Зимнее бетонирование

Опалубку и утеплитель демонтируют по достижении бетоном  критической прочности. Поверхности  распалубленной конструкции ограждают  от резкого перепада температур во избежания образования трещин.

Метод термоса применяют  при бетонировании массивных конструкций. Степень массивности оценивают модулем поверхности Мn=F/V, где F- площадь суммарной охлаждаемой поверхности конструкции , м2 ;  V- объем конструкции, м 3 .

Конструкция считается массивной при Мn < 6, средней массивности при Мn=6…9 и ажурной при Мn>9.

При определении  Мn не учитывается площадь поверхностей конструкций, соприкасающихся с  талым грунтом, хорошо прогретой  бетонной поверхностью или каменной кладкой. Для длинномерных изделий  и конструкций (например, колон, ригелей, балок) Мn определяют отношением периметра их поперечного сечения к его площади.

Метод термоса  применяют для конструкций с  Мn < 6, а при предварительном  разогреве бетона до 60…800C – с  Мn=8…10.                                                                                                                                                  

 

 

Электропрогрев  смеси в конструкциях.

 

 

Способ электропрогрева  бетона в конструкциях основан на использовании выделяемой теплоты  при прохождении через него электрического тока. Для подведения напряжения используют электроды различной конструкции и формы. В зависимости от расположения электродов прогрев подразделяют на сквозной и периферийный. При сквозном прогреве электроды располагают по всему сечению, а при периферийном – по наружной поверхности конструкций. Во избежания отложения солей на электродах постоянный ток использовать запрещается.  

ля сквозного  прогрева колонн, балок, стен и других конструкций, возводимых в деревянной опалубке, применяют стержневые электроды, которые изготовляют из отрезков арматурной стали диаметром до 6мм с заостренным концом. Для установки электродов высверливают отверстия в одном из щитов опалубки таким образом, чтобы электроды не соприкасались с арматурой каркаса. Затем вставляют электрод и ударом молотка фиксируют его в противоположном щите. Расстояние между электродами по горизонтали и вертикали принимают по расчету. Затем осуществляют их коммутацию.

Для периферийного  прогрева при слабом армировании  и когда исключен контакт арматурой применяют плавающие электроды в виде замкнутой петли. При прогреве плоских конструкций (например, подготовка под полы, дорожные покрытия, ребристые плиты) применяют пластинчатые электроды.

В качестве плавающих  электродов применяют полосовую  сталь толщиной 3…5, шириной 30…50 мм. Расстояние между ними определяют расчетом. Электроды должны контактировать с бетоном и могут быть несколько утоплены в него. Между ними и бетоном не должно быть зазора. Для этого их нагружают токонепроводящими материалами (досками, кирпичами), сами электроды должны быть без искривлений и перегибов.

Нашивные  электроды, так же как и плавающие, относятся к элементам периферийного  прогрева. Их производят из круглой  арматурной стали или металлических  пластин толщиной 2…3 мм. Электроды  нашивают на щиты опалубки, а концы загибают под углом 900 и выводят наружу. После установки опалубки производят коммутацию электродов. Необходимо помнить, что электроды не должны иметь контакта с арматурой конструкции во избежания короткого замыкания. Поэтому при установки арматурных каркасов используют пластмассовые прокладки и фиксаторы, которые обеспечивают заданную толщину защитного слоя и предотвращают контакт с электродами.

При изготовлении длинномерных конструкций ( колонн, ригелей, балок, свай) используют струнные электроды. Выполняют их из гладкой арматурной стали диаметром 4…6 мм. Располагают в центральной части сечения конструкции. Концы электродов отгибают под углом 900 и выводят через отверстия в опалубке для подключения коммутирующих проводов.

При периферийном прогреве массивных конструкций, а также элементов зданий малой массивности (стен, резервуаров, ленточных фундаментов) в качестве электродов используют металлические щиты опалубки и арматуру конструкции. В первом случае используют однофазный ток: первую фазу подключают к щитам опалубки, а нулевую- к арматурному каркасу. Во втором случае арматурный каркас не подключают к сети, а каждый элемент опалубки присоединяют к одной из трех фаз. Изоляторами между щитами опалубки служат деревянные брусья.

Однородность температуры поля зависит от схемы расположения электродов и расстояния между ними. Чем ближе друг к другу электроды и чем сильнее армирование конструкции, тем больше будут температурные перепады в твердеющем бетоне, в результате чего режим твердения будет неоднородным и качество бетона ухудшится. Поэтому в каждом конкретном случае рассчитывают схему расположения электродов с учетом степени армирования конструкции. При напряжении на электродах 50…60В  расстояние между электродами и арматурой должно быть не менее 25мм, а при 70…85В – не менее 40мм.

Стержневые электроды  применяют, как правило, в виде плоских  групп, которые подключают к одной  фазе. При большой длине конструкций  вместо одного электрода устанавливают  два или три по длине. Допустимую длину полосового, стержневого или струнного электродов принимают путем расчета минимальной потери напряжения по его длине.

 

 

 

 

Таблица №3. Способы установки электродов и области их применения.

 

Тип электродов	Материал	Способ установки  в конструкции	Область применения	Примечание
Стержневые	Круглая сталь – стержни  диаметром  6…10 мм	Закладывают через отверстие  в опалубочных щитах или с  открытой стороны бетона	Электропрогрев конструкций  толщиной не менее 15 см	После электропрогрева  остаются в теле бетона
Струнные	Круглая сталь – стержни  диаметром  8…12 мм	Устанавливают вдоль  оси конструкции	Электропрогрев слабоармированных  конструкций	После электропрогрева  остаются в теле бетона
Нашивные	Круглая сталь – стержни  диаметром  6…10 мм	Укрепляют на вертикальных щитах опалубки с внутренней стороны через 10…20 см	Не ограничено	Имеют многоразовое использование
Полосовые	Листовая сталь –  полосы, полосовая сталь, полосы толщиной 3 мм	Укрепляют на горизонтальных щитах опалубки, которые укладывают на бетон	Электропрогрев плит	Имеют многоразовое использование
Плавающие	Круглая сталь – стержни  диаметром более 12 мм	Устанавливают в свежеотформованный бетон на 2…3 см	Не ограничено	Имеют многоразовое использование

 

 

Для получения  высокого качества железобетона строго соблюдают температурный режим прогрева, который разделяют на три стадии:

1. Подъем температуры  бетона. Скорость подъема зависит  от модуля поверхности:

Мn…………………………  2…6     6…9    9…15

Скорость  подъема С0/ч          8           10         15

 

2. Изотермический прогрев. На этой стадии в бетоне поддерживают заданную температуру. Продолжительность стадии зависит от вида конструкции (прогревают до получения необходимой прочности бетона). Чаще всего на стадии изотермического прогрева достигают критическую прочность бетона.

 

3. Остывание  конструкций. При остывании до 00С бетон продолжает набирать  прочность, что особенно важно  при бетонировании массивных  конструкций.

 

Для конструкций  с Мn = 6…9  применяют режим, при  котором к моменту остывания  бетон должен набрать прочность не менее критической. Для конструкций с Мn = 9…15 режим такой же, но в конце изотермического прогрева бетон должен набрать не менее 50% прочности. Этим обстоятельством определяется время изотермического прогрева. При изготовлении предварительно напряженных конструкций к моменту окончания изотермического прогрева прочность бетона должна быть не менее 80%.

Нарушение технологического режима электропрогрева может привести к пережогу бетона в результате перегрева  бетонной смеси выше 1000С, недостаточному набору прочности, образованию трещин в результате неоднородности температурного поля.

Температура разогрева бетона зависит от конструкции  и вида цемента (таб.№ 4).

 

Таблица №4. Максимально допускаемые  температуры бетона, 0С, при электропрогреве.

 

Цемент	Mn
	6…9	10…15	16…20
Шлакопортландцемент и  пуццолановый портландцемент	80	70	60
Портландцемент и быстротвердеющий Портландцемент (БТЦ)	70	65	55

 

Максимальную  температуру прогрева более массивных  конструкций назначают из условия  получения равномерного температурного поля и исключения в них высоких термонапряжений.

Необходимую температуру прогрева бетона получают изменением напряжения, периодическим  отключением и включением всего  прогрева или части электродов. При  электропрогреве бетонных конструкций  с помощью контрольно-измерительных приборов постоянно контролируют напряжение, силу тока и температуру бетона. В первые 3ч прогрева температуру измеряют каждый час, а затем- через 2…3 часа.

Скорость  остывания бетона также регулируют (таб.№5).

 

Таблица №5. Допускаемая скорость остывания бетонных конструкций.

 

Конструкции	Mn	Скорость остывания, 0С/ч
Бетонные	15…10	12
Слабоармированные и  железобетонные	8…6	5
Железобетонные	5…3	2…3
Средне- и сильноармированные	8…15	Не более 15

 

Если скорость остывания превысит допустимую, в бетонной смеси возникнут температурные напряжения, способные разрушить структуру бетона или образовать в нем трещины. Регулируют скорость остывания путем правильного подбора теплоизоляции опалубки.

Перед началом  бетонирования проверяют правильность установки электродов и их коммутацию, качество утепления опалубки, определяют надежность контактов электродов с токопроводящими проводами.

При электропрогреве  необходимо тщательно выполнять  требования электробезопасности и  охраны труда.

 

 

 

Бетонирование в термоактивной опалубке.

 

Термоактивный (греющей) опалубкой называются многослойные щиты, которые оснащены нагревательными  элементами и утеплены. Теплота через  палубу щита передается в поверхностный слой бетона, а затем распространяется по всей его толщине. Обогрев бетона таким способом не зависит от температуры наружного воздуха. Греющую опалубку применяют при возведении тонкостенных и среднемассивных конструкций, а также при замоноличивании стыков и швов при температуре наружного воздуха до –40 ⁰С.

Конструкции греющей опалубки многообразны. Основное требование, предъявляемое к ним – равномерность распределения температуры по опалубке щита.

В качестве нагревательных элементов применяют трубчатые  электронагреватели (ТЭНы), греющие  провода и кабели, гибкие тканевые ленты, а также нагреватели, изготовленные из нихромовой проволоки, композиции полимерных материалов с графитом (углеродные ленточные нагреватели) и токопроводящими  элементами и др.

Трубчатые электронагреватели состоят из трубок (стальных, медных, латунных) диаметром 9-18мм, внутри которых находится нихромовая спираль. Пространство между спиралью и стенками трубки заполнена кристаллическим оксидом магния. Температура разогрева ТЭНов 300-600⁰С, поэтому они не должны контактировать с поверхностью опалубки, прилегающей к бетону, а располагаться от нее на 15…20.

Проволочные нагревательные элементы выполняют  из нихромовой проволоки диаметром 0,8…3мм, которую наматывают на каркас из изоляционного материала и  изолируют асбестом. Такие нагреватели  менее надежны, так как подвержены деформациям при погрузочно-разгрузочных работах, поэтому требуют бережного отношения.

В качестве нагревательных кабелей применяют кабели типа КСОП или КВМС. Они состоят из константановой проволоки диаметром 0,7…0,8мм, помещенной в термостойкую изоляцию. Поверхность изоляции защищена от механических повреждений металлическим защитным чулком.

Размещают нагреватели  на щите опалубки в зависимости от режимов обогрева и мощности: греющие  провода и кабеля устанавливают  вплотную к палубе, ТЭНы – на небольшом расстоянии от нее.

В фанерной греющей  опалубке нагревательные кабели и провода  запрессовывают в защитные покрытия, состоящие из пакета тонких полимерных пленок.

Углеродные  ленточные нагреватели наклеивают специальными клеями на палубу щита. Для обеспечения прочного контакта с коммутирующими проводами концы лент подвергают меднению.