Бетонные и железобетонные работы

Раздел: Учебники

Прогрев бетона с использованием электрической энергии может осуществляться тремя способами.

Первый — наиболее распространенный — заключается в пропускании электрического переменного тока через свежеуложенный бетон. При этом энергия тока, превращаясь в тепло, нагревает бетон. Второй способ заключается в обогреве бетона снаружи (а иногда и изнутри) электрическими печами. Третий способ (индукционный прогрев) заключается в нагреве стальной арматуры вихревыми токами, индуцированными в ией при пропускании переменного тока через обмотку из изолированного провода вокруг конструкции.

При электропрогреве температура бетона поднимается обычно до 60—80° С. При такой температуре бетон уже в течение 1—2 суток получает прочность, достаточную для полной распалубки.

Для включения свежеуложенной бетонной- смеси в электрическую цепь пользуются так называемыми электродами, представляющими собой металлические пластинки, плотно соприкасающиеся с бетоном, или стержни, закладываемые в бетон. Пластинчатые электроды, смонтированные на специальных щитах, применяются главным образом при прогреве железобетонных плит перекрытий, на которые эти щиты укладываются сверху ( 120,а). Стержневые и струнные электроды используются при прогреве балок, колонн, фундаментов и других конструкций ( 120,6). Иногда при небольших объемах работ применяют «плавающие» электроды из катанки, слегка втапливаемые в поверхность бетона.

При электропрогреве железобетонных конструкций необходимо строго следить за тем, чтобы электроды не соприкасались с арматурой. Сталь является хорошим проводником тока, и при соприкасании арматуры с двумя электродами, подсоединенными к различным проводам, происходит короткое замыкание, т. е. ток возрастает сразу до очень большой величины, при которой могут расплавиться и перегореть провода, трансформаторы и пр. Для того чтобы не было соприкасания наружных электродов (пластинчатых, плавающих) с арматурой, необходимо строго следить за величиной защитного слоя бетона. Внутренние струнные электроды закрепляют временно специальными крюками, которые вынимают по ходу бетонирования. Стержневые электроды либо крепят к опалубке (в тех случаях, когда они проходят сквозь опалубку), либо вставляют их в бетон через открытую поверхность (например, в балках) во время бетонирования.

Перед бетонированием должна быть тщательно проверена арматура. Неточность в расположении арматуры приводит к местному перегреву конструкции и коротким замыканиям.

Выгружать бетонную смесь в опалубку нужно осторожно, чтобы не сбить электроды. Надо следить, чтобы не загрязнялись выступающие концы электродов, иначе не будет хорошего контакта с проводами.

Перед бетонированием необходимо удостовериться втом, что бетонируемый участок не находится подтоком.

Открытые поверхности по окончании бетонирования должны быть укрыты утепляющими материалами. Обогрев бетона с неукрытыми поверхностями не допускается.

Рабочие швы при бетонировании с электропрогревом должны размещаться так, чтобы расстояние от шва до ряда электродов, находящихся в бетоне, не превышало 100 мм.

Нагревание и охлаждение бетона при электропрогреве должны производиться постепенно. Конструкции с модулем поверхности 6 и выше допускают более интенсивный подъем температуры — до 10° в 1 ч, а при длине их до 6 м — до 15° в 1 ч, конструкции с модулем поверхности 2—6 — до 8° в 1 ч. Скорость остывания конструкций не должна превышать: 10° в 1 ч для конструкций с модулем поверхности свыше 10; 5° в 1 ч при модуле поверхности 6—10. Режимы прогрева и допустимая интенсивность остывания массивных конструкций, обеспечивающие отсутствие трещин в поверхностных слоях бетона, определяются расчетом.

Наивысшие допустимые температуры бетона при электропрогреве зависят также от модуля поверхности бетона. Чем тоньше конструкция, тем больше опасность пересушивания бетона при прогреве за счет интенсивного испарения влаги из бетона. Поэтому прогрев бетона электродами рекомендуется только для конструкций с модулем поверхности не более 20. Более тонкие конструкции (например, плиты толщиной менее 10 смf) рекомендуется обогревать электропечами либо применять обогрев паром или теплым воздухом.

Предельные температуры бетона при электропрогреве зависят также от вида применяемого цемента. Медленно твердеющие цементы допускают прогрев при более высоких температурах

Бетоны на глиноземистых цементах прогревать не разрешается, так как при температуре бетонов на этих цементах выше 30°С происходит резкое падение прочности.

Интенсивность превращения электрической энергии в тепло в бетоне зависит от затрачиваемой на прогрев электрической мощности и омического сопротивления бетона. В процессе прогрева и затвердевания бетона его электрическое сопротивление растет, в связи с чем приходится повышать и напряжение на электродах. Поэтому электродный прогрев бетона обычно ведется через специальные понизительные трансформаторы, позволя

ющие в процессе прогрева изменять напряжение ступенями в пределах 50—120 В.

Если подавать электроэнергию в тело бетона не непрерывно, а отдельными короткими «импульсами» (продолжительностью 0,5—2 мин), прерываемыми несколько более длинными паузами, то возможно обойтись без трансформаторов, регулируя величину затрачиваемой на

прогрев мощности изменением соотношения между длительностью импульсов и пауз между ними. Требуемый режим прогрева может быть заранее запрограммирован и осуществляться автоматически с использованием, если это потребуется, датчиков температуры в бетоне в качестве элементов обратной связи.

Второй способ (применение электронагревателей сопротивления) наиболее удобен при прогреве конструкций замкнутой формы с пустотами и т. п., а также при использовании опалубки, в которую вмонтированы          электронагреватели («греющая» опалубка). В ряде случаев удобны гибкие «греющие» укрытия («электроодеяла», «термоактивная резина» и др.).

Третий способ (индукционный прогрев) особенно эффективен при прогреве каркасных конструкций, густо насыщенных арматурой, а также конструкций, бетонируемых в стальной опалубке.

При индукционном прогреве по наружной поверхности опалубки элемента (например, колонны) укладывается последовательными витками изолированный провод- индуктор При пропускании через индуктор переменного тока вокруг него создается переменное электромагнитное поле, индуцирующее в стальной арматуре и опалубке (из стали) токи, нагревающие сталь, а от нее — за счет теплопроводности — и бетон.

Шаг витков провода и количество витков определяются расчетом, в соответствии с которым изготовляются шаблоны с пазами для укладки витков индуктора. Предварительный прогрев арматуры не требуется. По условиям техники безопасности прогрев ведут при пониженных напряжениях