Основные методы прогрева бетонных конструкций в зимнее время года

Главная |Строительство |Прогрев бетона в зимнее время

Дата: 14 ноября 2017

Коментариев: 0

Строительные мероприятия, связанные с бетонированием монолитных конструкций, осуществляются на протяжении года. Зимой строителям приходится решать ряд задач по обеспечению прочности бетона и предотвращению замерзания входящей в раствор воды. С целью поддержания положительной температуры раствора и обеспечения оптимальных условий схватывания осуществляется прогрев бетона. Рассмотрим детально методы нагрева с использованием электрической энергии и инфракрасных лучей.

Как осуществляется прогрев бетона в зимнее время

С наступлением зимних холодов строителям приходится сталкиваться с серьезными проблемами, связанными с особенностями бетонного раствора. Он содержит гравий, портландцемент и песок с добавлением воды. Раствор при обычных условиях приобретает эксплуатационные характеристики на протяжении месяца. Однако вода при замерзании увеличивается, что может разрушить монолит.

В процессе осуществления строительных и ремонтных работ в условиях низких температур для ускорения отвердения бетонного раствора следует использовать прогрев бетона

Для поддержания температуры используются следующие технические приемы:

• электрический прогрев специальным кабелем. Для повышения температуры применяется ПНСВ провод, который заранее прокладывается по подлежащей заливке конструкции;
• электронагрев с помощью сварочного трансформатора. К источнику электроэнергии подключается кабель для прогрева бетона с помощью введенных в массив электродов;
• нагрев с помощью специальной опалубки. В стандартных элементах щитовой конструкции опалубки вмонтированы быстросъемные электронагревательные элементы;
• инфракрасный разогрев. Он основан на использовании направленного инфракрасного излучения, благодаря которому повышается температура бетона;
• предварительный разогрев смеси. Раствор нагревается до заливки таким образом, чтобы при твердении он сохранял положительную температуру;
• обустройство специальных шатров. Сооружается каркасная конструкция с брезентовым или полиэтиленовым перекрытием, внутри которой работает тепловая пушка.

Принятие решения о применении конкретного метода нагрева осуществляется на основании предварительно выполненных расчетов. В комплексе проанализировав все факторы и оценив экономическую сторону вопроса, можно определиться и принять правильное решение. Остановимся на особенностях каждого способа разогрева.

Прогрев бетона нагревательным проводом ПНСВ

Заливка бетона зимой имеет свои сложности. Главной проблемой считается нормальное затвердевание раствора, вода в котором может замерзнуть, и он не наберет технологической прочности. Даже если этого не случится, низкая скорость высыхания состава сделает работы нерентабельными. Прогрев бетона проводом ПНСВ поможет снять этот вопрос.

Электропрогрев бетона в зимнее время – наиболее удобный и дешевый способ достигнуть нужной твердости материала. Он разрешается нормами СП 70.13330.2012, и может применяться при выполнении любых строительных работ. После отвердевания бетона, провод остается внутри конструкции, поэтому применение дешевого ПНСВ дает дополнительный экономический эффект.

Электропрогрев бетона с помощью кабеля ПНСВ

Используя провод для прогрева бетона ПНСВ несложно обеспечить оптимальную для застывания раствора температуру. Этот метод достаточно простой и предусматривает прокладку специального провода ПНСВ, который греется при подаче низкого напряжения от понижающего трансформатора.

Такой способ работает по достаточно простому принципу. Прежде чем выполнить заливку, закладывается провод для прогрева бетона

Технология электрического обогрева специальным проводом имеет ряд преимуществ:

• обеспечивает высокую эффективность. Правильно подобранный и профессионально уложенный нагревательный провод способен обогреть бетонный массив увеличенного объема;
• гарантирует экономичность. Незначительное потребление электрической энергии позволяет избежать существенных финансовых расходов и заметно сокращает сметную стоимость работ;
• сохраняет структуру монолита. При подаче питающего напряжения не образуются трещины в зонах прокладки кабеля, а также пузырьки воздуха в разогреваемом проводом бетонном массиве;
• является универсальной. Электрический обогрев может использоваться для монолитных конструкций, изготовленных из обычного бетона, а также усиленных стальной арматурой.

Несмотря на серьезные преимущества, метод имеет определенные недостатки:

• требует проведения подготовительных мероприятий, при выполнении которых укладывается кабель прогревочный для бетона. Важно соблюдать аккуратность при укладке петель провода и придерживаться рабочей схемы;
• нуждается в использовании специального трансформатора. Мощность понижающего оборудования должна обеспечивать возможность повышения температуры бетонного массива до необходимого уровня.

Используется специальный кабель, состоящий из токопроводящего сердечника и изоляционного покрытия. Провод подбирается на основании расчетов, учитывающих ряд факторов:

• питающее напряжение трансформатора;
• диаметр токопроводящей жилы;
• длину провода.

Нужно принять во внимание, что закладка прогревочных петель осуществляется обычно при малоприятной погоде

При прокладке кабеля важно соблюдать следующие требования:

• обеспечить чистоту поверхности и исключить возможность повреждения кабеля;
• избегать перегибов жил и равномерно укладывать провод по всей площади.

Важно обеспечить требуемую интенсивность нагрева:

• на протяжении первых двух часов нагрева, скорость не должна повышаться более чем на 10 градусов в час;
• рабочая температура должна быть стабильной в течение всего периода прогрева;
• скорость остывания разогретого массива не должна превышать 5 градусов Цельсия в час.

Приобретайте провод для прогрева бетона только у проверенных производителей, и проверяйте наличие сертификата. Метод использования кабеля для нагрева бетонного раствора аналогичен процессу обустройства теплого пола.

Температура прогрева бетона зимой

На каждый объект разрабатывается технологическая карта на прогрев выбранным методом. В документе указываются все технико-экономические показатели, в том числе и температура прогрева.

Чтобы правильно определить температурный режим, следует учесть множество факторов. Поэтому в каждом конкретном случае значения рабочей температуры будут индивидуальны.

Вместе с тем, согласно СНиП, они не должны превышать 80⁰С. По окончании тепловой обработки скорость остывания должна быть не более 5⁰С в час.

В процессе работы необходим тщательный температурный контроль. Температуру проверяют каждые полчаса в период нагревания, 1 раз в 12 часов на этапе остывания.

Прогрев бетона сварочным аппаратом

Прогреть раствор можно, используя сварочное оборудование и проволочные электроды. Метод положительно зарекомендовал себя при заливке в зимнее время вертикальных конструкций:

• колон;
• стен;
• ограждений.

Производить электропрогрев бетона можно с использованием электродов, заменяющих собой провода ПНСВ

В качестве токопроводящих элементов может использоваться:

• стальная арматура;
• проволока диаметром 8–10 мм;
• металлические пластины.

Практическая реализация этого способа несложная:

• после бетонирования вертикальных конструкций необходимо воткнуть в бетонный массив электроды;
• затем следует с помощью кабеля подать питающее напряжение от понижающего трансформатора.

При нагреве вертикальных колонн небольшого сечения достаточно использовать один электрод. При этом прогрев бетонной смеси будет осуществляться путем подачи напряжения на арматурный каркас и установленный в раствор стальной стержень.

При выполнении работ важно соблюдать следующие требования:

• подобрать расстояние между стержнями, которое должно составлять не менее 60 см в зависимости от климатических условий;
• регулировать питающее напряжение для достижения необходимой температуры прогрева бетонного массива.

Достоинства метода:

• простота практической реализации;
• возможность использования на крупных объектах;
• ускоренный монтаж элементов.

Электродный прогрев прост в использовании и монтаже, но на его проведение требуются значительные затраты электроэнергии

Слабые места:

• повышенный расход электроэнергии;
• невозможность повторного использования электродов.

Роль проводника электрической энергии в данном варианте играет вода.

Как влияет температура окружающей среды на состояние бетона

При создании монолитных сооружений набор прочности сильно зависит от климатических условий. Ключевые факторы, влияющие на затвердевание бетона – влажность и температура. Сильное понижение первой приводит к усиленному испарению влаги и обезвоживанию материала. Вследствие этого возникают усадочные трещины, замедляется набор прочности.

При анализе ситуации, когда можно ли заливать бетон, необходимо учитывать влияние температурного режима на процессы, происходящие в бетоне. Основной химической реакцией во время заливки является гидратация цемента водой. Активность воды сильно зависит от степени ее нагретости. В жаркую погоду твердение смеси происходит при быстрой потере влаги и неравномерном прогреве слоев. Это плохо отражается на состоянии поверхности – она трескается. При умеренных климатических условиях проведение бетонных работ дает наилучшие результаты. Скорость протекания гидратации обеспечивает оптимальный режим затвердевания.

При работе в холодное время нужно учитывать последствия кристаллизации воды в растворе. Это может быть сильное замедление скорости работы вплоть до невозможности получения нужной прочности. Методы прогрева бетона в зимний период направлены на преодоление этих трудностей.

Использование нагревающей опалубки

С помощью специальной сборной опалубки, в щитах которой смонтированы электрические нагреватели, можно в зимнее время обеспечить поддержание положительной температуры бетонного раствора.

Преимущества этого метода:

• возможность быстрой замены электрических нагревателей, доступ к которым осуществляется с внешней стороны конструкции;
• универсальность опалубки, которая многократно может использоваться на различных объектах;
• повышенная эффективность, позволяющая выполнять строительные мероприятия при снижении температуры до минус 25 градусов Цельсия;
• увеличенный коэффициент полезного действия, благодаря которому снижаются энергозатраты, и повышается рентабельность;
• ускоренный монтаж опалубки, конструкция которой позволяет за ограниченное время соединить щиты и подключить электроэнергию.

Для обогрева бетона таким методом в опалубку монтируются нагревательные элементы, замена которых производится по мере необходимости

Несмотря на комплекс достоинства, имеется ряд недостатков:

• повышенная стоимость конструкции;
• проблематичность применения на сложных конфигурациях.

Метод греющей опалубки положительно зарекомендовал себя на крупных строительных объектах.

Для чего защищают бетон?

Раствор получают путем соединения песка, цемента, воды в нужных пропорциях. Минусовая температура негатвино действует на гидратацию и застывание бетонного состава. Зимой влага замерзает, что приводит к потере прочности конструкции, и ставит под угрозу дальнейший строительный процесс. Перед застройщиками встает важная задача – как произвести зимний прогрев бетона для рационального температурного режима для схватывания.

Для заливки раствора зимой существуют следующий температурный режим:

• если бетон без присадок — +10-20 °C;
• при температуре воздуха от -20 °C до +10 °C придется организовать прогрев бетона;
• если столбик термометра падает ниже -20 °C, заливка прекращается.

Варианты прогрева бетонной смеси

Методов прогрева бетона много. Это трудоемкий, недешевый процесс, но игнорировать его нельзя.

Термос

Прогрев бетона термос
Использование данного метода особенно эффективно при защите от холода больших конструкций. Чтобы смонтировать термос вокруг конструкции, мало накрыть ее простым утеплителем. Необходимо организовать многослойность или купить утепленный тент для создания оптимальной температуры прогрева бетона. При тридцатиградусном морозе такое утепление не поможет, но сгладить колебания температур этим способом возможно.

Для сооружения Термоса — используют тенты или ткань из Тарпаулина, ПВХ с люверсами как однослойного так и трехслойного (утепленного)

Как происходит процесс?

Перед заливкой производят прогрев основания опалубки до +25 °C. При укладке раствора температуру увеличивают до +50 °C. При этом следует учитывать: при таком режиме состав быстро схватывается, становится малоподвижным, поэтому работать нужно быстро. Затем начинается утепления: термоматами, утепленными тентами, досками с рубероидом, гофрокартоном в несколько сложений, фанерой или пенопластом. Можно применить древесную стружку, опилки или шлаковату. Вначале проводят утепление углов, тонких элементов, так как они быстро остывают.

Термос – способ прогрева бетона в зимнее время. Он позволяет использовать внутреннее тепло раствора. Для более экономичного и правильного термоса нужно сделать специальный термомеханический расчет для конкретной конструкции. Если прогрев бетона производится в частном строительстве, то нужно брать терморегулирующий материал с запасом.

Прогрев электрическими термоматами

Прогрев бетона электрическими термоматами
Этот метод не является новым, его применяют уже более 10 лет. Он популярен в северных областях страны, где перепады температур обычное явление.

Термоэлектроматы – утеплитель, который работает автономно. Можно автоматически задать время прогрева и температуру. Устройство достаточно экономично в использовании. Прогрев бетона в зимнее время происходит равномерно.

Этот способ имеет преимущества:

• простота использования и ухода;
• автоматическое выставление и контроль над температурой;
• подключение к обычной сети;
• легкое соединение элементов между собой;
• возможность монтажа полотна большой площади;
• быстрое достижение результата – состав набирает 70% прочности за 12 часов.

Недостаток: один из самых дорогих способов прогрева бетона, примерно в 10 раз дороже чем стоимость утепленных тентов.

Воздушный обогрев бетона

Метод прогрева бетона воздухом принадлежит к конвекционному виду и заключается в постепенном обогреве системы от горячего воздуха. Используют для этого специальный шланг с прорезиненными стенками. Воздух идет от генератора, подсоединенного к электричеству, либо к оборудованию, работающему на солярке.

Воздушный подогрев применяется для заливки бетона в изолированном месте. Для усиления прохождения потоков воздуха применяют вентилятор. При прогреве рекомендуют использовать утепленные герметичные материалы для формирования тепляка над сооружением.

Нежелательно применение тепловых пушек на дизельном топливе, они выделяют угарный газ. Предпочтительнее использовать электрообогрев или приборы на газовом топливе.

Электродный обогрев бетона зимой

Ток поступает через проводник — им является раствор, который разогревается изнутри. Периферический нагрев осуществляют через ленточные электроды. Их делают из кровельной стали, нарезая широкие полоски, и закрепляют на опалубку. Из гладкой, стальной арматуры нарезают стержневые электроды. Сечение прутков 6 мм. После схватывания раствора арматуру не вытаскивают, а просто обрезают болгаркой торчащие из конструкции хвосты.

Максимальную эффективность данный способ обогрева бетона имеет при укрытии сверху трехслойными утепленными тентами.

Электродный обогрев бетона зимой

Инфракрасный зимний прогрев бетона

Метод основан на применении инфракрасных обогревателей. Они располагаются так, чтобы излучение было направлено на раствор, залитый в опалубку. Энергия разогревает состав, и он быстро схватывается.

Применять этот метод можно только на небольших площадях. Инфракрасное излучение не может равномерно прогреть толстый слой.

Индукционный прогрев бетона

В этом способе используется магнитная индукция с целью получения тепла. Энергия поля изменяется с ее помощью и превращается в тепловое излучение, передаваемое поверхности обрабатываемого раствора. Этот процесс происходит в прутках арматуры или в опалубке, если она металлическая.

Индукционный прогрев применяется в фундаментах с замкнутым контуром. Причем арматура в них должна лежать густо, армированный коэффициент равен 0,5. Если нет возможности смонтировать металлическую опалубку, то конструкцию следует обмотать кабелем.

Для максимальной эффективности рекомендуем укрывать бетон сверху трехслойными тентами.

Инфракрасный метод разогрева

Направленное воздействие инфракрасного излучения позволяет в необходимом участке выполнить прогрев до требуемой температуры. Интенсивность теплового излучения регулируется за счет изменения интервала между бетонной поверхностью и инфракрасными элементами.

Технология нагрева термоматами довольно проста:

• в раствор вводятся добавки, ускоряющие твердение;
• на поверхность кладутся специальные маты;
• осуществляется подача питающего напряжения.

Этот способ используется для обогрева бетонных поверхностей, расположенных в горизонтальной плоскости.

Преимущества технологии:

• пониженный уровень энергозатрат;
• простота осуществления;
• регулировка интенсивности излучения;
• возможность нагрева через опалубку.

Обогрев таким способом осуществляется за счет воздействия инфракрасного излучения

Недостатки:

• интенсивное испарение воды из бетона, который следует защитить от преждевременного высыхания;
• повышенные затраты на приобретение матов для прогрева увеличенной площади.

Благодаря повышенной эффективности инфракрасная технология широко используется в строительной сфере.

Предварительный разогрев бетонной смеси

Способ предварительного нагрева бетона является одним из самых простых. Он предусматривает следующие работы:

• повышение температуры смеси на этапе приготовления;
• последующую заливку разогретого состава.

Существенным недостатком этого метода является необходимость выполнения сложных расчетов, учитывающих:

• климатические факторы;
• объем бетона;
• продолжительность заливки.

При недостаточной температуре бетона возникает необходимость в его дополнительном разогреве любым из доступных способов.