На сегодняшний день благодаря тому, что современные технологии позволяют продолжать строительные работы даже в зимнее время, готовые объекты могут сдаваться ровно в срок и с гарантией качества. Даже в зимнее время бетонные конструкции продолжают строиться и работы не останавливаются из-за погодных условий.

При бетонировании любых конструкций в зимний сезон при минусовой отметке требуется соблюдение специальных температурных условий для твердеющего бетона. Главное условие для качественного застывания бетонной смеси – не дать температуре опуститься ниже технически обусловленной отметки.

Для того чтобы обеспечить прочность бетону во время его застывания, необходимо соблюсти и выдержать температурный режим.

Зачем зимой прогревать бетон

Чтобы понять, откуда и почему в бетоне появляются трещины, необходимо знать принцип его заливания и правила его застывания. При замешивании в ручном режиме бетонного раствора к сухой смеси добавляется вода. Именно излишки воды при минусовой температуре замерзают в растворе, из-за чего образовываются немаленькие кристаллики льда, а также возникает сильное давление в порах цементной смеси, все это приводит к разрушению незастывшего бетонного раствора и сильному снижению его прочности после застывания. Наиболее критичным является замерзание во время схватывания.

Главным условием, которое должно соблюдаться при выдерживании и застывании бетона – это правильный температурный режим. Если все требования будут соблюдены, то прочность бетона будет максимальной. При снижении температуры вода с цементом взаимодействует медленнее, а при повышении градусов – ускоряется. Поэтому во время бетонирования больших монолитных конструкций зимой необходимо соблюдать правильные температурно-влажностные условия, которые позволят набрать максимальную прочность бетона за минимальный период времени.

Метод бетонирования зимой

Методов заливания бетона существует несколько. Виды его зависят от погодных условий, а также от типа конструкции, что возводится. Среди самых распространенных:

1. Термос, также может быть добавлением противоморозных компонентов.
2. Обогревающая опалубка.
3. Подогрев при помощи электродов.
4. ИК или индукционный прогрев.
5. Прогревание проводами.

Чтобы отчетливее иметь представление о прогреве бетонной смеси, рассмотрим наиболее актуальные методы отдельно.

Электропрогревание бетона зимой

Самым распространенным методом, который сберегает тепло искусственным методом, является прогревание раствора при помощи электродов. Метод основывается на пропускании электрического тока сквозь бетонный раствор, за счет чего выделяется тепло. Чтобы подвести ток к бетонной смеси, впору использовать различные типы электродов, которые имеют индивидуальную схему подключения. Из-за того, что постоянный ток провоцирует электролиз воды в растворе, в период прогревания может применяться однофазный и трехфазный переменный ток.

Типы электродов, которые используются для прогревания:

1. Стержневой электрод. Делается он из арматуры и размещается в бетонном растворе с расчетным шагом. Край необходимо располагать в 3-х сантиметрах от опалубки. С помощью таких электродов можно прогреть самую сложную конструкцию.
2. Пластинчатый электрод. Такие пластины крепятся на внутреннюю сторону опалубки и за счет подключения противоположных друг другу электродов, создается электрополе, под воздействием которого бетонная смесь будет подогреваться до нужной температуры и держаться требуемое время.
3. Струнный электрод. Данный тип обычно применяют при прогревании бетонных колонн.
4. Полосовой электрод. Такие полосы можно крепить к требуемым сторонам конструкции.

Следующий довольно распространенный метод прогревания – это нагревательный провод. Эта технология на сегодняшний день наиболее применяема крупными строительными фирмами, как отечественными, так и зарубежными. Заметим, что довольно многие объекты в Москве при строительстве прогревались с помощью именно этого метода.

Данный метод заключается в креплении нагревательного провода, требуемой длины к арматурному каркасу до укладки массы в опалубку. Этот способ подразумевает использование провода ПНСВ, его стержень стальной оцинкованный, диаметр которого 1,2 мм. Выделяемое тепло от такого провода, при прохождении по нему электричества, распределяется равномерно по бетонной смеси, и позволяет прогревать ее до 40 градусов. Провода питаются электричеством при помощи специальных подстанций, которые имеют несколько ступеней пониженного напряжения. Одна подобная подстанция способна подогревать до 3 кубических метров бетона. Для того чтобы прогревать 1 кубический метр бетона, требуется около 60 метров провода. Данный метод позволяет прогревать бетонные конструкции любой сложности при температуре до -30 градусов.

На сегодняшний день большие строительные компании используют одновременно несколько типов подогрева. Необходимость такого комбинирования зависит от многих факторов, главными среди которых считают:

• размер строительного объекта;
• требуемая прочность бетона;
• погодные условия;
• наличие энергоресурса на стройплощадках.

Способ прогревания опалубки подразумевает ее конструирование с элементами нагрева, которые закладываются в нее изначально. Данный метод схож с методом прогрева пластинами, только прогревание идет не от внутренней стороны опалубки, а от ее внутрянки или наружной стороны.

Используется данный метод в зимнее время не очень часто из-за его сложности. Заливая фундамент, опалубка не может соприкасаться со всей бетонной конструкцией, поэтому идет подогрев только части бетонной массы.

Индукционный метод используют крайне редко. Обычно его применяют в балках, прогонах, ригелях. Принцип данного метода в том, что вокруг металлической арматуры обматывается изолированный провод, который создает индукцию и разогревает сам металлический стержень.

Электропрогревание бетонного сооружения используется в зимний период за счет того, что ИК-лучи способны прогревать всю поверхность непрозрачного объекта и распространять тепло по всей площади. Выбирая данный метод, следует учитывать, что конструкцию нужно окутать полиэтиленовой пленкой для того, чтобы лучи проходили сквозь нее, а тепло не выходило слишком быстро. Преимущество такого метода в том, что он не требует наличия специальных подстанций, а недостатком является неравномерное прогревание бетонного строения. Этот способ наиболее подходящий для прогревания тонкой конструкции.

Начиная строительство того или иного объекта, позаботьтесь о том, чтобы были соблюдены все правила, рекомендации и учтены все нюансы, в противном случае можно получить не только некачественный результат, но и делать через год капитальный ремонт всего бетонного сооружения.

Бетон будет прочен только в том случае, если он положен правильной методикой и выстоялся согласно нормам.

Нет статей по теме.

Бетон – это очень популярный на сегодняшний день строительный материал, для изготовления которого применяют такие компоненты, как цемент, вода, заполнитель и вода. Но одно дело, когда вы производите заливку бетона летом, ведь теплое время года благоприятно влияет на процесс набора прочности. Что же происходит зимой? При сильных морозах набор прочностных характеристик прекращается, а это крайне нежелательно. В этом случае необходимо применять ряд мероприятия, которые позволят прогревать бетон. Для этого нужно знать все особенности технологической карты бетона на зимний период и актуальные способы прогрева.

Технологическая карта и способы прогрева бетона

Прогревать сварочным аппаратом

Этот метод прогрева предполагает применение следующих материалов:

• кусков арматуры;
• лампы накаливания и градусника для измерения температуры.

Процесс установки кусков арматуры выполняется параллельно цепи, с примыкающими и прямыми проводами, между которыми монтируется лампа наливания. Именно благодаря ей будет возможным производить измерения напряжения.

Чтобы померить температуры, стоит задействовать градусник. По времени этот процесс занимает много времени, примерно 2 месяца. При этом на весь процесс прогревания необходимо оградить конструкцию от влияния холода и воды. Применять обогрев сварочным аппаратом целесообразно при малом объеме бетона и отличных условиях погоды.

Инфракрасный метод

Смысл этого метода состоит в том, что ведется установка оснащения, работа которого выполняется в инфракрасном диапазоне. В результате этого удается преобразовать излучение в тепло. Именно тепловая энергия внедряется в материал.

Инфракрасный подогрев бетонной смеси представляет собой электромагнитные колебания, у которых скорость распространения волны будет составлять 2,98*108 м/с и длина волны 0,76-1, 000 мкм. Очень часто в роли генератора задействуют трубки, выполненные из кварца и металла.

Главной особенностью представленной технологии является возможность питания энергией от обычного переменного тока. При инфракрасном обогреве бетона параметр мощности может меняться. Она зависит от необходимого температурного режима нагревания.

Благодаря лучам энергия может проникать в более глубокие слои. Для достижения необходимой эффективности процесс обогрева должен выполняться плавно и постепенно. Здесь запрещено работать при высоких показателях мощности, иначе верхний слой будет иметь высокую температуру, что в конечном результате приведет к потере прочности. Применять такой метод необходимо в случаи, когда нужно разогреть тонкие слои конструкции, а также подготовить раствор для ускорения времени сцепки.

Какие существуют плюсы и минусы дома из газобетона, указано в данной

Индукционный метод

Для осуществления этого метода необходимо задействовать энергию переменного тока, которая будет преобразовываться в тепловую в опалубке или арматуре, выполненной из стали.

После преобразованная тепловая энергия будет распространяться на материал. Применять индукционный метод обогрева целесообразно при обогреве железобетонных каркасных конструкций. Это могут быть ригели, балки, колонны.

Если использовать индукционный прогрев бетона по внешним поверхностям опалубки, то здесь необходимо выполнить монтаж последовательных витков, которые изолированы от индукторов и проводом, а число и шаг определяется расчетным путем. С учетом полученных результатов удается изготовить шаблоны с пазами.

Когда индуктор был установлен, то можно выполнять обогрев арматурного каркаса или стыка. Делается это для того, что удалить наледь до того, как будет происходить бетонирование. Теперь открытые поверхности опалубки и конструкции можно укрыть при помощи теплоизоляционного материала. Только после обустройства скважин можно приступать к непосредственной работе.

Когда смесь примет необходимый температурный режим, то процедуру обогрева прекращают. Следите, чтобы опытные показатели отличались от расчетных не менее чем на 5 градусов. Скорость остывания может сохранить свои пределы 5-15 С/ч.

Применение трансформаторов

Для повышения температурного режима в бетоне можно воспользоваться таким недорогим и простым методом, как нагревательный провод ПНСВ.

Конструкция этого кабеля предусматривает два элемента:

• однопроволочная жила круглой формы, выполненная из стали;
• изоляция, для которой можно задействовать ПВХ пластик или полиэтилен.

Если вам необходимо обогреть смесь 40-80 м3, то для этого будет достаточно установить всего лишь одну трансформаторную подстанцию. Применяют такой метод в том случае, когда на улице температура воздуха достигла отметки -30 градусов. Использовать трансформаторы целесообразно для обогрева монолитных конструкций. Для 1 м веса будет достаточно провода в 60 м.

Какие производители автоклавного газобетона существуют, указано в данной

Выполняется такая манипуляция по следующей инструкции:

1. Внутрь бетона укладывают нагревательный провод. Его подсоединяют к станции или выводам трансформатора.
2. При помощи электрического тока массив начинает набирать температуру, в результате чего ему удается затвердеть.
3. так как материал обладает отличными свойствами проводимости тепловой энергии, тепло с высокой скоростью начинает двигаться по всему массиву.

Таблица 1 – Характеристика проводов марки ПНСВ

Провод для обогрева, который уложен внутрь бетона, должен обогревать конструкцию до 80 градусов. Электропрогрев происходить при помощи трансформаторных подстанций КПТ ТО-80. Для такой установки характерно наличие нескольких ступеней низкого напряжения. Благодаря этому становится возможным выполнять регулировку мощности нагревательных кабелей, а также подгонят ее согласно измененной температуре воздуха.

Использование кабеля

Использование такого варианта прогрева не требует больших затрат электроэнергии и дополнительного оснащения.

Весь процесс протекает по следующей схеме:

1. Ведется установка кабеля на бетонное основание перед заливкой раствора.
2. Все зафиксировать, используя крепежные детали.
3. Будьте внимательны во время установки кабеля и го эксплуатации, чтобы на его поверхности не возникли повреждения.
4. Выполнить подключение кабеля в низковольтный электрический шкаф.

Противоморозные добавки

При добавлении противоморозных добавок бетон способен противостоять самым агрессивным атмосферным осадкам. Входящие в состав такой смеси компоненты могут быть самые различные, но роль главного отведена антифризу. Это жидкость, которая не позволяет воде замерзать.

Если необходимо взвести конструкции из железобетона, то в составе смеси должен находиться нитрит натрия и формат натрия. Главной особенностью противоморозных смесей остается сохранение антикоррозийных и физико-химических свойств при низком температурном режиме.

При возведении товарного бетона, производстве бордюров необходимо задействовать смесь, в составе которой имеется хлорид кальция. Этот компонент позволяет добиться быстрой скорости затвердения, устойчивости к низкому температурному режиму.

Идеальной противоморозной добавкой остается такое химическое вещество, как поташ. Оно очень быстро растворяется в воде, при этом отсутствует коррозия. Если вы будет применять поташ при прогреве бетона зимой, то удастся сэкономить на строительных материалах.

Если вы используете противоморозные добавки, то очень важно придерживаться всех норм безопасности. Например, не стоит задействовать бетон с такими компонентами, когда конструкция расположена под напряжением, возводятся монолитные дымовые трубы.

СНиП

Все мероприятия по монтажу и строительству нужно выполнять в соответствии с установленными нормами. Процесс бетонирования в зимнее время не считается исключением. Прогрев бетонной конструкции при низких температурах воздуха происходят согласно следующих документов:

• СНиП 3.03.01-87 – Несущие и ограждающие конструкции
• СНиП 3.06.04-91 – Мосты и трубы

На видео – прогрев бетона в зимнее время, технологическая карта:

Несмотря на то, что представленная документация лишь косвенно затрагивает тему, связанную с прогревом бетона, в ней содержатся определенные разделы, в которых имеется технология заливки бетонного раствора в морозное время года.

Расчет времени

При расчете прогрева бетона необходимо принимать во внимание таки факторы, как тип конструкции, общую площадь обогрева, объем бетона и электрическую мощность.

Во время обогревательных работ с бетоном стоит разработать технологическую карту. В нее будут вписаны все значения лабораторных наблюдений, а также время прогрева и время затвердения материала.

Расчет прогрева бетона начинается с выбора схемы. Например, чаще всего выбирают четырехстадийную. Первая стадия предполагает собой выдерживание материала. После этого показатели температуры повышают до конкретного значения, осуществляют обогрев и остывание длительность выдерживания перед началом мероприятия примерно 1-3 часа при низком температурном режиме. Поле этого можно переходить к расчету обогрева, которое находится в прямой зависимости от скорости и итоговой температуры.

На протяжении всего процесса стоит вести контроль температуры, отмечая все результаты при повышении через 30-60 минут, а при остывании контролирование осуществляют 1 раз за смену. При нарушении режима необходимо поддерживать все параметры, отключив ток и повысив напряжение. В таком случае показатели фактические и полученные в ходе расчета могут не совпадать. После этого строят график зависимости времени от прочности, где обозначают необходимое значение времени и температуры обогрева, а после отыскивают необходимое значение прочности.

Процесс обогрева бетона – это очень важные мероприятия, без проведения которых бетонная конструкция при морозах просто перестанет набирать прочность, в результате чего это приведет к понижению марки и дальнейшему разрушению. Осуществить все эти мероприятия несложно, достаточно просто определить, какой из представленных подходит вам больше всего.

25. Технология производства бетонных работ в зимнее время

Особенностью и требованием при зимнем бетонирова­нии является создание такого режима укладки и твердения бетона, при котором он к моменту замерза­ния приобретает необходимую прочность, называемую критической . Пределы такой прочности указаны в СНиПе.

Способы укладки бетона зимой определяются приме­няемыми способами его выдерживания. На практике применяют как безобогревные способы выдерживания (способ термоса), так и способы искусственного подогрева или прогрева конструкций (электротермо­обработка бетона, применение греющей опалубки и покрытий, обогрев паром, горячим воздухом или в тепляках).

1. К общим приемам ускорения набора прочности относятся: применение цементов высокой активности; минимальное значение В/Ц; высокая частота исходных материалов; большая продолжительность перемешива­ния смеси; тщательное уплотнение бетонной смеси.

2. Применение противоморозных добавок (хлорида натрия в сочетании с хлоридом кальция, нитрата натрия, поташа и др.), обеспечивающих твердение при отрицательных температурах. Это позволяет транс­портировать смесь в неутепленной таре и укладывать ее на морозе. Смесь с противоморозными добавками укладывают в конструкции и уплотняют с соблюдением общих правил укладки бетона.

3. Подогрев материалов на месте приготовления бетона (метод «термоса»): подогрев исходных матери­алов паром (в штабелях на складе, в промежуточных бункерах, в расходных бункерах); утепленная опалубка (доски толщиной 40 мм и 1…2 слоя толя, двойная пустотелая опалубка со слоем опилок и т.п.); электро­разогрев бетонной смеси перед укладкой в специаль­ных бадьях.

4. Подогрев бетона на месте укладки в блоки: электропрогрев (поверхностными и глубинными электродами, в термоактивной опалубке, электро­нагревательными приборами). Электродный прогрев бетона обеспечивается через электроды, располагае­мые внутри или на поверхности бетона. Соседние или противоположные электроды подсоединяют к проводам разных фаз, в результате чего между электродами в бетоне возникает электрическое поле, прогревая его. Ток в армированных конструкциях пропускают напря­жением 50-120 В, а в неармированных - 127-380 В. При прохождении тока бетон нагревается и в течение 1,5-2 сут. приобретает распалубочную прочность; обогрев в тепляках и шатрах (внутри шатра производят подогрев воздуха) является эффективным и прогрес­сивным способом зимнего бетонирования; обогрев теплым воздухом от калориферов; паропрогрев со специальной опалубкой.

26. Дефекты бетонной кладки и способы ее устране­ния. Уход за уложенной бетонной смесью

Причины появления дефектов укладки бетонной смеси: несоответствие бетонной смеси требованиям ГОСТа или условиям блока укладки (размеры, армированность); нарушение технологии укладки бетона.

Дефекты укладки: раковины, расслоение бетона, наплывы, ноздреватость поверхности, волосные трещины. Раковины – пустоты в блоке, не заполненные бетоном или заполненные отощенным бетоном (гравий без цементного раствора). Причины их появления - поступления на место укладки бетона, содержащего гравий недопустимой крупности по размерам блока и по густоте его армирования; из-за вытекания цементного раствора через щели в опалубке и на стыках опалубки; в связи с плохим уплотнением. Чаще всего они появляются в трудно прорабатываемых частях блоков. Наружные раковины обнаруживаются при распалубке, а внутри блока они не могут быть обнаружены.

Для устранения внутренних раковин применяют цементацию нагнетанием цементного раствора растворонасосами через выполненные в бетоне шпуры. Наружные раковины раскирковывают, удаляют отощен­ный пористый бетон до здорового бетона и заделы­вают бетоном, содержащим мелкий гравий.

Причины расслоения бетона - излишне продолжи­тельное вибрирование при уплотнении, сбрасывание его в блок с большой высоты. Дефект расслоения неустраним. Уложенный бетон с таким дефектом должен быть удален и заменен.

Наплывы цементного молока и ноздреватая поверх­ность бетона появляются на стыке между поверхно­стью бетона и опалубкой в результате подтекания цементного молока при уплотнении вышележащих слоев бетона и защемления пузырьков воздуха. Их устраняют при подготовке поверхности строительного блока к бетонированию смежного блока.

Волосные трещины в бетоне появляются в резуль­тате усадки его и свидетельствуют о нерациональном составе бетонной смеси (в частности, избыток цемента), о завышенных размерах строительных блоков и больших температурных напряжениях или плохом уходе (быстрое иссушение). Дефект этот неустраним.

Ликвидация устранимых дефектов заключается в вырубке некачественного бетона, очистке вырублен­ного место от грязи, пыли до здорового бетона и подготовке поверхности так же, как в строительном шве. За вновь уложенным в дефектном месте бетоном должен быть обеспечен уход в соответствии с изложенными ранее правилами до набора им нужной прочности.

Уход за уложенным бетоном заключается в защите его от механических повреждений, преждевременных нагрузок, в поддержании его во влажном состоянии, в отводе избытков тепла от крупных блоков, поддержа­нии положительных температур зимой, недопущении преждевременного снятия опалубки. Без ухода и при плохом уходе за твердеющим бетоном наблюдается резкое понижение его прочности. Свежеуложенный бетон до получения первоначальной прочности в течение 10...12 ч следует защищать от хождения и проезда по нему, а также от сотрясения при работе строительных машин.

В первые дни после укладки он должен находиться в теплой и влажной среде. Наилучшая температура твердения 15...20°С. Поэтому в стадии ухода за бетоном его поливают, укрывают от солнца соломен­ными матами, рогожей, брезентом.

Увлажняют бетон из шлангов рассеянной струей в виде дождя. Эту операцию начинают сразу же после того, как установлено, что из схватившегося бетона при действии на него водой не будут вымываться частицы цемента.

Поливают бетон при температурах воздуха выше 5°С, начиная ее в обычных условиях через 10...12 ч, а в жаркую сухую погоду через 2...4 ч после укладки и продолжая в течение 3...14 сут с интервалом от 3 до 8 ч. Расход воды на полив не менее 6 л/м 2 .

Пока бетон находится в опалубке, ее смачивают. После распалубки смачивают и защищают распалублен­ную поверхность. При температуре ниже 5°С полив прекращают и бетон укрывают рогожей или брезентом.

Уход за бетоном значительно упрощается при по­крытии его влагозащитными пленками, прокраской в 1...2 слоя одним из следующих материалов: битумные или дегтевые эмульсии, нефтебитумные растворы, лак этиноль, латекс синтетического каучука и др. Пленкообразующие материалы наносят на просохшую поверхность уложенного бетона. Расход материалов от 300 до 700 г/м 2 . После высыхания слоя поверхность бетона, засыпают на 20...25 сут слоем песка толщиной 3...4 см.

Покрытие пленкообразующими материалами допустимо только в конструктивных швах и на самой верхней открытой части бетонной конструкции. В строитель­ных швах прокраска недопустима.

Строительство – процесс круглогодичный, и, во избежание крупных убытков, не должен зависеть от погодных условий. Основным критерием для качественного бетонирования в зимнее время является прогрев бетона.

Согласно СНиП, регламентируется технологический прогрев бетона, если минимальная суточная температура воздуха опускается ниже 0°С. Его целью является не допустить замораживание сырой бетонной смеси, которое влечет формирование ледяных пленок в толще материала и вокруг арматуры.

Вода принимает непосредственное участие в процессе приготовления бетона, но, превращаясь в лед, перестает быть частью химической гидратации, препятствуя отвердению смеси. Кроме этого, расширяясь, лед создает внутреннее давление и разрушает связи в свежезалитом бетоне. После оттаивания жидкости процесс гидратации может возобновиться, но некоторые соединения теряются навсегда, что ведет к снижению качества материала и долговечности сооружения.

Методы прогрева бетона

Выбор способа обогрева зависит не только от типа конструкции и погодных условий, но и от экономической целесообразности и срочных рамок по завершению бетонирования. Существуют такие виды прогрева:

• предварительный;
• термос;
• электродный;
• греющая опалубка;
• инфракрасный;
• греющие петли;
• индукционный.

Предварительный обогрев

Подразумевает разогревание бетонной смеси до температуры примерно 50°С при помощи электрического тока с подачей напряжения 220-380 В, на протяжении 5-10 мин. После того как горячий бетон залит, его остывание происходит по методу термоса.

Для осуществления предварительного нагревания, на площадке требуется наличие электрической мощности более 1000 кВт на 3-5 кубометров бетонной смеси.

Выдерживание бетонной смеси методом термоса

Наиболее экономичный и простой из всех, этот метод получил широкое распространение в строительстве. Смесь, температурой 25-45°С, доставляют на площадку и укладывают в опалубку. Если прогреть ее до большей температуры, то при транспортировке есть риск ее застывания.

Сразу после заливки, конструкцию со всех сторон укрывают теплоизоляционным материалом. В результате, бетон твердеет за счет изоляции от холодного воздуха, тепла самой смеси, а также в результате экзотермической реакции цемента.

Количество тепла, которое получает бетон от этих источников, можно подсчитать, и в соответствии с величиной подобрать нужный слой утеплителя. Его должно хватить, чтобы выдержать бетон в плюсовой температуре вплоть до его твердения и демонтажа опалубки, независимо от внешних температурных условий.

Однако, не все конструкции можно согревать методом термоса. Наиболее подходящие – это те, у которых площадь охлаждения сравнительно невелика. То есть, если смесь готовят из портландцементов средней активности, термосное выдерживание годится, если модуль поверхности не выше 8.

Зимой рекомендуют применять быстротвердеющие высокоактивные цементы, а также вводить в них специальные добавки – химические ускорители твердения. Использование добавок, в составе которых есть мочевина, не допускается, так как при температуре выше 40°С происходит ее разложение и недобор прочности бетона до 30%, что выражается в низкой морозостойкости и водопроницаемости. Такие меры позволяют использовать метод термоса на поверхностях с модулем от 10 до 15.

В соответствии с теплотехническим расчетом, который производится при проектировании термосного укрывания, количество тепла в бетонной смеси не должно быть ниже количества теплопотерь при остывании за весь период, требующийся для становления твердости бетона.

В качестве утеплителя используют доски и фанеру со слоем пенопласта, опилки, картон, минеральную вату и т. д. Особенно тщательно следует утеплять конструкции с перепадом уровней, углами и тонкими элементами. Опалубка и теплозащита убираются тогда, когда наружный слой бетона достигает 0°С.

Электродный метод обогрева

Способ ускорения застывания бетона путем пропускания в него электрического тока. Широко используется при возведении монолитных конструкций из бетона и железобетона в зимний период, а также при производстве модульных элементов. Среди преимуществ – надежность и простота способа, быстрый разогрев смеси. К недостаткам можно отнести необходимость источника большой мощности на площадке: от 1000 кВт на 5 м³ бетона и постоянное повышение температуры нагрева по мере твердения материала.

Электродный зимний прогрев бетона бывает периферийный, сквозной и с использованием арматуры в качестве передающих электродов. Наиболее часто применяется при работе со слабоармированными конструкциями: фундаментами, стенами, перегородками, колоннами, перекрытиями. Часто может быть совмещен с предварительным прогревом бетона и термосным методом с использованием химических отвердителей.

Поступая в бетон в течение определенного промежутка времени, ток разогревает его равномерно по всей плоскости вне зависимости от толщины сегмента. Это особенно важно при работе с легким бетоном, сложно поддающимся прогреванию. Воздействие тока на отвердение массы обусловлено повышением температуры внутри материала и электролизом воды, а удельное сопротивление бетона меняется на разных стадиях его становления.

Прогрев бетона электродами происходит с применением как минимум двух штырей из металла. Подключенные к противофазным проводам, они передают ток между собой. Очень важно при этом заданное напряжение: оно может быть повышенным (220-380 В) или пониженным (60-128 В). Электропрогрев свыше 127 В применяется только для неармированных сооружений и со строгим соблюдением техники безопасности. В армированном бетоне в случае подачи повышенного напряжения, могут возникнуть локальные перегревы, вызывающие испарение влаги и замыкания.

После заливки, в стены или колонны, втыкаются металлические стержни, на которые с трансформатора подается пониженное напряжение. Электроды представляют из себя металлические прутья или струны, чья длина определяется в зависимости от места использования. Диаметр их составляет от 6 до 10 мм. В зависимости от погоды, шаг между электродами может быть от 0,6м до 1 м.

Если трансформатор трехфазный, для одной колонны будет достаточно одного электрода. Быстрый монтаж и эффективный прогрев с одной стороны, с другой оборачивается дороговизной одноразовых катановых электродов и энергозатрат.

Метод греющей опалубки

Непосредственный контакт электродов с бетоном полезен при прогреве вертикальных сооружений, в то время, как для заливных больше подойдет метод греющей опалубки, но суть процедуры от этого не меняется.

Принцип электродного обогрева монолитной конструкции заключается в поступлении тепла от поверхности опалубки внутрь бетона за счет его теплопроводности. В качестве передатчиков тепла используются ТЭНы, углеграфитовое волокно, слюдопластовые и сетчатые нагреватели.

Для создания равномерного температурного контура, следует утеплить все открытые поверхности и торцы. Заливать бетонную смесь предпочтительно в заранее прогретую опалубку: это сокращает сроки прогревания бетона и арматуры, и предотвращает деформацию формы.

Перед началом укладки смеси, опалубку следует отключить. Режим подачи электричества ко всем щитам должен быть одинаковым, и это выставляется вручную. Температура заранее подогретого бетона не должна превышать 60°С, так как влага может начать испаряться, что увеличит вязкость массы.

Смесь укладывается слоями и немедленно накрывается теплоизолирующими материалами. Перед включением электродов, бетон выдерживается некоторое время для равномерного распределения температуры. Затем, осторожно, по одному, подключаются щиты.

Для достижения 80% прочности, общее время прогрева бетона при температуре 80°С, составляет 13-15ч. С целью экономии, (почти в полтора раза), температуру можно опустить до 60°С, но время застывания будет равно 20-23 ч.

Схема прогрева бетона:

1. Устанавливается и подключается пульт управления, разматываются соединительные кабели.
2. По всему периметру опалубки и на датчики температуры подключаются штепсельные разъемы.
3. К пульту подсоединяются сигнальные фонари. После включения рубильника, напряжение будет подаваться как на силовые, так и на сигнальные цепи, по которым и контролируется наличие напряжения в фазах. Ток сети отслеживается по вольтметру на приборной панели пульта.
4. Запускается установка. При помощи переключателей соединяются датчики в щитах опалубки с электронным регулятором температуры.
5. Если один из щитов перегревается, подача энергии прекращается, о чем свидетельствует сигнал соответствующей лампы.
6. Когда прогрев окончен, установка автоматически отключается.

Инфракрасный обогрев

В данном методе задействуется принцип периферийного использования тепловой энергии, получаемой от инфракрасного излучателя. Им могут являться как металлические (ТЭНы), так и карборундовые излучатели. Инфракрасные передатчики в сочетании с отражателями и другими устройствами представляют собой инфракрасную установку.

Оптимальное расстояние от излучателя до обогреваемой поверхности – 1,2 м. Для лучшего поглощения тепла, опалубку можно покрыть черной матовой краской. Во избежание испарения влаги с поверхности, конструкцию накрывают полиэтиленовой пленкой, рубероидом или пергамином.

Процесс прогрева бетона инфракрасными лучами делят на три стадии: выдержку смеси и ее разогрев, активное прогревание, остывание.

Примерный расход электричества на прогрев 1 м³ равен 120-200 кВт/ч.

Инфракрасное тепло направляется на внешние участки обогреваемой конструкции и способствует таким процессам:

• прогрев обмороженного грунта и слоев бетона, закладных, арматуры, очистка их от наледи и снега;
• ускорение процесса отвердения перекрытий, монолитных конструкций, наклонных и вертикальных сооружений;
• предварительный обогрев зон стыковки застывшей и свежей смесей;
• обогрев труднодоступных для утепления мест.

Использование греющих петель

Метод с нагревательными проводами состоит в том, что на каркасе из арматуры в опалубке выкладывают нужное количество нагревательных проводов (ПНСВ). Их количество рассчитывается в зависимости от теплоотдачи и площади заливки.

Затем сверху выкладывают бетонную массу, и когда по проводам пускают ток, она, благодаря своей теплопроводности, прогревается до 40-50°С. В качестве греющих петель применяют провода для бетона ПНСВ с изоляцией из ПВХ и оцинкованной стальной жилой диаметром 1,2 мм. Также можно использовать ПТПЖ в полиэтиленовой изоляции с двумя жилами по 1,2 мм.

Подача электричества осуществляется через понижающие трансформаторы типа КТП-63/ОБ или КТП-80/86, где можно регулировать мощность нагревания в зависимости от изменений внешней температуры. За раз одной подстанции хватает на обогрев до 30 кубометров бетона при температуре воздуха до -30°С.

Для обогрева 1 м³ требуется в среднем 60м нагревательного провода.

Индукционный прогрев

В основе такого способа прогрева бетона в зимнее время, лежит использование магнитной составляющей в переменном электромагнитном поле, где в результате индукции образуется электрический ток. При таком прогреве, энергия магнитного поля, направленная на металл, преобразуется в тепловую, откуда передается в бетон. Интенсивность прогревания зависит от магнитных и электрических свойств источника тепла (металла) и напряжения магнитного поля.

Индукционный метод применяется к конструкциям с замкнутым контуром, где его длина больше, чем размер сечения, к железобетону с густым армированием или сооружениям с металлической опалубкой. В соответствии с техникой безопасности, прогрев ведут на пониженном напряжении 36-12 В.

Перед заливанием смеси, вдоль контура конструкции выкладывается шаблон, где будут размещаться витки индуктора. Далее в пазы укладывается изолированный провод, куда потом заливается бетон. Как при любом методе обогрева, сначала его выдерживают 2-3 ч при минимальной температуре около 7°С, для этого индуктор активируют на 5-10 мин каждый час. Температура бетона начитает расти со скоростью 5-15°С и по достижении предельной отметки индуктор может быть выключен, тогда дальнейший обогрев производится методом термоса либо переходит на импульсный режим, периодически поддерживая нужный уровень тепла.

К достоинствам этого способа относится равномерный прогрев по всей длине и сечению конструкции, возможность отогрева арматуры и экономия на электродах.

Приблизительный расход энергии на 1 м³ составляет около 120-150 кВт/ч.

Расчет прогрева бетона

Что касается определения длины провода на одну секцию и количества таких секций в конструкции, то это зависит от характеристик провода и напряжения трансформатора.

К примеру, при подаче тока 220В, длина секции ПНСВ 1,2 мм равняется 110 м. Если напряжение уменьшается, пропорционально сокращается и длина провода в сегменте.

Тепло, получаемое от нагревательной секции при среднем расходе провода 50-60 м/м³, способно разогреть залитый бетон до 80°С.

Для получения среднего показателя температуры бетона во время остывания, используется эмпирическая зависимость. Приблизительный расчет охлаждения определяется так:

1. На основе метеорологического прогноза погоды на весь зимний период в требуемой местности, устанавливается ожидаемый средний температурный показатель наружного воздуха.
2. Определяется модуль поверхности, в соответствии с которым рассчитывается подходящее термосное выдерживание.
3. При помощи формулы, вычисляется средняя температура бетона за все время остывания.
4. У поставщика цемента получают данные о том, готовая смесь какой температуры будет доставлена и какие у нее экзотермические характеристики.
5. По формулам высчитываются теплопотери во время доставки и выгрузки.
6. Определяется начальная температура бетона со времени укладывания, учитывая отдачу его тепла на обогрев арматуры и опалубки.
7. Исходя из требований прочности, определяют длительность остывания бетонной смеси.

Этот метод вычисления используется для прогнозирования сроков становления бетона, учета потери тепла при заливании, а также теплового излучения с поверхности, но следует помнить, что данные приблизительны.