Электропрогрева

Электропрогрев бетонных конструкций обычно применяется в тех случаях, когда выдерживание бетона способом «термоса» не обеспечивает приобретения им заданной относительной прочности к концу установленного срока выдерживания, а также при необходимости получения требуемой прочности бетона в короткий срок.

Метод электропрогрева бетона основан на преобразовании электрической энергии в тепловую и осуществляется двумя способами:

1) пропусканием тока непосредственно через уложенный в конструкции бетон с помощью металлических электродов;

2) электрическими нагревательными приборами (печами сопротивления).

3) электропрогрев бетона с помощью греющего провода. Контактный способ электропрогрева бетона основан на передаче тепла бетону от поверхности заложенных в бетон греющих проводов, нагреваемых сильным током до темп. 80°С. Тепло распространяется, т.к. бетон имеет хорошую теплопроводность. Наибольшая эффективность достигается при использовании проводов со стальной жилой 1,2 – 3,0 мм. Они допускают прогонную нагрузку на 1м от 80 до 160 ватт, в зависимости от электрического сопротивления и диаметра жилы. Этот способ позволяет обогреть бетон до требуемой прочности. Греющие провода должны размещаться в теле бетона. В качестве нагревательных проводов применяют специальные провода для бетона марки ПНСВ со стальной оцинкованной жилой диаметром от 1,2 до 3,0 мм в поливинилхлоридной изоляции.

Количество греющих элементов, которые необходимо заложить в конструкцию, зависит от объема прогреваемого бетона и требуемой для этого электрической мощности. Для каждой конструкции необходимо выдавать технологическую карту. Продолжительность прогрева и выдерживание бетона с учетом фактического времени его остывания можно определить в результате регулярных замеров его температуры и силы тока в греющих элементах, заносимых в журнал производства бетонных работ и графику твердения бетона.

При электродном способе конструкция прогревается за счет выделения тепла непосредственно в теле бетона, включаемого в электрическую цепь, а при использовании нагревательных приборов, термоактивной опалубки конструкция нагревается за счет передачи тепла бетону при нагреве окружающей среды. В качестве последней могут быть использованы воздух, вода, влажные материалы.

Рабочий ток для погруженного в бетон провода такого диаметра составляет приблизительно 15А; вне бетона, на воздухе, такое значение тока недопустимо велико. Поэтому выводы от «ниток» и «троек» оснащают проводами большего сечения, т. н. «холодными концами».

Обычно «холодные концы» выполняют проводом АПВ-4, их длина составляет 0,5...1,0 метр. Соединение нагревающих проводов с «холодными концами» и между собой (общая точка «тройки») производят скруткой, провода под скрутку зачищают на 80...100 мм. Скрутку изолируют х/б лентой, более стойкой, чем полимерная. Для изготовления «ниток» провод нарезают кусками длиной по 28 метров и свивают в спираль O 30...40 мм. Намотку провода ПНСВ в спирали производят до оснащения его « холодными концами» на специальном станке, в качестве привода может быть использована электродрель. Нагревательные спирали удобны при хранении и монтаже. Для изготовления «троек» провод нарезают кусками по 17 метров, свивают, зачищают один конец трех спиралей, скручивают и изолируют скрутку. Сопротивление одной «нитки» при комнатной температуре приблизительно 4 Ом, сопротивление отрезка «тройки» в 1,73 раза меньше. Расчетное количество «ниток» и «троек» для станций мощностью 100 кВт и 80 кВт приведено в табл.

Спирали нагревающих проводов крепятся одним концом и растягиваются равномерно вдоль арматуры. Длина растянутой «нитки» составляет от 8 до 25 метров, «тройки» – от 5 до 15 метров. Провода не должны накладываться друг на друга и сближаться менее чем на 100 мм. Тепловыделение одного погонного метра провода приблизительно 35Вт. Для прогрева 1 м³ бетона в зимнее время требуется мощность 1,5...2,5 кВт, цикл термосного выдерживания конструкции от 2 до 3 суток.

Таблица

Период выдерживания бетона при электродном прогреве может быть разбит на три стадии, различающиеся характеристикой теплового режима:

1) разогрев t ₁ – характеризуется плавным повышением температуры бетона от начальной  до максимальной расчетной ;

2) изотермическое выдерживание  – характеризуется постоянством температуры бетона ;

3) термосное выдерживание  – характеризуется постепенным снижением температуры бетона от максимальной, достигнутой к концу периода разогрева , до конечной , при которой начинается замерзание бетона. [12]