Применение трансформаторов для прогрева бетона ТМОБ-63/0,38-68 и ТМОБ-80/0,38-68

МЕТОДЫ ПРОГРЕВА БЕТОНА
Бетон набирает свою марочную прочность в течение 28 дней в нормальных условиях (температура +15°С во влажной среде). При повышении температуры бетона значительно сокращаются сроки твердения. При замерзании бетона твердение его прекращается, а при последующим оттаивании процесс твердения возобновляется. Однако, при замерзании бетона до набора 70% прочности, он не достигает марки.
Бетонирование монолитных конструкций в зимних условиях, осуществляемое при ожидаемой среднесуточной температуре наружного воздуха ниже +5°С и минимальной суточной температуре ниже 0 °С, должно производиться с обеспечением твердеющему бетону оптимальных температурно-влажностных условий. С этой целью предусматриваются утепление опалубки, укрытие неопалубленных поверхностей монолитных конструкций гидро- и теплоизолирующими материалами, устройство ветрозащитных ограждений и другие мероприятия, направленные на сохранение тепла, содержащегося в уложенном бетоне. Кроме того, СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции" рекомендует применение нескольких способов выдерживания и обогрева бетона в зимних условиях. В зависимости от вида конструкции и температуры наружного воздуха рекомендуется применение следующих способов зимнего бетонирования:
• термос;
• термос с противоморозными добавками и ускорителями твердения;
• предварительный разогрев бетонной смеси;
• электродный прогрев;
• обогрев в греющей опалубке ;
• инфракрасный обогрев;
• индукционный нагрев;
• обогрев нагревательными проводами.
Остановимся на способах зимнего бетонирования, связанных с тепловой обработкой монолитного бетона и железобетона.
1. Предварительный электроразогрев бетона предусматривает разогрев бетонной смеси с помощью электрического тока напряжением 220-380 В в короткий промежуток времени (5-10 мин) до температуры 40-60°С. После укладки горячей бетонной смеси в опалубку она остывает по режимам, рассчитываемым так же, как и для способа термоса. Этот способ зимнего бетонирования требует наличия на строительной площадке большой электрической мощности от 1000 кВт для разогрева 3-5 м3 бетонной смеси.
Электродный прогрев бетона заключается в том, что выделение тепла происходит непосредственно в бетоне при пропускании через него электрического тока.
В зависимости от принятой схемы расстановки и подключения электродов электродный прогрев разделяется на сквозной, периферийный и с использованием в качестве электродов арматуры. Применение этого метода наиболее эффективно для слабоармированных конструкций - фундаментов, колонн, стен и перегородок, плоских покрытий и бетонных подготовок под полы. Недостатки применяемых способов электроразогрева бетона:
• невозможность получить прочность бетона выше 50% от R.з.д, т.к. электричество проходит между электродами через влажный бетон и при его высыхании прогрев прекращается;
• вероятность пересушивания бетона в электродных зонах;
• увеличенный расход арматурной стали.
2. Электрообогрев бетона с помощью греющего провода
Контактный способ электрообогрева бетона основан на передаче тепла бетону от поверхности заложенных в бетон греющих проводов, нагреваемых сильным током до темп. 80°С. Тепло распространяется, т.к. бетон имеет хорошую теплопроводность. Наибольшая эффективность достигается при использовании проводов со стальной жилой ф1,8 - 3мм. Они допускают прогонную нагрузку на 1м от 80 до 160 ватт, в зависимости от электрического сопротивления и диаметра жилы. Этот способ позволяет обогреть бетон до требуемой прочности. Греющие провода должны размещаться в теле бетона, иначе они сгорят!
В качестве нагревательных проводов применяют специальные провода для бетона марки ПНСВ1,2 со стальной оцинкованной жилой диаметром 1,2 мм в поливинилхлоридной изоляции (возможно применение радиотрансляционных проводов марки ПТПЖ-2х1,2 с двумя стальными оцинкованными жилами в изоляции из модифицированного полиэтилена). Электропитание нагревательных проводов осуществляют через понижающие трансформаторные подстанции типа ТМОБ-63/0,38-68 и ТМОБ-80/0,38-68 которые имеют несколько ступеней пониженного напряжения, что позволяет регулировать тепловую мощность, выделяемую нагревательными проводами при изменении температуры наружного воздуха. Одной подстанцией можно обогреть 20-30 м3 бетона. Нагревательными проводами можно обогревать любые монолитные конструкции при температуре наружного воздуха до -30°С.В среднем для обогрева 1м3 монолитного бетона требуется 60 м нагревательного провода марки ПНСВ-1,2.
Таблица характеристик проводов марки ПНСВ
Нагревательный провод ПНСВ со стальной жилой и с изоляцией из поливинилхлорида предназначен для прогрева монолитного бетона.
1 Напряжение переменного тока, В 380
2 Длина секции провода на напряжение 220 В:
- ПНСВ 1,0 мм, м 80
- ПНСВ 1,2 мм, м 110
- ПНСВ 1,4 мм, м 140
3 Удельная мощность тепловыделения провода:
- для армированных конструкций, Вт/п.м. 30-35
- для неармированных конструкций, Вт/п.м. 35-40
4 Напряжение питания рекомендуемое, В 55-100
5 Среднее значение сопротивления жилы:
- ПНСВ 1,2 мм, Ом/м 0,15
- ПНСВ 1,4 мм, Ом/м 0,10
6 Параметры метода:
- Мощность удельная, кВт/м3 1,5-2,5
- Расход провода, п.м./м3 50-60
- Цикл термосного выдерживания конструкций, суток 2-3
Потребность в электроэнергии для обогрева определяется расчетами в зависимости от вида конструкций, которые характеризуются величиной, равной отношению площади охлаждения к объему бетона. Как правило, на нее влияют температура окружающей среды, степень защиты конструкций от охлаждения, скорость разогрева бетона в течение одного часа.
При расчетах необходимо учитывать следующие показатели:
• 1 квт/час выделяет 860 ккал тепла.
• удельная теплоемкость бетона 620 ккал/м3хоС, что при этом температура 1 м3 тяжелого бетона поднимается на 1°С.
• при твердении 1 м3 бетона выделяет в среднем 500 ккал/час.
Обогрев бетона необходимо выполнять при низком напряжении и высокой силе тока в греющих элементах. Для этого рекомендуем использовать специальные подстанции для прогрева бетона: ТМОБ-63/0,38-68 и ТМОБ-80/0,38-68. Установочная мощность в подстанциях зависит от напряжения при обогреве бетона.
Количество греющих элементов, которые необходимо заложить в конструкцию, зависит от объема прогреваемого бетона и требуемой для этого электрической мощности. Для каждой конструкции необходимо выдавать технологическую карту.
Продолжительность прогрева и выдерживание бетона с учетом фактического времени его остывания можно определить в результате регулярных замеров его температуры и силы тока в греющих элементах, заносимых в журнал производства бетонных работ и графику твердения бетона. Необходимы регулярные лабораторные наблюдения!
Технические требования при подготовке к электрообогреву
Готовые греющие элементы размещают и монтируют после укладки арматуры, закладных деталей и завершения электросварки арматуры. Греющие элементы необходимо навивать без натяжения на арматурные каркасы или прокладывают между каркасами по мере их укладки, а при отсутствии арматуры применять инвентарные шаблоны. Греющие элементы не должны касаться опалубки и не выступать из бетона, не соприкасаться с деревянными закладными деталями, чтобы окружал их бетон, при необходимости привязывать к арматуре веревкой. Выводы греющих элементов из бетона должны быть увеличены в сечении провода в 2-3 раза или подсоединением кусков изолированных алюминиевых проводов с изоляцией места подсоединения в пластмассовой трубке! Подключение выводов греющих элементов к инвентарным соединениям питающей сети производить после проверки их мегомметром. Необходимо обеспечить равномерную загрузку фаз низкой стороны подстанции!
Техническое требование при электрообогреве
Электрообогрев можно начинать только после завершения укладки бетона и размещения всех греющих элементов и нижней части выводов в бетоне, выполнения указаний техники безопасности!
В конструкциях сделать скважины для замера температур!
С помощью токоизмерительных клещей измерить пусковую силу тока во всех греющих элементах, при показаниях превышающих допустимые при пуске необходимо понизить напряжение в сети. Измерение температуры и силы тока производить через 1 час в первые три часа и затем 1 раз в смену с занесением в журнал бетонных работ. Конструкции по возможности укрепить!
Продолжительность электрообогрева должна обеспечивать набор прочности бетона не менее 50% от марки уложенного бетона, который определяется испытанием контрольных образцов или другими методами.
Указания по технике безопасности при обогреве бетона
1. Электрообогрев бетона необходимо выполнять с соблюдением требований техники безопасности СНиП 111-4-80/гл.11 и ГОСТ12. 1.013-78/ - бетонные и ж/бетонные работы и электробезопасность.
2. Надзор за выполнение требований техники безопасности и электробезопасности необходимо возложить приказом на ИТР, имеющего квалификационную группу по электробезопасности не ниже четвертой.
3. Монтаж электрооборудования и электросетей, наблюдение за их работой и включение греющих элементов должны выполнять электромонтеры, имеющие квалификационную группу не ниже третий.
4. Рабочие других специальностей, работающие на посту электрообогрева и вблизи него, должны быть проинструктированы по правилам электробезопасности. Посторонних лиц на посту в период электрообогрева не допускать!
5. Пост электрообогрева оградить по ГОСТ 23407-78, оборудовать световой сигнализацией и знаками безопасности по ГОСТ 12.026-76 и обеспечить хорошим освещением! При перегорании сигнальных ламп должна отключаться сеть электрообогрева.
6. Подключение греющих элементов выполнять при отключенной сети.
7. Замер температуры бетона и силы тока должен выполнять персонал, имеющий квалификационную группу не ниже второй