Заливка бетона при минусовой температуре без прогрева: методы и рекомендации

Влияние температуры на твердение бетона

Бетон представляет собой смесь из наполнителей – песка и щебня, скрепленных между собой застывшим цементным молочком. При реакции с водой происходит его гидратация, затем он затвердевает с одновременным испарением воды. Критическая прочность при нормальной температуре набирается в течение одних или полутора суток, в зависимости от влажности окружающего воздуха.

Оптимальной для протекания реакции является температура около 20⁰С, раствор набирает расчетную прочность в течение 28 суток. Чтобы в первые дни вода не улетучивалась слишком быстро, бетон покрывают гидроизоляцией.

При 5⁰С застывание состава замедляется в 2 раза, а при нулевой температуре гидратация прекращается. Если до этого критическая прочность бетона набрана, с ним ничего не случится, он наберет прочность после потепления. Если же до замерзания набор критической прочности не произошел, материал не наберет нужных показателей, и будет крошиться после размораживания. В этом случае заливать любую марку бетона при минусовой температуре нельзя.

Решив использовать тот или иной способ прогрева, строители допускают ошибки, которые в будущем решат судьбу всего сооружения не в его пользу. При прогреве электродами обычно фиксируются разные ошибки. Назовем самые частые, типичные их них.

Ошибка первая –  электроды некачественно контактируют с бетоном. Это чревато несвоевременным отключением электропрогрева. Работы, связанные с бетонированием рискуют сорваться из-за того, что плохое вибрирование бетонной смеси может спровоцировать появление воздушных пузырьков. Когда бетон частично контактирует с поверхностью электрода, в этих местах увеличивается удельное сопротивление и происходит закипание воды. В результате появляется пар, который блокирует поверхность, в итоге, ее прогрев не осуществляется.

Ошибка вторая – смещение элементов и контактирование с арматурой. Устанавливая разнофазные электроды, строители могут сместить их, даже не подозревая об этом, и допустить соприкосновение с арматурой. Если это произойдет, замыкания не избежать — провода расплавятся, перегорят и выведут из строя трансформатор.

Ошибка третья — выгорание электродной стали и вскипание бетона, в случае, когда плотность тока повышается в приэлектродной зоне. Здесь происходит ряд процессов, которые влияют на итоговую марочную прочность материала. Возможен локальный перегрев, обезвоживание бетона, процесс гидратации замедляется и образуется пористая структура бетона.

При использовании греющих проводов (ПНСВ). При этом методе также допускается несколько ошибок. Вот самые распространенные из них.

Ошибка первая — отключение нагревательного элемента, вызванное его повреждением или обрывом. Это происходит в тех случаях, когда специалисты не проверяют целостность проводов и не контролируют процесс подключения схем питания нагревательных элементов. В итоге, какая-то часть бетонной конструкции лишена внешнего источника тепла.

За счет чего меняется температурный режим твердения и не обеспечивается равномерный прогрев. Из-за такой ошибки, неравномерно прогретые части конструкции промерзают, на них появляются трещины, щели, углубления. В итоге бетон не добирает прочности и, как результат, конструкции постепенно разрушаются.

Ошибка вторая — нарушение правильности укладки проводов и их изоляции. Этим грешат многие, укладывая греющий провод. Первое, надо знать о том, что нельзя допускать излишней длины элемента. Это чревато не только его перерасходом, а и более плотной навивкой в теле конструкции, отсутствием подачи достаточной погонной нагрузки на греющий провод.

В итоге, скорость прогрева бетона падает, а продолжительность работ увеличивается. Нельзя и уменьшать длину провода. Ведь в этом случае перегревается не только сам бетон, а и греющие элементы – изоляция плавится, а значит, короткое замыкание обеспечено. Среди минусов такого способа называют трудоемкость процесса, привязку к сложным расчетам, подводку более крупных мощностей электроэнергии для прогревания больших площадей.

Электропрогрев

8.1 Электропрогрев – это
способ ускорения твердения бетонной смеси за счёт тепла,
выделяемого в нем при пропускании переменного электрического тока
промышленной частоты непосредственно в конструкции.

и количество выделяемого тепла при постоянном напряжении будет
определяться сопротивлением бетонной смеси или ее удельным
электрическим сопротивлением.

8.3 Электропрогрев бетона
может быть сквозным, когда электрический ток проходит через все
сечение конструкции и тепло выделяется в объеме всей конструкции,
или периферийным, при котором электроды разноименных фаз
размещаются на поверхности конструкций. При этом вся подводимая
электроэнергия превращается в тепловую в периферийных слоях
конструкций толщиной приблизительно равной половине расстояния
между электродами, в то время как центральные зоны конструкций
нагреваются за счет экзотермии цемента и теплопередачи от
поверхностных слоев.

8.4 Периферийный
электропрогрев следует применять для прогрева конструкции толщиной
более 40 см, используя полосовые или пластинчатые электроды. Это
фундаменты под оборудование, под колонны, фундаментные плиты,
колонны, стены и т.д.

8.5 При периферийном
электропрогреве температура внутренних зон конструкции растет
значительно медленнее, чем в поверхностных слоях, поэтому во
избежание недопустимых температурных перепадов температура
изотермического прогрева в конструкциях толщиной более 40 см
ограничена величиной 40°С.

8.6 Сквозной прогрев с
помощью полосовых или пластинчатых электродов следует применять для
конструкций толщиной до 40 см, а в случае использования бетона с
добавками – до 60 см.

8.7 Длину стержневых
электродов, устанавливаемых в бетон, необходимо принимать с таким
расчетом, чтобы они выступали над утеплителем верхней поверхности
конструкции или при их установке горизонтально выступали за пределы
опалубки на 8-10 см для подключения токопроводящих проводов.

8.8 В процессе
бетонирования необходимо обращать внимание на соблюдение проектной
толщины защитного слоя, сохранения положения электродов. Требуемое
расстояние достигается применением специальных пластмассовых
изоляторов, закрепляемых на арматуре до начала бетонирования. При
прогреве открытые поверхности бетона должны быть укрыты
гидроизоляционным материалом, а при необходимости и утеплены.

8.9 Удельная
электрическая мощность, требуемая на отдельных этапах
электропрогрева для поддержания заданного режима, определяется по
следующим формулам [5]:на период подъёма
температуры

, (53)

на период изотермического прогрева

, (54)

0где – мощность, необходимая для разогрева
бетона, кВт/м; – мощность, необходимая для разогрева
опалубочной системы, кВт/м; – мощность, необходимая для восполнения
теплопотерь в окружающую среду в процессе разогрева бетона,
кВт/м; – мощность, эквивалентная теплу,
выделяющемуся в бетоне за время прогрева вследствие экзотермии
цемента, кВт/м (при отсутствии расчетных данных
принимается равной 0,8 кВт/м).

8.10 Пример расчёта
параметров электропрогрева бетона представлен в приложении Г.

Электропрогрев бетона является довольно сложным и дорогостоящим процессом. Однако для предотвращения влияния низких температур на застывающую цементную смесь ей требуется обеспечить ряд условий. В зимнее время цемент застывает неравномерно. Чтобы предотвратить такое отклонение от нормы, следует применять технологию электрообогрева. Она способствует постоянному по всей площади процессу застывания смеси.

Бетон способен застывать равномерно при температуре, которая будет близкой к 20 ºС. Принудительный электропрогрев становится эффективным инструментом в приготовлении строительных растворов.

Чаще всего в подобных целях применяется технология электроподогрева. Если простого утепления объекта становится недостаточно, такая альтернатива сможет решить проблему с неравномерно застывающим бетоном.

Строительные компании могут выбрать один из нескольких подходов. Например, электроподогрев может осуществляться при помощи такого проводника, как кабель ПНСВ, или при помощи электродов. Также некоторые компании прибегают к принципу подогрева самой опалубки. В настоящее время могут также в подобных целях применять индукционный подход или инфракрасные лучи.

Независимо от того, какой способ выберет руководство, обогреваемый объект в обязательном порядке следует утеплить. Иначе равномерного прогрева будет добиться нереально.

Обогрев кабелем ПНСВ

Главным условием правильной заливки бетона при отрицательных температурах является сохранение теплоты, достаточной для обеспечения набора прочности. Популярные способы укладки строительных растворов зимой:

• Предварительный прогрев изготавливаемой смеси;
• Устройство надежной теплоизоляции и уход за раствором;
• Электроподогрев залитого в опалубку бетона;
• Добавка специальных присадок, снижающих температуру замерзания воды и ускоряющих затвердевание.

Таким образом, бетонировать на улице зимой можно без потери показателей прочности, но для этого нужно придерживаться выбранных методик. По затратам использование тепловых пушек является самым нерентабельным вариантом, наиболее дешевой методикой является добавка присадок. Электроподогрев и устройство теплоизоляции представляют собой промежуточные варианты.

Чтобы залить бетон в минусовую температуру, компоненты подогревают. Наполнители нагреваются до 55-60⁰С, а воду подают в раствор при 90⁰С. Цемент перед добавлением разогревается до комнатных температур, иначе он теряет скрепляющие свойства. Перед укладкой температура раствора не должна быть ниже 35⁰С.

При перемешивании требуется использовать бетономешалку, в которую подается сначала нагретая вода, затем наполнители, и только потом цемент. При заливке такой смеси, тепловой энергии монолита хватает, чтобы набрать критическую прочность, с учетом того, что при гидратации цемента выделяется дополнительное тепло.

При очень низких температурах нагретая смесь требует дополнительного утепления или подогрева. Экономически более целесообразно утепление, при помощи недорогих теплоизолирующих материалов, не требующих дополнительных источников энергии. На бетонированной поверхности выстилают сено или солому, используют старые тряпки, торф, пленку или теплоизолирующие покрывала. Иногда устраиваются так называемые «тепляки» схожие с теплицами.

Если бетонировать при температурах ниже -5⁰С, потребуется дополнительный подогрев. Для этого используются следующие технологии:

• Обогрев тепловыми пушками или печами под тепляками. Это затратный метод, требующий постоянного дополнительного увлажнения. Подходит для площадок, к которым не проведено электричество.
• Применение термоматов, работающих от электричества. Они выкладываются на поверхность залитого бетона и подключаются к источнику тока. Требуют большой объем электроэнергии.
  Инфракрасные излучатели устанавливаются над залитой поверхностью или вокруг опалубки, интенсивность и направление нагрева регулируется отражателями. Подходит для вертикальных и малодоступных конструкций.
• Для прогрева бетонированной площади применяют специальные кабеля или электроды, по которым пропускают электрический ток. Методика удобна при использовании, но требует больших объемов электроэнергии. Установка системы электродов требует больше затрат, поскольку при высыхании сопротивление раствора, который сам является проводником, возрастает.

Введение добавок

Улучшение характеристик раствора специальными присадками, это самый удобный и экономный метод заливки раствора зимой. Применяя его совместно с обогревом, можно ускорить выполнение работ и повысить качество бетона. Различают два основных типа присадок для заливки бетоного раствора зимой:

1. Составы, уменьшающие температуру замерзания воды. Раствор застывает довольно долго, но вода не кристаллизуется, поэтому качество бетона не страдает. Для ускорения реакции требуют теплоизоляции. В этом качестве используют соли кальция или натрия и поташ, которые препятствуют кристаллизации воды.
2. Добавки, увеличивающие скорость затвердевания раствора. Сокращают время, необходимо для набирания бетоном критичной прочности, поэтому вода в прогретой смеси не успевает кристаллизоваться. Применяется нитрит-нитрат кальция, тот же поташ, соли кальция в смеси с мочевиной.

Количество присадок зависит от температурного диапазона, в котором будет производиться заливка бетонной конструкции. От -5 до -10⁰С добавляют до 5-8% от массы цемента. Со снижением температуры до -15⁰С концентрацию увеличивают до 10% по массе от добавленного цемента, а до -25⁰С нужно добавлять не менее 15% добавок.

При температуре 0… 10 °C допускается работа с бетоном при условии добавления присадок пластификаторов, которые не дают смеси потерять нужный набор прочности. В зависимости от температуры окружающей среды присадка разводится строго в пропорции, указанной в прилагаемой инструкции. Купить антиморозную присадку можно в любом строительном магазине.

Недостаток пластификаторов — это замедленный набор прочности, если при 17 °C бетон набирает свою марочную прочность за 7 дней, то при 7 °С с использованием пластификаторов процесс может затянуться до 30 дней. Для того чтобы ускорить схватывание бетона, после заливки его необходимо утеплить подручными средствами, которые вы легко найдете в своем хозяйстве. Если заливается бетонная плита, желательно засыпать её древесными опилками, что сократит процесс гидратации почти вдвое.

В качестве утеплителя прекрасно подходит пенопласт и пенофлекс, но покупать его для одной заливки не слишком рентабельно. Гораздо дешевле купить пенопластовую крошку и засыпать ей плиту, для того, чтобы легкую крошку не сдувало ветром, её необходимо накрыть клеенкой или брезентом, прижав его по периметру заливаемой плиты.

Колонны и стены защищены опалубкой, но все же не будет лишним накрыть открытые участки бетона той же клеенкой или брезентом. Во время набора прочности бетона происходит химическая реакция, благодаря которой сама бетонная смесь выделяет некоторое количество тепла, которое необходимо сохранить дополнительными утеплителями.

Если столбик термометра опустился ниже нуля, то выделяемого тепла уже недостаточно. На промышленных стройках для прогрева бетона при минусовых температурах используют специальные трансформаторы, посредством которых греют бетон нагревательными проводами.

Покупать специальный трансформатор для того, чтобы залить в мороз пару кубов бетона, затея не слишком хорошая. В качестве такого трансформатора вполне реально использовать обычный сварочный трансформатор на 150–200 А. Ниже приведен список материалов, необходимых для прогрева небольшой плиты сварочным аппаратом:

1. Сварочный аппарат 150–200 ампер.
2. Провод ПНСВ 1,5мм.
3. Одинарный алюминиевый провод АВВГ 1×2,5мм.
4. Изолента ХБ (черная).
5. Токовые клещи.

Это достаточно простой способ прогрева. Он применяется в 70% случаев, так как является очень доступным. Для того чтобы сделать его возможным, необходимо позаботиться о монтаже проводов заранее, поэтому прокладывают сначала провод ПНСВ, а затем заливают бетонную смесь. Нагревание кабеля происходит при помощи трансформатора, который создаёт пониженное напряжение.

Преимущества:

• Низкая стоимость процедуры. Трансформатор тратит значительно меньше энергии, чем другое оборудование, поэтому очень актуален, если бюджет ограничен. Покупать его тоже необязательно: вполне возможна аренда необходимого оборудования на время.
• Для прогрева бетонной смеси подходит понижающий трансформатор 80 kW. При помощи такого оборудования без проблем прогревается 90 м³ бетона.
• Возможна прокладка провода в любую погоду.

Способ не лишён недостатков:

• Необходимо заранее позаботиться о процедуре прогрева, проложить провод, заложить подогревочные петли (провод укладывается по особой технологии: недостаточно просто забетонировать его, необходимо, чтобы конструкция охватила весь бетон, для чего её укладывают петлями, которые закрепляют специальным образом, похожим на закладку тёплых полов).
• Способ требует физических усилий от рабочих.

Необязательно для подогрева использовать провод ПНСВ: для этой цели подойдёт арматура, перевязанная проволокой катанкой 8-10 мм. Такой способ не подходит, если необходимо залить плитный фундамент или бетонную плиту. Обычно он используется при заливке колонн, диафрагм, стен: данный метод подогрева достаточно удобен и не требует лишних затрат.

Для работы также потребуется трансформатор. К нему подключаются стержни из металла, которые соединяются с бетонной конструкцией. Понижающий трансформатор будет подавать пониженное напряжение, которое разогреет металлические части конструкции.

Температура окружающей среды – важный фактор, который необходимо учитывать, определяя интервал между электродами. Стандартный интервал – это 0,6-1 метр. Прогрев бетона осуществляется за счёт влаги, содержащейся в его массе. Трансформатор подаёт на конструкцию три фазы. Участки, находящиеся между установленными электродами, прогреваются.

Преимущества данного способа:

• Быстрый, несложный монтаж подогрева;
• Недорогие материалы, используемые для монтажа.

К недостаткам можно отнести следующее:

• Большое потребление энергии электродами. Один электрод требует примерно 45-50 ампер
• Понижающий трансформатор мощностью 80 kW нельзя подключить к большому количеству электродов. Его мощности может не хватить. Для решения проблемы рекомендуется использовать несколько трансформаторов.
• Арматуру и проволоку нельзя вытащить из конструкции после прогрева, она останется там навсегда.

Этот способ подогрева применяется достаточно редко и составляет менее десяти процентов. Прогрев материала осуществляется за счёт магнитной индукции, преобразовываемой в тепловую. Этот процесс возможен за счёт использования витков изолированного провода и вмонтированных в конструкцию металлических деталей.

Основная сложность процесса состоит в том, что необходимо точно рассчитать витки провода, учитывая количество металла в конструкции. Зачастую сделать это практически невозможно, именно поэтому способ магнитной индукции непопулярен.

1.1 Рекомендации
распространяются на производство бетонных работ в зимний период при
устройстве всех видов бетонных и железобетонных конструкций,
применяемых в гражданском и промышленном строительстве,
изготовляемых на строительной площадке из тяжелых бетонов и
ненапрягаемой арматуры.Примечание – Зимним
периодом, в соответствии с СП
70.13330, считается период, когда среднесуточная температура
наружного воздуха ниже 5°С, а минимальная суточная температура
ниже 0°С.

Прогрев бетона в зимнее время электродами

Самым востребованным методом обогрева бетона является применение электродов. Такой метод стоит относительно недорого, ведь нет потребности приобретать дорогостоящее оборудование и устройства (например, провод типа ПНСВ 1,2; 2; 3 и т. д.). Технология его выполнения также не представляет больших трудностей.

За основополагающий принцип представленной технологии взяты физические свойства и особенности электрического тока. При прохождении через бетон он выделяет некоторое количество тепловой энергии.

При использовании этой технологии не стоит подавать напряжение на систему электродов выше 127 В, если внутри изделия находится металлическая конструкция (каркас). Инструкция на электропрогрев бетона в монолитных конструкциях позволяет использовать ток 220 В или 380 В. Однако большее напряжение применять не рекомендуется.

Процесс нагрева выполняется при помощи переменного тока. Если в данном процессе участвует постоянный ток, он проходит через воду в растворе и образует электролиз. Этот процесс химического разложения воды будет препятствовать выполнению ее функций, которые имеет субстанция в процессе затвердения.

Прогрев бетона в зимнее время электродами

Чтобы достигнуть максимальной прочности, нужно знать, при какой температуре заливать бетон, и оптимальные методики обеспечения твердения. Кроме того, требуется правильная подготовка опалубки. Перед заливкой раствора, необходимо тщательно очистить ее от наледи. Грунт и арматуру нужно прогреть, для чего применяются жаровни, тепловые пушки, инфракрасные излучатели и другие устройства.

Работа с ленточным фундаментом в такую погоду вполне возможна. Для этого нужно прогревать траншею постепенно, заливая в нее бетон. После заливки обязательный этап – качественная термоизоляция. Процесс продолжается до тех пор, пока периметр не замкнется. С применением добавок в бетонный раствор и качественной изоляцией ленточный фундамент можно заливать при температуре до -15⁰С.

При работе по укладке бетона, независимо от типа конструкции, нужна непрерывность выполнения работ до полной заливки монолита. Для успешного выполнения работ необходимо рассчитать обеспечить поставку нужного количества раствора и оптимальное число работников.

Перед тем, как заливать раствор в опалубку, необходимо убедиться, что его температура оптимальна – в районе 38⁰С. Если она превысит 40 градусов, то скорость затвердевания снизится за счет снижения качества цемента. В результате, для того, чтобы набралась критическая прочность, потребуется слишком много времени, жидкость в растворе рискует замерзнуть, и бетон потеряет свои свойства.

Отвечая на вопрос, возможна ли заливка бетона зимой, можно утверждать – однозначно да. При правильном технологическом подходе эти работы можно проводить при самых низких температурах. Укладка без дополнительного прогрева может производиться при небольших морозах, для этого потребуется хорошая термоизоляция и предварительный нагрев бетонного раствора.

При низких температурах требуется дополнительный прогрев массы бетона. Он осуществляется различными методами, выбирать которые нужно непосредственно на строительной площадке. Затраты на обогрев и теплоизоляцию окупаются, поскольку некондиционный бетон снизит качество всей конструкции.

Греющий провод ПНСВ необходимо разрезать на куски длиной в 17–18 метров. Полученные отрезки (петли) равномерно укладываем и подвязываем по всему арматурному каркасу заливаемой конструкции. Закладываем петли таким образом, чтобы после заливки они находились чуть выше середины плиты, если заливается колонна или стена, слой бетона над петлями должен быть не менее 4 см.

Подвязывать греющий провод лучше всего изолированным алюминиевым проводом. Он должен идти не в натяжку, в идеале его нужно расположить в волнообразном порядке. Расстояние между петлями, в зависимости от температуры воздуха, колеблется от 10 до 40 см. Чем ниже минусовая температура, тем меньше расстояние между петлями.

При укладке петель важно маркировать концы, как вариант, на один конец каждой петли наматываем полоску изоленты, а второй конец оставляем свободным.

После того как петли уложены и подвязаны, нужно нарастить на них алюминиевые концы, которые потом подключаются к аппарату. Длина холодных концов определяется месторасположением самого сварочного аппарата, но не более 8 метров. Сращиваем петлю и холодный конец при помощи скрутки длиной в 4–5 см. Тщательно изолируем скрутку ХБ-изолентой и укладываем её с таким расчетом, чтобы после заливки она осталась в бетоне, так как на воздухе скрутка сгорит. Маркировку изолентой нужно перенести на присоединяемый холодный конец петли.

–
требования к бетонной смеси и условиям ее транспортирования,
обеспечивающие получение требуемых свойств и, прежде всего,
заданной температуры этой смеси при выгрузке из бетоносмесителя и у
места укладки в конструкции;-
нормируемые значения прочности бетона;-
температурные режимы выдерживания бетона, а при использовании
активных методов зимнего бетонирования – дополнительно
принципиальные и монтажные схемы прогрева;

4.3 Предварительный выбор
метода зимнего бетонирования следует осуществлять с учетом
рекомендаций, приведенных в приложении
Ч СТО 2.6.54* или приложении
Р СП 70.13330.________________*
Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: СТО НОСТРОЙ 2.6.54. – Примечание
изготовителя базы данных.Выбор наиболее
экономичного метода зимнего бетонирования рекомендуется производить
на основе технико-экономической оценки эффективности, выполняемой
посредством комплексного моделирования инвестиционных строительных
проектов.

При этом кроме обычных показателей эффективности, таких
как продолжительность строительства и (или) реализации
инвестиционного строительного проекта, трудоёмкость строительства,
стоимость, чистый доход, период окупаемости, могут быть
использованы дисконтированные показатели – чистый дисконтированный
доход, дисконтируемый период окупаемости, индекс прибыльности или
индекс доходности.

4.4 При выполнении
бетонных работ в зимний период следует соблюдать нижеприведенные
требования охраны труда и техники безопасности.

4.4.1 При эксплуатации
электроустановок для электротермообработки бетона помимо общих
требований правил безопасного производства работ согласно СНиП 12-03 следует руководствоваться
правилами
технической эксплуатации электроустановок потребителей.

4.4.2 В течение всего
периода эксплуатации электроустановок для электротермообработки
бетона рабочая зона должна быть оборудована знаками безопасности и
иметь ограждение высотой не менее 1 м. Вдоль ограждения
устанавливаются красные сигнальные лампы под напряжение не более 42
В, которые загораются одновременно с включением установок
электротермообрабоки.

4.4.3 Запрещается:-
хождение людей, размещение посторонних предметов на поверхности
обогреваемых конструкций;-
проводить работы по электротермообработке без ограждения зоны
производства работ;-
работать при обнаруженной неисправности электропроводки;-
прокладывать электрические провода непосредственно по грунту;

5.1 Приготовление
бетонной смеси следует производить в соответствии с ГОСТ 7473 и СТО НОСТРОЙ 2.6.54 в обогреваемых
бетоносмесительных установках, применяя подогретую воду, оттаянные
или подогретые заполнители, обеспечивающие получение бетонной смеси
с температурой не ниже требуемой по расчёту. Допускается применение
неотогретых сухих заполнителей, не содержащих наледи на зёрнах и
смёрзшихся комьев.

где , – относительная влажность песка и крупного
заполнителя по массе, %;, , , – соответственно масса цемента, песка,
крупного заполнителя и воды в 1 м бетонной смеси, кг (в расчёте на сухие
заполнители);, , , – соответственно температура цемента,
песка, крупного заполнителя и воды при загрузке в смеситель,
°С;0,84 – удельная
теплоёмкость цемента, песка и крупного заполнителя,
кДж/(кг·°С);4,19 – удельная
теплоёмкость воды, кДж/(кг·°С).

5.3 Из формулы (1) можно
определить температуру любого компонента бетонной смеси (, , , ), задаваясь ее температурой и температурой
остальных компонентов.

5.4 Наибольшая допустимая
температура воды для бетонов на портланд- и шлакопортландцементах
не должна превышать 80°С, на быстротвердеющих цементах – 60°С.

5.5 Наибольшая допустимая
температура бетонной смеси на выходе из бетоносмесителя не должна
превышать 35°С.

5.6 Транспортирование
бетонной смеси необходимо производить с учетом требований ГОСТ 7473 и СТО НОСТРОЙ 2.6.54. Применяемые средства
и продолжительность транспортирования бетонной смеси должны
исключать возможность охлаждения её ниже значения, установленного
организационно-технологической документацией.

5.7 Бетонная смесь должна
обеспечивать набор бетоном требуемой прочности. Требуемая прочность
бетона определяется, исходя из проектного класса бетона по
прочности, согласно п.7.1
ГОСТ 18105.

5.8 Перед укладкой
бетонной смеси основание, установленные опалубка и арматура должны
быть очищены от снега и наледи согласно СП 70.13330 и СТО НОСТРОЙ 2.6.54. Для предотвращения
попадания на них снега следует сразу после их подготовки и монтажа
укрывать защитными материалами (плёнками, брезентом и т.п.).

5.9 Укладку бетонной
смеси необходимо производить с учетом требований СП 70.13330 и СТО НОСТРОЙ 2.6.54 такими методами,
которые исключают возможность замерзания смеси в зоне контакта с
основанием.

5.10 В зимнее время при
укладке бетонных смесей без противоморозных добавок необходимо
обеспечить температуру основания не менее плюс 5°С. Обеспечение
положительных температур основания возможно осуществить следующими
основными способами:-
утеплением;-
электродным прогревом;-
прогревом гибкими термоактивными покрытиями;-
отогревом тепловыми пушками или инфракрасными обогревателями в
тепляках.

Виды электролитов

Электропрогрев бетона в зимнее время может осуществляться при помощи одного из основных видов электродов. Они могут быть струнными, стержневыми и выполненными в виде пластины.

Стержневые электролиты устанавливаются в бетон на небольшом расстоянии друг от друга. Чтобы создать представленный продукт, ученые применяют металлическую арматуру. Ее диаметр может составлять от 8 до 12 мм. Стержни подключаются к различным фазам. Особенно незаменимы представленные устройства при наличии сложных конструкций.

Электролиты, которые имеют форму пластин, характеризуются довольно простой схемой подключения. Их устройства необходимо располагать на противоположных сторонах опалубки. Эти пластины подключают к разным фазам. Проходящий между ними ток и будет нагревать бетон. Пластины могут быть широкими или узкими.

Струнные электроды необходимы при изготовлении колонн, столбов и прочих изделий вытянутой формы. После установки оба конца материала подключают к разным фазам. Так происходит нагрев.

АННОТАЦИЯ

Настоящие рекомендации
разработаны в рамках Программы стандартизации Национального
объединения строителей и направлены на реализацию Градостроительного кодекса Российской
Федерации, Федеральных законов Российской Федерации от 27 декабря 2002 года N 184-ФЗ “О
техническом регулировании”, от 30
декабря 2009 года N 384-ФЗ “Технический регламент о безопасности
зданий и сооружений”, постановления Правительства Российской
Федерации от 21 июня 2010 года N 468 “О порядке проведения
строительного контроля при осуществлении строительства,
реконструкции и капитального ремонта объектов капитального
строительства”, приказа
Министерства регионального развития Российской Федерации от 30
декабря 2009 года N 624 “Об утверждении Перечня видов работ по
инженерным изысканиям, по подготовке проектной документации, по
строительству, реконструкции, капитальному ремонту объектов
капитального строительства, которые оказывают влияние на
безопасность объектов капитального строительства” и иных
законодательных и нормативных правовых актов, действующих в области
градостроительной деятельности.

Настоящие рекомендации
разработаны в развитие СТО НОСТРОЙ
2.6.54-2011 “Конструкции монолитные бетонные и железобетонные.
Технические требования к производству работ, правила и методы
контроля” для выработки единых требований по производству и
контролю качества бетонных работ в зимнее время.В
основу рекомендаций положены результаты научных исследований,
выполненных на кафедре технологии строительного производства
Южно-Уральского государственного университета и других
научно-исследовательских, учебных и производственных организаций
Российской Федерации, а также накопленный опыт отечественного и
зарубежного строительства в области зимнего бетонирования.

Требования настоящих рекомендаций до введения их в действие прошли
апробацию в строительных организациях Челябинской области.Авторский коллектив:
доктор технических наук, профессор, член-корреспондент Российской
академии архитектуры и строительных наук, заслуженный деятель науки
Российской Федерации, почетный строитель России Головнев
Станислав Георгиевич, кандидат технических наук, доцент
Пикус Григорий Александрович, доктор технических
наук, доцент Байбурин Альберт Халитович (кафедра
технологии строительного производства федерального государственного
бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального
образования “Южно-Уральский государственный университет”
(национальный исследовательский университет)), почетный строитель
России Ефименко Евгений Борисович, кандидат
технических наук Мозгалёв Кирилл Михайлович
(управление регионального государственного строительного надзора
Министерства строительства и инфраструктуры Челябинской области),
почетный строитель России Абаимов Александр Иванович
(Челябинский межрегиональный союз строителей), почетный строитель
России Десятков Юрий Васильевич (некоммерческое
партнерство “Саморегулируемая организация Союз строительных
компаний Урала и Сибири”).

Рекомендации одобрены
управлением регионального государственного строительного надзора
Министерства строительства и инфраструктуры Челябинской области для
практического применения их при строительстве, реконструкции
объектов капитального строительства на территории Челябинской
области, протокол N 17 от 23.09.2014 г.

Методика применения кабеля

При укладке в бетон представленного провода получается равномерно прогреть бетон, обеспечив его качество при высыхании. Преимуществом такой системы является предсказуемость периода работы. Для качественного прогрева бетона в условиях снижения температуры очень важно, чтобы она повышалась плавно и равномерно по всей площади цементного раствора.

Аббревиатура ПНВС означает, что проводник имеет стальную жилу, которая упакована в ПВХ-изоляцию. Сечение провода при проведении представленной процедуры выбирается определенным образом (ПНСВ 1,2; 2; 3). Эта характеристика берется во внимание при расчете количества провода на 1 м кубический смеси цемента.

Технология подогрева бетона проводом относительно простая. Вдоль каркаса арматуры электрокоммуникации допускаются. Крепить провод следует в соответствии с рекомендациями производителя. В этом случае при подаче смеси в траншею, опалубку или смесь проводник не повредят заливка и эксплуатация застывшего вещества.

Провод при раскладке не должен касаться земли. После заливки он полностью погружается в бетонную среду. На показатель длины провода будут иметь влияние его толщина, минусовые температуры в этом климатическом поясе, сопротивление. Подаваемое напряжение будет составлять 50 В.

Кабель ПНСВ допускается запитывать в сеть, электричество которой поставляют подстанции КТП-63/ОБ или 80/86. Они обладают несколькими степенями напряжения пониженного типа. Одна подстанция представленного типа способна обогреть до 30 м³ материала.

Чтобы повысить температуру раствора, на 1 м³ необходимо потратить около 60 м провода марки ПНСВ 1,2. При этом температура окружающей среды может составлять до -30 ºС. Способы нагрева могут комбинироваться. Это зависит от массивности конструкции, погодных условий, заданных показателей прочности. Также немаловажным фактором для создания комбинации методов является наличие ресурсов на стройплощадке.

Если бетон сумеет набрать требуемую прочность, он может противостоять разрушению вследствие низких температур.

Технология прогрева бетона ПНСВ кабелем эффективна при условии соблюдения всех инструкций и требований производителя. Если провод выйдет за пределы бетона, он с большой долей вероятности перегреется и выйдет из строя. Также провод не должен касаться опалубки или земли.

Длина представленного провода будет зависеть от условий, в которых применяется провод. Для их работы требуется работа трансформатора. Если, используя провод ПНСВ, применение такой системы не очень удобно, существуют и другие разновидности проводниковых изделий.

Существуют кабели, для работы которых не потребуется применять запитку к специальным трансформаторам. Это дает возможность немного сэкономить средства на обслуживание представленной системы. Обычный провод имеет широкий ряд применения. Однако провод ПНСВ, который рассматривался выше, обладает более широкими возможностями и областью применения.

В представленных выше системах термоматов и опалубки с подогревом может использоваться принцип инфракрасного обогрева. Чтобы четче понимать принцип работы этих систем, необходимо вникнуть в вопрос, что собой представляют инфракрасные волны.

Электропрогрев бетона при помощи представленной технологии берет за основу способность солнечных лучей нагревать непрозрачные, темные предметы. После обогрева поверхности вещества тепло равномерно распределяется по всему его объему. Если бетонную конструкцию в этом случае обмотать прозрачной пленкой, при нагреве она будет пропускать лучи внутрь бетона. При этом тепло будет задерживаться внутри материала.

Преимуществом инфракрасных систем является отсутствие требований по использованию трансформаторов. Недостатком же эксперты называют невозможность представленного обогрева равномерно распределять тепло по всей конструкции. Поэтому его применяют только для относительно тонких изделий.

Индукционный подход в современном строительстве применяется довольно редко. Он больше подходит для таких конструкций, как прогоны, балки. На это влияет сложность устройства представленного оборудования.

Принцип индукционного обогрева основывается на том, что вокруг стального стержня намотан провод. Он имеет слой изоляции. При подключении электрического тока система производит индукционное возмущение. Именно так происходит нагрев бетонной смеси.

Рассмотрев электропрогрев бетона, а также его основные методы и технологии, можно сделать вывод о целесообразности применения того или иного способа в условиях производства. В зависимости от типа выпускаемых конструкций, условий производства технологи выбирают подходящий вариант. Скрупулезный подход к технологии застывания бетонной смеси позволяет производить высококачественные изделия, стяжку, фундаменты и т. д. Правила работы с цементом в зимний период должен знать каждый строитель.

Направляемые инфракрасные установки могут значительно облегчить прогрев бетона в зимнее время. Установку не нужно никуда монтировать: прогрев может происходить непосредственно через опалубку конструкции. Инфракрасная установка позволяет качественно прогревать открытые поверхности бетона. Она подходит для работы с любой конструкцией вне зависимости от её формы. Регулировка тепла довольно проста: она осуществляется путём отдаления или приближения греющего элемента к конструкции.

Преимущества:

• Метод эффективно расходует электроэнергию и качественно прогревает бетон.

Недостатки:

• Высокая цена оборудования. Если объем производства большой, то инфракрасных установок требуется много, что невыгодно застройщику.
• Метод вытравливает из бетона влагу, что может ослабить его прочность. Во избежание этой проблемы рекомендуется накрывать конструкцию плёнкой.

Методика применения кабеля

В построенную палатку привозили тепловые пушки. Они нагнетали требуемую температуру. Такой метод не был лишен определенных недостатков. Он считается одним из самых трудоемких. Рабочим необходимо возвести палатку, а потом контролировать работу оборудования.

Если сравнивать прогрев бетона проводом и метод применения тепловых агрегатов, то станет ясно, что затрат больше потребует именно старый подход. Чаще всего закупается определенное оборудование автономного типа работы. Они работают на дизельном топливе. Если доступа к обычной стационарной сети на участке нет, этот вариант будет наиболее выигрышным.

1.3 Рекомендации содержат
общие требования к процессам компьютерного контроля температуры и
прочности бетона, а также способам выполнения отдельных этапов
контроля и их документированию.

2
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В
настоящих рекомендациях используются нормативные ссылки на
следующие стандарты и своды правил:ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные.
Технические условияГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы
определения прочности по контрольным образцамГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы
испытанийГОСТ 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой
метод определения прочностиГОСТ 18105-2010 Бетоны.

Правила контроля
и оценки прочностиГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение
прочности механическими методами неразрушающего контроляГОСТ 26633-2012 Бетоны тяжелые и
мелкозернистые. Технические условияГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения
прочности по образцам, отобранным из конструкцийГОСТ 31384-2008 Защита бетонных и
железобетонных конструкций от коррозии.

Общие технические
требованияСНиП
12-03-2001 “Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие
требования”СП 28.13330.2012 “СНиП 2.03.11-85 Защита
строительных конструкций от коррозии”СП 48.13330.2011 “СНиП 12-01-2004
Организация строительства”СП 63.13330.2012 “СНиП 52-01-2003
Бетонные и железобетонные конструкции.

Основные положения”СП 70.13330.2012 “СНиП 3.03.01-87
Несущие и ограждающие конструкции”СП 131.13330.2012 “СНиП 23-01-99
Строительная климатология”СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011 Конструкции
монолитные бетонные и железобетонные. Технические требования к
производству работ, правила и методы контроляПримечание – При
пользовании настоящими рекомендациями целесообразно проверить
действие ссылочных нормативных документов в информационной системе
общего пользования – на официальных сайтах национального органа
Российской Федерации по стандартизации, Ассоциации “Национальное
объединение строителей” и некоммерческого партнерства
“Саморегулируемая организация Союз строительных компаний Урала и
Сибири” в сети Интернет или по ежегодно издаваемым информационным
указателям, опубликованным по состоянию на 1 января текущего года.

Если ссылочный нормативный документ заменен (изменен,
актуализирован), то при пользовании настоящими рекомендациями
следует руководствоваться новым (измененным) нормативным
документом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то
положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не
затрагивающей эту ссылку.

3
ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

3.1.1 активный
метод: Метод термообработки, при котором тепловое воздействие
осуществляется в период выдерживания бетона.

3.1.2 бетонная смесь: Готовая к применению перемешанная однородная смесь вяжущего, заполнителей и воды с добавлением или без добавления химических и минеральных добавок, которая после уплотнения, схватывания и твердения превращается в бетон. [ГОСТ 7473-2010, пункт 3.1]

3.1.3 бетонные
работы: Комплекс работ по приготовлению, транспортировке,
укладке и выдерживанию бетона в различных условиях окружающей
среды.

3.1.4 зимнее
бетонирование: Производство бетонных работ в зимний период.

3.1.5 зимний
период: Время года с ожидаемой среднесуточной температурой
наружного воздуха ниже 5°С и минимальной суточной температурой
ниже 0°С.

3.1.6 класс бетона по
прочности в проектном возрасте: Значение класса бетона,
указанное в документе о качестве бетонной смеси.Примечание – Форма и
содержание документа о качестве бетонной смеси установлены ГОСТ 7473.

3.1.7 компьютерный
температурно-прочностной контроль: Оценка, прогнозирование и
документирование параметров твердения бетона с использованием
компьютерных программ.

3.1.8 критическая
прочность, %: Прочность бетона, после
достижения которой замораживание уже не вносит необратимых
нарушений в структуру бетона, а бетон в нормальных условиях
набирает нормируемую прочность.

3.1.9 массивность
конструкции: Взаимосвязь геометрических характеристик бетонной
конструкции и распределения температуры внутри бетона за счет
теплопроводности.

3.1.10 метод зимнего
бетонирования: Виды теплового или иного воздействия на бетонную
смесь или бетон с целью получения критической, промежуточной,
распалубочной прочности, прочности бетона при поэтапном загружении
или проектных характеристик бетона в зимних условиях.

3.1.11 модуль
поверхности конструкции, м: Характеристика массивности
конструкции, равная отношению площади охлаждаемой поверхности
конструкции к ее объему.

3.1.12 монолитная бетонная конструкция: Элемент здания или сооружения, выполняемый из бетонной смеси непосредственно в проектном положении без рабочей арматуры. [СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011, пункт 3.2.8]

3.1.13 монолитная железобетонная конструкция: Элемент здания или сооружения, выполняемый из бетонной смеси непосредственно в проектном положении с установкой рабочей арматуры. [СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011, пункт 3.2.9]

3.1.14 нормальные
условия твердения бетона: Температура окружающей среды (20±2)°С
и относительная влажность (95±5)%.

3.1.15 нормируемое
значение прочности бетона: Прочность бетона в проектном
возрасте или ее доля в промежуточном возрасте, установленная в
нормативном или техническом документе, по которому изготавливают
бетонную смесь или конструкцию.

3.1.16 пассивный
метод: Метод, при котором отсутствует термообработка бетона или
тепловое воздействие происходит только на этапе нагрева бетонной
смеси до ее укладки в конструкцию.

3.1.17 партия бетонной смеси: Объем бетонной смеси одного номинального состава, изготовленный или уложенный за определенное время. [ГОСТ 18105-2010, пункт 3.1.7]

3.1.18 промежуточная
прочность: Прочность бетона на определенном этапе выдерживания
бетона.

3.1.19 прочность при
поэтапном загружении: Прочность бетона, определяемая с учетом
допустимой интенсивности загружения конструкций при их
выдерживании.

3.1.20 распалубочная
прочность, %: Прочность бетона, при которой
осуществляется снятие опалубки с поверхностей конструкции.

3.1.21 текущий
контроль: Контроль прочности бетона партии бетонной смеси или
конструкций, при котором значения фактической прочности и
однородности бетона по прочности рассчитывают по результатам
контроля этой партии.

3.1.22 текущая
прочность: Прочность бетона монолитных конструкций в конкретный
момент времени в процессе выдерживания в зимних условиях.

3.1.23 температурные
напряжения: Напряжения, возникающие в бетоне вследствие
изменения температуры или неравномерного ее распределения по
сечению монолитных конструкций.

3.1.24 температурный
режим: Проектное и (или) фактическое изменение температуры
бетона во времени на разных этапах выдерживания бетона.

3.1.25 требуемая
прочность бетона в проектном возрасте: Минимально допустимое
среднее значение прочности бетона в контролируемых партиях бетонной
смеси или конструкций, соответствующее нормируемой прочности бетона
при ее фактической однородности.

3.1.26 трёхсуточная
прочность бетона,, МПа: Прочность бетона в возрасте
трёх суток при его выдерживании в нормальных условиях
твердения.

3.1.27 фактический класс бетона по прочности: Значение класса бетона по прочности монолитных конструкций, рассчитанное по результатам определения фактической прочности бетона и ее однородности в контролируемой партии. [ГОСТ 18105-2010, пункт 3.1.3]

3.1.28 фактическая прочность бетона: Среднее значение прочности бетона в партиях бетонной смеси или конструкций, рассчитанное по результатам ее определения в контролируемой партии. [ГОСТ 18105-2010, пункт 3.1.4]

3.2 Основные обозначения,
принятые в настоящих рекомендациях, приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Основные обозначения

Символ	Размерность	Значение
	°С	Температура наружного воздуха
	Вт/(м·°С)	Приведенный коэффициент теплопередачи ограждения
	°С	Температура приготовленной бетонной смеси на выходе из бетоносмесителя
	м	Модуль поверхности конструкции
	°С	Температура изотермического выдерживания бетона
	°С	Начальная температура бетона, уложенного в конструкцию
	м	Площадь охлаждаемых поверхностей конструкции
	м	Объём конструкции
	°С/час	Скорость подъёма температуры
	м	Модуль опалубленной поверхности
	м	Площадь опалубленной поверхности

Термоматы для прогрева бетона

Прогревочный провод или инфракрасная пленка могут послужить основой для создания специальных термоматов. Они довольно эффективны. Единственное условие – это плоская поверхность бетонного основания. Некоторые разновидности представленных обогревателей могут работать в качестве обмотки на колонны, вытянутые блоки, столбы и т. д.

В сам же раствор при использовании матовой технологии добавляется пластификатор, позволяющий ускорить процесс высыхания. При этом они же могут препятствовать образованию кристаллизации воды.

При использовании представленных технологий следует помнить, что существуют специальные документы, регламентирующие электропрогрев бетона в зимнее время. СНиП обращает внимание строительных организаций на необходимость постоянного отслеживания температурных показателей этого вещества.

Цементная смесь не должна перегреваться свыше 50 ºС. Это так же неприемлемо для технологии его производства, как и большие морозы. При этом скорость остывания и нагрева не должна быть быстрее, чем 10 ºС в час. Чтобы избежать ошибок, расчет электропрогрева бетона выполняется в соответствии с действующими нормами и санитарными требованиями.

Инфракрасные маты могут заменить кабельные аналоги. Их допускается применять для обертывания фигурных колонн, прочих вытянутых объектов. Этот подход характеризуется небольшими энергозатратами. Бетонные конструкции под воздействием инфракрасных лучей начинают быстро терять влагу. Чтобы этого не происходило, нужно накрывать поверхности обычной полиэтиленовой пленкой.

Термомат для подогрева бетона не является каким-то новым изобретением: он активно применяется уже более десяти лет на всех стройках страны. Особенно популярен метод в северных регионах, где необходимость прогревать конструкции стоит острее. Способ хорошо себя зарекомендовал, однако за годы существования был усовершенствован.

Термоэлектроматы – это устройства, способные работать автономно. Время прогрева задано автоматически, и человеку не нужно следить за включением и выключением оборудования. Устройства расходуют значительно меньше электроэнергии, чем это происходит при нагреве конструкции при помощи проводов. Способ позволяет прогреть материал качественно. Подогрев происходит равномерно, не происходит локальный перегрев: это значит, что бетон застынет без микротрещин и будет иметь высокую прочность.

• Просто использовать;
• Оборудование не требует сложного ухода;
• Не требуется контролировать температуру нагрева, контроль осуществляется автоматически;
• Высококачественный прогрев;
• За 12 часов смесь достигает 70% марочной прочности.

Недостатки:

• Термоматы дорого стоят, и не каждый застройщик может их приобрести;
• Большинство представленного на рынке товара – подделка, которая не подходит для прогрева бетона, так как состоит из корейской греющей плёнки, рассчитанной на использование в качестве тёплого пола. Мощность таких устройств слишком мала, чтобы прогреть бетонную смесь.

Отличить подделку вполне возможно: необходимо обратить внимание на то, как нанесена плёнка. У устройств для тёплого пола она нанесена полосами, в устройствах для прогревания бетона слой плёнки нанесён равномерно.

Опалубка для прогрева бетона

Электропрогрев бетона в зимнее время может осуществляться сразу же в опалубке. Это один из новых способов, который является очень эффективным. В щиты опалубки устанавливаются нагревательные элементы. В случае выхода из строя одного или нескольких из них, производится демонтаж неисправного оборудования. Его заменяют новым.

Оснащать инфракрасными обогревателями непосредственно форму, в которой застывает бетон, стало одним из удачных решений, которые принимали управленцы строительных компаний. Эта система способна обеспечить требуемыми условиями бетонное изделие, находящееся в опалубке, даже при температуре -25 ºС.

Помимо высокой эффективности представленные системы обладают высоким показателем полезного действия. Затрачивается совсем немного времени на подготовку к обогреву. Это крайне важно в условиях сильных морозов. Рентабельность нагревательной опалубки определяется выше, чем у обычных проводных систем. Их можно применять многоразово.

Однако стоимость представленной разновидности электрообогрева довольно высока. Она считается невыгодной, если нужно обогреть постройку нестандартных габаритов.

Для этого метода используется опалубка, в щиты которой вставляют нагревательный элемент. Удобство конструкции заключается в том, что при необходимости можно легко заменить её неисправные элементы. Если дом монолитный, то при помощи такой опалубки можно прогреть его полностью. Если прогревать этажи поэтапно, то опалубку можно переставлять, переходя к нужному участку работы. Использовать такой способ можно даже при температуре окружающей среды -25 градусов.

Преимущества такой методики:

• Высокая производительность при относительно небольших затратах энергии;
• Требует немного времени на приготовления, монтаж;
• Можно использовать в сильные морозы;
• Можно использовать несколько раз.

Недостатки:

• Высокая стоимость.
• Неудобно, если строение нестандартное.

Прогрев бетона в зимнее время проводом ПНСВ

7.1 Сущность способа
заключается в кондуктивной передаче тепла контактной зоне бетона от
нагретого провода, находящегося в теле прогреваемой конструкции и
дальнейшему распределению тепла по ее сечению вследствие
теплопроводности.

7.2 Способ прогрева
бетона нагревательными проводами может быть совмещен с другими
способами зимнего бетонирования.

7.3 В качестве
нагревательных проводов рекомендуется использовать провода со
стальной изолированной токонесущей жилой диаметром 1…3 мм марки
ПНСВ. Возможно использование аналогичных по конструкции
трансляционных проводов марок ПВЖ, ПГЖ и т.п., а также
нагревательных проводов марок ПНПЖ, ПНВЖ, ПОСХВ, ПОСХП и т.п.

Ниже
приведенные данные касаются провода марки ПНСВ.Изоляцией стальной жилы
служит полиэтилен (температура размягчения 70°С) либо
поливинилхлорид (температура размягчения 170°С). Допускается
использовать силиконовую и фторопластовую изоляции, у которых
допустимая температура нагрева составляет 150…220°С.

Выбор
изоляции нагревательного провода осуществляется из следующих
предпосылок:-
применение изоляции с более высокой температурой размягчения
позволяет пропускать через провод большие значения токовой
нагрузки, что обеспечивает ускорение прогрева бетона;-
поливинилхлоридная изоляция (в отличие от полиэтиленовой) при
температуре -10°С теряет свою гибкость и при монтаже подвержена
растрескиванию;

–
для армированных конструкций желательно использовать изоляцию с
большей температурой размягчения, чтобы исключить короткое
замыкания стальной жилы на арматуру вследствие пробоя изоляции.Приблизительные
температуры нагрева провода в зависимости от погонной нагрузки
приведены в таблице Б.1 (приложение Б).

7.4 Максимальная погонная
нагрузка на провод не должна превышать 45…50 Вт/м, так как
температура бетона превышающая 100°С ведет к обезвоживанию
контактных зон бетона, их неполной гидратации и, в конечном итоге,
снижению прочности. Для неармированных конструкций оптимальная
погонная нагрузка на провод составляет 30…35 Вт/м, для
армированных – 35…40 Вт/м.

7.5 Термообработка
осуществляется на пониженных напряжениях (24…120 В). При
обеспечении безопасных условий производства работ допускается
выполнять термообработку на промышленных напряжениях (220/380
В).

, (28)

где – площадь поперечного сечения стальной
жилы, мм; – удельное электросопротивление стальной
жилы при рабочей температуре , Ом·мм/м.

, (29)

где – удельное электрическое сопротивление
стальной жилы при 20°С (в случае отсутствия данных завода
изготовителя провода, можно принять равным 0,150 Ом·мм/м); – температурный коэффициент сопротивления
стальной жилы, равный 0,0046°С; – коэффициент принимаемый для постоянного
тока 1, для переменного при рабочей температуре от 50°С до 60°С –
1,02, от 61°С до 80°С – 1,06, от 81°С до 100°С – 1,2.

, (30)

но не более 15А. Здесь – погонная нагрузка на провод, Вт/м.

, (31)

. (32)

. (33)

7.10 Схемы соединения
проводов к источнику тока по типу “звезда” и “треугольник”
приведены на рисунках 7.1-7.2.

Рисунок 7.1 – Схема соединения проводов звездой

Рисунок 7.2 – Схема соединения проводов треугольником

, (34)

. (35)

Здесь – предельно допустимый ток для данного
трансформатора при принятом напряжении (по паспортным данным).Общее количество ниток
должно быть кратно трем, чтобы обеспечивалась равномерная загрузка
фаз.

7.12 Для некоторых
конструкций целесообразно расчётную длину провода не определять, а
назначать директивно. Например, для прогрева бетона в перекрытиях
или подпорных стенах длину провода эффективнее назначать кратной
ширине или высоте конструкции, чтобы обеспечить удобство коммутации
проводов к шинопроводу. При этом обязательно должно быть выполнено
условие

, (36)

. (37)

. (38)

. (39)

В
некоторых случаях, если расчётная длина провода меньше необходимой,
можно вместо соединения звездой использовать соединение
треугольником, так как в этом случае длина провода увеличивается в
1,73 раза.

. (40)

7.14 Нагревательные
провода расчетной длины закладываются в конструкцию до начала
бетонирования. Отклонение длины провода от расчетной не
допускается. Так, излишняя длина нагревательного провода приводит к
его перерасходу и необходимости более плотной навивки в теле
конструкции, что ведет к увеличению трудоемкости работ.

Одновременно уменьшается погонная нагрузка на провод, что приводит
к снижению скорости прогрева бетона и увеличению продолжительности
работ. С другой стороны, уменьшение длины греющего провода ведет к
его чрезмерному нагреву, что влечет перегрев бетона в контактной
зоне и возможному расплавлению изоляции с последующим коротким
замыканием жилы на арматуру.

, (41)

где Р – удельная требуемая мощность, приходящаяся на единицу
площади прогреваемой конструкции, Вт/м.

, (42)

где – коэффициент, учитывающий потери тепла
(может быть принят 1,16); – площадь боковой поверхности конструкции,
м.Окончательное значение
шага расстановки нагревательных проводов назначается с учетом
фактического расположения арматуры в конструкции в соответствии с
ее рабочими чертежами.В
зонах конструкции, подвергающихся интенсивному охлаждению
(например, углы или торцы конструкции), целесообразно уменьшать шаг
расстановки проводов. При этом шаг расстановки проводов должен быть
не менее 50 мм.

. (43)

7.17 Нагревательный
провод крепится к арматурному каркасу (сетке) в наиболее
безопасных, с точки зрения их повреждения, местах.Провод не должен касаться
материалов с низкой теплопроводностью (например, деревянной или
фанерной опалубки, теплоизоляции и т.п.).Крепление нагревательного
провода выполняется отрезками-отходами провода с шагом 0,5…0,75
м.

Возможно применение отрезков полипропиленового шпагата или
мягкой вязальной проволоки диаметром не менее 1,2 мм с контролем
отсутствия повреждения изоляции. Крепление производится без
сильного натяжения (с усилием до 3…5 кг).Радиус изгиба провода
принимается не менее 3 наружных диаметров, но не менее 25 мм.

7.18 Во избежание
обгорания изоляции нагревательного провода, выпуск его концов из
бетона осуществляется через изолированные монтажные одножильные
отводы.В
качестве монтажного отвода рекомендуется использовать алюминиевый
провод (при токе до 100 А), например, марки АПВ или медный провод
(при токе более 100 А), например, марки КГ.Сечение монтажного отвода
определяется на основании расчётной токовой нагрузки, А, по таблице
Б.2 (приложение Б).

, (44)

где – количество проводов, подключенных к
одному отводу.Принятое сечение
монтажного отвода не должно быть менее 2,5 мм.

, (45)

. (46)

Здесь – количество троек или треугольников,
соответственно.

7.20 Подключение
нагревательных проводов к источнику тока производится по мере
завершения работ по укладке бетона на отдельных участках захватки,
не допуская замораживания бетона и не допуская подключения
нагревателей на тех участках, где укладка бетона еще не
завершена.Открытая (не
забетонированная) арматура железобетонных конструкций, связанная с
участком, находящимся под электрическим током, подлежит заземлению
(занулению).

, (47)

где , , – удельные мощности необходимые для
разогрева бетона, опалубки и арматуры соответственно; – удельная мощность, эквивалентная
экзотермическому теплу, выделившемуся в бетоне (можно принять 0,8
кВт/м); – удельная мощность, требуемая в период
изотермического выдерживания, кВт/м.

. (48)

. (49)

. (50)

Здесь , – соответственно удельная теплоёмкость
арматуры и i-го слоя опалубки, кДж/(кг·°С) (можно принять =0,47 кДж/(кг·°С)); – удельный вес i-го слоя опалубки,
кг/м; – вес арматуры, расположенной в 1
м бетона, кг; – толщина i-го слоя опалубки, м; – модуль опалубленной поверхности,
м.

, (51)

где – площадь опалубленной поверхности,
м.Время изотермического
прогрева и остывания определяются исходя из требований достижения
бетоном к концу выдерживания нормируемой прочности.

7.22 Пример расчёта
параметров греющего провода представлен в приложении В.

7.23 В целях соблюдения
требований охраны труда и техники безопасности при использовании
нагревательных проводов запрещается:-
подключать в сеть находящиеся на воздухе нагревательные провода,
частично или полностью не забетонированные в конструкции;-
осуществлять крепление нагревательного провода к арматуре без
использования вспомогательных средств (отрезков проволоки и т.п.),
например, узлом;-
подключать нагревательные провода в сеть с напряжением, превышающим
рабочее или подключать провода, длиной менее расчетной.

---