Лекции и пособия / Monolitnoe_domostroenie

Применение метода «термоса» наиболее эффективно для массивных конструкций с модулем поверхности до Мп = 6.

Модуль поверхности – отношение площади охлаждаемых поверхностей к объему конструкции.

Этот метод может оказаться достаточно эффективным и для конструкций с модулем поверхности 8–12. Однако при этом необходим предварительный электроразогрев бетонной смеси непосредственно в бункерах перед укладкой в опалубку (способ электротермоса). Расход электроэнергии 40–50кВт·ч на 1м³ бетона.

Суть метода заключается в следующем: уложенный бетон, при строго определенных условиях (температуре наружного воздуха, скорости ветра, коэффициенте теплопередаче ограждений, массивности конструкций, тепловыделении цемента и начальной температуре бетона), может приобрести заданную прочность во время остывания от своей начальной температуры (tб.н) до некоторой конечной (tб.к.). Количества тепла в бетоне, полное при нагреве составляющих и выделенное цементом в период твердения, должно быть не меньше количества расходуемого тепла (теплопотерь) при остывании конструкций до конечной температуры, т.е. до получения заданной прочности бетона.

В таблице 17 приведен рекомендуемый вид конструкций, выдерживаемый методом «термоса». За начальную температуру (tб.н.) принимается температура бетона, уложенного в опалубку сразу после его уплотнения и открытия.

153

Продолжительность остывания бетона от начальной температуры до конечной в конструкции с модулем поверхности Мп>3 определяется расчетом по формуле Б.Г. Скрамтаева:

Сб · γб ·( tб.н.- tб.к.)+Ц·Э

τ= —————————

К· Мп(tб.ср.- tн.в.)

где Сб–удельная теплоемкость бетона, принимается равной 0,25ккал/кг·ºС; γб – плотность бетона, кг/м³; Э – тепловыделение цемента за время твердения бетона, принимается по таблице 18; tн.в. – температура наружного воздуха принимается средняя за время остывания бетона, ºС; tб.к.–температура бетона к концу остывания, для бетонов без противоморозных добавок рекомендуется принимать не ниже +5 ºС;Ц – расход цемента в бетоне, кг/м³; К–коэффициент теплопередачи опалубки или укрытия опалубочных поверхностей, Вт/м²·ºС (Табл.19); tб.н.–начальная температура бетона после укладки, ºС; tб.ср. – средняя температура за время остывания бетона, ºС, определяется по формуле:

tб.ср. = tб.к. +( tб.н.- tб.к.) /[tб.н1,03+0,181·Мп+0,006·(tб.н.- tб.к.),

где F – площадь охлаждаемых поверхностей конструкций; V – объем конструкций; Мп – модуль поверхности: Мп = F/V.

154

Величина коэффициента теплопередачи наиболее часто применяемых конструкций опалубки и укрытий неопалубленной поверхности бетона приведена в таблице 19.

Прочность бетона, определяемая по графикам, за период остывания τ должна быть не менее установленной проектом производства работ. Если эта прочность окажется ниже проектной и нельзя увеличить продолжительность остывания до набора бетоном заданной прочности за счет снижения (К) и повышения (tб.н.) до максимально возможной, применение способа «термоса» недопустимо.

Метод «термоса» применяют при бетонировании массивных конструкций с Мп<6 при укладке смесей на портландцементе и с Мп<10 на быстротвердеющем портландцементе.

Если при конкретных условиях способ «термоса» не обеспечивает приобретения бетоном заданной прочности, следует рассмотреть возможность и целесообразность термосного

156

воздерживания с введением в бетонную смесь ускорителей твердения бетона:

-хлорид кальция – CaCl2

-хлорид натрия – NaCl

-сульфат натрия – Na2SO4

-нитрат кальция –Ca(NO3)2

-нитрит натрия –NaNO3

Химические добавки добавляют до 2% массы цемента; они существенно ускоряют процесс твердения в начальный период выдерживания бетона.

Такие бетоны применяют при температуре наружного воздуха от -15 до -20ºС. Укладывают их в утепленную опалубку и после виброуплотнения закрывают слоем теплоизоляции. Твердение бетона происходит как результат термосного выдерживания в сочетании с положительным воздействием химических добавок. Этот метод применяют для конструкций с Мп≤8 (бетоны на обычных портландцементах).

§49. Метод «Горячий термос»

Этот метод заключается в кратковременном разогреве бетонной смеси до температуры 60– 80ºС, уплотнении ее в горячим состоянии и выдерживании – в термосном или с дополнительным обогревом. В условиях строительной площадки бетонную смесь разогревают, как правило, электрическим током в основном в электробадьях или в кузовах автосамосвалах.

Разогрев ведут в течении 10–15минут до температуры смеси:

-на быстротвердеющих портландцементах -60ºС.

-на портландцементах -70ºС.

-на шлакопортландцементах -80ºС.

Метод «горячий термос» применяют для конструкций с Мп≤12.

§50. Бетон с противоморозными добавками

Введение в бетонную смесь хлористых солей NaCl, CaCl2, нитрата натрия NaNO3 или поташа K2CO3 при ее приготовлении, понижает температуру замерзания воды, обеспечивает протекание реакции гидратации цемента и твердение бетона при температуре ниже 0ºС.

Бетонная смесь с противоморозными добавками укладывается в конструкции при Мп>3, если она удовлетворяет требованиям проекта.

Ограничения (СП70.13330.2012) применения бетонов с противоморозными добавками в: конструкциях с предварительно напряженной арматурой; стыках сборных и сборно-монолитных

157

конструкциях; конструкциях, эксплуатируемых при переменном уровне воды; агрессивных средах, зонах блуждающих токов и под напряжением постоянного тока.

В таблице 20 приведены рекомендуемые виды конструкций, при бетонировании которых целесообразно применять бетоны с противоморозными добавками, а также в сочетании с другими способами бетонирования.

Таблица 20

Рекомендуемый вид конструкций для возведения из бетонов с противоморозными добавками.

Количество и вид противоморозной добавки назначается в зависимости от факторов окружающей среды, модуля поверхности, темпов строительства и технико-экономических показателей.

В таблице 21 приведены температурный диапазон применения противоморозных добавок и интенсивность нарастания прочности бетона с добавками. Бетон с противоморозными добавками разрешается применять в том случае, если до приобретения критической прочности температура бетона с добавками не опускается ниже:

158

±15°С при применении НН;

±20°С при применении ХК+ХН, НК+М, НКМ, ННК+М;

±25°С при применении П, ХК+НН, ННХК, ННХК+М; Полное наименование добавок приведено в приложении 8

СП70.13330.2012. После набора критической прочности бетона с добавками при положительной температуре приобретают прочность 100% от R28. Бетоны с хлористыми солями могут применяться в изделиях и конструкциях, армированных нерасчетной арматурой с защитным слоем не менее 5см. Если интенсивность набора прочности не соответствует требованиям ППР, рекомендуется повысить расчетную (среднюю) температуру твердения за счет утепления конструкции.

Таблица 21

Интенсивность нарастания прочности бетона с добавками.

В таблице 22 приводится рекомендуемое количество противоморозных добавок от массы цемента.

159

- если разность температур поверхностного слоя бетона и наружного воздуха превышает 20°С для конструкции с Мп до 5 и 30°С с Мп>5, распалубленные конструкции должны укрываться на время, необходимое для выравнивания температур.

Таблица 23

Продолжительности выдерживания бетона до набора им критической прочности.

Таблица 24

Количество противоморозных добавок с учетом расчетной температуры твердения бетона.

161

§51. Электоротермообработка бетона

Электротермообработка бетона основана на преобразовании электрической энергии в тепловую непосредственно внутри бетона путем пропускания через него электрического тока с помощью электродов (электродный прогрев) или различного рода электронагревательных устройствах (тэнах, сетчатых, коаксиальных, инфракрасных и других нагревателях), тепло от которых подводится к бетону конвективно, контактно или радиоционно (электропрогрев).

Количества тепла, выделяемого в бетоне при прохождении через него тока, определяют по формуле Джоуля-Ленца:

Q = 3,61·J²·R = 3,61·U·J = 3,61· (U²/R) Дж,

где J – величина тока, А; R – омическое сопротивление участка бетона, Ом; U – напряжение, В;

Для перевода электрической мощности (Р) в тепловую применяют электрический эквивалент тепла, составляющий 3628,8 Дж/кВт:

Р = Q/3628,8кВт

Электротермообработка бетона при возведении монолитных конструкций в зимних условиях применяется для предотвращения замораживания бетона и ускорения его твердения при любой температуре наружного воздуха до приобретения прочности, требующейся по проекту производства работ.

Наиболее эффективный – электродный прогрев с ограничением для густоармированных конструкций из-за трудности обеспечения равномерного температурного поля.

Электродный прогрев армированных конструкций должен производиться при напряжении не свыше 127В.

Электродный прогрев неармированных конструкций, а также обогрев внешними электрообогревателями и греющей опалубкой может производиться при напряжении 220-380В, в соответствии с ППР. Предварительный электроразогрев бетонной смеси выполняется при напряжении 220-380В.

Электотермообработка бетона наиболее эффективна до приобретения бетоном прочности 50-60% R28. При дальнейшей тепловой обработке интенсивность твердения замедляется, расход

рекомендуется, как правило, применять составы с минимально возможным В/Ц, вводить в бетон добавки – ускорители твердения. Для получения сразу после прогрева 80–100% R28 следует повышать фактическую марку бетона.

162