Какие требования к электропрогреву бетона
IX. Требования охраны труда при проведении бетонных работ
184. Работодатель обязан в рамках СУОТ с учетом пункта 5 Правил проанализировать опасности и их источники, представляющие угрозу жизни и здоровью работников при приготовлении, подаче, укладке и уходу за бетоном, заготовке и установке арматуры, а также установке и разборке опалубки (далее — выполнении бетонных работ).
185. При наличии профессиональных рисков, вызванных установленными опасностями, безопасность бетонных работ должна быть обеспечена на основе выполнения требований по охране труда, содержащихся в проектной и организационно-технологической документации на строительное производство:
1) определение средств механизации для приготовления, транспортирования, подачи и укладки бетона;
2) определение несущей способности, последовательности установки и порядка разборки опалубки, а также разработка ее проекта;
3) разработка мероприятий по обеспечению безопасности рабочих мест на высоте;
4) разработка мероприятий по уходу за бетоном в холодное и теплое время года.
186. При возведении монолитных и монолитно-кирпичных зданий и сооружений дополнительно необходимо применять следующие способы производства работ, обеспечивающие безопасность труда:
1) производить заливку бетона в опалубках с применением автобетононасосов и бетонно-раздаточных стрел; заливку бетона с применением бадьи осуществлять в крайне ограниченном объеме;
2) осуществлять заливку в опалубки и уплотнение бетона вибраторами, находясь на инвентарных навесных площадках с защитными ограждениями высотой не менее 1,1 м;
3) производить монтаж и демонтаж опалубок, заливку и уплотнение бетона работниками, имеющими опыт самостоятельного выполнения работ на высоте не менее 1 года.
Приемка и уплотнение бетона работниками, находящимися на опалубках в положении «стоя», запрещается.
187. При возведении монолитных и монолитно-кирпичных зданий и сооружений демонтаж опалубок должен выполняться по наряду-допуску. Демонтаж опалубок должен производиться не менее чем двумя работниками под наблюдением бригадира или инженерно-технического работника.
188. Металлические опалубки, применяемые для возведения монолитного здания или сооружения, должны быть оборудованы специальными постоянно установленными на щитах или съемными приспособлениями в виде вертикальных или горизонтальных скоб для обеспечения безопасности перемещения рабочих по этим опалубкам и возможности закрепления применяемых систем обеспечения безопасности работ на высоте. Схемы расположения скоб на щитах опалубок должны быть указаны в организационно-технологической документации.
189. Цемент необходимо хранить в силосах, бункерах, ларях и других закрытых емкостях, принимая меры против распыления в процессе загрузки и выгрузки. Загрузочные отверстия должны быть закрыты защитными решетками, а люки в защитных решетках закрыты на замок.
Очистка бункеров-накопителей должна производиться под надзором работника, ответственного за обеспечение безопасного выполнения работ.
Не допускается разбивать негабаритные куски материалов на решетках бункеров ручным инструментом.
190. При использовании пара для прогрева инертных материалов, находящихся в бункерах или других емкостях, следует применять меры, предотвращающие проникновение пара в рабочие помещения.
Спуск работников в камеры, обогреваемые паром, допускается после отключения подачи пара, а также охлаждения камеры и находящихся в ней материалов и изделий до температуры менее 40 °C.
191. Размещение на опалубке оборудования и материалов, не предусмотренных организационно-технологической документацией, а также нахождение работников, непосредственно не участвующих в производстве работ на установленных конструкциях опалубки, не допускается.
192. Для перехода работников с одного рабочего места на другое необходимо применять лестницы, переходные мостики и трапы.
193. После отсечения части скользящей опалубки и подвесных лесов торцевые стороны должны быть ограждены.
194. Для защиты работников от падения предметов на подвесных лесах по наружному периметру скользящей и переставной опалубки следует устанавливать «козырьки» шириной не менее ширины лесов.
195. Ходить по уложенной арматуре допускается только по специальным настилам шириной не менее 0,6 м, уложенным на арматурный каркас.
196. На участках натяжения арматуры в местах прохода людей должны быть установлены защитные ограждения высотой не менее 1,8 м.
Устройства для натяжения арматуры должны быть оборудованы сигнализацией, приводимой в действие при включении привода натяжного устройства.
Запрещается пребывание работников на расстоянии ближе 1 м от арматурных стержней, нагреваемых электротоком.
197. При применении бетонных смесей с химическими добавками следует использовать защитные перчатки и очки.
198. Работники, укладывающие бетонную смесь на поверхности, имеющей уклон более 20°, должны пользоваться соответствующими системами обеспечения безопасности работ на высоте.
199. Эстакада для подачи бетонной смеси автосамосвалами должна быть оборудована отбойными брусьями. Между отбойными брусьями и ограждениями должны быть предусмотрены проходы шириной не менее 0,6 м. На тупиковых эстакадах должны быть установлены поперечные отбойные брусья.
При очистке кузова автосамосвала от остатков бетонной смеси работникам запрещается находиться в его кузове.
200. Заготовка и укрупнительная сборка арматуры должны выполняться в специально предназначенных для этого местах.
201. Зона электропрогрева бетона должна иметь защитное ограждение, световую сигнализацию и знаки безопасности.
202. Работа смесительных машин должна осуществляться при соблюдении следующих требований:
1) очистка приямков для загрузочных ковшей должна осуществляться после надежного закрепления ковша в поднятом положении;
2) очистка барабанов и корыт смесительных машин допускается только после остановки машины и снятия напряжения.
203. При выполнении работ по заготовке арматуры необходимо:
1) устанавливать защитные ограждения рабочих мест, предназначенные для разматывания бухт (мотков) и выправления арматуры;
2) при резке станками стержней арматуры на отрезки длиной менее 0,3 м применять приспособления, предупреждающие их разлет;
3) устанавливать защитные ограждения рабочих мест при обработке стержней арматуры, выступающей за габариты верстака, а у двусторонних верстаков, кроме того, разделять верстак посередине продольной металлической предохранительной сеткой высотой не менее 1 м;
4) складывать заготовленную арматуру в специально отведенные для этого места;
5) закрывать щитами торцевые части стержней арматуры в местах общих проходов, имеющих ширину менее 1 м.
204. Элементы каркасов арматуры необходимо пакетировать с учетом условий их подъема, складирования и транспортировки к месту монтажа.
205. Перемещение загруженного или порожнего бункера (бадьи) разрешается только при закрытом затворе.
206. Перед началом укладки бетонной смеси виброхоботом необходимо проверять исправность и надежность закрепления его звеньев между собой и к страховочному канату.
207. При подаче бетона с помощью бетононасоса необходимо:
1) удалять работников от бетоновода на время продувки на расстояние не менее 10 м;
2) укладывать бетоноводы на прокладки для снижения воздействия динамической нагрузки на арматурный каркас и опалубку при подаче бетона.
208. Удаление пробки в бетоноводе сжатым воздухом допускается при условии:
1) наличия защитного щита у выходного отверстия бетоновода;
2) нахождения работников на расстоянии не менее 10 м от выходного отверстия бетоновода;
3) осуществления подачи воздуха в бетоновод равномерно, не превышая допустимого давления.
При невозможности удаления пробки в бетоноводе следует снять в нем давление, простукиванием найти место нахождения пробки, расстыковать бетоновод и удалить пробку или заменить засоренное звено.
209. При установке элементов опалубки в несколько ярусов каждый последующий ярус следует устанавливать после закрепления нижнего яруса.
210. Разборка опалубки должна производиться после достижения бетоном заданной прочности.
Минимальная прочность бетона при распалубке загруженных конструкций, в том числе от собственной нагрузки, определяется организационно-технологической документацией и согласовывается с проектной организацией.
211. При разборке опалубки необходимо принимать меры против случайного падения элементов опалубки, обрушения поддерживающих строительных лесов и конструкций.
212. При перемещении секций опалубки и передвижных строительных лесов необходимо принимать меры, обеспечивающие безопасность работников. Работникам, не участвующим в этой операции, находиться на секциях опалубки или передвижных строительных лесах запрещается.
213. При уплотнении бетонной смеси электровибраторами перемещать его за токоведущие кабели не допускается, а при перерывах в работе и при переходе с одного места на другое электровибраторы необходимо выключать.
214. При устройстве технологических отверстий для пропуска трубопроводов в бетонных и железобетонных конструкциях алмазными кольцевыми сверлами необходимо на месте ожидаемого падения керна оградить опасную зону.
215. При электропрогреве бетона монтаж и присоединение электрооборудования к питающей сети должны выполнять работники из числа электротехнического персонала, имеющие группу по электробезопасности не ниже III.
216. В зоне электропрогрева необходимо применять изолированные гибкие кабели или провода в защитном шланге. Не допускается прокладывать провода непосредственно по грунту или по слою опилок, а также провода с нарушенной изоляцией.
217. Зона электропрогрева бетона должна находиться под круглосуточным наблюдением электромонтеров, выполняющих монтаж электросети.
Пребывание работников и выполнение работ на этих участках не допускается, за исключением работ, выполняемых по наряду-допуску в соответствии с правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок, утверждаемыми Минтрудом России в соответствии с подпунктом 5.2.28 Положения о Министерстве труда и социальной защиты Российской Федерации.
218. Открытая (незабетонированная) арматура железобетонных конструкций, связанная с участком, находящимся под электропрогревом, подлежит заземлению (занулению).
219. После каждого перемещения электрооборудования, применяемого при прогреве бетона, на новое место следует измерить сопротивление изоляции мегаомметром.
Электропрогрев бетона
Когда выдерживание бетона способом термоса не обеспечивает приобретение им заданной критической прочности к концу установленного срока выдерживания, а также при необходимости уменьшения срока выдерживания бетона применяют электропрогрев.
Метод электропрогрева основан на преобразовании электрической энергии в тепловую при помощи металлических электродов, электрических нагревательных приборов (инфракрасных излучателей), термоактивного слоя из опилок или термоактивной опалубки.
При электродном способе конструкция прогревается за счет тепла, выделяющегося непосредственно в теле бетона, а при использовании электрических нагревательных приборов, термоактивной опалубки и термоактивного слоя опилок — за счет передачи тепла бетону от окружающей среды при ее нагреве. В качестве последней могут быть использованы воздух, вода, влажные опилки.
Наиболее широкое распространение получили электродный способ прогрева бетона и прогрев бетонных конструкций инфракрасными лучами. Электропрогрев применяют для конструкций с модулем поверхности от 5 до 20 и для стыков сборных конструкций.
Режимы электропрогрева назначают в зависимости от степени массивности конструкций, вида и активности цемента, требуемой прочности бетона:
из двух стадий: разогрев и изотермический прогрев с обеспечением к моменту выключения тока заданной критической прочности бетона; применяют для конструкций с модулем поверхности более 15;
из трех стадий: разогрев, изотермический прогрев и остывание с обеспечением заданной критической прочности лишь к концу остывания прогретой конструкции; применяют для конструкций с модулем поверхности от 6 до 15;
из двух стадий: разогрев и остывание (электротермос) с обеспечением заданной критической прочности в конце остывания; применяют для конструкций с модулем поверхности менее 6.
Ток включают при температуре бетона не ниже 3—5°С. Температуру в теле бетона поднимают с интенсивностью 8°С в час при прогреве конструкций с Мпот 6 до 2; 10°С в час — с Мп 6 и более; 15°С в час — при прогреве каркасных и тонкостенных конструкций небольшой протяженности (длиной до 6 м).
В целях экономии электроэнергии электропрогрев проводят в наиболее короткие сроки при максимально допустимой для данной конструкции температуре:
Максимально допустимая температура бетона при электропрогреве
| Цемент | Допустимая температура, ºС, для конструкций с модулем поверхности | ||
| 6-9 | 10-15 | 16-20 | |
| Шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент | 80 | 70 | 60 |
| Портландцемент и быстротвердеющий портландцемент | 70 | 65 | 55 |
Длительность изотермического прогрева зависит от вида примененного цемента, температуры прогрева и заданной критической прочности бетона. Ориентировочно ее можно определять по специальным графикам нарастания прочности с уточнением по результатам испытания контрольных образцов на сжатие.
Скорость остывания бетона по окончании прогрева должна быть минимальной и не превышать 10°С в час для конструкций с Мп более 10 и 5°С в час для конструкции с Мп от 6 до 10.
Для более массивных конструкций скорость остывания, обеспечивающую отсутствие трещин в поверхностных слоях бетона, определяют расчетом.
Остывание наиболее быстро протекает в первые часы по выключении тока, затем интенсивность постепенно замедляется. Чтобы обеспечить одинаковые условия остывания частей конструкций, имеющих различную толщину, тонкие элементы, выступающие углы и другие части, остывающие быстрее основной конструкции, утепляют дополнительно. Опалубку и утепление прогретых конструкций снимают не раньше, чем бетон остынет до температуры 5°С, но прежде чем опалубка примерзнет к бетону.
Для замедления процесса остывания наружных слоев бетона открытые поверхности его после распалубливания укрывают в том случае, если разность температур бетона и наружного воздуха для конструкций с Мп до 5 составляет 20°С, а для конструкций с Мп равным 5 и выше, — более 30°С.
Электродный способ прогрева бетона. При этом способе ток в бетон вводится через электроды, располагаемые внутри или на поверхности уложенного бетона. Соседние или противоположные электроды соединяются с проводами разных фаз, в результате чего между электродами в бетоне возникает электрическое поле.
При помощи электродов бетон прогревают при пониженных (60—127 в), а иногда и повышенных (220—380 в) напряжениях.
Электропрогрев армированных конструкций производят при напряжениях не свыше 127 в; напряжение более 127 в применяют в основном для прогрева неармированных конструкций.
Армированные конструкции допускается прогревать при напряжениях 127—220 в только на основе специально разработанного и утвержденного руководством строительства проекта производства работ. Напряжение 127—220 в допускается применять для отдельно стоящих конструкций, если прогреваемая конструкция (или ее участок) не связана общим армированием с соседними участками, на которых в это время могут производиться работы.
Электропрогрев бетона неармированных конструкций при помощи электродов может производиться при напряжениях до 380 в, если конструкция их обеспечивает невозможность короткого замыкания на арматуру.
При использовании тока напряжением свыше 127 в следует строго соблюдать правила электробезопасности. Электропрогрев или обогрев бетона при напряжении более 380 в категорически запрещается. Электроды бывают внутренние (стержневые и струнные) и поверхностные — (нашивные, полосовые и плавающие).
Стержневые электроды представляют собой короткие прутки из арматурной стали диаметром 6—10 мм, вставляемые в тело бетона перпендикулярно поверхности конструкции. Электроды устанавливают в бетон со стороны открытой поверхности или в отверстия, просверленные в опалубке конструкции. Концы их выступают на 10—15 см из опалубки, к ним присоединяются провода.
Стержневые электроды применяют для прогрева балок, колонн, массивных плит, фундаментных башмаков небольшого объема, боковых поверхностей массивных конструкций (периферийный электропрогрев) и стыков сборных конструкций.
Струнные электроды 1 изготовляют из арматурной стали диаметром 6—10 мм. Устанавливают их в конструкцию перед бетонированием параллельно ее продольной оси отдельными звеньями длиной 2,5—3,5 м, концы 3 загибают под прямым углом, выводят наружу и подключают к различным фазам электрической цепи. При прохождении тока между электродами разных фаз бетон нагревается.
| Схема размещения струнных электродов в колоннах квадратного (а) и прямоугольного (б) сечения |
 |
| 1 — парные струнные электроды, 2 — крюки для временного крепления электродов, 3 — концы электродов для присоединения к питающей сети |
Применяют такие электроды для прогрева слабоармированных стенок, балок, колонн, плит толщиной более 20 см с одиночной арматурой, а также при прогреве ленточных фундаментов небольшого сечения, для периферийного прогрева массивных конструкций и поверхностей бетона, соприкасающихся с промерзшим основанием.
Нашивные электроды изготовляют из круглой стали диаметром 6 мм пли полосовой толщиной 1,5—2 мм и шириной 30— 60 мм. Их укрепляют через 10—20 см на внутренней стороне опалубки, затем концы загибают и выводят наружу для присоединения к ним проводов.
Нашивные электроды применяют для прогрева слабоармированных стенок, ленточных фундаментов, балок, армированных плоскими сварными каркасами с защитным слоем не менее 5 см.
Полосовые электроды изготовляют из полосовой стали толщиной 3—4 мм. Применяют их главным образом при прогреве плит перекрытий и других горизонтальных элементов, а также бетона, соприкасающегося с мерзлым грунтом. Для удобства укладки и включения, а также для лучшего соприкосновения с бетоном полосовые электроды 2 монтируют на утепленных опилками 3 инвентарных щитах 1 (электродных панелях), укладываемых сверху на бетон. Электродные панели устанавливают на открытую поверхность немедленно после окончания бетонирования конструкции.
| Электродная панель инвентарного типа для электропрогрева горизонтальных поверхностей |
 |
| 1 — инвентарный щит, 2 — полосовые электроды сечением 50х4 мм, 3 — опилки, 4 — болты 12 мм |
Плавающие электроды изготовляют из арматурной стали диаметром 6—12 мм и вставляют в бетон на глубину 3—4 см сразу после его укладки. Их применяют главным образом при прогреве полов, плит и периферийном прогреве верхних, не имеющих опалубки поверхностей массивных конструкцийreturn_links(); ?>.
Электроды независимо от их вида должны обеспечивать равномерность прогрева элемента и получение во всех его точках одинаковой прочности, поэтому перегрев бетона вблизи электрода не желателен. Во избежание перегрева расстояния между электродами должны быть не менее 20—25 см при напряжении до 65 в и 30—40 см при более высоких напряжениях (до 106 в).
Опасность местных перегревов уменьшают, применяя групповой способ размещения электродов, при котором в каждую фазу питающей сети включают не один, а группу электродов. Способ расстановки электродов и расстояние между ними задают проектом.
| Схема группового расположения электродов (при электропрогреве железобетонных башмаков и нижней части колонн) |
 |
| 1 — струнных, 2 — стержневых |
При установке электродов нельзя допускать их смещения и соприкосновения с арматурой, так как если с арматурой соприкоснутся два электрода разных фаз, произойдет короткое замыкание, т. е. сила тока возрастет сразу до очень большой величины, при которой могут расплавиться и перегореть провода и трансформатор.
Для обеспечения равномерного прогрева необходимо соблюдать осторожность во время выгрузки и укладки бетонной смеси, чтобы не сместить электроды с первоначального положения и не допустить соприкасания с арматурой.
Слой бетона между электродами и арматурой при напряжении в начале прогрева 52; 65; 87; 106 и 220 в должен быть соответственно не менее 5, 7; 10; 15 и 50 см. При уменьшении толщины этого слоя неизбежен местный перегрев бетона. В случае невозможности выдержать указанные расстояния необходимо ближайшие к арматуре участки электродов (10—15 см) изолировать: надеть на электрод эбонитовые трубки или обернуть его двумя слоями толя.
Рабочие швы при бетонировании размещают так, чтобы расстояние от шва до ряда электродов не превышало 100 мм.
Открытые поверхности по окончании бетонирования и установки электродов укрывают утепляющими материалами. Прогревать бетон с неукрытыми поверхностями не допускается.
В конструкциях с Мп менее 6, выдерживаемых способом термоса, электропрогреву подвергают лишь внешние периферийные слои, что ускоряет твердение бетона и предотвращает преждевременное его охлаждение в наружных слоях. Электроды укладывают на поверхность или втапливают в наружные слои бетона. Для уменьшения теплопотерь открытые поверхности бетона утепляют. Расстояние между электродами в углах конструкции должно быть 200—250 мм, на остальных участках — 300—350 мм. Предельная температура нагревания бетона — не выше 40°С. Продолжительность и режим прогрева устанавливает лаборатория.
Прогрев бетона инфракрасными лучами. Сущность метода заключается в передаче бетону тепла в виде лучистой энергии, чем достигается ускоренное его твердение. Теплоносителем являются инфракрасные лучи, которые представляют собой электромагнитные волны, испускаемые нагретыми телами и передающие тепло бетону.
Генераторами инфракрасных лучей могут быть различные нагревательные устройства, обогреваемые электрическим током или иным источником тепла, например газом.
В качестве источника инфракрасных лучей могут быть использованы работающие от общей электросети специальные (зеркальные) лампы теплоизлучения, металлические нагреватели, керамические панели, на которых навита тонкая нихромовая проволока. Регулируя мощность генераторов инфракрасных лучей и их расстояние от поверхности обогреваемого бетона, можно изменять интенсивность нагрева бетона, температуру изотермического прогрева, а также интенсивность охлаждения бетона к концу тепловой обработки. Данный метод отличается простотой по сравнению с электродным способом прогрева.
Прогрев инфракрасными лучами можно применять в следующих случаях:
при изготовлении тонкостенных (толщиной не более 25 см) сборных железобетонных конструкций и заделке стыков между ними;
для ускорения твердения замоноличивающего (штрабного) бетона при установке в зимних условиях металлических закладных частей и анкерных устройств;
при подготовке блоков к бетонированию (прогрев промерзших углов и поверхностей); при возведении высоких незначительной толщины насыщенных арматурой конструкций.
При прогреве инфракрасными лучами следует тщательно защищать прогреваемый бетон от испарения из него влаги.
Прогрев бетона термоактивными опилками.
Сущность метода прогрева термоактивными опилками заключается в следующем. В смоченный слабым соляным раствором слой опилок закладывают электроды. Опилками утепляют либо горизонтальную поверхность, либо ими заполняют двойную опалубку, так называемую термоактивную опалубку. Этот способ трудоемкий и пожароопасный, поэтому им пользуются лишь для отдельных мелких или особо срочных работ, когда другие способы обогрева бетона по местным условиям не могут быть применены.
Особенности прогрева бетона в стыках сборных конструкций. Стыки сборных железобетонных конструкций, не воспринимающие расчетных нагрузок и не имеющие открытой стальной арматуры и закладных деталей, замоноличивают в зимнее время бетонными смесями и растворами, твердеющими при отрицательных температурах.
Стыки, несущие расчетные нагрузки, перед замоноличиванием бетонной смесью или раствором прогревают до положительной температуры, а затем укладывают смесь или раствор, которые также прогревают.
Прогревать стыки и стыкуемые элементы можно электрическим током, горячей водой или паром, инфракрасными лучами.
Если для бетонирования стыка применяют металлическую опалубку, к ней снаружи прикрепляют металлический кожух, устанавливаемый с зазором, внутри которого размещают источники тепла в виде проволочных спиралей. Кожух изолируют от источников тепла слоем минеральной ваты толщиной 50 мм.
При замоноличивании стыка колонны с фундаментом стаканного типа стык прогревают горячей водой, которую наливают в полость стакана. Воду в стакане фундамента 3 непрерывно подогревают или паром, пускаемым в него по шлангу, или специальной кристаллизационной грелкой, или трубчатыми электронагревателями 2, погружаемыми в воду. Трубчатые электронагреватели представляют собой спирали из нихромовой проволоки, помещенные в металлические трубки и изолированные от них специальной пастой.
| Замоноличивание стыка колонн с фундаментом стаканного типа с применением трубчатых электронагревателей |
 |
| 1 — колонна, 2 — электронагреватель с наконечником, 3 — фундамент, 4 — клинья |
Воду прогревают в течение 16—30 ч в зависимости от температуры воздуха. После этого ее удаляют ручным насосом, а в стык укладывают бетонную смесь и утепляют ее слоем опилок толщиной 20—30 см, шлаковатой или другими теплоизоляционными материалами и укрывают брезентом для выдерживания в течение 5— 7 дней, за которые бетон должен приобрести необходимую критическую прочность.
При применении способа обогрева стыков через ограждающую среду вначале прогревают стыкуемые элементы на глубину не менее 50 мм. Затем стык заполняют бетонной смесью, а источники тепла укладывают в шлаковые или опилочные покрытия.
Иногда стыки обогревают электронагревательными приборами в виде бетонных или растворных столбиков сечением 50×50 мм со спиралями. Столбики устанавливают на всю высоту стыка и заделывают в бетон. Стык во время обогрева накрывают брезентом.
Стыки панелей стен прогревают электропечами, представляющими собой фанерный кожух, внутри которого установлен источник тепла (например, трубчатый электронагреватель). Высота кожуха равна высоте стыка в пределах одного этажа здания. Электропечь устанавливают по оси стыка и включают ее. Холодный воздух, поступающий снизу, нагреваясь, перемещается вверх вдоль стыка и обогревает его. После прогрева одного стыка электропечь передвигают к другому стыку.
- Бетоноведение
- Технология изготовления сборных железобетонных конструкций и деталей
- Бетонные работы в зимних условиях
- Приготовление бетонной смеси
- Транспортирование бетонной смеси
- Подготовка основания и укладка бетонной смеси
- Выдерживание бетона методом термоса
- Электропрогрев бетона
- Паропрогрев и воздухообогрев бетона
- Применение бетона с противоморозными добавками
- Особенности бетонных работ в условиях Крайнего Севера
- Контроль качества бетонных работ
- Техника безопасности
- Производство сборных конструкций и деталей из легких бетонов
- Производство сборных изделий из плотных силикатных бетонов и бетонов на бесклинкерном вяжущем
- Производство бетонных и железобетонных изделий на полигонах
- Общие правила техники безопасности и противопожарные мероприятия на строительной площадке
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Безопасное производство работ по электропрогреву бетона
Одним из важнейших способов ускорения твердения бетона, является пропускание электрического тока непосредственно через бетон или с помощью нагревательных электрических приборов (электрообогрев). В настоящее время электропрогрев бетона широко применяется при возведении различных монолитных бетонных и железобетонных конструкций в зимнее время, а также при изготовлении сборных элементов из тяжелых и легких бетонов на заводах и полигонах, о том какие требования и нормы по охране труда следует выполнять при проведение данного вида работ, читайте в статье .
Существуют несколько способов подогрева бетона .
1.Электродный способ прогрева бетона. При этом способе ток в бетон вводится через электроды, располагаемые внутри или на поверхности уложенного бетона. Соседние или противоположные электроды соединяются с проводами разных фаз, в результате чего между электродами в бетоне возникает электрическое поле.
2.Индукционный .Осуществляется посредством энергии переменного тока, преобразующейся в тепловую в стальной опалубке или арматуре, а далее передающейся материалу. Этот способ эффективен для повышения температуры в железобетонных каркасных конструкциях (колоннах, ригелях, балках, прогонах и других)
3. С использованием трансформаторов. Этим способом пользуются в условиях 30-градусных морозов, когда требуется прогреть монолитные конструкции.
4. Инфракрасными лучами. Сущность метода заключается в передаче бетону тепла в виде лучистой энергии, чем достигается ускоренное его твердение. Теплоносителем являются инфракрасные лучи, которые представляют собой электромагнитные волны, испускаемые нагретыми телами и передающие тепло бетону.Генераторами инфракрасных лучей могут быть различные нагревательные устройства, обогреваемые электрическим током или иным источником тепла, например газом.
3.Термоактивными опилками.Сущность метода прогрева термоактивными опилками заключается в следующем. В смоченный слабым соляным раствором слой опилок закладывают электроды. Опилками утепляют либо горизонтальную поверхность, либо ими заполняют двойную опалубку, так называемую термоактивную опалубку.
Требование к персоналу
К самостоятельной работе при электропрогреве бетона допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие специальное обучение, проверку знаний, вводный инструктаж, инструктаж на рабочем месте и признанные годными для работы медицинской комиссией.
Подключение и отключение установки по электропрогреву бетона должно производиться электротехническим персоналом, имеющим квалификационную группу по электробезопасности не ниже III
Требования по охране труда перед началом работы
. Работающий должен получить задание у руководителя работ, ознакомиться с технологическими картами и безопасными способами производства работ.
Участки производства работ по прогреву бетона и установки оборудования должны быть ограждены защитным ограждением.
Должны быть вывешены в зоне производства работ знаки безопасности.
Необходимо проверить наличие и исправность заземляющих устройств.
Проверить исправность спецодежды и средств индивидуальной защиты.
Электроустановки для прогрева бетона должны быть заводского
изготовления и иметь защиту от токов короткого замыкания. Допуск их
в эксплуатацию осуществляется после проведения необходимых
электрофизических измерений.
В период эксплуатации электроустановок для прогрева бетона необходимо применять световую сигнализацию.
Проверять ежедневно внешним осмотром и при помощи мегомметра состояние изоляции всех передвижных токоприемников.
Требования по охране труда при выполнении работ
Работы по электропрогреву бетона выполняются выполняться в полном соответствии с проектно-технологической документацией, требованиями, предъявляемыми к устройству и эксплуатации электротехнических установок , а также в соответствии с инструкциями по охране труда. Работы выполняются по наряд-допуску.
Напряжение источника питания цепей электропрогрева должно быть не выше:
— 380 В при электродном прогреве грунта, электропрогреве бетонной смеси и внешнем электрообогреве армированного и неармированного бетона;
— 220 В при электродном прогреве армированного и неармированного бетона.
Прогреваемые электротоком участки должны находиться под круглосуточным наблюдением квалифицированных электромонтеров, имеющих квалификационную группу по электробезопасности не ниже III.
Открытая арматура железобетонных конструкций на участке прогрева должна быть заземлена.
Перед включением в сеть и после каждого перемещения электрооборудования на новое место необходимо проверить состояние электропроводки, защитных средств, ограждений и заземления оборудования, сетки-экрана.
Токонесущие элементы необходимо оградить и закрыть кожухом, защитными приспособлениями.
Лица, не имеющие отношения к работе по электропрогреву, но работающие вблизи участков прогрева, должны быть проинструктированы по электробезопасности непосредственным руководителем работ.
Напряжение сигнальных ламп должно быть не более 42 В, высота их подвески не менее 2,5 м.
Трансформаторы, распределительные щитки должны быть вне зоны движения транспорта и производства других видов работ.
Измерение температуры бетона вручную может производиться при напряжении не выше 60 В только в присутствии электрика с применением диэлектрической обуви и перчаток и при наличии у рабочего II группы по электробезопасности.
В зоне действия глубинного вибратора не должно быть проводов к
нагревающим электродам и отводов под напряжением.
Устанавливать трансформаторы и распределительные щиты в местах, удобных для наблюдения. Щиты должны иметь свободный подход.
Распределительные щиты и трансформаторы должны находиться в местах, исключающих скопление воды, попадание атмосферных осадков, а также они должны быть оборудованы изолирующей решеткой.
Электролинии от трансформатора к прогреваемым участкам должны быть выполнены из изолированных проводов и уложены на козлах высотой не менее 0,5 м от земли.
В местах пересечения электролиний с проездами высота должна быть не менее 6 м, с проходами — 3,5 м.
Прокладка электролиний по земле должна быть в шлангах. В местах переездов защищаться настилами.
При питании трансформаторов от сети с глухозаземленной нейтралью заземление осуществляется через нулевой провод, а также используется естественное заземление в качестве повторного.
Временные инвентарные ограждения должны устанавливаться от токоведущих частей на расстоянии не менее 1,5 м, а при оттепели и прогреве грунта — 3 м.
сырую погоду электротермообработку бетона следует производить с особой осторожностью с учетом возможного возникновения шагового напряжения.
По окончании монтажа электрооборудования и установки электродов необходимо проверить правильность сборки схемы, качество контактов.
После подачи напряжения надо проверить равномерность нагрузки по фазам и соответствие тока нагрузки трансформатора.
Круглосуточно контролировать температуру прогреваемого бетона. В темное время суток, участок, на котором происходит выдерживание бетона с применением температуры, должен быть хорошо освещен.
После снятия напряжения должны быть вывешены знаки из
токонепроводящего материала «Не включать — работают люди!».
При возникновении пожара надо немедленно отключить напряжение.
На участке прогрева и установки электрооборудования должны быть вывешены правила оказания первой помощи при поражении электротоком, телефоны, адреса вызова врача, пожарной команды.
У главных щитов должны быть установлены изолирующие площадки и уложены резиновые коврики с рифленой поверхностью.
Защитные настилы должны быть покрыты масляной краской и
установлены на изоляторах толщиной не менее 0,1 м.
Опасные и вредные производственные факторы
— острые концы арматурных стержней и электропроводов;
— открытые проемы в перекрытиях;
— производство работ вблизи перепада высот;
— повышенная или пониженная температура воздуха;
— повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;
— замыкание в электросети.
Специальная одежда и средства индивидуальной защиты
Электрослесарю при электропрогреве бетона положены:
— каска строительная с подшлемником;
— сапоги резиновые диэлектрические (дежурные);
— перчатки резиновые диэлектрические.
— комбинезон хлопчатобумажный или костюм;
На наружных работах зимой дополнительно:
— куртка хлопчатобумажная на уплотняющей прокладке;
— брюки хлопчатобумажные на утепляющей прокладке;
— валенки с галошами.
Виктор Серый, специалист по охране труда
Технологические и электрические параметры электропрогрева бетона
При проектировании и осуществлении электропрогрева бетона назначают технологические и рассчитывают электрические параметры.
К технологическим параметрам относятся: скорость разогрева, температура изотермического прогрева, продолжительность прогрева, прочность бетона к окончанию тепловой обработки, скорость остывания.
К электрическим параметрам относятся: напряжение в сети, сила тока, выделяемая электрическая мощность.
Технологические параметры электропрогрева бетона.
Скорость разогрева должна приниматься с таким расчетом, чтобы исключить быстрое расширение бетона, способствующее нарушению его структуры и ухудшению свойств.
Так, при разогреве находящиеся в бетоне вода и паро-воздушная смесь стремятся увеличиться в объеме в соответствии с коэффициентами температурного расширения. Однако каркас из твердых компонентов препятствует свободному расширению воды и паро-воздушной смеси, вследствие чего в бетоне образуется повышенное давление, под действием которого неокрепшая еще структура бетона разрыхляется, он затвердевает в таком расширившемся состоянии, в результате чего снижается его прочность, увеличивается пористость и проницаемость, уменьшаются морозостойкость и долговечность.
СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» устанавливает скорость подъема температуры:
— для конструкций с модулем поверхности до 4-м -1 не более 5° С/ч;
— для конструкций с модулем поверхности от 5 до 10 м -1 не более l0°C/ч;
— для конструкций с модулем поверхности более 10 м -1 не более 15°С/ч;
— для стыков — не более 20°С/ч.
Температура изотермического прогрева не должна превышать для бетонов: на портландцементе — 80°С, на шлакопортландцементе — 90°С.
Во многих случаях прогрев бетона на портландцементе (особенно высокоалюминатном) при температурах выше 50°С вызывает снижение прочности по сравнению с прочностью бетона, твердеющего в нормальных температурных условиях.
Малоактивные (с повышенным содержанием C2S) и смешанные портландцемента при благоприятном влажностном режиме не дают снижения прочности при прогреве, а наоборот, повышают ее по сравнению с марочной.
Ускорение гидратации портландцемента без тонкомолотых добавок и без увеличения добавки гипса при повышенных температурах приводит к быстрому образованию кристаллических сростков и плотной оболочек новообразований вокруг зерен цемента. Эти оболочки мешают дальнейшему проникновению воды и продолжению гидратации минералов цементного клинкера.
При введении же активных кремнеземистых добавок или доменных шлаков выделение свободной гидроокиси кальция благоприятствует гидратации цемента и вовлекает в процесс твердения добавки.
Портландцементный камень, подвергнутый тепловой обработке, получается более хрупким и менее плотным, что и ухудшает его свойства.
Максимальная температура электротермообработки железобетонных конструкций с предварительно-напряженной арматурой должна назначаться с учетом возможных потерь предварительного напряжения арматуры. Потери напряжения прямо пропорциональны разности температур прогреваемого бетона и арматуры и упоров, воспринимающих усилия натяжения арматуры.
Если в прогреваемой конструкции предварительное напряжение арматуры из твердых сталей меньше 0,65 нормативного расчетного сопротивления, а из мягких сталей — менее 0,9, то при натяжении арматуры рекомендуется компенсировать возникающие при прогреве потери напряжения дополнительным натяжением, величину которого следует определять по приведенной формуле.
При невозможности производства дополнительного натяжения арматуры максимальную температуру прогрева следует принимать не выше 80°С, а потери напряжения арматуры при прогреве следует учитывать при расчете конструкции.
Электротермообработка монолитных каркасных и рамных конструкций с жесткой заделкой узловых сопряжений во избежание возникновения больших температурных напряжений и появления трещин должна производиться, как правило, при температуре изотермического прогрева бетона не выше 40°С.
Поддержание температуры бетона в процессе прогрева на заданном уровне осуществляется одним из следующих способов:
а) изменением величины напряжения, подводимого к электродам;
б) периодическим включением и отключением напряжения;
в) отключением и включением отдельных электродов или групп электродов.
Для обеспечения равной прочности бетона во всех частях прогреваемой конструкции и снижения температурных напряжений необходимо стремиться к уменьшению температурных перепадов по объему конструкции в процессе всей тепловой обработки. Для этой цели необходимо предусматривать теплоизоляцию прогреваемых конструкций, особенно отдельных их частей, подвергаемых быстрому охлаждению.
Продолжительность изотермического прогрева устанавливается в зависимости от величины прочности, которую должен приобрести бетон к окончанию прогрева. В этом случае нарастание прочности за время остывания бетона до температуры окружающей среды, как правило, не учитывается.
Электропрогрев бетона целесообразно осуществлять при максимально допустимой температуре до приобретения 50-70% прочности. Для получения к окончанию прогрева бетоном более 70% прочности рекомендуется использовать быстротвердеющие или высокоактивные цементы, добавки-ускорители твердения, жесткие бетонные смеси. При необходимости получения к окончанию термообработки 100% прочности следует повысить марку бетона на одну ступень.
После окончания изотермического прогрева скорость остывания бетона не должна превышать:
— для конструкций с модулем поверхности более 10 м -1 — 10°С/ч;
— для конструкций с модулем поверхности от 5 до 10 м -1 — 5°С/ч.
Для конструкций с меньшим модулем поверхности скорость остывания устанавливается расчетом, исходя из условия исключения температурных деформаций бетона.
Для обеспечения одинаковых условий остывания различных по толщине частей конструкции тонкие элементы, углы и выступающие части, остывающие быстрее основной конструкции, должны дополнительно утепляться.
Размеры участка с усиленным утеплением должны предусматриваться проектом производства работ.
С целью исключения тeмпeрaтурныx дeформaций, распалубка монолитных конструкций дoпycкaeтся при разности температур между наружным слоем бетона и окружающей средой не более 20°С.
Электрические параметры электропрогрева бетона.
К электрическим параметрам относятся: потребная электрическая мощность, выделяемая электрическая мощность, напряжение в сети, сила тока в сети.
Электропрогрев бетонов с противоморозными добавками.
Электропрогрев бетона с противоморозными добавками рекомендуется производить при необходимости получения распалубочной прочности в короткие сроки, а также во многих случаях, когда бетонирование и выдерживание бетона производится при низких температурах воздуха.
Электропрогрев бетона с противоморозными добавками может применяться также в тех случаях, когда не представляется возможным применить электропрогрев обычного бетона из-за опасности его замораживания до установки и подключения всех электродов на захватке (например, при длительном транспортировании смеси, укладке ее небольшими объемами и т.п.).
Введение в бетонную смесь противоморозных добавок приводит к понижению температуры ее замерзания и уменьшению электрического сопротивления, в том числе и при отрицательных температурах. Это позволяет начинать электропрогрев бетона, остывшего до температуры ниже 0°С.
При соблюдении всех технологических требований и оптимальных режимах прочность при сжатии по окончании прогрева бетона с добавками составляет 75-90%, а через 28 суток последующего выдерживания на морозе и 28-суточного нормально-влажного хранения — 100-120% от марочной прочности.
При необходимости получения меньшей величины прочности бетона по окончании прогрева (например, критической) продолжительность изотермического прогрева может быть существенно снижена (до 4 ч), что дает возможность экономить электроэнергию, повышать оборачиваемость опалубки и электрооборудования.
При этом электропрогрев не приводит к снижению основных строительно-технических свойств бетона (прочность при осевом растяжении, призменная прочность, сцепление с арматурой, морозостойкость и др.) по сравнению с бетоном, твердеющим без прогрева.
В качестве противоморозных добавок в бетоны, подвергаемые электропрогреву, должны применяться только проверенные и сертифицированные. Из отечественных противоморозных добавок можно применять нитрит натрия, формиат натрия и комплексные.
Количество противоморозных добавок для бетона, подвергаемого электропрогреву:
Температура остывания бетона до электропрогрева, С
Количество добавок в расчете на сухое вещество, % от массы цемента
НН, формиат натрия
Примечание. Добавку ХК+ХН допускается применять в неармированные конструкции
При необходимости в состав бетонных смесей допускается вводить добавки, предотвращающие их ускоренное загустение или добавки для повышения морозостойкости бетона (воздухововлекающие).
Применение в бетонах, подвергаемых электропрогреву, противоморозных добавок, в состав которых входит мочевина, не допускается из-за разложения мочевины при температуре выше 40°С.
Применение поташа в качестве противоморозной добавки не разрешается вследствие того, что прогретые бетоны с этой добавкой имеют значительный (более 30%) недобор прочности по сравнению с непрогретым бетоном, характеризуются пониженной морозостойкостью и водонепроницаемостью.
Для бетонов с противоморозными добавками, подвергаемых электропрогреву, наиболее эффективно применение портландцементов с содержанием в клинкере С3А не более 6% во избежание недобора прочности.
До начала бетонных работ необходимо изготовить в лабораторных условиях образцы из бетона подобранного состава, содержащего противоморозную добавку. Образцы после охлаждения до отрицательной температуры должны быть подвергнуты электропрогреву с последующим определением их прочности и сравнением ее с прочностью эталона.
Количество противоморозных добавок следует назначать по таблице (выше по тексту) в зависимости от предполагаемой температуры остывания уложенного бетона до начала электропрогрева.
Количество вводимой противоморозной добавки должно обеспечивать при остывании бетонной смеси до ожидаемой температуры величину ее удельного электрического сопротивления не более 3500 Ом см. Эта величина позволяет рационально разместить электроды и осуществить электропрогрев бетона с использованием пониженного напряжения (до 127 В) в соответствии с требованиями техники безопасности.
Указанные в таблице количества противоморозных добавок, как правило, обеспечивают необходимую величину удельного электрического сопротивления остывшего бетона. Однако до начала бетонных работ рекомендуется определить фактическую величину удельного электрического сопротивления бетона с добавкой подобранного состава при остывании бетона до требуемой температуры.
Для уменьшения потерь тепла бетон следует укладывать в опалубку, имеющую общий коэффициент теплопередачи (К) не более 3,6 Вт/м 2 °С.
Расстояние между электродами следует определять исходя из величины начального электрического сопротивления 3500 Ом см или фактической его величины. При определении расстояния между электродами начальную величину напряжения на электродах рекомендуется принимать в пределах 103-121 В, а если фактическая величина удельного электрического сопротивления меньше 3500 Ом см — в пределах 85-103 В. По мере подъема температуры бетона его электрическое сопротивление снижается и напряжение на электродах нужно соответственно уменьшать. Ориентировочно расстояние между стержневыми электродами можно применять равным 150-200 мм.
Электропрогрев должен быть начат не позже охлаждения бетона до температуры, принятой для назначенного количества добавки, на наиболее быстро остывающем участке во избежание чрезмерного возрастания удельного электрического сопротивления уложенного бетона (при приближении к критической температуре).
Скорость подъема температуры бетона, температуру изотермического прогрева и его продолжительность, скорость остывания конструкций, а также температурные условия распалубки следует принимать как для бетона без добавок. Однако необходимо учитывать, что в процессе прогрева бетоны с добавками твердеют несколько интенсивнее, чем без них. В связи с этим продолжительность изотермического прогрева может быть принята на 20-25% меньше, чем бетона без добавок.
Для регулирования напряжения на электродах необходимо применять понижающие трансформаторы для элекропрогрева бетона. Поскольку диапазон изменения удельного электрического сопротивления бетонов с противоморозными добавками от его начального значения до минимального может быть значительно большим, чем для бетонов без добавок, то для электропрогрева бетонов с добавками наиболее целесообразно применять понижающие трансформаторы с бесступенчатым регулированием вторичного напряжения. При использовании ступенчатых трансформаторов в ряде случаев может оказаться необходимым для выдерживания заданного температурного режима осуществлять периодическое включение и отключение напряжения на электродах в течение нескольких часов либо производить включение и отключение отдельных групп электродов.