Электропрогреве бетона

Расчет производится на основании таких же исходных данных, как и при прочих способах выдерживания бетона. Влияние термосного периода на рост прочности бетона при электродном прогреве имеет практическое значение только при массивности конструкций (М_п ≤ 8) или применении утепленной опалубки. Однако последнюю, в связи с относительно высокой стоимостью и конструктивной сложностью, применяют сравнительно редко, особенно при бетонировании конструкций с большим модулем поверхности. При бетонировании конструкций с М_п ≥ 8 в обычной опалубке влияние термосного периода не учитывается, и обеспечение заданной конечной прочности бетона производится исключительно за счет электропрогрева.

С другой стороны, может иметь место такое сочетание основных влияющих факторов (массивность, теплоизоляция и метеорологические условия), при которых окажется достаточным разогрев бетона до определенной температуры с последующим термосным выдерживанием бетона – электротермос.

Наконец, могут встретиться случаи, при которых окажется целесообразным учитывать все три периода: разогрев, изотермическое и термосное выдерживание. Таким образом, наиболее экономичные режимы могут быть сведены к трем основным схемам (рис. 4.3).

Рисунок 4.3 – Графики режимов электропрогрева:

а – не учитывается нарастание прочности бетона при его остывании; б и в – учитывают нарастание прочности бетона при остывании; t ₁ – продолжительность разогрева бетона; t ₂ – то же изотермического прогрева; t ₃ – то же остывания; t _э – то же собственно электропрогрева

Расчет температурных режимов производится с учетом следующих требований:

– начальная температура бетона назначается не ниже 5⁰С;

– температура бетона в конце разогрева  должна быть не выше значений, указанных в таблице 4.3.

Таблица 4.3 – Максимально допускаемая температура бетона при электропрогреве

Скорость нарастания температуры бетона во время разогрева

(4.9)

не должна превышать: 5 ⁰С/час – в массивных конструкциях (с М_п <6) и 8 ⁰С/час – в обычных конструкциях (с М_п >6).

Температура бетона в конце термосного остывания  должна быть не ниже 4⁰С.

При определении коэффициентов теплопередачи ограждения бетона К (Вт/м²∙К) можно пользоваться нижеприведенными формулами, учитывающими установленные опытом особенности теплового сопротивления термоизоляции, в условиях электродного прогрева:

а) в случае неутепленной опалубки толщиной h _оп ( м):

(4.10)

б) в случае опалубки, покрытой слоем утеплителя толщиной h _ут:

(4.11)

в) в случае, если, кроме опалубки, имеется наружная деревянная обшивка толщиной h _д (м) и промежуточная засыпка толщиной h _ут:

(4.12)

г) в случае, если ограждение состоит только из рыхлого утеплителя, уложенного по открытой поверхности бетона (например, засыпка опилками поверхности железобетонного перекрытия):

(4.13)

Значения коэффициента теплопроводности берутся по таблице 4.4 (коэффициенты теплопроводности λ, и удельная теплоемкость С основных строительных материалов, применяемых в качестве утеплителей).

При учете влияния термосного остывания бетона на цементе марки не выше 400 экзотермия цемента обычно не учитывается (за исключением случаев применения электротермоса).

При назначении прочности бетона, требуемой к концу его выдерживания ( ), следует учитывать, что нарастание прочности бетона после 50% от протекает крайне медленно, поэтому назначение  > 50%  влечет за собой значительное повышение сроков прогрева, возрастание расхода электроэнергии и снижение оборачиваемости электрооборудования. В связи с этим, в большинстве случаев при необходимости доведения бетона до прочности, превышающей 50% , оказывается более целесообразным переход на повышенную против проектной марку бетона.

Расчет температурных режимов при электродном прогреве может быть осуществлен по способу эквивалентных сроков.

После выбора режима электропрогрева и определения , , , М_п и К определяют длительность стадии разогрева

(4.14)

и среднюю температуру бетона за эту же стадию

(4.15)

Далее, по данным лабораторных испытаний, а при отсутствии таковых – по графикам, приведенным в ТУ на производство и приемку строительно-монтажных работ. Устанавливают длительность выдерживания бетона (в часах) до приобретения им заданной прочности  при =15⁰С. При комбинации электропрогрева бетона с термосным выдерживанием определяют (пренебрегая учетом экзотермии) длительность остывания бетона от  до по формуле

(4.16)

где А₁- коэффициент, характеризующий свойства бетона,

(4.17)

где β – коэффициент, учитывающий влияние ветра.

Среднюю температуру бетона за период остывания определяют по формуле

(4.18)

где ;

По таблице 4.4 находим значения параметров эквивалентных сроков выдерживания бетонов: соответствует температуре ;  – температуре ;  – температуре .   

Далее определяют длительность изотермического периода:

(4.19)

Если прогрев осуществляется без учета термосного остывания, то

(4.19)

где  и

Таблица 4.4 – Параметры эквивалентных сроков α выдерживания бетона на различных цементах

Продолжительность прогрева и выдерживание бетона с учетом времени, за которое он остывает, определяется в результате замеров его температуры и силы тока в греющих элементах, которые постоянно проводятся и заносятся в журнал производства бетонных работ и твердения бетона. Для эффективного проведения работ необходимыми являются лабораторные наблюдения.

Электрообогрев можно начинать только после полного завершения всех подготовительных работ и выполнения всех без исключения указаний техники безопасности.

С помощью токоизмерительных клещей следует измерить пусковую силу тока в нагревательных элементах. Если показания превышают номинально допустимые, необходимо снизить напряжение сети. Измерение t и силы тока производить через каждый час в первые 3 часа работы и 1 раз в смену после 3-х часов. Все показания следует заносить в журнал бетонных работ.