Прогрев бетона в зимнее время

Прогрев бетона в зимнее время как правило осуществляют в специально оборудованных бадьях или в кузовах автосамосвалов.

Содержание статьи:

◊ Режимы нагрева бетона

◊ Методы прогрева бетона

◊ Электропрогрев бетона

◊ Прогрев бетона в зимнее время

◊ Метод термоса

◊ Бетонирование в зимних условиях

Горячий термос. Этот способ заключается в кратковременном разогреве бетонной смеси до температуры 60…80 °С, уплотнении ее в горячем состоянии и выдерживании -термосном или с дополнительным обогревом. В условиях строительной площадки бетонную смесь разогревают, как правило, электрическим током. Для этого порцию бетонной смеси с помощью электродов включают в электрическую цепь переменного тока в качестве сопротивления.

В результате в бетонной смеси выделяется мощность Р, кВт: Р=U²/R1000=I²R/1000, где U-напряжение на электродах, В; I-сила тока, А; R-омическое сопротивление прогреваемой порции бетонной смеси,Ом. Выделяемая в бетонной смеси мощность за некоторое время повышает ее теплосодержание: Q=3,6(U²/R) τ=3,6I²R τ, где Q-повышение теплосодержания бетонной смеси ( количество выделенного тепла),кДж; τ-продолжительность воздействия электрического тока на бетонную смесь ( продолжительность разогрева),ч.

Таким образом, как выделяемая мощность, так и количество выделяемого за промежуток времени тепла зависят от подводимого к электродам напряжения( прямая пропорциональность) и омического сопротивления прогреваемой бетонной смеси ( обратная пропорциональность).В свою очередь, омическое сопротивление является функцией геометрических параметров плоских электродов, расстояния между электродами и удельного омического сопротивления бетонной смеси( рис-1).

Рисунок-1. Схема электроразогрева бетонной смеси

1-электроды; 2-бетонная смесь

R=(b/ac)ρ, где b-расстояние между электродами, м; ас-площадь рабочей части электрода, м2; ρ-удельное омическое сопротивление бетонной смеси ,Ом·м ( в зависимости от минералогического состава цемента, количества воды затворения равно 6…9 Ом·м). Если принять объем разогреваемой бетонной смеси равным 1 м³ и расстояние между электродами -b, то удельная выделяемая мощность составит Pуд=U²/ρb²1000, кВт, а количество выделявшегося тепла за время τ-будет: Qуд=3,6 (U²/ρb²)τ.

Затрата 1 кВт·ч электроэнергии эквивалентна 3600 кДж, что позволяет поднять температуру в 1 м³ бетонной смеси на 3600/2500 ≈1,4°С. Электроразогрев бетонной смеси осуществляют в основном в бадьях или в кузовах автосамосвалов. В первом случае приготовленную на бетонном заводе смесь, имеющую температуру 5…15°С, доставляют автосамосвалами на строительную площадку, выгружают в электробадьи, разогревают до 70…80°С и укладывают в конструкцию ( рис-2).

Рисунок-2. Электроразогрев бетонной смеси

а) общая схема бетонирования конструкций; б) схема поворотной бадьи; в) схема электроразогрева в кузовах автосамосвалов; 1 – бетонный завод;
2 – бетоновоз; 3 – электробадья; 4 – пульт управления; 5 – кран; 6 – укладка смеси; 7 – токоподводящие устройства; 8 – вибратор; 9 – корпус бадьи; 10 – электроды; 11 – тельфер на портале; 12 – рама с электродами; 13 – кузов автосамосвала; 14 – ограждение; 15 – заземление

Чаще всего применяют обычные опрокидные бадьи ( туфельки) с тремя электродами из стали толщиной 5 мм, к которым с помощью кабельных разъемов подключают провода ( или жилы кабелей) питающей сети. Для равномерного распределения бетонной смеси между электродами при загрузке бадьи и лучшей выгрузки разогретой смеси в конструкцию на корпусе бадьи установлен вибратор.

Во втором случае приготовленную на бетонном заводе смесь доставляют в кузове автосамосвала на строительную площадку. Автосамосвал въезжает на пост разогрева и останавливается в строго определенном положении под рамой и электродами. При работающем вибраторе электроды опускают в бетонную смесь и подают напряжение.

Разогрев ведут в течение 10…15 мин до температуры смеси на быстротвердеющих портландцементах 60°С , на портландцементах -70°С , на шлакопортландцементах -80°С . Для разогрева смеси до таких высоких температур за короткий промежуток времени требуются большие электрические мощности .Так, для разогрева 1 м³ смеси до 60°С за 15 мин требуется 240 кВт, а за 10 мин-360 кВт установленной мощности .Метод горячий термос применяют для конструкций с Мп ≤ 12.

 

Метод термос с добавками -ускорителями

Некоторые химические вещества ( хлористый кальций CaCl2, углекислый калий-поташ K2CO3, натрит натрия NaNO2 и другие), введенные в бетон в незначительных количествах ( до 2% массы цемента), существенно ускоряют процесс твердения в начальный период выдерживания бетона .Так , бетон с 2-х % хлористого кальция от массы цемента уже на третий день достигает прочности в 1,7 раза большей, чем бетон того же состава, но без добавки ( таблица-1.

Таблица-1. Увеличение прочности бетона с добавкой CaCl2 в количестве 2% от массы

Во-вторых, введение в бетон добавок-ускорителей , являющихся одновременно и противоморозными добавками, в указанных количествах понижает температуру замерзания до -3°С , тем самым увеличивая продолжительность твердения бетона, что также способствует приобретению бетоном большей прочности. Бетоны с добавками -ускорителями готовят на подогретых заполнителях и горячей воде.

При этом температура бетонной смеси на выходе из смесителя колеблется в пределах 25…35°С , снижаясь к моменту укладки до 20°С .Такие бетоны применяют при температуре наружного воздуха -15…-20°С . Укладывают их в утепленную опалубку и после виброуплотнения закрывают слоем теплоизоляции.

Твердение бетона происходит как результат термосного выдерживания в сочетании с положительным воздействиемхимических добавок .Этот способ, простой и достаточно экономичный, позволяет применять метод термоса для конструкций с Mп≤ 8 ( бетоны на обычных портландцементах).

***** РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!

*****