18.1. Електропрогрів бетону

Існує кілька методів електротермообробки бетону.

Електродний наскрізний - електроди розміщені вертикально до товщі бетону. Застосовується для збірних і монолітних фундаментів, стін, блоків. Електродний периферійний - електроди закріплюють в опалубці в спеціаль­них щитах або термоактивному шарі тирси, змоченої розчином хлористого на­трію (Nad). Застосовується для однобічного прогріву конструкцій товщиною більше за 20 см або двостороннього - до 20 см.

Індукційний - вироб розміщається у змінному магнітному полі, утворе­ному електричною обмоткою, і нагрівається вихровими струмами. Застосову­ється при прогріві збірних і монолітних конструкцій: колон, балок, рам, стовбу­рів, труб та ін.

Інфрачервоний прогрів високотемпературними нагрівачами за допо­могою ламп розжарювання, трубчастих, дротових та інших нагрівачів. Застосо­вується для прогріву монолітних конструкцій складної конфігурації і при су­шінні виробів.

Непрямий прогрів низькотемпературними нагрівачами за допомогою трубчастих, плоских, струнних та інших нагрівачів, вмонтованих до опалубки або матів. Застосовується для усіх видів виробів.

Інфрачервоний прогрів у камерах з випромінювальними поверхнями. Застосовується при виготовленні плит і панелей.

Електропрогрів бетонної суміші поза формою, при якому суміш у гаря­чому стані укладається у форму. Застосовується для зведення монолітних конс­трукцій і при виготовленні виробів у заводських умовах.

Прогрів електродним способом може здійснюватися тільки змінним струмом, тому що постійний струм викликає необоротні хімічні реакції, які змінюють структуру бетону. Опір електричного кола залежить від питомого опору бетону, поверхні зіткнення з бетоном і відстані між електродами. Елект­ропровідність бетону залежить від вмісту в ньому вологи і в міру твердіння бе­тону зменшується. Для підтримки розрахункового тепловиділення до бетону вводять різні домішки - СаС1, №С1, що прискорюють твердіння і зменшують опір бетону.

Застосовувані при прогріві електроди поділяють на пластинчасті, смугові, стрижневі й струнні (рис. 18.1). Для перших двох видів застосовують покрівельну сталь, для інших - прутки діаметром 5...12 мм. Пластинчасті електроди мають ви­гляд пластин, що повністю або частково закривають протилежні площини по тов­щині виробу. Струнні електроди закріплюють уздовж осі довгомірних конструк­цій. Відстані між електродами беруть відповідно до рис. 18.1.

Особливо важливим є електропрогрів у зимовий час. Замерзання бетону в процесі твердіння знижує його міцність, причому тим більше, чим раніше він був заморожений. При досягненні бетоном 50...60% міцності заморожування не впли­ває на кінцеву міцність бетону. Виходячи з цього вибирають режим прогріву. Тривалий режим застосовують для масивних конструкцій, прискорений - для по­легшених конструкцій, проміжний - для інших конструкцій.

Крім того, можливо застосування таких режимів: ступеневий режим з декі­лькома ізотермічними ступенями (застосовують для монолітних попередньо на­вантажених конструкцій), режим «ізотермічний прогрів і остигання», при якому прогрів здійснюється за методом електророзігріву поза формою (застосовується для монолітних конструкцій), саморегулюючий режим з постійною напругою струму прогріву (для масивних конструкцій), імпульсний режим з поперемінним відключенням струму. Максимальна температура процесу обмежується гранично припустимою для певної марки бетону (звичайно 40...80°С).

Електропрогрів бетону здійснюється за допомогою спеціальних трифазних трансформаторів з масляним охолодженням із зміною напруги ступенями. Поряд з трифазними можуть бути використані однофазні, в тому числі зварювальні трансформатори, що підключаються трифазними групами. Зварювальні транс­

Подпись:
форматори розраховані на повторно-короткочасний режим, і їхнє безперервне навантаження при прогріві повинно становити 60...70% номінального.

Електропроводку від зни­жувальних трансформаторів до місця електропрогріву викону­ють тільки ізольованими прово­дами з кріпленням на дерев'яних опорах, на ізоляторах або спеці­альних переносних опорах у ви­гляді козел. Щоб уникнути втрат у лініях трансформатори пови­нні розташовуватися якнайбли­жче до електродів у місці про­гріву бетону. Контакти сполуч­них проводів з електродами та іншими проводами забезпечують за допомогою болтів або знім­них затискачів.

Перед увімкненням вто­ринної мережі трансформатор перевіряють в режимі холостого ходу, при цьому перевіряють та­кож можливість регулювання вторинної напруги. Під час ро­боти треба стежити за допомо­гою амперметрів або вимірюва-

ні f}    льних кліщів за рівномірним на-

Рис.18.1 - Електродний метод електропро- вантаженням на фазах.
гріву бетону: а - за допомогою стержневих           Відповідно до твердіння

електродів; б - струнних; в - пластинчастих; бетону його опір зменшується. 1 - бетон; 2 - електроди; 3 - арматура; 4 - Для під-тримки струму необхід-опалубка; 5 - гаки; 6 - виводи електродів но змен-шувати напругу на ви-для приєднання до живильної мережі; 7 - ході трансформатора. проводи.

Вимір температури бетону при електропрогріві роблять термометрами в шпарах, заздалегідь заготовлених, не менше трьох у кожному конструктивному елементі. У перші 5...6 годин температуру вимірюють щогодини, у наступні 18 годин - через 2 години і далі - 2 рази в зміну.

Для електропрогріву бетону, цегельної кладки, оштукатурених поверхонь використовують зовнішні джерела тепла. Електропрогрів виробів з використан­ням зовнішніх джерел тепла, на відміну від електродного прогріву, відбувається за рахунок тепла, що виділяється поза конструкцією й передається бетону через проміжні матеріали (тирсу, воду, повітря, пар, металеві стінки) або за рахунок

випромінювання. Оскільки зовнішній електропрогрів менш економічний, чим елект­родний, його застосовують тільки для виробів складної конфігурації.

Прогрів бетону електричними печами опору. В електричних печах опо­ру, застосовуваних для непрямого прогріву бетону, нагрівальним елементом служить ніхромовий або фехралевий дріт. Найпростіша піч, призначена для еле­ктропрогріву бетонних і залізобетонних виробів невеликої товщини, являє собою дерев'яну ринву параболічної форми з шпунтованих дощок товщиною 40 мм.

Для прямого електропрогріву використовують інвентарні електрощити. Електрощит являє собою раму з кутиків, усередині якої на сталевому листі то­вщиною 1 мм по шару тонкої ізоляції покладений нагрівальний сталевий або ніхромовий дріт. Зверху дріт ізольований листовим азбестом і шаром мінераль­ної вати товщиною 20...30 мм, захищеним листом дахового заліза. При прогріві кілька таких щитів включаються послідовно. Температуру бетону регулюють включенням у коло різного числа електрощитів.

Для прогріву залізобетонних труб і кілець використовують циліндричні печі з нагрівальною спіраллю, намотаною на шматок асбоцементної труби.

Електропрогрів за допомогою термоактивного шара. Конструкцію, що прогрівається, покривають шаром тирси, змоченої для підвищення електропро­відності слабким розчином солі (3...5 %). В тирсу закладають електроди з круг­лої або смугової сталі, що включаються до мережі. При вмиканні струму тирса нагріваються й тепло передається конструкції. Для збільшення електропровід­ності тирси її після засипання злегка пресують. Температура тирси підтриму­ється на рівні 80...90°С. Необхідна потужність в період підйому температури 7...8 кВт на 1 м бетону, а витрата електроенергії на прогрів такого ж обсягу бе­тону досягає 120... 160 кВттод.

Прогрів за допомогою термоформ з нагрівальними елементами. При електропрогріві збірних залізобетонних виробів застосовують панелі із струмо-провідної гуми. Електропровідність такої гуми створюється за рахунок велико­го вмісту в ній сажі. Нагрівальні панелі мають середній струмопровідний шар товщиною 2 мм, в який забиті електроди з латунної сітки або смуги, і два зов­нішніх шари із звичайної гуми товщиною 0,5 мм.

Важливою перевагою цього способу є герметизація виробу в процесі його прогріву, що виключає випар вологи з бетону.

Електропропарювання. Парове середовище в пропарювальній камері створюється за допомогою електричних нагрівальних елементів-спіралей або

електродів, установлених в нижній частині камери. Потужність нагрівальних

з пристроїв визначається з розрахунку 7...8 кВт на 1 м виробів, що прогрівають­ся. До нагрівачів подається мережева напруга. Для прискорення нагрівання ви­робу рекомендується застосовувати замість води 0,5%-ний розчин повареної солі.

Спосіб електропропарювання залізобетонних виробів застосовують для виробів складної конфігурації.

Електропрогрів інфрачервоними променями. При інфрачервоному про­гріві, на відміну від інших способів зовнішнього обігріву бетону, забезпечуєть­ся безпосередня передача теплової енергії від джерела випромінювання до ви­

робу, що нагрівається. Як джерела інфрачервоного випромінювання використо­вують лампи розжарювання типу ЗН потужністю 300 і 500 Вт при напрузі 127 і 220 В. Застосовують також звичайні лампи розжарювання потужністю 200...500 Вт.

Потужність, необхідна для електропрогріву бетону, яка є одним з основ­них факторів, що визначають вибір електрообладнання і розрахунок живильної мережі, залежить від модуля поверхні конструкції, що прогрівається, темпера­тури прогріву, температури зовнішнього повітря, початкової температури бето­ну, конструкції опалубки, ефективності утеплення й особливо від швидкості ро­зігріву бетону.

Як джерела живлення для електропрогріву застосовують, як правило, трансформатори. При електротермообробці бетону для підтримки заданого ре­жиму застосовують трансформатори із східчастим регулюванням напруги, ав­тотрансформатори й індукційні регулятори. Трансформатори вибирають за по­тужністю й напругою.

Випускається комплектна трансформаторна підстанція зовнішньої уста­новки КТП-ОБ-63В1, призначена для електропрігреву ґрунту й бетону. В КТП установлений трансформатор ТМОБ-63 номінальною потужністю 63 кВА.

Орієнтовний розрахунок витрати електроенергії (W) і необхідної потужності (Р) для електропрогріву бетону виконують відповідно за формулами

W = Жпит V; Р = р V, (18.1) де Wnm - питома витрата електроенергії, кВттод/м ; р - питома потужність на

3          3 3

1 м бетону, кВт/м ; V — обсяг бетону, м3

Питома витрата електроенергії Wnm (кВттод/м ) при прогріванні бетону різними способами:

електродний спосіб прогріву ....80... 120,

індукційний - // -       120...150,

інфрачервоний - // - 100...200.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я