Обогрев бетона инфракрасными лучами

Метод обогрева инфракрасными лучами применяется при воздействии горизонтальных и вертикальных конструкций, отдельно стоящих и замкнутых помещений (камерный) и др. Инфракрасные лучи являются составной частью спектра электромагнитных волн, распространяющихся с высокой скоростью и имеющих длину волны от 676 до 1000 мкм. Они имеют способность поглощаться телами и трансформироваться в тепловую энергию. При термообработке бетона часть энергии излучения поглощается и переходит в тепловую, часть отражается и уходит в окружающую среду, а остальная энергия проходит через тело бетона.

Для создания направленного потока инфракрасных лучей применяют различные системы отражателей параболического, сферического или трапецеидального типов. При обогреве плитных конструкций используют излучатели с отражателями коробчатого типа, которые или устанавливают на бетонную поверхность, или подвешивают на некотором расстоянии от нее. Чтобы предотвратить быстрое испарение влаги, поверхность бетона покрывают пленкой.

При возведении стен в щитовой и объемно-переставной опалубке применяют односторонний обогрев излучателями сферического типа. Для обеспечения прогрева всей плоскости стены отражатели располагают на разных уровнях на телескопических стойках и на расчетном расстоянии от стены. При возведении конструкций в скользящей опалубке бетон, выходящий из опалубки, прогревают с двух сторон инфракрасными излучателями. Их подвешивают к щитам опалубки или размещают на подвесных подмостях. Чтобы исключить потери теплоты, возводимые конструкции изолируют от окружающей среды брезентовым чехлом, выполняющим роль тепляка. Для прогрева стыков сборных железобетонных конструкций крупнопанельных зданий применяют различные типы нащельников в виде прямоугольных коробов (при устройстве плоских стыков элементов) или сегментов (для стыков, расположенных под прямым углом).

Инфракрасные установки на базе жаропрочных трубчатых нагревателей успешно используются при устройстве бетонных подготовок и полов. Термообработка монолитных полов толщиной 25 см проводится в несколько этапов. Свежеуложенную смесь укрывают полиэтиленовой пленкой. Разогрев слоя бетона проводится в течение 2 - 4 часов при интенсивном режиме теплового воздействия (мощность теплового потока до 3000 Вт/м2, расстояние от излучателей до поверхности 0,7 м). Затем инфракрасные установки переключают на режим 1500 … 2000 Вт/м2. На этом этапе осуществляется тепловая защита бетона для поддержания изотермического процесса. Этот период длится 4 … 6 ч, что обеспечивает получение бетоном прочности не менее 40% проектной. Для уменьшения потерь тепла в атмосферу под действием ветра комплект инфракрасных излучателей ограждают переносным тепляком из полиэтиленовой пленки. Такой прием позволяет на 1,5 - 2 ч сократить время тепловой обработки.

Наибольший эффект применения данной технологии получается при тепловой обработке стен и перекрытий, изготовляемых в тоннельной опалубке. Это позволяет довести продолжительность возведения одного этажа здания до 8 суток вместо 15. Резкое сокращение продолжительности возведения одного этажа достигается за счет более интенсивной тепловой обработки при температуре бетона 50 … 55°С в замкнутом объеме помещений. Мобильность инфракрасных установок позволяет осуществлять раздельную интенсификацию твердения бетона стен и перекрытий, применять полный комплект опалубки на этаж или половину этажа. Удельный расход электроэнергии на термообработку стен составляет до 55 … 60 кВт-ч, а плит перекрытия — 70 кВт-ч.

За последние годы все чаще применяется камерный инфракрасный обогрев. Он, как правило, применяется при возведении зданий в объемно-переставной и крупнощитовой опалубках. При этом тоннели со стороны фасада закрываются утепленными щитами или брезентовым занавесом. Щиты и панели, опалубливающие наружные стены с внешней стороны, и щиты, опалубливающие стены на границе захваток, также должны быть утеплены.

Очень часто для прогрева бетона используется горячий воздух, который подается через газовые обогревающие элементы, обладающие высоким коэффициентом обмена энергии, при этом продукты горения не осаждаются на опалубку или бетон. Газовые инфракрасные отопительные агрегаты используются как основные источники тепла для выдерживания бетона во многих странах мира. Причина этого кроется в низкой стоимости энергии, надежности контролируемой системы, высокой эффективности независимо от времени года. Исследованиями установлено, что для бетонирования одной и той же конструкции (плита перекрытия площадью 200 м2) в одинаковых условиях тремя разными методами были получены следующие результаты: инфракрасный агрегат на пропане - 80 л; воздухонагреватель на пропане - 250 л; сушильный агрегат —800 л (расход энергии условно выражен в литрах мазута). Сопоставление данных свидетельствует о высокой эффективности и экономичности инфракрасной системы тепловой обработки бетона.

При инфракрасном обогреве применяются инжекционные беспламенные горелки, основными элементами которых являются инжектор-смеситель, перфорированная керамическая насадка и рефлектор. Инфракрасное излучение создает распыляющая керамическая насадка.

Существенное влияние на интенсивность набора прочности бетона оказывает использование различных теплоизоляционных материалов. По этой причине необходимо делать различие между временем обогрева и временем выдерживания. Обогрев предусматривает максимально быстрое повышение температуры, в то время как в период изотермического прогрева температура не повышается, кроме возможного повышения температуры самого бетона.

Температурный режим прогрева, выдержки и остывания бетона оказывает влияние на его напряженное состояние и в конечном итоге на его физико-механические и эксплуатационные характеристики. Так, остывание поверхностных слоев бетона происходит значительно интенсивнее срединных, что вызывает неравномерность температурного поля. В результате этого срединные слои бетона сжаты, а поверхностные — растянуты. В первые часы после демонтажа опалубки напряженное состояние достигает максимума. Со временем значения растягивающих напряжений на поверхности резко падают. Рассмотрим плоскую модель (плита) с граничными условиями при свободном теплообмене со средой, температура которой постоянна, и двустороннем остывании.

Результаты расчета показывают, что при остывании монолитные стены находятся в сложном напряженном состоянии, которое изменяется во времени и зависит от ряда факторов: распределения температуры по плоскости и сечению; распалубочной прочности бетона; степени армирования и др. Регулируя температурное поле при термообработке бетона, можно существенно изменять напряженно-деформированное состояние и повышать трещиноустойчивость конструкции. Основной причиной появления трещин в конструкции является то обстоятельство, что бетон к моменту распалубки не приобрел достаточной прочности, и напряжения, возникшие от температурных воздействий, превышают прочность бетона при растяжении. В монолитном домостроении необходимо строго соблюдать технологию распалубки и при низких температурах (до —30°С) теплоизолировать распалубливаемую конструкцию с целью снижения разности температур на поверхности и в середине сечения.

Особое внимание при устройстве монолитных перекрытий следует обратить на предотвращение прогиба плит. При достижении распалубочной прочности (около 70% проектной) еще достаточно велики деформации ползучести бетона, что приводит при дополнительном нагружении перекрытий к образованию невосстанавливаемого прогиба. Поэтому плиты перекрытия требуют, как правило, дополнительного теплового воздействия и строгого соблюдения режима остывания. После распалубки под монолитным перекрытием необходимо установить инвентарные стойки до достижения бетоном марочной прочности.

Таким образом, тщательное соблюдение технологии теплового воздействия на твердеющий бетон позволяет получать конструкции с заданными свойствами, интенсифицировать процесс возведения зданий, приняв за основу поточное ведение работ с шагом, соответствующим циклу набора прочности. Комплекс технических мероприятий по использованию методов зимнего бетонирования позволяет на высоком уровне и с достаточной надежностью вести работы по возведению монолитных и сборно-монолитных зданий круглогодично.

Welcome to site about Rybinsk - click here.

Мой блог находят по следующим фразам
метод термоса
технология возведения 12м .колонн
Арматура для армирования. бетона предназначение
Арматура для армирования. бетона ее назначение
армирование массивных конструкций
понятие перегородка