О добавках и электропрогреве
Инженер отдела технологии бетонов и растворов НИЭПГП "БелНИИС" Андрей Тимофеев ознакомил участников научно-практической конференции "Проблемы энерго- и ресурсосбережения при строительстве и эксплуатации зданий" с особенностями энергосберегающей технологии возведения монолитных железобетонных конструкций в зимний период.
На современном этапе развития строительства монолитное и сборно-монолитное домостроение является прогрессивным направлением. Возможность взглянуть по-новому на монолитное и сборно-монолитное домостроение открывается благодаря разработке и внедрению новых технологий и конструктивных систем зданий. Предлагаемые современные технологии позволяют возводить здания со скоростью 3 и более этажей в месяц в любое время года с одинаковым темпом.
Разработки, о которых идет речь, направлены на совершенствование опалубочных систем и создание композиций бетонов и технологических комплексов, позволяющих достигать высокого темпа строительства с минимальными затратами.
Однако основные проблемы при разработке методов производства работ, как правило, связаны с поиском путей значительного сокращения сроков выдерживания бетона в опалубке в летних и зимних условиях при минимальных затратах тепловой энергии, расходуемой на прогрев бетона. Кроме того, необходимо решать проблему достижения высокой прочности бетона в условиях строительной площадки.
Разработанная в лаборатории модифицированного бетона "БелНИИС" технология бетонных работ позволяет предусмотреть высокий темп возведения здания в холодный период года. Интенсификация процесса твердения бетона достигается за счет разработки и промышленной реализации новых композиций модифицированного бетона и технологических приемов интенсификации процессов твердения с учетом тепла, выделяемого при гидратации цемента. При несоответствии темпа набора бетоном прочности графику производства paбот применяется электропрогрев бетона с минимальными энергетическими затратами.
Для приготовления бетонных смесей, обеспечивающих высокую скорость набора бетоном прочности и сокращенные сроки выдерживания конструкций в опалубке, необходимо применять алитовые бездобавочные цементы с содержанием СзS, равным 58-60%, а СзА - 7-8%, и с нормальной густотой цементного теста (25-27%). Этим требованиям удовлетворяют портландцементы ПЦ 500-ДО. В качестве крупного заполнителя для бетона рекомендуется применять гранитный щебень с крупностью зерен 5-20 мм, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8267-93. В качестве мелкого заполнителя могут использоваться пески с модулем крупности Мкр=2-3, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8736-93.
Интенсификация процесса твердения бетона в различных температурных условиях при существенном снижении энергопотребления достигается за счет применения химических модификаторов бетона - ускорителя твердения бетона ПВК, суперпластификатора С-3 и пластификатора СПС-1. Для экономии цемента и снижения водоцементного отношения при заданной удобоукладываемости бетонных смесей целесообразно применять тонкодисперсные наполнители в виде сланцевых зол прибалтийских ГРЭС или тонкомолотых шлаков БМЗ (Жлобин).
Приготовление бетонных смесей производят в смесителях принудительного действия в течение 2-2,5 минуты. Температура бетонной смеси в момент выхода из смесителя в холодное время года должна составлять 20-25°С.
Бетонная смесь на стройплощадку, как правило, поставляется автобетоносмесителями готовой к употреблению, затворенной водой и добавкой ПВК непосредственно на бетоносмесительном узле в момент ее приготовления. Иногда возникают ситуации, когда введение добавки ПВК невозможно и даже нецелесообразно. К примеру, бетонная смесь приготавливается на БСУ, который не имеет оборудования для дозирования химических добавок, или время транспортирования смеси от БСУ до места ее укладки составляет 60 минут и более. В этих случаях транспортируют частично затворенную смесь без добавки ПВК, которая вводится в автобетоносмеситель на объекте с одновременным перемешиванием в течение 5 минут.
Технология допускает применение комплексной добавки (СПС-1 + ПВК или С-3 + ПВК) и раздельное ее введение, то есть на БСУ в бетонную смесь вводится пластификатор, на объекте же - ускоритель твердения ПВК, который интенсифицирует химические процессы в бетоне.
К месту укладки бетонная смесь подается бадьями или бетононасосом. Уход за свежеуложенным бетоном начинают сразу после окончания укладки бетонной смеси и осуществляют до достижения им распалубочной прочности.
При отрицательных температурах или при несоответствии темпа твердения модифицированного бетона допускаемому графиком производства работ представляется эффективным производить бетонирование конструкций с добавкой ПВК в сочетании с электрообогревом нагревательными проводами, уложенными непосредственно в бетон монолитной конструкции перед бетонированием.
Противоморозная добавка ПВК, введенная в бетонную смесь, подвергаемую электрообогреву, способствует понижению температуры льдообразования и сохранению срока удобоукладываемости смеси в случаях, когда условия транспортирования и укладки ее при отрицательной температуре наружного воздуха (до минус 10°С) не позволяют сохранить положительную температуру до начала обогрева. Обогрев конструкций из монолитного бетона предусматривается нагревательными проводами марки ПСНВ (диаметр стальной токопроводящей жилы - 1,2 мм, изоляция - из поливинилхлоридного пластиката). Для обеспечения равномерности температурного поля в обогреваемых железобетонных конструкциях производится расчет в соответствии с "Рекомендациями по электропрогреву монолитного бетона и железобетона нагревательными проводами" длины электронагревательных проводов, шага, с которым они укладываются в конструкции, мощности трансформатора.
Прогрев железобетонных конструкций производится в низкотемпературном режиме (при этом температура бетона составляет 355°С), что наиболее приближено к естественным условиям твердения бетона. Продолжительность изотермической выдержки бетона при электропрогреве зависит от температуры бетона, от интенсивности его последующего остывания.
Применение прогрева железобетонных конструкций нагревательными проводами дает возможность более полноценно использовать тепловую энергию, получаемую в результате гидратации цемента и укрывания конструкции теплоизоляционными материалами, что при применении других способов прогрева не всегда представляется возможным. Кроме того, некоторые конструктивные элементы целесообразнее всего обогревать только нагревательными проводами. (Например, плиты перекрытия, густоармированные либо тонкостенные конструкции.)
В последние годы технологически отрабатывался вариант распалубки несущих конструкций перекрытий при достижении ими 50%-ной прочности вместо 70 или 80% проектной согласно СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции". В здании с проектной прочностью бетона монолитных ригелей В25 (М 300) распалубку конструкций производили из условия достижения прочности, равной 15 МПа (50% проектной) бетоном, модифицированным добавкой ПВК. В этом случае дополнительно в пролете ригеля или в центре монолитной плиты устанавливались страховочные опорные башни или отдельные телескопические стойки. Таким образом конструкции фиксировались до набора бетоном прочности, составлявшей не менее 70-80% проектной. Предложенный и обоснованный технологический прием увеличивает оборачиваемость опалубки и опорной оснастки вдвое (и даже в большее число раз), тем самым значительно повышая темпы строительства и сокращая энергетические затраты на обогрев бетона.
Обогрев модифицированного бетона с применением греющих проводов является более экономичным по сравнению с электродным прогревом, так как на прогрев модифицированного бетона до той же температуры электродами расходуется вдвое больше электроэнергии. Энергосберегающая технология возведения монолитных железобетонных конструкций в зимний период прошла апробацию на стройках Москвы, Минска и Светлогорска.Подготовил Федор СПИРИДОНОВ
На современном этапе развития строительства монолитное и сборно-монолитное домостроение является прогрессивным направлением. Возможность взглянуть по-новому на монолитное и сборно-монолитное домостроение открывается благодаря разработке и внедрению новых технологий и конструктивных систем зданий. Предлагаемые современные технологии позволяют возводить здания со скоростью 3 и более этажей в месяц в любое время года с одинаковым темпом.
Разработки, о которых идет речь, направлены на совершенствование опалубочных систем и создание композиций бетонов и технологических комплексов, позволяющих достигать высокого темпа строительства с минимальными затратами.
Однако основные проблемы при разработке методов производства работ, как правило, связаны с поиском путей значительного сокращения сроков выдерживания бетона в опалубке в летних и зимних условиях при минимальных затратах тепловой энергии, расходуемой на прогрев бетона. Кроме того, необходимо решать проблему достижения высокой прочности бетона в условиях строительной площадки.
Разработанная в лаборатории модифицированного бетона "БелНИИС" технология бетонных работ позволяет предусмотреть высокий темп возведения здания в холодный период года. Интенсификация процесса твердения бетона достигается за счет разработки и промышленной реализации новых композиций модифицированного бетона и технологических приемов интенсификации процессов твердения с учетом тепла, выделяемого при гидратации цемента. При несоответствии темпа набора бетоном прочности графику производства paбот применяется электропрогрев бетона с минимальными энергетическими затратами.
Для приготовления бетонных смесей, обеспечивающих высокую скорость набора бетоном прочности и сокращенные сроки выдерживания конструкций в опалубке, необходимо применять алитовые бездобавочные цементы с содержанием СзS, равным 58-60%, а СзА - 7-8%, и с нормальной густотой цементного теста (25-27%). Этим требованиям удовлетворяют портландцементы ПЦ 500-ДО. В качестве крупного заполнителя для бетона рекомендуется применять гранитный щебень с крупностью зерен 5-20 мм, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8267-93. В качестве мелкого заполнителя могут использоваться пески с модулем крупности Мкр=2-3, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8736-93.
Интенсификация процесса твердения бетона в различных температурных условиях при существенном снижении энергопотребления достигается за счет применения химических модификаторов бетона - ускорителя твердения бетона ПВК, суперпластификатора С-3 и пластификатора СПС-1. Для экономии цемента и снижения водоцементного отношения при заданной удобоукладываемости бетонных смесей целесообразно применять тонкодисперсные наполнители в виде сланцевых зол прибалтийских ГРЭС или тонкомолотых шлаков БМЗ (Жлобин).
Приготовление бетонных смесей производят в смесителях принудительного действия в течение 2-2,5 минуты. Температура бетонной смеси в момент выхода из смесителя в холодное время года должна составлять 20-25°С.
Бетонная смесь на стройплощадку, как правило, поставляется автобетоносмесителями готовой к употреблению, затворенной водой и добавкой ПВК непосредственно на бетоносмесительном узле в момент ее приготовления. Иногда возникают ситуации, когда введение добавки ПВК невозможно и даже нецелесообразно. К примеру, бетонная смесь приготавливается на БСУ, который не имеет оборудования для дозирования химических добавок, или время транспортирования смеси от БСУ до места ее укладки составляет 60 минут и более. В этих случаях транспортируют частично затворенную смесь без добавки ПВК, которая вводится в автобетоносмеситель на объекте с одновременным перемешиванием в течение 5 минут.
Технология допускает применение комплексной добавки (СПС-1 + ПВК или С-3 + ПВК) и раздельное ее введение, то есть на БСУ в бетонную смесь вводится пластификатор, на объекте же - ускоритель твердения ПВК, который интенсифицирует химические процессы в бетоне.
К месту укладки бетонная смесь подается бадьями или бетононасосом. Уход за свежеуложенным бетоном начинают сразу после окончания укладки бетонной смеси и осуществляют до достижения им распалубочной прочности.
При отрицательных температурах или при несоответствии темпа твердения модифицированного бетона допускаемому графиком производства работ представляется эффективным производить бетонирование конструкций с добавкой ПВК в сочетании с электрообогревом нагревательными проводами, уложенными непосредственно в бетон монолитной конструкции перед бетонированием.
Противоморозная добавка ПВК, введенная в бетонную смесь, подвергаемую электрообогреву, способствует понижению температуры льдообразования и сохранению срока удобоукладываемости смеси в случаях, когда условия транспортирования и укладки ее при отрицательной температуре наружного воздуха (до минус 10°С) не позволяют сохранить положительную температуру до начала обогрева. Обогрев конструкций из монолитного бетона предусматривается нагревательными проводами марки ПСНВ (диаметр стальной токопроводящей жилы - 1,2 мм, изоляция - из поливинилхлоридного пластиката). Для обеспечения равномерности температурного поля в обогреваемых железобетонных конструкциях производится расчет в соответствии с "Рекомендациями по электропрогреву монолитного бетона и железобетона нагревательными проводами" длины электронагревательных проводов, шага, с которым они укладываются в конструкции, мощности трансформатора.
Прогрев железобетонных конструкций производится в низкотемпературном режиме (при этом температура бетона составляет 355°С), что наиболее приближено к естественным условиям твердения бетона. Продолжительность изотермической выдержки бетона при электропрогреве зависит от температуры бетона, от интенсивности его последующего остывания.
Применение прогрева железобетонных конструкций нагревательными проводами дает возможность более полноценно использовать тепловую энергию, получаемую в результате гидратации цемента и укрывания конструкции теплоизоляционными материалами, что при применении других способов прогрева не всегда представляется возможным. Кроме того, некоторые конструктивные элементы целесообразнее всего обогревать только нагревательными проводами. (Например, плиты перекрытия, густоармированные либо тонкостенные конструкции.)
В последние годы технологически отрабатывался вариант распалубки несущих конструкций перекрытий при достижении ими 50%-ной прочности вместо 70 или 80% проектной согласно СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции". В здании с проектной прочностью бетона монолитных ригелей В25 (М 300) распалубку конструкций производили из условия достижения прочности, равной 15 МПа (50% проектной) бетоном, модифицированным добавкой ПВК. В этом случае дополнительно в пролете ригеля или в центре монолитной плиты устанавливались страховочные опорные башни или отдельные телескопические стойки. Таким образом конструкции фиксировались до набора бетоном прочности, составлявшей не менее 70-80% проектной. Предложенный и обоснованный технологический прием увеличивает оборачиваемость опалубки и опорной оснастки вдвое (и даже в большее число раз), тем самым значительно повышая темпы строительства и сокращая энергетические затраты на обогрев бетона.
Обогрев модифицированного бетона с применением греющих проводов является более экономичным по сравнению с электродным прогревом, так как на прогрев модифицированного бетона до той же температуры электродами расходуется вдвое больше электроэнергии. Энергосберегающая технология возведения монолитных железобетонных конструкций в зимний период прошла апробацию на стройках Москвы, Минска и Светлогорска.Подготовил Федор СПИРИДОНОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 23 за 2001 год в рубрике материалы и технолгии
