Если вам требуется залить фундамент или провести иные подобные работы при отрицательных температурах, то без обогревательных процедур не обойтись. Причем они должны проводиться по строительным нормативам. О том, как производится прогрев бетона в зимнее время по СНИПу №3_03_01-87, вы сейчас и узнаете.

Для чего нужно подогревать бетон

Как уже было отмечено, заливка бетона производится не только летом, но также и зимой. Разница заключается в том, что в зимний период цементному составу требуется подогрев, цена которого может быть довольно высокой.

Данный процесс необходим по следующим причинам:

при отрицательных температурах ;
происходит разрушение структуры материала, из-за чего на нем образуются деформированные участки, и он в итоге становится менее долговечным.

Совет! Удалить выступающие неровности вам поможет резка железобетона алмазными кругами. При этом обязательно нужно применять защитные средства в виде респиратора и специальных очков. Что касается небольших впадин, то для их зачистки потребуется алмазное бурение отверстий в бетоне и последующее заполнение углублений цементным раствором.

Указанных процессов можно избежать, но для этого потребуется оборудование для прогрева бетона в зимнее время. Обойтись без него можно лишь в том случае, если до появления низких температур состав успел набрать определенную прочность. Для удобства данные внесены в таблицу:

Состав марки	Процент от проектного значения
М-150	Не ниже 50%
М-200	Не ниже 40%
М-300	Не ниже 40%
М-400	Не ниже 30%
М-500	Не ниже 30%

Виды прогрева бетона

СНиП под номером 3_03_01-87 устанавливает, какие способы прогрева бетона в зимнее время должны применяться для тех или иных сооружений.

К данным методам относится:

термос;
предварительный разогрев состава;
обогрев в опалубке;
индукционный способ;
электродный прогрев;

использование нагревательных проводов;
термос с противоморозными компонентами;
инфракрасный обогрев.

Мы рассмотрим наиболее распространенные из них.

Обогрев бетона нагревательным проводом

Чтобы свести к минимуму время прогрева бетона в зимнее время применяется специальный нагревательный провод – ПНСВ.

Его составными частями являются:

стальная жила, состоящая из одной проволоки;
изоляционный слой, выполненный из полиэтилена или ПВХ.

Данный метод обогрева основан на использовании трансформаторных подстанций, которые сильно нагревают провода. От них происходит передача тепла бетонному составу. Следует отметить, что такой способ весьма удобен, поскольку он позволяет регулировать уровень нагрева в зависимости от погодных условий.

Чтобы смонтировать подобную систему потребуется технологическая карта прогрева бетона в зимнее время. Ее обычно составляет специалист-энергетик, являющийся сотрудником строительной организации. Также существуют типовые образцы такого документа.

Данная карта определяет количество и расположение станций прогрева, а также порядок размещения и число нагревательных проводов. Как показывает расчет прогрева бетона в зимнее время, для нагревания 1м³ раствора требуется в среднем 50-60 метров кабеля.

Реализуется данная технология следующим образом:

нагревательный провод размещается внутри возводимой конструкции — делается это так, чтобы проводники размещались равномерно, не касались опалубки, не выходили за края бетона и не соприкасались друг с другом ;

На фото — укладка провода

к греющему проводу припаиваются холодные концы – после этого они выводятся за пределы зоны нагрева ;

Совет! Чтобы в зоне пайки сохранялось тепловое поле, следует обернуть данную область фольгой.

выводы проводов подключаются к трансформаторному оборудованию в соответствии с предписаниями, содержащимися в технологических картах:
собранная электрическая цепь проверяется мегаомметром;
в созданную систему подается напряжение и начинается процесс обогрева, для правильного проведения которого потребуется температурный график прогрева бетона в зимнее время, содержащийся в технологической карте .

Способ «термос»

Как понятно из названия, данный метод предназначен не для передачи, а для сохранения тепла. Он заключается в защите бетона с помощью теплоизоляционных материалов, размещаемых снаружи него. Благодаря ним применяемая смесь медленнее теряет тепло и быстрее приобретает прочность ().

Преимущество рассматриваемого способа заключается в его доступной стоимости, ведь в качестве утеплителя могут быть использованы даже обычные опилки. Однако следует отметить, что одного лишь пассивного сохранения тепла может оказаться недостаточно. В этом случае придется вдобавок к нему применять дополнительные методы прогрева бетона в зимнее время.

Инфракрасный прогрев бетонных конструкций

Этот способ основан на использовании инфракрасных нагревателей. Они устанавливаются таким образом, чтобы исходящее от них излучение было направлено на открытую бетонную поверхность или на опалубку. Передаваемая ими энергия вызывает нагрев цементного раствора и его ускоренное отвердение.

Совет! Не используйте данный метод для прогревания конструкции, имеющей большой объем. Инфракрасные лучи не смогут нагреть ее равномерно, что приведет к уменьшению прочности материала. Поэтому для массивных изделий лучше использовать иные виды прогрева бетона в зимнее время.

Индукционный нагрев

В данном методе в целях получения тепла используется явление электромагнитной индукции. С ее помощью энергия электромагнитного поля видоизменяется и становится тепловым излучением, которое передается обрабатываемому материалу. Указанное превращение происходит в стальной опалубке или на арматуре.

Инструкция по реализации данного способа устанавливает, что он может быть использован только в тех конструкциях, которые имеют замкнутый контур. Кроме того, у них должна быть густая арматура, у которой коэффициент армирования составляет свыше 0,5. Еще одно необходимое условие – наличие металлической опалубки или возможности обмотать конструкцию кабелем в целях создания индуктора.

Вывод

При проведении железобетонных работ в морозную погоду нужно обязательно использовать прогрев. Без него полученная в итоге конструкция будет менее прочной и долговечной ().

К наиболее распространенным способам нагрева относится использование нагревательных проводов, инфракрасных излучателей, применение электромагнитной индукции, а также теплоизоляции. Подробнее о том, как осуществляется прогрев бетона в зимнее время, вам расскажет видео в этой статье.

Требования СНиП 3-03-01-87 устанавливают нормативы по прогреву бетона в зимнее время, который проводится при условии, что показатели суточной минимальной температуры воздуха составляют менее 0°С. Технологический прогрев бетона в зимнее время необходим для недопущения замораживания жидкого бетонного раствора и предотвращения появления льда в конструкции и вокруг арматурных стержней.

Вода в растворе, как элемент реакции гидратации, в твердом состоянии не способна активировать и начинать ускорять затвердевание бетона. Скорее наоборот – лед начинает разрушать материал, так как увеличивает внутреннее давление в конструкции. При повышении температуры процесс гидратации продолжается, но качество бетонного элемента и его долговечность теряются. Поэтому были разработаны методы прогрева бетона, основы которых описаны ниже. Все способы прогрева бетона в зимнее время постоянно и активно эксплуатируются, но какой из них будет наиболее эффективен для конкретного строительного объекта, нужно выяснять на месте.

Эта технология прогрева бетона основана на действии направленного инфракрасного излучения. То есть, подогреваемый материал обрабатывается именно в том месте, на которое направлены лучи. Оборудование устанавливается в месте, где будет осуществляться нагрев, опалубка при этом не мешает. Можно обогревать и саму поверхность бетона, а мощность излучения регулируется изменением расстояния между инфракрасной установкой и прогреваемым объектом. На практике инфракрасный прогрев бетона применяется на небольших объектах.

Инфракрасный подогрев бетона – это высокоэффективная технология, оборудование просто в использовании, энергетические затраты небольшие. Также из достоинств следует отметить мобильность оборудования.

Недостатки – дороговизна оборудования, а также то, что одной установкой невозможно прогреть бетон зимой, если объект большой или объемный. То есть, может потребоваться несколько установок. Также при работе излучающего оборудования в осенний период влага слишком быстро испаряется, что отрицательно сказывается на качестве и надежности объекта. С этим явлением можно бороться, что вызывает дополнительные финансовые и временные затраты. Самый доступный и экономичный вариант – полиэтиленовая пленка.

Провод ПНСВ в строительстве

Технологический прогрев бетона проводом ПНСВ несложен. Перед заливкой раствора в опалубку или форму туда по рассчитанной заранее схеме укладывается греющий кабель ПНСВ. На схему от понижающего трансформатора подается напряжение питания, вследствие чего бетонная смесь равномерно и постоянно прогревается.

Такая схема прогрева бетона имеет свои преимущества: это не слишком высокий расход электроэнергии и низкая себестоимость способа – расходы идет только на провод пнсв и трансформатор. Например, схема подключения с трансформатором мощностью 80 кВт может прогреть площадь до 90 м 3 .

Недостаток – длительная и трудозатратная подготовка к прогреву поверхности: необходимо правильно уложить (на нужной глубине) и подключить кабель (пример показан на схеме).

Прогрев электродами

Что значит прогрев бетона электродами? Провод ПНСВ заменяется проволочными или арматурными электродами Ø 8-12 мм. Такой прогрев бетона в зимнее время электродами подойдет только для заливки вертикальных или объемных объектов, так как электроды для прогрева бетона втыкаются в раствор вертикально, и на них так же, как и на схему из провода ПНСВ, подается напряжение от понижающего трансформатора. Расстояние между электродами – 0,6-1 м.

Преимущества: простота монтажа. Недостатки: высокое энергопотребление и дороговизна схемы, так как все электроды остаются в конструкции.

Греющая опалубка (термос)

Метод греющей опалубки – это обогрев бетона специальными нагревательными элементами. Расчеты при таком обогреве показывают, что количество тепла в растворе должно быть не меньше количества тепловых потерь при остывании конструкции за все время, которое нужно для получения окончательной твердости бетона.

Нагревательный элемент – электрический пленочный. Преимущества этого способа – возможность прогрева одновременно нескольких площадей или одной большой поверхности, низкое энергопотребление и мобильность. Недостаток греющей опалубки – высокая стоимость конструкции.

Индукционный прогрев

Такой электропрогрев бетона в зимний период основан на работе простой индукционной катушки. Метод индукции для прогрева используется в конструкциях с замкнутым контуром, где длина объекта больше размера его сечения. Индукционный прогрев должен проводиться с подключением понижающего трансформатора на 12-36 В.

Витки индуктора выкладываются заранее по шаблону, затем в проделанные в растворе пазы укладывается кабель, и заливается бетонная смесь. После подключения устройства температура бетона должна контролироваться, и по достижении максимального значения индуктор выключается. Если этого недостаточно, то дальнейший способ электропрогрева – метод термоса. Также можно переключить индуктор в импульсный режим.

Преимущества такого метода: равномерный прогрев всей конструкции, экономия на арматуре и электродах, низкое энергопотребление (расход электроэнергии на 1 м³ – до 150 кВт/ч).

Недостатки: маленькая площадь прогрева одним устройством. При увеличении размеров индуктора увеличивается потребление электроэнергии.

Прогрев термоматами

Способ, как прогреть бетон термоэлектроматами, хорош тем, что сам прибор работает автономно, и его работу не нужно контролировать. Тероматы потребляют очень мало электроэнергии – меньше, чем при методе прогрева проводом или индуктором, а результат лучше, так как при равномерном обогреве раствора нет локальных зон перегрева, образование которых может привести к появлению микротрещин в конструкции.

Преимущества обогрева бетонного раствора термоэлектроматами – простота применения устройств, также легко подключаемый термомат – это многоразовое оборудование, которое может прослужить до 12 месяцев при активной постоянной работе. Следующее достоинство – высокое качество результатов вследствие большой глубины прогрева: за одну рабочую смену бетон достигает 70-80 % своей нормативной марочной прочности.

Недостаток – термомат дорого стоит, вследствие этого на рынок выбрасывается много поддельного некачественного оборудования.

Тепловой шатер

Этот способ известен давно, так как является самым первым из всех существующих методом прогрева бетона в зимнее время. Состоит он в том, что над бетонной конструкцией обустраивается каркас из любого материала, например, из деревянных брусков или металлических труб, и этот каркас обтягивается брезентом или другим рулонным материалом. Каркас можно сделать силами одного рабочего.

Внутри получившегося шатра устанавливается любое обогревательное устройство, например, газовая пушка. Это может быть также электрическая или дизельная пушка, и даже примитивный костер, который и будет обогревать объем сооруженного шатра.

Преимущества этого способа очевидны – дешевизна, эффективность, минимальные энергозатраты. Из недостатков – только один: таким способом можно прогреть небольшой объем бетона.

Расчет прогрева бетона

Чтобы рассчитать длину провода ПНСВ для одной секции, а также требуемое количество таких секций для определенной бетонной конструкции, учитываются технические характеристики самого провода и рабочее напряжение понижающего трансформатора. Например, при напряжении на трансформаторе 220В длина одной секции провода ПНСВ сечением 1,2 мм будет равна 110 метров. При уменьшении напряжения происходит пропорциональное сокращение длины отрезка кабеля в секции.

Если взять средний расход провода 50-60 м/м³ для одной обогревательной секции, то излучаемое тепло может прогреть бетонную массу до 80°С.

Чтобы начать расчет эмпирической зависимости среднего значения температуры бетона при остывании от площади поверхности, необходимо учитывать следующие факторы и расчеты:

Среднегодовой прогноз погоды на зимний период в регионе за несколько лет. Также берется в расчет прогнозируемое значение среднего температурного показателя воздуха за текущий зимний период.
Рассчитывается модуль рабочей прогреваемой поверхности, и, исходя из этих расчетов, определяется соответствующая термосная выдержка раствора.
По установленной формуле рассчитывается средняя температура конструкции за время ее охлаждения.
Требуется информация о температуре доставляемой готовой бетонной смеси и ее экзотермических характеристиках. Эти данные можно узнать у завода-изготовителя.
Согласно установленным формулам определяются тепловые потери при транспортировке смеси и ее разгрузке.
Также необходимо определить температуру раствора с начала его укладки с учетом отдачи тепла на прогрев опалубки и арматуры.
Опираясь на нормативные требования прочности бетона, рассчитывают время охлаждения раствора.

Такой способ расчетов работает при прогнозировании времени застывания бетона, учета тепловых потерь при заливке смеси, и излучения тепла с рабочей поверхности, но такие расчеты являются приблизительными.

Прогрев бетона электродами технология обновлено: Август 31, 2017 автором: Артём

Открытое акционерное общество

УТВЕРЖДАЮ

Генеральный директор, к. т. н.

С. Ю. Едличка

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА
НА ОБОГРЕВ МОНОЛИТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ТЕПЛОГЕНЕРАТОРАМИ НА ЖИДКОМ ТОПЛИВЕ

48-03 ТК

Главный инженер

A. B. Колобов

Начальник отдела

Б. И. Бычковский

Карта содержит организационно-технологические и технические решения по обогреву монолитных конструкций теплогенераторами на жидком топливе, применение которых при производстве монолитных бетонных и железобетонных работ при отрицательных температурах воздуха должно способствовать ускорению работ, снижению затрат труда и повышению качества возводимых конструкций в зимних условиях.

В технологической карте приведены область применения, организация и технология выполнения работ, требования к качеству и приемке работ, калькуляция затрат труда, график производства работ, потребность в материально-технических ресурсах, решения по безопасности и охране труда и технико-экономические показатели.

Исходные данные и конструктивные решения, применительно к которым разработана карта, приняты с учетом требований СНиП, а также условий и особенностей, характерных для строительства в г. Москве.

Технологическая карта предназначена для инженерно-технических работников строительных и проектных организаций, а также производителей работ, мастеров и бригадиров, связанных с производством монолитных бетонных и железобетонных работ при отрицательных температурах воздуха.

В корректировке технологической карты участвовали сотрудники ОАО ПКТИпромстрой:

Савина О. А. - компьютерная обработка и графика;

Черных В. В. - технологическое сопровождение;

Холопов В. Н. - проверка технологической карты;

Бычковский Б. И. - техническое руководство, корректура и нормоконтроль;

Колобов А. В. - общее техническое руководство разработкой технологических карт;

К. т. н. Едличка С. Ю. - общее руководство разработкой технологических карт.

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1 Сущность применения теплогенераторов на жидком топливе заключается в использовании тепловой энергии, выделяемой теплогенераторами и направленной на открытые или опалубленные поверхности конструкций для их термообработки при бетонировании в зимних условиях.

1.2 Область применения теплогенераторов включает:

Отогрев промороженных бетонных и грунтовых оснований, арматуры, закладных металлических деталей и опалубки, удаление снега и наледи;

Интенсификацию твердения бетона конструкций и сооружений, возводимых в скользящей либо объемно-переставной опалубках, плит перекрытий и покрытий, вертикальных и наклонных конструкций, бетонируемых в металлической опалубке;

Предварительный отогрев зоны стыков сборных железобетонных конструкций и ускорение твердения бетона или раствора при заделке стыков;

Ускорение твердения бетона или раствора при укрупнительной сборке большеразмерных железобетонных конструкций;

Создание тепловой защиты поверхностей, недоступных для устройства теплоизоляции.

1.3 В технологической карте приводятся:

Указания по подготовке конструкций к бетонированию и требования к готовности предшествующих работ и строительных конструкций;

Схемы организации рабочей зоны на время производства работ;

Методы и последовательность производства работ, описание процесса установки обогревающих устройства;

Температурный режим, обеспечивающий необходимый набор прочности;

Профессиональный численно-квалификационный состав рабочих;

Калькуляция затрат труда;

График выполнения работы.

1.4 Численно-квалификационный состав рабочих, график работы, калькуляция затрат труда, а также потребность в необходимых ресурсах определены применительно к обогреву монолитных конструкций с модулем поверхности Мп от 10 до 14*, возводимых в крупно-щитовой опалубке, размеры секций которой 3,0 × 6,0 м.

* Модуль поверхности бетонируемой конструкции определяется отношением суммы площадей охлаждаемых поверхностей конструкции к ее объему и имеет размерность «М-1».

1.5 Расчет обогрева конструкций произведен с учетом следующих условий:

Температура наружного воздуха - 20 °С

Скорость ветра 5 м/с

Температура укладываемого бетона 15 °С

Температура изотермического прогрева 40 °С

Скорость разогрева бетона 2,5 °С/час

Время разогрева 10 час

Прочность бетона к моменту остывания до 0 °С 70 % R28

Конструкций опалубки - стальной лист толщиной 4 мм, утепленный снаружи минераловатными плитами толщиной 50 мм и закрытый фанерой толщиной 3 мм.

1.6 При привязке настоящей технологической карты к другим конструкциям, на которые распространяется область ее применения, подлежит уточнению расчетная часть, а также калькуляция затрат труда, график производства работ и потребность в материально-технических ресурсах с учетом условий осуществления обогрева.

2 ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

2.1 До начала работ по обогреву монолитных конструкций теплогенераторами выполняются следующие подготовительные операции:

Выполняют теплотехнический расчет обогрева стен и перекрытий теплогенераторами на жидком топливе;

Устанавливают опалубку, арматурные сетки и каркасы, предварительно очистив от мусора, снега и наледи;

Устраивают теплоизоляцию толщиной 50 мм боковых поверхностей стен;

Устанавливают в рабочей зоне теплогенераторы и опробывают их работу;

Устраивают ограждения и подводят сигнализацию, согласно схеме организации рабочей зоны, представленной на рисунке ;

Монтируют противопожарный щит с углекислотными огнетушителями, помещают в рабочей зоне указания по безопасности и охране труда;

Проверяют временное освещение рабочих мест;

Обеспечивают рабочее звено необходимым инструментом, индивидуальными средствами защиты;

Проводят инструктаж.

1 - теплогенератор ТА-16 на жидком топливе - 3 шт.; 2 - инвентарное ограждение; 3 - противопожарный щит; 4 - сплошное брезентовое покрытие по всей площади проема

Рисунок 1 - Схема организации рабочей зоны обогрева стен и перекрытий теплогенераторами на жидком топливе.

2.2 В целях ускорения набора прочности монолитных конструкций используется тепловая энергия теплогенераторов, количество которых для обогрева того или иного помещения определяется теплотехническим расчетом. Пример теплотехнического расчета обогрева стен и перекрытий теплогенераторами на жидком топливе приведен ниже.

2.3 Принципиальная схема установки опалубки в подлежащем обогреву теплогенераторами помещении высотой 2,7 м представлена на рисунке .

1 - металлическая конструкция объемно-переставной опалубки; 2 - палуба стальная = 4 мм; 3 - полиэтиленовая пленка; 4 - теплоизоляция (минераловатные маты) - толщиной 50 мм; 5 - фанера толщиной 3 мм

Рисунок 2 - Принципиальная схема установки опалубки

2.4 Опалубку и арматуру отогревают включением теплогенераторов. В настоящей карте для обогрева бетона согласно расчету приняты три мобильных теплогенератора «Thermobile», техническая характеристика которых приведена в таблице .

Общий вид теплогенератора «Thermobile» представлен на рисунке .

Таблица 1

Характеристика теплогенераторов «Thermobile»

Рисунок 3 - Общий вид теплогенератора «Thermobile»

Указанный теплогенератор позволяет автоматически контролировать процесс горения. При перегреве, задымлении или нехватке топлива теплогенератор отключается автоматически. Теплогенератор оборудован термостатом, автоматически поддерживающим заданную температуру в помещении. В качестве топлива могут использоваться керосин или солярка без дополнительной настройки. Среднее время работы на одной заправке составляет 8 - 10 часов.

2.5 Необходимые исходные данные для расчета обогрева включают:

Вид конструкции - стена толщиной 200 мм

перекрытие толщиной 140 мм

Тип опалубки - крупнощитовая

Конструкция опалубки - металлическая с внутренней стороны не утепленная, с наружной стороны - утепление минераловатными матами толщиной 50 мм с защитной крышкой из фанеры толщиной 3 мм. Коэффициент теплопередачи опалубки Коп = 3,2 Вт/м2·°С

Конструкция гидро- и теплоизоляции - полиэтиленовая пленка, минераловатные маты толщиной 50 мм. Коэффициент теплопередачи Кп = 3 Вт/м2·°С

Температура наружного воздуха - минус 20 °С

Скорость ветра - 5 м/сек

Температура бетона начальная - tбн = 15 °С

Температура изотермического прогрева - tиз = 40 °С

Скорость разогрева бетонной смеси - 2,5 °С/час

Время разогрева - 10 час

Прочность бетона к моменту остывания до 0 °С - 70 % R28

Вначале определяем режим обогрева конструкции до приобретения бетоном 70 % R28.

За период разогрева с 15 °С до 40 °С при средней температуре бетона 27,5 °С за 10 часов бетон наберет 15 % R28.

Время остывания с 40 °С изотермического выдерживания до 0 °С определяется по формуле:

(1)

где С - удельная теплоемкость бетона, кДж/кг·°С (0,84)

g - объемная масса бетона, кг/м3 (2400)

Мп - модуль поверхности, м-1 (11)

3,6 - коэффициент перевода в часы

К - коэффициент теплопередачи, Вт/м2·°С (11)

tизотерм - температура изотермического выдерживания, °С

tocтыв. - температура, до которой остывает бетон, °С

tб.cp. - средняя температура остывания бетона, °С

tн.в. - температура наружного воздуха, °С

часов.

Учитывая, что за время остывания бетон наберет незначительную прочность, принимаем, что к концу изотермического прогрева бетон должен набрать 70 % R28.

По кривой набора прочности графиков определяем, что при температуре изотермического прогрева 40 °С оставшиеся 55 % прочности бетон наберет за 54 часа. Таким образом, получаем время разогрева 10 часов, время изотермического прогрева 54 часа и время остывания 4,6 часов.

Мощность, необходимая для разогрева бетонной смеси от 15 °С до 40 °С, определяется по формуле

(2)

где С - удельная теплоемкость бетонной смеси, кДж/кг·°С

g - объемная масса бетона, кг/м3

V - объем бетона, м3

tиз. - температура изотермического прогрева, °С

tб.н. - температура бетона начальная, °С

t - время разогрева, час

кВт

Мощность, необходимая на компенсацию теплопотерь через опалубку, теплозащиту и через проем, закрытый брезентом, определяется по формуле

где К 1,2,3 - коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций, Вт/м2·°С

S - площадь охлаждения

a - коэффициент, учитывающий скорость ветра

tиз. - температура изотермического прогрева, °С (40 °С)

tн. - температура наружного воздуха, °С (минус 20 °С)

tвн. - температура воздуха внутри помещения, °С (50 °С)

Общая потребная мощность составляет 27,9 кВт + 15,3 кВт = 43,2 кВт.

Для обогрева бетона принимаем три теплогенератора «Thermobile 16 А » мощностью 15,5 тыс. ккал каждый.

Суммарная мощность всех теплогенераторов составляет 15,5 × 3 × 1,16 = 53,94 кВт, что удовлетворяет общую потребную мощность.

Расход тепловой мощности на обогрев бетона до приобретения им 70 % R28 составит

W = (3 × 15,5 × 1,16) × 10 + (2 × 15,5 × 1,16) × 54 = 2481,2 кВтч

Удельный расход тепловой мощности на обогрев 1 м3 бетона составит

2481,2: 10,6 = 234,1 кВтч

Расход топлива составит

Т = 1,8 × 3 × 10 + 1,8 × 2 × 54 = 248,4 л или 24,8 л/м3

2.6 Подготовка оснований и укладка бетонной смеси производятся с учетом следующих требований:

При температуре воздуха ниже минус 10 °С арматуру диаметром более 25 мм, а также арматуру прокатных изделий и крупные металлические закладные детали при наличии на них наледи предварительно отогревают теплым воздухом до положительной температуры. Удаление наледи с помощью пара или горячей воды не допускается;

Укладку бетонной смеси производят непрерывно, без перевалок, средствами, обеспечивающими минимальное охлаждение смеси при ее подаче. Температура бетонной смеси, уложенной в опалубку, не должна быть ниже плюс 15 °С.

2.8 В случае возникновения перерывов в бетонировании поверхность бетона укрывают и утепляют, а при необходимости обогревают.

2.9 Обогрев бетона начинается после укладки и уплотнения бетонной смеси при устройстве монолитных стен и перекрытий и устройства по перекрытию гидроизоляции и теплоизоляции. К началу обогрева конструкции открытый проем завешивается брезентом.

2.12 Температура разогрева бетонной смеси регулируется термостатом, оборудованным в теплогенераторе.

2.13 Во время обогрева бетона необходимо вести наблюдение за состоянием работы теплогенераторов. В случае обнаружения неисправности необходимо немедленно устранить неисправность.

2.14 Скорость остывания бетона в соответствии с графиком температурного режима составляет 8 °С/ч. Для конструкции с модулем поверхности Мп = 10 - 14 скорость остывания допускается не более 10 °С/ч. Два раза в смену замеряют температуру наружного воздуха, результаты замеров фиксируются в журнале работ.

1 - монолитная конструкция; 2 - утеплитель; 3 - пенал из тонкостенной стальной трубки; 4 - индустриальное масло; 5 - термодатчик

Рисунок 5 - Установка термодатчика в обогреваемой конструкции

2.15 Прочность бетона проверяется по фактическому температурному режиму. Соблюдение графика температурного режима, приведенного в п. , позволяет получить требуемую прочность. После распалубливания прочность бетона, имеющего положительную температуру, рекомендуется определять с помощью молотка конструкции НИИ Мосстроя, ультразвуковым способом или высверливанием и испытанием кернов. Набор прочности бетона при различных температурах его выдерживания определяется графиком, представленным на рисунке .

а, в - для бетона класса В25 на портландцементе активностью 400 - 500;

б, г - для бетона класса В25 на шлакопортландцементе активностью 300 - 400

Рисунок 6 - Кривые набора прочности бетоном при различных температурах его выдерживания

2.16 Ниже приведен пример определения прочности бетона.

Определить прочность бетона при скорости подъема температуры 10 °С в час, температуре изотермического прогрева 70 °С, его продолжительности 12 часов и остывании со скоростью 5 °С в час до конечной температуры 6 °С. Начальная температура бетона tн.б. = 10 °С.

1. Определяем продолжительность подъема температуры и среднюю температуру подъема:

продолжительность подъема температуры = 6 час

при средней температуре = 40 °С

На оси абсцисс откладываем продолжительность нагревания (6 час) точки «А» согласно рисунку и проводим перпендикуляр до пересечения с кривой прочности при 40 °С (точка «Б»).

Величина прочности за время подъема температуры определяется проекцией точки «Б» на ось ординат (точка «В») и составляет 15 %.

Рисунок 7 - Пример определения прочности бетона

Для определения прироста прочности за время изотермического прогрева за 12 часов при температуре 70 °С из точки «Л» на кривой прочности при 70 °С опускаем перпендикуляр на ось абсцисс (точка «М»). Из точки «М» откладываем 12 часов (точка «Н»). Восстанавливая перпендикуляр из точки «Н», получаем точку «К» на кривой прочности при 70 °С. Проецируя точку «К» на ось ординат, получаем точку «З». Отрезок «ВЗ» показывает предел прочности за 12 часов при температуре 70 °С и составляет 46 % R28.

Для определения прироста прочности за время остывания 13 часов при средней температуре 38 °С из точки «З» проводим прямую до пересечения с кривой прочности при 38 °С и получаем точку «Ж». Из точки «Ж» на ось абсцисс опускаем перпендикуляр и получаем точку «Е», из которой откладываем 13 часов и получаем точку «Д». Из точки «Д» восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с кривой набора прочности при температуре 38 °С (точка «Г»). Проецируя точку «Г» на ось ординат, получаем точку «И». Отрезок «ЗИ» дает нам величину прироста прочности за время остывания 9 % R28.

За весь цикл термообработки в течение 31 часа (6 + 12 + 13) бетон приобретает прочность 15 + 46 + 9 = 70 % R28.

Для каждого конкретного состава бетона строительной лабораторией должен быть уточнен на опытных образцах-кубах оптимальный режим выдерживания.

2.17 Теплоизоляция может быть снята не ранее того момента, когда температура бетона в наружных слоях конструкции достигает + 5 °С и не позже, чем слои остынут до 0 °С. Примерзание опалубки и теплозащиты к бетону не допускается.

2.18 Для предотвращения появления трещин в конструкциях перепад температур между открытой поверхностью бетона и наружным воздухом не должен превышать:

20 °С для монолитных конструкций с Мп < 5;

30 °С для монолитных конструкций с Мп ≥ 5.

В случае невозможности соблюдения указанных условий поверхность бетона после распалубливания укрывается брезентом, толью, щитами и др. материалами.

2.19 Работы по теплоизоляции обогреваемой поверхности, расстановке теплогенераторов и прогреву бетона выполняет звено из трех человек, распределение операций между которыми по обогреву стен и перекрытия представлено в таблице .

Таблица 2

Распределение операций по исполнителям

2.20 Операции по бетонированию, теплоизоляции и обогреву монолитных конструкций производятся в следующей последовательности:

Моторист устанавливает теплогенераторы, производит заправку их топливом, производит запуск теплогенераторов;

Бетонщики производят укладку бетонной смеси, укрывают открытые поверхности бетона гидроизоляцией и теплоизоляцией.

Перед пуском теплогенераторов проем секции должен быть закрыт брезентом. Пуск теплогенератора в работу производится только после выполнения всех требований по безопасности и охране труда.

В целях сбережения топлива при производстве работ рекомендуется:

При определении средств и продолжительности транспортирования бетонной смеси исключить возможность ее охлаждения более величины, установленной техническим расчетом;

Применять бетон более высокой относительной прочности при меньшей продолжительности обогрева;

Применять максимально допустимую температуру обогрева бетона, сокращать длительность обогрева за счет учета нарастания прочности при остывании;

Устраивать теплоизоляцию поверхности бетона и опалубки, подвергающихся охлаждению;

Соблюдать теплотехнический режим параметров обогрева;

Применять химические добавки для сокращения продолжительности прогрева.

3 ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ И ПРИЕМКЕ РАБОТ

3.1 Контроль качества обогрева монолитных конструкций при отрицательной температуре воздуха с помощью теплогенераторов производят в соответствии с требованиями СНиП 3.01.01-85 * «Организация строительного производства» и СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции».

3.2 Производственный контроль качества обогрева осуществляют прорабы и мастера строительных организаций.

3.3 Производственный контроль включает входной контроль оборудования, эксплуатационных материалов, бетонной смеси и подготовленных под бетонирование конструкций, операционный контроль отдельных производственных операций и приемочный контроль требуемого качества монолитной конструкции в результате обогрева бетона с помощью теплогенератора.

3.4 При входном контроле оборудования, эксплуатационных материалов, бетонной смеси и подготовленного основания проверяются внешним осмотром их соответствие нормативным и проектным требованиям, а также наличие и содержание паспортов, сертификатов, актов на скрытые работы и других сопроводительных документов. По результатам входного контроля должен заполняться «Журнал входного учета и контроля качества получаемых деталей, материалов, конструкций и оборудования».

3.5 При операционном контроле проверяют соблюдение состава подготовительных операций, технологию наладки теплогенераторов, укладки бетона в конструкцию опалубки в соответствии с требованиями рабочих чертежей, норм, правил и стандартов, процесс обогрева, температуру в соответствии с расчетными данными. Результаты операционного контроля фиксируются в журнале работ.

Основными документами при операционном контроле являются технологическая карта и указанные в карте нормативные документы, перечень операций, контролируемых производителем работ (мастером), данные о составе, сроках и способах контроля, требуемые прочностные показатели монолитных стен и перекрытия в результате обогрева.

3.6 При приемочном контроле проверяют прочностные и геометрические параметры стен и перекрытия в результате обогрева бетона теплогенераторами.

3.7 Скрытые работы подлежат освидетельствованию с составлением актов по установленной форме. Запрещается выполнение последующих работ при отсутствии актов освидетельствования предшествующих скрытых работ.

3.8 Результаты операционного и приемочного контроля фиксируются в журнале работ. Основными документами при операционном и приемочном контроле являются настоящая технологическая карта, указанные в ней нормативные документы, а также перечни операций и процессов, контролируемых прорабом или мастером, данные о составе, сроках и способах контроля, изложенные в таблице .

Таблица 3

Состав и содержание производственного контроля качества

	Прораб или мастер
Операции, подлежащие контролю	Операции при входном контроле	Подготовительные операции		Операции при бетонировании конструкций			Операции при приемочном контроле
Состав контроля	Проверка работоспособности теплогенераторов	Устройство защитного ограждения и освещения на участке работ	Очистка основания опалубки, арматуры от снега, наледи. Утепление конструкции	Укладка бетона в конструкцию монолитных стен и перекрытия	Контроль температуры бетона	Контроль прочности бетона	Соответствие готовых монолитных стен и перекрытия требованиям проекта
Методы контроля	Визуально-инструментальная проверка			Визуальная и по приборам			Визуально-инструментальная
Время контроля	До начала бетонирования		До и после бетонирования	В процессе бетонирования, обогрева и выдерживания			После обогрева
Кто привлекается к контролю	Механик строительной организации	Мастер, прораб		Лаборатория			Лаборатория, технадзор

3.9 Контроль температуры обогреваемого бетона производят техническими термометрами или дистанционно с помощью датчика температуры, установленного в скважину. Число точек измерений температуры устанавливается в среднем из расчета не менее одной точки на 10 м2 бетонируемой поверхности. Температуру бетона измеряют в процессе разогрева не реже чем через два часа.

3.10 Скорость подъема температуры при тепловой обработке и скорость остывания бетона по окончании тепловой обработки монолитных конструкций не должны превышать соответственно 15 °С и 10 °С в час.

3.11 Контроль прочности монолитной конструкции осуществляется по фактическому температурному режиму. Прочность бетона по окончании обогрева и остывания, которая должна быть 70 % R28, достигается при условии соблюдения параметров графика, приведенного в п. .

Прочность бетона в результате обогрева определяется с помощью молотка конструкции НИИ Мосстроя, ультразвуковым способом, либо высверливанием кернов и испытанием.

4 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНЫ ТРУДА, ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ И ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

4.1 При бетонировании конструкций и эксплуатации теплогенераторов следует соблюдать правила безопасного производства работ согласно СНиП 12-03-2001 .

4.2 Места установок теплогенераторов должны быть обеспечены противопожарным оборудованием и инвентарем. Лица, занятые на строительно-монтажных работах, должны быть обучены безопасным способам ведения работ с получением соответствующих удостоверений, а также умению оказать первую доврачебную помощь при травме или ожогах.

4.3 В строительно-монтажной организации должен быть инженерно-технический работник, ответственный за охрану труда и пожарную безопасность, безопасную эксплуатацию оборудования, аттестованный моторист, обученный согласно ГОСТ 12.0.004-90 .

4.4 Горючее для заправки теплогенератора должно храниться в отдельном помещении, оборудованном первичными средствами пожаротушения.

4.5 Заправка горючим производится только при выключенных и обязательно остывших двигателях. Выполняют заправку только лица, ответственные за работу теплогенераторов (мотористы).

4.6 В течение всего периода эксплуатации теплогенераторов на строительных площадках должны быть установлены знаки безопасности по ГОСТ Р 12.4.026-2001 . Места заправки ночью должны освещаться только электролампами или прожекторами, установленными не ближе 5 м от места заправки.

4.7 Технический персонал, проводящий обогрев бетона, должен пройти обучение в Учебном комбинате и проверку знаний квалификационной комиссией по технике безопасности с получением соответствующих удостоверений.

4.8 Зона, где производится обогрев, ограждается. На видном месте помещаются предупредительные плакаты, правила по безопасности и охране труда, противопожарные средства. В ночное время ограждение зоны освещается, для чего на нем устанавливаются красные лампочки напряжением не более 42 В. Проект временного освещения разрабатывается специализированной организацией по заказу подрядчика.

Участок обогрева бетона должен постоянно находиться под надзором дежурного моториста.

Доступ посторонних лиц в зону производства работ;

Размещать легковоспламеняющиеся материалы вблизи прогреваемых конструкций.

4.10 При производстве работ по обогреву монолитных конструкций теплогенераторами на жидком топливе необходимо строго руководствоваться требованиями безопасности и охраны труда согласно:

Таблица 4

Ведомость потребности в машинах, механизмах, инструментах, материалах

Наименование		Техническая характеристика
Теплогенератор	«Thermobile» ТА16	Мощность, ккал/час 16000 Распространитель - малое государственное предприятие «ЭТЭКА»
Термометры технические		Предел измерения 140 °С
Инвентарное сетчатое ограждение		h = 1,1 м
Полиэтиленовая пленка		Толщина, мм 0,1 Ширина, м 1,4
Минераловатные маты

Противопожарный щит		С углекислотным огнетушителем
Прожектор		Мощность, Вт 1000
Бетонная смесь	По проекту
Сигнальные лампочки		Напряжение, В 42
Комплект знаков по безопасности и охране труда

6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

6.1 Технико-экономические показатели приведены на бетонируемую конструкцию и на 1 м3 бетона, указанные в калькуляции.

6.2 Затраты труда на обогрев монолитных конструкций теплогенераторами подсчитаны по «Единым нормам и расценкам на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы», введенные в действие в 1987 г. и представлены в таблице .

Калькуляция затрат труда составлена на обогрев монолитных конструкций стен и перекрытий, возводимых в крупнощитовой опалубке. Стены толщиной 200 мм, высотой 2,7 м. Перекрытия толщиной 140 мм с размерами в плане 3 × 6 м. Общий объем бетона 10,6 м3.

Таблица 5

Калькуляция затрат труда

	Наименование работ	Объем работ	Норма времени	Затраты труда
	Наименование работ	Объем работ	рабочих, чел.-ч	рабочих, чел.-ч	машинистов, чел.-ч, (работа машин, маш.-ч)
Опытные данные	Установка теплогенератора
Опытные данные ЦНИИОМТП	Установка сетчатого ограждения, плакатов по технике безопасности, сигнальных лампочек
Е4-1-54 № 10 (применит)	Укрытие проема брезентом
	Предварительный отогрев арматуры и опалубки
Е4-1-49В № 1в	Бетонирование стен
Е4-1-49Б № 10	Бетонирование перекрытия
	Устройство гидро- и теплоизоляции
Тарифно-квалификационный справочник	Обогрев бетонной смеси (в т.ч. изотермический прогрев)
	Снятие теплоизоляции
Е4-1-54 № 12 (применит)	Снятие брезента укрытия с проема
Опытные данные	Демонтаж теплогенераторов

6.3 Продолжительность работы на обогрев конструкций теплогенераторами определяется календарным планом производства работ согласно таблице 6 78,9

Расход топлива:

На 1 м3 бетона

Продолжительность разогрева

Скорость разогрева

Продолжительность изотермической выдержки

«Несущие и ограждающие конструкции». Безопасность труда в строительстве. Отраслевые типовые инструкции по охране труда.

8 Руководство по электротермообработке бетона. НИИЖБ Госстроя СССР. Москва, Стройиздат, 1974 г.

9 Руководство по производству бетонных работ в зимних условиях, районах Дальнего Востока, Сибири и Крайнего Севера. ЦНИИОМТП Госстроя СССР, Москва, Стройиздат, 1982 г.

С наступлением холодов многие строительные участки либо закрываются, либо переходят к работам, которые можно выполнять в данный период времени, не нарушая техпроцесса. Однако монтаж с применением жидких смесей на основе цемента порой очень трудно отложить без остановки всего производства и нельзя производить при минусовой температуре. Поэтому была разработана специальная технология прогрева бетона, позволяющая справляться с поставленной задачей в любые морозы.

Виды

Для начала необходимо сказать о том, что на сегодняшний день существует множество различных методов поддержания температуры в растворе. Все они обладают своими определенными характеристиками и соответствующей стоимостью. Однако профессиональные мастера рекомендуют обратить внимание на четыре наиболее популярных из них ().

Основание

Прежде всего, необходимо отметить, что для начала создается технологическая карта на прогрев бетона проводами или другими выбранными средствами, которая полностью описывает все циклы процесса и температуру в них.

Дело в том, что вся подобная операция производится только для того, чтобы ускорить застывание смеси и избавить ее от появления пузырьков воздуха, которые вызваны замерзанием воды.
Учитывая все это необходимо не только нагревать состав, но и не допустить того, чтобы температура стала слишком большой. Поэтому при использовании активных средств нужно обзавестись специальными регуляторами и контролерами.

Термос

Считается, что этот технологический прогрев бетона самый простой и не требует больших финансовых затрат.

Однако он не всегда подходит при сильных морозах и не позволяет осуществлять постоянный контроль.

Основан он на том, что сначала в опалубку укладывают гидроизоляцию с отражающей поверхностью внутрь . Также заранее готовят такой же материал для укрывания конструкции.
После этого раствор подогревают до температуры 75 градусов и, добавив в него антифризовые присадки, заливают в форму .

На следующем этапе инструкция по монтажу требует закрытия поверхности с максимальной герметичностью, что и создаст эффект термоса .

Теплая опалубка

Данный метод основан на том, что при создании формы для заливки используют специальные панели, которые имеют возможность поднимать и поддерживать температуру.

Стоит отметить, что на такой прогрев бетона технологическая карта не требуется. Он весьма условный и подходит только для изделий с небольшими габаритами.
Отдельного внимания заслуживает тот факт, что существуют специальные панели для подобного использования, которые являются многоразовыми и имеют определенную форму.

Совет! Данный способ очень хорошо подходит при изготовлении лестничных пролетов, поскольку некоторые компании создают специальные панели таких геометрических пропорций, как и марши. Они просты в использовании и довольно практичны.

Обогрев кабелем

Стоит сказать, что цена данного способа довольно велика, но именно он является самым эффективным и надежным.

Благодаря ему возводились все конструкции в современной Москве, не обращая внимания на время года и холода.

Этот метод требует наличия заранее подготовленного проекта, в котором обязательно должны быть указаны марки используемых кабелей и приборов контроля.
Суть подобного подогрева заключается в том, что нагревательные элементы укладывают в опалубку определенным образом, используя витки или спираль. После этого их подключают к контролирующему оборудованию.

Стоит отметить, что своими руками данный способ лучше не воспроизводить. Он требует определенного нагрева с конкретной скоростью подъема температуры и такого же остывания. При этом важно постоянно следить, чтобы процесс протекал равномерно и в одинаковых параметрах.
Важно помнить, что после застывания кабеля останутся внутри конструкции и станут своеобразной арматурой.

Совет! Подобный способ лучше не использовать при создании армированных изделий или наматывать тэн прямо на ее конструкцию, поскольку железо имеет большую степень расширения при нагревании, и могут появиться утяжки или трещины.

Электродный метод

Принцип действия этого способа основан на использовании электрического тока, который будет, направлялся от одного электрода к другому.

При этом не нужно использовать алмазное бурение отверстий в бетоне или другие принципы фиксации, поскольку закрепляют контакты на специальных стойках или же прямо на опалубке.

Необходимо отметить, что подобная методика также очень эффективна и при этом не требует больших финансовых затрат. Однако чтобы создать необходимое магнитное поле, которое бы нагревало раствор, следует точно расставить все электроды в правильном положении и на определенном расстоянии друг от друга.
Стоит отметить, что некоторые типы таких контактов предполагают последующее изъятие из конструкции, хотя в основном они остаются внутри изделия, что стоит учитывать, если впоследствии планируется резка железобетона алмазными кругами.

Совет! Подобная методика использует открытые токи, которые могут оказывать воздействия на различные приборы и даже простые провода, находящиеся внутри здания. Поэтому очень важно соблюдать все требования техники безопасности и четко следовать указаниям руководства.

При использовании кабеля для обогрева профессиональные мастера стараются укладывать его сразу из бобины витками, чтобы исключить изломов или обрывов.
Когда применяют теплую опалубку, то рекомендуется ее обернуть в термостойкую пленку, чтобы продлить срок эксплуатации этой конструкции.
Метод термоса лучше всего совмещать с другими системами обогрева, чтобы достичь максимального эффекта даже в самые сильные морозы.
Довольно часто на строительном участке появляются большие перепады напряжения. Поэтому специалисты советуют использовать стабилизатор напряжения, чтобы защитить систему и иметь возможность производить корректировку.

ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК)

ЭЛЕКТРОПРОГРЕВ БЕТОНА

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Типовая технологическая карта разработана на электропрогрев бетона.

1. Электропрогрев применяется при бетонировании конструкций при температуре наружного воздуха ниже -5 °С, а так же при положительных ("плюсовых") температурах наружного воздуха, когда имеется необходимость резко ускорить процесс бетонирования здания или сооружения. Как правило, целью электропрогрева является получение 50% марочной прочности бетона по окончании электропрогрева.

При отрицательных температурах не прореагировавшая с цементом вода переходит в лед и не вступает в химическое соединение с цементом. В результате этого прекращается реакция гидратации и, следовательно, бетон не твердеет. Одновременно в бетоне развиваются значительные силы внутреннего давления, вызванные увеличением (примерно на 9%) объема воды при переходе ее в лед. При раннем замораживании бетона его неокрепшая структура не может противостоять этим силам и нарушается. При последующем оттаивании замерзшая вода вновь превращается в жидкость и процесс гидратации цемента возобновляется, однако разрушенные структурные связи в бетоне полностью не восстанавливаются.

Замораживание свежеуложенного бетона сопровождается также образованием вокруг арматуры и зерен заполнителя ледяных пленок, которые благодаря притоку воды из менее охлажденных зон бетона увеличиваются в объеме и отжимают цементное тесто от арматуры и заполнителя.

Все эти процессы значительно снижают прочность бетона и его сцепление с арматурой, а также уменьшает его плотность, стойкость и долговечность.

Если бетон до замерзания приобретает определенную начальную прочность, то все упомянутые выше процессы не оказывают на него неблагоприятного воздействия. Минимальную прочность, при которой замораживание для бетона не опасно, называют критической.

Величина нормируемой критической прочности зависит от класса бетона, вида и условий эксплуатации конструкции и составляет: для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой-50% проектной прочности для В7,5...В10, 40% для В12,5... В25 и 30% для В 30 и выше; для конструкций с предварительно напрягаемой арматурой -80 % проектной прочности; для конструкций, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию или расположенных в зоне сезонного оттаивания вечномерзлых фунтов,-70% проектной прочности; для конструкций, нагружаемых расчетной нагрузкой,-100% проектной прочности.

Продолжительность твердения бетона и его конечные свойства в значительной степени зависят от температурных условий, в которых выдерживают бетон. По мере повышения температуры увеличивается активность воды, содержащейся в бетонной смеси, ускоряется процесс ее взаимодействия с минералами цементного клинкера, интенсифицируются процессы формирования коагуляционной и кристаллической структуры бетона. При снижении температуры, наоборот, все эти процессы затормаживаются и твердение бетона замедляется (рис.1).

Поэтому при бетонировании в зимних условиях необходимо создать и поддерживать такие температурно-влажностные условия, при которых бетон твердеет до приобретения или критической, или заданной прочности в минимальные сроки с наименьшими трудовыми затратами. Для этого применяют специальные способы приготовления, подачи, укладки и выдерживания бетона.

При приготовлении бетонной смеси в зимних условиях ее температуру повышают до 35... 40 °С путем подогрева заполнителей и воды. Заполнители подогревают до 60°С паровыми регистрами, во вращающихся барабанах, в установках с продувкой дымовых газов через слой заполнителя, горячей водой. Воду подогревают в бойлерах или водогрейных котлах до 90 °С. Подогрев цемента запрещается.

При приготовлении подогретой бетонной смеси применяют иной порядок загрузки составляющих в бетоносмеситель. В летних условиях в барабан смесителя, предварительно заполненного водой, все сухие компоненты загружают одновременно. Зимой во избежание "заваривания" цемента в барабан смесителя вначале заливают воду и загружают крупный заполнитель, а затем после нескольких оборотов барабана - песок и цемент. Общую продолжительность перемешивания в зимних условиях увеличивают в 1,2... 1,5 раза. Бетонную смесь транспортируют в закрытой утепленной и прогретой перед началом работы таре (бадьи, кузова машин). Автомашины имеют двойное днище, в полость которого поступают отработанные газы мотора, что предотвращает теплопотери. Бетонную смесь следует транспортировать от места приготовления до места укладки по возможности быстрее и без перегрузок. Места погрузки и выгрузки должны быть защищены от ветра, а средства подачи бетонной смеси в конструкции (хоботы, виброхоботы и др.) утеплены.

Состояние основания, на котором укладывают бетонную смесь, а также способ укладки должны исключать возможность ее замерзания в стыке с основанием и деформации основания при укладке бетона на пучинистые грунты. Для этого основание отогревают до положительных температур и предохраняют от замерзания до приобретения вновь уложенным бетоном требуемой прочности.

Опалубку и арматуру до бетонирования очищают от снега и наледи; арматуру диаметром более 25 мм, а также арматуру из жестких прокатных профилей и крупные металлические закладные детали при температуре ниже -10°С отогревают до положительной температуры.

Бетонирование следует вести непрерывно и высокими темпами, при этом ранее уложенный слой бетона должен быть перекрыт до того, как в нем температура будет ниже предусмотренной.

Строительное производство располагает обширным арсеналом эффективных и экономичных методов выдерживания бетона в зимних условиях, позволяющих обеспечить высокое качество конструкций. Эти методы можно разделить на три группы: метод, предусматривающий использование начального теплосодержания, внесенного в бетонную смесь при ее приготовлении или перед укладкой в конструкцию, и тепловыделение цемента, сопровождающее твердение бетона,- так называемый метод "термоса"; методы, основанные на искусственном прогреве бетона, уложенного в конструкцию,- электропрогрев, контактный, индукционный и инфракрасный нагрев, конвективный обогрев; методы, использующие эффект понижения эвтектической точки воды в бетоне с помощью специальных противоморозных химических добавок.

Указанные методы можно комбинировать. Выбор того или иного метода зависит от вида и массивности конструкции, вида, состава и требуемой прочности бетона, метеорологических условий производства работ, энергетической оснащенности строительной площадки и т.д.

2. Выбор способа электропрогрева бетона зависит от характера и массивности конструкций, определяемой модулем поверхности МП, равным отношению охлаждаемой поверхности конструкции в мк ее объему в м, а так же от сроков работ, вида цемента и утеплителей. Для электропрогрева монолитных конструкций с модулем поверхности выше 6 целесообразно применять электродный метод прогрева.

3. В целях экономии электроэнергии следует проводить электропрогрев в наиболее короткие сроки на максимально-допустимой для данной конструкции температуре и выдерживать бетон под током только до приобретения им 50%проектной прочности.

4. При электродном способе электропрогрева обогреваемый бетон включается в электрическую цепь как сопротивление, при помощи электродов из арматурной или сортовой стали, накладываемых внутрь бетона или располагаемых на его поверхности. Так как постоянный ток вызывает электролиз воды, то для электродного прогрева применим только переменный ток.

5. Для электродного метода прогрева применяется поименное напряжении (49-121 В) обеспечивающее более точное соблюдение заданного режим выдерживания бетона.

В качестве источника электроэнергии используется специальные трансформаторы.

Применение повышенного напряжения (до 220 В) допускается при прогреве неармированного бетона и в исключительных случаях при прогреве малоармированных конструкций, содержащих не более 50 кг. арматуры на 1 м бетона.

При выполнении строительных работ в зимних условиях приходится применять искусственный прогрев бетона. Для этих целей широко используется электрическая энергия. Электротермообработка бетона оказывается в ряде случаев более выгодной, чем другие способы прогрева (паром, горячим воздухом и т.п.).

Электротермообработка бетона основана на преобразовании электрической энергии в тепловую непосредственно внутри бетона путем пропускания через него переменного электрического тока с помощью электродов (электродный прогрев) либо в различного рода нагревательных устройствах.

Наиболее эффективным и экономичным способом электротермообработки является электродный прогрев. Применение постоянного тока при этом не допускается, так как он вызывает электролиз воды и других компонентов, содержащихся в бетоне.

При электродном прогреве бетон с помощью стальных электродов включается в цепь переменного тока. Одним из основных исходных параметров при расчете электродного прогрева бетона является его удельное электрическое сопротивление.

Величина удельного электрического сопротивления бетона определяется главным образом количеством воды, концентрацией в ней электролитов и температурой. В течение первых 2-5 часов прогрева бетона его начальное удельное электрическое сопротивлениеснижается до минимального значения, а в дальнейшем повышается.

Величина начального удельного электрического сопротивления бетона колеблется в пределах от 400 до 2500 Ом-см (минимального- от 200 до 1800 Ом-см). При расчете электродного прогрева бетона в качестве исходного параметра принимается расчетное удельное сопротивление

Выдерживание температуры бетона в соответствии с заданным режимом электротермообработки может осуществляться следующими способами:

изменением величины напряжения, подводимого к электродам или электронагревательным устройствам;

отключением электродов пли электронагревателей от сети по окончании подъема температуры;

периодическими включением или отключением напряжения на электродах или электронагревателях.

Перечисленные способы выдерживания заданного режима могутосуществляться как автоматически, так ивручную.

Для электропрогрева бетона используются специальные силовые трансформаторы. В зависимости от требуемой мощности могут применяться как трехфазные, так и однофазные трансформаторы.

Трехфазный трансформатор ТМТ-50 мощностью 50 кВ.А имеет две вторичные обмотки с разным числом витков. При соединении этих обмоток в звезду или треугольник можно соответственно получать напряжения 50,5 пли 87,5В и 64,5 или 106,6 В.

Широко используется трехфазный трансформатор типа ТМОА-50 с алюминиевой обмоткой мощностью 50 кВ.А. В отличие от трансформатора ТМТ-50 регулирование напряжения в нем осуществляется за счет изменения не только схемы соединения вторичной обмотки, но и коэффициента трансформации. При этом вторичное напряжение может изменяться от 49 до 127 В.

Передвижная установка для прогрева бетона помимо трансформатора содержит распределительный щит с коммутационной, защитной и измерительной аппаратурой. Принципиальная электрическая схема такой установки показана на рис.2. Распределительный щит рассчитан на присоединение нескольких отходящих линий к софитам - устройствам, служащим для присоединения электродов.

Очень часто установки для электропрогрева бетона комплектуются из однофазных трансформаторов ТБ-20 мощностью 20 кВ.А. Он имеет первичную обмотку, предназначенную для включения в сеть напряжением 380 или 220 В, и две вторичных обмотки, соединяя которые последовательно или параллельно, можно получить 102 и 51 В.

Для прогрева бетона могут использоваться также сварочные трансформаторы. При этом необходимо учитывать, что сварочные трансформаторы рассчитаны на повторно-кратковременный режим работы. Поэтому в длительном режиме прогрева бетона нагрузка на сварочные трансформаторы не должна превышать 60-70% от номинальной.

6. При модуле поверхности конструкций в пределах 6-15 электропрогрев должен вестись в трехстадийном режиме

1) разогрев;

2)изотермический прогрев;

3) остывание;

В этом случае заданная прочность бетона будет обеспечена к концу стадии остывания. При этом подъем температуры следует производить возможно быстрее, а изотермический прогрев вести при максимально-допустимой для данной конструкции температуре.

7. Подъем температуры бетона конструкций с-модулем поверхности мене и большой протяженностью не должен превышать 5 °С в час, а при модуле свыше 5 - не более 8 °С в час. Для конструкций небольшой протяженностью (6- 8 м) и сильно армированных, а так же для сварного железобетона можно увеличить скорость подъема температуры до 15 °С в час.

Во избежание недопустимо резкого подъема температуры бетона в начале прогревa и для снижения пиковой мощности при прогреве применяют вначале напряжение 50-60 В, увеличивая его по мере твердения бетона.

8. Длительность изотермического прогревa устанавливается строительной лабораторией и зависит от температур наружного воздуха табл.1.

8. Скорость остывания бетона по окончании изотермического прогрева, не должна превышать 3° в час для конструкций с модулем до 3-6 °С; в час - при модуле от 3 до 8; 8° в час - при модуле более 8.

Интенсивность остывания бетона регулируется изменением напряжения, тока или периодическим его включением.

...

Технологическая карта прогрева бетона. Прогрев бетона электродами технология. Организация и технология выполнения работ