Размещено на http://allbest.ru

УДК 693.07

Способы термообработки бетона при возведении монолитных конструкций

А.Б. Вальт, А.А. Овчинников

Основным материалом в современном строительстве являются бетон и железобетон, доля которых с каждым годом возрастает. Следует отметить, что на данном этапе увеличиваются объемы использования монолитного бетона и составляют до 50% от общего объема бетона и железобетона.

Если раньше в нашей стране монолитный железобетон применялся, в основном, в промышленном строительстве и, главным образом, при возведении конструкций и сооружений нулевого цикла, то в настоящее время этот материал находит все большее применение в жилищно-гражданском строительстве, причем при возведении не только подземной, но и надземной частей зданий и сооружений.

Отечественный и зарубежный опыты строительства показывают, что использование монолитного бетона и железобетона позволяет снизить единовременные затраты на 30 - 40%, уменьшить расход стали на 7 - 20%, энергозатраты - на 30% [1].

Достоинством монолитного железобетона является и то, что применение этого материала дает возможность возводить здания и сооружения любой конфигурации. Это позволяет значительно улучшить архитектурный облик застройки за счет широкого внедрения индивидуального проектирования.

Однако нерешенность некоторых вопросов технологии и организации возведения зданий и сооружений с использованием монолитного бетона зачастую приводит к неоправданному завышению таких технико-экономических показателей, как трудоемкость и продолжительность строительных работ, к снижению качества возводимых сооружений.

Одними из важных и продолжительных процессов при возведении монолитных конструкций и сооружений являются выдерживание бетона в опалубке и уход за бетоном в этот период, которые в значительной степени влияют на оборачиваемость опалубки и, вследствие этого, на продолжительность строительства в целом.

Особенно остро эта проблема встает при низких положительных и отрицательных температурах. Учитывая, что в нашей стране холодный период года составляет в зависимости от региона от 30 до 80%, решение задач, направленных на сокращение времени выдерживания бетона в опалубке без снижения его качества, является важным и своевременным условием совершенствования технологии возведения монолитных зданий и сооружений.

В современных технологиях производства сборного железобетона и возведения монолитных конструкций зданий и сооружений широко используется интенсификация твердения бетона, обеспечивающая сокращение сроков выдерживания бетона до набора требуемой прочности и увеличение оборачиваемости опалубки. На строительной площадке наиболее хорошо себя зарекомендовали методы ускорения твердения бетона, основанные на его термообработке.

Современная практика строительства характеризуется большим разнообразием способов термообработки бетона, обеспечивающих благоприятные и ускоренные условия твердения бетона не только при положительных, но и практически при любых отрицательных температурах. Это стало возможным благодаря исследованиям, выполненным как в нашей стране, так и за рубежом.

Впервые эта проблема была поставлена профессором И.А. Киреенко в 1919 году в монографии «Бетонные работы на морозе» [2], где автор описывал предложенный метод «термос». В дальнейшем работами Б.Г. Скрамтаева, С.А. Миронова и других ученых на основе проведенных исследований и опыта укладки бетона в массивные конструкции был разработан способ «термос» как научно обоснованный метод зимнего бетонирования. строительство монолитный бетон твердение

Данный метод основан на утеплении возводимых конструкций для сохранения тепла, вносимого в бетон в процессе приготовления за счет прогрева материалов, а также выделяемого при гидратации цемента. При этом количество тепла и утепление должны быть достаточными для набора требуемой прочности бетона за период его остывания.

Весьма важным при производстве бетонных работ методом «термос» является вопрос сохранения тепловой энергии в бетоне за время транспортирования, укладки и выдерживания его в конструкциях. Эффективность данного метода повышается за счет увеличения начальной температуры бетона в конструкции, использования опалубок с высокими значениями термического сопротивления и применения высокоактивных цементов.

Повышение температуры бетонной смеси при выходе из бетоносмесителя вызывает сокращение дальности транспортирования и времени укладки ее в конструкцию. Использование утепленных опалубок приводит к значительным дополнительным затратам, которые вызваны утеплением конструкции и длительным выдерживанием бетона в опалубке.

В связи с этим область применения метода «термос» ограничена и возможна для конструкций с модулем поверхности до трех при температуре окружающей среды не ниже минус 15 ?С.

Увеличить область применения и повысить эффективность термосного выдерживания бетона возможно за счет осуществления перед укладкой в опалубку предварительного разогрева бетонной смеси. Предварительный разогрев бетонной смеси до высоких температур (70 - 90 ?С) ускоряет процессы тепловыделения и набора прочности, обеспечивает благоприятное термонапряженное состояние бетона при выдерживании в опалубке.

Опыт производства бетонных работ при отрицательных температурах и анализ способов зимнего бетонирования свидетельствуют о перспективности использования предварительного разогрева смеси.

Этому способствуют простая технология осуществления разогрева, минимальный расход электроэнергии, стали, средств и труда, увеличение срока службы опалубки в результате отсутствия ее сцепления с бетоном, возможность бетонирования как неармированных, так и армированных конструкций, высокое качество бетона.

В настоящее время существуют порционный и непрерывный разогрев бетонной смеси, которые осуществляются с использованием электроэнергии, пара, продуктов сгорания, специальных компонентов - добавок, увеличивающих тепловыделение.

Однако на строительной площадке наиболее широкое распространение получил способ порционного электроразогрева бетонной смеси, который осуществляется в кузовах автосамосвалов и в поворотных бадьях. Это вызвано недостаточной разработкой технологий и слабой материально-технической базой для осуществления разогрева смеси другими вышеперечисленными способами.

Все более широкое использование автобетоносмесителей для транспортировки бетонной смеси и автобетононасосов для ее укладки ограничивают применение такого эффективного метода как предварительный разогрев бетонной смеси.

Наиболее распространенным способом зимнего бетонирования является электродный прогрев, предложенный шведскими инженерами А. Брундом и Х. Болиным [3]. С использованием электропрогрева возводится до 60% монолитных конструкций в зимнее время. Широкое применение этого метода стало возможным благодаря глубоким исследованиям по теории и практике, выполненными отечественными учеными: А.В. Нетушиллом, С.А. Мироновым, Р.В. Вегенером, Б.А. Крыловым и многими другими.

Приоритетность электропрогрева объясняется надежностью этого метода, достаточной технической оснащенностью строительных организаций для его осуществления, огромным опытом строительства.

Одним из преимуществ электропрогрева монолитных конструкций является то, что в процессе протекания электрического тока через бетон выделение тепла происходит непосредственно внутри конструкции.

Электропрогрев, как и любой метод термообработки, требует грамотного его применения. Исследования и опыт бетонирования показывают, что равномерность электрических и тепловых полей в бетоне при прогреве зависит от вида и характера размещения электродов. Использование различных типов электродов позволяет обеспечить равномерность электрических и тепловых полей в массиве бетона и дает возможность осуществлять электропрогрев большого многообразия типов конструкций с высокой точностью соблюдения задаваемого режима.

Однако, несмотря на многие достоинства электродного прогрева бетона, следует отметить, что этот метод является довольно трудоемким, так как требует существенных затрат на изготовление и установку электродов. Особенно затрудняет процесс размещения и установки электродов наличие арматуры в конструкциях, а прогрев густоармированных конструкций иногда становится практически невозможным.

Негативное влияние армирования на прогрев монолитных конструкций исключает метод электротермообработки бетона с использованием греющих изолированных проводов [4], который в последнее время находит все более широкое применение.

Достоинством данного метода, как и электродного прогрева, является то, что выделяющий тепло провод находится в теле бетона. Это обеспечивает передачу всего тепла от нагревателей в бетон, теплопотери сводятся к минимуму.

В «Руководстве по прогреву бетона в монолитных конструкциях» [4] приводятся марки проводов и прогревного оборудования, с помощью которых можно осуществлять термообработку бетона, рассматриваются некоторые вопросы технологии производства работ. Однако многие задачи теории и практики данного способа термообработки бетона на данный момент не решены, что затрудняет рассчитывать и назначать технологические параметры выдерживания монолитных конструкций в зависимости от климатических, конструктивных, технологических и материаловедческих факторов.

Для данного метода необходимо разработать способы расчета и назначения температурных режимов, обеспечивающих набор требуемой прочности бетона с минимальными затратами, за короткие сроки без снижения качества возводимых конструкций. Также требуют решения вопросы термонапряженного состояния бетона как в процессе выдерживания, так и в момент снятия опалубки.

Решение этих задач позволит значительно расширить границы использования данного способа термообработки бетона, обладающего многими положительными качествами.

Список литературы

1. Возведение зданий и сооружений из монолитного железобетона: учеб. пособие / С.А. Молодых, Е.А. Митина, В.Т. Ерофеев и др. - М.: Изд-во ассоциации строительных вузов, 2005. - 192 с.

2. Киреенко И.А. Бетонные работы на морозе / И.А. Киреенко. - Киев: Изд-во Н.К.З., 1919. - 169 с.

3. Brund A. Accelerating hardening of plastic mixtures, U.S. patent №1808762 / A. Brund, H. Bohlin. - U.S.A: Rock Prod, 1932.

4. Руководство по прогреву бетона в монолитных конструкциях / под ред. Б.А. Крылова, С.А. Амбарцумяна, А.И. Звездова. - М.: НИИЖБ, 2005. - 275 с.

Аннотация

УДК 693.07

Способы термообработки бетона при возведении монолитных конструкций. А.Б. Вальт, А.А. Овчинников

Рассматриваются основные способы термообработки бетона, широко используемые в практике строительства. Установлены проблемы, ограничивающие более широкое их применение при возведении монолитных конструкций.

Ключевые слова: монолитные железобетонные конструкции, интенсификация твердения, требуемая прочность, термообработка бетона, термонапряженное состояние, температурный режим, греющий изолированный провод

Annotation

Methods of concrete thermotreatment in monolithic structures building. A.B. Valt, A.A. Ovchinnikov

Principal methods of concrete thermotreatment, widely used in building, are considered. The problems, restricting their wider use in monolithic structures building, have been established.

Размещено на Allbest.ru