Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

материалы ТВЗ папка ДИПЛОМ-2014 / зим бед / УП Зимнее-бетонирование-2011

.pdf
Скачиваний:
110
Добавлен:
14.03.2016
Размер:
6.88 Mб
Скачать

3. Технология бетонирования с применением противоморозных добавок

Синтетическая поверхностно-активная добавка относится к числу горючих продуктов, имеет температуру вспышки паров 140 °С, воспламенения – 167 °С, самовоспламенения – 305 °С. Горящие продукты рекомендуется тушить химической или воз- душно-механической пеной, а небольшие очаги горения – пенными огнетушителями.

Добавки П, ХК, ХН, ННК, ННХК, СДБ, ПАЩ-1, СНВ, ПГЭН являются неопасными в пожарном отношении. Однако

вскладских помещениях запрещается курить и применять открытый огонь. Необходимо остерегаться попадания добавок

впищу и на кожу (особенно НН, ННК и ННХК).

Впомещениях, где рабочие заняты приготовлением растворов, добавок НН, ННК, ННХК, СПД, ПАЩ-1, П, НК и НКМ, должна быть устроена приточно-вытяжная вентиляция, которая

обеспечивала бы 10–15-кратный воздухообмен. Не реже одного раза в месяц следует производить анализ воздушной среды на предмет содержания в воздухе токсичных соединений, опасных для здоровья людей.

К работе с добавками допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование и имеющие допуск на право производства работ.

Рабочие, занятые приготовлением растворов добавок, должны обеспечиваться соответствующей спецодеждой (водоотталкивающими комбинезонами, очками, перчатками, утепленными сапогами), а работающие с НН, П, ПГЭН – респираторами. При работе с СПД необходимо иметь противогазы марки А.

Для рабочих, имеющих дело с НН, ННК и ННХК, необходимо правильно оборудовать бытовые помещения (см.

СНиП 2.09.04–87*).

Из всех противоморозных добавок самой опасной является нитрит натрия. Он ядовит, для предотвращения случаев отравления необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

151

Технология бетонных работ в зимних условиях

а) склады размещать в отдельно стоящих помещениях, вход в эти помещения посторонним лицам должен быть запрещен;

б) емкости с водным раствором НН должны иметь надпись «Яд»;

в) раствор должен приготавливаться только в заводских условиях;

г) процесс приготовления раствора необходимо максимально механизировать;

д) выдавать раствор по трубопроводам в закрытые емкости; е) обслуживать установки по приготовлению раствора

должны лица, имеющие специальный допуск; ж) категорически запрещается сливать раствор в водоемы

и канализацию.

Соединение водного раствора НН с кислотами, а также с солями, имеющими кислую реакцию, может привести к образованию газообразных продуктов, в том числе отравляющих газов. Предельно допустимая концентрация их должна быть не более 5 мг/м3. Опасные газы появляются, если нарушается технология получения водных растворов добавок.

Необходимо осторожно относиться также к добавкам ННК, ННХК. При этом следует помнить, что ННХК вызывает катар дыхательных путей и воспаление слизистой оболочки носа.

Синтетическая поверхностно-активная добавка является умеренно опасным веществом и по степени воздействия на организм человека относится к 3-му классу. Предельно допустимая концентрация паров должна быть не более 10 мг/м3.

Адипинат натрия (ПАЩ-1) (натриевая соль адипиновой кислоты) относится к умеренно токсичным веществам, опасен при контакте с кожей. Предельно допустимая концентрация в воздухе производственных помещений не должна превышать: циклогексана – 80 мг/м3; циклогексаона – 10 мг/м3 и циклогексанола – 10 мг/м3.

152

3. Технология бетонирования с применением противоморозных добавок

Калий углекислый технический К2СО3 (поташ) является солью с сильно выраженными щелочными свойствами, опасен при попадании раствора в глаза и на кожу.

Нитрит кальция, нитрат кальция с мочевиной, нитритнитрата кальция, нитрит-нитрат хлорида кальция вызывают раздражение кожного покрова, особенно при наличии царапин, ран и т. п.

Хлорид кальция, хлорид натрия, мочевина, смола нейтрализованная воздухововлекающая, сульфитно-дрожжевая бражка, жидкое стекло, тетраборат натрия, кремнийорганическая жидкость не обладают токсичными свойствами.

Бетонные смеси с добавками обладают повышенной электропроводностью, поэтому нужно обращать особое внимание на качество электропроводки и исправность электроинструментов.

153

4.ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА БЕТОННЫХ РАБОТ

СПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДОВ

ИСКУССТВЕННОГО ПРОГРЕВА

4.1. Общие положения

Сущность методов искусственного прогрева заключается в подъеме температуры уложенного бетона до максимально допустимой и поддержании ее в течение времени, за которое бетон набирает критическую или заданную прочность. Искусственный прогрев объединяет группу методов, основанных на использовании тепла, получаемого от превращения электрической энергии в тепловую. Подъем температуры можно произвести при пропускании электрического тока через бетон или при помощи нагревательных устройств, от которых тепло подводится к бетону радиационно, кондуктивно или конвективно. Разнообразие методов искусственного прогрева позволяет в каждом конкретном случае (в зависимости от Мп, конфигурации, характера армирования, назначения конструкции и т. д.) выбирать наиболее эффективный. Методы искусственного прогрева бетонных и железобетонных конструкций (табл. 68) можно классифицировать следующим образом: 1) электродный прогрев; 2) обогрев различными электронагревательными устройствами; 3) нагрев в электромагнитном поле; 4) конвективный метод нагрева бетона; 5) электроразогрев бетоннойсмеси перед укладкой.

Искусственный прогрев обеспечивает получение бетонов с заданными физико-механическими свойствами, существенно не отличающимися от свойств бетонов, твердеющих в нормальных условиях. Одновременно он требует от инженернотехнических работников знаний электрофизических и теплофизических процессов, протекающих в бетоне, и высокой культуры обслуживания.

Только в этом случае искусственный прогрев может быть эффективен и экономичен по сравнению с другими методами.

154

4. Технология бетонных работ методами искусственного прогрева

 

 

 

Таблица 68

 

Методы искусственного прогрева

 

и рациональная область их применения

 

 

 

 

 

 

Ориентировоч-

 

 

Краткая характеристи-

ныйрасход

 

Метод

ка и область примене-

электроэнергии,

Примечания

 

ния

пара, воды,

 

 

 

(кВтч)/м3

 

1. Электро-

Используется тепло,

80–120

Режимы прогрева

прогрев элек-

выделяющееся в све-

 

мягкие.

тродный:

жеуложенном бетоне

 

Скорость подъема

а) сквозной

при пропуске через

 

температуры не бо-

 

него переменного

 

лее 20 °С/ч. В каче-

 

электрического тока.

 

стве электродов

 

Применение наиболее

 

применяются

 

эффективно для лен-

 

стержни и струны

 

точных фундаментов,

 

диаметром не менее

 

колонн, стен и пере-

 

6 мм, полосовая

 

городок толщиной

 

сталь шириной не

 

до 50 см

 

менее 15 мм

б) перифе-

Применяется для про-

80–120

Температуравпери-

рийный

грева периферийных

 

ферийныхслояхмас-

 

зон бетона массивных

 

сивныхконструкций

 

и средней массивности

 

должнаподдержи-

 

изделий и конструк-

 

ватьсянауровнетем-

 

ций, одно- и двусто-

 

пературывядресе-

 

роннего прогрева тон-

 

ченияилина5–10 °С

 

костенных конструк-

 

ниже. Скорость

 

ций (бетонные подго-

 

подъема температу-

 

товки и полы, плоские

 

ры – невыше

 

перекрытия, стены и

 

10 °С/ч. Вкачестве

 

перегородки, ленточ-

 

электродов приме-

 

ные фундаменты

 

няютсястержни, по-

 

и т. д.)

 

лосы, лентыит. д.

в) с исполь-

Прогрев изделий и

80–120

Режимыпрогрева

зованием в

конструкций, армиро-

 

мягкие, скорость

качестве

ванных отдельными,

 

подъема температу-

электродов

не связанными между

 

ры невыше 10 оС/ч

арматуры

собой стержнями, пло-

 

 

 

скими каркасами и пр.

 

 

155

Технология бетонных работ в зимних условиях

Продолжение табл. 68

 

 

Ориентировоч-

 

 

Краткая характеристи-

ныйрасход

 

Метод

ка и область примене-

электроэнер-

Примечания

 

ния

гии, пара, воды,

 

 

 

(кВтч)/м3

 

2. Индукци-

Используется тепло,

120–150

Режимы прогрева

онный нагрев

выделяемое в арматуре

 

мягкие, скорость

бетона

или стальной опалуб-

 

подъема температу-

 

ке, находящихся

 

ры – не выше

 

в электромагнитном

 

20 °С/ч. Нагрев бе-

 

поле катушки-

 

тона происходит от

 

индуктора, по которой

 

арматуры и опа-

 

протекает переменный

 

лубки, находящей-

 

электрический ток.

 

ся в электромаг-

 

Применяется при

 

нитном поле.

 

прогреве колонн, ри-

 

Температура на кон-

 

гелей, балок, прого-

 

такте арматуры или

 

нов, свай, перемычек,

 

формы с бетоном не

 

замоноличивании

 

должна превышать

 

стыковых каркасных

 

80 °С

 

конструкций и т. д.

 

 

 

 

 

 

3. Электро-

Используется способ-

120–200

Температура обог-

обогрев:

ность инфракрасных

 

реваемой поверхно-

а) с помощью

лучей поглощаться

 

сти не должна пре-

высокотем-

телом и трансформи-

 

вышать 80–90 °С.

пературных

роваться в тепловую

 

В качестве нагрева-

нагревателей

энергию, что повы-

 

телей используются

инфракрасно-

шает теплосодержа-

 

лампы, трубчатые,

го излучения

ние этого тела. При-

 

спиральные и прово-

 

меняется при возве-

 

лочные нагреватели

 

дении монолитных

 

с температурой на

 

конструкций различ-

 

поверхности нагре-

 

ной конфигурации,

 

вателя выше250 °С

 

а также при сушке

 

 

 

термоизоляции

 

 

 

и штукатурки

 

 

 

 

 

 

156

4. Технология бетонных работ методами искусственного прогрева

 

 

Продолжение табл. 68

 

 

Ориентировоч-

 

 

Краткая характеристика

ныйрасход

 

Метод

электроэнер-

Примечания

 

и область применения

гии, пара, воды,

 

 

 

(кВтч)/м3

 

б) с помо-

Обогрев изделий и кон-

100–160

Режим прогрева мяг-

щью низ-

струкций осуществля-

 

кий. В качестве нагре-

котемпера-

ется с помощью вмон-

 

вателей используются

турных

тированных жестких

 

трубчатые, плоские,

электрона-

электронагревателей в

 

струнные нагреватели

гревателей

опалубку или гибких –

 

или нихромовая про-

 

в греющие маты и

 

волока. Эти нагрева-

 

одеяла. Применяется

 

тели имеют темпера-

 

для всех видов изделий

 

туру на поверхности

 

и конструкций

 

ниже 250 °С

 

 

 

 

в) обогрев

Тепловаяобработка из-

100–180

В камере подвод тепла

в камерах

делийиконструкцийв

 

к изделиям и конст-

с излу-

камерах, оборудованных

 

рукциям осуществля-

чающими

индукторами. Применя-

 

ется со всех сторон

поверхно-

етсяприизготовлении

 

 

стями

плитперекрытияипо-

 

 

 

крытия, а такжемелкого

 

 

 

железобетона

 

 

г) с помо-

Обогрев бетона осуще-

80–110

Обогрев осуществлять

щью

ствляется по перифе-

 

собязательнойзащи-

греющего

рийным зонам конст-

 

тойнеопалубленных

провода

рукции путем подачи

 

поверхностейотпотерь

 

тепла непосредственно

 

влаги. Температура на

 

на бетон или опалубку.

 

обогреваемойповерх-

 

Применяется при воз-

 

ностинедолжна пре-

 

ведении монолитных

 

вышать80–90 °С.

 

конструкций различной

 

Вкачественагревате-

 

конфигурации и арми-

 

лейиспользуютсялам-

 

рованных по любой

 

пы, трубчатые, спи-

 

схеме, а также при суш-

 

ральные, проволочные

 

ке теплоизоляционного

 

идругиенагреватели–

 

бетона и штукатурки

 

стемпературойна по-

 

 

 

верхностинагревателя

 

 

 

выше300 °С

157

Технология бетонных работ в зимних условиях

Окончание табл. 68

 

 

Ориентировоч-

 

 

Краткая характеристика

ныйрасход

 

Метод

электроэнергии,

Примечания

 

и область применения

пара, воды,

 

 

 

(кВт ч)/м3

 

4. Электрора-

Бетоннаясмесьразогре-

50–90

Для конструкций

зогрев:

ваетсятоком промыш-

 

с Мп = 6 м–1 проч-

а) предвари-

леннойчастотынапря-

 

ность бетона дос-

тельный

жением 380 Вв специ-

 

тигается путем

электроразо-

альных устройствах вне

 

термосного вы-

грев бетон-

формы(постыэлектро-

 

держивания, а при

ной смеси

разогрева бетоннойсме-

 

Мп = 12 м–1 необ-

 

си), укладываетсяи уп-

 

ходим дополни-

 

лотняетсяв горячем ви-

 

тельный прогрев

 

де. Бетонируютсяконст-

 

или обогрев

 

рукциисМп = 12 м–1

 

 

б) электрора-

Бетонная смесь в хо-

50–70

То же

зогрев бетона

лодном состоянии ук-

 

 

в форме с

ладывается и уплотня-

 

 

повторным

ется в форме, а затем

 

 

уплотнением

быстро разогревается

 

 

 

и повторно уплотняется

 

 

в) электрора-

При изготовлении тон-

50–60

Отформованные

зогрев смеси

костенных изделий

 

изделиянеобходи-

в процессе

и линейных элементов

 

мосразупоместить

виброформо-

с одиночной арматурой

 

в средусповышен-

вания

 

 

нойтемпературой

5. Конвек-

Приизготовленииизде-

Тепловая обработ-

тивный ме-

лийиконструкцийв за-

 

ка может осущест-

тод нагрева

водских ипостроечных

 

вляться в пропа-

бетона

условиях, гдев целях

 

рочных камерах

 

ускорениятвердения

 

периодического и

 

бетона применяетсятеп-

 

непрерывного дей-

 

ловлажностная обработ-

 

ствия под перенос-

 

ка изделийпритемпера-

 

ными колпаками,

 

туредо100 °С. Вкачест-

 

на стендах, в тер-

 

ветеплоносителяприме-

 

моформах, термо-

 

няетсянасыщенныйво-

 

пакетах, кассетах

 

дянойпар илипаровоз-

 

и т. п.

 

душнаясмесь

 

 

158

4. Технология бетонных работ методами искусственного прогрева

Производство работ с искусственным прогревом бетона должно вестись в соответствии с разработанным проектом, в котором содержатся: указания по выбору электрооборудования, схемы установки электродов (стержневых, полосовых, пластинчатых, струнных, нашивных и т. д.), указания по установке электронагревательных элементов (инфракрасных и низкотемпературных), схемы подводки электропитания с подключением электродов или электронагревателей.

4.2. Электродный метод прогрева бетона

4.2.1. Общие положения

Среди методов искусственного прогрева, применяемых в технологии зимнего бетонирования, ведущее место принадлежит электропрогреву. Прогрев бетона электрическим током, как уже было отмечено, основан на принципе преобразования электрической энергии в тепловую.

Достигается это включением бетона в качестве сопротивления в цепь переменного тока промышленной частоты с помощью металлических (стержневых, полосовых, струнных, пластинчатых) электродов, при этом происходит непосредственный прогрев бетона, а не окружающей среды.

Использование электрического тока для прогрева бетона основано на законе Джоуля – Ленца

Q 3600 I 2 R T ,

(38)

где Q – количество теплоты, выделяемой при прохождении тока, кДж; I – сила тока, A; R – сопротивление прогреваемого бетона, Ом; Т – время прохождения тока, ч.

Как известно из курса физики, 1 кВт ч электроэнергии эквивалентен 3617,57 кДж тепла. Сопротивление прогреваемого бетона зависит от удельного сопротивления бетонной смеси и способа подвода напряжения, геометрических разме-

159

Технология бетонных работ в зимних условиях

ров и конфигурации прогреваемого элемента и электродов, схемы их расстановки и соединения.

В простейшем случае

R

l

,

(39)

S

 

 

 

где ρ – удельное сопротивление бетона, Ом/см; l и S – соответственно длина и площадь поперечного сечения бетонного элемента.

Входящие в состав бетона вяжущие и заполнители в сухом состоянии обладают высоким сопротивлением. Вода выступает той составляющей, присутствие которой в бетоне резко понижает его сопротивление. Поэтому свежеуложенный бетон является хорошим проводником, и электрический ток, проходя через него, быстро разогревает смесь.

Удельное сопротивление бетона резко меняется в зависимости от количества и качества жидкой фазы. Если проследить за этими изменениями, то можно четко различить три основных стадии:

а) понижение удельного сопротивления с некоторого начального до какого-то определенного минимального значения

ρmin;

б) постепенная стабилизация удельного сопротивления; в) прогрессирующее возрастание электросопротивления.

Этим трем стадиям изменения ρ соответствуют следующие стадии формирования бетона:

1) растворение в воде минералов клинкера цемента и насыщение жидкой фазы продуктами гидратации и гидролиза окислов калия и натрия;

2)пересыщение жидкой фазы, коллоидация и начало кристаллизации новообразований;

3)формирование кристаллического скелета новообразова-

ния, уплотнение структуры цементного камня и нарастание механической прочности бетона.

160