Режимы нагрева бетона при бетонировании различных конструкций в зимнее время.

Предварительный разогрев бетонной смеси позволяет выдерживать способом термоса забетонированные конструкции с модулем поверхности до 10. Укладка в утепленную опалубку быстро разогретой (в течение 10-15 мин) до 70-80^оС бетонной смеси интенсифицирует тепловыделение цемента и набор бетоном прочности.

В условиях перевозки бетонной смеси преимущественно автосамосвалами и укладки ее по схеме "кран-бадья" предвари­тельный разогрев производится в бункерах, бадьях и кузовах автосамосвалов на специально оборудованных постах электроразогрева.

Предварительно разогретая бетонная смесь может быть приготовлена с противоморозной добавкой, благодаря которой твердение бетона может происходить после остывания до температуры 10—15 ^оС.

Электропрогрев бетона осуществляется за счет теплоты, получаемой при пропускании переменного тока по стержневым, струнным и другим электродам, устанавливаемым в свежеуложенном бетоне или на его поверх­ности (периферийный электропрогрев) и подключенным к трехфазным транс­форматорам (однофазные соединяют в трехфазные группы). Такое подключе­ние создает более равномерное температурное поле и исключает перегрев отдельных участков бетона.

Электропрогрев бетона можно осуществлять в комбинации с примене­нием противоморозных добавок. Особенно при бетонировании тонкостенных конструкций, замоноличивании стыков без предварительного обогрева стыкуемых элемен­тов и в других случаях, когда уложенный бетон может замерзнуть до на­чала электропрогрева. Температура бетонной смеси, уложенной в опалубку, к началу термообработки должна быть не ниже 0^оС. Температура в процессе выдерживания и тепловой обработки бетона определяется расчетом, но должна быть не выше: на портландцементе 80 ^оС, шлакопортландцементе - 90 ^оС. Электрообогрев бетона осуществляется от нагревающих поверхностей (термоактивной или греющей опалубки), нагревательных проводов или при помощи передачи бетону теплоты излучения (инфракрасный обогрев).

Термоактивные (греющие) опалубки состоят из стальных опалубочных щитов, оснащенных электронагревателями, в качестве которых используют трубчатые электрические нагреватели (ТЭНы), нагревательные кабели и провода, углеграфитовую ткань и др.

Для обогрева бетона с помощью нагревательных проводов используют недифицитные провода со стальной или углеграфитовой жилой в полимерной термостойкой изоляции. Их закрепляют на арматурных стержнях сеток и каркасов или на шаблонах перед укладкой бетонной смеси.

Провод работает как нагреватель сопротивления, и отдаваемая им теплота нагревает бетон до температуры 50—70 ^оС.

В качестве источников инфракрасных лучей используются ТЭНы с температурой поверхности 300-600 ^оС, карборундовые стержневые излучатели с температурой поверхности 1300—1500 ^оС, кварцевые трубчатые излучатели с температурой спирали до 2300 ^оС. Во время прогрева инфракрасными лучами во избежание пересушивания бетона его неопалубленные поверхности необходимо защищать от испарения влаги (например, полимерной пленкой).

Температурные режимы обогрева бетона принимаются такими же, как при других способах электротермообработки. Защита бетона от теплопотерь производится с помощью минераловатных плит или другого утеплите­ля. Для исключения шагового напряжения при нарушении изоляции проводов арматура и другие металлические части заземляются.

Индукционный нагрев бетона заключается в том, что вокруг прогре­ваемой конструкции укладывают витки изолированного провода, по которому пропускают переменный ток. Арматура и стальная опалубка при этом становятся как бы сердечником индукционной катушки, и в них начинают циркулировать индукционные (вихревые) токи. Эти токи разогревают арматуру и опалубку. За счет теплопередачи происходит нагрев бетона.

Обогрев бетона паром применяют на строительных площадках, где достаточно дешевого пара и грунты допускают дополнительное увлажнение. Уложенный бетон накрывают двумя слоями брезента или деревянными колпаками, защищенными изнутри толем. В образовавшееся пространство пропускают насыщенный пар под давлением не более 0,7 МПа. Кроме паровых рубашек для паропрогрева используют специальную капиллярную опалубку.

Обогрев бетона горячим воздухом в связи со значительными потерями теплоты применяется при небольшой отрицательной температуре наружного воздуха и герметичной тепловой изоляции.

Бетонирование в тепляках позволяет выполнять бетонные работы в условиях, близких к летним. Тепляк представляет собой временный шатер из брезента, полимерной пленки или других материалов, полностью закрывающий сооружение или ту его часть, где производится укладка и выдерживание бетона. Постоянную положительную температуру и влажность в тепляках поддерживают с помощью калориферных установок.

24. Выдерживание бетона с применением противоморозных добавок.

Основная причина прекращения твердения бетонных смесей при воздействии низких температур – замерзания в них воды. Известно, что содержание в воде солей резко снижает температуру ее замерзания. Если в процессе приготовления в бетонную смесь ввести определенное количество растворенных солей, то процесс твердения будет протекать и при температуре ниже 0⁰С.

В качестве противоморозных добавок применяют:

· нитрит натрия (НН) NaNO₂ ;

· хлорид кальция (ХК) CaCl₂ (ГОСТ 450-77) + хлорид натрия (ХН) NaCl;

· хлорид кальция (ХК) + нитрит натрия (НН);

· нитрат кальция (НК) Ca(NO₃)₂ (ГОСТ 4142-77) + мочевина (М) CO(NH₂)₂ );

· компл-е соединение нитрата кальция с мочевиной (НКМ) (ТУ 6-03-266-70);

· нитрит-нитрат кальция (ННК) (ТУ 603-7-04-74) + мочевина (М);

· нитрит-нитрат кальция (ННК) + хлорид кальция (ХК);

· нитрит-нитрат - хлорид кальция (ННХК) + мочевина (М);

· поташ (П) K₂CO₃ (ГОСТ 10690-73).

Выбор противоморозных добавок и их оптимальное количество зависят от вида бетонируемой конструкции, степени ее армирования, наличия агрессивных сред и блуждающих токов, температуры окружающей среды и др. и осуществляется в соответствии с ГОСТ 24211-2003 «Добавки для бетонов и растворов».

Область применения добавок представлена в таб.10.1

Противоморозные химические добавки запрещается использовать при бетонировании предварительно напряженных конструкций, армированных термически упрочненной сталью; при возведении железобетонных конструкций для электрифицированных железных дорог и промышленных предприятий, где возможно возникновение блуждающих токов способствующих разрушению бетона.

Внесение химических добавок приводит к некоторому замедлению набора прочности бетоном по сравнению со скоростью твердения бетона в нормальных условиях. Так при внесении поташа прочность бетона в возрасте 28 суток при температуре окружающего воздуха -25C составляет 50%, а в возрасте 90 суток­-60%. При температуре -5⁰С набор прочности протекает более интенсивно и к 28- суточному возрасту он может составлять 75%.

В зависимости от температуры наружного воздуха возможны различные сочетания добавок. Бетон с противоморозными добавками применяют в тех случаях, когда достигается набор критической прочности до их замерзания. Скорости набора прочности бетонами с противоморозными добавками в зависимости от температуры твердения даны в таб. 10.12 При выборе добавок учитывают их стоимость и влияние на физико-механические и технологические свойства бетонов и бетонных смесей. Так при внесении поташа сокращаются сроки схватывания цемента, в результате чего ухудшается удобоукладываемость смеси.

Наиболее дешевые и доступные добавки – хлориды кальция и натрия. Добавки вводят в виде водяных растворов в процессе приготовления бетонных смесей в количестве 3---18% от массы цемента. Применение добавок целесообразно в сочетанли с дополнительным подогревом. Растворы, содержащие мочевину, не следует подогревать выше 40 ⁰С. Растворы солей рабочей концентрации не должны иметь осадков нерастворившихся солей.