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

4.Технология бетонных работ методами искусственного прогрева

аобслуживающий установку электрик должен иметь III квалификационную группу;

5)обслуживающий персонал должен обеспечиваться диэлектрическими галошами и перчатками, имеющими клеймо

опроверке и годности их к эксплуатации;

6)щит управления и бадьи необходимо заземлять присое-

динением к нулевому проводу;

7)корпуса бадей должны быть дополнительно заземлены согласно ГОСТ на ПУЭ;

8)необходимо систематически проверять визуально и ме-

гомметром сопротивление изоляции питающих кабелей; 9) подача и снятие напряжения должны выполняться

с применением защитных средств лицом, имеющим допуск на право производства работ;

10)во время ремонта или перерыва в работе установки напряжение необходимо снимать со щита управления на КТП;

11)за безопасное состояние установки несет ответственность лицо, назначенное приказом по подразделению.

4.6. Прогрев бетона греющими изолированными проводами

4.6.1. Сущность метода и область применения

Среди методов обогрева бетона греющий провод занимает особое положение. Если при всех обогревных методах тепло от источника тепловыделения подводится к забетонированной конструкции извне и осуществляет нагрев с поверхности с постепенным распространением тепла во внутренние слои бетона, то прогрев греющим проводом происходит кондуктивно изнутри конструкции, поскольку источник тепловыделения – провод – находится непосредственно в ней. В этом большое преимущество метода, поскольку все тепло, выделяемое нагревателем, передается бетону.

241

Технология бетонных работ в зимних условиях

Для прогрева бетона в конструкциях применяются специально выпускаемые для этой цели нагревательные провода марки ПОСХВ, ПОСХП, ПОСХВТ, ПНВСВ и др. с жилой из стальной проволоки в пластиковой изоляции. Могут также использоваться аналогичные по конструкции трансляционные провода марок ПВЖ, ППЖ, ПРСП или какие-либо другие нагревательные провода, выпускаемые промышленностью. Технические характеристики нагревательных проводов приведены в табл. 80. Перед применением следует проверить сопротивление проводов, чтобы определить, на отрезки какой длины их разрезать для обеспечения требуемой температуры прогрева (необходимой мощности).

Наиболее рационально применять для токонесущей жилы нагревательных проводов стальную оцинкованную или неоцинкованную проволоку диаметром 1–3 мм. Для стальной жилы берут обычную товарную проволоку из Ст10кп. Стальная оцинкованная проволока должна удовлетворять требованиям ГОСТ 1526–81 и ГОСТ 1668–73*. Для нагревательных проводов повышенного качества (марки КНРПВ) применяют углеродистую (канатную) стальную проволоку (ГОСТ 7372–79*) с большим удельным сопротивлением.

Для обогрева незначительных объемов бетона (стыки, местные заделки и т. п.), где требуются нагреватели небольшой длины, следует применять проволоку из материалов с высоким удельным омическим сопротивлением: нихром, константан

идр. (см. табл. 80).

Вкачестве греющих изолированных проводов могут использоваться неметаллические полимерные провода. Уникаль-

ность и новизна таких проводов состоит в том, что используемая в них токопроводящая жила на композиционной основе, состоящая из сотен тончайших полимерно-композиционных волокон, обработанных по специальной технологии, обеспечивает более интенсивный нагрев провода в сравнении с металлическими аналогами.

242

4. Технология бетонных работ методами искусственного прогрева

Принцип работы неметаллических полимерных проводов заключается в сгруппированности этих волокон в пучок, в котором при прохождении тока они помимо частного нагрева способствуют внутреннему нагреву волокон в пучке друг от друга, создавая более высокую концентрацию тепловой энергии. Все это в итоге обеспечивает снижение расхода энергии на обогрев.

Токопроводящая жила из полимерного композита закатывается в специальное полимерное покрытие с термостойкостью до 130 °С, превращаясь по форме в электропровод диаметром от 3 до 6 мм, с электросопротивлением от 20 до 120 Ом/м и электрической мощностью от 8,0 до 20 Вт/м.

Провод обладает высокой гибкостью и коррозийной стойкостью. Вес от 10 до 60 г/пог. м, может эксплуатироваться при температуре до –50 °С, подключаться к переменному или постоянному току напряжением от 12 до 220 В.

Электроподключение греющих проводов при открытом использовании следует осуществлять через понижающие трансформаторы со ступенями пониженного напряжения от 40 до 127 В, что позволяет регулировать тепловую мощность проводов при изменении температуры среды.

Учитывая надежность изоляционного покрытия проводов, допускается при использовании стандартных устройств электроподключения и автоматизации обогрева применение напряжений 110–220 В. В открытом виде полимерный провод эффективно может применяться для прогрева бетона в тонкостенных конструкциях перегородок, стяжек в кровлях и полах.

Греющие провода с любой жилой подключаются к электрической сети с напряжением до 220 В и работают как нагреватели сопротивления. Для питания нагревательных проводов используются специальные понижающие масляные трансформаторы типа ТМОА-50, трансформаторные подстанции на их базе (типа КТП-63-ОБ) или автоматизированные трансформаторные подстанции типа КТПО 80-86/VI на базе TMTO-80/0,38-VI,

245

Технология бетонных работ в зимних условиях

имеющие несколько ступеней понижающего напряжения, что дает возможность регулировать в широком диапазоне тепловую мощность проводов при изменении температуры наружного воздуха. Технические характеристики понижающих трансформаторов, применяемых для электропитания нагревательных проводов, приведены в табл. 81.

Греющий провод очень удобен для прогрева бетона в любых конструкциях независимо от характера их армирования и конфигурации. Он нашел широкое применение при возведе-

246

4. Технология бетонных работ методами искусственного прогрева

нии монолитных многоэтажных жилых зданий, в которых прогреваются перекрытия, колонны и др. конструкции.

Он начал применяться для обогрева бетона стыков, швов и заделок; при отогреве ранее забетонированных конструкций на контакте с вновь укладываемым бетоном; при обогреве раствора в заинъецированных каналообразователях после натяжения арматурных канатов. Обогрев греющими проводами монолитных конструкций и омоноличиваемых стыков и швов может быть совмещен с другими способами обеспечения требуемой температуры твердения бетона: термоактивные опалубки, термоактивные гибкие покрытия, воздушный прогрев тепловыми генераторами.

Накопленный опыт позволяет высоко оценить прогрев бетона греющими проводами. При правильном их применении представляется возможным получать высококачественные бетонные и железобетонные конструкции, возводимые в любых температурных условиях наружного воздуха.

4.6.2. Электрический расчет греющих проводов и кабелей

Электрический расчет сводится к определению рабочего напряжения при минимально допустимой длине проволочного нагревателя и максимально допускаемой на него мощности.

Выбор длины проволочного нагревателя является не только технической, но и экономической задачей, т. к. завышение длины сверх оптимальной приводит к перерасходу провода, более плотной навивке в монолитной конструкции, к увеличению трудоемкости работ, а в ряде случаев затрудняет укладку бетонной смеси. Уменьшение длины провода приводит к его перегреву, возникновению опасных деструктивных явлений из-за больших температурных перепадов, местному пересушиванию бетона и в конечном результате к снижению его качественных характеристик.

247

Технология бетонных работ в зимних условиях

Основным расчетным параметром при определении длины проволочного нагревателя является линейная (погонная) электрическая нагрузка, приходящаяся на единицу его длины. Для условий теплоотдачи в твердеющем бетоне оптимальная погонная нагрузка (р) на проволочные нагреватели определена экспериментально и составляет: для армированных монолитных конструкций – 30–35 Вт/м, для неармированных конструкций – 35–40 Вт/м.

Максимальная погонная нагрузка на провод не должна превышать 45–50 Вт/м, т. к. при большей величине нагрузки температура его превышает 100 °С. Это может привести к структурным нарушениям и снижению качественных характеристик бетона. Такую нагрузку в течение всей продолжительности электротермообработки монолитного бетона выдерживают нагревательные провода с поливинилхлоридной и другими видами теплостойкой изоляции в отличие от проводов с полиэтиленовой изоляцией, у которых ее повреждение из-за перегрева приводит к короткому электрозамыканию токонесущей жилы на стальную арматуру и закладные детали.

Длину проволочных электронагревателей (l) определяют:

где U – рабочее напряжение питания, В; S – площадь сечения токонесущей жилы, мм2; ρt – удельное сопротивление жилы при

рабочей температуре, Ом·мм2/м; р – оптимальная погонная нагрузка на провод, Вт/м; St Rt – сопротивление жилы, приве-

денное на погонный метр нагревателя, Ом/м.

Учитывая, что удельное сопротивление нагревательных проводов различных марок может значительно меняться в зависимости от химического состава и качества токопроводящих жил, длину нагревателя рекомендуется рассчитывать в каждом

248

4. Технология бетонных работ методами искусственного прогрева

отдельном случае, уточнив предварительно величину удельного сопротивления.

Сопротивление токонесущей жилы провода при нагреве увеличивается. Погонное сопротивление нагретой жилы (Rt) в за-

висимостиот рабочей температуры (t) определяют по формуле

где R0 – сопротивление жилы при нормальной (20 °С) температуре, Ом; α – температурный коэффициент сопротивления, равный для стальной жилы 0,0046 °С–1 (табл. 82).

Сопротивление стальных токонесущих жил постоянному току при нормальной температуре (R0) нагревательных проводов марки ПОСХВ, ПОСХП, а также применительно к ним трансляционных проводов марок ПВЖ, ППЖ и др. (ГОСТ 1526–81*, ГОСТ 1668–73*) может быть определено по табл. 83.

249

Технология бетонных работ в зимних условиях

Окончание табл. 82

* Значения температурного коэффициента сопротивления для константана изменяются от –0,00004 до 0,00001 °С–1 в зависимости от химического состава сплава. Минус при температурном коэффициенте указывает, что с увеличением темпера-

туры сопротивление уменьшается.

250