Способы прогрева бетона в зимнее время года: электродами, теплом

Как прогреть бетон в зимнее время?

Низкая температура негативно действует на любой строительный раствор, но работы не прекращаются круглый год. Поэтому от правильного прогрева бетона в зимнее время зависит его прочность и скорость строительства. Известно, что этот материал набирает оптимальные кондиции при температуре 20ºС, чего можно добиться только с применением специальных технологий.

Как происходит строительство зимой?

Обязательным компонентом любого бетонного раствора является вода, но при низких температурах она просто замерзает и гидратация цемента прекращается. Кристаллы льда расширяются, и монолит начинает крошиться. Даже при термоизоляции, вместо предусмотренных технологией 28 дней, бетон набирает твердость гораздо дольше, что негативно сказывается на себестоимости работ. Оптимальный выход – электропрогрев бетона, позволяющий ускорить работы и обеспечить нужную прочность.

Это наиболее экономичный метод прогрева бетонной смеси в зимнее время, не требующий больших расходов. Важно, чтобы весь объем прогревался одновременно, чего сложно достигнуть, применяя другие технологии обогрева монолитных конструкций в зимних условиях.

Как прогреть бетон?

Существует немало способов прогрева бетона в холодное зимнее время. Они требуют затрат, которые окупаются за счет сокращения времени работы и соблюдения технологических норм. Рассмотрим наиболее эффективные методики.

Нагревательным проводом

Электропрогрев бетона чаще осуществляется специальным греющим проводом. Для этого он закрепляется на арматуре змейкой, по схеме, схожей с теплым полом, зажимами. Затем заливается смесь температурой не менее 5 градусов. Выведенные концы кабелей присоединяются к источнику тока, применяя понижающий трансформатор.

Для прогрева бетона трансформатором обычно применяется провод ПНСВ разных диаметров со стальной или оцинкованной жилой. В более сложных условиях рекомендуется применять ПТПЖ с двумя жилами, он продолжает электрообогрев даже после повреждения одной из них. Благодаря невысокой стоимости и оптимальным характеристикам популярны провода диаметром 1,2 мм. Кабеля КДБС и ВЕТ могут подключаться и от бытовой сети 220 В, но они стоят дороже, поэтому используются на небольших объектах. Количество провода рассчитывается в зависимости от его характеристик и внешних факторов, но в среднем оно составляет 50-60 м на 1 м³ бетонного раствора.

После укладки провода в опалубку заливается бетонный раствор, по кабелям пускается электричество, они прогревают массу до 50-60ºС со скоростью не более 10 градусов в час. Далее подогретый монолит плавно остывает со скоростью 5 градусов в час. Важно не пренебрегать временем, чтобы температура менялась равномерно, это гарантирует прочность конструкции. После завершения работ провод остается в монолите. К преимуществам этого метода относят:

  • Невосокая стоимость за счет экономии и электроэнергии, особенно если использовать понижающий трансформатор;
  • При правильном подборе оборудования можно прогревать большие объемы и конструкции;
  • Прокладывать провод можно до температуры -15ºС, а вести прогрев до -25ºС.

Электродами

Один из простых способов прогрева бетона – при помощи электродов. Для этого арматура перевязывается проволокой диаметром 8 мм, которая подсоединяется к проводам, выведенным на понижающий трансформатор. Расстояние между электродами, в зависимости от температуры 0,6-1 м.

Применение электродов для прогрева эффективно, когда они подключаются к колоннам или вертикальным конструкциям, поскольку для них достаточно одного электрода, подключаемого к фазе.

При схеме подключения с электродами, проводником выступает вода в бетоне. Но после высыхания сопротивление раствора резко увеличивается, что приводит к перерасходу электроэнергии – это является основным недостатком этого метода.

Инфракрасный прогрев

Инфракрасный прогрев бетонных конструкций осуществляется специальными излучателями. Они включают в себя ТЭН или другие источники тепла и отражатели. При этом способе подогрева бетона излучатель устанавливается на расстояние около 1,2 м от поверхности залитого раствора, которая покрывается полиэтиленом или другим материалом, препятствующим быстрому испарению воды.

Прогрев осуществляется в три этапа: разогрев монолита, прогревание всего объема, постепенное остывание. Эта методика достаточно энергозатратная, поэтому применяется для обогрева труднодоступных мест, сложных конструкций или при стыковке бетонных конструкций.

Метод термоса

Технология прогрева методом термоса проста и довольно экономична. Смесь на заводе разогревается до температуры от 25 до 45ºС, но не выше, чтобы она не начала схватываться заранее. После заливки опалубку обкладывают термоизоляцией. Теплоты, выделяющейся при гидратации достаточно для того, чтобы процесс затвердевания пошел нормально и бетон набрал нужную прочность. Среди преимуществ этого способа выделяют:

  • Простоту технологии, термоизоляцию можно изготовить своими руками;
  • Невысокая стоимость, в качестве защитного материала от мороза можно использовать опилки, солому и т.д.;
  • Обеспечение технологических характеристик бетона.

К недостаткам относят невозможность применения метода для заливки больших площадей, он эффективен для компактных конструкций с ограниченными поверхностями.

Индукционный нагрев

Индукционный прогрев бетона в зимнее время осуществляется при помощи переменного магнитного поля, образующего переменный электрический ток. Металлические конструкции в бетоне нагреваются, передавая энергию раствору.

Изолированный провод (индуктор) прокладывается внутри конструкции, после он периодически включается для повышения температуры арматуры. Это обеспечивает равномерный прогрев всего монолита. Главное условие – арматурный каркас должен быть замкнут.

Другие методы

Существуют и другие способы прогрева бетона, среди которых популярны опалубки с ТЭН и применение тепловых пушек. В первом случае раствор заливается в заранее прогретую опалубку, что сократит время отвердевания и предотвратит возможную деформацию конструкции. Непосредственно при заливке опалубка отключается, а свободная часть немедленно накрывается теплоизоляцией. Температура постепенно поднимается до 80ºС, затем опускается до 60ºС и удерживается до достижения 80% прочности.

Прогрев тепловыми пушками требует возведения вспомогательных теплоизолирующих конструкций над бетоном, куда будет направляться разогретый воздух. Эта методика оправдывает себя там, где нет надежного подключения к электрической сети. В этом случае используется дизельное оборудование, обеспечивающее нормальный прогрев. Нужно учитывать, что использование тепловых пушек стоит дорого. В промышленности используют прогрев бетона паром в специальной двустенной опалубке.

Сколько греть бетон?

Для экономии, время прогрева бетона требуется сократить к минимуму. Но в каждом случае время считается отдельно, что связано с определенными факторами. Это температура наружного воздуха, возможность и качество теплоизоляции, мощность обогревателей.

Обогрев бетона проводом зависит от того, как он проложен внутри конструкции и потребляемой мощности. В общем случае расчет времени зависит от температуры конструкции. В большинстве методик монолит разогревается до 60ºС, но делается это медленно, не более 10 градусов за один час нагрева. Это обеспечивает его равномерность, повышая качество материала. После набора смесью 50% прочности, ее постепенно охлаждают с еще более низкой скоростью в 5ºС за час, с использованием термоизоляции. Таким образом, прогрев может проходить как в течение нескольких часов, так и суток.

Прогрев бетона в зимнее время: методы

Строительство бетонных монолитов при минусовых температурах осложняется неравномерным застыванием смеси. Вода быстро превращается в лед, процесс гидратации останавливается, в результате прочность готовой постройки нарушается. Прогрев бетона помогает избежать этих проблем.

Добиться необходимой температуры бетонной смеси можно пятью способами:

  1. электродным;
  2. проводом ПНСВ;
  3. электропрогревом опалубки;
  4. индукционным обогревом;
  5. инфракрасным теплом.

Рассказываем, в каких случаях используется каждый из них.

Электродный прогрев

Принцип действия основывается на способности бетонного раствора проводить ток. Электроды располагают внутри и на поверхности смеси. После подключения к трансформатору образуется электрическое поле и происходит нагрев. Добиться оптимальной температуры можно изменением выходных параметров трансформатора.

  • Простота монтажа и высокий КПД;
  • Позволяет прогреть конструкцию любой толщины и формы.

  • требует проведения расчетов и долгой подготовки;
  • высокие энергозатраты (не менее 1000 кВт на 3–5 м3 смеси).

    Что нужно знать об электродном прогреве

    1. По мере схватывания бетона, его электрическое сопротивление меняется нелинейно. Чтобы избежать потери тепла и влаги, после завершения установки электродов необходимо укрыть поверхность утеплителем. Им может стать фанера с прокладкой из пенопласта, шлаковата, картон, опилки, доски и т. д. Осуществлять работы без утепляющего материала нельзя.

    2. Прогрев с помощью сварочных аппаратов не рекомендуется по ряду причин:

    • при вживлении электродов в бетон ток проходит непосредственно через раствор – отсюда вытекает опасность поражения людей и животных;
    • допустимое напряжение – 36 В, в противном случае опасность удара током становится критичной;
    • сварочный трансформатор не предназначен для таких нагрузок и быстрее изнашивается.

    3. Постоянный ток при прогреве бетона электродами использовать недопустимо: он способствует электролизу. Вода разлагается и не кристаллизируется. Застывание смеси становится невозможным.

    4. Подходят электроды четырёх видов:

    Вид электродовОписаниеСхема подключения
    ПластинчатыеЭто металлические пластины, которые помещаются с разных сторон конструкции между бетоном и опалубкой.
    ПолосовыеПолосы металла 20–50 мм шириной. Подходят для прогрева горизонтальных элементов – например, плит или бетона, который соприкасается с грунтом. Подключаются по очереди к разным фазам с одной стороны конструкции, либо с разных сторон аналогично пластинчатым электродам.>
    СтрунныеРазмеры: 2–3 м в длину и 15 мм в ширину. Часто используются при прогреве колонн. Устанавливаются в центре конструкции. Электрическое поле образуется между опалубкой с токопроводящим листом и струной.
    СтержневыеПодходят для конструкций сложной формы. Вставляются прутья арматуры диаметром до 15 мм, после чего их подключают к различным фазам трансформатора. Обеспечивают сквозной прогрев.

    5. Трансформатор для прогрева бетона в зимнее время должен отличаться высокой мощностью, иметь защищенный корпус, быть удобным для транспортировки и выдерживать длительную работу при минусовых температурах.


    Отправить заявку

    Прогрев бетона проводом ПНСВ

    Один из самых эффективных и безопасных способов. При прохождении тока через провод ПНСВ выделяется тепло, нагревая смесь. Расход – в среднем 60 м на 1 м3 бетона. Этот провод часто используется как напольный обогреватель в частном секторе.

  • несложно предсказать «поведение» и отрегулировать температуру, бетон нагревается постепенно, набор прочности происходит плавно;
  • существенно ускоряет процесс застывания;
  • подходит для повторного использования;
  • устойчив к возгоранию за счёт покрытия изоляцией;
  • отличается прочностью и не перегибается;
  • эффективен при экстремальных температурах;
  • устойчив к воздействию кислотной и щелочной среды.

    требует точных расчетов и подготовительных работ.

    Что нужно знать о проводе ПНСВ

    1. Укладка кабеля в холодное года должна выполняться таким образом, чтобы он не касался опалубки, земли, а также не выходил за пределы бетона. После того, как опалубка будет залита бетонной смесью, дождитесь, пока она начнет застывать, затем подключите трансформаторную подстанцию и регулируйте температуру.

    Читайте также:  Виды бруса при строительстве деревянных домов

    2. Секции монтируются на одинаковом расстоянии нагревательных проводов относительно друг друга (примерно 15 см). Смесь прогреется равномерно.

    3. Закрепить провод на арматурном каркасе, вдоль которого он протянут, следует так, чтобы риски повредить его при подаче бетона в траншею отсутствовали.

    4. Температура смеси измеряется в процессе изотермического прогрева каждые два часа. Этот пункт входит в содержание технологической карты на электрообогрев нагревательными проводами монолитных конструкций.

    5. 70 В – напряжение, которым следует ограничиться при проведении работ. Поэтому при эксплуатации может потребоваться понижающий трансформатор (ПТ).

    Пример техники: Подстанция для прогрева бетона КТПТО-80
    Отправить заявку

    Электропрогрев опалубки (контактный метод)

    Этот способ предполагает изготовление опалубки, в которую заранее будут закладываться нагревательные элементы. Они отдают бетону свое тепло при нагреве и ускоряют твердение. Электропрогрев опалубки происходит снаружи, через контактную поверхность.

    Минусы: трудоемкость изготовления; низкий КПД (при заливке фундамента смесь нагревается лишь частично).

    Индукционный обогрев

    Применяется с армированными конструкциями. Металлические элементы, содержащиеся внутри них, станут сердечниками. Изолированный кабель выполняет роль индуктора и размещается петлями вокруг арматуры. Количество мотков провода и сечение необходимо рассчитать предварительно. Вдоль кабеля пускается переменный ток, образующий электромагнитное поле. Затем происходит нагревание армирующих элементов, от них тепло переходит к бетону, постепенно распространяясь по всей смеси.

    Расход электроэнергии достигает 150 кВт/ч на 1 м3 бетона.

    Плюсы: низкая цена; равномерный прогрев.

    Минусы: сложный расчет; ограниченность применения (балки, колонны и т. д.).


    Отправить заявку

    Инфракрасный подогрев

    Инфракрасные лучи нагревают поверхность непрозрачных объектов, распространяя тепло на весь объем. При применении инфракрасного подогрева бетонную конструкцию необходимо окутать прозрачной пленкой – она задержит тепло, пропустив лучи через себя. Подходит для прогрева железобетона.

    Плюсы: простота и доступность.

    Минусы: подходит только для небольших, тонких конструкций; инфракрасное тепло распространяется неравномерно.

    Инфракрасный нагреватель должен быть устойчивым к сильному ветру и способным долгое время работать без дозаправки.

    Прогрев бетона электродами (в зимнее время): технология, схема подключения, расчет

    Несколько десятилетий назад проведение строительных работ в холодную пору не представлялось возможным. Под воздействием отрицательных температур многие материалы, включая бетон, не могли набрать подходящие эксплуатационные свойства и быстро разрушались. Однако современные застройщики нашли выход из этой ситуации и стали практиковать прогрев бетона электродами.

    Для чего это нужно

    Перед изучением особенностей технологии нужно разобраться, для чего она предназначается.

    В составе всех бетонных смесей присутствует небольшой процент жидкости. А поскольку вода быстро замерзает и кристаллизуется при понижении температуры ниже нуля, это может приводить к деформационным процессам внутри материала. В результате его прочностные свойства и срок службы снижаются.

    Следующим опасным фактором является замерзание воды на этапе затвердевания. При низких температурах химическая реакция между компонентами приостанавливается, поэтому твердение выполняется неравномерно. Используя электроды для прогрева бетона, можно исключить такие неприятности и защитить материал от разрушения.

    Преимущества

    Для осуществления процедуры по нагреванию бетонов достаточно 3 специалистов. Это считается важным преимуществом, исключающим необходимость вызова целой бригады работников. Еще метод отличается высокой эффективностью, способствуя как равномерному застыванию компонентов, так и сохранению целостности конструкции.

    К другим достоинствам технологии относят:

    1. Отсутствие сложностей при самостоятельном монтаже и высокую скорость выполнения работ.
    2. Повышение прочностных свойств бетона и увеличение его эксплуатационного срока.

    Чтобы провести прогрев, часто хватает 1 электрода.

    Недостатки

    Однако, кроме плюсов, эта методика имеет и слабые стороны.

    Среди них:

    1. Большие затраты электрической энергии. Для нормальной работы электрода требуется около 50 А, а также наличие понижающих трансформаторов. Кроме этих деталей, придется приобрести дополнительное оборудование, что сопровождается финансовыми затратами.
    2. Дороговизна. Следующим недостатком, который отталкивает строителей от применения электродов для прогрева бетона, является их высокая стоимость. Все элементы подходят только для одноразового использования, поэтому после монтажа они навсегда остаются в стяжке. Изъять их оттуда нельзя.

    Однако перечисленные минусы перекрываются увеличением срока службы и повышением прочности материала.

    Режимы прогрева электродами бетона

    Выбирая режимы прогрева бетона в зимнее время, необходимо учитывать ряд факторов, включая:

    1. Габариты и геометрические особенности конструкции.
    2. Марку бетона.
    3. Условия эксплуатации постройки.

    В современном строительстве практикуются следующие схемы прогрева бетона электродами:

    • 2 этапа : прогрев бетона с изотермической выдержкой;
    • 2 стадии : нагревание конструкции с последующим остыванием и теплоизоляционной выдержкой (еще при использовании этой схемы можно обустроить греющую опалубку);
    • 3 этапа : подразумевает прогрев, изотермическую выдержку и остывание материала.

    Независимо от используемого метода, необходимо следить за значениями температуры и начинать работу с +5 ℃, постепенно поднимая температуру с частотой 8-15 ℃ в час. Допустимые показатели составляют +55…+75 ℃. Чтобы не допустить отклонений, необходимо регулярно измерять температуру.

    Разрешается остывание бетона со скоростью 5-10 ℃ в час. Как и на стадии обогрева бетона, здесь нужно учитывать объем конструкции и ее назначение.

    Разновидности электролитов для прогрева бетона в зимнее время

    Электропрогрев бетона выполняется с применением разных типов электродов.

    Среди них:

    1. Струнные модели . Создаются из прочной арматуры, длина которой составляет 2-3 м, а диаметр — 10-15 мм. Подходит для колонн и других объектов с вертикальным строением.
    2. Стержневые . Выполнены в виде отрезков арматуры, толщиной 6-12 мм. Размещаются в растворе рядами. Расчет расстояния между электродами определяется опытным путем. Первый и последний элементы присоединяются к одной фазе, а остальные — ко 2 и 3.
    3. На основе пластин . Фиксируются на разных краях опалубки без погружения в бетонную смесь и работают от разных фаз. Во время работы элементы формируют электрическое поле, под воздействием которого происходит прогревание бетона.
    4. Полосовые . Являют собой металлические полоски, шириной 20-50 мм. Размещаются на поверхности раствора и запитываются от разных фаз. Подходят для обустройства плит перекрытия или других горизонтальных конструкций.

    Способы установки электродов в конструкцию

    Технология прогрева подразумевает погружение электродов в залитую смесь с шагом в 60-100 см. Точное расстояние определяется геометрическими особенностями конструкции и погодой в местности.

    Чтобы избежать отрицательного воздействия на материал, важно придерживаться равномерного размещения элементов и руководствоваться такими нормами:

    1. Минимальная дистанция между рабочими деталями — 200-400 мм.
    2. Дистанция между электродом и каркасными стержнями — 50-150 мм.
    3. Расстояние до технологического шва — от 100 мм.
    4. Расстояние до опалубки от крайнего ряда — от 30 мм.

    Если конструкция прогреваемого объекта препятствует соблюдению таких требований, электроды можно покрыть изоляционной трубкой из эбонита. После завершения работ по заливке необходимо укутать участок рубероидом, полиэтиленовой пленкой или другим теплоизолятором. Отсутствие хорошего утепления приведет к низкой эффективности электропрогрева бетона.

    Виды используемых электродов

    При прогреве бетона задействуют 3 разновидности электродов. Они разработаны для разных условий и отличаются как конструктивными особенностями, так и принципом действия. Так, стержневые модели создаются на базе армированных деталей диаметром 8-12 мм.

    Принцип работы пластинчатых моделей немного отличается. Их нужно крепить в разных частях опалубки, чтобы получить мощное электрическое поле для получения оптимальных температурных показателей при прогреве.

    Струнная разновидность востребована при прогреве колонн.

    Схема подключения электродов

    Схема соединения электродов напрямую зависит от их типа и принципа работы. Если выбраны пластины, 1 фазу нужно подключить к первому электроду, а вторую — к противоположному. Этот метод называется параллельным. Стержневые элементы подразумевают подключение первого и последнего электрода в ряду.

    Правила безопасности при электродном прогреве

    Приступая к процедуре прогрева, необходимо ознакомиться со всеми правилами и нюансами, которые помогут избежать неприятных последствий. В первую очередь важно грамотно подключать электроды к разным полюсам цепи. Если упустить этот момент и задействовать 1 фазу, результат будет нулевым.

    Необходимо заранее спроектировать расположение электродов, учитывая тот факт, что цепь замыкается только во влажной среде.

    Еще следует соблюдать интенсивность прогрева и интервал между циклами, т.к. разные марки бетона набирают прочность с различной частотой.

    Способы прогрева бетона в зимнее время года: электродами, теплом

    Р-НП СРО ССК-02-2015
    (взамен Р-НП СРО ССК-02-2014)

    РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ БЕТОННЫХ РАБОТ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД

    Дата введения в действие: 2016-04-16

    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”).

    Читайте также:  Строительство зданий из сэндвич-панелей: за и против

    Рекомендации (первая редакция) введены в действие Комитетом по разработке стандартов и правил некоммерческого партнерства “Саморегулируемая организация Союз строительных компаний Урала и Сибири”, протокол N 18 от 16.09.2014 г.

    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.

    Рекомендации (вторая редакция) введены в действие Комитетом по разработке стандартов и правил некоммерческого партнерства “Саморегулируемая организация Союз строительных компаний Урала и Сибири”, протокол N 16 от 14.09.2015 г.

    1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

    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.

    1.2 Настоящие рекомендации содержат основные требования к технологическим процессам, условиям производства работ и порядку контроля их выполнения.

    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 условия

    ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

    ГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы испытаний

    ГОСТ 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

    ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

    ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

    ГОСТ 26633-2012 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

    ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

    ГОСТ 31384-2008 Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Общие технические требования

    СНиП 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 контроля

    Примечание – 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 В настоящих рекомендациях применены следующие термины с соответствующими определениями:

    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.

    Технология прогрева бетона электродами в зимнее время

    Технология, применяемая в сложных условиях для приобретения бетоном необходимых физико-механических свойств, называется прогрев бетона электродами. Метод получил распространение благодаря простому оборудованию, которое основано на способностях электрического тока при прохождении через какое-либо вещество выделять тепло. Прогрев бетона в зимнее время электродами очень производителен, он охватывает рабочий объем 100 м³ при t -40 °C. Исходя из особенностей конструкции и уличной температуры, подбираются технологические режимы, учитывающие:

    • расстояние между электродами при прогреве бетона, их тип;
    • силу тока;
    • стадийность процесса в зависимости от использования изотермического «одеяла».

    Чтобы обеспечить прогрев бетона электродами, расчет должен быть точным. Зависит он от следующих параметров:

    • форма, толщина и общая площадь заливки;
    • мощность трансформатора;
    • толщина электрических проводников;
    • сила тока;
    • время, выдержка и продолжительность нагрева.

    Схема подключения электродов для прогрева бетона

    Особенности методики и виды прогрева

    Важно! В ходе процедуры важно обеспечить равномерность нагревания и невысокую скорость — 8-15 °С в час, а остывания — 5-10 °С

    На сегодня самый эффективный способ не привязывать строительные работы к определенному времени года, трудиться в дождливых условиях, а также суровом климате — это проводить прогрев бетона электродами, технология может состоять из нескольких стадий:

    • нагрев и выдержка;
    • нагнетание температуры с последующим охлаждением при термоизоляции;
    • нагрев, выдержка и остывание.

    Прогрев бетона с помощью электродов могут дополнять использованием термоизолирующей конструкции, которая снижает скорость охлаждения или позволяет выдерживать однородную температуру во время операции. Это наиболее эффективный метод нагрева. Кроме этого, сам трансформатор может оснащаться модулями:

    • подогрева почвы;
    • сушки электродов;
    • стабилизации напряжения;
    • генератором.

    Разновидности применяемых электродов

    Прогрев стен бетона электродами обеспечивается с помощью специальной установки или сварочного аппарата, состоящего из трансформатора и нагревательных элементов. Разные типы конструкций определяют форму электродов, применение которых наиболее целесообразно.

    Электроды для прогрева бетона

    Существует 4 типа нагревательных элементов: 2 варианта предназначены для внутреннего напряжения и 2 для поверхностного. Первые изготавливаются из арматуры в бунтах или прутьях. Маркируется проволока ВР1, а электроды для прогрева бетона ВР 4/ 5/ 3 обозначают диаметр проволоки. Вторые из пластин разных размеров. За основу берется листовая или кровельная сталь до 4 мм толщиной.

    Электроды для внутреннего напряжения:

    1. Стержневые. Для изготовления используется арматура диаметром 6-12 мм, длиной до 2 метров. Располагаются по «телу» бетона. Подходят для больших площадей, при этом используется индивидуальная технологическая карта прогрева бетона электродами. Площадь должна соответствовать мощности трансформатора. Шаг прутьев варьируется от 60 до 100 см, но расстояние между рядами должно быть не менее 200-400 мм; до каркаса — 50-150 мм; до шва конструкции — более 100 мм.
    2. Струнные. Используются для вертикальных конструкций (колонны, арки). Представляют собой арматуру диаметром до 15 мм и длиной 2-3 метра. Один устанавливается по центру (может применяться каркасная арматура), в качестве второго используется опалубка из токопроводящего материала.
    3. Пластинчатые. Представляют собой пластины, которые устанавливаются между опалубкой и бетоном с разных сторон и создают электрическое поле.
    4. Полосовые или нашивные. Похожи на пластинчатые, но имеют более компактную ширину (20-50 мм) и толщину до 4 мм, располагаются по сторонам стяжки. Шаг электродов при прогреве бетона составляет 100-400 мм. Их применяют для небольших площадей, плит перекрытия и бетона, соприкасающегося с грунтом.
    Читайте также:  Зимнее строительство домов из бруса - преимущества

    Чтобы обеспечить эффективный прогрев бетона электродами, схема подключения должна учитывать толщину бетонной смеси. В случаях с пластинчатыми изделиями это имеет основное значение: подсоединяются они периферийно (при толщине смеси более 300 мм) или односторонне (при толщине до 300 мм).

    Обвязка электродов для прогрева бетонного фундамента

    Советы по реализации

    Важно! Применять можно только переменный ток. Постоянный приведет к активизации электролиза. Также нерационально использовать этот метод для конструкций большой толщины

    Электроды устанавливаются в бетон в порядке, при котором после подключения к трансформатору создается электрическое поле. Регулируя параметры трансформатора, достигается необходимая t нагрева и выдержки. Интенсивность нагрева должна быть невысокой, максимальная t выдержки зависит от марки бетона и составляет не более +55-75 °С. Во время прогрева участок должен быть покрыт изолирующим верхом (рубероид, специальные маты). Зимний прогрев бетона электродами должен учитывать при охлаждении перепад t между уличной и рабочей — не более 20 °С.

    Поскольку при изменении структуры меняется сопротивление, то необходимо следить за силой тока: установить в цепь приборы, контролирующие параметры тока, температуры, проверять степень застывания бетонной смеси. Изменение сопротивления происходит не линейно, а параболически, также на этот показатель влияют марка бетона и производитель (компоненты состава меняют свойства в зависимости от места добычи).

    Задаваясь вопросом, как прогреть бетон электродами, важно обеспечить безопасность технологии, поскольку здесь присутствуют такие энергоносители, как вода и электрический ток. При невозможности изоляции электрических проводников обычным способом, они защищаются эбонитовыми трубками. Также категорически запрещается соприкосновение изделий с армирующим каркасом из-за короткого замыкания.

    Ток для прогрева бетона электродами используется как 1-фазный, так и 3-фазный. Но в первом случае конструкция должна быть небольшой, без армирующей сетки, а также не контактировать с другими элементами построек. В остальных ситуациях используется напряжение 380 В.

    Заключение

    К особенностям этого метода относят одноразовость использования электродов: после затвердевания они остаются частью конструкции. При этом стоимость расходников низкая, а сами они широко доступны, поэтому технология вполне оправдывает себя.

    Как прогреть бетонную смесь в зимнее время

    Схватывание бетона происходит при участии воды. Но в зимнее время вся влага в растворе замерзает, делая гидратацию невозможной. Чтобы и в морозы не приостанавливать строительство, на участке организовывают обогрев бетона. Вариантов прогрева разработано немало, и каждая технология находит свое применение.

    На чем основывается выбор?

    Каким способом подогревать зимой бетонные конструкции, зависит от ряда параметров:

    1. Погодные условия. При температуре не ниже -15 °С обогрев нагревательными проводами можно заменить методом «теплой» опалубки.

    2. Класс бетона – от него зависит необходимый срок теплового воздействия до получения надежных характеристик конструкций, залитых зимой. Бетон вплоть до класса В10 должен успеть набрать половину заявленной прочности, прежде чем можно будет закончить прогрев, классы с В12,5 по В25 – около 40%, крепче В25 – около 30%.

    3. Размеры ЖБИ. Для массивных фундаментов рекомендуется электропрогрев бетона электродами или проводами ПНСВ, плюс сохранение набранной температуры «термосом».

    4. Толщина заливки. При незначительных габаритах отдельных элементов армированной конструкции возможно применение индукционного нагрева.

    Чтобы получить монолит заданного качества и оптимизировать затраты на обогрев бетона, рекомендуется для каждого конкретного случая комбинировать различные технологии.

    Метод электродов

    Наиболее часто применяемая технология, основанная на свойстве проводников электрического тока разогреваться. Влажный бетонный раствор тоже превращается в своеобразный проводник, если в нем разместить запитанные электроды. Чтобы «цепь» заработала, их необходимо подсоединить к разным фазам источника переменного тока мощностью 60-127 В.

    Не используйте метод под напряжением свыше 127 В, если работаете с ЖБИ. Бетон с металлической арматурой включать в цепь можно только после профессиональной разработки проекта.

    Технология прогрева бетона электродами требует предварительных расчетов для каждой конструкции. От ее особенностей будет зависеть напряжение подаваемого переменного тока, схема расстановки электродов и даже их вид.

    • Стержневые электроды – металлические пруты небольшого диаметра (от 6 до 12 мм). Используются на удаленных участках особо крупных конструкций, а также для сложных форм (стыков, колонн). При размещении стержневых электродов нужно следить, чтобы они не располагались к опалубке ближе, чем на 3 см.
    • Струнные – длинная стальная проволока диаметром 6-10 мм. Предназначены для участков большой протяженности. Этот способ предпочтителен, если прогрев бетонной смеси электродами выполняется при контакте заливки с уже замерзшим грунтом.
    • Поверхностные – особый тип электродов, роль которых выполняют стальные пластины или полосы шириной в 4-8 см. Проводники крепятся непосредственно к опалубке с оставлением одного свободного конца для подключения к источнику питания. В отличие от погружных электродов поверхностные не контактируют с раствором, так как отделены от него слоем рубероида.

    Металлические полосы обеспечивают прогрев бетона не глубже, чем на половину расстояния от одного электрода до другого. Это тепло достает и до внутренних слоев, но там процессы протекают не так интенсивно. А вот разнофазные пластины могут нагревать весь объем, если он не слишком большой.

    Основное достоинство метода прогрева электродами – возможность поддержания оптимальной температуры бетона в конструкциях любой толщины и формы.

    Особенности различных способов

    1. Использование нагревательных проводов.

    Тот же электропрогрев бетона, но в отличие от электродного метода, увеличение температуры в монолите обеспечивают уложенные в массу изолированные провода. Они сами нагреваются в процессе работы, а раствору передают только тепловую энергию.

    Марки нагревающих элементов:

    1. Чаще всего в зимнее время используется электропровод марки ПНСВ от 1,2 до 3 мм в диаметре.

    При этом нужно учитывать, что ПНСВ не должен во время работы находиться на воздухе, иначе его изоляция просто оплавится. Отсюда и особенности технологии прогрева – применение так называемых холодных концов, подключенных в местах выхода ПНСВ из бетона. Их роль исполняют короткие установочные провода типа АПВ-2,5 или АПВ-4 с алюминиевой жилой.

    Схема прогрева проводом ПНСВ 1,2 при его подключении к трансформатору может быть одно- или трехфазной. Главное, чтобы линии отстояли друг от друга минимум на 15 мм, а сила тока не превышала 15 А. Длина обогреваемых секций подбирается вдвое меньше, чем значение напряжения на трансформаторе.

    2. Применение кабелей КДБС или ВЕТ позволяет полностью исключить из технологии трансформатор для прогрева бетона.

    К такому методу прибегают, когда нет возможности обеспечить станции питание в 380 В или использовать требуемое количество понижающих трансформаторов на объекте. ВЕТ-кабели могут работать от бытовой электросети, на концах они снабжаются соединительными муфтами, что весьма удобно при укладке. Правда, стоит такой провод дороже, чем ПНСВ.

    Подключение производится к понижающему трансформатору, выдающему со второй обмотки 75 или 36 В. Схема укладки провода ВЕТ не отличается от аналогичной для ПНСВ. При этом важно подобрать оборудование, предусматривающее плавную регулировку силы тока. Это позволит поддерживать нормальную температуру в монолитной конструкции.

    Как вариант для частного строительства, подойдет обычный сварочный аппарат. К профессиональному оборудованию относятся трансформаторные станции, которые обеспечивают прогрев до 30 кубов: КТПТО-80/86, серия трансформаторов СПБ либо сухая станция ТСДЗ-63.

    Прогрев с использованием проводов позволяет сократить время набора 70%-ной прочности до нескольких дней. При такой высокой эффективности метод выгодно отличается экономичностью.

    3. Греющая опалубка.

    Контактный прогрев бетона предпочтительно использовать на объектах быстрого возведения. Термоактивная опалубка широко применяется для строительства монолитных домов, но раствор должен иметь высокую скорость застывания. Эта технология довольно требовательна к температуре смеси и окружающей среды: промерзший грунт на глубину 30-50 см и сам состав должны быть прогреты до +15 °С.

    4. Индукционный метод.

    Отлично подходит для изготовления бетонных свай и колонн. Повышение температуры внутри опалубки происходит за счет воздействия электромагнитного поля, создаваемого внешними витками провода. Вся конструкция превращается в своеобразную индукционную катушку, разогревающую металлическую арматуру. А та в свою очередь осуществляет прогрев раствора изнутри. Достоинства метода – равномерный прогрев и возможность производить предварительный разогрев опалубки и армирующих стержней еще до заливки.

    5. Тепловые излучатели.

    Относительно недорогой и наименее энергозатратный способ – прогрев тепловыми пушками, ИК-излучателями и другими внешними электрообогревателями. Его плюсом и одновременно недостатком является локальное воздействие на заливку. Поэтому сфера применения этой технологии ограничивается ремонтными работами, заделкой стыков и изготовлением малых форм. При этом внешний обогрев не будет достаточно эффективен, если обрабатываемую часть конструкции не оградить от внешних условий временным пологом. Достоинства: минимум аппаратуры и кабельной продукции, дешевизна и относительно невысокие энергозатраты.

    Самый дорогой и энергоемкий прогрев бетона в зимнее время применяется только в промышленном строительстве. Смысл технологии заключается в том, что бетон заливается в сложную двухстенную опалубку, через которую подается горячий пар. Он обволакивает бетонную поверхность, образуя «паровую рубашку». Это обеспечивает и равномерный прогрев конструкции, и подачу влаги, необходимой для гидратации.

    Несмотря на всю сложность организации прогрева, этот способ является наиболее эффективным. А для сокращения расходов в сам бетонный раствор вводятся пластифицирующие добавки, ускоряющие процесс твердения.

    Существует и пассивный метод, когда вокруг конструкции создается термос из теплоизолирующих матов. Но он сам по себе неэффективен – его уместно использовать только в качестве дополнительной меры вместе с другими способами.

  • Ссылка на основную публикацию