4. Прогрівання бетону індуктивним методом

Ідея індукційного прогрівання залізобетонних конструкцій в зимових умовах заснована на добре відомому в електротехніці явищі. Якщо в струмопровідну котушку-індуктор помістити сталеве осердя і пропускати по котуш­ці змінний струм, навколо неї виникає електромагнітне поле. Пронизуючи сталеве осердя, воно породжує в ньому вихрові струми. Оскільки сталевий се­рдечник володіє електричним опором, енергія вихрових струмів перетворюється на тепло. Для прогрівання застосовують дротяні і інвентарні роз'ємні індуктори.

Індукційний прогрів особливо ефективний при прогріванні каркасних конструкцій, густо насичених арматурою, а також конструкцій, що бетонуються в сталевій опалубці. При індукційному прогріванні по зовнішній поверхні опалубки елементу (наприклад колони) укладається послідовними витками ізольова­ний дріт-індуктор (рис. 11.3). При пропусканні через індуктор змінного струму навколо нього створюється змінне електромагнітне поле, що індукує в сталевій арматурі і опалубці струми, які нагрівають сталь, а від неї — за рахунок теплопровідності і бе­тон. Крок витків дроту і кількість витків визначаються розрахунком, відповід­но до якого виготовляються шаблони з пазами для укладання витків індуктора. Попередній прогрів арматури не потрібен. За умовами техніки безпеки прогрів ведуть при знижених напругах (36-120 В).

Рисунок 11.3 - Схема індукційного прогрівання: 1 — конструкція, що прогрівається; 2 — арматура; 3 — індуктор; Δ— відстань між витками індуктора; h — висота (довжина) індуктора; R — радіус індуктора

Після бетонування відкриті поверхні конструкції, а у разі потреби і опалубку, вкривають теплоізоляційним матеріалом. Потім влаштовують свердловини для виміру температури і приступають до прогрі­вання. Після нагріву бетону до розрахункової температури прогрів припи­няють або переходять на ізотермічний режим з подальшим охолодженням. Ізотермічний прогрів забезпечують шляхом перемикання індуктора на нижчу напругу або періодичного включення і відключення напруги.

У всіх випадках необхідно забезпечувати строгий контроль за коливан­нями температури, яка не повинна перевищувати розрахункову температуру більш, ніж на 5°С. Після закінчення прогрівання треба стежити за швидкістю охолодження бетону, яка не повинна бути більше 5 град/год для конструкцій з М_П = 6-10; 12 град/год — при М_П > 10 і 15 град/год — для густо армованих конструкцій з М_П > 10. При великих швидкостях охолодження необхідно додатково утепляти опалу­бку або періодично включати струм.

5. Паропрогрів бетону в умовах негативних температур

Паропрогрів полягає в створенні за допомогою пари сприятливих тепловологісних умов витримки бетону, що прискорює його твердіння. Піддавати пропарюванню можна бетони будь-яких видів. Паропрогрів проводиться при відносній вологості середовища 95-100%, що досягається подачею пари від котла низького тиску, а при тиску в котлі більше 0,7 атм. — пропуском пари через воду для зволоження. Паропрогрів монолітних конструкцій доцільний лише за наявності дешевої пари, неможливості здійснення електропрогріван­ня або недопустимості його із-за висушування бетону (для тонкостінних конструкцій). Ефективність пропарювання в значній мірі залежить від міне­ралогічного складу цементного клінкеру і властивостей введених добавок.

При обігріві монолітних конструкцій температуру в бетоні треба підні­мати з швидкістю не більше: 5°С в годину — для конструкцій з М_П < 6; 8° в годину для конструкцій з М_П > 6; 15° в годину для сильно армованих конструкцій дов­жиною до 6 м. Температура бетону при паропрогріві не пови­нна перевищувати +80°С при застосуванні портландцементу і 95°С — шлакопортландцементів (ШПЦ ІІІ-А) і оберіганні бетону від зайвої втрати вологи. Швидкість охолодження монолітного бетону після за­кінчення прогрівання не повинна перевищувати 10°С в год.

Монолітні конструкції можна прогрівати за допомогою парової лазні, парових сорочок, капілярної опалубки (вертикально розташованих елементів) і труб, що закладаються в бетон.

Паропрогрів фундаментів в окремих котлованах може здійснюватися пуском пари в укриті котловани, що називається паровою лазнею.

Паровими сорочками є огорожі, що створюють навколо пропарюваної конструкції замкнутий простір, в який пускають пару. Огорожі сорочок по­винні бути щільними, паронепроникними, мало теплопровідними і відстояти від опалубки або бетону не більше ніж на 15 см. Сорочки роблять з щитів і забезпечують відведення конденсату. Парові сорочки колон і стін через 3-4 м розділяють на відсіки з подачею пари в кожний з них. Введення пари в сорочки балок і арок здійснюється через 2-3 м по їх довжині, а в сорочки плит — на кожні 5-8 м² поверхні.

Капілярна опалубка — видозмі­нена звичайна опалубка, в якій із сторони, зверненої до бетону, у дощок ско­шують кромки і одержують вузькі трикутні пази-капіляри, що перекриваються смужками покрівельної сталі. Останні щільно пришивають до дощок 25-ти мі­ліметровими цвяхами через кожні 15 см. У ці пази і пропускається пара.

Пара з паропроводу поступає в розподільні коробки внизу колон або стін, а звідти через просвердлені в опалубці отвори — в капіляри, по яких ру­хається у вертикальному напрямі. Верхні кінці капілярів щоб уникнути попа­дання в них бетону закривають дерев'яними пробками, а для виходу пари просвердлюють отвори в опалубці з верху капілярів. При введенні пари звер­ху конструкції конденсаційна вода рухається в одному напрямі з парою і не заважає йому проходити по капілярах. Якщо колони вище 4 м, то влаштову­ють додаткове введення пари посередині колон. Таким чином, виключаються громіздкі, малоефективні і дорогі парові сорочки і досягається краще викори­стання пари.

Паропрогрів трубами, що закладаються в бетон (рис. 11.4) забезпечує максимальне використання теплотворної здатності пари. Замість пари можна використовувати гарячу воду. Паропрогрів нетранспортабельних збірних конструкцій, що виготовляються у місцях установки або на будівельних май­данчиках, може здійснюватися в переносних збірно-розбірних камерах.

Рисунок 11.4 - Паропрогрів бетону через закладені всередину труби: 1 - труби; 2 — тирса; 3 - гумові шланги