Искусственный прогрев бетона

Метод искусственного прогрева заключается в по­вышении температуры уложенного бетона до макси­мально допустимой и поддержании ее в течение време­ни, за которое бетон набирает критическую или задан­ную прочность.

Искусственный прогрев бетона применяют при бето­нировании конструкций с Мп> 10, а также и более мас­сивных, если в последних невозможно получить в уста­новленные сроки заданную прочность при выдержива­нии только способом «термоса».

Электропрогрев бетона. При электропрогреве (элек­тродном прогреве) используется тепло, выделяемое в уложенном бетоне при пропуске через него электриче­ского тока. Образующееся тепло расходуется на нагрев бетона и опалубки до заданной температуры и возме­щение теплопотерь, происходящих в процессе выдержи­вания.

Температура бетона при электропрогреве определя­ется величиной выделяемой в бетоне электрической мощ­ности, которая должна назначаться в зависимости от ре­жима термообработки и величины теплопотерь, имею­щих место при электропрогреве на морозе.

Мощность, требуемая для разогрева конструкции с заданной скоростью, складывается из мощности на ра­зогрев бетона, мощности на разогрев опалубки и мощ­ности, необходимой для возмещения теплопотерь. Учиты­вая экзотермическое тепловыделение, которому эквива­лентна некоторая мощность, баланс мощностей можно записать: P = P ₁ + P ₂ + P ₃ - P ₄,

где Р — требуемая мощность для разогрева конструкции, кВт; Pi-мощность на разогрев бетона, кВт; Р₂ — мощность на разогрев опа­лубки, кВт; Р₃ — мощность на возмещение теплопотерь, кВт; P_t — мощность, эквивалентная экзотермическому тепловыделению, кВт.

 

(Удельная мощность, требуемая для разогрева 1 м³ бетона от начальной температуры t < s. _n до г^ак в течение т_р ч, т.е. со скоростью разогрева 1^/_Р=(/_Мак—^б.н) соста­вит

Pi = С₅ у_б (/_мак - /_в.н)/т_р 3600 = С_б у_б V3600,

где Св — удельная теплоемкость бетона, кДж/ (кг '°С); у— плотность бетона, кг/м³.

Если приближенно считать, что за время т_р темпера­тура ОПалубКИ ПОДНИМеТСЯ Ha taaJt_H. B, ТО

Рг = С_оп Yon б_оп М_п (/_мак/2 - Vb) /ТрЗбОО,

где Cdn, Yon, б_оп — соответственно удельная теплоемкость, плотность материала опалубки и ее толщина, м; t_aB — температура наружного воздуха, °С.

Удельная мощность, требуемая на возмещение тепло­потерь за время т, в среднем составит

Рзр = КМ_а [(/_ман + /_н._в)/2 - /„.„J/1000.

Удельная мощность P_ip, соответствующая интенсив­ности тепловыделения при твердении цемента, осреднен­ие принимается равной 0, 8 кВт/м³.

Удельная мощность P_ia, потребная на период изотер­мического прогрева, равна

" пз — " зиз Рщз >

где Рзиз — удельная мощность, затрачиваемая на возмещение тепло­потерь при изотермическом прогреве; Ps «3— KM_n ( t_{H 3}—/_нв) 1000; taa — температура изотермического прогрева, равная обычно /мак! Рщз — удельная мощность, соответствующая интенсивности тепловы­деления при твердении цемента, осредненно принимается равной 0, 2 кВт/м³.)

 

Для подведения электрической энергии к бетону ис­пользуют различные электроды: пластинчатые, полосо­вые, стержневые и струнные.

К конструкциям электродов и схемам их размещения предъявляют следующие основные требования: мощ­ность, выделяемая в бетоне при электропрогреве, долж­на соответствовать мощности, требуемой по тепловому расчету; электрическое и, следовательно, температурные поля должны быть по возможности равномерными; элек­троды следует располагать по возможности снаружи про­греваемой конструкции для обеспечения минимального расхода металла; установку электродов и присоедине­ние к ним проводов проводить до начала бетонирования (при использовании наружных электродов). Этим требо­ваниям более всего удовлетворяют пластинчатые элек­троды.

Пластинчатые электроды принадлежат к разряду по­верхностных и представляют собой пластины из кровель­ного железа или стали, нашиваемые на внутреннюю, примыкающую к бетону поверхность опалубки и под­ключаемые к разноименным фазам питающей сети (табл. IX.5, п. 1). В результате токообмена между противолежащими электродами весь объем конструкции нагрева­ется. С помощью пластинчатых электродов прогревают слабоармированные конструкции правильной формы не­больших размеров (колонны, балки, стены и др.).

Полосовые электроды изготовляют из стальных по­лос шириной 20...50 мм и так же, как пластинчатые элек­троды, нашивают на внутреннюю поверхность опалубки. Токообмен зависит от схемы присоединения полосовых электродов к фазам питающей сети. При присоединении противолежащих электродов к разноименным фазам пи­тающей сети (табл. IX.5, п. 2) токообмен происходит ме­жду противоположными гранями конструкции и в тепло­выделение вовлекается вся масса бетона. При присоеди­нении к разноименным фазам соседних электродов (табл. IX.5, п. 3) токообмен происходит между ними. При этом 90 % всей подводимой энергии рассеивается в перифе­рийных слоях толщиной, равной половине расстояния между электродами. В результате периферийные слои нагреваются за счет джоулева тепла. Центральные же слои («ядро» бетона) твердеют за счет начального теп­лосодержания, экзотермии цемента и частично за счет притока тепла от нагреваемых периферийных слоев. Пер­вую схему применяют для прогрева слабоармированных конструкций толщиной не более 50 см. Периферийный электропрогрев применяют для конструкций любой мас­сивности.

Полосовые электроды могут устанавливаться по од­ну сторону конструкции. При этом к разноименным фа­зам питающей сети присоединяются соседние электро­ды. В результате реализуется периферийный электропро­грев.

Одностороннее размещение полосовых электродов применяют при элетропрогреве плит, стен, полов и дру­гих конструкций толщиной не более 20 см.

Для периферийного электропрогрева плит, подготовок под полы и других горизонтально расположенных конст­рукций используют инвентарные электродные панели с полосовыми электродами (рис. IX.65), которые уклады­вают на поверхность забетонированной конструкции.

При сложной конфигурации бетонируемых конструк­ций применяют стержневые электроды — арматурные прутки диаметром 6...12 мм, устанавливаемые в тело бе­тона.

Наиболее целесообразно применять стержневые электроды в виде плоских электродных групп (табл. IX.5, п. 4). В этом случае обеспечивается более равномерное температурное поле в бетоне.

При электропрогреве бетонных элементов малого се­чения и значительной протяженности (например, бетона стыков шириной до 3...4 см) применяют одиночные стер­жневые электроды (табл. IX.5, п. 5).

⇐ Предыдущая13141516171819202122Следующая ⇒

Поделиться: