Инфракрасный прогрев бетона ж б конструкций

Обновлено: 15.05.2024

Прогрев бетона в зимнее время: технологическая карта, способы.

Бетон – это очень популярный на сегодняшний день строительный материал, для изготовления которого применяют такие компоненты, как цемент, вода, заполнитель и вода. Но одно дело, когда вы производите заливку бетона летом, ведь теплое время года благоприятно влияет на процесс набора прочности. Что же происходит зимой? При сильных морозах набор прочностных характеристик прекращается, а это крайне нежелательно. В этом случае необходимо применять ряд мероприятия, которые позволят прогревать бетон. Для этого нужно знать все особенности технологической карты бетона на зимний период и актуальные способы прогрева.

Технологическая карта и способы прогрева бетона

Прогревать сварочным аппаратом

Этот метод прогрева предполагает применение следующих материалов:

кусков арматуры;
лампы накаливания и градусника для измерения температуры.

Процесс установки кусков арматуры выполняется параллельно цепи, с примыкающими и прямыми проводами, между которыми монтируется лампа наливания. Именно благодаря ей будет возможным производить измерения напряжения.

Чтобы померить температуры, стоит задействовать градусник. По времени этот процесс занимает много времени, примерно 2 месяца. При этом на весь процесс прогревания необходимо оградить конструкцию от влияния холода и воды. Применять обогрев сварочным аппаратом целесообразно при малом объеме бетона и отличных условиях погоды.

Инфракрасный метод

Смысл этого метода состоит в том, что ведется установка оснащения, работа которого выполняется в инфракрасном диапазоне. В результате этого удается преобразовать излучение в тепло. Именно тепловая энергия внедряется в материал.

Инфракрасный подогрев бетонной смеси представляет собой электромагнитные колебания, у которых скорость распространения волны будет составлять 2,98*108 м/с и длина волны 0,76-1, 000 мкм. Очень часто в роли генератора задействуют трубки, выполненные из кварца и металла.

Главной особенностью представленной технологии является возможность питания энергией от обычного переменного тока. При инфракрасном обогреве бетона параметр мощности может меняться. Она зависит от необходимого температурного режима нагревания.

Благодаря лучам энергия может проникать в более глубокие слои. Для достижения необходимой эффективности процесс обогрева должен выполняться плавно и постепенно. Здесь запрещено работать при высоких показателях мощности, иначе верхний слой будет иметь высокую температуру, что в конечном результате приведет к потере прочности. Применять такой метод необходимо в случаи, когда нужно разогреть тонкие слои конструкции, а также подготовить раствор для ускорения времени сцепки.

Какие существуют плюсы и минусы дома из газобетона, указано в данной статье.

Индукционный метод

Для осуществления этого метода необходимо задействовать энергию переменного тока, которая будет преобразовываться в тепловую в опалубке или арматуре, выполненной из стали.

После преобразованная тепловая энергия будет распространяться на материал. Применять индукционный метод обогрева целесообразно при обогреве железобетонных каркасных конструкций. Это могут быть ригели, балки, колонны.

Если использовать индукционный прогрев бетона по внешним поверхностям опалубки, то здесь необходимо выполнить монтаж последовательных витков, которые изолированы от индукторов и проводом, а число и шаг определяется расчетным путем. С учетом полученных результатов удается изготовить шаблоны с пазами.

Когда индуктор был установлен, то можно выполнять обогрев арматурного каркаса или стыка. Делается это для того, что удалить наледь до того, как будет происходить бетонирование. Теперь открытые поверхности опалубки и конструкции можно укрыть при помощи теплоизоляционного материала. Только после обустройства скважин можно приступать к непосредственной работе.

Когда смесь примет необходимый температурный режим, то процедуру обогрева прекращают. Следите, чтобы опытные показатели отличались от расчетных не менее чем на 5 градусов. Скорость остывания может сохранить свои пределы 5-15 С/ч.

Применение трансформаторов

Для повышения температурного режима в бетоне можно воспользоваться таким недорогим и простым методом, как нагревательный провод ПНСВ.

Конструкция этого кабеля предусматривает два элемента:

однопроволочная жила круглой формы, выполненная из стали;
изоляция, для которой можно задействовать ПВХ пластик или полиэтилен.

Если вам необходимо обогреть смесь 40-80 м3, то для этого будет достаточно установить всего лишь одну трансформаторную подстанцию. Применяют такой метод в том случае, когда на улице температура воздуха достигла отметки -30 градусов. Использовать трансформаторы целесообразно для обогрева монолитных конструкций. Для 1 м веса будет достаточно провода в 60 м.

Какие производители автоклавного газобетона существуют, указано в данной статье.

Выполняется такая манипуляция по следующей инструкции:

Внутрь бетона укладывают нагревательный провод. Его подсоединяют к станции или выводам трансформатора.
При помощи электрического тока массив начинает набирать температуру, в результате чего ему удается затвердеть.
так как материал обладает отличными свойствами проводимости тепловой энергии, тепло с высокой скоростью начинает двигаться по всему массиву.

Таблица 1 – Характеристика проводов марки ПНСВ

1 Напряжение переменного тока, В 3802 Длина секции кабеля на напряжение 220 В:– ПНСВ 1,0 мм, м 80– ПНС В 1,2 мм, м 110– ПНС В 1,4 мм, м 1403 Удельная мощность тепловыделения кабеля:– для армированных установок, Вт/п.м.30-35– для неармированных установок, Вт/п.м.35-404Напряжение питания рекомендуемое, В55-1005Среднее значение сопротивления жилы:– ПНС В1,2 мм, Ом/м0,15– ПНС В 1,4 мм, Ом/м0,106 Параметры метода:– Мощность удельная, кВт/м31,5-2,5– Расход провода, п.м./м350-60– Цикл термосного выдерживания конструкций, суток2-3

Провод для обогрева, который уложен внутрь бетона, должен обогревать конструкцию до 80 градусов. Электропрогрев происходить при помощи трансформаторных подстанций КПТ ТО-80. Для такой установки характерно наличие нескольких ступеней низкого напряжения. Благодаря этому становится возможным выполнять регулировку мощности нагревательных кабелей, а также подгонят ее согласно измененной температуре воздуха.

Использование кабеля

Использование такого варианта прогрева не требует больших затрат электроэнергии и дополнительного оснащения.

Прогрев бетона в зимнее время: методы

Строительство бетонных монолитов при минусовых температурах осложняется неравномерным застыванием смеси. Вода быстро превращается в лед, процесс гидратации останавливается, в результате прочность готовой постройки нарушается. Прогрев бетона помогает избежать этих проблем.

Добиться необходимой температуры бетонной смеси можно пятью способами:

электродным;
проводом ПНСВ;
электропрогревом опалубки;
индукционным обогревом;
инфракрасным теплом.

Рассказываем, в каких случаях используется каждый из них.

Электродный прогрев

Принцип действия основывается на способности бетонного раствора проводить ток. Электроды располагают внутри и на поверхности смеси. После подключения к трансформатору образуется электрическое поле и происходит нагрев. Добиться оптимальной температуры можно изменением выходных параметров трансформатора.

Что нужно знать об электродном прогреве

1. По мере схватывания бетона, его электрическое сопротивление меняется нелинейно. Чтобы избежать потери тепла и влаги, после завершения установки электродов необходимо укрыть поверхность утеплителем. Им может стать фанера с прокладкой из пенопласта, шлаковата, картон, опилки, доски и т. д. Осуществлять работы без утепляющего материала нельзя.

2. Прогрев с помощью сварочных аппаратов не рекомендуется по ряду причин:

при вживлении электродов в бетон ток проходит непосредственно через раствор – отсюда вытекает опасность поражения людей и животных;
допустимое напряжение – 36 В, в противном случае опасность удара током становится критичной;
сварочный трансформатор не предназначен для таких нагрузок и быстрее изнашивается.

3. Постоянный ток при прогреве бетона электродами использовать недопустимо: он способствует электролизу. Вода разлагается и не кристаллизируется. Застывание смеси становится невозможным.

4. Подходят электроды четырёх видов:

Вид электродов	Описание	Схема подключения
Пластинчатые	Это металлические пластины, которые помещаются с разных сторон конструкции между бетоном и опалубкой.
Полосовые	Полосы металла 20–50 мм шириной. Подходят для прогрева горизонтальных элементов – например, плит или бетона, который соприкасается с грунтом. Подключаются по очереди к разным фазам с одной стороны конструкции, либо с разных сторон аналогично пластинчатым электродам.	>
Струнные	Размеры: 2–3 м в длину и 15 мм в ширину. Часто используются при прогреве колонн. Устанавливаются в центре конструкции. Электрическое поле образуется между опалубкой с токопроводящим листом и струной.
Стержневые	Подходят для конструкций сложной формы. Вставляются прутья арматуры диаметром до 15 мм, после чего их подключают к различным фазам трансформатора. Обеспечивают сквозной прогрев.

5. Трансформатор для прогрева бетона в зимнее время должен отличаться высокой мощностью, иметь защищенный корпус, быть удобным для транспортировки и выдерживать длительную работу при минусовых температурах.

Прогрев бетона проводом ПНСВ

Один из самых эффективных и безопасных способов. При прохождении тока через провод ПНСВ выделяется тепло, нагревая смесь. Расход – в среднем 60 м на 1 м3 бетона. Этот провод часто используется как напольный обогреватель в частном секторе.

Что нужно знать о проводе ПНСВ

1. Укладка кабеля в холодное года должна выполняться таким образом, чтобы он не касался опалубки, земли, а также не выходил за пределы бетона. После того, как опалубка будет залита бетонной смесью, дождитесь, пока она начнет застывать, затем подключите трансформаторную подстанцию и регулируйте температуру.

2. Секции монтируются на одинаковом расстоянии нагревательных проводов относительно друг друга (примерно 15 см). Смесь прогреется равномерно.

3. Закрепить провод на арматурном каркасе, вдоль которого он протянут, следует так, чтобы риски повредить его при подаче бетона в траншею отсутствовали.

4. Температура смеси измеряется в процессе изотермического прогрева каждые два часа. Этот пункт входит в содержание технологической карты на электрообогрев нагревательными проводами монолитных конструкций.

5. 70 В – напряжение, которым следует ограничиться при проведении работ. Поэтому при эксплуатации может потребоваться понижающий трансформатор (ПТ).

Электропрогрев опалубки (контактный метод)

Этот способ предполагает изготовление опалубки, в которую заранее будут закладываться нагревательные элементы. Они отдают бетону свое тепло при нагреве и ускоряют твердение. Электропрогрев опалубки происходит снаружи, через контактную поверхность.

Минусы: трудоемкость изготовления; низкий КПД (при заливке фундамента смесь греется лишь частично).

Индукционный обогрев

Применяется с армированными конструкциями. Металлические элементы, содержащиеся внутри них, станут сердечниками. Изолированный кабель выполняет роль индуктора и размещается петлями вокруг арматуры. Количество мотков провода и сечение необходимо рассчитать предварительно. Вдоль кабеля пускается переменный ток, образующий электромагнитное поле. Затем происходит нагревание армирующих элементов, от них тепло переходит к бетону, постепенно распространяясь по всей смеси.

Расход электроэнергии достигает 150 кВт/ч на 1 кубический метр бетона.

Плюсы: низкая цена; равномерный прогрев.

Минусы: сложный расчет; ограниченность применения (балки, колонны и т. д.).

Инфракрасный подогрев

Инфракрасные лучи нагревают поверхность непрозрачных объектов, распространяя тепло на весь объем. При применении инфракрасного подогрева бетонную конструкцию необходимо окутать прозрачной пленкой – она задержит тепло, пропустив лучи через себя. Подходит для прогрева железобетона.

Плюсы: простота и доступность.

Минусы: подходит только для небольших, тонких конструкций; инфракрасное тепло распространяется неравномерно.

Инфракрасный нагреватель должен быть устойчивым к сильному ветру и способным долгое время работать без дозаправки.

Выводы:

Электродный прогрев подойдёт для раствора любой толщины и формы, но требует больших энергозатрат (около 1000 кВт на 3–5 куб. м.).
Провод ПНСВ равномерно нагревает смесь и отличается безопасностью эксплуатации: кабель изолирован, температура легко регулируется.
Контактный метод требует изготовления опалубки под заказ и не может обеспечить равномерный обогрев.
Индукционный способ применим исключительно с армированными конструкциями.
Инфракрасным теплом можно прогреть только небольшой слой бетона.

Также в нашем интернет-магазине представлены дизельные станции для прогрева бетона. Узнать, сколько стоит оборудование с учетом скидки, можно у наших менеджеров. Стоимость доставки зависит от габаритов и массы товара.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Сущность инфракрасного способа термообработки бетона заключается в использовании тепловой энергии, выделяемой инфракрасными излучателями, и направленной на открытые или опалубленные поверхности обогреваемых конструкций.

1.2. Область применения инфракрасного обогрева монолитных конструкций при производстве бетонных (железобетонных) работ при отрицательных температурах воздуха в соответствии с «Руководством по производству бетонных работ в зимних условиях, районах Дальнего Востока, Сибири и Крайнего Севера» (ЦНИИОМТП Госстроя СССР, 1982 г.) включает:

отогрев промороженных бетонных и грунтовых оснований, арматуры, закладных металлических деталей и опалубки, удаление снега и наледи;

интенсификацию твердения бетона конструкций и сооружений, возводимых в скользящей, либо объемно-переставной опалубках, плит перекрытий и покрытий, вертикальных и наклонных конструкций, бетонируемых в металлической или конструктивной опалубках;

предварительный отогрев зоны стыков сборных железобетонных конструкций и ускорение твердения бетона или раствора при заделке стыков;

ускорение твердения бетона или раствора при укрупнительной сборке большеразмерных железобетонных конструкций;

создание тепловой защиты поверхностей, недоступных для утепления.

1.3. В технологической карте приводятся:

схемы обогревающих устройств;

указания по подготовке конструкций к бетонированию и требования к готовности предшествующих работ и строительных конструкций;

схемы организации рабочей зоны на время производства работ;

методы и последовательность производства работ, описание процесса установки и подключения электрообогревающих устройств;

электрические параметры обогрева и температурный режим, обеспечивающий необходимый набор прочности;

профессиональный и численно-квалификационный состав рабочих;

графики выполнения работы и калькуляция трудовых затрат.

1.4. Численно-квалификационный состав рабочих, график работы, калькуляция трудовых затрат, а также потребность в необходимых ресурсах определены применительно к инфракрасному обогреву монолитных конструкций, с модулем поверхности М_п от 1 до 14*, возводимых в объемно-переставной опалубке, площадь секций которых 3,0 ´ 6,0 м, толщина стен 200 мм, перекрытия - 140 мм. Конструкция опалубки - стальной лист толщиной 4 мм, утепленный минераловатными плитами толщиной 50 мм и закрытый фанерой толщиной 3 мм (рис. 3 ).

* Модуль поверхности бетонируемой конструкции определяется отношением суммы площадей охлаждаемых поверхностей конструкции к ее объему и имеет размерность «м -1 ».

Технико-экономические показатели приведены на бетонируемую конструкцию и на 1 м 3 бетона.

1.5. Расчет инфракрасного обогрева конструкции произведен исходя из температуры наружного воздуха -20 °С и достижения прочности монолитных конструкций к концу обогрева 70 % от проектной при температуре изотермического прогрева 80 °С.

1.6. При привязке настоящей технологической карты к другим конструкциям, на которые распространяется область применения инфракрасного обогрева, подлежат уточнению расчетная часть, а также калькуляция затрат труда, график производства работ и потребность в материально технических ресурсах с учетом условий осуществления обогрева.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

2.1. До начала работ по инфракрасному обогреву монолитных конструкций выполняют следующие подготовительные операции:

устанавливают в рабочей зоне 3 инвентарных секции шинопроводов и 11 установок инфракрасного обогрева (рис. 1 , 2 , 3 ) в виде стальных трубчатых электрических нагревателей (ТЭНов) типа НВС 1,2/1,6 (нагреватель воздушный сушильный) с параболическими отражателями (рис. 4 , 5 , 6 , 7 );

устанавливают опалубку, арматурные сетки и каркасы, предварительно очистив от мусора, снега и наледи;

устраивают ограждение опасной зоны и подводят сигнализацию согласно схемы организации рабочей зоны (рис. 2 );

устраивают теплоизоляцию (50 мм) боковых поверхностей стен (рис. 3 );

на ровной площадке на расстоянии не более 25 м от участка электрообогрева конструкции устанавливают трансформаторную подстанцию типа КТП-ТО-80/86;

подключают установки по инфракрасному обогреву к секциям шинопроводов проводом марки ПВ;

подключают шинопровод к комплектной трансформаторной подстанции КТП-ТО-80/86 кабелем марки КРПТ;

устанавливают деревянные настилы, покрытые резиновыми ковриками, около трансформаторной подстанции и распределительных шкафов;

монтируют противопожарный щит с углекислотными огнетушителями, помещают в рабочей зоне указания по технике безопасности;

подключают КТП-ТО-80/86 к питающей сети и опробывают ее на холостом ходу, а также проверяют работу временного освещения;

обеспечивают рабочее звено необходимым инструментом, индивидуальными средствами защиты, проводят инструктаж.

2.2. Опалубку и арматуру отогревают включением установок инфракрасного обогрева на напряжении 220 В в соответствии со схемой и начинают бетонирование конструкций (рис. 8 ). Укладку бетонной смеси ведут непрерывно. В случае возникновения перерывов в бетонировании поверхность бетона укрывают или утепляют, а при необходимости - обогревают.

Температура бетонной смеси, уложенной в конструкцию, должна составлять 16 °С.

2.3. Сразу же после укладки и уплотнения бетонной смеси стен и перекрытия устраивают по перекрытию гидроизоляцию и теплоизоляцию и подают напряжение на установки инфракрасного обогрева (рис. 3 ).

Обогрев ведется в соответствии с расчетными электрическими параметрами таблицы 1 и принципиальной схемой подключения инфракрасных установок (рис. 4 ). К началу обогрева конструкции открытую часть опалубки укрывают брезентом.

Электрические параметры обогрева установкой из 4-х ТЭНов типа НВС 1,2/1,6 с параболическими отражателями определены применительно к периодам обогрева опалубки и арматуры, разогрева бетона до 80 °С и изотермической выдержки (табл. 1 ).

Электрические параметры обогрева инфракрасной установкой из 4 ТЭНов

Напряжение питания, В

Мощность, кВт одного

Сила тока одного отражателя, А

В период отогрева опалубки и арматуры и разогрева бетона до 80 °С

В период изотермической выдержки

Набор прочности бетона при различных температурах его выдерживания определяется графиком (рис. 11 ).

Пример определения прочности бетона по графику приведен на рис. 12 .

2.5. Подача напряжения разрешается после окончания бетонирования, укладки теплоизоляции и ухода людей за пределы ограждения. Перед подачей напряжения необходимо проверить правильность подключения, осмотреть контакты, кабели и провода.

2.6. Температуру бетона измеряют в процессе обогрева не реже чем через 2 часа. Контроль температуры обогреваемого бетона производят техническими термометрами, устанавливаемыми в скважину. Учитывая, что комплектная трансформаторная подстанция КТП-ТО-80/86 укомплектована блок-приставкой, позволяющей производить автоматическое регулирование температуры от 0 °С до 100 °С, замер температуры бетона возможен и с помощью датчика температуры, установленного в скважину (рис. 10 ).

2.7. Скорость разогрева бетонной смеси регулируют повышением или понижением напряжения на низкой стороне трансформатора.

2.8. Во время обогрева бетона необходимо вести наблюдение за состоянием контактов, кабелей и проводов. В случае обнаружения неисправности необходимо немедленно отключить напряжение и устранить неисправность.

2.9. Не реже двух раз в смену, а в первые три часа с начала обогрева бетона - каждый час, измеряют силу тока и напряжение в питающей цепи. Визуально проверяют отсутствие искрений в местах электрических соединений. При изменении температуры наружного воздуха относительно расчетной, в процессе обогрева конструкций, понижают или повышают напряжение в электрической цепи.

2.10. Скорость остывания бетона в соответствии с графиком температурного режима составляет 8 °С/час. Для конструкций с модулем поверхности М_п = 10-14 скорость остывания допускается не более 10 °С/час. Два раза в смену замеряют температуру наружного воздуха, результаты замеров фиксируются в журнале работ.

2.11. Прочность бетона проверяют по фактическому температурному режиму. Соблюдение графика температурного режима, приведенного в п. 2.4 , позволяет получить требуемую прочность. После распалубливания прочность бетона, имеющего положительную температуру, рекомендуется определять с помощью молотка конструкции НИИ Мосстроя, ультразвуковым способом, или высверливанием и испытанием кернов.

2.12. Теплоизоляция может быть снята не ранее того момента, когда температура бетона в наружных слоях конструкции достигает плюс 5 °С и не позже, чем слои остынут до 0 °С. Примерзание опалубки и теплозащиты к бетону не допускается.

2.13. Для предотвращения появления трещин в конструкциях, перепад температур между открытой поверхностью бетона и наружным воздухом не должен превышать:

20 °С для монолитных конструкций с М_п < 5;

30 °С для монолитных конструкций с М_п > 5.

В случае невозможности соблюдения указанных условий поверхность бетона после распалубливания должна быть укрыта (брезентом, толью, щитами и т.д.).

2.14. Работы по теплоизоляции обогреваемой поверхности, расстановке инфракрасного обогрева установок и прогреву бетона выполняет звено из 4-х человек (табл. 2 ).

Распределение операций между исполнителями по инфракрасному обогреву стен и перекрытия

Состав звена по профессиям

Электромонтер V разряда

Устройство, эксплуатация и разборка системы инфракрасного обогрева

Электромонтер III разряда

Бетонщик III разряда

Устройство и снятие гидро-, теплоизоляции, брезентовых завес.

2.15. Операции по установке опалубки, теплоизоляции, размещению установок инфракрасного обогрева и обогреву монолитных стен и перекрытия производятся в следующей последовательности:

электромонтер III разряда устанавливает 3 инвентарные секции шинопроводов вдоль захватки, соединяет их между собой, устанавливает также установки инфракрасного обогрева;

электромонтер V разряда производит разделку концов жил кабеля и подсоединяет его к трансформаторной подстанции КТП-ТО-80/86. Затем он же подсоединяет секции шинопроводов к трансформаторной подстанции, производит ее заземление и опробывает ее работу на холостом ходу;

после этого два электромонтера подсоединяют выводы установок инфракрасного обогрева к секциям шинопровода;

после укладки бетона в опалубку стен и перекрытия, бетонщики закрывают поверхность монолитного перекрытия гидроизоляцией и открытый проем блока брезентом;

электромонтер V разряда подает напряжение на установки инфракрасного обогрева, предварительно убедившись в выполнении всех требований по технике безопасности, указанных в разделе «Решения по технике безопасности».

2.16. Рабочая зона инфракрасного обогрева должна быть организована в соответствии с приведенной схемой (рис. 2 ).

Рекомендации по энергосбережению

В целях энергосбережения при производстве работ рекомендуется:

при определении средств и продолжительности транспортирования бетонной смеси исключить возможность ее охлаждения более величины, установленной техническим расчетом;

применять бетон более высокой относительной прочности при малой продолжительности обогрева;

применять максимально допустимую температуру обогрева бетона, сокращать длительность обогрева за счет учета нарастания прочности при остывании;

производить теплоизоляцию поверхностей бетона и опалубки, подвергающихся охлаждению;

соблюдать режим электрических параметров обогрева;

применять химические добавки для сокращения продолжительности прогрева, улучшения электропроводности бетонных смесей.

3. ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ И ПРИЕМКЕ РАБОТ

3.1. Контроль качества инфракрасного обогрева монолитных конструкций при отрицательной температуре воздуха производят в соответствии с требованиями СНиП 3.01.01-85* «Организация строительного производства», СНиП III-4-80* «Техника безопасности в строительстве».

3.2. Производственный контроль качества инфракрасного обогрева осуществляют прорабы и мастера строительных организаций.

3.3. Производственный контроль включает входной контроль электротехнического оборудования, эксплуатационных материалов, бетона и подготовленных под бетонирование конструкций, операционный контроль отдельных производственных операций и приемочный контроль требуемого качества монолитной конструкции в результате инфракрасного обогрева.

3.4. При входном контроле электротехнического оборудования, эксплуатационных материалов, бетона и подготовленного основания проверяют внешним осмотром их соответствие нормативным и проектным требованиям, а также наличие и содержание паспортов, сертификатов, актов на скрытые работы и других сопроводительных документов.

При операционном контроле проверяют соблюдение состава подготовительных операций, технологии наладки электрообогревающего оборудования и устройств, укладки бетона в конструкцию опалубки в соответствии с требованиями СНиП, процесс инфракрасного обогрева, температуру, силу тока и напряжение в соответствии с расчетными данными. Результаты операционного контроля фиксируют в журнале работ.

Основными документами при операционном контроле являются технологическая карта и указанные в карте нормативные документы, перечень операций, контролируемых производителем работ (мастером), данные о составе, сроках и способах контроля, требуемые прочностные показатели монолитных стен и перекрытия в результате инфракрасного обогрева (табл. 3 ).

При приемочном контроле проверяют прочностные и геометрические параметры стен и перекрытия в результате инфракрасного обогрева.

Скрытые работы подлежат освидетельствованию с составлением актов по установленной форме.

3.5. Контроль температуры обогреваемого бетона производят техническими термометрами (или дистанционно с помощью датчика температуры), устанавливаемыми в скважину. Число точек измерений температуры устанавливают в среднем из расчета не менее одной точки на 10 м 2 бетонируемой поверхности. Температуру бетона измеряют в процессе разогрева не реже чем через два часа. Не реже двух раз в смену, а в первые три часа с начала обогрева - через каждый час, измеряют ток и напряжение в питающей цепи. В местах соединения проводов не должно наблюдаться искрения.

3.6. Скорость подъема температуры при тепловой обработке и скорость остывания бетона по окончании тепловой обработки монолитных конструкций не должны превышать соответственно 15 °С и 10 °С в час.

3.7. Контроль прочности монолитной конструкции осуществляют по фактическому температурному режиму. Прочность бетона по окончании инфракрасного обогрева и остывания, которое должно быть 70 % R ₂₈ , достигается при условии соблюдения параметров графика, приведенного в п. 2.4 .

Прочность бетона в результате обогрева определяют с помощью молотка НИИ Мосстроя, ультразвуковым способом, либо высверливанием кернов и испытанием.

ВВЕДЕНИЕ

К зимнему бетонированию относятся работы, выполняемые при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5°С и минимальной суточной температуре ниже 0°С. Считается, что зимнее бетонирование может производиться при температуре воздуха до минус 40°С. На практике зимнее бетонирование освоено до температуры минус 15-20°С.

Для набора бетоном необходимой прочности выполняют специальные мероприятия по подготовке и производству бетонных работ в зимнее время.

Для зимнего бетонирования применяют специальные бетоны с химическими противоморозными и пластифицирующими добавками.

При выполнении работ прогревают свежеуложенный бетон различными способами с применением водяного пара, нагретой воды или электроэнергии.

Свежеуложенный бетон предохраняют от потерь теплоты (метод термоса), укрывая различными утеплителями (матами, покрывалами, полотнищами).

Особые мероприятия, в частности по утеплению рабочих органов и бетоноводов, осуществляют при подготовке машин и технологического оборудования к зимнему бетонированию.

Основное требование при выполнении зимнего бетонирования заключается в создании благоприятных условий для приобретения бетоном в короткий срок необходимой проектной прочности.

Массивные монолитные конструкции (фундаментные плиты и блоки) с модулем поверхности охлаждения М _п от 2 до 4 бетонируют способом термоса с применением быстротвердеющих цементов, ускорителей твердения и противоморозных и пластифицирующих добавок.

Конструкции (колонны, блоки, стены) с модулем поверхности охлаждения 4-6 бетонируют способом термоса с применением предварительного подогрева бетонной смеси, нагревательных проводов и греющей опалубки.

Относительно тонкостенные конструкции (перегородки, перекрытия, стены) с модулем поверхности охлаждения 6-12 бетонируют упомянутыми выше способами с применением нагревательных проводов, термоактивных гибких покрытий (ТАГП), греющих плоских элементов (ГЭП).

В данном документе рассматривается способ зимнего бетонирования с применением нагревательных проводов. Этот способ имеет ряд преимуществ по сравнению с нагревом водяным паром, горячей водой, инфракрасным облучением. Эффективность способа повышается в сочетании с другими упомянутыми выше мероприятиями и приемами зимнего бетонирования: использованием высококлассного бетона с химическими добавками, утеплителей, подготовкой машин и технологического оборудования.

Применение нагревательных проводов позволяет возводить здания и сооружения, не отличающиеся по своей прочности от возводимых в летний период.

Настоящий документ содержит методические рекомендации и примеры, которые позволяют подбирать способы работ (режимы, приемы) и материалы для зимнего бетонирования для конкретного объекта строительства, с учетом местных условий и особенностей строительной организации. Выбор способа работ и материалов производится на стадии разработки проекта производства работ (технологических карт), согласовывается с заказчиком и утверждается в установленном порядке.

Настоящий документ необходим не только для разработки упомянутой выше технологической документации, но может быть полезен при лицензировании строительной организации (фирмы) на производство данного вида работ, при сертификации системы управления качеством, при аттестации качества зимнего бетонирования,

В основу документа положены научно-исследовательские работы, выполненные в ЦНИИОМТП и в других институтах строительной отрасли, а также обобщение опыта зимнего бетонирования российских строительных организаций.

При разработке документа использованы нормативные и методические документы, основные из которых приведены в разделе 2.

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Документ распространяется на зимнее бетонирование с применением нагревательных проводов монолитных железобетонных строительных конструкций (плит, стен, перекрытий, колонн и т.п.), имеющих модуль поверхности охлаждения 4-10, при строительстве и ремонте жилых, общественных и производственных зданий и сооружений.

Зимнее бетонирование с применением нагревательных проводов производится при температуре окружающего воздуха, как правило, до минус 20°С.

Документ используется для разработки проектов производства работ (технологических карт), при сертификации монолитных железобетонных конструкций и лицензировании организаций, выполняющих зимнее бетонирование.

Применение документа способствует обеспечению проектной прочности монолитных железобетонных конструкций, возводимых в зимних условиях.

2 НОРМАТИВНЫЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции.

СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования.

СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство.

ГОСТ Р 12.4.026-2001. ССБТ. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний.

ГОСТ 12.4.059-89. ССБТ. Строительство. Ограждения защитные инвентарные. Общие технические условия.

ГОСТ 23407-78. Ограждения инвентарные строительных площадок и участков производства строительно-монтажных работ. Технические условия.

ГОСТ Р 52085-2003. Опалубка. Общие технические условия.

Руководство по производству бетонных работ в зимних условиях, районах Дальнего Востока, Сибири и Крайнего Севера/ЦНИИОМТП Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1982.

Рекомендации по электрообогреву монолитного бетона и железобетона нагревательными проводами/ЦНИИОМТП Госстроя СССР. - М., 1989.

3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

3.1 Нагрев бетона осуществляется теплотой, выделяемой электрическими проводами с высоким омическим сопротивлением при подключении их в сеть. Нагревательные провода могут быть заложены непосредственно в массив монолитной железобетонной конструкции для нагрева ее изнутри.

Нагревательные провода укладывают также перед арматурными и опалубочными работами в песчаный слой или в бетонную подготовку для предотвращения замерзания грунтового основания при бетонировании фундаментов.

3.2 Нагревательные провода закладывают так, чтобы не нанести механических повреждений их изоляции и не вызвать тем самым короткого замыкания токонесущей жилы с арматурой, со стальной опалубкой или с другими металлическими деталями, что может произойти в процессах опалубочных и арматурных работ, а также укладки бетонной смеси.

Контактные соединения проводов выполняют плотными, искрение в контактах не допускается.

3.3 Нагревательные провода подключают к сети после полной проектной заливки в опалубку бетонной смеси. Рекомендуется предусматривать подключение к сети проводов, как правило, в ночное время с целью сокращения расходов, допуская перерывы до 7 ч в их электропитании в дневное время. Длительность перерывов зависит от теплоаккумуляторных свойств бетона, массивности конструкции, толщины утеплителя, температуры воздуха и устанавливается опытным путем с помощью строительной лаборатории.

Питание нагревательных проводов осуществляется от электрической сети 220 В (при условии заземления арматуры) или от автономных источников питания, например, дизель-генераторов.

3.4 Режим термообработки бетона определяется, как правило, при следующих ограничениях.

Разность между температурами воздуха и нагретого бетона принимается до 50-60°С и не более 95°С.

Скорость нагревания бетона для конструкций с модулем поверхности охлаждения 4-6 и 7-10 должна быть не более, соответственно, 6 и 10°С/ч.

Время изотермического выдерживания бетона принимается до нескольких суток.

Скорость остывания для конструкций с модулем поверхности охлаждения 4-6 и 7-10 должна быть не более, соответственно, 3 и 5°С/ч.

Разность температуры наружного слоя бетона с коэффициентом армирования около 3 % и воздуха при распалубке для конструкций с модулем поверхности охлаждения 4 и 5 должна быть не более, соответственно, 30 и 40°С.

3.5 Режимы нагревания, изотермической выдержки и остывания бетона поддерживают автоматически путем использования датчиков температуры, встраиваемых в бетон, и автоматического устройства, подключаемого к силовому оборудованию. Автоматизация процесса позволяет оптимизировать режим термообработки бетона и повысить качество бетонирования, способствует, кроме того, экономии электроэнергии до 25 %.

3.6 Опалубка и арматура должны быть очищены от снега и наледи, например, продувкой из шланга горячим воздухом.

Уложенные (намотанные на арматуру) нагревательные провода также следует предохранять от снега и наледи. Из-за таяния снега и наледи в процессе нагрева бетона увеличивается водосодержание, могут возникнуть каверны, свищи, полости в бетоне, что недопустимо.

3.7 Термообработка бетона для конструкций внутри зданий и подземных фундаментов под оборудование без динамических нагрузок производится до тех пор, пока бетон не наберет прочность:

- без противоморозных добавок - не менее 5 МПа;

- с противоморозными добавками - не менее 20 % проектной прочности.

Термообработка бетона без противоморозных добавок для других конструкций зависит от класса бетона и производится до набора бетоном прочности, приведенной в таблице 1.

Инфракрасный обогрев бетона при возведении монолитных жилых зданий в зимних условиях

Температурный режим сибирских территорий требует особых условий бетонирования конструкций на протяжении большей части года. При падении температуры окружающей среды ниже нуля для обеспечения требуемых стандартами условий затвердевания бетона применяется его прогревание, осуществляемое в тепляках, при использовании электродов, греющих проводов, а также индукционным методом и методом кондуктивного нагрева. Одним из способов достижения и сохранения необходимой температуры бетонной массы является воздействие на него инфракрасным излучением, которое преобразуется в тепловую энергию и за счет теплопроводности массива распространяется на всю конструкцию.

Целесообразность и универсальность использования инфракрасных излучателей объясняется мобильностью применяемых установок, возможностью их использования не только для горизонтальных, но и для вертикальных и наклонных поверхностей, высокая применимость для прогрева бетонных сооружений сложных конструктивных решений. Эти характеристики применения метода несомненно важны при возведении монолитных многоэтажных жилых зданий. Зачастую решающим фактором применения метода инфракрасного прогрева бетонного массива в зимних условиях выступает возможность его применения при температуре среды до -50 о С, когда другие методы становятся малоэффективными.

Согласно технологии инфракрасного обогрева в непосредственной близости от залитой опалубки (1–3 метра) размещают промышленные инфракрасные обогреватели, направленные на поверхность раствора или опалубку. Отрегулировав их мощность, можно добиться поддержания необходимой температуры в бетоне. В этом случае вода не будет кристаллизоваться и затвердевшая стена или плита будет иметь необходимую прочность. В противном случае, их структура будет нарушена, что может повлечь за собой разрушение конструкции. Кроме того, отрицательные температуры могут спровоцировать образование ледяной корки на арматурном каркасе, что уменьшит сцепление арматуры с бетоном.

ТЭНы, служащие генераторами инфракрасного излучения, имеют мощность до нескольких сотен кВт. Под воздействием электрического тока ТЭНы излучают энергию в инфракрасном диапазоне, которая, моментально передаваясь плотной среде (бетону), преобразуется в тепловую и осуществляет постепенный прогрев всего массива.

Рис. 1. Схема расстановки инфракрасных излучателей

Покрыв опалубку черным цветом, можно улучшить ее поглощающие возможности и, как следствие, эффективность нагрева. Для исключения чрезмерного испарения влаги из бетона, его поверхность обязательно покрывают полиэтиленом. Мощность излучения подбирают таким образом, чтобы температура на поверхности не поднималась выше 80–93°C. Слишком высокая мощность нагрева приведет к перегреванию верхнего слоя бетона и к снижению его прочностных характеристик.

Характеристики технологии инфракрасного прогрева бетона

- Работа от сетей 220–380 В;

— Не требуется дополнительное оборудование в виде трансформатора, проводов, электродов и т. д.;

— не требуется переоборудование опалубки,

— возможность одновременного выполнения вспомогательных операций.

- Небольшая глубина прогрева;

— необходимость дополнительного места для размещения установок;

— Небольшая площадь воздействия одного излучателя,

— Относительная трудоемкость метода,

— Для уменьшения затрат тепловой энергии необходимо обеспечить замкнутый объем.

Осуществление специального расчета для инфракрасного излучателя не требуется, так как температура во время бетонирования постоянно будет регулироваться в зависимости от окружающей среды и температуры бетона. Контроль нагревания конструкции из бетона производится путем перемещения излучателя относительно поверхности нагреваемого массива. Более современные излучатели имеют возможность автоматического переключения периодов работы установок для обеспечения заданных температурных и временных режимов. Температура регулирования указана на рис. 2.

$C:\Users\Immags\Desktop\slide-7.jpg$

Рис. 2. График зависимости температур и расходов теплоносителя от температуры наружного воздуха

Прогрев инфракрасным излучением нельзя использовать в тех случаях, когда толщина бетона превышает 50–70 см. Если надо прогреть большую глубину, то в дополнение к инфракрасному прогреву необходимо использовать другие технологии.

При возведении монолитных жилых зданий в зимних условиях достаточно эффективным является комбинирование метода инфракрасного нагрева бетонного массива с безобогревным методом включения в смесь противоморозных добавок.

Сегодня в России широко применяют такие антифризы, как поташ, нитрит натрия, нитрит кальция, формиат натрия, Асол-К, которые не вызывают коррозии стальной арматуры, проверены в производственных условиях и одобрены к применению в бетонных растворах. Применение противоморозных добавок обеспечивает постепенное отвердение бетонных конструкций без замерзания при отрицательных температурах.

Безусловными преимуществами антифризных добавок является их низкая стоимость и простота использования. Существенным недостатком же выступает значительное увеличение срока обретения расчетной прочности бетоном, которое при использовании добавок может достигать 3-х месяцев. Кроме того, их использование ограничено условиями внешней среды. То есть они хоть и позволяют бетону застывать при отрицательных температурах, все же в зимнее время на большинстве территорий нашей страны полученных добавками условий замерзания явно недостаточно.

Читайте также: