Тепловая обработка электропрогревом

Использование электрического для нагревания бетона с целью ускорения его твердения было внедрено в практическую деятельность в 30-х годах, и этот метод получил широкое распространение при строительстве промышленных объектов в Сибири. Прогревание бетона на сегодняшний день наряду с добавками является основным методом зимнего бетонирования. Существует два подхода к прогреванию бетона электричеством. Первый подход – пропускание электрического тока непосредственно через бетон, второй – использование нагревательных проводов, закладываемых внутрь бетона.

Первый подход основан на том, что вода в бетонной смеси насыщена растворенными в ней щелочами и является ввиду этого хорошим проводником. При прогреве бетона через него пропускают переменный электрический ток с частотой 50-60 Гц. Закон Джоуля-Ленца определяет количество теплоты, выделяемое током при его прохождении через бетон:

Q = I2Rt,

где Q – количества теплоты в Дж, I –сила тока в амперах, R – сопротивление в Омах, t – время в секундах.

В качестве источника переменного тока в бетоне выступают стержневые, пластинчатые, сеточные или полосовые электроды. Как правило, стержневые электроды забивают или вставляют в бетонную смесь с последующим сохранением их внутри бетона после затвердевания. Такие электроды изготавливают из стержней (алюминий, сталь и т.д.) диаметром 6-8 мм. Пластинчатые, сеточные и полосовые электроды прижимают к противоположным стенкам бетонного изделия. В этом случае материал, используемый для источника тока, сохраняется.

Сразу после приготовления бетонной смеси ее сопротивление уменьшается, что обусловлено процессами растворения продуктов реакции воды с зернами цемента, однако после схватывания сопротивление начинает увеличиваться, поскольку вода (основной проводник электричества), во-первых, частично испаряется, а во-вторых, ее количество уменьшается, т.к. она расходуется на взаимодействие с цементом. Регулирование температуры прогрева осуществляется изменением напряжения тока. В начальный период прогрева линейное напряжение составляет 50-60 вольт на электродах, далее поскольку сопротивление увеличивается, напряжение увеличивается до 150-220 вольт. Расположение электродов необходимо подбирать таким образом, чтобы обеспечить наиболее равномерный прогрев бетона.

Прогрев бетона электрическим током более экономичный процесс, по сравнению с пропариванием бетона – коэффициент использования тепла в 3 раза больше. При этом бетон прогревается более равномерно, тогда как при пропаривании в первую очередь избыток тепла получают наружные слои бетона. Недостатком прогрева бетона током является градиент тепла, направленный наружу, что может вызвать пересушивание изделия. Поэтому при таком прогреве требуется выполнение дополнительных операций, уменьшающих потери тепла через границы бетона. Прогрев бетона сводится к двум-трем этапам: разогрев, изотермический прогрев и остывание. Рекомендуемые скорости роста температуры показаны в таблице 1. Температуры изотермического прогрева при различных видах цемента представлены в таблице 2.

Таблица 1

Характеристика изделия

Тип электрода

Скорость подъема температуры, град/час

Изделия сложной конфигурации

стержневые и полосовые

5‑10

Армированные блоки прямоугольного сечения

полосовые и пластинчатые

15

Неармированные блоки

пластинчатые

30

Таблица 2

Вид цемента

Температура в оС при модуле поверхности изделия

< 10

10‑15

15‑20

шлакопортландцемент

80

65

50

пуццолановый портландцемент

80

60

45

портландцемент 300-400

70

50

40

портландцемент 500-600

60

40

35

Ожидаемая после прогрева бетона прочность обычно составляет 70% от марочной и будет возрастать с течением времени. При грамотно спланированном применении процедуры прогрева бетона можно достичь прочности в 70% от марочной в течение восьми часов! Для уменьшения рисков появления термических трещин скорость остывания температуры бетона необходимо регулировать и следить за тем, чтобы она не превышала 5-10оС/час.

Комментарии закрыты.