Среди мероприятий, направленных на экономию электроэнергии, строгое соблюдение режима электропрогрева занимает главное место. На режим влияют не только сроки прогрева в отдельные периоды, но и количество арматуры, расположение ее в конструкции, конфигурация последней, сечение и расположение электродов, расстояние между электродами и арматурным каркасом. От этих факторов зависят омическое сопротивление бетона, потребляемые мощность и электроэнергия. Сопротивление бетона зависит также от вида и марки цемента, от марки и температуры бетона, водоцементного отношения, добавок — ускорителей.
При неточном дозировании воды и добавок — ускорителей твердения — удельное сопротивление может колебаться в 1,5 раза и более, и поэтому заданные режимы прогрева нарушаются. Ориентировочные значения удельного сопротивления бетонной смеси могут характеризовать данные табл. 10 [51].
Таблица 10
При соблюдении технологических правил приготовления бетонной смеси ее удельное сопротивление колеблется в пределах 10%, что соответствует отклонениям температуры смеси в конце разогрева от среднего значения на 5—10° С.
Особое внимание необходимо уделять соблюдению требуемых расстояний между электродами различных фаз и между электродами и арматурой конструкции. Эти расстояния в зависимости от напряжения должны быть:
Чем меньше указанные расстояния, тем больше утечки тока. Места касания электродов с арматурными каркасами или закладными частями должны изолироваться толем или пергамином. Тем самым сократятся значительные утечки тока в землю. Такие прокладки наиболее удобно располагать снизу конструкции, а не с боков. Для изоляции электродов от арматуры целесообразно применять покровные изоляционные лаки и эмали, наносимые на поверхности электродов. Эти лаки можно использовать для регулирования расчетной площади электрода
Практикой установлена следующая ориентировочная зависимость расстояния между электродами и напряжением:
Несоблюдение режима прогрева, расстояний между электродами и арматурой, расстояний между электродами, включенными в разные фазы, приводит к повышению температуры, пересыханию бетона, к излишнему расходу электроэнергии, а также к плохому качеству конструкций. В ряде случаев температура прогрева не достигает необходимой величины, повышается срок твердения бетона, затягиваются сроки строительных работ.
В целях экономии электроэнергии рекомендуется заданную прочность бетона получать при максимально возможном сокращении срока прогрева конструкций при наиболее высокой для данной конструкции температуре, рекомендуемой инструкцией по электропрогреву (в зависимости от вида и марки цемента). Это, например, можно установить по данным расхода электроэнергии для достижения бетоном 70% прочности (табл. 11).
Таблица 11
На рис. 10 дан график нарастания прочности бетона на портландцементе при различной температуре выдерживания.
При высоких температурах прогрева конструкций (допустимых по техническим условиям) расход электроэнергии сокращается не только вследствие значительного прироста прочности за время остывания, но и за счет большего, чем рост температуры, сокращения длительности прогрева.
Нарастание прочности происходит только в течение 1— 1,5 суток, а в последующее время прочность возрастает незначительно. Поэтому дальнейший прогрев нецелесообразен и в большинстве случаев приводит только к излишнему расходу электроэнергии.
Так как конструкция имеет положительную температуру, то и после прекращения электропрогрева нарастание прочности бетона продолжается. Замеры показали, что прогретые колонны, отключенные от электросети с температурой 35° С, через 8 ч имели температуру 18° С, при температуре наружного воздуха —13° С.
Рис. 10. График нарастания прочности бетона на портландцементе при различной температуре выдерживания
Замер температуры группы колонн на другом строительстве показал, что колонны после прогрева имели температуру 33° С, через 9 ч — 28° С, а через 20,5 ч — 9° С (температура наружного воздуха в эти дни находилась в пределах—10°С).
В целях экономии электроэнергии конструкции должны остывать в опалубке или форме при выключенном токе. Прочность конструкций при этом все равно будет существенно расти.
Известно, что с увеличением водоцементного отношения плотность, цементирующие свойства бетона и его прочность снижаются. Следовательно, прочность бетона можно увеличить с уменьшением (до известного предела) количества воды по отношению к массе цемента. Излишняя вода не только снижает прочность железобетонных конструкций, но и повышает расход электроэнергии на выпаривание ее.
Если температуру бетонной смеси при выходе из бетономешалки довести до предельной (согласно инструкции), сократить сроки транспортирования бетона к месту укладки, максимально механизировать укладку его, то срок прогрева можно значительно сократить.
Температуры бетонной смеси и компонентов принимаются согласно руководству по электропрогреву бетонных и железобетонных конструкций и изделий [57].
Для снижения теплопотерь, а следовательно, и расхода электроэнергии необходимо перед укладкой бетона очищать основание. После окончания бетонирования, а также на время перерывов в бетонировании следует утеплять все открытые поверхности бетона.
Практика показывает, что при ручных способах регулирования заданные режимы электропрогрева в большинстве случаев не соблюдаются. Поэтому следует широко внедрять автоматизированные установки электропрогрева. Они позволяют строго выдерживать заданную предельную температуру прогрева конструкции. Когда она достигает заданной, электроды отключаются от электросети и включаются снова лишь при снижении температуры.
Автоматизированный режим прогрева (по времени и температуре) дает экономию электроэнергии. Автоматизация режима прогрева позволяет улучшить качество бетонной конструкции. При правильно подобранном режиме и расстановке электродов (по расчету) прогрев небольшого объема бетона автоматизированной установкой с контролем только в одной оптимальной точке дает вполне удовлетворительные результаты.