Лекции и пособия / Monolitnoe_domostroenie

При возведении монолитных зданий в скользящей опалубке для разделения операций по укладке и выдерживанию бетона в конструкции применяют разновидность ТАГП — термоактивные гибкие подвесные покрытия (ТАПП). С помощью ТАПП осуществляют периферийный обогрев распалубленного бетона и выдерживание его при температуре 50– 70°С до набора требуемой проектной прочности (рис.110).

Рис.110. Возведение стен в скользящей опалубке с применением термоактивных подвесных покрытий: 1–ТАПП; 2–брезентовые укрытие;

3–скользящая опалубка; 4–подвеска ТАПП; 5–подвесные подмости.

В зависимости от условий производства работ целесообразно применение ТАПП в комплексе с другими методами тепловой обработки бетона: предварительным разогревом бетонных смесей, обогревом щитов опалубки, обогревом горячим воздухом и т.п.

При скоростном строительстве в скользящей опалубке рекомендуется применять обогрев стенок сооружений с установкой ТАПП на наружных и внутренних бетонных поверхностях.

Электроснабжение ТАПП осуществляется от отдельной КТП через распределительные пункты, установленные на рабочей площадке скользящей опалубки. Используют напряжение 220В при параллельной схеме подсоединения элементов ТАПП.

Ориентировочная величина удельной мощности нагревателя ТАПП определяется по формуле:

193

Мощность и длина ТАПП определяется в зависимости от требуемой конечной прочности бетона. Все элементы ТАГП и ТАПП должны иметь маркировку с указанием основных электротехнических характеристик: рабочее напряжение, ток, электрическую мощность, омическое сопротивление.

§55. Обогрев бетона инфракрасным излучением

Сущность инфракрасного способа термообработки бетона заключается в использовании энергии инфракрасного излучения, подаваемого на открытые или опалубленные поверхности обогреваемых конструкций, и превращении его в тепловую энергию, аккумулирующуюся на этих поверхностях.

Поскольку глубина проникновения инфракрасных лучей в бетон не превышает 2мм, то лучистая энергия превращается в тепловую в тонких поверхностных слоях бетона, остальная же масса конструкции нагревается за счет теплопередачи от этих слоев и экзотермии цемента.

При обогреве бетона с использованием непосредственного инфракрасного излучения облучаемую поверхность бетона покрывают полиэтиленовой пленкой, которая легко пропускает это излучение. Пленка предотвращает быстрое испарение с поверхности бетона. В случае использования деревянных опалубочных форм единственной возможностью ускорить твердение бетона является направление инфракрасного излучения непосредственно в бетон, без какой-либо промежуточной среды.

Способ обогрева бетона при помощи инфракрасного излучения весьма чувствителен к влиянию ветра и дождя, поэтому влияние этих факторов следует устранить путем возведения защитных устройств.

В производстве бетонных работ при отрицательных температурах инфракрасный обогрев целесообразно применять:

-для отогрева промороженных бетонных оснований, арматуры, закладных металлических деталей и опалубки;

-для интенсификации твердения бетона конструкций и сооружений, возводимых в скользящей и объемно-переставной опалубках, плит перекрытий, отдельных вертикальных и наклонных конструкций, бетонируемых в металлической опалубке;

194

-для предварительного отогрева зоны стыков сборно-монолитных конструкций.

Вкачестве источников инфракрасного излучения применяют:

-металлические трубчатые электрические нагреватели ТЭНы мощностью от 0,6 до 1,2кВт/м с рабочим напряжением 127, 220 и 380В с температурой излучающей поверхности от 300 до 600°С;

-керамические стержневые излучатели мощностью от 1 до 10кВт/м с рабочим напряжением 127, 220 и 380В, с температурой излучающей поверхности от 1300 до 1500°С;

-кварцевые трубчатые излучатели мощностью 1кВт напряжением 220В и температурой спирали 2300°С.

Для создания направленного лучистого потока излучатели помещают в параболические, сферические или трапециедальные отражатели. Инфракрасные излучатели в комплекте с отражателями и поддерживающими устройствами составляют инфракрасную установку (Рис.111).

Рис. 111. Схемы тепловой обработки конструкций инфракрасными установками: а–излучатели с отражателем коробчатого сечения; б– сферические излучатели; в–излучатели для прогрева бетона стен, возводимых в скользящей опалубке; г–излучатели-нащельники; д–цилиндрические инфракрасные излучатели для прогрева бетона стен, возводимых в туннельных опалубках; е–то же, с помощью газовых излучателей; 1–прогреваемый бетон; 2–излучатели; 3–отражатели; 4–телескопические стойки; 5–брезентовый чехол; 7–утеплитель.

195

При обогреве плитных конструкций используют излучатели с отражателями коробчатого типа, которые устанавливают на бетонную поверхность или подвешивают на некотором расстоянии от нее.

При возведении стен в щитовой и объемно-переставной опалубке применяют односторонний обогрев излучателями сферического типа. Для обеспечения равномерности прогрева отражатели располагают на разновысоких телескопических стойках и на расчетном расстоянии от стены.

При применении инфракрасного обогрева конструкций, возводимых в скользящей опалубке, процесс термообработки бетона разделяют на четыре этапа (Рис.112):

Рис.112. Схемы инфракрасного обогрева бетона конструкции:

а– начальное заполнение форм; б–бетонирование до отметки навески подвесных лесов; в–бетонирование средней части сооружения; г–обогрев после прекращения подъема форм; 1–тепляк; 2–щиты опалубки; 3–рабочий пол; 4– бетон; 5–инфракрасные установки; 6–подвесные леса.

а) инфракрасные установки, смонтированные по периметру подвижных форм, нагревают элементы скользящей опалубки перед укладкой бетона в формы и первые слои уложенного бетона (рис.112,а). При этом опалубка и инфракрасные установки находятся в состоянии покоя (Vоп = Vy = 0, где Vу - скорость подъема инфракрасной установки, м/ч; Vоп - скорость подъема опалубки, м/ч);

196

б)скользящая опалубка поднимается на высоту, равную высоте подвесных лесов (рис.112,б), а инфракрасные установки остаются в первоначальном положении и прогревают слой бетона, равный высоте установок (Vу = 0, Vоп > 0);

в) инфракрасные установки, смонтированные на подвесных лесах, движутся относительно конструкции (рис.112,в) синхронно со скользящей опалубкой (Vу = Vоп > 0):

г) по окончании бетонирования захватки сооружения скользящая опалубка останавливается (рис.112,г), а инфракрасные установки поднимаются вверх (Vоп =0, Vу > 0). На этом этапе необходимо, чтобы скорость подъема установок не превышала средней скорости подъема опалубки.

В соответствии с этим каждый слой бетона будет проходить четыре этапа выдерживания:

а)предварительное выдерживание в течение времени

где hл и hу – соответственно высота подвижных лесов и инфракрасной установки, м;

б) разогрев в течение времени

где hп – высота зоны разогрева, м;

в) изотермический прогрев в течение времени

где hи – высота зоны изотермического прогрева, м;

г)остывание, продолжительность которого зависит от конструкции тепляка, месторасположения прогреваемого участка, скорости подъема опалубки, массивности конструкции и температуры наружного воздуха.

В зоне термообработки бетон проходит две стадии — разогрев и изотермический прогрев. Для удобства расчетов инфракрасную установку условно делят по высоте на две зоны: зону нагрева (разогрева) и зону изотермического прогрева; энергетические расчеты ведут отдельно для двух зон, а общую мощность инфракрасной установки определяют как сумму мощностей обеих зон.

197

При применении инфракрасного обогрева бетона конструкций и сооружений, возводимых в скользящей опалубке, скорость разогрева должна соответствовать скорости подъема опалубки, но не превышать значений скорости подъема температуры облучаемых поверхностей бетонных конструкций.

При камерной термообработке (в объемно-переставных опалубках) в отечественной и зарубежной практике применяется обогрев с использованием газовых инфракрасных горелок. Основными элементами инжекционных беспламенных горелок являются, инжектор-смеситель, перфорированная керамическая насадка и рефлектор. Горелки устанавливаются внутри замкнутого пространства опалубленных ячеек (туннелей).

Выбор типа, количества и мест расположения горелок производится на основе расчета баланса тепла, выделяемого горелками, поглощаемого внутренними поверхностями туннеля (бетоном) и теряемого через брезентовую штору и перекрытие.

Ориентировочно потребную мощность горелок рекомендуется принимать из расчета: при двустороннем обогреве — 250 Вт/м² обогреваемой поверхности опалубки, при одностороннем — 500 Вт/м².

При инфракрасном обогреве могут применяться инфекционные беспламенные горелки различных конструкций. Горелки могут работать на природном и сжиженном газе.

Сжиженный газ из баллонов поступает через трубопроводы, вентиль, испаритель газа, коллектор в редуктор. Из редуктора газ через коллектор и пробковые краны по шлангам поступает в горелки. Все оборудование располагается вне туннеля.

Инфракрасные излучатели, как правило, должны быть направлены на те части опалубки, в которые укладывается бетон. В случае применения объемно-переставной опалубки и обогрева при помощи инфракрасного излучения коэффициент использования опалубки может быть равен одним суткам.

Расчетные величины мощности, идущей на обогрев бетона, следует определять в каждом конкретном случае, при этом особое внимание необходимо уделять условиям исправности обогревающего оборудования и теплозащите. Путем улучшения теплозащиты обеспечивается возможность значительного снижения потребностей мощности на обогрев.

Если при возведении конструкций для обогрева бетона используются инфракрасные излучатели, работающие на сжиженном газе, то обязательно выполнение действующих правил безопасной работы.

198

§56. Обогрев бетона горячим воздухом

Применение горячего воздуха для обогрева бетона основано на следующем: горячий воздух прогревает всю опалубку, через которую тепло передается бетону. Этот способ предусматривает ведение процесса обогрева бетона в закрытом пространстве с незначительным воздухообменом.

Способ обогрева может быть применен при бетонировании как в крупнощитовой, так и объемно-переставной опалубке, при бетонировании отдельных конструкций и замкнутых объемов. Замкнутые объемы формируются технологией производства бетонных работ, например, туннели в объемно-переставной опалубке, бетонирование ядер жесткости в циклично-переставной опалубке и скользящей опалубке. При бетонировании отдельных конструкций, например колонн, замкнутый объем формируют использованием тепляков, внутрь которых подают горячий воздух.

Положительной особенностью этого способа являются малые первоначальные затраты на подготовку к прогреву бетона. Однако при таком способе теряется много тепла и трудно автоматизировать процесс выдерживания бетона. Этот способ наиболее целесообразен при низких положительных и небольших отрицательных температурах наружного воздуха.

При прогреве бетона горячим воздухом в объемно-переставных опалубках все открытые торцы ячеек тщательно закрывают теплоизоляционными завесами. При прогреве перекрытия в пределах захватки под крупнощитовой опалубкой на предыдущем этаже устраивают теплоизоляционную завесу, закрепляемую к опалубке перекрытия — вверху и к забетонированному ранее перекрытию — внизу. Благодаря тщательному закреплению завесы образуется замкнутый объем с минимальной фильтрацией воздуха и повышенным избыточным давлением воздуха в ячейке.

Для прогрева бетона в верхней зоне перекрытия на забетонированное перекрытие укладывают полиэтиленовую пленку и эффективный утеплитель расчетной толщины. Возможно применение тепляков над верхней зоной перекрытия с пуском в пространство между перекрытием и тепляком горячего воздуха.

Камерная обработка опалубочных ячеек может производиться о помощью калориферов на жидком и газообразном топливе (огневых калориферов), установленных внутри или вне замкнутых ячеек

(рис.113).

199

сгруппированности этих волокон в пучок, в котором при прохождении тока они помимо частного нагрева способствуют внутреннему нагреву волокон в пучке друг от друга, создавая более высокую концентрацию тепловой энергии. Все это в итоге обеспечивает снижение расхода энергии на обогрев. Токопроводящая жила из полимерного композита закатывается в специальное полимерное покрытие с термостойкостью до 130°С, превращаясь по форме в элекропровод диаметром от 3 до 6 мм, с электросопротивлением от 20 до 120 Ом/м и электрической мощностью от 8,0 до 20Вт/м. Провод обладает высокой гибкостью и коррозийной стойкостью. Вес от 10 до 60г/м, может эксплуатироваться при температуре до -50°С, подключаться к переменному или постоянному току напряжением от 12 до 220В.

Электроподключение греющих проводов при открытом использовании следует осуществлять через понижающие трансформаторы со ступенями пониженного напряжения от 40 до 270В, что позволяет регулировать тепловую мощность проводов при изменении температуры среды.

Учитывая надежность изоляционного покрытия проводов, допускается при использовании стандартных устройств электроподключения и автоматизации обогрева применение напряжений 110–220В. В открытом виде полимерный провод эффективно может применяться для прогрева бетона в тонкостенных конструкциях перегородок, стяжек в кровлях и полах.

Греющие провода с любой жилой подключения к электрической сети с напряжением до 220В работают как нагреватели.

Для питания нагревательных проводов используются специальные понижающие масляные трансформаторы типа ТМОА-50, трансформаторные подстанции на их базе (типа КТП-63-ОБ) или автоматизированные трансформаторные подстанции, имеющие несколько ступеней понижающего напряжения, что дает возможность регулировать в широком диапазоне тепловую мощность проводов при изменении температуры наружного воздуха.

Греющий провод очень удобен для прогрева бетона в любых конструкциях независимо от характера их армирования и конфигурации. Он нашел широкое применение при возведении монолитных многоэтажных жилых зданий, в которых прогреваются перекрытия, колонны и другие конструкции.

Он начал применяться для обогрева бетона стыков, швов и заделок; при отогреве ранее забетонированных кострукций на контакте с вновь укладываемым бетоном; при обогреве раствора в

201

заинъецированных каналообразователях после натяжения арматурных канатов.

Обогрев греющими проводами монолитных конструкций и омоноличиваемых стыков и швов может быть совмещен с другими способами обеспечения требуемой температуры твердения бетона: термоактивные опалубки, термоактивные гибкие покрытия, воздушный прогрев тепловыми генераторами.

2. Технология производства работ

Потребное количество греющих проводов назначается на основании теплотехнического расчета, в результате которого определяется мощность, обеспечивающая нагрев бетона до требуемой температуры с учетом нагрева опалубки, тепловых потерь в окружающую среду и собственного тепловыделения бетона.

Шаг расстановки греющих проводов определяют по формуле:

где Руд – удельная требуемая мощность, Вт/м; р – погонная нагрузка на провод, Вт/м.

В монолитных железобетонных конструкциях шаг греющих проводов должен находиться в пределах 50–150мм. В стыках сборных железобетонных элементах и заделках шаг греющих проводов принимается равным 30–70мм.

При электрическом расчете греющих проводов необходимо учитывать, что максимальная погонная нагрузка на провод не должна превышать 45–50Вт/м. При большей нагрузке возможен местный перегрев бетона и возникновения в нем структурных нарушений

(табл. 30).

Таблица 30

Максимальная температура нагрева провода в бетоне в зависимости от погонной нагрузки

При использовании провода со стальной оцинкованной и полимерной жилами электрические параметры можно определять по номограммам. По номограмме определяют:

202