2014-02-12
1796
Основные положения технологии бетонирования в зимних условиях.
Из монолитного бетона и железобетона
Учебные вопросы:
2. Бетонирование в тепляках. Бетонирование с противоморозными добавками. Метод "термоса". Подбор теплоизоляции.
4. Особенности бетонирования в условиях сухого жаркого климата.
Вопрос 1. Основные положения технологии бетонирования в зимних условиях.
Основные положения
Зимние условия – условия, при которых среднесуточная температура наружного воздуха снижается до +5°С, а в течение суток падает ниже 0 °С.
При отрицательных температурах не прореагировавшая с цементом вода переходит в лед и в химическое соединение с цементом не вступает. В результате прекращается реакция гидратации, и бетон не твердеет. Одновременно в бетоне развиваются значительные силы внутреннего давления, вызванные увеличением объема воды при переходе ее в лед.
Если бетон до замерзания приобретает определенную начальную прочность, то все упомянутые выше процессы не оказывают на него неблагоприятного воздействия.
|
|
|
Минимальная прочность, при которой замораживание для бетона не опасно, называется критической.
При приготовлении в зимних условиях температуру бетонной смеси повышают до 35...40°С путем подогрева заполнителей и воды. Подогревать цемент запрещается. Общую продолжительность перемешивания в зимних условиях увеличивают в 1,2...1,5 раза. Бетонную смесь следует транспортировать от места приготовления до места укладки по возможности быстрее и без перегрузок. Места погрузки и выгрузки должны быть защищены от ветра, а средства подачи бетонной смеси в конструкции утеплены.
Строительное производство располагает обширным арсеналом методов выдерживания бетона в зимних условиях. Выбор метода зависит от вида и массивности конструкции, вида, состава и требуемой прочности бетона, условий производства работ и т. д.
Степень массивности конструкций характеризуется модулем ее поверхности Мп - отношением площади охлаждаемых поверхностей конструкции F к ее объему V:
Mп=F/V.
Для колонн, балок и других линейных конструкций Мп определяется отношением периметра к площади поперечного сечения.
Вопрос 2. Бетонирование в тепляках. Бетонирование с
противоморозными добавками.
Бетонирование в тепляках. Тепляки представляют собой временные ограждающие сооружения и могут быть объемными, охватывающими всю бетонируемую конструкцию, плоскими или секционными.
Температура в тепляке поддерживается в пределах 5...10°С, в связи с чем твердение бетона замедляется, а продолжительность приобретения бетоном распалубочной прочности увеличивается.
|
|
|
Бетонирование конструкций в тепляках применяют редко, так как эти работы весьма трудоемкие и на устройство тепляков требуется много материала.
Бетоны с противоморозными добавками. Метод основан на свойстве бетона, затворенного водными растворами ряда химических веществ, твердеть при отрицательных температурах.
В качестве основных противоморозных добавок применяют хлорид кальция CaCI2 (ХК) и хлорид натрия NaCI (XH), карбонат калия (поташ) K2СО3 (П), нитрит натрия NaNO2 (HH). В опытном порядке применяют также ряд комплексных соединений.
Протнвоморозные добавки по-разному влияют на свойства бетонной смеси и бетона.
Количество вводимых в состав бетонных смесей добавок определяется видом добавки и температурой окружающего воздуха. Максимальное количество добавок – 15% от массы цемента.
Нельзя применять бетоны с противоморозными добавками в конструкциях, подверженных динамическим нагрузкам; в предварительно напряженных конструкциях; в частях конструкций, расположенных в зоне переменного уровня воды; в железобетонных конструкциях, находящихся ближе чем в 100 м от источников тока высокого напряжения; при возведении монолитных дымовых и вентиляционных труб и др.
Бетоны с противоморозными добавками укладывают и уплотняют так же, как и обычные бетоны.
Метод «термоса». Метод «термоса» заключается в том, что бетонную смесь, имеющую положительную температуру (обычно 15...30°С) укладывают в утепленную опалубку. В результате этого бетон конструкции набирает заданную прочность за счет начального теплосодержания и экзотермического тепловыделения цемента за время остывания до 0 °С.
Количество выделяемого экзотермического тепла зависит от вида применяемого вяжущего и температуры выдерживания.
Метод тем эффективнее, чем массивнее бетонируемая конструкция.
Метод «термоса» (в практике строительства его называют «обычным» или «классическим») применяют при бетонировании массивных конструкций с Мп <6 при укладке смесей на портландцементе и с Мп <10 на быстротвердеющем портландцементе.
Модификации метода «термоса» («термос с добавками-ускорителями» и «горячий термос») позволяют расширить область его применения на конструкции с большим значением Мп.
Вопрос 3. Способы электротермообработки бетона.
Искусственный прогрев бетона применяют при бетонировании конструкций с Мп³10, а также и более массивных, если в последних невозможно получить в установленные сроки заданную прочность при выдерживании только способом «термоса».
Электропрогрев бетона. При электропрогреве используется тепло, выделяемое в уложенном бетоне при пропуске через него электрического тока.
Для подведения электрической энергии к бетону используют пластинчатые, полосовые, стержневые и струнные 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. 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 нашивают на внутреннюю поверхность опалубки. При присоединении противолежащих электродов к разноименным фазам питaющeй сети токообмен происходит между противоположными гранями конструкции и в тепловыделение вовлекается вся масса бетона.
Одностороннее размещение полосовых электродов применяют при элетропрогреве плит, стен, полов и других конструкций толщиной не более 20 см.
При сложной конфигурации бетонируемых конструкций применяют стержневые электроды - арматурные прутки диаметром 6...12 мм, устанавливаемые в тело бетона.
|
|
|
Струнные электроды применяют для прогрева длинномерных конструкций. Струнные электроды устанавливают по оси конструкции и подключают к одной фазе, а металлическую опалубку (или деревянную с обшивкой палубы кровельной сталью) - к другой.
Ток на электроды от источника питания подается через трансформаторы, распределительные щиты и софиты. Электропрогрев ведут на пониженных напряжениях в пределах 50...127 В.
Индукционный нагрев. При индукционном нагреве бетона используют тепло, выделяемое в арматуре или стальной опалубке, находящихся в электромагнитном поле. По наружной поверхности опалубки последовательными витками укладывается изолированный провод-индуктор. Электромагнитная индукция вызывает в находящемся в металле (арматуре, стальной опалубке) вихревые токи, в результате чего металл нагревается и, соответственно, нагревается бетонная смесь.
Наиболее эффективен индукционный метод при бетонировании конструкции, густонасыщенных арматурой, а также при использовании металлической опалубки. Укладывают бетон после установки индуктора, что позволяет предварительно отогревать арматуру и металлическую опалубку.
Инфракрасный нагрев. В качестве генераторов инфракрасного излучения применяют трубчатые металлические и кварцевые излучатели. Для создания направленного лучистого потока излучатели заключают в рефлекторы - плоские или параболические.
Инфракрасный нагрев применяют при отогреве промороженных оснований и бетонных поверхностей, тепловой защите укладываемого бетона, ускорении твердения бетона при устройстве междуэтажных перекрытий, возведении стен и других элементов.
Бетон обрабатывают инфракрасными лучами только при наличии автоматических устройств, обеспечивающих заданные температурные и временные параметры путем периодического включения-выключения инфракрасных установок.
Контактный (кондуктивнын) нагрев.
При данном способе используют тепло, выделяемое в проводнике при прохождении по нему электрического тока.
|
|
|
Контактным путем тепловая энергия передается нагреваемым поверхностям конструкции.
Для контактного нагрева бетона преимущественно применяют греющие (термоактивные) опалубки, греющие маты, греющий кабель.
Греющая опалубка имеет палубу из металлического листа или водостойкой фанеры, с тыльной стороны которой расположен нагреваемый элемент - греющий кабель, сетчатый нагреватель, трубчатые электронагреватели (ТЭНы) и др. С тыльной стороны греющая опалубка теплоизолирована.
Вопрос 4. бетонирование в условиях сухого жаркого климата.
Условия сухого жаркого климата характеризуются летней температурой наружного воздуха 35... 40°С при относительной влажности 10... 25%, интенсивной солнечной радиацией и частыми ветрами. Совокупность воздействия этих климатических факторов приводит к быстрому обезвоживанию бетона, что замедляет и даже прекращает процессы гидратации цемента.
В результате прочность бетона снижается почти на 50% по сравнению с бетонами, твердеющими в нормальных температурно-влажностных условиях. Интенсивное раннее обезвоживание приводит к ухудшению поровой структуры бетона и снижает его долговечность.
При приготовлении бетонной смеси необходимо применять меры, обеспечивающие сохранение требуемой консистенции к моменту укладки в опалубку. Это может быть достигнуто снижением температуры смеси в процессе ее приготовления и принятием мер, исключающих обезвоживание при транспортировании, укладке и выдерживании бетона.
Температура бетонной смеси может быть снижена до 20...25°С путем смачивания охлажденной водой заполнителей, их обдува холодным воздухом при подаче в смеситель и т. д. Этим же целям может служить добавление до 50% льда к массе воды.
Консервация консистенции бетонной смеси может быть достигнута путем введения в бетонную смесь при ее приготовлении поверхностно-активных добавок (0,4...0,5% массы цемента). Они не только уменьшают обезвоживание смеси, но и пластифицируют ее, снижая водопотребность.
Продолжительность перемешивания бетонной смеси в условиях сухого и жаркого климата увеличивают на 30...50%.
Бетонирование желательно вести непрерывно. В случае перерывов особое внимание следует обращать на качество подготовки рабочих швов. Тщательное виброуплотнение смеси должно обеспечить плотную структуру бетона и снизить испарение воды.
Особое внимание необходимо уделять уходу за бетоном, для чего открытые поверхности свежеуложенного бетона покрывают мешковиной, рогожами, брезентом; после укладки бетон через каждые 3... 4 ч систематически увлажняют. Бетонные поверхности также засыпают песком или опилками (влажными) с последующим систематическим увлажнением. Там, где позволяют условия, затопляют бетон водой («водяные бассейны») через 6... 12 ч после укладки.
При дефиците воды целесообразно применять так называемые безвлажностные методы ухода за бетоном. К ним относят выдерживание бетона под воздухонепроницаемыми колпаками (камерами) из пленки или покрытиеповерхности бетона лакокрасочными составами.
Обезвоживание бетона может быть сведено к минимуму и за счет сокращения времени его выдерживания путем интенсификации процесса твердения. Для этого применяют высокоактивные цементы, ускорители твердения, а также методы тепловой обработки. Метод тепловой обработки может оказаться наиболее эффективным, так как позволяет не только уменьшить опасность обезвоживания, но и получить необходимую прочность бетона в короткие сроки.
