Применение бетона с противоморозными добавками. Применение бетона с добавками–ускорителями твердения. Электродный прогрев бетона. Обогрев токоизолированными металлическими проводами. Предварительный электроразогрев бетонной смеси и инфракрасный обогрев.
Аннотация к работе
При выдерживании бетона в конструкции методом термоса, при предварительном разогреве бетонной смеси, а также при применении бетона с противоморозными добавками допускается укладывать смесь на неотогретое непучинистое основание (подготовку) или на бетон, если по расчету в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзание. 1Прочность бетона монолитных и сборно-монолитных конструкций к моменту замерзания (критическая прочность) 1.1Для бетона без противоморозных добавок: конструкций, эксплуатирующихся внутри зданий, фундаментов под оборудование, не подвергающихся динамическим воздействиям, подземных конструкций конструкций, подвергающихся атмосферным воздействиям в процессе эксплуатации, для классов прочности на сжатие: С8/10 от С12/15 до С20/25 С25/30 и выше конструкций, подвергающихся по окончании выдерживания переменному замораживанию и оттаиванию в водонасыщенном состоянии или к бетону которых предъявляют требования по водонепроницаемости более W4 в преднапряженных конструкциях Не менее 5 МПА % от проектной прочности, ? 50 40 30 70 80 1.2 Для бетона с противоморозными добавками К моменту охлаждения бетона до температуры, на которую рассчитано количество добавок,-?20 % от проектной прочности Контроль прочности бетона производится, как и в летнее время, путем испытания образцов, выдерживаемых в тех же условиях, что и бетонируемые конструкции: - при способе термоса, применении бетонов с противоморозными добавками и при выдерживании бетонов из предварительно разогретых смесей - трех образцов после снижения температуры до расчетной конечной (для бетонов с противоморозными добавками - после расчетной продолжительности твердения до приобретения ими критической прочности перед замораживанием), трех образцов - после оттаивания образцов и их твердения в течение 28 суток в нормальных условиях, трех образцов - перед загружением конструкций; При необходимости ускорения набора прочности бетона корректируют состав бетона: используют другие материалы для бетона (например, цемент большей активности и экзотермии), увеличивают расход цемента и т. п., а также предусматривают отогрев основания (арматуры, опалубки) для снижения потерь тепла в бетоне, применяют опалубку с меньшим коэффициентом теплопередачи.
План
Оглавление
Введение
Введение
На сегодняшний день из существующих технологий возведения зданий и сооружений наиболее перспективным является монолитное строительство - это возведение конструктивных элементов из бетоносодержащей смеси с использованием специальных форм (опалубки) непосредственно на строительной площадке.
Монолитными называются здания в которых основные несущие конструкции (внутренние стены, колонны и перекрытия) выполнены из монолитного бетона. Сборными могут быть ограждающие конструкции, лестничные марши, перегородки и т.п. Доля монолитности должна составлять 70 и более процентов от общего объема конструктивных элементов здания.
Возводить монолитные конструкции следует в соответствии с проектной документацией, требованиями действующих ТНПА.
На основании проектной документации для возведения монолитных конструкций следует разрабатывать проект производства работ (далее - ППР) в соответствии с требованиями ТКП 45-1.03-161-2009 [5]. В состав ППР должны входить технологические карты на возведение монолитных конструкций.
ППР должен предусматривать выбор рациональных технологических и технических решений по возведению монолитных конструкций, включая последовательность выполнения работ, уход за бетоном, контроль качества работ, сроки распалубки конструкций. В ППР должен быть предусмотрен выбор средств механизации для подачи и укладки бетонной смеси.
Материалы и изделия, применяемые при возведении монолитных конструкций, должны соответствовать требованиям действующих ТНПА и иметь документы о качестве и, в соответствии с действующим законодательством, сертификаты соответствия Национальной системы подтверждения соответствия Республики Беларусь.
Контролируемые показатели качества бетона и бетонных смесей следует принимать в соответствии с проектной документацией, требованиями СНБ 5.03.01-02 [1], СТБ 1035, СТБ 1544.
Замена материалов и изделий, предусмотренных проектной документацией, должна осуществляться в порядке, установленном ТКП 45-1.02-295-2014 [3]. Не допускается изменение расчетной схемы работы конструкций на всех стадиях возведения здания. Не допускается ослабление сечений конструкций и узлов.
Транспортирование, складирование и хранение материалов и изделий на строительной площадке следует осуществлять в соответствии с требованиями ТНПА. При этом не допускается образование коррозии на поверхности арматуры и закладных деталей.
По ходу возведения монолитных конструкций должна проводиться геодезическая съемка с составлением исполнительных схем, должны составляться акты освидетельствования скрытых работ и промежуточной приемки ответственных конструкций. В течение всего периода строительства объекта должен быть установлен контроль внешним осмотром за состоянием монолитных конструкций, их узлов и сопряжений и геодезический контроль за перемещениями и деформациями.
При разработке ППР должны быть предусмотрены, а при возведении конструкций обеспечены: - устойчивость и неизменяемость положения опалубки, опорных лесов и самих монолитных конструкций;
- точность их положения в соответствии с требованиями проектной документации и ТНПА;
- прочность, жесткость и плотность бетона монолитных конструкций, недопущение образования трещин;
- надежность конструкций, зданий и их частей.
Размещение на монолитных перекрытиях материалов и изделий должно определяться ППР с учетом несущей способности конструкций.
Возведение бетонных и железобетонных конструкций при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5 °С и минимальной суточной температуре ниже 0 °С должно осуществляться с проведением мероприятий, обеспечивающих твердение бетона и получение в заданные сроки показателей, указанных в проектной документации и в соответствии с ТКП 45-5.03-21-2006 [8].
1.
Опишите процесс бетонирования в зимних условиях
1.1 Общие положения
К зимним условиям относят период производства бетонных работ при ожидаемой среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5°С и минимальной суточной температуре ниже 0°С.
Выбор способа выдерживания бетона монолитных конструкций следует производить в соответствии с данными таблицы 4 на основании технико-экономических расчетов и условий производства работ на стройплощадке.
Таблица 4 - Способы выдерживания бетона
Вид конструкций Минимальная температура воздуха, °С, до Способ выдерживания
Массивные бетонные и ж/б фундаменты, блоки и плиты с модулем поверхности до 3 м-1 -15 Термос
-25 Термос с применением ускорителей твердения бетона Термос с применением противоморозных добавок
Фундаменты под конструкции зданий и оборудование, масс-сивные стены и т. п. с модулем поверхности от 3 до 6 м-1 -15 Термос, в т.ч. с применением противоморозных добавок и ускорителей твердения Обогрев в греющей опалубке
Колонны, балки, прогоны, элементы рамных конструкций, свайные ростверки, стены и перекрытия с модулем поверхности от 6 до 10 м-1 -15 Обогрев в греющей опалубке, греющими проводами с применением ускорителей твердения Предварительный разогрев бетонной смеси, индукционный обогрев и инфракрасный нагрев
Колонны, балки, прогоны, элементы рамных конструкций, свайные ростверки, стены и перекрытия с модулем поверхности от 6 до 10 м-1 -25 Обогрев в греющей опалубке, греющими проводами и термоактивными гибкими покрытиями (ТАГП) с применением противоморозных добавок и ускорителей твердения
Полы, перегородки, плиты перекрытий, тонкостенные конструкции с модулем поверхности от 10 до 20 м-1 -25 Обогрев в греющей опалубке, греющими проводами и термоактивными гибкими покрытиями (ТАГП) с применением противоморозных добавок и ускорителей твердения
Примечание - Противоморозные добавки, как правило, следует применять в комплексе с пластифицирующими добавками.
Бетонные работы следует выполнять в соответствии с требованиями, приведенными в таблице 5.
Основание, на которое укладывается бетонная смесь, а также температура основания, температура арматуры и способ укладки должны исключать возможность замерзания смеси в зоне контакта с основанием и арматурой.
При выдерживании бетона в конструкции методом термоса, при предварительном разогреве бетонной смеси, а также при применении бетона с противоморозными добавками допускается укладывать смесь на неотогретое непучинистое основание (подготовку) или на бетон, если по расчету в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзание.
При невозможности соблюдения данного условия основание отогревают на глубину промерзания либо на 300 мм, если глубина промерзания более 300 мм.
Пучинистые основания отогревают во всех случаях на глубину промерзания либо на 500 мм, если глубина промерзания более 500 мм.
Бетонирование густоармированных конструкций с арматурой диаметром
Таблица 5 - Требования к производству бетонных работ
Наименование показателей, технические требования Значение показателей, единицы измерения
1Прочность бетона монолитных и сборно-монолитных конструкций к моменту замерзания (критическая прочность) 1.1Для бетона без противоморозных добавок: конструкций, эксплуатирующихся внутри зданий, фундаментов под оборудование, не подвергающихся динамическим воздействиям, подземных конструкций конструкций, подвергающихся атмосферным воздействиям в процессе эксплуатации, для классов прочности на сжатие: С8/10 от С12/15 до С20/25 С25/30 и выше конструкций, подвергающихся по окончании выдерживания переменному замораживанию и оттаиванию в водонасыщенном состоянии или к бетону которых предъявляют требования по водонепроницаемости более W4 в преднапряженных конструкциях Не менее 5 МПА % от проектной прочности, ? 50 40 30 70 80
1.2 Для бетона с противоморозными добавками К моменту охлаждения бетона до температуры, на которую рассчитано количество добавок, -?20 % от проектной прочности
2 Загружение конструкций расчетной нагрузкой допускается после достижения бетоном прочности Не менее проектной
3 Температура воды и бетонной смеси на выходе из смесителя, приготовленной: °С, не более на портландцементе, шлакопортландцементе, пуццолановом портландцементе марок ниже М600 Воды - 70, . Смеси - 35 на быстротвердеющем портландцементе и портландцементе марки М600 и выше Воды - 60, Смеси - 30 на глиноземистом портландцементе Воды - 40, Смеси - 25
4 Температура бетонной смеси, уложенной в опалубку, к началу выдерживания или термообработки: методом термоса с противоморозными добавками при тепловой обработке Устанавливается расчетом, но не ниже 5 °С Не менее чем на 5 °С выше температуры замерзания раствора затворения Не ниже 0 °С
5 Температура в процессе выдерживания и тепловой обработки для бетона на: Определяется расчетом, но не выше, °С: портландцементе шлакопортландцементе 80 90
6 Скорость подъема температуры при тепловой обработке бетона: для конструкций с модулем поверхности, м-1: до 4 от 5 до 10 включ. св. 10 и скользящих опалубок для стыков °С/ч, не более 5 10 15 20
7 Скорость остывания бетона по окончании тепловой обработки для конструкций с модулем поверхности, м-1: до 4 Определяется расчетом от 5 до 10 включ. 5 °С/ч св. 10 10 °С/ч
8 Разность температур наружных слоев бетона и воздуха при распалубке с коэффициентом армирования до 1 % включ., св. 1 до 3 % включ. и более 3 % должна быть, соответственно, для конструкций с модулем поверхности, м-1: от 2 до 5 включ. св. 5 °С, не более 20, 30, 40 30, 40, 50 более 24 мм, арматурой из жестких прокатных профилей или с крупными металлическими закладными частями следует выполнять с предварительным отогревом металла до положительной температуры или местным вибрированием смеси в приарматурной и опалубочной зонах, за исключением случаев укладки предварительно разогретых бетонных смесей (при температуре смеси выше 45 °С). Продолжительность вибрирования бетонной смеси должна быть увеличена не менее чем на 25 % по сравнению с летними условиями.
Перед укладкой бетонной смеси поверхности стыков сборных железобетонных элементов, рабочих швов монолитных конструкций, арматура, закладные части и опалубка должны быть очищены от снега и наледи.
Неопалубленные поверхности конструкций следует укрывать паро- и теплоизоляционными материалами непосредственно по окончании бетонирования.
Выпуски арматуры забетонированных конструкций должны быть укрыты или утеплены на высоту (длину) не менее 0,5 м.
Температурный режим твердения бетона, а также конечную температуру бетона к началу снятия опалубки определяют в контрольных точках, расположенных на глубине 50 мм от поверхности бетона.
В случаях, когда разность температур наружных слоев бетона и воздуха к моменту распалубки превышает допустимые значения, указанные в Таблице 5, или требуемая прочность бетона достигнута за меньший отрезок времени, допускается переводить твердение бетона в режим естественного остывания, не снимая опалубки. Допускается отсоединять опалубку от поверхности бетона, не снимая ее, или заменять на теплоизоляционное укрытие с равнозначным коэффициентом теплопередачи - для обеспечения постепенного охлаждения бетона.
Бетонные работы следует производить по утвержденному проекту производства работ (ППР) или технологическим картам.
Контроль температуры бетона выполняет строительная лаборатория.
Продолжительность загрузки бетонной смеси в расчетах следует выделять из общих затрат времени на ее приготовление и выгрузку, так как при свободном падении через холодный воздух смесь наиболее интенсивно охлаждается.
При контроле качества следует руководствоваться требованиями ТКП 45-1.03-161-2009 [5], СНБ 5.03.02-02 [1], П1-99 к СНИП 3.09.01-85 [1], СНБ 5.03.01, СТБ 1112 и ТКП 45-5.03-21-2006 [8].
До установки опалубки необходимо определить глубину отогрева промороженного основания, если это предусмотрено технологической документацией, и состояние теплоизоляции опалубки.
При предварительном электроразогреве бетонной смеси контролируют ее температуру в каждой емкости и потери формуемости разогретой смеси конкретного состава через каждые 2 ч.
Во время бетонирования измеряют температуру бетона на глубине 5 см после укладки каждого слоя.
Температуру бетона в процессе выдерживания измеряют: - при способе термоса в тепляках и в период остывания после электротермообработки - каждые 2 ч в первые сутки, каждые 4 ч - в последующие 3 суток и 1 раз - в остальное время остывания;
- при выдерживании бетонов с противоморозными добавками - 1 раз в смену до приобретения критической прочности перед замораживанием;
- при электротермообработке бетонов - в период подъема температуры - через каждые 0,5-1 ч, в период изотермического прогрева - через 2 ч. Температуру воздуха измеряют 1 раз в смену, одновременно при электротермообработке измеряют напряжение и силу тока.
Температуру бетона необходимо контролировать в зонах наибольшего нагрева (у электродов, арматурных стержней, греющих проводов, на облучаемой поверхности) и наименьшего нагрева или наибольшего охлаждения (в углах конструкции, на выступающих элементах, на контакте с промороженным основанием или стыкуемыми элементами) на глубине 5 см от поверхности бетона и в ядре сечения конструкции. Температуру измеряют в одной точке на каждые 3 м3 бетона, 6 м длины конструкции, 10 м2 площади перекрытий, 40 м2 площади покрытий.
Контроль прочности бетона производится, как и в летнее время, путем испытания образцов, выдерживаемых в тех же условиях, что и бетонируемые конструкции: - при способе термоса, применении бетонов с противоморозными добавками и при выдерживании бетонов из предварительно разогретых смесей - трех образцов после снижения температуры до расчетной конечной (для бетонов с противоморозными добавками - после расчетной продолжительности твердения до приобретения ими критической прочности перед замораживанием), трех образцов - после оттаивания образцов и их твердения в течение 28 суток в нормальных условиях, трех образцов - перед загружением конструкций;
- при обогреве паром или выдерживании в тепляках - трех образцов по окончании выдерживания и трех образцов после последующего твердения в нормальных условиях в течение 28 суток.
Допускается производить контроль прочности неразрушающими методами.
При зимнем бетонировании необходимо соблюдать требования безопасности, изложенные в ТКП 45-1.03-40-2006, ТКП 45-1.03-44-2006, ГОСТ 12.1.013, Правилах безопасности работы с солями, используемыми в качестве противоморозных добавок, и с их водными растворами, а также в ТКП 45-5.03-21-2006 [8].
1.2 Метод термоса
Бетонирование с применением метода термоса базируется на принципе использования тепла, введенного в бетон на стадии приготовления бетонной смеси или при разогреве ее перед укладкой в опалубку, и тепловыделения цемента в процессе гидратации (экзотермии цемента).
Устанавливают расчетное значение критической прочности бетона, которое должно быть не ниже требований, изложенных в таблице 5, и соответствовать требованиям проектной документации к распалубочной прочности бетона конструкции.
Определяют значение средней температуры бетона за расчетный период твердения, которое обеспечивает достижение требуемой критической прочности бетона, в соответствии с данными таблицы 6. При этом устанавливают рациональное для конкретных условий производства работ соотношение значения средней температуры тср и продолжительности его выдерживания (остывания) в опалубке тост.
Таблица 6 - Зависимость прочности бетона от возраста и средней температуры его твердения
Бетон Возраст, сут Прочность бетона, % от проектной, для средней температуры твердения, °С
В случае применения добавок - ускорителей твердения: CACL2, Na2SO4, ПВК по СТБ 1113 и других, а также цемента, содержащего С3А ? 7 % или С3S С3А ? 60 %, прочность бетона принимают по таблице 5 с поправочным коэффициентом. При необходимости ускорения набора прочности бетона корректируют состав бетона: используют другие материалы для бетона (например, цемент большей активности и экзотермии), увеличивают расход цемента и т. п., а также предусматривают отогрев основания (арматуры, опалубки) для снижения потерь тепла в бетоне, применяют опалубку с меньшим коэффициентом теплопередачи.
1.3 Применение бетона с противоморозными добавками
При применении противоморозных добавок следует руководствоваться требованиями таблицы 2, Пособия П1-99 к СНИП 3.09.01-85 [1], СТБ 1112 и других действующих ТНПА. В Таблице 12 ТКП 45-5.03-21-2006 [8] (Таблица 7) приведено рекомендуемое содержание некоторых противоморозных добавок в бетоне в зависимости от расчетной температуры его твердения и интенсивность роста прочности бетона.
Таблица 7 - Рекомендуемые противоморозные добавки в бетоне
Добавки Расчетная температура твердения бетона, °С Количество безводной добавки, % от массы цемента Прочность бетона, % от проектной, при твердении на морозе в течение, сут
При применении для бетонных смесей неподогретых материалов количество добавок для конкретной расчетной температуры назначается для В/Ц ? 0,5 меньшим, при В/Ц > 0,5 - большим из значений, указанных в таблице 7. При использовании подогретых заполнителей меньшее количество добавок ХК ХН, НК М, НКМ, ННХК, ННХК М и П необходимо применять для бетонов на портландцементе, содержащих 6 % и более трехкальциевого алюмината, меньшее количество добавок НН1 и ХК НН1 - при содержании трехкальциевого алюмината до 6 %. Введение добавок в бетоны на шлакопортландцементе не рекомендуется в связи с их медленным твердением и меньшей конечной прочностью, чем на портландцементе. После дополнительного 28-суточного выдерживания в естественных условиях при температуре выше 0 °С бетоны с противоморозными добавками достигают, как правило, проектной прочности.
Добавки вводят в бетонную смесь в виде водных растворов рабочей концентрации, которые получают смешиванием концентрированных растворов добавок с водой затворения и подают в бетоносмеситель через дозатор воды. Области применения бетона с противоморозными добавками приведены в Таблице 15 ТКП 45-5.03-21-2006 [8] (Таблица 8).
Применение данного способа бетонирования требует технико-экономического обоснования, т. к. может привести к образованию высолов, развитию коррозии стальной арматуры и опалубок, снижению прочности и эксплуатационных характеристик бетона.
Таблица 8 - Области применения бетона с противоморозными добавками
Тип конструкций и условия их эксплуатации Добавки
ХК ХН НКМ, НК М, ННК М ХК НН1 ННХК, ННХК М НН1 П
1 Предварительно напряженные конструкции (кроме указанных в поз. 2), стыки (каналы) сборно-монолитных и сборных конструкций - - - - -
2 Предварительно напряженные конструкции, армированные сталью классов S600, S800, S1000, S1200 и их разновидностями, а также армированные сталью группы III - - - - - -
3 Железобетонные конструкции с ненапрягаемой рабочей арматурой диаметром, мм: более 5 5 и менее - - - -
4 Ж/б конструкции, а также стыки без напрягаемой арматуры сборно-монолитных и сборных конструкций, имеющие выпуски арматуры или закладные детали: а) без специальной защиты стали б) с цинковыми покрытиями по стали в) с алюминиевыми покрытиями по стали г) с комбинированными покрытиями (щелочестойкими лакокрасочными или другими щелочестойкими защитными слоями по металлизационному подслою) - - - - - - - - - - - - - - - - -
5 Ж/б конструкции, предназначенные для эксплуатации: а) в неагрессивных газовых средах б) в агрессивных газовых средах в) в неагрессивных и агрессивных водных средах, кроме указанных в перечислении г - - - - * * г) в агрессивных водных средах - при наличии агрессивного воздействия по показателям содержания сульфатов или солей и едких щелочей, при наличии испаряющих поверхностей д) в зоне переменного уровня воды е) в водных и газовых средах при относительной влажности более 60 % - при наличии в заполнителе включений реакционно-способного кремнезема ж) в зонах действия блуждающих постоянных токов от посторонних источников - - - - - - - - - - - - - - - -
6 Железобетонные конструкции для электрифицированного транспорта и промышленных предприятий, потребляющих постоянный электрический ток - - - - - -
* Допускается в сочетании с добавками, указанными в 7.1.3.
Примечание - Знак «плюс» означает «допускается», знак «минус» - «не допускается».
Противоморозную добавку следует выбирать в зависимости от типа и условий эксплуатации конструкции, темпов строительства, температуры наружного воздуха и технико-экономических показателей.
При выборе противоморозной добавки целесообразно руководствоваться следующими положениями: - бетон с противоморозными добавками допускается применять, если во время выдерживания до приобретения критической прочности температура бетона с максимально допускаемыми дозировками добавок не опускается ниже, °С: - минус 15 - при применении добавки НН1;
- минус 20 - то же ХК ХН; НК М; НКМ; ННК М;
- минус 25 - “ П; ХК НН1; ННХК; ННХК М;
- прочность бетона в зависимости от добавки, продолжительности твердения и расчетной температуры ориентировочно достигает значений, приведенных в таблице 7, а после 28-суточного выдерживания при температуре выше 0°С бетон, как правило, приобретает проектную прочность. Данные Таблицы 7 для выбранной добавки должны уточняться строительной лабораторией применительно к конкретным бетонам и условиям производства работ.
1.4 Применение бетона с добавками - ускорителями твердения
Правила применения добавок в бетонах различного назначения регламентируются ТКП 45-2.0-2008* «Защита строительных конструкций от коррозии», ТКП 45-1.03-161-2009 [5] и устанавливаются в Пособии П1-99 к СНИП 3.09.01-85 [1].
Добавки - ускорители твердения вводят в бетон в виде водных растворов. Контроль качества приготовления растворов добавок осуществляют по их плотности с учетом фактической температуры раствора, данных П1-99 к СНИП 3.09.01-85 [1] (приложение В) и Таблицы 14 ТКП 45-5.03-21-2006 [8] о плотности их растворов при температуре 20 °С и различной концентрации.
1.5 Электродный прогрев бетона
Для электродного прогрева бетона применяются стальные электроды, характеристики которых представлены в Таблице 16 ТКП 45-5.03-21-2006 [8] (Таблица 9).
Расстояние между электродами b находится в пределах от 150 до 400 мм. Оно уточняется и, при необходимости, корректируется расчетом удельной мощности Руд, Вт/м3, которую обеспечивает принятая схема их размещения. При этом должно выполняться условие: Руд ? Рмах, где Рмах - максимальная мощность, необходимая при подъеме температуры прогреваемого бетона для конкретных условий производства работ. Ее значение определяют по 8.2.
Таблица 9 - Характеристики стальных электродов для электропрогрева бетона
Электроды и их назначение Описание, способ установки Область применения
Пластинчатые для сквозного прогрева Стальная палуба щитов, кровельная сталь, закрепленная на деревянной палубе щитов; размеры соответствуют размерам щитов, расположение электродов - на противоположных поверхностях конструкции Конструкции толщиной до 300 мм (балки, прогоны, стены, перегородки, тоннели и т. п.)
Полосовые для периферийного прогрева Полосы из полосовой стали толщиной до 4 мм или из кровельной стали шириной от 20 до 50 мм, закрепленные на деревянной палубе щитов; электроды располагают вертикально Конструкции толщиной до 300 мм (балки, прогоны, стены, перегородки, тоннели и т. п.)
С односторонним расположением Расположены на одной поверхности конструкции Конструкции толщиной до 300 мм (бетонные подготовки, полы, покрытия площадок, перекрытия и т.п.)
С двухсторон.расположением для сквозного прогрева Размещены на двух противоположных поверхностях конструкции Конструкции толщиной 150-500 мм (стены и т. п.)
С расположением на всех опалубленных плоскостях конструкций Размещены на всех опалубочных щитах, при необходимости - на накладных Конструкции толщиной 400 мм и более любых типов
Стержневые для сквозного прогрева Круглая сталь диаметром от 4 до 10 мм; электроды устанавливают (забивают) в бетон отдельно или в виде плоских электродных групп Конструкции любых размеров и типов
Струнные для сквозного прогрева Круглая сталь диаметром от 4 до 16 мм; электроды устанавливают по оси конструкции или параллельно оси Конструкции, длина которых значительно превышает размеры сечения (балки, прогоны, колонны и т. п.)
Использование арматуры в качестве электродов допускается при напряжении не более 85 В во избежание пересушивания пристержневых зон бетона и уменьшения его прочности и качества сцепления с арматурой. Рекомендуется использовать арматуру в качестве нулевой фазы, подключая ее к нулевому проводу. Если арматура не используется в качестве электрода, занулять или заземлять ее не рекомендуется во избежание неравномерности температурного поля и возрастания электрической мощности по сравнению с ее расчетным значением.
Запрещается использовать в качестве электродов преднапряженную арматуру и арматуру растянутых зон конструкций, а также соприкасающуюся с металлическими частями опалубки и ее крепежными элементами. Для питания электропрогрева и других способов электротермообработки применяют комплектные трансформаторные подстанции (КТП) либо трехфазные понижающие трансформаторы.
Заданный температурный режим электротермообработки бетона поддерживают за счет изменения напряжения на электродах, переключая ступени вторичного напряжения понижающего трансформатора. С целью более точного выдерживания заданного температурного режима электротермообработки бетона, повышения его качества, снижения трудовых и энергетических затрат рекомендуется применять автоматическое регулирование напряжения в процессе тепловой обработки. При ручном режиме управления прогревом начальное напряжение, как правило, устанавливают 85 В и более. Через 2-3 ч подъема температуры бетона (в зависимости от консистенции, температуры смеси, вида цемента и, особенно, наличия добавок-электролитов) его рекомендуется снижать, а через 2-5 ч прогрева - снова повышать до 100-120 В.
г) при периферийном прогреве массивных конструкций полосовыми электродами;
д) при прогреве с помощью плоских групп стержневых электродов;
е) при прогреве стержневыми электродами;
ж) при прогреве струнными электродами
Во всех случаях применения энергосберегающих технологий электродного прогрева на основе использования добавок - ускорителей твердения бетона режимы его разогрева и подвода энергии должны устанавливаться строительной (или профильной научно-исследовательской) лабораторией для конкретных материалов и условий производства работ.
При электропрогреве бетона необходимо учитывать специальные требования к производству работ. Стержневые электроды должны выступать на 80-100 мм над конструкцией утепления неопалубленной поверхности для возможности их подключения к токопроводящим проводам при помощи мягкой стальной проволоки диаметром 1-1,5 мм. Полосовые электроды закрепляют на деревянных щитках вертикально, их концы должны выступать на расстояние 80-100 мм за кромку щита для подключения при помощи болта с гайкой к подводкам, закрепленным на токоподводящих проводах. Рекомендуется осуществлять на наружной стороне каждого щита коммутацию полосовых электродов с установкой вилочного разъема, позволяющего быстро подключить щит к токоподводящим проводам.
Рекомендуемое расстояние между электродами и арматурой должно составлять, мм, не менее: - при напряжении на электродах, В до 60 - 25;
- то же “ 85 - 40;
- “ более 85 - 50.
Для бетона конструкций транспортных коммуникаций, конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, и при наличии повышенных требований к бетону по эксплуатационным характеристикам скорость подъема температуры должна быть не более 5 °С/ч.
В качестве токоизолированных проводов используют стальную проволоку диаметром от 1 до 2 мм в полиэтиленовой изоляции со средней нагрузкой 10-50 Вт на 1 пог. м, в зависимости от используемого напряжения и силы тока. Использование проводов из цветных металлов технического преимущества не дает и приводит к удорожанию провода в 5-10 раз.
Токоизолированные провода размещают в монолитных бетонных конструкциях в периферийных слоях, в железобетонных конструкциях - в уровне арматурных сеток и каркасов.
При обогреве стыков провода закладывают в раствор или бетон омоноличивания между стыкуемыми элементами по всей длине стыка (шва). Расход проводов определяется расчетом.
Обогрев бетона с применением токоизолированных проводов осуществляют с использованием понижающих трансформаторов при рекомендуемом напряжении 60 В. Допустимое напряжение для обогрева составляет до 103 В, а температура изотермического прогрева в наиболее нагретых зонах не должна превышать требований таблицы 2. В случае когда , а также когда мощность проводов больше требуемой, можно использовать прерывистый режим изотермического прогрева и по такому же режиму осуществлять подъем температуры.
Нагревательные провода используют для обогрева бетона, уложенного в стыки, швы и местные заделки, тонкостенные бетонные и густоармированные монолитные конструкции, подливки под оборудование, подготовки под полы и дорожные основания толщиной до 300 мм, колонны, перекрытия, перегородки и т. п. Нагревательные провода допускается применять для обогрева монолитных конструкций различных типов, с любой степенью армирования, с модулем поверхности 2 м-1 и более в зимних условиях при температуре наружного воздуха до -50 °С.
Обогрев монолитных конструкций нагревательными проводами может быть совмещен с другими способами интенсификации твердения бетона: предварительным электроразогревом бетонной смеси, использованием высокомарочных и быстротвердеющих бетонов и химических добавок - ускорителей твердения, противоморозных и др., термообработкой в термоактивной опалубке, термоактивными гибкими покрытиями (ТАГП).
Применение нагревательных проводов позволяет возводить монолитные конструкции с модулем поверхности более 20 м-1.
Нагревательные провода с поливинилхлоридной изоляцией рекомендуется применять для обогрева армированных монолитных конструкций, а провода с полиэтиленовой изоляцией - для неармированных. Если нагревательные провода с полиэтиленовой изоляцией используют для обогрева армированных конструкций, при монтаже необходимо в местах контакта с арматурой укладывать дополнительную изоляцию или погонную нагрузку на провод назначать такой, чтобы соответствующая ей температура нагрева не превышала температуру плавления изоляции.
Требуемая удельная электрическая мощность нагревателей зависит от массивности обогреваемых монолитных конструкций, расчетной температуры наружного воздуха и скорости ветра, а также коэффициента теплопередачи утеплителя.
Применяются два режима обогрева бетона: - нагрев бетона до определенной температуры, получаемой подбором необходимой мощности для конкретных внешних условий теплообмена по так называемому саморегулирующему режиму, при котором отпадает необходимость в устройствах для регулирования температуры бетона;
- компенсация тепловых потерь уложенной в опалубку бетонной смеси, предварительно разогретой способом «управляемого термоса».
При использовании данного метода должна быть обеспечена равномерность температурного поля на обогреваемой поверхности конструкции, обеспечиваемая необходимой плотностью укладки нагревательного провода или расстоянием (шагом) b между смежными витками провода.
Шаг b проволочных нагревателей и количество рядов нагревателей в монолитной конструкции обусловлены требуемой удельной мощностью по расчету. Шаг нагревателей должен находиться в пределах от 50 до 150 мм. Для конструкций, контактирующих с грунтом (подготовки под полы, каменные и искусственные основания и т. п.), шаг может приниматься от 150 до 200 мм. В стыках сборных железобетонных элементов, цементно-песчаных подливках под колонны и оборудование, местных заделках шаг нагревателей принимают от 25 до 70 мм. В ответственных монолитных элементах и несущих конструкциях при шаге нагревателей менее 30 мм и их многорядном размещении возможность закладки провода в бетон должна быть согласована с проектной организацией.
Рисунок 14 - Принципиальная схема навивки нагревательного провода в различных монолитных конструкциях: а - в стенах; б - в перекрытиях; в - в перекрытиях, бетонируемых в «пакет» и монтируемых методом «подъема этажей»; г - в столбчатых фундаментах; д - в колоннах; е - в стыках колонн с замоноличенными проводами; ж - в стыках колонн с открытой навивкой на арматурные выпуски; з - в стыках стеновых панелей бетон противоморозный электроразогрев инфракрасный
Продолжительность термообработки и выдерживания бетона, при необходимости, следует корректировать работникам строительной лаборатории путем сопоставления фактического режима обогрева с рекомендуемым. Температуру необходимо контролировать на поверхности бетона конструкции.
Нагревательные провода размещают в конструкции перед бетонированием. В монолитных стенах, колоннах и т. п. применяют вертикальную навивку нагревательного провода. В армированных конструкциях провод навивают снаружи на арматурные сетки и каркасы так, чтобы он располагался в наиболее защищенной от механических воздействий зоне при бетонировании - между арматурой и опалубкой.
В бетонных конструкциях провод навивают на шаблоны, которые укладывают в бетон по мере бетонирования. Принципиальные схемы навивки провода в различных конструкциях приведены на Рисунке 14.
При возведении однотипных монолитных конструкций значительной площади (дорожные основания, перекрытия, откосы, подпорные стенки и т. п.) длина проволочных нагревателей должна быть кратной ширине, длине или высоте конструкции. При этом непрерывную раскладку провода осуществляют через расчетное количество петель выводов.
Нагревательный провод навивают в конструкции без сильного натяжения (с усилием до 30-50 Н), а в углах с режущими кромками под провод укладывают дополнительную изоляцию из рубероида и т. п. Провод крепят к арматуре способом, обеспечивающим целостность его изоляции и несмещаемость при бетонировании конструкции.
Температура бетонной смеси, уложенной в опалубку, должна быть не ниже 5 °С. В целях сокращения продолжительности термообработки бетона рекомендуется укладывать бетонную смесь, предварительно разогретую до температуры 50 °С - 60 °С, в конструкции толщиной до 400 мм.
Если нагревательный провод размещен в зоне контакта с грунтовым основанием, бетонная смесь с температурой около 5 °С может быть уложена на неотогретое непучинистое основание. По мере бетонирования захваток конструкции отдельные секции проволочных нагревателей следует немедленно подключить к обогреву во избежание подмораживания