Материал: Организация и технология ремонта зданий и сооружений.

погружаемые в тело бетона перпендикулярно продольной оси эле­ мента. Их, как правило, нужно изготовлять из стали диаметром 4—6 мм. К концам электродов, выступающим на 10—15 см из опа­ лубки, присоединяют электрические провода.

Стержневые электроды широко применяют при прогреве отдель­ ных фундаментов колонн, балок, плит толщиной 15—20 см, боковых поверхностей массивных конструкций, пересечений и узлов.

При бетонировании конструкций малого сечения и значительной протяженности применяют одиночные стержневые электроды.

Один из главных недостатков стержневых электродов заключа­ ется в том, что стержни после термообработки остаются в теле бетона.

Струнные электроды изготовляют из 3—4-миллиметровой про­ волоки в 2—3 нитки, что при меньшем весе дает большую поверх­ ность соприкосновения бетона с электродами. Струны устанавлива­ ют по длине или высоте подогреваемого элемента звеньями длиной 2,5—3 м, концы их загибают под прямым углом, выводят наружу и включают в электрическую цепь.

Установку струн производят непосредственно перед бетонирова­ нием. При этом не допускается их контакт с арматурой прогревае­ мой конструкции. Электроды можно крепить также к специальным стержням из обрезков арматурной стали, вставляемым сквозь опа­ лубку, по которым подается электрический ток.

Достоинствами данных электродов являются более равномерный нагрев конструкций и меньший расход металла.

Струнные электроды применяют при прогреве слабоармированных стен, ленточных фундаментов небольшого сечения, колонн, рам (при размере одной из сторон не менее 30—40 см), массивных балок и ригелей. Струнные электроды нашли применение и при перифе­ рийном прогреве массивных бетонных фундаментов.

Использование электрического тока для прогрева бетона основа­

где: () — количество теплоты, выделяемое при прохождении тока, Дж;

I— сила тока, А;

К— сопротивление прогреваемого бетона, Ом;

Т— время прохождения тока через бетонную конструкцию, ч.

На выбор режимов электропрогрева влияют следующие факторы: массивность конструкций, температура окружающей среды, матери­ ал опалубки, особенности утепляющих слоев, вид и марка цемента, требования к конечной прочности бетона и т. д.

Электропрогрев можно вести по следующим стандартным схемам: а) электротермос применяется для конструкций с Мп>10 и со­ стоит из периода разогрева в течение тр от до 1тах и остывания в течение т0СТ. час (рис. 15.2). Прочность бетон набирает при разо­

греве и остывании конструкции до 1б к

443

и.„. — температура бетона начальная (в момент укладки);

— температура бетона конечная (после остывания); М„ — модуль поверхности конструкции.

Электрическая мощность для создания необходимой температу­ ры выдерживания бетона:

где: Р] — электрическая мощность, необходимая для нагревания бе­ тонной смеси;

Р2 — то же, для нагревания формы; Рз — то же, для восполнения теплопотерь;

Р4 — мощность, восполняемая процессом экзотермии цемента.

444

где Рп — требуемая мощность в период изотермического прогрева.

Р„=1,16 • 10~3 • К • Мп • а, кВт/м3 (15.6)

Удельный расход электроэнергии для прогрева монолитных кон­

После определения требуемой электрической мощности произ­ водится расчет электропрогрева.

Изотермический режим (рис. 15.2.6) состоит из периода разогре­ ва конструкции от 1б н до {щах и изотермического прогрева при этой же температуре, продолжительность которого назначается из усло­ вий требуемой прочности.

Этот режим в основном применяется для немассивных конструк­ ций с МПМ5.

Изотермический режим с остыванием (рис. 15.2.в) (комбина­ ция двух предыдущих методов). Предназначен для конструкций с Мп= 8—15.

Ступенчатый режим (рис. 15.2.г). Применяется для тепловой об­ работки массивных (Мп< 8), а также средней массивности преднапряженных конструкций.

Расчет электропрогрева производят с целью определения расхода электроэнергии на процесс, разработки схемы установки электродов и определения времени выдерживания бетонной или железобетон­ ной конструкции под напряжением.

Отправной величиной в расчетах электропрогрева является удель­ ное электрическое сопротивление бетона.

445

б) I, °С

к .

Т1

Рис. 15.2. График электропрогрева бетона:

а) методом электротермоса: кн. — начальная температура прогрева бетона; Г™* — максимальная температура нагревания бетона; и.к. — температура бетона при прекра­ щении электропрогрева; тР — продолжительность нарастания температуры бетона при электропрогреве; Тост- — продолжительность остывания бетона при термосном выдер­ живании;

б) в изотермическом режиме: кн. — начальная температура прогрева бетона; (б пии — максимальная температура выдерживания бетона; Т| — продолжительность нарастания температуры; 1„ — температура выдерживания бетонной смеси;

в) в изотермическом режиме с остыванием: кн. — начальная температура выдер­ живания бетона; кт** — максимальная температура выдерживания бетона; к*. — ко­ нечная температура выдерживания бетона; Т| — продолжительность нарастания тем­ пературы бетона; Т2 — продолжительность выдерживания бетона при постоянной мак­ симальной температуре; Тэ — продолжительность понижения температуры бетона;

г) в ступенчатом режиме: к н — начальная температура выдерживания бетона; кср. — постоянная температура бетона во второй период выдерживания; ктм — макси­ мальная температура бетона в четвертый период выдерживания; к*. — конечная тем­ пература выдерживания бетона; Т1 — продолжительность нарастания температуры бе­ тона в первый период выдерживания; тг — продолжительность выдерживания бетона при средней температуре; т3 — продолжительность повторного подъема температуры бетона; Т4 — продолжительность выдерживания бетона при максимальной температу­ ре; Т5 — продолжительность понижения температуры бетона.

р — удельное электрическое сопротивление, Ом • м; / —длина рассматриваемого участка, м; ^ — поперечное сечение конструкции, м2

Электропроводность воды тем больше, чем больше содержание растворенных в ней солей. С повышением температуры понижается удельное электрическое сопротивление воды.

446

Для электропрогрева сильноармированных и тонкостенных кон­ струкций применяют наружные пластинчатые электроды. Электри­ ческое сопротивление системы с двумя электродами, подключенны­ ми к разным фазам сети:

где: р — удельное электрическое сопротивление бетона, Ом • м;

в— расстояние между электродами, равное ширине конст­ рукции, м;

I и Н — длина и ширина электрода, м.

Мощность, эквивалентная теплу, выделенному в бетоне:

где: II — электрическое напряжение, В;

р— удельное электрическое сопротивление;

в— расстояние между электродами, Ом.

Расчеты по этой формуле при известном напряжении дают воз­ можность построить график для определения расстояний между элек­ тродами при электропрогреве бетонных конструкций (рис. 15.3).

Рис. 15.3. График для определения необходимого расстояния между электродами при электропрогреве бетона в зависимости от потребляемой электрической мощности.

447