Электрообогрев

Индукционный прогрев

Основан на нагревании бетона в электромагнитном поле. Применяется для гутоармированных конструкций линейного типа (балки, ригели, колонны, пролётные строения). Вокруг опалубки прогреваемого элемента устраивают спиральную обмотку индуктора из изолированного провода и включают его в сеть. Под воздействием переменного электромагнитного поля стальная опалубка и арматура, выполняющие роль сердечника, нагреваются и передают тепловую энергию бетону.

Осуществляется с помощью греющих термоактивных опалубок (контактный метод), источников инфракрасного излучения и печей (безконтактный метод).

Термоактивная опалубка имеет палубу из металлического листа или водостойкой фанеры, с тыльной стороны которой расположены электрические нагревательные элементы. Наиболее эффективно применение греющих кабелей. Поверх нагревательных элементов укладывают изоляцию (например, асбоцементный лист) и утеплитель из стекловаты или другого материала. Для зищиты утеплителя от внешних воздействий щит имеет фанерную крышку. Экономически целесообразно использовать такую опалубку при температурах наружного воздуха ниже –20 ⁰С.

Инфракрасные излучатели могут обогревать как открытую поверхность бетона, так и через опалубку. Источники инфракрасного излучения – металлические трубчатые излучатели (ТЭНы) или стержневые карборундовые излучатели. Эти установки устанавливают на расстоянии 1,0…1,2 м от обогреваемой поверхности на таком расстоянии друг от друга, чтобы можно было прогреть все участки бетонной поверхности. Чтобы исключить интенсивное испарение влаги из бетона, открытые поверхности закрывают полиэтиленовой плёнкой или рубероидом. Этот метод применяют для обработки бетона в тонкостенных конструкциях большим модулем поверхности, а также для отогрева замерзшего бетона в рабочих швах, для отогрева арматуры, закладных деталей и т.д.

Для обеспечения проектной прочности бетона и других его свойств, исключения температурных перепадов и неравномерных температурных деформаций в каждом случае назначают определённый режим термообработки:

· Трёхстадийный (I)

· Двухстадийный с изотермическим прогревом (II)

· Двухстадийный с термосным выдерживанием (III)

· Ступенчатый (IV)

Рис. Режимы термообработки

При электродном прогреве поверхностей с модулем М_п ≥ 6 м^-1 оптимальными являются I и II режимы. Для массивных конструкций с М_п < 6 м^-1 (фундаменты, тело опор) более целесообразен режим III, обеспечивающий равномерное температурное поле. Для особо ответственных, а также с предварительно напряжённой арматурой конструкций применяют ступенчатый режим прогрева (IV).

Скорость подъёма температуры не должна превышать 8 град/ч. Скорость остывания приведена в таблице 1

Таблица 1

Допускаемая скорость остывания бетонных и железобетонных конструкций

Конструкция	Модуль поверхности, м-1	Скорость остывания, град/ч
Бетонная и слабоармированная железобетонная	15…10 9…6 5…3	2…3
Железобетонная средне- и сильноармированная	8…15	Не более 15

При бетонировании конструкций в термоактивной опалубке применяют любые из приведённых режимов прогрева конструкций. При этом следует стремиться к коротким срокам тепловой обработки при возможно более высоких температурах прогрева. Здесь следует учитывать экзотермию бетона и величину модуля поверхности конструкции (таблица 2).

Таблица 2

Максимальные температурные показатели при обогреве конструкций

в термоактивной опалубке

Температурный показатель	Модуль опалубливаемой поверхности
До 4	4…6	6…8	8…10	Более 10
Скорость подъёма температуры, град/ч
Температура пристенного слоя бетона, 0С
Скорость охлаждения конструкции, град/ч

При распалубке конструкций перепад температур не должен превышать 40 ⁰С – для бетонных и слабоармированных железобетонных конструкций, 50 ⁰С – для средне- и сильноармированных железобетонных конструкций

К методам безобогревного выдерживания бетона относятся:

· Способ «термоса»;

· Бетонирование в тепляках;

· Применение противоморозных добавок;

· Укладка холодного бетона;

Ни один из этих методов не является универсальным. Во многих случаях более целесообразно применение комбинаций этих методов, как между собой, так и с методами искусственного прогрева. Например, «термос» с использованием электрообогрева, электрообработка бетонной смеси в тепляках и т.д.

Способ «термоса»

Заключается в том, что бетон приготавливают на подогретых заполнителях и воде и тепло удерживается утеплённой опалубкой. Теплопроводность опалубки и начальная температура бетонной смеси должны обеспечивать условия схватывания и твердения бетона до того, как температура бетона станет отрицательной. При этом учитывают выделение тепла при экзотермии (реакции цемента с водой) в ядре.

Рис. Схема утепленной опалубки 1 – ребро опалубки, 2 – доски опалубки, 3 – стойка, 4 – внешняя обшивка, 5 – утеплитель, 6 – бетон опоры.

Применение этого метода наиболее целесообразно для массивных конструкций с модулем поверхности М_п < 6.