Обогрев бетона при зимнем бетонировании

---

Бетон (англ. concrete) - составной строительный материал состоящий из трех замешанных на воде ингридиентах - песка, щебня и цемента.
Цемент - это главная составляющая бетона. Вступая в химическую реакцию с водой, он как клей связывает воедино все компоненты бетона.
Затвердевшая со временем смесь превращается в искусственный камень, который с годами становится только прочнее и приближается по этому показателю к граниту.

Зимнее бетонирование

К зимнему бетонированию относятся работы, выполняемые при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже +5°С и минимальной суточной температуре ниже 0°С.

С применением электрического обогрева и теплоизоляции теоретически возможны бетонные работы при температуре воздуха до  -40°С. На практике освоено до температуры -20°С.

Для придания бетонной смеси необходимых пластических и морозоустойчивых свойств вводят пластифицирующие и противоморозные добавки, которые способствуют также экономии цемента и электроэнергии. Применяют следующие модификаторы: нитрит натрия (NaNO2), хлористый кальций (СаСl2), хлористый натрий (NaCl) и другие смеси, а также проводят утепление и прогрев бетона, залитого в опалубку.

Комбинирование методов дает наилучший результат.

Термообработка бетона

До начала работ по укладке нагревательных кабелей должны быть в основном закончены опалубочные и арматурные работы. В ряде случаев раскладку (монтаж) греющих кабелей целесообразно производить одновременно с арматурными и опалубочными работами.

Кабель при этом укладывается на глубине не более 200 мм от поверхности.

Для ускоренного отверждения бетона применяются нагревательные кабели КДБС, TXLP и SMC, а также нагревательные провода марок ПНСВ, ПОСХП, ПОСХВП, ПТПЖ.
В иностранных изданиях есть сведения о применении саморегулирующего кабеля для прогрева бетона с целью быстрого набора прочности.

Питание нагревательных кабелей КДБС, TXLP и SMC производится напрямую от электросети переменного тока 220В.

Питание нагревательных проводов ПНСВ ( и аналогов) осуществляется от сети или от дизель-генератора с понижением напряжения до рабочих значений 24-180 В (с использованием понижающих трансформаторов).

Нагревательные секции КДБС, TXLP и SMC запитываются непосредственно от сети 220 В, без использования трансформаторов - в этом их преимущество.

В качестве теплоизоляционных материалов используют: пенопласт (120 мм), опилки (150 мм), плиты минераловатные (50-60 мм), шлак и деревянные доски.

Термообработка бетона состоит из трех фаз:

• нагревание
• изотермическое выдерживание
• остывание.

Нагревание бетона на портландцементе производится до 40-50°С.
Средняя скорость нагревания бетона составляет 4,0-5,0°С/ч.

Изотермическое выдерживание зависит от температуры нагрева бетона и определяется по графику набора прочности бетона исходя из заданной по проекту нормативной прочности (как правило 70% для несущих конструкций).

Например при изотермическом выдерживании при температуре 20°С в течение 6 суток бетон наберет прочность 0,7, а в течение 22 суток наберет полную прочность (см. график вверху страницы).

Удельная мощность прогрева бетона

Таблица 1: Примерные параметры термообработки в типовых конструкциях 

Среднесуточная температура воздуха, °С	Удельная мощность нагрева Руд,  Вт/м2	Расход кабеля КДБС, м/ м кв
-10	230	6,2
-15	250	6,8
-20	320	8,6

Начальные условия для расчета:

• начальная температура бетонной смеси +15°С;
• скорость ветра 5 м/с;
• температура изотермического выдерживания бетона +40°С;
• утеплитель - минераловатные маты 60 мм

Контроль за режимом термообработки производится с помощью технических термометров и (или) датчиков температуры, вставляемых в бетонную смесь.
Датчики температуры позволяют автоматически регулировать режим нагрева. Датчики устанавливают из расчета 1 шт на 6 м длины конструкции или на 50 м кв поверхности, или на 3 м куб .

Скорость остывания обычно принимают 2,0-3,0°С/ч.

После высушивания кабель отключают, обрезают концы и оставляют внутри железобетонной конструкции.