2.8. Обогрев бетона в тепляках

Тепляки представляют собой временные сооружения, внутри которых поддерживается положительная температура и производится либо весь цикл бетонных работ, либо только выдерживание бетона.

Суть метода заключается в создании в локальной зоне вокруг бетонируемой конструкции условий, близких к летним.

Температура в тепляках на уровне низа бетонируемой конструкции должна быть не менее 5°С. Средняя по высоте температура, как правило, принимается в пределах 15-25°С.

Тепляки используют при зимнем бетонировании конструкций нулевого цикла, некоторых конструкций выше нулевой отметки, гидротехнических блоков, железобетонных бытовых труб, силосов, градирен и т. д.

По конструкции, габаритам и способам укладки в них бетонной смеси применяются тепляки следующих типов:

• малые тепляки (устанавливаются после укладки бетонной смеси): колпаки каркасной конструкции, брезентовые палатки, укрытия из полимерной пленки;

• объемные (каркасной конструкции или воздухоопорные оболочки), внутри которых размещаются средства механизированной укладки смеси и обеспечен въезд автотранспорта;

• передвижные (каркасной конструкции с брезентовым покрытием), перемещаемые по направляющим вдоль бетонируемых протяженных конструкций (как правило, нулевой цикл): внутри выполняется весь цикл бетонных работ;

• подъемные, используются для возведения высотных железобетонных сооружений (дымовых труб, силосов), представляют собой перемещаемые вместе со скользящей опалубкой тентовые укрытия зоны производства работ.

Для поддержания требуемой температуры в тепляках рекомендуется использовать электронагреватели различной конструкции или воздухонагреватели, работающие на жидком топливе.

Расчет тепляков

Исходными данными для расчета являются:

• габаритные размеры конструкции;

• геометрические размеры тепляка, коэффициент теплопередачи ограждения К;

• требуемая прочность бетона R_тр;

• начальная температура бетона t_б.н;

• температура наружного воздуха t_н.в и скорость ветра.

Расчет сводится к определению мощности нагревателей и продолжительности тепловой обработки.

1. Мощность, необходимая для компенсации теплопотерь через ограждение тепляка и в грунт, определяется по формуле:

, кВт (2.30)

где m – коэффициент, учитывающий неплотности ограждения (m = 1,1 для малых тепляков; m = 1,2 для иных тепляков); F_i и К_i – соответственно площадь (м²) и коэффициент теплопередачи (Вт/м² ·°С) i-го участка ограждения тепляка; F_Г – площадь грунта внутри тепляка, м²; К_Г – коэффициент теплопередачи грунта (рекомендуется принимать равным 0,5 Вт/м² ·°С).

Коэффициенты теплопредачи ограждения принимается по приложению 3 или рассчитываются по формуле 1.2.

2. Продолжительность выдерживания бетона до достижения требуемой прочности определяется по графикам нарастания прочности (приложение 11) в зависимости от средней температуры.

3. Бетоны с противоморозными добавками

Применение в зимних условиях бетонов с противоморозными добавками позволяет обойтись без прогрева уложенного бетона и отогрева основания. Добавки вводятся в бетонную смесь при ее приготовлении в виде водных растворов.

В бетонах с противоморозными добавками при отрицательных температурах сохраняется жидкая фаза, что обеспечивает возможность протекания процессов гидратации (взаимодействия цемента с водой) и, как следствие, твердение и набор прочности бетоном на морозе.

Свойства бетонов с противоморозными добавками обусловлены свойствами водных растворов этих добавок. На рисунке приведена диаграмма состояния водного раствора NaNO₂ при температурах ниже 0ºС.

Свободная вода в растворах замерзает постепенно, по мере охлаждения. При этом из раствора начинает выкристаллизовываться “пресный” лед, концентрация добавки в оставшейся жидкой фазе при этом увеличивается. При достижении температуры -19,6ºС раствор полностью замерзает при предельной концентрации 28%. Точка замерзания раствора называется эвтектической.

Э втектическая точка для растворов каждой добавки постоянна и не зависит от их исходной концентрации. Но последняя определяет соотношение растворной части и льда при охлаждении раствора.