При бетонировании в зимних условиях широко применяют изотермический прогрев смеси электрическим током.
По способу внесения тепла в бетон различают два вида прогрева смеси электрическим током — электропрогрев и электорообогрев
Электропрогрев бетонных и железобетонных конструкций основан на превращении электрической энергии в тепловую при прохождении электрического тока через свежеуложенный бетон, который с помощью электродов включается в качестве сопротивления в электрическую цепь.
Для электропрогрева применяют одно- или трехфазный переменный ток нормальной частоты (50 Гц), так как постоянный ток вызывает электролиз воды в бетоне.
Электропрогрев бетона осуществляют при пониженных напряжениях (50… 100 В).
Для прогрева малоармированных конструкций (с содержанием арматуры до 50 кг на 1 м3) в исключительных случаях применяют бестрансформаторный прогрев с напряжением электрического тока 120…220В.
По способу внесения тепла в бетон различают два вида прогрева смеси электрическим током — электропрогрев и электорообогрев
Электропрогрев бетонных и железобетонных конструкций основан на превращении электрической энергии в тепловую при прохождении электрического тока через свежеуложенный бетон, который с помощью электродов включается в качестве сопротивления в электрическую цепь.
Для электропрогрева применяют одно- или трехфазный переменный ток нормальной частоты (50 Гц), так как постоянный ток вызывает электролиз воды в бетоне.
Электропрогрев бетона осуществляют при пониженных напряжениях (50… 100 В).
Для прогрева малоармированных конструкций (с содержанием арматуры до 50 кг на 1 м3) в исключительных случаях применяют бестрансформаторный прогрев с напряжением электрического тока 120…220В.
При бетонировании в зимних условиях широко применяют изотермический прогрев смеси электрическим током.
По способу внесения тепла в бетон различают два вида прогрева смеси электрическим током — электропрогрев и электорообогрев
Электропрогрев бетонных и железобетонных конструкций основан на превращении электрической энергии в тепловую при прохождении электрического тока через свежеуложенный бетон, который с помощью электродов включается в качестве сопротивления в электрическую цепь.
Для электропрогрева применяют одно- или трехфазный переменный ток нормальной частоты (50 Гц), так как постоянный ток вызывает электролиз воды в бетоне.
Электропрогрев бетона осуществляют при пониженных напряжениях (50… 100 В).
Для прогрева малоармированных конструкций (с содержанием арматуры до 50 кг на 1 м3) в исключительных случаях применяют бестрансформаторный прогрев с напряжением электрического тока 120…220В.
При электропрогреве электрическое сопротивление возрастает, а для поддержания постоянной температуры необходимо сохранять постоянной силу тока. Для этого в процессе прогрева трансформаторами периодически повышают напряжение (ступенчатый прогрев).
По способу расположения в прогреваемой конструкции различают электроды внутренние (стержневые, струнные) и поверхностные (нашивные, плавающие).
Стержневые электроды изготовляют из арматурной стали диаметром 6…10 мм. Их устанавливают через открытую поверхность бетона или отверстия в опалубке с выпуском на 10…15 см концов для подключения к сети. Стержневыми электродами прогревают фундаменты, балки, прогоны, колонны, монолитные участки узлов пересечений сборных и других конструкций.
Для обеспечения более равномерного температурного поля электроды в бетоне размещают группами, каждую из которых подключают к отдельной фазе.
Расстояние между одиночными электродами для напряжения до 65 В должно быть не менее 20…25 см и при более высоких напряжениях— не менее 30…40 см. Во избежание короткого замыкания должно быть исключено соприкасание электродов с арматурой. Расположенная вблизи от электродов арматура может изменить -характер электрического (и, следовательно, температурного) поля в бетоне, что приводит к местным перегревам. Допустимые расстояния между электродами и арматурой в зависимости от напряжения в начале прогрева составляют от 5 см при напряжении 51 В до 50 см напряжении 220 В. Концы одиночных электродов .или группы электродов присоединяют к софиту, представляющему собой доску с укрепленными на ней изоляторами и натянутыми изолированными проводами (3 фазы) ПР сечением 16…25 мм2. От софитов электроэнергия по изолированным проводам подводится к распределительному щиту «низкой стороны», затем — к трансформатору и через щит «высокой стороны» поступает к источнику тока (рис. Х.60).
По способу внесения тепла в бетон различают два вида прогрева смеси электрическим током — электропрогрев и электорообогрев
Электропрогрев бетонных и железобетонных конструкций основан на превращении электрической энергии в тепловую при прохождении электрического тока через свежеуложенный бетон, который с помощью электродов включается в качестве сопротивления в электрическую цепь.
Для электропрогрева применяют одно- или трехфазный переменный ток нормальной частоты (50 Гц), так как постоянный ток вызывает электролиз воды в бетоне.
Электропрогрев бетона осуществляют при пониженных напряжениях (50… 100 В).
Для прогрева малоармированных конструкций (с содержанием арматуры до 50 кг на 1 м3) в исключительных случаях применяют бестрансформаторный прогрев с напряжением электрического тока 120…220В.
При электропрогреве электрическое сопротивление возрастает, а для поддержания постоянной температуры необходимо сохранять постоянной силу тока. Для этого в процессе прогрева трансформаторами периодически повышают напряжение (ступенчатый прогрев).
По способу расположения в прогреваемой конструкции различают электроды внутренние (стержневые, струнные) и поверхностные (нашивные, плавающие).
Стержневые электроды изготовляют из арматурной стали диаметром 6…10 мм. Их устанавливают через открытую поверхность бетона или отверстия в опалубке с выпуском на 10…15 см концов для подключения к сети. Стержневыми электродами прогревают фундаменты, балки, прогоны, колонны, монолитные участки узлов пересечений сборных и других конструкций.
Для обеспечения более равномерного температурного поля электроды в бетоне размещают группами, каждую из которых подключают к отдельной фазе.
Расстояние между одиночными электродами для напряжения до 65 В должно быть не менее 20…25 см и при более высоких напряжениях— не менее 30…40 см. Во избежание короткого замыкания должно быть исключено соприкасание электродов с арматурой. Расположенная вблизи от электродов арматура может изменить -характер электрического (и, следовательно, температурного) поля в бетоне, что приводит к местным перегревам. Допустимые расстояния между электродами и арматурой в зависимости от напряжения в начале прогрева составляют от 5 см при напряжении 51 В до 50 см напряжении 220 В. Концы одиночных электродов .или группы электродов присоединяют к софиту, представляющему собой доску с укрепленными на ней изоляторами и натянутыми изолированными проводами (3 фазы) ПР сечением 16…25 мм2. От софитов электроэнергия по изолированным проводам подводится к распределительному щиту «низкой стороны», затем — к трансформатору и через щит «высокой стороны» поступает к источнику тока (рис. Х.60).
Х.60. Схема расположения оборудования при электропрогреве бетонной смеси
1 — сеть 380 В; 2 — щит высокой стороны; 3 — трансформатор; 4 — щит низкой стороны; 5 — блок управления; 6 — коммутационный блок; 7 — софит; 8 — отводы; 9 — бетонируемая конструкция;
1 — сеть 380 В; 2 — щит высокой стороны; 3 — трансформатор; 4 — щит низкой стороны; 5 — блок управления; 6 — коммутационный блок; 7 — софит; 8 — отводы; 9 — бетонируемая конструкция;
Струнные электроды изготовляют из арматурной стали диаметром 6…16 мм и применяют в основном для прогрева колонн и Слабоармированных стен. Струнные электроды устанавливают звеньями длиной 2,5…3,5 м параллельно оси прогреваемой конструкции. Концы струнных электрод ев Г-образной формы выводят наружу для подключения к проводам.
Нашивные электроды через 10…20 см нашивают на плоскость опалубки, соприкасающуюся с бетоном, концы их выводят наружу (рис. Х.61).
Нашивные электроды применяют также для периферийного электропрогрева массивных конструкций с модулем поверхности меньшим 5. В этом случае за счет прогрева наружных поверхностей, утепления опалубки и экзотермии цемента обеспечиваются благоприятные условия выдерживания.
Плавающими электродами прогревают верхние поверхности бетонных и железобетонных конструкций. Их втапливают на 2…3 см в свежеуложенный бетон.
Электрообогрев бетонных и железобетонных конструкций относится к контактным способам внесения в бетон тепла. Для электрообогрева применяют термоактивную опалубку, индукционный прогрев, радиационный метод прогрева.
Термоактивную опалубку (рис: Х.62) широко используют для прогрева горизонтальных и вертикальных поверхностей тонкостенной конструкции. Выполнена эта опалубка (греющая) в виде металлических утепленных щитов, в которые вмонтированы электрические нагреватели из кабеля, тканые, латунные или токопроводя-щие графитовые сетки, трубчатые электронагреватели и др.
В настоящее время получили довольно широкое распространение различные конструкции крупнощитовых и объемно-переставных опалубок с формующими поверхностями в термоактивном исполнении.
Нашивные электроды через 10…20 см нашивают на плоскость опалубки, соприкасающуюся с бетоном, концы их выводят наружу (рис. Х.61).
Нашивные электроды применяют также для периферийного электропрогрева массивных конструкций с модулем поверхности меньшим 5. В этом случае за счет прогрева наружных поверхностей, утепления опалубки и экзотермии цемента обеспечиваются благоприятные условия выдерживания.
Плавающими электродами прогревают верхние поверхности бетонных и железобетонных конструкций. Их втапливают на 2…3 см в свежеуложенный бетон.
Электрообогрев бетонных и железобетонных конструкций относится к контактным способам внесения в бетон тепла. Для электрообогрева применяют термоактивную опалубку, индукционный прогрев, радиационный метод прогрева.
Термоактивную опалубку (рис: Х.62) широко используют для прогрева горизонтальных и вертикальных поверхностей тонкостенной конструкции. Выполнена эта опалубка (греющая) в виде металлических утепленных щитов, в которые вмонтированы электрические нагреватели из кабеля, тканые, латунные или токопроводя-щие графитовые сетки, трубчатые электронагреватели и др.
В настоящее время получили довольно широкое распространение различные конструкции крупнощитовых и объемно-переставных опалубок с формующими поверхностями в термоактивном исполнении.
Х.61. Опалубка с нашивными электродами для прогрева колонны
1 — щиты опалубки; 2 — нашивные электроды; 3 — оверстне для термометра; 4 — провода н фазы сети; 5 — перемычки между электродами
1 — щиты опалубки; 2 — нашивные электроды; 3 — оверстне для термометра; 4 — провода н фазы сети; 5 — перемычки между электродами
Х.62 Термоактивная опалубка
а — панель опалубки с греющим кабелем; б — то же, с сетчатым нагревателем; а.— панель элекроопалубкн; г — схема размещения панелей; 1 — кабель; 2 — клеммная колодка; 3 — листы асбеста; 4 — минеральная вата; 5 — лист фанеры; 6 — сетчатые нагреватели; 7 — разводящие шины; 8 — клеммннк; 9 — проволочный нагреватель; 10 — лист асбошифера; 11 — минераловатные пакеты; 12 — фанера; 13— силовая сеть напряжением 380 В; 14— понижающий трансформатор; 15 — шины софитов; 16 — электродные щиты опалубки
а — панель опалубки с греющим кабелем; б — то же, с сетчатым нагревателем; а.— панель элекроопалубкн; г — схема размещения панелей; 1 — кабель; 2 — клеммная колодка; 3 — листы асбеста; 4 — минеральная вата; 5 — лист фанеры; 6 — сетчатые нагреватели; 7 — разводящие шины; 8 — клеммннк; 9 — проволочный нагреватель; 10 — лист асбошифера; 11 — минераловатные пакеты; 12 — фанера; 13— силовая сеть напряжением 380 В; 14— понижающий трансформатор; 15 — шины софитов; 16 — электродные щиты опалубки
Термоактивная опалубка работает от электрического тока напряжением 40…121 и 220 В, ориентировочный расход электроэнергии на 1 м3 прогреваемого бетона 100…160 кВт-ч.
При использовании термоактивной опалубки температура бетонной смеси в момент укладки не должна быть ниже +5°С. Прогрев ведут в зависимости от модуля поверхности при 35…60°С со скоростью подъема температуры 5…10°С/ч.
Для уменьшения теплопотерь и создания в прогреваемой зоне режима пропаривания бетонируемые участки конструкций в процессе прогрева рекомендуется укрывать полиэтиленовой пленкой, брезентом или рубероидом. Это же рекомендуется и после снятия термоактивной опалубки, что исключает резкое охлаждение бетона и появление трещин в результате температурных напряжений.
Стыки и другие участки железобетонных конструкций, где применение термоактивной опалубки неудобно, а прогрев электродами может привести, к пересушиванию бетона, прогревают другими способами. К ним, например, относится прогрев стыков колонн в опалубке, состоящей из короба, заполненного опилками, смоченными токопроводящим раствором. В опилки устанавливают электроды. При прогреве опилки нагреваются и обеспечивают мягкий режим прогрева стыка. Этим же целям могут служить эластичные греющие опалубки (резиновые, пластиковые и др. с вмонтированными в них электродами).
Электрообогрев горизонтальных поверхностей тонкостенных конструкций можно также осуществлять с помощью электрических отражательных печей, цилиндрических приборов сопротивления и других нагревательных приборов.
Инфракрасный обогрев относится к радиационным методам Прогрева. Его применяют для прогрева монолитных заделов стыков сложной конфигурации, густоармированных стыков старого бетона с вновь укладываемым и других труднодоступных для прогрева мест. Генератор выполнен в виде закрытой изоляцией электроспирали, помещенной в металлический рефлектор на расстоянии 5…8 см от отражающей поверхности. Продолжительность прогрева инфракрасным облучением до 70…80°С—15 ч, из которых около 5 ч приходится на изотермический прогрев.
Имеется опыт использования инфракрасного обогрева и при возведении тонкостенных сооружений в скользящей опалубке, где из-за непрерывного бетонирования исключается контактный электропрогрев. При средней скорости подъема скользящей формы около 2,5 м в сутки инфракрасные установки обеспечивали прогрев бетона до 80°С и прочность бетона (к моменту остывания до 0°С) около 70% проектной. При—этом расход электроэнергии на 1 м3 прогреваемого бетона составил около 140 кВт-ч.
Индукционный метод прогрева бетона, или прогрев в электромагнитном поле, относится к контактным методам. Он сводится к тому, что вокруг прогреваемого железобетонного элемента устраи-
вают обмотку-индуктор из изолированного провода и включают ее в сеть. Под воздействием переменного электромагнитного поля за счет перемагничивания и вихревых токов металлическая опалубка и арматура нагреваются и передают тепловую энергию бетону. При этом благодаря генерации тепла внутри конструкции (в арматуре) и снаружи (в опалубке) в прогреваемом железобетонном элементе устанавливаются благоприятные термов л ажностные условия для твердения бетона. Как показали исследования, наличие электромагнитного поля способствует более равномерному распределению влаги в прогреваемой конструкции и, следовательно, ее более равномерному прогреву.
Режим электропрогрева (рис. Х.63) зависит от конструкции, требуемой прочности бетона к концу прогрева, возможности менее интенсивного остывания и за счет этого наращивания прочности после отключения электрического тока, объема одновременно прогреваемых конструкций, наличия мощностей, \’Необходимых для электропрогрева, максимальной (пиковой) нагрузки сети. Бетон выдерживают по трехступенчатому режиму:
первая ступень прогрева — плавный подъем температуры от начальной t-a до расчетной t;
вторая ступень прогрева — изотермический прогрев при поддержании постоянной расчетной температуры t=const;
третий период характеризуется остыванием бетона от расчетной температуры t до 0°С.
Чем режим прогрева более интенсивен, тем он менее энергоемок. Однако при, интенсивном подъеме тепературы не исключено пересушивание бетона и появление трещин в поверхностных слоях его при остывании. Поэтому при электропрогреве необходимо учитывать следующие ограничения: скорость подъема температуры для массивных конструкций с Мп6—10°С в 1 ч. Для железобетонных каркасных и тонкостенных конструкций интенсивность подъема температуры может быть увеличена до 15°С в 1 ч.
Паровой прогрев бетона позволяет обеспечить мягкий режим выдерживания с наиболее благоприятными тепловлажностными условиями для твердения бетона. Однако этот вид прогрева требует большого расхюда пара (0,5…2 т на 1 м3 бетона), а также большие затраты материалов на устройство паровых рубашек, трубопроводов и т. д.
Максимальная температура при паропрогреве не должна превышать 70…80°С при использовании портландцемента и 60…70°С — шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента.
Наиболее эффективно пропаривание конструкций с Мп>8…10, имеющих относительно большие поверхности обогрева.
При использовании термоактивной опалубки температура бетонной смеси в момент укладки не должна быть ниже +5°С. Прогрев ведут в зависимости от модуля поверхности при 35…60°С со скоростью подъема температуры 5…10°С/ч.
Для уменьшения теплопотерь и создания в прогреваемой зоне режима пропаривания бетонируемые участки конструкций в процессе прогрева рекомендуется укрывать полиэтиленовой пленкой, брезентом или рубероидом. Это же рекомендуется и после снятия термоактивной опалубки, что исключает резкое охлаждение бетона и появление трещин в результате температурных напряжений.
Стыки и другие участки железобетонных конструкций, где применение термоактивной опалубки неудобно, а прогрев электродами может привести, к пересушиванию бетона, прогревают другими способами. К ним, например, относится прогрев стыков колонн в опалубке, состоящей из короба, заполненного опилками, смоченными токопроводящим раствором. В опилки устанавливают электроды. При прогреве опилки нагреваются и обеспечивают мягкий режим прогрева стыка. Этим же целям могут служить эластичные греющие опалубки (резиновые, пластиковые и др. с вмонтированными в них электродами).
Электрообогрев горизонтальных поверхностей тонкостенных конструкций можно также осуществлять с помощью электрических отражательных печей, цилиндрических приборов сопротивления и других нагревательных приборов.
Инфракрасный обогрев относится к радиационным методам Прогрева. Его применяют для прогрева монолитных заделов стыков сложной конфигурации, густоармированных стыков старого бетона с вновь укладываемым и других труднодоступных для прогрева мест. Генератор выполнен в виде закрытой изоляцией электроспирали, помещенной в металлический рефлектор на расстоянии 5…8 см от отражающей поверхности. Продолжительность прогрева инфракрасным облучением до 70…80°С—15 ч, из которых около 5 ч приходится на изотермический прогрев.
Имеется опыт использования инфракрасного обогрева и при возведении тонкостенных сооружений в скользящей опалубке, где из-за непрерывного бетонирования исключается контактный электропрогрев. При средней скорости подъема скользящей формы около 2,5 м в сутки инфракрасные установки обеспечивали прогрев бетона до 80°С и прочность бетона (к моменту остывания до 0°С) около 70% проектной. При—этом расход электроэнергии на 1 м3 прогреваемого бетона составил около 140 кВт-ч.
Индукционный метод прогрева бетона, или прогрев в электромагнитном поле, относится к контактным методам. Он сводится к тому, что вокруг прогреваемого железобетонного элемента устраи-
вают обмотку-индуктор из изолированного провода и включают ее в сеть. Под воздействием переменного электромагнитного поля за счет перемагничивания и вихревых токов металлическая опалубка и арматура нагреваются и передают тепловую энергию бетону. При этом благодаря генерации тепла внутри конструкции (в арматуре) и снаружи (в опалубке) в прогреваемом железобетонном элементе устанавливаются благоприятные термов л ажностные условия для твердения бетона. Как показали исследования, наличие электромагнитного поля способствует более равномерному распределению влаги в прогреваемой конструкции и, следовательно, ее более равномерному прогреву.
Режим электропрогрева (рис. Х.63) зависит от конструкции, требуемой прочности бетона к концу прогрева, возможности менее интенсивного остывания и за счет этого наращивания прочности после отключения электрического тока, объема одновременно прогреваемых конструкций, наличия мощностей, \’Необходимых для электропрогрева, максимальной (пиковой) нагрузки сети. Бетон выдерживают по трехступенчатому режиму:
первая ступень прогрева — плавный подъем температуры от начальной t-a до расчетной t;
вторая ступень прогрева — изотермический прогрев при поддержании постоянной расчетной температуры t=const;
третий период характеризуется остыванием бетона от расчетной температуры t до 0°С.
Чем режим прогрева более интенсивен, тем он менее энергоемок. Однако при, интенсивном подъеме тепературы не исключено пересушивание бетона и появление трещин в поверхностных слоях его при остывании. Поэтому при электропрогреве необходимо учитывать следующие ограничения: скорость подъема температуры для массивных конструкций с Мп6—10°С в 1 ч. Для железобетонных каркасных и тонкостенных конструкций интенсивность подъема температуры может быть увеличена до 15°С в 1 ч.
Паровой прогрев бетона позволяет обеспечить мягкий режим выдерживания с наиболее благоприятными тепловлажностными условиями для твердения бетона. Однако этот вид прогрева требует большого расхюда пара (0,5…2 т на 1 м3 бетона), а также большие затраты материалов на устройство паровых рубашек, трубопроводов и т. д.
Максимальная температура при паропрогреве не должна превышать 70…80°С при использовании портландцемента и 60…70°С — шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента.
Наиболее эффективно пропаривание конструкций с Мп>8…10, имеющих относительно большие поверхности обогрева.
Существуют следующие способы паропрогрева:
погрев в паровой бане, при котором пар подают в огражденное пространство, где находится прогреваемое сооружение. Так как этот способ требует повышенного расхода пара, его применение ограничено;
прогрев в паровой рубашке, при котором пар подают в замкнутое пространство, образованное вокруг прогреваемой конструкции паропроницаемым ограждением. Ограждение должно отстоять от опалубки на 15 см и быть паронепроницаемым, для чего устраивают пароиэоляцию из толя. Прогрев в паровой рубашке эффективен для конструкций с большими поверхностями, например для монолитных ребристых перекрытий.
Способ парового прогрева может оказаться эффективным при бетонировании высотных конструкций в скользящей или переставной опалубках. В этом случае пар подают под закрепленный к опалубке и свисающий вокруг возводимой конструкции фартук.
погрев в паровой бане, при котором пар подают в огражденное пространство, где находится прогреваемое сооружение. Так как этот способ требует повышенного расхода пара, его применение ограничено;
прогрев в паровой рубашке, при котором пар подают в замкнутое пространство, образованное вокруг прогреваемой конструкции паропроницаемым ограждением. Ограждение должно отстоять от опалубки на 15 см и быть паронепроницаемым, для чего устраивают пароиэоляцию из толя. Прогрев в паровой рубашке эффективен для конструкций с большими поверхностями, например для монолитных ребристых перекрытий.
Способ парового прогрева может оказаться эффективным при бетонировании высотных конструкций в скользящей или переставной опалубках. В этом случае пар подают под закрепленный к опалубке и свисающий вокруг возводимой конструкции фартук.
Х.63. Графики режимов выдерживания бе тона при электропрогреве
а —- трехступенчатый режим; б — пульсирующий режим; в — двухступенчатый режим; А—Б — участок разогрева до расчетной температуры; Б—В — участок изотермического прогрева; В—Г — участок остывания бетона; Б1—Г1 Б2—Г2, Б3—Г3 — прогрев с попеременным включением и отключением тока
а —- трехступенчатый режим; б — пульсирующий режим; в — двухступенчатый режим; А—Б — участок разогрева до расчетной температуры; Б—В — участок изотермического прогрева; В—Г — участок остывания бетона; Б1—Г1 Б2—Г2, Б3—Г3 — прогрев с попеременным включением и отключением тока