ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА БЕТОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
§ 1. Выбор способа термообработки, требования к электрооборудованию
Способ термообработки определяется проектом исходя из характера прогреваемых конструкций, очередности производства строительных работ и данных об электрической мощности, отводимой строительной площадке.
Контроль за приготовлением бетонной смеси (за качеством ее составляющих, плотностью водных растворов, солей, составом бетона), ее подвижностью при укладке, температурным режимом и прочностью бетонных конструкций ведется под наблюдением лаборатории.
Бетонные работы в зимних условиях при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5°С (278 К) и минимальной суточной температуре ниже 0°С (273 К) должны производиться в соответствии с требованиями СНиП Ш-В.1—70. Бетон следует выдерживать преимущественно по способу термоса, основанному на применении утепленной опалубки и защитного покрытия открытых поверхностей. По этому способу (а также с применением электроэнергии, паропрогрева и в тепляках) бетонная смесь готовится с использованием оттаянных или подогретых заполнителей и подогретой воды. Она должна иметь положительную температуру по выходе из бетоносмесителя и при укладке в опалубку.
Для расширения области применения способа термоса при бетонировании массивных конструкций (при модуле поверхности менее 6*) и отрицательных температурах воздуха до —5° С (268 К) надлежит применять химические добавки-ускорители, цементы с повышенным тепловыделением и быстродействующие цементы, использовать, где это возможно, теплоту талого грунта, легкие тепляки, а также сочетать способ термоса с другими способами прогрева бетона. Электропрогрев бетона следует применять при невозможности достижения им в установленные сроки прочности, достаточной для распалубливания, при выдерживании способами, указанными выше.
Наиболее экономичными по сравнению с обычными электродными следует считать такие способы прогрева, как электротермос и периферийный электропрогрев (расходуется значительно меньше электроэнергии и металла на электроды) **.
* Модуль поверхности Мп=F/V, где F—поверхность охлаждения бетона, м2; V — объем бетона прогреваемой конструкции, м3.
**Электротермос — способ прогрева бетона, являющийся сочетанием термоса и электродного способа. Периферийный электропрогрев — способ, при котором электроды устанавливают по периферии прогреваемой конструкции.
При бетонировании железобетонных конструкций с электропрогревом допускается укладка бетонной смеси с положительной температурой на непрогретое непучинистое основание или на старый бетон, с которого удалена цементная пленка, при условии, что к началу прогрева бетона его температура в месте контакта с основанием будет не ниже 2°С (275 К).
Опалубку и арматуру перед бетонированием нужно очищать от снега и наледи. Арматура диаметром более 25 мм, а также арматура из жестких прокатных профилей и крупные металлические закладные части при температуре воздуха ниже —10° С (267 К) должны быть перед укладкой бетонной смеси отогреты до положительной температуры.
При электродном способе большое значение имеет характер армирования конструкций. Арматура искажает электрическое поле и тем самым тепловое поле. Поэтому, например, не рекомендуется прогревать электродным способом железобетонные изделия или конструкции с густоармированными каркасами, у которых защитный слой не превышает 3—2 см.
Прогрев таких конструкций лучше производить способами электрообогрева с помощью трубчатых электронагревателей (ТЭНов), коаксиальных нагревателей, греющей опалубки, ламповых и стержневых излучателей.
Разрабатываемое и применяемое на строительстве оборудование электропрогрева бетона должно обеспечивать главным образом быстроту отключения в необходимый момент; защиту оборудования и питающей сети от токов короткого замыкания; контроль за нагрузкой и величиной напряжения в сети электропрогрева; надежное заземление.
При использовании в установке прогрева бетона сухих трансформаторов не следует допускать нагрузку выше 75% паспортной мощности. Электропрогрев бетонных и железобетонных конструкций надлежит вести при напряжении не выше 127 В. Использование сетевого напряжения 220 В допускается для прогрева неармированного бетона, а также отдельно расположенных железобетонных конструкций, не связанных общим армированием с соседними участками, на которых в это время производятся работы. При обогреве бетона внешними электронагревателями (когда исключено замыкание их на арматуру) допускается использование напряжения до 380 В. При прогреве неармированного бетона также допускается применять напряжение не выше 380 В.
Большие преимущества имеет способ предварительного кратковременного электроразогрева бетонной смеси до ее укладки. Выбор этого способа в основном зависит от величины мощности, отпускаемой строительству. Следует учитывать, что единовременная мощность, потребляемая при этом способе, значительно превышает мощность электроустройств при других способах, основанных на использовании электроэнергии как теплоносителя. Снижение потребления электрической мощности может быть достигнуто только за счет увеличения времени разогрева (время определяется технологами) или уменьшения объема одновременно разогреваемой бетонной смеси.
В целях экономии электроэнергии разогрев смеси по этому способу следует осуществлять с питанием электродов, расположенных в специальных емкостях, от сети напряжением 380/220 В, т. е. без применения понизительных трансформаторов, но с устройством, позволяющим автоматически отключать оборудование разогрева от сети при достижении смесью заданной температуры. Чем больше объем монолитного бетона, тем эффективнее этот способ электротермообработки.
Большое влияние на равномерность температурного поля при способе разогрева бетонной смеси оказывает степень однородности электрического поля, зависящая от конструкции бункера и электродов.
Наиболее рациональными следует считать пластинчато-трубчатые электроды. Такой электрод (авторское свидетельство № 245611) предотвращает обезвоживание и загустевание смеси в приэлектродной зоне и обеспечивает равномерный разогрев смеси по всему сечению емкости.
В целях повышения электробезопасности рекомендуется целость проводника, используемого для заземления емкости (бункера или автомашины), систематически контролировать с помощью простейшего автоматического устройства, обеспечивающего отключение электродов от электросети при обрыве заземляющего емкость проводника. Подача электроэнергии незаземленным емкостям запрещается.
При способе электроразогрева бетонной смеси перед ее укладкой в опалубку необходимо соблюдать следующие требования. Температура разогрева не должна превышать для бетонов на портландцементах 70°С (343 К), а для бетонов на шлакопортландцемен- тах— 80°С (353 К); разогретую бетонную смесь не рекомендуется держать в бункере (автосамосвале или другой емкости) более 10—15 мин во избежание ее загустевания и сильного охлаждения. Перегрузка разогретой бетонной смеси не допускается. Площадка для разогрева смеси (пост разогрева) должна иметь специальное ограждение с воротами (или другими закрывающимися проемами) для въезда автотранспорта с бетонной смесью или размещения бункеров со смесью. Доступ на площадку посторонним лицам запрещается. Разогрев осуществляется с соблюдением требований электробезопасности, изложенных в эксплуатационной инструкции. Разогрев смеси производят в специально оборудованных для этой цели бункерах, бадьях, кузовах автосамосвалов или других емкостях, обеспечивающих его равномерность.
Разработка оборудования электроразогрева должна вестись при наличии следующих основных данных: объема бетона, подлежащего одновременному разогреву, скорости разогрева, удельного омического сопротивления бетона, напряжения, при котором будет проводиться разогрев, напряжения питающей сети, потребной мощности при разогреве и величине тока.
Электропрогрев монолитных бетонных конструкций или обогрев их электрическими нагревателями, а также предварительный кратковременный разогрев бетонной смеси необходимо сочетать с укрытием открытых поверхностей бетона.
Транспортирование бетонной смеси в зимних условиях должно производиться с принятием мер, сокращающих потери тепла, замедляющих ее остывание в пути и при перегрузке (утепление и укрытие транспортной тары, транспортеров, бетоновозов, мест перегрузки, предварительный прогрев бадей и кузовов бетоновозов перед загрузкой смесью и др.).
