавно распределяется по всей толщине материала. Благодаря такой особенности удается повысить температуру бетонной смеси до 40 ºС, а иногда и выше.

Кабель ПНСВ допускается запитывать в сеть, электричество которой поставляют подстанции КТП-63/ОБ или 80/86. Они обладают несколькими степенями напряжения пониженного типа. Одна подстанция представленного типа способна обогреть до 30 м³ материала.

Чтобы повысить температуру раствора, на 1 м³ необходимо потратить около 60 м провода марки ПНСВ 1,2. При этом температура окружающей среды может составлять до -30 ºС. Способы нагрева могут комбинироваться. Это зависит от массивности конструкции, погодных условий, заданных показателей прочности. Также немаловажным фактором для создания комбинации методов является наличие ресурсов на стройплощадке.

Если бетон сумеет набрать требуемую прочность, он может противостоять разрушению вследствие низких температур.

Другие варианты проводного обогрева

Технология прогрева бетона ПНСВ кабелем эффективна при условии соблюдения всех инструкций и требований производителя. Если провод выйдет за пределы бетона, он с большой долей вероятности перегреется и выйдет из строя. Также провод не должен касаться опалубки или земли.

Длина представленного провода будет зависеть от условий, в которых применяется провод. Для их работы требуется работа трансформатора. Если, используя провод ПНСВ, применение такой системы не очень удобно, существуют и другие разновидности проводниковых изделий.

Существуют кабели, для работы которых не потребуется применять запитку к специальным трансформаторам. Это дает возможность немного сэкономить средства на обслуживание представленной системы. Обычный провод имеет широкий ряд применения. Однако провод ПНСВ, который рассматривался выше, обладает более широкими возможностями и областью применения.

Схема применения тепловой пушки

Прогрев бетона проводом считается одной из самых новых и эффективных технологий. Однако совсем еще недавно о ней никто не знал. Поэтому применялся довольно затратный, но простой метод. Над поверхностью цемента строилось укрытие. Для этого метода бетонное основание должно было иметь небольшую площадь.

В построенную палатку привозили тепловые пушки. Они нагнетали требуемую температуру. Такой метод не был лишен определенных недостатков. Он считается одним из самых трудоемких. Рабочим необходимо возвести палатку, а потом контролировать работу оборудования.

Если сравнивать прогрев бетона проводом и метод применения тепловых агрегатов, то станет ясно, что затрат больше потребует именно старый подход. Чаще всего закупается определенное оборудование автономного типа работы. Они работают на дизельном топливе. Если доступа к обычной стационарной сети на участке нет, этот вариант будет наиболее выигрышным.

Термоматы

Прогревочный провод или инфракрасная пленка могут послужить основой для создания специальных термоматов. Они довольно эффективны. Единственное условие – это плоская поверхность бетонного основания. Некоторые разновидности представленных обогревателей могут работать в качестве обмотки на колонны, вытянутые блоки, столбы и т. д.

В сам же раствор при использовании матовой технологии добавляется пластификатор, позволяющий ускорить процесс высыхания. При этом они же могут препятствовать образованию кристаллизации воды.

При использовании представленных технологий следует помнить, что существуют специальные документы, регламентирующие электропрогрев бетона в зимнее время. СНиП обращает внимание строительных организаций на необходимость постоянного отслеживания температурных показателей этого вещества.

Цементная смесь не должна перегреваться свыше +50 ºС. Это так же неприемлемо для технологии его производства, как и большие морозы. При этом скорость остывания и нагрева не должна быть быстрее, чем 10 ºС в час. Чтобы избежать ошибок, расчет электропрогрева бетона выполняется в соответствии с действующими нормами и санитарными требованиями.

Инфракрасные маты могут заменить кабельные аналоги. Их допускается применять для обертывания фигурных колонн, прочих вытянутых объектов. Этот подход характеризуется небольшими энергозатратами. Бетонные конструкции под воздействием инфракрасных лучей начинают быстро терять влагу. Чтобы этого не происходило, нужно накрывать поверхности обычной полиэтиленовой пленкой.

Опалубка с подогревом

Электропрогрев бетона в зимнее время может осуществляться сразу же в опалубке. Это один из новых способов, который является очень эффективным. В щиты опалубки устанавливаются нагревательные элементы. В случае выхода из строя одного или нескольких из них, производится демонтаж неисправного оборудования. Его заменяют новым.

Оснащать инфракрасными обогревателями непосредственно форму, в которой застывает бетон, стало одним из удачных решений, которые принимали управленцы строительных компаний. Эта система способна обеспечить требуемыми условиями бетонное изделие, находящееся в опалубке, даже при температуре -25 ºС.

Помимо высокой эффективности представленные системы обладают высоким показателем полезного действия. Затрачивается совсем немного времени на подготовку к обогреву. Это крайне важно в условиях сильных морозов. Рентабельность нагревательной опалубки определяется выше, чем у обычных проводных систем. Их можно применять многоразово.

Однако стоимость представленной разновидности электрообогрева довольно высока. Она считается невыгодной, если нужно обогреть постройку нестандартных габаритов.

Принцип индукционного и инфракрасного обогрева

В представленных выше системах термоматов и опалубки с подогревом может использоваться принцип инфракрасного обогрева. Чтобы четче понимать принцип работы этих систем, необходимо вникнуть в вопрос, что собой представляют инфракрасные волны.

Электропрогрев бетона при помощи представленной технологии берет за основу способность солнечных лучей нагревать непрозрачные, темные предметы. После обогрева поверхности вещества тепло равномерно распределяется по всему его объему. Если бетонную конструкцию в этом случае обмотать прозрачной пленкой, при нагреве она будет пропускать лучи внутрь бетона. При этом тепло будет задерживаться внутри материала.

Преимуществом инфракрасных систем является отсутствие требований по использованию трансформаторов. Недостатком же эксперты называют невозможность представленного обогрева равномерно распределять тепло по всей конструкции. Поэтому его применяют только для относительно тонких изделий.

Индукционный подход в современном строительстве применяется довольно редко. Он больше подходит для таких конструкций, как прогоны, балки. На это влияет сложность устройства представленного оборудования.

Принцип индукционного обогрева основывается на том, что вокруг стального стержня намотан провод. Он имеет слой изоляции. При подключении электрического тока система производит индукционное возмущение. Именно так происходит нагрев бетонной смеси.

Рассмотрев электропрогрев бетона, а также его основные методы и технологии, можно сделать вывод о целесообразности применения того или иного способа в условиях производства. В зависимости от типа выпускаемых конструкций, условий производства технологи выбирают подходящий вариант. Скрупулезный подход к технологии застывания бетонной смеси позволяет производить высококачественные изделия, стяжку, фундаменты и т. д. Правила работы с цементом в зимний период должен знать каждый строитель.

Тематические статьи

highlogistic.ru

Электропрогрев бетона

Прогрев бетона с использованием электрической энергии осуществляют тремя способами:

  • пропусканием электрического переменного тока через гпгжеуложенный бетон; при этом энергия тока, превра­щаясь в тепло, нагревает бетон;
  • обогревом бетона снаружи (а иногда и изнутри) элсктрическими нагревателями;
  • нагревом стальной арматуры вихревыми токами, ин­дуцированными в ней при пропускании переменного тока через обмотку из изолированного провода вокруг кон­струкции (индукционный прогрев).

При электропрогреве температура бетона поднимает­ся обычно до 60...80°С и бетон уже н течение 1...2 сут получает, прочность, достаточную для полного распалуб­ливания.

Свежеуложенную бетонную смесь включают в элект­рическую цепь с помощью электродов. Это могут быть: металлические пластинки, плотно соприкасающиеся с бе­тоном; стержни, укладываемые в бетон поперек; струнные электроды, располагаемые вдоль оси конструкции. I Пластинчатые электроды, смонтированные на специальных щитах, применяют главным образом при прогреве железобетонных плит перекрытий, на которые эти щиты укладывают сверху. Стержневые и струн­ные электроды используют при прогреве балок, колонн, фундаментов и других конструкций. Иногда при небольших объемах работ применяют элект­роды из катанки: «плавающие», слегка втапливаемые в поверхность бетона, и «нашивные», прикрепляемые к внутренней поверхности опалубки. Использование арма­туры в качестве электродов нежелательно из-за возмож­ного пересушивания бетона вблизи арматуры и умень­шения их сцепления.

При электропрогреве железобетонных конструкций необходимо строго следить за тем, чтобы электроды не соприкасались с арматурой, иначе произойдет короткое замыкание, при котором могут расплавиться и перего­реть провода, трансформаторы и пр. Для того чтобы не было соприкасания наружных электродов (пластинча­тых, плавающих, нашивных) с арматурой, следует стро­го контролировать, достаточен ли защитный слой бетона. Внутренние струнные электроды закрепляют временно специальными крюками, которые вынимают по ходу бе­тонирования. Стержневые электроды вставляют в бетон через открытую поверхность (например, в балках) во время бетонирования.

Перед бетонированием должна быть тщательно про­верена арматура, так как неточность в ее расположении приводит к местному перегреву конструкции и коротким замыканиям. Необходимо также удостовериться в том, что бетонируемый участок не находится под током.

Бетонную смесь выгружают в опалубку осторожно, чтобы не сбить электроды. Надо следить, чтобы не загрязнялись выступающие концы алектполоп, иначе не

будет хорошего контакта с проводами. Швы при бетонировании с электропрогревом, что­бы расстояние от шва до ряда электродов, находищихся в бетоне, не превышало 100 мм. Открытые поверхности по окончании бетонирования укрывают утепляющими материалами. Обогрев бетона с неукригыми поверхнос­тями не допускается.

Нагревание и охлаждение бетона при электропрогре­ве осуществляют постепенно. Скорость подъема темпе­ратуры не должна превышать: 15°С/ч — для каркасных и тонкостенных конструкций с модулем поверхности 10...12 и более, а также конструкций, возводимых в по­движной опалубке; 10°С/ч — для конструкций с моду­лем поверхности 6...9; 8°С/ч — для конструкций с моду­лем поверхности 3...5; 20 °С/ч — при ступенчатом про­греве.

Скорость остывания бетона не должна превышать: 12 °С/ч — для бетонных и слабоармированных конструк­ций при модуле поверхности 15... 10; 5°С/ч — при модуле поверхности 9...6; 2,..3°С/ч — при модуле поверхности/.

Для средне- и густоармированных конструкций (мо­дуль поверхности 8... 15) скорость остывания не должна превышать 15°С/ч.

В тонких конструкциях велика опасность пересуши­вания бетона при прогреве из-за интенсивного испаре­ния влаги из бетона, поэтому прогрев электродами ре­комендуется только для конструкций с модулем поверх­ности не более 20. В остальных случаях тонкие конст­рукции (например, плиты толщиной менее 10 см) следу­ет прогревать при помощи электронагревателей, пара или теплого воздуха.

Предельная температура бетона при электропрогреве зависит также от вида применяемого цемента. Медленно твердеющие цементы допускают прогрев бетона до бо­лее высокой температуры.

Интенсивность превращения в бетоне электрической энергии в тепло зависит от затрачиваемой на прогрев электрической мощности и омического сопротивления бетона. В процессе прогрева и затвердевания бетона его электрическое сопротивление растет, в свят с чем при­ходится повышать и напряжение на электродах. Поэто­му электродный прогрев бетона обычно ведут через специальные понизительные трансформаторы, позволяющие в процессе прогрева изменять напряжение ступенями в пределах 50...120 В. Такое напряжение отвечает также требованиям техники безопасности.

Если подавать электроэнергию в тело бетона не не­прерывно, а отдельными короткими «импульсами» (про­должительностью 0.5...2 мин), прерываемыми несколько более длинными паузами, то можно обойтись без транс­форматоров, регулируя затрачиваемую на прогрев мощ­ность изменением соотношения между длительностью им­пульсов и пауз между ними. Требуемый режим прогре­ва может быть заранее запрограммирован и осуществлен автоматически с использованием, если это потребуется, датчиков температуры в бетоне в качестве элементов обратной связи.

Второй способ прогрева бетона — применение элект­ронагревателей сопротивления — наиболее эффективен для конструкций замкнутой формы с пустотами и т. п., а также в случае использования опалубки, в которую заранее вмонтированы электронагреватели («греющая» опалубка). В ряде случаев удобны гибкие греющие ук­рытия, а также греющие провода, закладываемые в те­ло бетона.   

Существует большое число различных типов нагрева­телей, применяемых в зависимости от типа конструкций и условий производства. Широкое распространение име­ют трубчатые нагреватели (ТЭНы), изготовляемые про­мышленностью. ТЭН состоит из стальной, медной или ла­тунной трубки диаметром от 9... 13 мм, по оси которой расположена нихромовая проволочная спираль. Между спиралью и стенками трубки засыпан'специальный по­рошок (кристаллическая окись магния?. Мощность на­гревателя— 0,6...1,2 кВт на 1 м длины; температура из­лучающей поверхности — 300...600°С; рабочее напряже­ние тока — 127, 220 и 380 В.

В построечных условиях целесообразно применение так называемых «коаксиальных нагревателей», отличаю­щихся простотой изготовления и эксплуатации. Такой нагреватель состоит из соосно расположенных двух стальных труб (или из наружной трубы и внутреннего стального стержня), сваренных у одного из торцов так, что ток в них идет в разных направлениях (фиксирова­ние внутреннего элемента достигают центрирующими шайбами). К другому концу нагревателя припаивают электропровода. Питание — от сети промышленного на­пряжения.

Применяют также сетчатые нагреватели, представля­ющие собой систему полос из тканых сеток (стальных или латунных) шириной 100...200 мм. Их укладывают с промежутками 50...150 мм и соединяют последовательно шинами. Нагреватель изолируют сверху и снизу асбес­тоцементными листами и утеплителем.

В качестве греющих кабелей применяют кабель типа КСОП или КВМС. Греющие провода со стальной, мед­ной или алюминиевой жилой диаметром 1...2.5 мм за­кладывают равномерно (примерно в 100...300 мм друг от друга) в тело бетона и фиксируют так, чтобы они не прикасались к опалубке.

Прогрев бетона инфракрасными лучами (с высокой температурой и интенсивностью процесса) применим в основном для некоторых специальных целей: отогрева промороженных бетонных поверхностей, тепловой защи­ты укладываемого бетона при больших морозах, отогре­ва старого бетона в рабочих швах перед укладкой све­жей смеси и др. Для инфракрасного нагрева применяют описанные выше трубчатые электронагреватели (ТЭНы), а также карборундовые излучатели диаметром 6...50 мм с рабочей'температурой излучения 1300...1500 °С.

Третий способ прогрева бетона (индукционный) осо- беТГПо эффективен для каркасных * конструкций, густо насыщенных арматурой, а также конструкций, бетони­руемых в стальной опалубке.

При индукционном прогреве по наружной поперхно- сти опалубки элемента (например, колонны) укладыва­ют последовательными витками изолированный провод индуктор. При пропускании через индуктор переменного тока вокруг него возникает переменное электромагнитное поле, индуцирующее в стальной ар­матуре и опалубке (из стали) токи, нагревающие сталь, а от нее — за счет теплопроводности — и бетон.

Шаг и число витков провода определяют расчетом, в соответствии с которым изготовляют шаблоны с пазами для укладки витков индуктора. Предварительный про­грев арматуры не нужен. По условиям техники безопас­ности прогрев ведут при пониженных напряжениях (36... 120 В).

beton.c3.ru