Технология бетонирования c прогревом, в том числе и в зимнее время, в основном базируется на применении различных методов прогрева бетона с его последующим выдерживанием до приобретения им заданной критической прочности к концу установленного срока выдерживания и достижения нормативных значений критической и распалубочной прочности. В зависимости от вида конструкции и температуры наружного воздуха используются различные методы прогрева бетона:
- Выдерживание бетона методом термоса;
- Электропрогрев бетона (обогрев бетона монолитных конструкций нагревательными проводами) ;
- Паропрогрев и воздухообогрев бетона;
-Предварительный разогрев бетонной смеси перед укладкой в опалубку;
- Применение "теплого" бетона;
- Термоопалубка и др.
Метод термоса, основан на применении утепленной опалубки с устройством сверху защитного слоя. Бетонную смесь температурой 20-80"С укладывают в утепленную опалубку, а открытые поверхности защищают от охлаждения. При проектировании термосного выдерживания бетона подбирают тип опалубки и степень ее утепления. Сущность метода термоса состоит в том, чтобы бетон, остывая до 0"С, должен набрать критическую прочность.
Учитывая это, назначают толщину и вид утеплителя опалубки. Утепление опалубки выполняют без зазоров и щелей, особенно в местах стыкования теплоизоляции. По окончании бетонирования утепляют верхние открытые поверхности, при этом теплотехнические свойства этого утеплителя должны быть не ниже, чем у основных элементов опалубки. Опалубку и утеплитель демонтируют по достижении бетоном критической прочности. Поверхности распалубленной конструкции ограждают от резкого перепада температур.
Метод электропрогрева. (обогрев бетона монолитных конструкций нагревательными проводами) Сущность этого способа заключается в закреплении на арматурном каркасе (перед укладкой бетонной смеси в опалубку) нагревательных проводов определенной длины. Длина и количество нагревателей определяются расчетом. Теплота, выделяемая нагревательными проводами при прохождении по ним тока, передается бетону и распределяется в нем путем теплопроводности. Этот метод позволяет разогреть бетон до +50-60"С. Однако во избежание появления температурных напряжений в бетоне и образования микротрещин, специалисты рекомендуют использовать мягкие режимы обогрева, с температурой изотермического прогрева не более +40"С.
Паропрогрев бетона. Паропрогрев заключается в создании при помощи пара благоприятных тепловлажностных условий, значительно ускоряющих твердение бетона. Как и электропрогрев, он состоит из стадий разогрева до заданной температуры, изотермического прогрева при этой температуре и остывания. При паропрогреве температуру в бетоне повышают с такой же интенсивностью, как и при электропрогреве.
Максимальная температура прогрева бетона при применении быстротвердеющих цементов не должна превышать 70, портландцемента — 80 и шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента — 90° С. При прогреве монолитных конструкций из-за больших потерь тепла температура разогрева бетона обычно не превышает 70° С. При такой температуре за 24—28 ч можно получить такую же прочность, как и через 10—15 дней при твердении бетона на воздухе при температуре 15° С.
Наиболее распространен паропрогрев бетона с применением паровой рубашки. При этом способе устраивают полную или частичную оболочку (рубашку), охватывающую прогреваемую конструкцию или ее элемент вместе с опалубкой и обеспечивающую свободное обтекание поверхности бетона (или опалубки) паром. Паровые рубашки устраивают до бетонирования. Ограждения паровых рубашек должны быть плотными, малотеплопроводными и отстоять от опалубки или бетона не более чем на15 см, образуя пространство для впуска пара. Обычно их делают из утепленных деревянных щитов 2 или фанеры с прокладкой толя 5. Щиты плотно пригоняют один к другому, а швы между ними закрывают нащельниками или промазывают глиной.
Воздухообогрев бетона. Воздухообогрев бетонных конструкций основан на создании в замкнутом пространстве благоприятных тепловлажностных условий в результате интенсивного испарения излишней воды из бетона при повышенной температуре. Замкнутое пространство создают специальными ограждениями: тепляком или шатром, внутри которых размещают нагревательные приборы. Шатры в отличие от тепляков перемещают вверх по мере роста бетонных сооружений. Тепляки демонтируют после выдерживания конструкции и на новом месте собирают вновь.
Применение противоморозных добавок и ускорителей твердения - наиболее простой, эффективный и чаще всего применяемый метод твердения бетона при отрицательных температурах. Выбор модификатора противоморозного действия зависит от типа и условий эксплуатации объекта строительства. По мнению специалистов, применение добавок целесообразно в сочетании с дополнительным подогревом. Предварительный разогрев бетонной смеси перед укладкой в опалубку. Бетонная смесь разогревается, укладывается в опалубку, уплотняется, укрывается теплоизоляцией и выдерживается до достижения бетоном требуемой прочности. Предварительный разогрев дает возможность за 5-12 мин. (в зависимости от плотности заполнителя бетона) разогреть бетонную смесь до температуры 60-80"С, путем включения материала в электрическую цепь как сопротивление, быстро уложить ее в конструкцию, уплотнить, укрыть теплоизоляцией с последующим термосным выдерживанием до достижения бетоном требуемой прочности.
Применение "теплого" бетона. Суть этого метода сводится к повышению внутреннего запаса тепла за счет предварительного подогрева компонентов бетона до расчетной температуры в условиях завода. В первую очередь нагревают воду до 80"С, как наиболее теплоемкий материал, а щебень и песок нагревают до 40"С. Подогрев компонентов бетонной смеси стимулирует реакцию гидратации между водой и цементом и таким образом, ускоряет твердение смеси и набор прочности. Кроме того, как показывает практика, прочность такого бетона выше, чем подогретого уже после укладки.
Термоопалубка (греющие опалубки) - многослойные щиты, которые оснащены нагревательными элементами и утеплены. Теплота через палубу щита передается в поверхностный слой бетона, а затем распространяется по всей его толщине. Обогрев бетона таким способом не зависит от температуры наружного воздуха. Основное требование, предъявляемое к термоопалубке - равномерность распределения температуры по опалубке щита. В качестве нагревательных элементов применяют трубчатые электронагреватели (ТЭНы), греющие провода и кабели, гибкие тканевые ленты, а также нагреватели, изготовленные из нихромовой проволоки, композиции полимерных материалов с графитом (углеродные ленточные нагреватели) и токопроводящими элементами и др. Специалисты отмечают, что греющие опалубки значительно увеличивают затраты на строительство, в условиях отрицательных температур. Именно поэтому в данный момент термоопалубка при зимнем бетонировании не применяется.
