Прогрів бетону - обов'язкова процедура в умовах низьких температур. Необхідно забезпечити оптимальні умови, при яких бетон зможе нормально тверднути. В іншому випадку порушується структура матеріалу, і він починає втрачати свої властивості. Небезпечно допускати замерзання суміші в період схоплювання.
Навіщо потрібно прогрівати
Прогрів бетону в зимовий час необхідний, щоб наявна вода в розчині не перетворилася в кристали льоду. Інакше тиск всередині пір цементу підвищиться, що призведе до руйнування матеріалу, який вже затвердів. Він перестане відповідати вимогам високої міцності.
Необхідність прогріву матеріалу обумовлена і іншими причинами, пов'язаними з проходять процесами в розчині:
- при замерзанні вода збільшується в об'ємі на 10-15%, що призводить до руйнування країв пір, і матеріал стає пухким;
- обмерзання арматури, викликане впливом низьких температур, порушує зв'язок «метал - цемент», що погіршує технічні характеристики конструкції.
Щоб запобігти замерзанню розчину, необхідно створити таку температуру, при якій бетон буде природно укріпляти. Небажана і підвищена температура матеріалу при прогріванні, так як вона призводить до прискореного взаємодії між бетоном і водою, а конкретніше до її випаровуванню.
Способи прогріву взимку
Уникнути замерзання розчину в холодну пору року можна за допомогою спеціального обладнання. Всі можливі способи прогріву матеріалу встановлені у СНіП 3.03.01-87 (Несучі та огороджувальні конструкції, розділ 7.57) і СНиП 3.06.04-91 (Мости і труби, розділ 6.37). До основних методів належать: обігрів в опалубці, термос, використання електродів, нагрівальних проводів, інфрачервоних обігрівачів і т.д. Кожен метод унікальний і вимагає використання різного обладнання.
прогрів електродами
Прогрів бетону електродами - найпоширеніший метод. У різних місцях залитої маси встановлюються провідники електричного струму. Струм, що проходить по електричному ланцюзі, виділяє тепло. Так здійснюється електропрогрев бетону.
Існує кілька варіантів підведення електродів до бетонної суміші. У кожному разі використовувана схема підключення індивідуальна. При її виборі враховується, що електроліз в воді і в бетонному розчині викликається постійним струмом, а в процесі електропрогрева рекомендується використовувати трифазний змінний струм.
Важливо! При армуванні бетону металевими або залізними прутами використання напруги в мережі більш 127В заборонено. Виняток становлять окремі ділянки, для яких спеціально розроблені проекти.
Прогрів бетону може бути виконаний різними видами електродів:
- струнні - використовуються для заливки, що має велику довжину (колони або палі);
- стрижневі - застосовуються для місць стику конструкцій складних конфігурацій;
- смугові - використовуються для прогріву бетону з різних сторін конструкції;
- пластинчасті - електроди, закріплені на зворотну сторону опалубки, підключаються до різних фаз, за рахунок цього утворюється електричне поле.
Використання проводу
Для мінімізації часу застосовується спеціальний провід для прогріву бетону - ПНСВ. Він являє собою сталеву жилу, ізольовану в поліетилен або ПВХ.
При виборі цього способу не обійтися без трансформатора для прогріву бетону. Суть методу зводиться до того, що обладнання нагріває дроти, а тепло від них передається бетонному складу. Завдяки високій теплопровідності матеріалу енергія швидко розподіляється по масиву. Одна станція може прогріти до 80 м³ бетонної суміші. Цим способом обігрівають монолітні конструкції в 30-градусні морози.
Основна перевага використання дроти для обігріву - можливість регулювати температуру в залежності від погодних умов. Кабель здатний підвищувати температуру до 80 ºС. Трансформатор для прогріву бетону повинен мати кілька ступенів низької напруги. Це дозволить здійснювати регулювання потужності нагрівальних проводів і підганяти її величину відповідно до змін температури повітря.
Необхідність використання трансформатора для прогріву бетону значно збільшує вартість будівництва. Устаткування ТМО і ТМТО для прогріву бетону коштує дорого (90-120 тисяч рублів), оренда становить 10-15% від вартості. Для разової заливки купувати його немає сенсу.
Щоб здійснити прогрів бетону в зимовий час потрібно технологічна карта. Вона розробляється енергетиком під кожен окремий проект, хоча існують і стандартні зразки цього документа.
На підставі технологічної карти розраховується кількість трансформаторних станцій, визначається їх вигідне розташування, а також порядок розміщення кабелю для прогріву бетону. В середньому для обробки 1 м³ розчину потрібно до 60 метрів кабелю. Щоб здійснити рівномірне навантаження по фазах, необхідно провести тестування дроти.
Інструкція з обігріву нагрівальним проводом
Для ефективного прогріву нагрівальний провід повинен мати переріз не менше 1,2 мм, а робочий струм - не менше 12 А.
Електропрогрів бетону здійснюється наступним чином:
- кабель для прогріву бетону розміщується всередині конструкції таким чином, щоб провідники не стикалися один з одним і не виходили за краї бетону;
- припаивание до гріючих проводу холодних кінців і виведення їх за межі зони обігріву;
- перевірка зібраної електричного кола мегаомметром;
- подача напруги в зібрану систему і обігрів конструкції.
Метод «термоса»
Це пасивний метод, орієнтований не так на передачу теплової енергії, а на її збереження. Його суть зводиться до утеплення бетонної конструкції зовні за допомогою теплоізоляційних матеріалів.
З точки зору економії даний спосіб є найвигіднішим, так як в якості теплоізоляційних матеріалів можна використовувати дешеві деревна тирса. Але не завжди утеплення конструкції досить, щоб створити природні умови для затвердіння суміші. Буде потрібно додаткове використання інших методів.
Прогрів ІК-випромінювачами
Інфрачервоні прилади обігріву відрізняються низьким рівнем електроспоживання. Вони направляються на обігрівається зону, і в структурі бетону інфрачервоні промені перетворюються в тепло.
Основна перевага методу - можливість здійснити прогрів окремих ділянок конструкції. Однак при товстому бетонному шарі обігрів здійснюється нерівномірно, що може привести до зниження міцності будови.
ІК-випромінювачі знайшли застосування при обробці стиків або створенні тонкостінних елементів.
індукційний прогрів
Метод заснований на явищі електромагнітної індукції. Енергія електромагнітного поля перетворюється в теплову енергію, яка передається поверхні, що обігрівається. Цей процес відбувається в сталевій опалубці або на арматурі.
Індукційний обігрів можливий тільки для конструкцій із замкнутими контурами. Коефіцієнт армування залізними або сталевими елементами повинен бути не менше 0,5. Для створення індикатора слід обмотати всю конструкцію ізольованим проводом. Пропускається по ньому електричний струм створює електромагнітне поле, яке розігріває всі металеві елементи. Від них тепло передається бетону.
Обігрів за допомогою пари
Суть методу зводиться до пропуску пара по трубах, заздалегідь встановленим в конструкцію або між стінок опалубки. Якщо температура бетону в паронасищенном стані при прогріванні перевищує 70 ºС, то матеріал за кілька днів набере таку ж міцність, що і за 10-12 діб.
Пар необхідно пускати за 30 хвилин до заливки бетонної суміші, щоб прогріти конструкцію.
Цей спосіб відрізняється високою ефективністю, але вимагає значних витрат на здійснення.
Скільки коштує обігріти бетон?
Джерелом складання кошторису витрат є технологічна карта. Щоб розрахувати, скільки коштує електропрогрев, необхідно знати наступні параметри: обсяг бетону, витрата матеріалів і тривалість процесу.
Найбільш економічними є прогрів суміші методом «термоса» або ІК-випромінювачами, які використовують невелику кількість електроенергії. Що стосується ефективності, то у цих способів вона нижче, ніж при обігріві нагрівальними проводами, електродами або парою.
Рекомендуємо вивчити:
