Глава 2. Электропрогрев бетона

Электропрогрев (электродный прогрев) - способ ускорения твердения бе­тона, заключающийся в нагревании его электрическим током промышленной частоты, пропускаемым непосредственно через бетон. В этом случае прогре­ваемый бетон в конструкции включается в электрическую цепь как сопротив­ление и преобразование электрической энергии в тепловую происходит внутри бетона.

Электродный прогрев (электропрогрев) бетона применяется с 1932 г. в нашей стране и является одним из эффективных способов ускорения твердения бетона при возведении бетонных и железобетонных монолитных конструкций при строительстве в зимних условиях. Этот способ предохраняет конструкции от преждевременного замораживания и обеспечивает получение требуемой прочности бетона в короткие сроки.

Электропрогрев применяется для ускорения твердения бетона в конст­рукциях с модулем поверхности выше 5, а также в более массивных конструк­циях, когда нет гарантии обеспечения требуемой теплозащиты при выдержи­вании бетона методом "термоса” или, когда необходимо получить заданные прочности в более короткие сроки.

Кратковременный электропрогрев бетона целесообразно применять так­же в осенний и весенний периоды, когда понижение температуры наружного воздуха (особенно в ночные часы) может значительно отодвинуть сроки распа- лубливания или загружения конструкции.

Электропрогрев бетона, вследствие выделения тепла непосредственно в теле бетона, позволяет затрачивать наименьшее количество электроэнергии по сравнению с другими способами электротермообработки бетона.

При электропрогреве бетона целесообразно использовать максимально допустимые температуры прогрева, что обеспечивает наименьшую длитель­ность прогрева конструкции.

Однако, наряду с преимуществами, электропрогрев бетона имеет и опре­деленные недостатки:

- во избежание быстрого существенного расширения бетона и негативного влияния на его структуру разогрев необходимо вести медленно, что увели­чивает продолжительность периода прогрева;

- нецелесообразно использовать его для термообработки конструкций с высо­ким процентом армирования и конструкций, армированных пространственными каркасами, т.к. в этом случае имеет место большая неравномерность температурного поля (перегрев бетона в зоне между арматурой и электро­дами и недогрев в межарматурной зоне).

Электродный прогрев бетона подразделяется на сквозной  и пе­риферийный. Сущность сквозного электропрогрева заключается в пропускании электрического тока через весь объем бетона прогреваемой кон­струкции. Электрический ток проходит через бетон между электродами, рас­полагаемыми на противоположных гранях прогреваемого конструктивного элемента или устанавливаемыми непосредственно в бетон.

Глава 3. Предварительный электроразогрев бетонных смесей

Предварительный форсированный электроразогрев бетонных смесей производится после их приготовления до начала схватывания, быстрой ук­ладки разогретых смесей в конструкцию, их уплотнения и укрытия для по­следующего термосного выдерживания. Разогревается бетонная смесь электрическим током промышленной частоты при напряжении 380-220В.

Внесенное в бетонную смесь тепло при разогреве повышает химиче­скую активность воды затворения, которая интенсивно начинает реагировать с цементом, что способствует быстрому выделению экзотермического тепла. Благодаря этому в забетонированной конструкции длительное время под­держивается положительная, подчас достаточно высокая температура (до 60- 80°С), что приводит к быстрому затвердеванию бетона. Уплотнение разогре­той бетонной смеси после укладки позволяет обеспечить плотную структуру бетона с высокими физико-механическими характеристиками.

Наибольший эффект предварительного электроразогрева проявляется при бетонировании массивных и средней массивности конструкций с Мп до 8м. При этом учитывается температура наружного воздуха (а в районах с сильными ветрами - жесткость погоды, т.е. при ветре воздействие темпера­туры оказывается более низким), влияющая на общий тепловой баланс забе­тонированной конструкции. Интенсивность охлаждения конструкции не должна превышать притока тепла за счет экзотермии по крайней мере до достижения бетоном 40 - 50%-ной прочности от проектного значения. При последующем медленном остывании, твердение бетона продолжается вплоть до достижения температуры 0°С.

В сильные морозы при интенсивном остывании бетона в периферийных слоях конструкции ее необходимо утеплять в соответствии с теплотехниче­ским расчетом, учитывающим влияние среды и массивности конструкции.

Применение предварительного электроразогрева бетонных смесей, по­зволяет возводить бетонные и железобетонные конструкции высокого каче­ства и долговечности с минимальными затратами электрической энергии. При этом методе на бетонно-смесительных узлах отпадает необходимость в зимнее время подогревать заполнители до высоких температур и ограничи­ваться только их оттаиванием; исключать возможность начала схватывания бетонной смеси (выходящей с невысокой температурой из смесителя) при транспортировке ее к месту укладки; в течение короткого времени разогре­вать бетонную смесь (не более 15 мин.) до требуемой температуры (50-80 С) с минимальными потерями тепла при этой операции и последующей быст­рой укладкой и выдерживанием бетона в конструкции по методу термоса.

В конструкциях, забетонированных предварительно разогретой бе­тонной смесью, формируется благоприятное термонапряженное состояние, благодаря тому, что температура в поверхностных слоях ниже, по сравне­нию с внутренними и бетон в них твердеет медленнее.