Вирішення проблем зимового будівництва - підігрів бетону електродами
Існує кілька способів прискорення досягнення бетоном критичної міцності в холодну пору року. Усі вони спрямовані на те, щоб зберегти, підтримати температуру будівельної суміші протягом певного проміжку часу. Ефективно використовують будівельники теплові можливості еклектичного струму та проводять прогрівання бетону електродами.
Для чого потрібно прогрівати бетон
Які ж проблеми вирішує електрообігрів бетону? Всі вони пов'язані з особливостями проведення бетонування при температурі близько 0 0 С або навіть значно нижче:
- оберігає воду від звернення до ліду, що дозволяє їй вступати в реакцію з цементом;
- знижує час проведення будівельних робіт, оскільки підвищує швидкість твердіння бетону;
- дозволяє не допустити утворення порожнин і, як наслідок, тріщин.
При прогріванні критична міцність досягається до того моменту, коли вся суміш замерзне і це дає можливість після розморожування бетону добрати необхідну міцність без втрат показників.
Звернути увагу! Не можна допускати багаторазового замерзання та відтавання бетонної суміші. Якщо це відбувається багаторазово, тоді бетон набуває пухкої структури, він легко вивітрюється і не набирає проектної міцності через зменшення кількості вологи.
Фізика роботи електродів
В основі технології прогріву бетону електродами лежить фізичний процес, при якому тепло виділяється безпосередньо в бетонній суміші при проходженні електричного струму. При цьому сама волога суміш є учасником процесу як провідник, а електроди розташовуються та підключаються так, щоб бути попарно в протифазі. В результаті через провідник ланцюг замикається тавиділяється теплова енергія.
Важливим плюсом такого методу вважається висока тепловіддача елементів електричного ланцюга та можливість для прогрівання конструкцій різних, не тільки лінійних та прямих конфігурацій. Конструктивні особливості електродів такі, що ними можна прогріти будь-яку товщину бетону.
До мінусів методу електропрогрівання бетону електродами відносять те, що у зв'язку з використанням електричного струму існує деякі обмеження на застосування електродів:
- застосовується лише для неармованих конструкцій;
- робоча напруга в малоарміроанних бетонах не повинна перевищувати 220В, а маса арматури знаходиться в межах 50 кг на 1м 3 суміші.
При використанні напруги 380В, електроди підключають до нульового дроту і рахунок цього знижують робочу напругу до безпечного 220В.
У малоармованих бетонах електроди розташовуються так, щоб між ними та армуючими стрижнями відстань перевищувала б відстань між самими електродами. Жорстке кріплення дозволить уникнути короткого замикання.
Температура застигання бетону повинна бути такою, щоб не відбувалося швидке випаровування рідини та не було вогнищ із вищою температурою. Якщо немає рівномірного розподілу тепла, бетонна суміш на окремих ділянках може пересохнути, що призведе до появи тріщин. Тому проводяться ретельні підготовчі роботи перед електродним прогріванням бетону. Недоліком цього методу прогріву вважається велике енергоспоживання та використання спеціального обладнання. Та й висока ціна не завжди дозволяє його застосовувати.
Види нагрівальних елементів для бетону
- занурювальні, до яких належатьстрижневі, струнні;
- поверхневі - смугові, пластинчасті.
Занурювальні розташовуються безпосередньо всередині суміші, а поверхневі розташовуються поза нею.
Стрижневі електроди виготовляють із арматури, що має діаметром 6-12 мм. Для їхнього розташування необхідно витримувати розрахунковий крок. Відстань між електродами крайнього ряду та опалубкою не менше 3 см. З їх допомогою здійснюється прогрівання бетону конструкцій складної форми.
Струнні електроди встановлюються в центрі конструкції, тому їх найчастіше використовують для прогрівання бетонних колон. Зовнішня частина конструкції обвивається струмопровідним листом. Струм виникає між струною та листом при подачі на них різних фаз.
Смужний електрод має вигляд пластин завширшки від 20 до 50 мм. Існує два способи розташування їх по краях конструкції:
- з одного боку з почерговим підключенням до різних фаз, що призводить до прогріву тонкого шару близько електродів;
- з двох протилежних сторін з різними фазами на всі боки. Дозволяє мати електричне поле у всьому обсязі.
Пластинчасті електроди мають форму пластин. Їх навішують із двох протилежних сторін на опалубку так, щоб вони мали контакт із бетоном. Підключається кожна пластина до своєї фази, і між ними виникає електричне поле. Це поле спочатку розігріває розчин до необхідної температури, а потім підтримує цю температуру у всьому об'ємі необхідний час.
Звернути увагу! Поверхневі електроди не дозволяють прогрівати дуже великі за обсягом конструкції.
Щоб ефективно провести прогрівання бетону, необхідно дотримуватись схеми підключення прогрівання бетону електродами, які для кожного виду свої. Суворе дотримання схеми підключеннязабезпечує необхідну температуру та правильність всього технологічного процесу.
Основні технологічні етапи бетонування
Працюючи з електродами виділяють кілька етапів:
- підготовчий. На цьому етапі встановлюється трансформаторна підстанція і проводиться її підключення до мережі живлення. Перевіряється система виконання норм безпеки. Також встановлюється опалубка і арматура;
- заливання бетону та встановлення зовнішнього захисту від опадів та холоду (покриття поліетиленом, мінеральною ватою поверхні);
- монтаж електродів стрижневих та струнних. Інший вид прогріву встановлюється ще стадії підготовки. Стрижні монтуються так, щоб кінці виступали над поверхнею на висоту до 20 см;
- з'єднання всього ланцюга згідно зі схемою.
Щоб постійно підтримувалася певна температура через кожні 2 год проводиться її контроль.