9.5.2. Безобогревный способ устройства стыков

Применение растворов и бетонов с противоморозными добавками является безобогревным способом устройства стыков.

В качестве противоморозных добавок рекомендованы растворы солей хлористого кальция, поваренной соли (хлористого натрия), нитрита натрия, поташа и др. Запрещается применение противоморозных химических добавок хлористых солей при заделке стыков с металлическими закладными частями и арматурой. Поташ и нитрит натрия не рекомендуют при закладных деталях из алюминия и его сплавов, деталей с защитным покрытием из цинка или алюминия. Количество противоморозных добавок принимают таким же, как при производстве работ с монолитным бетоном в зимних условиях.

Для повышения пластичности и водонепроницаемости бетона в стыке в бетонную смесь с противоморозными добавками вводят сульфитно-спиртовую барду в количестве до 0,15% от массы цемента. Если необходимо получение высокой прочности заделки в короткий срок (в пределах суток), бетоны, приготовленные с противоморозными добавками, могут быть подвергнуты искусственному прогреву.

9.5.3. Обогревные способы устройства стыков

Часто осуществляют прогрев бетонной смеси в стыке сборных элементов после установки инвентарной опалубки и заполнения стыка подогретой бетонной смесью. На внутренней стороне опалубки могут быть закреплены и нашивные электроды.

Кондуктивный нагрев основан на применении греющей опалубки (рис. 9.43). Греющую опалубку обычно используют для предварительного прогрева стыка конструкций и прогрева уложенного бетона. Ее устанавливают в проектное положение и включают в сеть на 2...8 ч для обогрева стыкуемых элементов до температуры 15...20°С. Затем бетонируют полость стыка, после чего продолжают прогревать замоноличенный стык.

Рис. 9.43. Схема контактного нагрева монолитных конструкций:

1 - сборная железобетонная конструкция; 2 - нагревательный элемент; 3 -греющая опалубка

 

Для замоноличивания вертикальных стыков колонн применяют универсальную греющую опалубку с автоматическим регулированием режима термообработки. Она состоит из металлического корпуса, греющих кассет, блоков питания и управления. Корпус опалубки служит для укладки бетона в стык и выполнен из двух частей, скрепляемых между собой болтами. Эти элементы взаимозаменяемые, каждый имеет загрузочное окно. Греющие кассеты представляют собой плоские металлические теплоизоляционные ящики с вмонтированными в них автономными электронагревателями в виде нихромовых спиралей, греющих проводов и низкотемпературных ТЭНов обычно мощностью 0,5 кВт при напряжении 220 В. Рабочая температура поверхности нагревателя равна 600...700°С. Между ТЭНом и стенкой, примыкающей к бетону, имеется воздушный зазор, а за нагревателем — отражатель из белой жести, что приводит к совместному действию конвективного и инфракрасного прогрева. Греющие кассеты в различных комбинациях обеспечивают термообработку стыка любого сечения колонны. Набор греющих кассет вставляют по направляющим металлической опалубки, кассеты охватывают стык с четырех сторон.

Установку греющей опалубки на стык колонны производят вручную, закрепляют на опалубке греющие кассеты, которые включают в сеть до бетонирования стыка. Через 2 ч обогрева полости стыка кассеты отключаются для укладки бетона. Последующая тепловая обработка - нагрев до 50°С и изотермический прогрев при этой температуре до получения необходимой прочности бетона. Температуру в стыке контролируют термометром, который вставляют в предусмотренное в опалубке и кассете отверстие.

Отогрев и прогрев стыков многоярусных колонн, балок и ригелей целесообразно осуществлять при помощи термоактивной опалубки. В полость двойной опалубки, состоящей из внутреннего и наружного стальных листов, помещают нихромовую проволоку внутри электроизоляционного материала с выводом изолированных проводов за габариты опалубки для подсоединения к электрической сети. Опалубку надевают на стыкуемый участок и удерживают специальными хомутами. Бетонную смесь загружают в стык через воронку, встроенную в опалубку.

Прогрев инфракрасными нагревателями (рис. 9.44) или их главными составляющими трубчатыми электронагревателями (ТЭНами) широко используют для многих типов стыков как напрямую, так и в качестве греющих элементов термощитов. Инфракрасный способ термообработки бетона замоноличивания основан на использовании энергии инфракрасного излучения, подаваемого на открытые опалубленные поверхности обогреваемых стыков конструкций и превращающегося на этих поверхностях в тепловую энергию.

Рис. 9.44. Схема инфракрасного нагрева монолитных конструкций:

I - сборная конструкция; 2 - тренога с инфракрасным нагревателем в отражателе

Поскольку глубина проникновения инфракрасных лучей в бетон не превышает 2 мм, то лучистая энергия превращается в тепловую в тонких поверхностных слоях бетона, остальная же масса конструкции медленно прогревается за счет теплопередачи от этих слоев и экзотермии цемента. По этим причинам при замоноличивании стыков инфрарасный способ рекомендуется применять для предварительного отогрева зоны стыков сборных железобетонных конструкций и ускорения твердения бетона или раствора заделки.

Трубчатый электрический нагреватель (ТЭН) представляет собой металлическую полую трубку, в которую запрессована спираль из нихромовой проволоки, наполнителем служит плавленый оксид магния или кварцевый песок. Наполнитель выполняет роль электрической изоляции. Отогрев стыка осуществляют ТЭНом, помещенным в анодированный отражатель, или зона прогрева накрывается брезентом.

Индукционный способ (рис. 9.45) термообработки бетона замоноличивания основан на использовании магнитной составляющей переменного электромагнитного поля для нагрева арматуры вследствие теплового действия электрического тока, наводимого электромагнитной индукцией. При индукционном нагреве энергия переменного электромагнитного поля преобразуется в арматуре или стальной опалубке в тепловую энергию и передается за счет теплопроводности бетону.

Рис. 9.45. Схема индукционного прогрева стыка сборных колонн:

1 - сборные конструкции; 2 -выпуски арматуры; 3 — индукционная обмотка; 4 - инвентарная опалубка; 5 - слой теплоизоляции; б — контактные выводы электросети; 7 - подводящие провода

Применение индукционного нагрева для насыщенных арматурой стыков каркасных конструкций позволяет легко и быстро без дополнительных источников теплоты осуществлять прогрев арматуры, жесткого каркаса, металлической опалубки, ранее уложенного бетона, который нужно отогреть. При индукционном прогреве принимается следующий порядок производства работ: установка и утепление опалубки, устройство индуктора (навивка токопроводящих проводов на опалубку), отогрев арматуры и ранее уложенного бетона, укладка новой порции бетонной смеси в конструкцию, прогрев конструкции по принятому режиму, регулируемое остывание.

Комбинированный метод предполагает комбинацию прогрева и противоморозных добавок, позволяет в более короткие сроки гарантировать требуемую прочность стыков и швов. Метод представляет собой термообработку бетона, содержащего противоморозную добавку (нитрит натрия), обеспечивающую сохранение требуемой подвижности смеси на период ее укладки в полость стыка до начала термообработки.

Комбинированный метод следует применять в тех случаях, когда температура наружного воздуха ниже -25°С, при сильном ветре более 10 м/с, а также для стыков с высоким модулем поверхности. Расчет электронагревательных элементов при обогреве смеси с добавкой нитрита натрия в стыках внешними источниками теплоты (контактными нагревателями, инфракрасными излучателями) и определение удельной мощности при электродном способе прогрева производится, как и для бетонной смеси без добавки.