Прогрев является одной из обязательных операций процесса бетонирования при отрицательных температурах. При замерзании воды в составе смеси вся масса медленнее наращивает прочность. Более того, замерзая, влага разрушает структуру цемента, что ведет к разлому конструкции. В связи с этим остро этот вопрос встаёт при работах в не сезон.
Способы зимнего бетонирования
Зимний прогрев практикуется на этапе твердения в опалубке. Для сохранения температурного режима пользуются различными агрегатами и методами. Наиболее эффективные способы:
- термос;
- термос с ускорителями твердения и противоморозными добавками;
- электродное нагревание;
- предварительный разогрев смеси;
- обогрев греющей опалубки;
- инфракрасное нагревание;
- индукционный нагрев;
- использование нагревательных проводов.
Прогрев бетона электродами считается самым эффективным. Но часто для гарантированного результата используют комплексный приём.
Технология термоса подразумевает утепление опалубки. Тип и степень утепления выбирают исходя из температур окружающей среды и качества смеси. В основе расчетов лежит требование критической прочности при охлаждении массы до 0 оС.
Ускорители твердения и противоморозные добавки затормаживают процесс замораживания и ускоряют твердение. Таким образом, утепление опалубки комбинируется с действием химических реактивов. Но они эффективны до определённых пределов. Поскольку вода вступает в реакцию с цементом только в жидком состоянии, то электропрогрев бетона с противоморозными добавками заключается в сохранении её консистенции. Часто в качестве химнаполнителей используются хлорид кальция, натрия или карбонат калия.
Электронный прогрев представляет собой пускание электрического тока, благодаря которому нагреваются металлические элементы (например, арматура), а через них и сам бетон.
Метод инфракрасного обогрева основан на нагревании поверхности под воздействием инфра-лучей.
Индукционный способ объясняется образованием тепла вследствие вихревых потоков от электромагнитного индуктора.
Также часто используется зимний прогрев бетона тепловыми пушками. В этом случае создают временных деревянный каркас, на него укладывают плёнку ПВХ и тем самым создают палатку или шатер. Чем выше температура, тем быстрее масса будет набирать прочность и тем меньше времени займёт процедура нагрева. Обычно для набора 50% прочности достаточно от 1 до 3 суток работы пушек.
Подробное описание каждого из способов
Электродный прогрев
Электропрогрев конструкций из бетона в зимнее время подразумевает введение тока через противоположные электроды, соединённые с проводами разных фаз. Они располагаются на поверхности и внутри уложенного материала. Для нагрева используют пониженные (50-127 В) и повышенные (220-280 В) напряжениях. 127 В можно применять только на неармированных конструкциях, иначе возникнет перегрев, влага испарится, и пострадает прочность. Железобетонные следует греть на пониженных напряжениях, которые обеспечивают возможность соблюдать заданный режим более точно.
1. Подготовительные операции
- установка комплектной трансформаторной подстанции;
- подключение её к питающей сети, пробы на холостых ходах;
- изготовление инвентарных сецкий шинопроводов и их установка;
- выполнение мероприятий по безопасности;
- соединение шинопроводов при помощи кабеля и подсоединение их к подстанции
- установление арматуры и опалубки в рабочее положение, очистка от снега наледи и мусора;
2. укрытие поверхности полиэтиленовой пленкой и минватой сразу после укладки смеси.
3. установка через тепло- и гидроизоляцию стальных стержней длиной 1 м и диаметром 6 мм, которые будут выполнять роль электродов. Концы должны выступать на 10-20 см.
4. коммутация электродов между собой и подключение к секции шинопроводов.
5. соединение конструкции с питающей сетью, проверка и подача напряжения.
Через каждые 120 минут требуется измерение температуры бетона при помощи специальных скважин.
Инфракрасный
Суть метода заключается в установке оборудования, работающего в инфракрасном диапазоне. Излучение превращается в тепловую энергию, которая поглощается материалом и далее передается вглубь конструкции, согласно свойствам теплопроводности. Обязательно накрыть поверхность прозрачной пленкой. Инфракрасный подогрев смеси бетонной может также представлять собой электромагнитные колебания со скоростью распространения волны 2,98*108 м/с и длиной волны 0,76-1 000 мкм.
Часто роль генераторов излучения выполняют металлические и кварцевые трубки. Преимуществом этой технологии является возможность питания от обычного переменного тока. Уровни мощности при инфракрасном методе могут быть различными. Они зависят от необходимой температуры нагревания. При помощи лучей энергии может передаваться на более глубокие слои. Важно производить нагрев плавно и постепенно. Нельзя работать на высокой мощности, потому что верхний слой достигнет чрезмерно высоких температур, что снизит его прочностные характеристики.
Инфракрасный метод применяется в случаях, когда требуется разогреть тонкие слои конструкции либо при подготовке раствора для ускорения времени сцепления.
Индукционный
Оуществляется посредством энергии переменного тока, преобразующейся в тепловую в стальной опалубке или арматуре, а далее передающейся материалу. Этот способ эффективен для повышения температуры в железобетонных каркасных конструкциях (колоннах, ригелях, балках, прогонах и других).
Индукционный нагрев по наружным поверхностям опалубки элемента подразумевает укладывание последовательных витков изолированных проводов и индукторов, число и шаг которых определяется расчетами. По результатам подсчетов изготавливаются шаблоны с пазами.
Следующим этапом после установки индуктора является обогрев арматурного каркаса или стыка с целью удаления наледи до начала бетонирования. А после открытые поверхности опалубки и конструкции рекомендуется укрывать теплоизоляционными материалами и устраивать скважины замера состояния, а затем приступать к работе. После того, как смесь достигает нужной температуры, процедуру прекращают. Разница с расчетной при этом не должна быть меньше 5 оС. Скорость остывания должна сохраняться в пределах 5-15 оС/ч.
Использование трансформаторов
Одна трансформаторная подстанция способна обогреть от 40 до 80 м3 смеси. Этим способом пользуются в условиях 30-градусных морозов, когда требуется прогреть монолитные конструкции. 60 м провода в среднем достаточно для 1 м массы.
Прогрев монолитного бетона в зимних условиях трансформаторным методом происходит следующим образом: внутрь заливки прокладывают нагревательный провод, который подсоединяют к станции или выводам трансформатора. Электрическим током массу разогревают до состояния, позволяющей ему нормально затвердеть. Благодаря тому, что материал обладает хорошими свойствами теплопроводности, тепло с высокой скоростью распространяется по всему массиву.
Кабель для прогрева, заложенный внутрь бетонного раствора, способен повышать до 80 оС. Электропитание осуществляется при помощи трансформаторных подстанций КТП ТО-80 и ТСДЗ-63, имеющих несколько ступеней низкого напряжения. Это позволяет регулировать мощность нагревательных проводов и подгонять её в соответствии с изменениями температуры воздуха.
