Електропрогрів бетону
При виробництві бетонних робіт у зимовий час широко застосовується електропрогрів бетону, що є одним з напрямків прискореного будівництва зі зведенням монолітних залізобетонних конструкцій.
В даний час за відсутності надійних і недорогих хімічних добавок - прискорювачів твердіння бетону - технологія зимового бетонування в основному базується на застосуванні методу прогрівання бетону за допомогою спеціальних трансформаторів прогрівання бетону з його подальшим витримуванням до досягнення нормативних значень критичної та розпалубної міцності.
Така технологія ціною додаткових енерговитрат забезпечує можливість:
- скоротити терміни будівництва у 5-10 разів;
- ефективно використовувати трудові ресурси та обладнання, зокрема, опалубку;
- застосовувати дешевші бездодаткові бетонні суміші;
- виключити замерзання бетону в ранньому віці і гарантувати необхідну високу якість конструкцій, що зводяться.
Одним з найбільш економічних (з погляду витрат енергії) та доступних способів електротермообробки бетону є спосіб електропрогрівання. Для прогріву використовуються електроди, які за способом укладання поділяються на внутрішні та поверхневі. Внутрішні електроди виконуються у вигляді смуг і стрижнів арматурної або сортової сталі або у вигляді струн, що закладаються всередину тіла, що прогрівається. До поверхневих, що укладаються по його поверхні, відносяться пластинчасті, смугові та нашивні електроди. Стрижневі та струнні електроди виготовляються з обрізків арматурної сталі діаметром 6-10 мм. Струнні електроди укладаються в опалубку перед бетонуванням паралельно осі конструкції довжиною 2,5-3 м.електроди встановлюються перпендикулярно до площини бетонування. Кінці електродів повинні виступати з конструкції на 5-6 см для приєднання монтажних провідників. При прогріванні бетон включається в електричний ланцюг як би як провідник. При цьому електрична енергія перетворюється на теплову безпосередньо в бетоні, що зводить до мінімуму втрати. Залежно від потужності електричного струму можна нагріти бетон до температури 100 градусів, причому за будь-який проміжок часу – від кількох хвилин до кількох годин. Таким чином, з'явилися широкі можливості вибирати оптимальні режими підігріву бетону та завдяки цьому забезпечити високу продуктивність технологічних ліній та монолітного будівництва. Електродне прогрівання дрібних залізобетонних конструкцій не рекомендується.
На рис. 3.5 показано розміщення електродів під час прогріву залізобетонної конструкції. Каркас конструкції, що несе, зварений з прутків арматурної сталі 1, укладений в дощату опалубку 6, в яку закладається бетон. Для прогрівання бетону встановлюються струнні електроди 4 та стрижневі електроди 5. При бетонуванні бетон ущільнюється за допомогою вібраторів. Після укладання бетону він покривається толем 2 і засипається шаром тирси 3.
Мал. 3.5.Розміщення електродів при прогріванні залізобетонної конструкції : 1 – арматура; 2 – толь; 3 – тирса; 4 – струнні електроди; 5 – стрижневі електроди; 6 – опалубка
Для прогріву бетону застосовують трифазні трансформатори, первинна обмотка яких підключається до мережі з напругою 380 В, вторинні обмотки мають три – чотири ступені напруги в межах 50–100 В. При підключенні електродів до джерела живлення (до трансформатора для прогрівання бетону) намагаються завантажити його рівномірно, для цього має бутирівномірною відстань між електродами в ряду та між рядами.
На рис. 3.6 показано розташування стрижневих електродів. Монтажні дроти не повинні торкатися опалубки або дерев'яних деталей конструкції.
Мал. 3.6.Схема розташування стрижневих електродів :1 – стрижневі електроди; 2 – монтажні дроти; 3 – що приєднуються до встановлення дроту; 4 – шини встановлення прогріву бетону
На рис 3.7 показано застосування пластинчастих електродів. Прогрівання бетону 3 здійснюється в опалубці 4. Смужні електроди1 перетином (40-80)×3 мм нашивають на опалубку на відстані 20-30 см один від одного. Усередині опалубки викладається шар толі 2. Після зняття опалубки електроди можна використовувати повторно. Пластинчасті електроди можна замінити електродами із круглої сталі діаметром 6 мм. Для приєднання дротів загнуті кінці електродів виводяться назовні.
Мал. 3.7.Застосування смугових електродів : 1 - електроди; 2 – толь; 3 – бетон; 4 – опалубка
Електропрогрів бетону проводиться тільки на змінному струмі, так як постійний струм викликає електроліз води в тілі, що нагрівається. Величина струму, що протікає через бетон, залежить від прикладеної напруги, питомого опору бетону, поверхні зіткнення електродів з бетоном та відстані між електродами. Питома опір бетону в процесі твердіння зростає, струм зменшується, що призводить до подовження термінів твердіння бетону. Ця обставина змушує використовувати прискорювачі твердіння бетону.
Мал. 3.8.Трансформатори для прогріву бетону та змерзлого ґрунту : а – ТСДЗ-63/0,38 У3; б - ТСДЗ-80/0,38 У3
На рис. 3.8 показані трансформатори для прогріву бетону та змерзлого ґрунту типів ТСДЗ-63/0,38 У3 та ТСДЗ-80/0,38 У3. Утабл. 3.1 наведено технічні характеристики цих трансформаторів.
Технічні характеристики трансформаторів прогріву бетону
Технічні характеристики
Трансформатор прогріву бетону ТСДЗ - 63/0,38 У3
Трансформатор прогріву бетону ТСДЗ - 80/0,38 У3