Как производить прогрев бетона при строительстве в зимнее время
Сегодня зимнее бетонирование – одна из актуальных проблем в строительном производстве. Ежегодно в мире при возведении зданий и сооружений используется около 15 млрд м3 бетона. При этом около 75% общего объема применяется при строительстве конструкций и сооружений в зимних условиях, то есть при отрицательных температурах воздуха.
Теоретически строительные работы должны проводиться до наступления зимних холодов или при температуре воздуха, не превышающей +350 C. В таких случаях никаких дополнительных условий ухода за твердеющим бетоном не требуется. Но даже в нормальных температурных условиях, учитывая, что для твердения бетона необходима постоянная влажность, во избежание раннего высыхания его укрывают от прямых солнечных лучей.
Территория СНГ включает районы, например в Сибири, где колебания температур воздуха в разные сезоны года происходят в диапазоне от +500 C до –500 C, при этом зимний период составляет 6 или даже 8 месяцев. Такие суровые климатические условия крайне неблагоприятны для строительства. Не следует забывать и о том, что существуют зоны вечной мерзлоты, которые занимают почти четверть поверхности земного шара. Однако в таких районах также ведется интенсивное строительство. В странах Северной Европы зимнее строительство – обычная практика. Так, в Финляндии половина объема строительных работ приходится на зиму, то есть на тот период, когда постоянная средняя температура воздуха немного ниже 00 C.
Морозостойкость бетона
Бетон, уложенный в строительную конструкцию, должен в процессе затвердения набрать прочность, а для этого необходимы свойства морозостойкости.
Морозостойкость – способность строительного материала выдерживать в состоянии насыщенности водой многократное попеременное замораживание и оттаивание без видимых признаков разрушения и понижения прочности. При зимнем бетонировании в суровых климатических условиях морозостойкость бетона является главным фактором качественного возведения конструкций.
Мороз опасен для свежеуложенного бетона, прежде всего, по причине воздействия низких температур воздуха на процессы схватывания и твердения цементов. Так, при снижении температуры с +20° C до +5° C схватывание бетона замедляется в 2–5 раз. Замедление процесса твердения особенно заметно при дальнейшем снижении температуры до 00 C. При восстановлении нормальных температурных условий выдерживания твердение продолжается с достаточной скоростью. При температуре бетона ниже 00 C данный процесс полностью прекращается. Это объясняется тем, что при замерзании бетона свободная вода, содержащаяся в его порах, превращается в лед и, соответственно, увеличивается в объеме.
Льдистость
Для того чтобы оценить степень влияния температуры на процесс твердения, используют такой термин, как льдистость. Льдистость – это отношение количества льда к массе химически не связанной воды. У образцов, находящихся на морозе в первые часы после изготовления, большая часть воды переходит в лед при температуре ниже –20 C, а у помещенных на мороз через 24 часа нормального твердения – при температуре –50 C. Большое влияние на льдистость оказывает продолжительность твердения до начала замерзания, или степень гидратации цемента, а также активность цемента и водоцементное отношение. Чем выше прочность бетона до замерзания, чем больше в нем продуктов гидратации, тем больше количество незамерзшей воды.
В результате замерзания замедляется образование цементного камня. Происходит частичное или полное прекращение процесса гидратации цемента. Следовательно, прекращается и твердение бетона. Процессы гидратации протекают не полностью, и бетон не успевает приобрести требуемые физико-механические свойства. Вследствие этого получается бетон с дефектной структурой.
Замерзая в бетоне, вода увеличивается в объеме на 9%. По этой причине в порах бетона развивается большое давление, которое вызывает разрушение структуры еще не затвердевшего бетона. Скопившаяся на поверхности зерен крупного заполнителя вода при замерзании образует тонкую ледяную пленку, которая препятствует соприкосновению поверхности заполнителя с цементным тестом. В итоге ухудшается монолитность бетона. Если бетон замораживается в раннем возрасте, то лед разрушает большое количество кристалликов цементного клея. Если затворение бетона было проведено до замораживания, а твердение бетона еще не началось, то оно не начнется и после замерзания.
В тот период, когда свободная вода находится в состоянии льда, твердение приостанавливается. При оттаивании бетона лед превращается в жидкость, и твердение бетона возобновляется. В нем происходят те же процессы, что и до замерзания, но уже при изменившейся структуре. По причине изменений, происходящих в структуре бетона, уменьшаются его прочность и сцепление с арматурой. Чем раньше бетон подвергся замораживанию, тем ниже его конечная прочность. Наиболее значительно сказывается на качестве бетона его замерзание в период схватывания цемента. Также способствует ухудшению характеристик бетона и его многократное замерзание и оттаивание в начальный период твердения во время оттепелей и заморозков.
Прогрев бетона
Для обеспечения качественного строительства в зимних условиях были разработаны методы, с помощью которых создаются благоприятные условия для твердения бетона даже в самые сильные морозы.
В течение срока, который определяется достижением заданной прочности бетона, необходимо поддерживать соответствующие температуру и влажность, используя для этого внутреннее тепло бетона или же дополнительно обогревая твердеющий бетон. Разработаны и внедрены в практику несколько методов прогрева, которые используются при зимнем бетонировании. Наиболее эффективными являются способы термоса, электронагрева и паропрогрева.
На месте бетонную смесь укладывают в опалубку из деревянных или металлических щитов, соответствующих форме будущей конструкции. В опалубке устанавливают стальной каркас-арматуру.
Бетонную смесь укладывают с максимально возможной скоростью, без перерывов. Твердение бетона зависит от химических реакций цемента с водой. Основными факторами, определяющими ход данных процессов, являются температура и влажность воздуха. Поэтому в зимнее время при низких температурах опалубку утепляют, причем сразу же после окончания бетонирования; щитами и матами укрывают и верхнюю, открытую, поверхность бетона.
Способ термоса
Способ термосаДанный метод широко применяется в промышленном и гражданском строительстве. По способу термоса бетон твердеет под слоем теплоизоляционных материалов (шлак, опилки, камышит). Такие материалы плохо проводят тепло, и во многих случаях их количество оказывается достаточным для того, чтобы во время остывания бетон приобрел необходимую прочность. При такой прочности можно распалубливать конструкцию, не боясь замораживания, – после оттаивания бетон не разрушится. Способ термоса является наиболее экономичным и простым по сравнению с другими методами прогрева бетона. Для его реализации не требуется специальное оборудование, но применять его можно только при бетонировании массивных конструкций, так как тонкостенные очень быстро остывают. Применение способа термоса позволяет создать нормальные условия для производства работ и, соответственно, увеличить интенсивность укладки бетона.
Если при применении способа термоса невозможно достичь требуемой прочности в установленные сроки, рекомендуется использовать искусственный прогрев бетона электрическим током или паром. Высокотемпературное воздействие на бетон является эффективным способом ускорения его твердения. Такой прогрев бетона в конструкции выполняется при применении электрического тока. В этом случае подача электрического тока к месту использования производится просто, при этом ее легко регулировать и контролировать, к тому же возможна автоматизация процесса тепловой обработки бетона.
Существуют три способа прогрева бетона: электродный прогрев (электропрогрев), электрообогрев с помощью электронагревательных устройств и индукционный прогрев (прогрев в электромагнитном поле). Каждый из этих способов не универсален и эффективен только для определенных конструкций и условий строительной площадки. Наиболее распространенными способами прогрева бетона являются электропрогрев и электрообогрев.
Электропрогрев
Данный способ 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.
В свежеуложенный бетон вводят металлические электроды, через которые пропускают переменный электрический ток. С помощью электродов бетон прогревают при пониженных (50–127 В), а иногда и повышенных (220–380 В) напряжениях. Электропрогрев бетона при напряжении свыше 127 В можно применять только при сооружении неармированных конструкций, при этом должна тщательно соблюдаться техника безопасности. В армированном бетоне при повышенных напряжениях тока возникают значительные местные перегревы, вызывающие интенсивное испарение влаги, что снижает прочность бетона. По этой причине электропрогрев железобетонных конструкций следует выполнять при пониженных напряжениях, обеспечивающих возможность более точного соблюдения заданного режима.
Электрическое сопротивление свежеприготовленного бетона, уложенного в опалубку, увеличивается по мере затвердевания бетона. На ранней стадии твердения бетон обладает достаточно хорошей электропроводностью, так что его можно отнести к проводникам второго рода с ионной проводимостью. Включенный в электрическую цепь, он нагревается при прохождении электрического тока. Выделяющееся тепло способствует интенсификации химического взаимодействия воды с минералами цементного клинкера, что вызывает твердение бетона. Электрический ток, протекающий по бетону, вызывает его нагревание и твердение. Чем больше сопротивление, тем выше напряжение тока.
Однако значительное увеличение сопротивления бетона может сказаться на качестве прогрева бетона. При достижении критического сопротивления ток используемого напряжения не в состоянии «преодолеть» это возросшее сопротивление, поэтому цепь прерывается и электрообогрев прекращается. Следовательно, необходимо обеспечить такой режим защиты бетона от влагопотерь, чтобы бетон успел прогреться и набрать требуемую прочность.
Расход электроэнергии при электронагреве не превышает 80–100 кВт/ч на 1 м2 бетона и зависит от температуры окружающего воздуха и продолжительности прогрева. Максимальное значение температуры прогрева и его продолжительность зависят от вида применяемого цемента и требуемой прочности, причем температура не должна превышать +600 C. Качество прогрева в значительной степени зависит от размеров электродов. Диаметр стержневых электродов должен быть не менее 5 мм, а ленточных – не менее 15 мм. Для прогрева бетона также используется специализированный греющий провод, который укладывается в саму конструкцию еще до начала ее бетонирования. Для прогрева монолитного бетона и железобетона используется нагревательный провод ПНСВ, имеющий стальную жилу и изоляцию из ПВХ-пластиката или полиэтилена. Он применяется в напольных нагревателях при напряжении переменного тока до 380 В и номинальной частоте 50 Гц.
Нагреваемые электроды создают температурное поле в бетоне. Важным фактором нормального режима прогрева является равномерность температурного поля, которая достигается при правильной расстановке электродов.
Все вышесказанное относится и к неармированному бетону. При прогреве бетона в железобетонной конструкции необходимо учитывать характер и густоту армирования, расположение арматуры и ее диаметр. Стальная арматура и хомуты влияют на формирование электрического поля и искажают его. Главное условие нормального электрообогрева – это обеспечение равномерности и электрического поля в бетоне. Поэтому электроды следует располагать на максимальном расстоянии от элементов арматуры. Иногда при прогреве железобетонных конструкций в качестве одного из электродов можно использовать арматуру. В этом случае в качестве другого электрода используют уложенные на поверхности бетона пластины, что позволяет прогревать элементы, имеющие нормальное армирование (ненапрягаемую арматуру).
Сегодня электропрогрев часто применяется для ускорения твердения бетона на объектах зимнего строительства. Ежегодно при применении данного способа прогревается свыше 12 млн м3 бетона. Электропрогрев используют как при возведении монолитных конструкций, так и в заводском производстве сборного железобетона вместо пропаривания. К тому же это один из высокоэкономичных способов тепловой обработки бетона.
Электрообогрев
Данный способ может применяться для электротермообработки бетона в любых конструкциях независимо от их армирования, конфигурации, вида бетона и цемента. Принцип состоит в том, что тепло к бетону подводится с поверхности, а во внутренние слои тепло переносится за счет теплопроводности. Нагрев внутренних слоев необходимо производить постепенно, учитывая экзотермию цемента. С особой осторожностью данный способ следует применять для обогрева массивных конструкций. Необходимо учитывать, что внутренние слои прогреваются медленнее, чем поверхностные, и разница температур между слоями может быть велика. В таких условиях создается неблагоприятное термонапряженное состояние конструкции. Глубина эффективного прогрева бетона в конструкции при применении этого способа обычно составляет около 20 см. Однако, в случае если выполняется односторонний подвод тепла к конструкциям небольшой толщины, глубина эффективного прогрева может уменьшиться до 15 см. Данная величина зависит в зимнее время от температуры наружного воздуха и теплозащиты необогреваемой поверхности конструкции.
Имеются две разновидности способа электрообогрева: обогрев высокотемпературными нагревателями (генераторы инфракрасного излучения), имеющими температуру поверхности выше 2500 С, и низкотемпературными, имеющими температуру поверхности до 2500 С. Высокотемпературные нагреватели используются, как правило, в заводских условиях при изготовлении сборных железобетонных изделий и для прогрева бетона в монолитных конструкциях применяются редко. Низкотемпературные нагреватели применяются в построечных условиях для обогрева бетона, причем электронагреватели монтируются в опалубку или же изготовляются в виде греющих щитов.
Для электрообогрева применяют электрический ток напряжением 110–220 В, при этом необходимо соблюдать требования технической безопасности. Расход электроэнергии для зон с температурой наружного воздуха –200 С составляет примерно 100–120 кВт ч. на 1 м3 бетона.
Паропрогрев
Прогрев бетона паром высокоэффективен – его часто применяют на стройках, а также на заводах железобетонных изделий. В опалубке с внутренней стороны вырезают каналы, через которые пропускают пар. Можно также изготовить двойную опалубку и вводить пар в промежутки между стенками. Часто пар пропускают по трубам, уложенным внутри бетона, и нагревают его до +50–800 С. При высоких температурах, которые создаются при паропрогреве бетона, и нормальной влажности воздуха твердение происходит значительно быстрее. Например, через двое суток можно получить необходимую прочность бетона, которая при обычных условиях достигается в течение 7 суток твердения. Однако паропрогрев бетона требует больших дополнительных затрат на оборудование и рекомендуется в первую очередь для сооружения тонкостенных конструкций.
П. Л. Шумра, главный конструктор УГК «МЭТЗ им. В. И. Козлова»
| |
cnb.by
проводами, трансформатором, электродный, инфракрасный, индукционный прогрев бетона
Бетонирование монолитных конструкций в зимнее время, осуществляемое при ожидаемой среднесуточной температуре наружного воздуха ниже + 5°С и минимальной суточной температуре ниже 0°С, должно производиться с обеспечением твердеющему бетону оптимальных температурно-влажностных условий.
С этой целью предусматриваются утепление опалубки, укрытие неопалубленных поверхностей монолитных конструкций гидро- и теплоизолирующими материалами, устройство ветрозащитных ограждений и другие мероприятия, направленные на сохранение тепла, содержащегося в уложенном бетоне. Кроме того, СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» рекомендует применение нескольких способов выдерживания и обогрева бетона в зимних условиях. В зависимости от вида конструкции и температуры наружного воздуха рекомендуется применение следующих способов зимнего бетонирования:
- термос;
- термос с противоморозными добавками и ускорителями твердения;
- предварительный разогрев бетонной смеси;
- электродный прогрев;
- обогрев в греющей опалубке;
- инфракрасный обогрев;
- индукционный нагрев;
- обогрев нагревательными проводами.
Остановимся на способах зимнего бетонирования, связанных с тепловой обработкой монолитного бетона и железобетона.
Электродный прогрев бетона
Предварительный электроразогрев бетона предусматривает разогрев бетонной смеси с помощью электрического тока напряжением 220-380 В в короткий промежуток времени-5-10 мин до температуры 40-60°С. После укладки горячей бетонной смеси в опалубку она остывает по режимам, рассчитываемым так же, как и для способа термоса. Этот способ зимнего бетонирования требует наличия на строительной площадке большой электрической мощности — от 1000 кВт для разогрева 3-5 м3 бетонной смеси.
Электродный прогрев бетона заключается в том, что выделение тепла происходит непосредственно в бетоне при пропускании через него электрического тока.
В зависимости от принятой схемы расстановки и подключения электродов электродный прогрев разделяется на сквозной, периферийный и с использованием в качестве электродов арматуры. Применение этого метода наиболее эффективно для слабоармированных конструкций — фундаментов, колонн, стен и перегородок, плоских покрытий и бетонных подготовок под полы.
Электродный прогрев монолитных конструкций может быть совмещен с другими способами интенсификации твердения бетона, например с предварительным прогревом бетонной смеси и с использованием различных химических добавок. Применение противоморозных добавок, в состав которых входит мочевина, не допускается из-за разложения ее при температуре выше 40°С. Применение поташа в качестве противоморозной добавки не разрешается вследствие того, что прогретые бетоны с этой добавкой имеют значительный (более 30%) недобор прочности, характеризуются пониженной морозостойкостью и водонепроницаемостью.
Электрообогрев бетона монолитных конструкций в греющей опалубке заключается в непосредственной передаче тепла от греющих поверхностей опалубки к прогреваемому бетону. Распространение тепла в самом бетоне происходит путем теплопроводности.
В качестве нагревателей для греющей опалубки применяются ТЭНы, слюдопластовые нагреватели, греющие кабели, углеграфитовая ткань, сетчатые нагреватели и другие греющие элементы.
Областью применения электрообогрева монолитных конструкций в греющей опалубке в соответствии с положениями СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» являются фундаменты под конструкции зданий и оборудование, массивные стены и т.п. конструкции с модулем поверхности 3-6; колонны, балки, прогоны, элементы рамных конструкций, свайные ростверки, стены, перекрытия с модулем поверхности 6-10; полы, перегородки, плиты перекрытий, тонкостенные конструкции с модулем поверхности 10-20, бетонирование которых производится при температуре воздуха до -40°С.
Инфракрасный прогрев бетона
Инфракрасный обогрев бетона предусматривает использование тепловой энергии, выделяемой инфракрасными излучателями, направленной на открытые или опалубленные поверхности обогреваемых конструкций.
Область применения инфракрасного обогрева монолитных конструкций при производстве бетонных и железобетонных работ при отрицательных температурах наружного воздуха включает:
- отогрев промороженных бетонных и грунтовых оснований, арматуры, закладных деталей и опалубки, удаление снега и наледи;
- интенсификацию твердения бетона монолитных конструкций и сооружений, возводимых в скользящей либо объемно-переставной опалубке, плит перекрытий и покрытий, вертикальных и наклонных конструкций, бетонируемых в металлической или конструктивной опалубке;
- предварительный отогрев зоны стыков сборных железобетонных конструкций и ускорение твердения бетона или раствора при заделке стыков;
- создание тепловой защиты поверхностей, недоступных для утепления.
Индукционный прогрев бетона
Индукционный прогрев монолитных конструкций позволяет использовать магнитную составляющую переменного электромагнитного поля для теплового воздействия электрического тока, наводимого электромагнитной индукцией. При индукционном прогреве монолитных конструкций энергия переменного магнитного поля преобразуется в арматуре или стальной опалубке в тепловую и передается бетону теплопроводностью. Индукционный прогрев бетона применим к конструкциям замкнутого контура, длина которых превышает размеры сечения, с густой арматурой с коэффициентом армирования более 0,5, при бетонировании которых имеется возможность обмотать их кабелем (изготовить индуктор ) или когда бетонирование производят в металлической опалубке.
Прогрев бетона проводами (трансформатором)
Прогрев бетона нагревательными проводами заключается в следующем: перед укладкой бетонной смеси в опалубку на арматурном каркасе закрепляют нагревательные провода определенной длины. Длина и количество нагревателей определяются расчетом. Теплота, выделяемая нагревательными проводами при прохождении по ним тока, передается бетону и распределяется в нем путем теплопроводности. Таким образом бетон можно разогреть до 40-50°С.
В качестве нагревательных проводов применяют специальные провода для прогрева бетона марки ПНСВ-1,2 со стальной оцинкованной жилой диаметром 1,2 мм в поливинилхлоридной изоляции ( возможно применение радиотрансляционных проводов марки ПТПЖ-2х1,2 с двумя стальными оцинкованными жилами в изоляции из модифицированного полиэтилена).
Электропитание нагревательных проводов осуществляют через понижающие трансформаторные подстанции
типа КТП ТО-80/86 или КТП-63/ОБ, которые имеют несколько ступеней пониженного напряжения, что позволяет регулировать тепловую мощность, выделяемую нагревательными проводами при изменении температуры наружного воздуха. Одной подстанцией можно обогреть 20-30 м3 бетона.Нагревательными проводами можно обогревать любые монолитные конструкции при температуре наружного воздуха до -30°С. В среднем для обогрева 1м3 монолитного бетона требуется 60 м нагревательного провода марки ПНСВ-1,2.
В Москве технология прогрева бетона нагревательными проводами довольно широко применялась при возведении храма Христа Спасителя, комплексов Манежная площадь, Гостиный Двор и других объектов.
Технология прогрева бетона нагревательными проводами широко применяется не только российскими, но и зарубежными строительными фирмами, которые работают на территории России.
За последние годы технологию прогрева бетона нагревательными проводами освоили и применяют на практике такие фирмы, как южно-корейская «Самсунг инжинеринг & констракшн Ко., Лтд.», немецкая «Хохтиф», югославские «Акосир», «Напред», «Трудбеник», «Черногория», турецкие «Абка», «Алларко», «Гаранти-Коза» и многие другие.
best-stroy.ru
Прогрев бетона в зимнее время. Как прогреть бетон зимой. Как прогреть бетон зимой? Какие виды прогрева существуют в чем их отличия и особенности?
Главная страница » Публикации » Прогрев бетона в зимнее время. Как прогреть бетон зимой. Как прогреть бетон зимой? Какие виды прогрева существуют в чем их отличия и особенности?
Строительство – процесс круглогодичный, и, во избежание крупных убытков, не должен зависеть от погодных условий. Основным критерием для качественного бетонирования в зимнее время является прогрев бетона.
Содержание:
Зачем это делается?
Согласно СНиП, регламентируется технологический прогрев бетона, если минимальная суточная температура воздуха опускается ниже 0°С. Его целью является не допустить замораживание сырой бетонной смеси, которое влечет формирование ледяных пленок в толще материала и вокруг арматуры.
Вода принимает непосредственное участие в процессе приготовления бетона, но, превращаясь в лед, перестает быть частью химической гидратации, препятствуя отвердению смеси. Кроме этого, расширяясь, лед создает внутреннее давление и разрушает связи в свежезалитом бетоне. После оттаивания жидкости процесс гидратации может возобновиться, но некоторые соединения теряются навсегда, что ведет к снижению качества материала и долговечности сооружения.
Методы прогрева бетона
Выбор способа обогрева зависит не только от типа конструкции и погодных условий, но и от экономической целесообразности и срочных рамок по завершению бетонирования. Существуют такие виды прогрева:
- предварительный;
- термос;
- электродный;
- греющая опалубка;
- инфракрасный;
- греющие петли;
- индукционный.
Предварительный обогрев
Подразумевает разогревание бетонной смеси до температуры примерно 50°С при помощи электрического тока с подачей напряжения 220-380 В, на протяжении 5-10 мин. После того как горячий бетон залит, его остывание происходит по методу термоса.
Для осуществления предварительного нагревания, на площадке требуется наличие электрической мощности более 1000 кВт на 3-5 кубометров бетонной смеси.
Выдерживание бетонной смеси методом термоса
Наиболее экономичный и простой из всех, этот метод получил широкое распространение в строительстве. Смесь, температурой 25-45°С, доставляют на площадку и укладывают в опалубку. Если прогреть ее до большей температуры, то при транспортировке есть риск ее застывания.
Сразу после заливки, конструкцию со всех сторон укрывают теплоизоляционным материалом. В результате, бетон твердеет за счет изоляции от холодного воздуха, тепла самой смеси, а также в результате экзотермической реакции цемента.
Количество тепла, которое получает бетон от этих источников, можно подсчитать, и в соответствии с величиной подобрать нужный слой утеплителя. Его должно хватить, чтобы выдержать бетон в плюсовой температуре вплоть до его твердения и демонтажа опалубки, независимо от внешних температурных условий.
Однако, не все конструкции можно согревать методом термоса. Наиболее подходящие – это те, у которых площадь охлаждения сравнительно невелика. То есть, если смесь готовят из портландцементов средней активности, термосное выдерживание годится, если модуль поверхности не выше 8.
Зимой рекомендуют применять быстротвердеющие высокоактивные цементы, а также вводить в них специальные добавки – химические ускорители твердения. Использование добавок, в составе которых есть мочевина, не допускается, так как при температуре выше 40°С происходит ее разложение и недобор прочности бетона до 30%, что выражается в низкой морозостойкости и водопроницаемости. Такие меры позволяют использовать метод термоса на поверхностях с модулем от 10 до 15.
В соответствии с теплотехническим расчетом, который производится при проектировании термосного укрывания, количество тепла в бетонной смеси не должно быть ниже количества теплопотерь при остывании за весь период, требующийся для становления твердости бетона.
В качестве утеплителя используют доски и фанеру со слоем пенопласта, опилки, картон, минеральную вату и т. д. Особенно тщательно следует утеплять конструкции с перепадом уровней, углами и тонкими элементами. Опалубка и теплозащита убираются тогда, когда наружный слой бетона достигает 0°С.
Электродный метод обогрева
Способ ускорения застывания бетона путем пропускания в него электрического тока. Широко используется при возведении монолитных конструкций из бетона и железобетона в зимний период, а также при производстве модульных элементов. Среди преимуществ – надежность и простота способа, быстрый разогрев смеси. К недостаткам можно отнести необходимость источника большой мощности на площадке: от 1000 кВт на 5 м³ бетона и постоянное повышение температуры нагрева по мере твердения материала.
Электродный зимний прогрев бетона бывает периферийный, сквозной и с использованием арматуры в качестве передающих электродов. Наиболее часто применяется при работе со слабоармированными конструкциями: фундаментами, стенами, перегородками, колоннами, перекрытиями. Часто может быть совмещен с предварительным прогревом бетона и термосным методом с использованием химических отвердителей.
Поступая в бетон в течение определенного промежутка времени, ток разогревает его равномерно по всей плоскости вне зависимости от толщины сегмента. Это особенно важно при работе с легким бетоном, сложно поддающимся прогреванию. Воздействие тока на отвердение массы обусловлено повышением температуры внутри материала и электролизом воды, а удельное сопротивление бетона меняется на разных стадиях его становления.
Прогрев бетона электродами происходит с применением как минимум двух штырей из металла. Подключенные к противофазным проводам, они передают ток между собой. Очень важно при этом заданное напряжение: оно может быть повышенным (220-380 В) или пониженным (60-128 В). Электропрогрев свыше 127 В применяется только для неармированных сооружений и со строгим соблюдением техники безопасности. В армированном бетоне в случае подачи повышенного напряжения, могут возникнуть локальные перегревы, вызывающие испарение влаги и замыкания.
После заливки, в стены или колонны, втыкаются металлические стержни, на которые с трансформатора подается пониженное напряжение. Электроды представляют из себя металлические прутья или струны, чья длина определяется в зависимости от места использования. Диаметр их составляет от 6 до 10 мм. В зависимости от погоды, шаг между электродами может быть от 0,6м до 1 м.
Если трансформатор трехфазный, для одной колонны будет достаточно одного электрода. Быстрый монтаж и эффективный прогрев с одной стороны, с другой оборачивается дороговизной одноразовых катановых электродов и энергозатрат.
Метод греющей опалубки
Непосредственный контакт электродов с бетоном полезен при прогреве вертикальных сооружений, в то время, как для заливных больше подойдет метод греющей опалубки, но суть процедуры от этого не меняется.
Принцип электродного обогрева монолитной конструкции заключается в поступлении тепла от поверхности опалубки внутрь бетона за счет его теплопроводности. В качестве передатчиков тепла используются ТЭНы, углеграфитовое волокно, слюдопластовые и сетчатые нагреватели.
Для создания равномерного температурного контура, следует утеплить все открытые поверхности и торцы. Заливать бетонную смесь предпочтительно в заранее прогретую опалубку: это сокращает сроки прогревания бетона и арматуры, и предотвращает деформацию формы.
Перед началом укладки смеси, опалубку следует отключить. Режим подачи электричества ко всем щитам должен быть одинаковым, и это выставляется вручную. Температура заранее подогретого бетона не должна превышать 60°С, так как влага может начать испаряться, что увеличит вязкость массы.
Смесь укладывается слоями и немедленно накрывается теплоизолирующими материалами. Перед включением электродов, бетон выдерживается некоторое время для равномерного распределения температуры. Затем, осторожно, по одному, подключаются щиты.
Для достижения 80% прочности, общее время прогрева бетона при температуре 80°С, составляет 13-15ч. С целью экономии, (почти в полтора раза), температуру можно опустить до 60°С, но время застывания будет равно 20-23 ч.
Схема прогрева бетона:
- Устанавливается и подключается пульт управления, разматываются соединительные кабели.
- По всему периметру опалубки и на датчики температуры подключаются штепсельные разъемы.
- К пульту подсоединяются сигнальные фонари. После включения рубильника, напряжение будет подаваться как на силовые, так и на сигнальные цепи, по которым и контролируется наличие напряжения в фазах. Ток сети отслеживается по вольтметру на приборной панели пульта.
- Запускается установка. При помощи переключателей соединяются датчики в щитах опалубки с электронным регулятором температуры.
- Если один из щитов перегревается, подача энергии прекращается, о чем свидетельствует сигнал соответствующей лампы.
- Когда прогрев окончен, установка автоматически отключается.
Инфракрасный обогрев
В данном методе задействуется принцип периферийного использования тепловой энергии, получаемой от инфракрасного излучателя. Им могут являться как металлические (ТЭНы), так и карборундовые излучатели. Инфракрасные передатчики в сочетании с отражателями и другими устройствами представляют собой инфракрасную установку.
Оптимальное расстояние от излучателя до обогреваемой поверхности – 1,2 м. Для лучшего поглощения тепла, опалубку можно покрыть черной матовой краской. Во избежание испарения влаги с поверхности, конструкцию накрывают полиэтиленовой пленкой, рубероидом или пергамином.
Процесс прогрева бетона инфракрасными лучами делят на три стадии: выдержку смеси и ее разогрев, активное прогревание, остывание.
Примерный расход электричества на прогрев 1 м³ равен 120-200 кВт/ч.
Инфракрасное тепло направляется на внешние участки обогреваемой конструкции и способствует таким процессам:
- прогрев обмороженного грунта и слоев бетона, закладных, арматуры, очистка их от наледи и снега;
- ускорение процесса отвердения перекрытий, монолитных конструкций, наклонных и вертикальных сооружений;
- предварительный обогрев зон стыковки застывшей и свежей смесей;
- обогрев труднодоступных для утепления мест.
Использование греющих петель
Метод с нагревательными проводами состоит в том, что на каркасе из арматуры в опалубке выкладывают нужное количество нагревательных проводов (ПНСВ). Их количество рассчитывается в зависимости от теплоотдачи и площади заливки.
Затем сверху выкладывают бетонную массу, и когда по проводам пускают ток, она, благодаря своей теплопроводности, прогревается до 40-50°С. В качестве греющих петель применяют провода для бетона ПНСВ с изоляцией из ПВХ и оцинкованной стальной жилой диаметром 1,2 мм. Также можно использовать ПТПЖ в полиэтиленовой изоляции с двумя жилами по 1,2 мм.
Подача электричества осуществляется через понижающие трансформаторы типа КТП-63/ОБ или КТП-80/86, где можно регулировать мощность нагревания в зависимости от изменений внешней температуры. За раз одной подстанции хватает на обогрев до 30 кубометров бетона при температуре воздуха до -30°С.
Для обогрева 1 м³ требуется в среднем 60м нагревательного провода.
Индукционный прогрев
В основе такого способа прогрева бетона в зимнее время, лежит использование магнитной составляющей в переменном электромагнитном поле, где в результате индукции образуется электрический ток. При таком прогреве, энергия магнитного поля, направленная на металл, преобразуется в тепловую, откуда передается в бетон. Интенсивность прогревания зависит от магнитных и электрических свойств источника тепла (металла) и напряжения магнитного поля.
Индукционный метод применяется к конструкциям с замкнутым контуром, где его длина больше, чем размер сечения, к железобетону с густым армированием или сооружениям с металлической опалубкой. В соответствии с техникой безопасности, прогрев ведут на пониженном напряжении 36-12 В.
Перед заливанием смеси, вдоль контура конструкции выкладывается шаблон, где будут размещаться витки индуктора. Далее в пазы укладывается изолированный провод, куда потом заливается бетон. Как при любом методе обогрева, сначала его выдерживают 2-3 ч при минимальной температуре около 7°С, для этого индуктор активируют на 5-10 мин каждый час. Температура бетона начитает расти со скоростью 5-15°С и по достижении предельной отметки индуктор может быть выключен, тогда дальнейший обогрев производится методом термоса либо переходит на импульсный режим, периодически поддерживая нужный уровень тепла.
К достоинствам этого способа относится равномерный прогрев по всей длине и сечению конструкции, возможность отогрева арматуры и экономия на электродах.
Приблизительный расход энергии на 1 м³ составляет около 120-150 кВт/ч.
Расчет прогрева бетона
Что касается определения длины провода на одну секцию и количества таких секций в конструкции, то это зависит от характеристик провода и напряжения трансформатора.
К примеру, при подаче тока 220В, длина секции ПНСВ 1,2 мм равняется 110 м. Если напряжение уменьшается, пропорционально сокращается и длина провода в сегменте.
Тепло, получаемое от нагревательной секции при среднем расходе провода 50-60 м/м³, способно разогреть залитый бетон до 80°С.
Для получения среднего показателя температуры бетона во время остывания, используется эмпирическая зависимость. Приблизительный расчет охлаждения определяется так:
- На основе метеорологического прогноза погоды на весь зимний период в требуемой местности, устанавливается ожидаемый средний температурный показатель наружного воздуха.
- Определяется модуль поверхности, в соответствии с которым рассчитывается подходящее термосное выдерживание.
- При помощи формулы, вычисляется средняя температура бетона за все время остывания.
- У поставщика цемента получают данные о том, готовая смесь какой температуры будет доставлена и какие у нее экзотермические характеристики.
- По формулам высчитываются теплопотери во время доставки и выгрузки.
- Определяется начальная температура бетона со времени укладывания, учитывая отдачу его тепла на обогрев арматуры и опалубки.
- Исходя из требований прочности, определяют длительность остывания бетонной смеси.
Этот метод вычисления используется для прогнозирования сроков становления бетона, учета потери тепла при заливании, а также теплового излучения с поверхности, но следует помнить, что данные приблизительны.
Похожие статьи
kirpich174.ru
преимущества и недостатки, советы по выбору
Основной целью прогрева бетона является соблюдение правильных условий вывода влаги при проведении работ в зимнее время или при их ограниченных сроках. Принцип действия технологии заключается в поддержке внутри или вокруг толщи раствора повышенной температуры (в пределах 50-60 °С), методы реализации зависят от типа и размера конструкций, марки прочности смеси, бюджета и условий внешней среды. Для достижения нужного эффекта обогрев должен быть равномерным и экономически обоснованным, лучшие результаты наблюдаются при комбинировании.
Обзор методов обогрева
1. Электроды.
Простой и надежный способ электропрогрева, заключающийся в размещении арматуры или катанки толщиной в 0,8-1 см во влажном растворе, образуя с ним единый проводник. Выделение тепла происходит равномерно, зона воздействия достигает половины расстояния от одного электрода к другому. Рекомендуемый интервал между ними варьируется от 0,6 до 1 м. Для запуска работы цепи концы подключают к ИП с пониженным напряжением от 60 до 127 В, превышение этого диапазона возможно только при бетонировании неармированных систем.
Сфера применения включает конструкции с любым объемом, но максимальный эффект достигается при подогреве стен и колонн. Расход электроэнергии в этом случае значительный – 1 электрод требует не менее 45 А, число подключаемых стержней к понижающему трансформатору ограничено. По мере высыхания раствора подаваемое напряжение и затраты возрастают. При заливке ЖБИ технология прогрева электродами требует согласования со специалистами (составляется проект их размещения, исключающий контакт с металлическим каркасом). По окончании процесса стержни остаются внутри, повторная эксплуатация исключена.
2. Закладка проводов.
Суть метода заключается в расположении в толще раствора электрического провода (в отличие от электродов – изолированного), нагреваемого при пропускании тока и равномерно отдающего тепло. В качестве рабочих элементов используется один из следующих видов:
- ПНСВ – изолированный поливинилхлоридом стальной кабель.
- Саморегулирующие секционные разновидности: КДБС или ВЕТ.
Применение проводов считается самым эффективным при необходимости заливки перекрытий или фундамента зимой, они практически без потерь преобразуют электрическую энергию в тепловую и обеспечивают ее равномерное распределение.
ПНСВ обходится дешевле, при необходимости он закладывается по всей площади конструкции (длина ограничена только мощностью понижающего трансформатора), для данных целей подойдет сечение от 1,2 до 3 мм. К особенности технологии обогрева относят потребность в использовании установочных проводов с алюминиевой жилой на открытых участках. Подходящими характеристиками обладает кабель АПВ. Схема ПНСВ 1.2 исключает перехлесты, рекомендуемый шаг между соседними кольцами и линиями составляет 15 см.
Саморегулирующие секции (КДБС или ВЕТ) эффективны при обогреве зимой без возможностей задействования трансформатора или подачи 380 В. Их изоляция лучше, чем у ПНСВ, но стоят они дороже. Схема укладки провода в целом аналогична предыдущей, но его длина ограничена, она подбирается из учета размеров конструкции, разрезать его нельзя. При добавлении в нее устройства контроля за силой тока прогрев осуществляется более плавно и экономно. В целом, оба варианта считаются эффективными при бетонировании зимой, к недостаткам относят лишь сложность укладки и невозможность повторного применения.
3. Тепловые пушки.
Суть технологии заключается в повышении температуры воздуха с помощью электрических, газовых, дизельных и других обогревателей. Обрабатываемые элементы закрывают от холода брезентом, создание такого шатра позволяет достичь внутри условий от +35 до 70 °C. Обогрев осуществляется за счет внешнего источника, который без проблем переносится на другое место без потребности в расходе провода или специальной аппаратуры. Из-за сложностей с закрытием крупных объектов и воздействия только на внешние слои этот способ чаще используется при небольших объемах бетонирования или при резком падении температуры. Энергозатраты в сравнении с электродами или ПНСВ приемлемые, при задействовании дизельных пушек возможен обогрев на объектах без электроснабжения.
4. Термоматы.
Принцип действия этой технологии основан на покрытии свежезалитого раствора полиэтиленом и полотнами инфракрасной пленки во влагостойкой оболочке. Термоматы подключаются к обычной сети, величина энергопотребления варьируется в пределах 400-800 Вт/м2, при достижении границы в +55 °С они выключаются, что позволяет снизить затраты на электропрогрев бетона. Максимальный эффект от применения достигается зимой, в том числе при комбинировании с химическими добавками.
Риск замерзания влаги внутри ЖБИ исключается через 12 часов, процесс полностью автономный. В отличие от проводов ПНСВ термоматы без проблем контактируют с открытым воздухом и влагой, помимо бетонных конструкций они успешно используются для прогрева грунта.
При правильном уходе (отсутствие нахлестов, выполнение изгибов строго по отведенным линиям, защите полиэтиленом) ИК-пленки выдерживают не менее 1 года активной эксплуатации. Но при всех плюсах технология плохо подходит для обогрева массивных монолитов, воздействие матов локальное.
5. Греющая опалубка.
Принцип действия аналогичен с предыдущим: между двумя листами влагостойкой фанеры размещается инфракрасная пленка или изолированные асбестом провода, выделяющие тепло при подключении к сети. Этот способ обеспечивает прогрев в зимнее время на глубину до 60 мм, благодаря локальному воздействию исключен риск растрескивания или перенапряжения. По аналогии с матами эти нагревательные элементы имеют термозащиту (биметаллические датчики с автовозвратом). Сфера применения включает конструкции с любым наклоном, лучшие результаты наблюдаются при заливке монолитных объектов, в том числе при ограниченных сроках строительства, но простой технологию назвать нельзя. При бетонировании фундамента в греющую опалубку заливают раствор с температурой не ниже +15 °C, грунт нуждается в предварительном обогреве.
6. Индукционный метод.
Принцип действия основан на образовании тепловой энергии под воздействием вихревых токов, способ хорошо подходит для колонн, балок, опор и других вытянутых элементов. Индукционная обмотка размещается поверх металлической опалубки и создает электромагнитное поле, в свою очередь оказывающее влияние на арматурные стержни каркаса. Обогрев бетона осуществляется равномерно и качественно при среднем расходе энергии. Подойдет также для предварительной подготовки щитов опалубки зимой.
7. Пропаривание.
Промышленный вариант, для реализации этого способа требуется двухстенная опалубка, не только выдерживающая массу раствора, но и подводящая к поверхности горячий пар. Качество обработки более чем высокое, в отличие от остальных методов, при пропарке обеспечиваются максимально подходящие условия для гидратации цемента, а именно – влажная горячая среда. Но из-за сложности эта методика используется редко.
Сравнение преимуществ и ограничений технологий прогревания
| Способ | Оптимальная сфера применения | Преимущества | Недостатки, ограничения |
| Электродами | Заливка вертикальных конструкций | Быстрый монтаж и прогрев, достаточно размещения электрода в бетоне и подключения его к источнику переменного тока | Значительные энергозатраты – от 1000 кВт на 3-5 м3 |
| ПНСВ | Фундаменты и перекрытия при бетонировании зимой | Высокая эффективность, равномерность. Обогрев проводом позволяет достичь 70% прочности за несколько дней | Потребность в понижающем трансформаторе и проводе для холодных концов |
| ВЕТ или КДБС | То же, плюс работа от простой сети | Высокая стоимость кабеля, ограничение в длине секций | |
| Тепловыми излучателями | Конструкции с небольшой толщиной | Возможность контроля температуры, применение при резком похолодании, минимум проводов, относительно низкие энергозатраты | Воздействие осуществляется локально, качественный обогрев происходит только во внешних слоях |
| Термоматами | Грунт перед заливкой раствора, перекрытия | Многократное применение, возможность контроля за температурой смести, достижение 30% марочной прочности в течении суток | Высокая стоимость матов, наличие подделок |
| Греющей опалубкой | Объекты быстрого возведения (совмещение с технологией скользящей опалубки) | Обеспечение равномерного прогрева, возможность качественного замоноличивания стыков | Типовые размеры, высокая цена, средний КПД |
| Индукционной обмоткой | Колонны, ригели, балки, опоры | Равномерность | Не подходит для перекрытий и монолитов |
| Пропаривание | Объекты промышленного строительства | Хорошее качество прогрева | Сложность, дороговизна |
stroitel-lab.ru
Технология прогрева бетона в зимнее время
Монолитный и монолитно-каркасный способы возведения зданий и сооружений в настоящее время стали самыми распространенными. При этом построить многосекционную жилую высотку или большое промышленное здание за один летний сезон нереально. Откладывать строительство на следующий сезон нерентабельно, а бетонировать в мороз тоже нельзя. Обойти природные условия и продолжить строительство позволяет технология прогрева бетона в зимнее время.
Особенности затвердевания бетона
Бетонная смесь состоит из трех основных компонентов – это щебень, песок и цемент. В таком состоянии она не активна и лишь только после добавления воды начинается процесс гидратации цемента. Для полного затвердевания до расчетной прочности бетону нужно минимум 28 дней и все это время реакция должна продолжаться.
Нормальными условиями для затвердевания бетонного раствора считается температура воздуха 20°C и сохранение влажности на весь срок затвердевания. Допускается снижение температуры до 10°C, так как процесс замедляется незначительно, а если температура упадет до 5°C, то гидратация замедлится в двое.
При более высоких температурах или прямом нагреве поверхности конструкции солнечными лучами, бетон теряет влагу и реакция также замедляется или вовсе останавливается. К тому же при ускоренном высыхании усадка происходит неравномерно, что приводит к растрескиванию и шелушению.
При снижении температуры отметки ниже 0°C реакция затвердевания останавливается, а вода в составе бетонного раствора начинает кристаллизоваться, при этом кристаллы воды расширяются. После оттаивания гидратация восстанавливается, а оттаявшие кристаллы образуют поры. В результате бетон уже не набирает нужной прочности, потеряв ее значительную часть безвозвратно.
Для ускорения темпов строительства, а также для компенсации замедления гидратации цемента до 0°C в смесь добавляют химические компоненты, которые ускоряют затвердевание. При нормальных условиях набор прочности, благодаря добавкам, происходит почти в 3-е быстрей.
В диапазоне от 0 до 5°C, кроме добавки ускорителя, увеличивают пропорцию цемента или используют быстросхватывающиеся цементные составы. При этом в воду для затворения раствора добавляют вещества, предотвращающие кристаллизацию, на случай кратковременных заморозков. Все эти меры достаточны пока столбик термометра не опустится ниже нуля. Но когда на улице наступает мороз, без прогревания бетона не обойтись.
Важно! Для экономии электроэнергии или топливного ресурса для прогрева бетона, в смесь также вводят ускоряющие затвердевание добавки, что значительно снижает продолжительность прогрева.
Применение нагревательных проводов
Сегодня это самый прогрессивный метод, подходящий для конструкций любой сложности. В качестве нагревателей используют специальные провода ПНСВ. Это отечественный сертифицированный продукт, поэтому его использование безопасно и обходится сравнительно недорого.
Провод представляет собой сплошную стальную жилу в ПВХ изоляции. В отличие от токоведущих проводов, эта модель рассчитана на нагрев. Технология заключается в предварительной укладке провода в опалубочной конструкции с расчетным шагом петель укладки и подключения его к понижающему трансформатору. После этого производится заполнение опалубки бетонной смесью, уплотнение и включение питания кабеля.
Важно! Учитывая, что стенки опалубки и арматурный каркас остужены до температуры окружающей среды, бетон доставляют нагретым до 30°C.
В среднем подогрев продолжают в течение 3-х суток, но точные сроки устанавливаются расчетным методом в зависимости от толщины конструкции, марки бетона, добавок и др.
Технология имеет интересную особенность. В сравнении с дорогостоящими рецессивными нагревательными кабелями, в которых применяется высокоомная греющая жила, в ПНСВ применяется стальная с низким сопротивлением. Если подключить такой провод в сеть напрямую, то произойдет короткое замыкание, поэтому для его подключения применяют мощные понижающие трансформаторы с регулировкой выходного напряжения 45-100 В. Во-первых, это безопасней, а во-вторых, провод, который навсегда остается в бетоне, стоит дешево, а трансформатор используется постоянно на всех последующих объектах.
К тому же данная методика позволяет точно регулировать нагрев, автоматически понижая или повышая рабочее напряжение. Заложенный в бетонный раствор нагревательный провод может эксплуатироваться еще 15 лет, при этом использоваться как отопление на момент продолжения строительства в стадии внутренних работ.
Электродный прогрев
Технология прогрева бетона в зимнее время электродами также популярна и имеет широкое применение. В этом случае бетон прогревается за счет прохождения через него электрического переменного тока. Для этого в опалубке размещают электроды и подключают их к питанию через трансформатор. После заполнения бетонной смесью, систему включают и масса начинает нагреваться. Методика имеет свои нюансы и во многом зависит от формы и толщины конструкции.
Для горизонтальных конструкций
К горизонтальным конструкциям относятся такие, у которых высота меньше длины и ширины, например, площадки, перекрытия и др. Для их прогрева применяют стержневые электроды. Такой электрод представляет собой стальной прут Ø 8-12 мм. Установка электродов производится вертикально, а их количество и расстояние между ними рассчитывается в зависимости от толщины конструкции таким образом, чтобы площадь контакта со смесью достигала нормы.
Для вертикальных конструкций
Это стены, ленточные фундаменты, парапеты, кроме колонн. Здесь используются пластинчатые или полосовые электроды. При небольшой высоте сооружения металлические пластинки шириной 400-450 мм устанавливаются на стенах опалубки, при высоких стенах аналогично вертикально устанавливают такие же по толщине полосы. Зазор между электродом и стенкой опалубки должен быть 40 мм. Шаг установки электродов также вычисляется и учитывается в технологической части проекта.
Для колонн
Это самый сложный вид электродного прогрева, для которого применяются струнные электроды. Один электрод круглого сечения диаметром в зависимости от толщины колонны устанавливают вертикально ровно по центру конструкции. Вторым электродом служит стальной лист, который является прокладкой между опалубкой и толщей заполняемого бетона. Лист после распалубки снимается.
Одна из сложностей такого процесса заключается в регулировке прогрева. В процессе затвердевания бетона, его электрическое сопротивление изменяется, а регулировать по току было бы не совсем верно. Поэтому весь процесс сопровождается постоянным контролем температуры и требует более квалифицированного подхода.
Важно! В частном строительстве подобная технология может осуществляться с помощью сварочного аппарата с функцией прогрева отсыревших электродов.
Инфракрасный периферийный обогрев
Применяется только для тонких конструкций, швов или горизонтальных монолитных поверхностей. В этом случае прогрев на всю глубину не производится, поэтому метод проще назвать «обогревом». Технология довольно затратная и требует досконального соблюдения правил, поэтому применяется достаточно редко.
В качестве нагревателей используются ТЭНовые или карборундовые излучатели со сферическим или трапециевидным отражателем. Приборы располагаются на расстоянии от обогреваемой поверхности 1-1,2 м. При горизонтальном обогреве излучатели устанавливаются равномерно, чтобы вся поверхность бетона была в зоне их действия. В случае с вертикальными конструкциями обогрев производится через опалубочную конструкцию. При этом тепловое излучение концентрируют в нижней части так, чтобы на нижнюю треть приходилось 50% теплового воздействия, 30% ‒ на среднюю и 20% ‒ на верхнюю.
Технология также имеет свои особенности. Например, при прогреве через стенку опалубки ее заранее окрашивают черным матовым цветом. При прямом воздействии на бетон его необходимо увлажнять. Ввиду всех этих сложностей и значительных затрат электроэнергии методику применяют нечасто, но в некоторых случаях она незаменима. ИК-обогрев стал оптимальным решением в зимнее время для швов между панелями, слоя штукатурного раствора при внутренней и наружной облицовке, а также для стяжки полов.
Применение тепловых пушек
Прогрев бетона тепловой пушкой – довольно трудоемкий процесс, так как требует тщательной подготовки. Однако в условиях отсутствия электричества, этот способ становится единственной альтернативой. Данная технология предусматривает применение дизельных агрегатов с предварительным сооружением теплозащитной конструкции.
В первую очередь возводится каркас, позволяющий закрыть всю опалубку полиэтиленовой пленкой. Затем на каркасе закрепляется пленка, образуя своеобразную теплицу. После укладки бетона включается тепловая пушка, которая нагнетает горячий воздух внутрь «теплицы».
Важно! При обогреве тепловой дизельной пушкой в ее рабочем пространстве не должны находиться люди, так как возникает опасность удушения продуктами сгорания топлива.
Расположение пушки должно обеспечивать подачу тепла к центру сооружения без прямого воздействия на полиэтилен. Потом тепло равномерно распространятся по всей теплице.
Недостатком такого способа является ускоренное испарение воды из бетона. Поэтому открытые поверхности необходимо засыпать деревянной стружкой или укрыть полиэтиленом.
qwizz.ru
: Фундамент. Бетон. Отмостка :: BlogStroiki Default Default :: BlogStroiki
Технология бетонирования c прогревом, в том числе и в зимнее время, в основном базируется на применении различных методов прогрева бетона с его последующим выдерживанием до
приобретения им заданной критической прочности к концу установленного срока выдерживания и достижения нормативных значений критической и распалубочной прочности.
В зависимости от вида конструкции и температуры наружного воздуха используются различные методы прогрева бетона:
— Выдерживание бетона методом термоса
— Электропрогрев бетона (обогрев бетона монолитных конструкций нагревательными проводами)
— Паропрогрев и воздухообогрев бетона
— Применение бетона с противоморозными добавками и ускорителей твердения
— Предварительный разогрев бетонной смеси перед укладкой в опалубку;
— Применение «теплого» бетона
— Термоопалубка и др.
Метод термоса, основан на применении утепленной опалубки с устройством сверху защитного слоя. Бетонную смесь температурой 20-80″С укладывают в утепленную опалубку, а открытые поверхности защищают от охлаждения. При проектировании термосного выдерживания бетона подбирают тип опалубки и степень ее утепления. Сущность метода термоса состоит в том, чтобы бетон, остывая до 0″С, должен набрать критическую прочность. Учитывая это, назначают толщину и вид утеплителя опалубки. Утепление опалубки выполняют без зазоров и щелей, особенно в местах стыкования теплоизоляции.
По окончании бетонирования утепляют верхние открытые поверхности, при этом теплотехнические свойства этого утеплителя должны быть не ниже, чем у основных элементов опалубки. Опалубку и утеплитель демонтируют по достижении бетоном критической прочности. Поверхности распалубленной конструкции ограждают от резкого перепада температур.
Метод электропрогрева. (обогрев бетона монолитных конструкций нагревательными проводами)
Сущность этого способа заключается в закреплении на арматурном каркасе (перед укладкой бетонной смеси в опалубку) нагревательных проводов определенной длины. Длина и количество нагревателей определяются расчетом. Теплота, выделяемая нагревательными проводами при прохождении по ним тока, передается бетону и распределяется в нем путем теплопроводности. Этот метод позволяет разогреть бетон до +50-60″С. Однако во избежание появления температурных напряжений в бетоне и образования микротрещин, специалисты рекомендуют использовать мягкие режимы обогрева, с температурой изотермического прогрева не более +40″С.
Паропрогрев бетона.
Паропрогрев заключается в создании при помощи пара благоприятных тепловлажностных условий, значительно ускоряющих твердение бетона. Как и электропрогрев, он состоит из стадий разогрева до заданной температуры, изотермического прогрева при этой температуре и остывания.
При паропрогреве температуру в бетоне повышают с такой же интенсивностью, как и при электропрогреве. Максимальная температура прогрева бетона при применении быстротвердеющих цементов не должна превышать 70, портландцемента — 80 и шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента — 90° С.
При прогреве монолитных конструкций из-за больших потерь тепла температура разогрева бетона обычно не превышает 70° С. При такой температуре за 24—28 ч можно получить такую же прочность, как и через 10—15 дней при твердении бетона на воздухе при температуре 15° С.
Наиболее распространен паропрогрев бетона с применением паровой рубашки. При этом способе устраивают полную или частичную оболочку (рубашку), охватывающую прогреваемую конструкцию или ее элемент вместе с опалубкой и обеспечивающую свободное обтекание поверхности бетона (или опалубки) паром.
Паровые рубашки устраивают до бетонирования. Ограждения паровых рубашек должны быть плотными, малотеплопроводными и отстоять от опалубки или бетона не более чем на15 см, образуя пространство для впуска пара. Обычно их делают из утепленных деревянных щитов 2 или фанеры с прокладкой толя 5. Щиты плотно пригоняют один к другому, а швы между ними закрывают нащельниками или промазывают глиной.
Воздухообогрев бетона.
Воздухообогрев бетонных конструкций основан на создании в замкнутом пространстве благоприятных тепловлажностных условий в результате интенсивного испарения излишней воды из бетона при повышенной температуре.
Замкнутое пространство создают специальными ограждениями: тепляком или шатром, внутри которых размещают нагревательные приборы. Шатры в отличие от тепляков перемещают вверх по мере роста бетонных сооружений. Тепляки демонтируют после выдерживания конструкции и на новом месте собирают вновь.
Применение противоморозных добавок и ускорителей твердения — наиболее простой, эффективный и чаще всего применяемый метод твердения бетона при отрицательных температурах.
Выбор модификатора противоморозного действия зависит от типа и условий эксплуатации объекта строительства. По мнению специалистов, применение добавок целесообразно в сочетании с дополнительным подогревом.
Предварительный разогрев бетонной смеси перед укладкой в опалубку.
Бетонная смесь разогревается, укладывается в опалубку, уплотняется, укрывается теплоизоляцией и выдерживается до достижения бетоном требуемой прочности. Предварительный разогрев дает возможность за 5-12 мин. (в зависимости от плотности заполнителя бетона) разогреть бетонную смесь до температуры 60-80″С, путем включения материала в электрическую цепь как сопротивление, быстро уложить ее в конструкцию, уплотнить, укрыть теплоизоляцией с последующим термосным выдерживанием до достижения бетоном требуемой прочности.
Применение «теплого» бетона. Суть этого метода сводится к повышению внутреннего запаса тепла за счет предварительного подогрева компонентов бетона до расчетной температуры в условиях завода. В первую очередь нагревают воду до 80″С, как наиболее теплоемкий материал, а щебень и песок нагревают до 40″С. Подогрев компонентов бетонной смеси стимулирует реакцию гидратации между водой и цементом и таким образом, ускоряет твердение смеси и набор прочности. Кроме того, как показывает практика, прочность такого бетона выше, чем подогретого уже после укладки.
Термоопалубка (греющие опалубки) — многослойные щиты, которые оснащены нагревательными элементами и утеплены. Теплота через палубу щита передается в поверхностный слой бетона, а затем распространяется по всей его толщине. Обогрев бетона таким способом не зависит от температуры наружного воздуха. Основное требование, предъявляемое к термоопалубке — равномерность распределения температуры по опалубке щита. В качестве нагревательных элементов применяют трубчатые электронагреватели (ТЭНы), греющие провода и кабели, гибкие тканевые ленты, а также нагреватели, изготовленные из нихромовой проволоки, композиции полимерных материалов с графитом (углеродные ленточные нагреватели) и токопроводящими элементами и др.
Термоэлектрические маты
Чтобы добиться наивысшей эффективности при небольших затратах, не отклоняясь от СНИП, необходимо правильно выбрать оборудование для прогрева бетона.
Термоэлектрические маты разработали и внедрили в производство российские ученые. Термоэлектроматы производятся на основе отечественного резистивного материала.
Термоэлектрический мат – это оборудование, которое укладывается непосредственно на свежеуложенный бетон, покрытый предварительно защитной пленкой.
Прогрев бетона термоэлектроматами заключается в создании на поверхности бетонной конструкции положительной температуры для компенсации теплопотерь. Прогрев происходит глубоко в массу бетона по всему объёму, равномерно без локальных зон перегрева.
Использование термоэлектрических матов позволяет сократить время затвердевания бетона толщиной до 200 мм до 12 часов, при удельной мощности не более 400 Вт/м².
Данная технология позволяет избежать ошибок при прогреве бетона.
Компания Импульс под торговым знаком ФлекcиХИТ производит и продаёт термоэлектроматы. На производстве постоянно создаются новые виды обогревателей. За это время сменилось несколько поколений термоэлектроматов. Вся продукция запатентована, сертифицирована, соответствует стандартам и нормативно-технической документации.
Термоматы отличаются простотой использования и высокой эффективностью, что дает возможность применять технологию распределенного инфракрасного прогрева в тех производствах, где не возможны другие способы прогрева или они не эффективны.
Прогрев термоэлектроматами является наиболее экономичным способом прогрева бетона.
Термоэлектроматы ФлексиХИТ являются отличной альтернативой проводному, электродному и другим дорогостоящим методам прогрева.
При этом термоэлектроматы обеспечивают равномерный тепловой поток по всей площади изделия и полностью предотвращают локальный перегрев.
Все больше специалистов признают применение термоматов более технологичным способом термообработки бетона.
В результате многолетнего использования термоматов на строительных площадках и при производстве ЖБИ были учтены замечания строителей и была разработана новая инновационная модель термоматов .
Сравнительная характеристика новой и предыдущей модели термоматов:
Добавлено: 16.07.2019 16:46
blogstroiki.ru
Прогрев бетона в зимнее время: видео, технологии, схемы
С повторным открытием бетона, человечество буквально рвануло ввысь, т.к. этот материал позволял воплощать задумки архитекторов в реальность. Почему с повторным открытием? Этот материал был известен и использовался еще во времена Римской Империи и с ее падением технология была утрачена. Современный бетон на цементе получил известность в 1844 году. В наше время трудно представить стройку без бетонных элементов и цементного раствора. В этой статье мы расскажем вам о том, как осуществить прогрев бетона в зимнее время и для чего это нужно.
Как происходит строительство в зимний период?
Зима период низких температур, как же происходит возведение комплексов из бетонных конструкций в это время? Ведь известно, что бетон — это смесь гравия, песка, цемента и воды в определенной пропорции. А время, за которое раствор набирает расчетную прочность составляет 28 дней. Также знаем, что вода, замерзая, занимает больший объем, и способна разорвать монолитные конструкции.
Есть несколько способов обойти температурное ограничение, но они все сводятся к одному, поддержание температуры раствора выше нуля. Если не соблюдать эту норму, возведенная конструкция будет недостаточно прочной и очень быстро разрушится. Ниже мы предоставим несколько популярных методов прогрева бетона на стройке в зимнее время.
Укрытие и тепловые пушки
Технология довольно простая — над нужным участком строится палатка и тепловыми пушками нагнетается тепло. Довольно распространенный дедовский способ прогрева фундамента горячим воздухом. Используется на небольших площадях строительства, трудоемкий процесс, связанный с возведением теплоудерживающего купола.
Если вы хотите прогреть бетон тепловой пушкой, учтите, что это будет достаточно затратный вариант. Единственное преимущество данной методики — возможность обогрева бетонной стяжки без электричества. Существуют автономные тепловые пушки, чаще всего дизельные. Если доступа к сети 220 вольт нет, этот вариант прогрева будет самым выигрышным.
Наглядно увидеть такой способ обогрева вы можете на видео:
Использование тепловых пушек
Термоматы
Специальными электронагревателями в виде матов обкладывают залитый подготовленным раствором участок. В раствор добавляют вещества для ускорения процесса схватывания и предотвращения кристаллизации воды. Этот способ хорош для прогрева больших ровных горизонтальных поверхностей в зимнее время.
Сложные конструкции, колонны ими не нагреешь. Подробнее узнать о том, как подогреть бетонную конструкцию матом, вы можете на видео ниже:
Применение матов
Опалубки с ТЭН и электродами
Для прогрева наливаемых стен и бетонных колонн фирмы застройщики используют опалубку с подогревом. Опалубки теплоизолированны и со стороны бетонного раствора установлены нагреватели. Конструкция с ТЭН не требует дополнительного сложного оборудования, элементы легко заменяемые.
Электродная опалубка состоит из стержней или полос металла прикрепленных к опалубке через равные промежутки. Электроды подключают к специальному трансформатору, и за счет воды в растворе цемента происходит его нагрев. Как бы недостаток согревающих опалубок — это стандартные размеры, и если у заказчика нестандартный проект, применяют другие способы прогрева бетона в зимнее время.
Электроды
Чаще всего используют для того, чтобы греть колонны и стены из бетона. После заливки элементов каркаса в опалубке, вставляют арматуру в раствор, располагая и распределяя их группами, подключив к трансформатору или сварочнику, как показано на схеме ниже:
Возможно и заблаговременное размещение струнных электродов вдоль каркаса. На фото наглядно показывается принцип установки электродов в бетон:
Вода в растворе играет роль проводника и постепенно по мере затвердения ток через электроды падает. Катанка после застывания смеси остается частью конструкции. К недостаткам данного способа прогрева можно отнести колоссальные энергозатраты и дополнительные расходы на материал электродов.
Провод ПНСВ
Универсальный и доступный способ прогрева бетона в зимнее время с помощью высокоомного кабеля и понижающего трансформатора. Во время увязки каркаса из арматуры укладывается греющий кабель, размеры и форма конструкции значения не имеет.
Этот способ подогрева применим как на стройплощадке, так и для домашних мастеров строителей. Расскажем немного подробнее, как прогреть бетонную смесь проводом ПНСВ в домашних условиях.
После армирования каркаса конструкции или укладки маяков под наливной пол, провод укладывается змейкой не ближе 20 сантиметров друг от друга (оптимальный шаг укладки). Длина одной петли составляет от 28-36 метров. В качестве источника напряжения можно использовать сварочный аппарат. Схема подключения в этом случае будет выглядеть так:
Нюанс прогрева, ПНСВ нельзя подключать неукрытый раствором, т.к. без поглощения тепла из-за высокой температуры на открытом воздухе, он перегорит. Чтобы избежать перегорания делают переход на алюминиевый кабель, оставляя выходные концы нагревательного провода ПНСВ по 10 см из раствора. Производитель рекомендует ток в кабеле 11-17 ампер, который можно контролировать токовыми клещами. О том, как пользоваться токоизмерительными клещами, мы рассказывали в отдельной статье.
Для домашнего строительства достаточно ПНСВ диаметром 1.2 мм. Его характеристики:
- сопротивление 0,15 Ом/м;
- рабочий ток погруженного в раствор 14-16 ампер;
- температура укладки от -25 до 50 °C.
Расход провода на куб бетона 60 погонных метров. Температура, до которой нагревается бетон — 80 °C, ее контроль осуществляется любым термометром. Скорость набора температуры раствором не должна превышать 10 градусов за час. Чтобы избежать бессмысленных трат на счетах за электроэнергию, нагреваемый участок укрывают любым материалом, препятствующему нагреванию атмосферы, например, засыпают опилками. Для получения отличного результата бетонную смесь перед заливкой также подогревают, температура смеси не должна быть ниже +5 °C. Вот по такой инструкции можно прогреть бетон в зимнее время своими руками. Технология трудоемкая, однако под силу даже неопытному человеку. О том, как укладывать греющий кабель в фундаменте, рассказывается в видеоуроке:
Обогрев фундамента проводом
Кстати, вместо провода ПНСВ можно также использовать кабель BET для прогрева бетона. На видео ниже вкратце рассмотрена инструкция по монтажу греющего проводника:
Как работает обогрев кабелем BET
В статье указаны не все способы подогрева бетона зимой. Существуют индукционный, инфракрасный метод и другие, но их не рассматриваем ввиду их малой распространенности и сложности. Мы дали общее представление о технологии строительства бетонных конструкций, и возможности использования домашними мастерами методов нагрева стяжек и стен. Кстати, использование провода ПНСВ возможно не только во время нагрева строящийся конструкции, но уже и после того. Его можно использовать, как готовый теплый пол или анти лед на лестницах или тротуарах. Короткие участки подключаются через понижающий трансформатор от 400 до 1500 ватт. Для подключения напрямую в сеть 220 вольт провод в длину будет более 120 метров.
Вот и все, что хотелось рассказать вам о том, зачем нужен прогрев бетона в зимнее время и как его осуществить с помощью тепловых пушек, электродов либо провода ПНСВ. Надеемся, наши инструкции были для вас понятными. Больше информации вы можете получить, просмотрев видеоуроки в статье.
Советуем также прочитать:
samelectrik.ru