2020-04-07
116
12.3.1 Общие положения
12.3.1.1 Инфракрасный обогрев применяют:
— для отогрева промороженных бетонных и грунтовых оснований, арматуры, закладных металлических деталей и опалубки, для удаления снега и наледи;
— для интенсификации твердения бетона конструкций и сооружений, возводимых в скользящей опалубке, плит перекрытий и покрытий, вертикальных и наклонных конструкций, бетонируемых в металлической опалубке;
— для предварительного отогрева зоны стыков сборных железобетонных конструкций и ускорения твердения бетона или раствора заделки;
— для ускорения твердения бетона или раствора или укрупнительной сборки большеразмерных железобетонных конструкций;
— для создания тепловой защиты поверхностей, недоступных для утепления.
12.3.1.2 В качестве источников (генераторов) инфракрасного излучения в технологии зимнего бетонирования рекомендуется применять:
— металлические (стальные, латунные, медные) трубчатые электрические нагреватели (ТЭНы) типов НВС (нагреватель воздушный сушильный) и НВСЖ (нагреватель воздушный сушильный жаростойкий) диаметром от 9 до 18 мм, длиной от 0,3 до 6 м, мощностью от 0,6 до 1,2 кВт/м, с рабочим напряжением 127, 220 и 380 В, с температурой излучающей поверхности от 300 °С до 600 °С;
|
|
|
— керамические стержневые излучатели диметром от 6 до 50 мм, длиной от 0,3 до 1 м, мощностью от 1 до 10 кВт/м, с рабочим напряжением 127, 220 и 380 В, с температурой излучающей поверхности от 1300 °С до 1500 °С;
— кварцевые трубчатые излучатели типа НИК-220-1000-Тр (нагреватель инфракрасный кварцевый напряжением 220 В, мощностью 1000 Вт, трубчатый) диаметром 10 мм, длиной 370 мм, с температурой спирали до 2300 °С. Кварцевые излучатели должны работать обязательно в горизонтальном положении и должны быть надежно защищены от ударных воздействий.
12.3.1.3 Для создания направленного лучистого потока излучатели должны помещаться в параболические, сферические или трапецеидальные отражатели. При этом излучатели помещаются в фокус параболы или центр сферы. Расположение излучателей при применении трапецеидальных отражателей определяется расчетом.
Инфракрасные излучатели в комплекте с отражателями и поддерживающими устройствами составляют инфракрасную установку.
12.3.1.4 В зависимости от назначения, конфигурации и модуля поверхности обогреваемых конструкций рекомендуется применять следущие инфракрасные установки:
— короба для обогрева плитных конструкций, дорожных оснований, стен, отогрева промороженного бетона, грунта и т. п.;
— прожектора для отогрева полости опалубки, арматуры, закладных деталей и тепловой защиты поверхностей, недоступных для утепления;
|
|
|
— сферические и плоские нащельники для предварительного отогрева зоны стыка сборных железобетонных конструкций и термообработки бетона заделки;
— двустенную плоскую опалубку для термообработки плоских вертикальных и линейных конструкций и элементов.
12.3.2 Последовательность расчета параметров режима обогрева бетона
12.3.2.1 Определяют требуемую распалубочную (критическую) прочность бетона, температуру прогрева t и, скорость и продолжительность ее подъема с учетом данных проектной документации.
12.3.2.2 Определяют продолжительность обогрева бетона tи для принятой температуры изотермии по условию обеспечения заданной прочности бетона (см. таблицу 18) с учетом данных таблицы 19
в случае применения добавок — ускорителей твердения бетона.
12.3.2.3 Определяют время остывания бетона до безопасной разности температур его наружных слоев по 8.2.6 – 8.2.8.
12.3.2.4 Определяют общую продолжительность выдерживания бетона в опалубке по 8.2.9.
12.3.2.5 Определяют среднюю температуру бетона на стадии разогрева 
°С, по формуле
(148)
где t бн — начальная температура бетона, °С,
°С — температура изотермического прогрева, определяемая по формуле
, (149)
здесь t ии t′ и — температура изотермического прогрева, соответственно, на облучаемой и противоположной (необлучаемой) поверхностях конструкции.
В расчетах принимают разность температур с перепадом (градиентом) не более 1 °С на 1 см слоя бетона.
Поскольку требуемая 
принята как средняя температура прогрева для обеспечения заданной прочности, по формуле (149) можно определить значения t ии t′ и для известной толщины слоя прогреваемого бетона dб, м, при градиенте температуры D t = 1 °С/см.
Например, при = 70 °С и dб = 0,12 м температура на облучаемой стороне должна быть —
t и= 70 + 6 × 1 = 76 °С, а на необлучаемой — 
= 70 – 6 × 1 = 64 °С, при перепаде около 12 °С на 0,12 м толщины конструкции.
12.3.2.6 Определяют температуру стенок инфракрасной установки в период разогрева 
°С, по формуле
(150)
и в период изотермии — по формуле
, (151)
где t н.в — температура наружного воздуха, °С.
12.3.2.7 Определяют значение коэффициента теплоотдачи облучаемой поверхности 
,
Вт/(м2 · °С), в период разогрева по формуле
, (152)
и в период изотермического прогрева 
, Вт/(м2· °С), — по формуле
, (153)
где h и — расстояние между облучаемой и отражающей поверхностями, м.
12.3.2.8 Определяют объем бетона V б, м3, обогреваемого одной установкой, по формуле
V б= Fоh б, (154)
где Fо — площадь инфракрасной установки принятого типа (например, короба), м2;
h б— высота (толщина) слоя бетона, обогреваемого одной установкой, м.
12.3.2.9 Определяют массу арматурной стали m a, кг, в прогреваемом объеме бетона по формуле
, (155)
где m ст — удельный расход арматурной стали в обогреваемой конструкции (захватке), кг на 1 м3 бетона.
12.3.2.10 Определяют требуемую мощность на период разогрева бетона 
кВт, приходящуюся на одну инфракрасную установку, по формуле
(156)
и на период изотермического прогрева Р и, кВт, — по формуле
(157)
В формулах (156) и (157):
с б, с ст, сi — удельная теплоемкость, соответственно, бетона, арматуры и материала i -гослоя опалубки, Дж/(кг·°С);
rб, r i — средняя плотность бетона и материала i -гослоя опалубки, кг/м3;
|
|
|
d i — толщина i -гослоя опалубки, м;
F об= F н.об— площадь, соответственно, облучаемой и необлучаемой поверхностей конструкции, м;
tп и tи — время подъема температуры и изотермического прогрева бетона, ч;
t ии t′ и — температура изотермического прогрева на облучаемой и необлучаемой поверхностях конструкции, °С;
Кт — коэффициент теплоотдачи опалубки, кВт/(м2·°С);
Ц — расход цемента в бетоне, кг;
Э п, Э и — удельное тепловыделение цемента в период подъема температуры и изотермического прогрева, соответственно, кДж/кг (см. таблицу 8).
12.3.2.11 Определяют требуемую энергетическую освещенность на стадии разогрева Eп, кВт/м2, по формуле
(158)
и на стадии прогрева E и, кВт/м2, — по формуле
, (159)
где e— степень черноты, для тяжелого бетона e» 0,65–0,85 и для легкого бетона — e» 0,7–0,9. Для расчета принимают средние значения;
F о — площадь облучаемой одной установкой (коробом) поверхности, м2.
12.3.2.12 Для подбора устройств инфракрасного обогрева (или оценки применимости имеющихся в наличии) используют значение требуемой энергетической освещенности на стадии разогрева.
