Прогрев бетона электродами

На морозе бетон не может набрать проектную прочность ― вода в составе смеси слишком быстро замерзает и не успевает вступить в реакцию с другими компонентами. Поэтому раньше раствор не заливали при отрицательной температуре воздуха. Сегодня решить эту проблему помогают современные технологии. Одна из самых доступных и экономичных ― прогрев бетона электродами.

Что произойдет, если залить бетонный раствор при минусовой температуре без подогрева? Самым слабым звеном в смеси станет вода: она кристаллизуется и начнет превращаться в лед. Химическая реакция гидратации, когда влага схватывается с цементом, замедлится. Разные участки застынут неравномерно. В результате готовый бетон не превратится в единый монолит, будет больше подвержен деформации, из-за чего прочность и срок службы конструкции могут значительно снизиться.

Как избежать проблем? Создать такие условия, чтобы раствор застывал при плюсовой температуре, причем одинаковой на всех участках заливки. Этого легко добиться при использовании электродов для обогрева. Их размещают внутри опалубки. Электрический ток проходит через смесь, которая таким образом нагревается.

Преимущества и недостатки метода

Технология прогрева бетона электродами имеет много достоинств:

1. Простота и высокая скорость работ. Не нужно привлекать целую бригаду: с задачей справятся 2-3 человека.
2. Экономичность. Не придется покупать дорогое оборудование.
3. Надежность и эффективность. Раствор застывает с нужной скоростью, материал набирает проектную прочность.
4. Увеличение срока службы конструкции.

Есть у метода и недостатки:

1. Вырастут расходы на электроэнергию. На объекте нужно обеспечить силу тока до 50А и установить понижающие трансформаторы, чтобы регулировать интенсивность нагрева.
2. Элементы системы нельзя использовать повторно: они останутся внутри застывшего бетона.

Однако выгоды от применения технологии перекрывают возможные затраты.

Виды электродов

Существует четыре основных типа электродов, которые отличаются по строению и предназначены для разных условий эксплуатации:

• Струнные изготавливают из арматуры длиной 2-3 м и диаметром 10-15 мм. Используют для нагрева колонн, столбов и других узких вертикальных элементов. Устанавливают вдоль оси опалубки, погружают в раствор, концы изгибают и подключают к разным фазам.
• Стержневые делают из более тонкой арматуры сечением 6-12 мм. Применяют для нагрева объектов сложной формы. Укладывают в ряды с одинаковым шагом, крайние стержни располагают в 3 см от опалубки. Первый и последний элементы подключают к одной фазе, все прочие — к другим. Возникает общее электрополе, которое прогревает всю конструкцию.
• Полосовые выполняют из металлических полос шириной 20-50 мм. С их помощью обогревают горизонтальные конструкции, например, межэтажные перекрытия. Полосы раскладывают на поверхности бетона и запитывают от разных фаз.
• Пластинчатые представляют собой металлические пластины разного размера, которые помещают между опалубкой и раствором. Эти элементы могут использоваться на различной высоте и в разных плоскостях, что позволяет обогревать вертикальные конструкции. Пластины присоединяют к разным фазам.

Порядок работ

Режим прогрева зависит от размеров и форм конструкций, марки раствора, назначения объекта. Прежде чем заказать бетон и начать работы, определитесь со схемой подключения, рассчитайте количество элементов и распределение нагрузки по фазам.

Расстояние между рабочими частями должно быть минимум 200-400 мм, между электродами и стержнями — 50-150 мм, до опалубки — не менее 30 мм. Если конструкция не позволяет выдержать такую дистанцию, электроды необходимо дополнительно изолировать (например, с помощью электротехнического эбонита).

Используются три схемы прогрева материала:

1. Нагрев и изотермическая выдержка (поддержание заданной температуры).
2. Подогрев, теплоизоляционная выдержка и постепенное остывание (для этого можно установить греющую опалубку).
3. Подогрев, изотермическая выдержка и остывание бетона.

Время выдержки определяется в зависимости от марки цемента и расчетной прочности конструкции. Общий принцип: нужно повышать температуру постепенно, не более чем на 8-15℃ в час. Необходимо регулярно измерять ее, чтобы следить за соблюдением режима.

После заливки раствора участок укрывают теплоизоляционными материалами — пленкой или рубероидом.

Стоит помнить о том, что прогрев бетона электродами требует соблюдения правил безопасности:

• Подключать электричество и контролировать ход работ должны специалисты, имеющие допуски.
• Каждой конструкции соответствует свой допустимый уровень напряжения. Для армированного бетона он обычно ниже, чем для обычного. В любом случае напряжение не должно превышать 220 или 380 В.
• Выступающие части арматуры надо заземлить, токоведущие участки — изолировать.
• Подключение должно соответствовать проекту.
• Перед запуском системы важно проверить контакты, правильность монтажа, распределение нагрузки по фазам и работу трансформатора.