5.4 Электродный прогрев монолитных конструкций

5.4.1 Сущность электродного прогрева заключается в том, что выделение тепла происходит непосредственно в бетоне при пропускании через него электрического тока.

Применение этого метода наиболее эффективно при бетонировании в зимних условиях фундаментов, колонн, стен и перегородок, плоских перекрытий, бетонных подготовок под полы.

В зависимости от принятой схемы расстановки и подключения электродов электродный прогрев разделяется на сквозной, периферийный и с использованием в качестве электродов арматуры.

Электродный прогрев монолитных конструкций может быть совмещен с другими способами интенсификации твердения бетона, например, предварительным прогревом бетонной смеси, использованием различных химических добавок (кроме добавок, в состав которых входит мочевина и поташ).

В ОАО «ПКТИпромстрой» разработана технологическая карта на электродный прогрев конструкций из монолитного бетона. В карте приводятся:

- схемы электродного прогрева;

- указания по подготовке конструкций к бетонированию, прогреву и требования к готовности предшествующих работ и строительных конструкций;

- схема организации рабочей зоны на время производства работ;

- методы и последовательность производства работ, описание установки и подключения электрооборудования и осуществления прогрева бетона;

- электрические параметры прогрева;

- профессиональный и численно-квалификационный состав рабочих;

- график выполнения работ и калькуляция затрат труда;

- указания по контролю качества и приемке работ;

- решения по технике безопасности;

- потребность в необходимых материально-технических ресурсах, электротехническом оборудовании и эксплуатационных материалах;

- рекомендации по энергосбережению;

- технико-экономические ресурсы.

5.5 Электрообогрев бетона

5.5.1 Сущность электрообогрева заключается в непосредственной теплопередаче от греющих поверхностей к бетону, нагревая его путем теплопроводности. Область применения электрообогрева приведена в таблице 5.2.

5.5.2 Электрообогрев бетона монолитных конструкций осуществляется:

- нагревательными проводами и греющими кабелями;

- проволочными и пластинчатыми нагревателями, установленными в металлической опалубке;

- греющей опалубкой, в которой используются трубчатые электронагреватели (ТЭНы);

- токопроводящих покрытий, располагаемых на внешней стороне палубы, соприкасающейся с бетоном (с внешним активным слоем);

- термоактивными гибкими покрытиями (ТАКП);

- стержневыми электронагревателями;

- сетчатыми электронагревателями.

Параметры электрообогрева монолитных конструкций приведены ниже (таблица 5.6).

Таблица 5.6 - Параметры электрообогрева стен, перекрытий и покрытий

№ п/п	Толщина покрываемого слоя, мм	Способ электрообогрева	Скорость электрообогрева, °С/ч	Температура термического прогрева, °С	Продолжительность электрообогрева, ч			Удельная электрическая мощность опалубки, кВт/м2
					при разогреве	при изотермическом прогреве	при остывании	на разогрев	на изотерический прогрев
1	100	Односторонний	10	70	6,5	6, 11, 20	-	1,3	0,78
2	200	Двустор. Одностор.	8	70	8	3	40	0,75 1,5	0,4 0,78
3	300	Двустор. Одностор.	6	60	9	2	65	0,75 1,5	0,4 0,78
4	400	Двусторонний	5	50	9	9	80	0,74	0,3
5	500	То же	5	50	9		100	0,87	-
6	600	То же	5	40	8	-	120	0,84	-
7	700-800	То же	5	40	8	-	130	0,85	-

Продолжение таблицы 5.6 - Электрообогрев колонн, балок

№ п/п	Сечение колонн	Способ электрообогрева	Скорость электрообогрева, °С/ч	Температура термического прогрева, °С	Продолжительность электрообогрева, ч			Удельная электрическая мощность опалубки, кВт/м2
					при разогреве	при изотермическом прогреве	при остывании	на разогрев	на изотерический прогрев
8	300 × 300	По контуру сечения	8	70	8	10	30	0,74	0,47
9	400 × 400	То же	8	70	8	8	40	0,79	0,47
10	500 × 500	То же	6	60	9	8	50	0,66	0,34
11	600 × 600	То же	5	50	9	14	65	0,692	0,3
12	800 × 800	То же	5	40	7	19	80	0,7	0,25
13	1000×1000	То же	5	40	7	1	120	0,74	0,25

Продолжение таблицы 5.6 - Электрообогрев ростверков, плит, ленточных фундаментов, подколонников

№ п/п	Толщина покрываемого слоя, мм	Способ электрообогрева	Скорость электрообогрева, °С/ч	Температура термического прогрева, °С	Продолжительность электрообогрева, ч			Удельная электрическая мощность опалубки, кВт/м2
					при разогреве	при изотермическом прогреве	при остывании	на разогрев	на изотерический прогрев
14	400	Односторонний	5	40	7	19	80	0,85	0,25
15	500	То же	5	40	7	11	100	0,85	0,25
16	600	То же	5	40	7	10	4-5 сут.	0,85	0,25
17	700	То же	5	40	7	10	5-7 сут.	0,85	0,25
18	800	То же	5	40	7	10	-	0,85	0,25
19	1000 и более	То же	3	30	9	-	-	0,57	0,2

Продолжение таблицы 5.6 - Электрообогрев стыков

№ п/п	Модуль поверхности	Способ электрообогрева	Скорость электрообогрева, °С/ч	Температура термического прогрева, °С	Продолжительность электрообогрева, ч			Удельная электрическая мощность опалубки, кВт/м2
					при разогреве	при изотермическом прогреве	при остывании	на разогрев	на изотерический прогрев
20	20	Сквозной	10	50	4,5	12, 18, 36	20	11,3	6
21	30	То же	10	50	4,5	12, 18, 36	14	13,4	9
22	40	То же	10	50	4,5	12, 18, 36	11	15,6	12
23	50	То же	10	50	4,5	12, 18, 36	8	17	15
24	60	То же	10	50	4,5	12, 18, 36	5	19,8	18

Примечания: 1 Первая цифра в графе - продолжительность изотермического °С прогрева обеспечивает прочность бетона к моменту остывания до 0 °С 40 % от марочной, вторая - 50 %, третья - 70 %.

2 Таблицы составлены на основании исходных данных:

а) температура наружного воздуха принята минус 15 °С;

б) начальная температура бетона после укладки 5 °С;

в) бетон класса 15 на портландцементе марок 400-500;

г) теплоограждения № 3, 4 (приложение Г, таблица Г.3).

3 При понижении температуры наружного воздуха для выполнения заданного режима нужно повысить напряжение на низкой стороне трансформатора на одну ступень, при повышении - понизить напряжение.

5.5.3 Электрообогрев нагревательными проводами целесообразно применять для монолитных колонн, балок, прогонов, свайных ростверков, перекрытий с модулем поверхности М_n = 6-10, бетонирование которых может производиться при минимальной температуре воздуха до минус 40 °С.

Провода с металлической токонесущей изолированной жилой, подключаемые в электрическую сеть, работают как нагреватели сопротивления. Нагревательные провода закладываются непосредственно в массив монолитной конструкции.

В ОАО «ПКТИпромстрой» разработана технологическая карта на электрообогрев нагревательными проводами монолитных конструкций.

5.5.4 Электрообогрев монолитных конструкций проволочными и пластинчатыми нагревателями целесообразно применять для фундаментов под конструкции зданий и оборудование, массивных стен и т.п. с модулем поверхности М_n = 3-6; колонн, балок, прогонов, элементов рамных конструкций, свайных ростверков, стен, перекрытий с модулем поверхности М_n = 6-10; полов, перегородок, плит перекрытий, тонкостенных конструкций с модулем поверхности М_n = 10-20, бетонирование которых может производиться при температуре воздуха до минус 40 °С.

В ОАО «ПКТИпромстрой» разработана карта на электрообогрев проволочными и пластинчатыми нагревателями монолитных конструкций.

В карте приводятся:

- схемы устройства и подключения проволочных и пластинчатых нагревателей;

- указания по подготовке конструкций к бетонированию и требования к готовности предшествующих работ и строительных конструкций;

- конструктивные решения опалубки, оборудованной проволочными и пластинчатыми нагревателями;

- описание процесса электрообогрева конструкций;

- расчет электрических параметров проволочных и пластинчатых нагревателей в зависимости от температуры наружного воздуха и т.д.

5.5.5 Электрообогрев монолитных конструкций греющей опалубкой с трубчатыми электронагревателями целесообразно применять для фундаментов под конструкции зданий и оборудование, массивных стен и т.п. с модулем поверхности М_n = 3-6; колонн, балок, прогонов, элементов рамных конструкций, свайных ростверков, стен, перекрытий с модулем поверхности М_n = 6-10; полов, перегородок, плит перекрытий, тонкостенных конструкций с М_n = 10-20, бетонирование которых может производиться при минимальной температуре воздуха до минус 40 °С.

В ОАО «ПКТИпромстрой» разработана технологическая карта на электрообогрев монолитных конструкций греющей опалубкой с трубчатыми электронагревателями.

В карте приводятся:

- конструкция греющей опалубки;

- указания по подготовке конструкций к бетонированию и требования к готовности предшествующих работ и строительных конструкций;

- схема организации рабочей зоны;

- описание процесса подключения греющей опалубки и осуществление с ее помощью обогрева монолитных конструкций и т.д.

5.5.6 Термоактивные гибкие покрытия используются для внешнего обогрева монолитных конструкций. Все операции по укладке ТАГП и электрообогреву бетона указаны в технологической карте на электрообогрев цементной стяжки под полы и кровлю, разработанной ОАО «ПКТИпромстрой».

5.5.7 Стержневые электронагреватели изготавливаются из круглой арматурной стали класса AI по ГОСТ 5781-82*, марки Ст. 3 группы II по ГОСТ 380-94, диаметром не менее 8 мм.

Стержневые электронагреватели выполняют зигзагообразной формы и крепят к опалубке с помощью кронштейнов из диэлектрика. Расстояние между нагревателем и опалубкой должно составлять 30-50 мм.

5.5.8 Сетчатые электронагреватели отличаются от пластинчатых тем, что вместо металлической ленты применена металлическая сетка (рисунок 5.2).

Рисунок 5.2 - Сетчатый нагреватель

1 - лист из металла или фанеры; 2 - электротеплоизоляция из асбеста; 3 - сетчатый нагреватель; 4 - разводящие шины; 5 - утеплитель; 6 - наружный лист из фанеры; 7 - болты крепления