Обзор особенностей производства бетонных работ в зимнее время

Размещено на http://www.allbest.ru/

6

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Оренбургский государственный университет»

ОБЗОР ОсобенностЕЙ производства бетонных работ В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ

Гарипов В.С., канд. техн. наук, доцент,

Панагасов М.А.

При строительстве различных зданий и сооружений, при изготовлении бетонных и железобетонных конструкций широко применяют бетоны и растворы на минеральных вяжущих. Применение этих материалов предполагает строгое поддержание температурных режимов при твердении, особенно в зимнее время. Известными методами зимнего бетонирования в строительстве являются: применение метода термоса, использование обычных нагревателей, электропрогрев, введение с водой затворения противоморозных добавок комплексного типа, применения разогрева заполнителей и др. [1 - 3]. В настоящее время зимой в строительстве в больших объемах применяют гибкие поверхностные нагревательные элементы. Поверхностные нагреватели могут применяться не только в зимний, но и весеннее-летний период времени для ускорения твердении. Сравнительная эффективность применения некоторых способов зимнего бетонирования представлена на рис. 1.

1 - при применении комбинированных методов; 2 - при применении электроматов; 3 - электродный способ; 4 - при применении противоморозных добавок; 5 - при применении теплоизоляциооных матов

Рис. 1 - Эфективность различных способов зимнего бетонирования

Однако при использовании термоматов, рис. 2 - 3, следует учитывать влияние прогрева на следующие свойства получаемого бетона: пересушивание, усадку, трещиностойкость, прочность, водонепроницаемость и шелушение. Применение гибких нагревательных элементов и технологии изготовления железобетонных изделий с их использованием прошло несколько этапов развития. Первый этап - создание гибких нагревательных элементов на основе влагозащитной оболочки и нихромовой проволоки [4]. На этом этапе сформулирована основная рабочая гипотеза теории прогрева железобетонных конструкций с помощью нагревательных элементов и проведен комплекс лабораторных и производственных испытаний. Электротерморегулируемый способ получил наибольшее распространение в период с 1960 - 1985 г. при бетонировании любых конструкций (особенно с модулем поверхностей более 5 м²/м³) и выполнении других строительных работ.

Рис. 2 - Устройство термоэлектрического мата

Рис. 3 - Прогрев бетона с помощью ТЭМ-400

Второй этап - разработка и внедрение гибких нагревательных элементов на основе углеродной ткани в резинотканевой оболочке и разработка их совместного применения с термоактивной опалубкой [5]. Так совместное использование греющей опалубки и тэмов при одностороннем и двухстороннем прогреве по рациональным режимам монолитных железобетонных перекрытий обеспечивает набор 70 % - проектной прочности в течение 18 - 24 ч изотермического выдерживания при температуре 60 - 70 °C. Рациональные режимы по данной технологии при прогреве монолитных конструкций предусматривают предварительное выдерживание при температуре 6 - 20 °C в течение 5 - 7 час, разогрев его со скоростью 100 °C /ч, изотермическое выдерживание при температуре 60 - 70 °C и остывание со скорость. 5 - 10 °C /ч.

Третий этап - применение нагревательных элементов совместно с другими способами зимнего бетонирования. На этом этапе полностью сформулирована теоретическая гипотеза прогрева бетона с помощью тэмов (термоэлектрические маты) и дано обоснование целесообразности применения комплексных химических добавок совместно с прогревом тэмами, проведены необходимые лабораторные испытания. При этом особое внимание обращено на процессы при формировании поверхностного слоя в зимних условиях. Гибкие нагревательные элементы были разработаны в РГСУ, РНИИ АКХ им. К.Д. Памфилова при участии сотрудников РГПИ и МО-10 [6 - 8]. Некоторые параметры греющих элементов приведены в табл. 1.

Таблица 1 - Характеристики гибгих нагревательных элементов

Очевидными преимуществами способа применения бетонирования с применением тэмов является возможность регулировки режимов тепловлажностной обработки. Недостатками являются относительно длительное время термообработки. Так, например, по технологии [4] прочность при сжатии до 25 % проектной прочности можно получить через сутки, 50 % - через 2 - 3 суток, а через 3 - 5 суток - 70 %. Применение комбинированного метода, т.е. с применением комплексных добавок (С-3+кремниорганические жидкости + подобранные ускорители или иные добавки) позволяют резко сократить режим обработки.

В результате обзора научно-технической литературы, сделан вывод, что для дальнейшего изучения наиболее подходящим способом будет, кроме различных по мощности нагревательных элементов и используемых при этом высокоэффективных материалов, являться способ одновременной защиты бетонных поверхностей от высыхания в процессе тепловой обработки с одновременным сокращением времени тепловой обработки. Преимуществами бетонирования с помощью гибких нагревательных элементов совместно с химическими добавками являются - снижение затрат при термообработке, устранение недостатков предшествующих решений и значительный прорыв в технологической части: улучшение физикомеханических свойств поверхностного слоя бетона и материала в целом. При использовании высококачественных материалов, соблюдения технологии производства и режимов термообработки с помощью нагревательных элементов совместно с различными комплексными добавками, возможно, получать высококачественные бетоны типа High Performance concrete - HPC.

Исходя из гетерогенного характера строения бетона установлено, что наиболее значительную роль в синтезе морозо- и коррозионной стойкости материала, подвергнутого обработке с помощью гибких нагревательных элементов играет микроструктура цементного камня наружного поверхностного слоя бетона, определяемая особенностями капиллярно-пористой структуры. Разработана современная методика расчета температурных напряжений на поверхности покрытия и в глубине бетонной конструкции при различных температурных воздействий с учетом многих факторов, что позволяет обеспечить надежную защиту от развития трещинообразования. При этом в расчетах учтены различные мощности гибких нагревательных элементов и применения различных технологических операций: своевременной нарезкой пазов контрольных швов в затвердевшем или свежеуложенном бетоне, корректным назначением температурного режима твердения бетона и использования различных технологических операций. Результаты проведенных исследований и обследование изготовленных изделий, подтверждают, что при соблюдении всех вышеизложенных требований в течение срока службы в бетоне отсутствуют признаки морозного разрушения (шелушение, снижение прочности, сколы и др.), следовательно, применение гибких нагревательных систем значительно улучшает свойства бетона [9], подвергшегося обработке по разработанной технологии.

Анализ проведенного обзора научно-технической информации по различным методам зимнего бетонирования позволяет сделать вывод, что наиболее перспективным способом обогрева монолитного бетона при пониженных температурах является использование гибких нагревательных элементов, в составе термоматов, совместно с химическими добавками.

термоэлектрический мат подогрев раствор бетон

Список литературы

1. Миронов С.А. Теория и методы зимнего бетонирования / С.А. Миронов, 3-е изд. - М.: Стройиздат, 1975. - 700 с.

2. Ronin V., Jonasson J. E. Investigation of the effective winter concreting with the usage of energetically modified cement (EMC)-material science aspects //Report 1994. - 1994. - Т. 3. - 24 рр.

3. Justnes H. et al. Microstructure and performance of energetically modified cement (EMC) with high filler content //Cement and Concrete Composites. - 2007. - Т. 29. - №. 7. - P. 533-541.

4. Осипов А.М. Бетонирование при низких температурах [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, №4 (часть 2). - Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n4p2y2012/1306 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.

5. Аханов В.С. Электротермия в технологии бетона [Текст] / В.С. Аханов. - Махачкала: Дагестанское книжное издательство, 1971 г. - 252 с.

6. В.С. Аханов и А.А. Федоров «Способ электропрогрева бетона в зимних условиях» Авторское свидетельство СССР № 282107 .

7. Сысоев А.К., Сысоева Н.А., Какурин П.Л. «Термоэлектрический мат» Патент РФ №2304368 .

8. Сысоев А.К., Какурин П.Л. «Термоэлектрический мат» Патент РФ на полезную модель №51059.

9. Виноградова Е.В. Проблемы управления качеством бетонных работ [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, №3. - Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n3y2012/1001 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.

Размещено на Allbest.ru