ВЫДЕРЖИВАНИЕ БЕТОНА МЕТОДОМ ТЕРМОСА

Метод термоса в своем «чистом» виде является безобогревным методом. Он заключается в том, что бетонную смесь с заданной начальной положительной температурой укладывают в утепленную опалубку, после чего за счет уже внесенного тепла в смесь и тепла, выделенного цементом в процессе гидратации (явление экзотермии), бетон набирает заданную прочность до того момента, когда температура в какой-либо части забетонированной конструкции снизится до 0°С.

Метод термоса является энергоэкономным методом выдерживания бетона, так как позволяет без дополнительных энергетических затрат реализовывать экзотермическую теплоту гидратирующего цемента.

Эффективность метода термоса в значительной мере зависит от температуры бетонной смеси в момент ее укладки в опалубку. Во избежание потери подвижности температура смеси при выходе из бетоносмесительной машины не должна превышать 35...45°С. В процессе перевозки и укладки смеси при температуре ниже -20°С бетонная смесь остывает на 15... 20° С. Между тем низкая температура зимой, доходящая до -40° С, преобладает на значительной территории Республики Казахстан. В таких районах даже при перевозке на расстояние до 5 км и неизбежных одной-двух перегрузках применение метода термоса оказывается возможным лишь для очень массивных конструкций.

В этих условиях область применения метода термоса может быть расширена при использовании форсированного предварительного электроразогрева бетонной смеси (метод «горячего» термоса). Бетонную смесь перед укладкой в опалубку в течение 5...15 мин интенсивно разогревают до 70... 90° С в специальных бадьях, оснащенных электродами, или в кузовах автомобилей с помощью опускной гребенки электродов, затем сразу укладывают в неутепленную или малоутепленную опалубку и уплотняют до начала схватывания смеси.

Исследования показали, что электротепловой импульс, воздействующий на смесь до начала структурообразования, ускоряет гидратацию цемента и экзотермию, а виброуплотнение горячей смеси способствует образованию более плотной структуры бетона. Предварительный разогрев бетонной смеси помимо уменьшения продолжительности выдерживания бетона интенсифицирует рост прочности бетона в ранние сроки твердения, позволяет осуществить форсированный подъем температуры до уплотнения бетонной смеси, уменьшить деструктивные процессы за счет уменьшения градиента температур и влажности по сечению конструкции. При этом более благоприятно протекает и процесс термосного выдерживания бетона, так как максимальное количество экзотермической теплоты выделяется через 6... 8 ч.

Следует иметь в виду, что при электроразогреве бетонная смесь быстро теряет свои пластические свойства, поэтому необходимо так организовать работу, чтобы время оперирования разогретой смесью не превышало 15 мин.

Чтобы исключить перегрузки бетонной смеси и, следовательно, сократить время оперирования ею после разогрева, практикуют предварительный разогрев непосредственно в кузовах автомобилей-самосвалов или в барабанах автобетоносмесителей. Разогрев выполняют на специально оборудованных постах электроразогрева, располагаемых в непосредственной близости от места укладки бетонной смеси. В кузов автомобиля или в барабан автобетоносмесителя опускают гребенку фазовых электродов.

Имеются и опытные образцы автобетоносмесителей, оборудованных специальным устройством для разогрева смеси в смесительном барабане машины. Оно выполнено в виде пустотелого шнека, консольно закрепленного внутри барабана в его опорной части по центральной оси. Шнек оборудован лопастями, подключенными к соответствующим фазам через токосъемник, закрепленный снаружи барабана на его опорной оси.

Применение электроразогретых смесей при соответствующей технологии бетонирования позволяет сократить время выдерживания бетона, улучшить его качество и повысить коэффициент использования электроэнергии. Наряду с этим появляется возможность транспортировать бетонную смесь зимой на значительные расстояния, укладывать ее на мерзлое основание и широко пользоваться высокооборачиваемой металлической опалубкой. Кроме того, электроразогрев наиболее экономичен по затратам электроэнергии.

При методе предварительного электроразогрева благодаря тому, что бетонная смесь имеет высокую начальную температуру, бетон в среднемассивных конструкциях приобретает до замерзания не менее 50% проектной прочности в значительно более короткие сроки, чем при обычном выдерживании бетона методом термоса.

Эффективность электроразогрева смеси повышается при использовании быстротвердеющих цементов и химических ускорителей твердения.

В отдельных случаях выдерживания конструкций используют метод электротермоса. Сущность этого метода заключается в том, что смесь интенсивно разогревают электродами, установленными непосредственно в бетонируемой конструкции, с последующим термосным выдерживанием. Такой метод в принципе не отличается от электроразогрева, а целесообразность его в каждом конкретном случае следует подтверждать расчетом.

При выдерживании методом термоса температуру бетона проверяют не менее двух раз в сутки. Для этого термометры устанавливают в специальные отверстия, созданные в бетоне с помощью деревянных пробок. После измерения температуру отверстия закрывают паклей. Процесс охлаждения при термосном выдерживании бетона основан на нестандартных закономерностях и помимо прочих влияющих факторов в значительной степени зависит от снижения температуры через опалубку. Так, в случае применения деревянной опалубки даже в условиях быстрого электроразогрева бетонной смеси снижаются ее теплозащитные свойства.

В заключение следует отметить, что, несмотря на относительную простоту термосный метод выдерживания требует достаточно точных расчетов и тщательного соблюдения режимов выдерживания бетона.