Le “condizioni invernali” vengono create in una struttura in costruzione, a cui è collegata una parte significativa del lavoro cemento armato monolitico, molto prima dell'arrivo dell'inverno secondo il calendario. La costruzione diventa “invernale” non appena le temperature medie giornaliere scendono a +5 oC e di notte si raggiungono temperature inferiori a 0 oC.

A temperature inferiori allo zero, l'acqua nel calcestruzzo non polimerizzato smette di reagire con il cemento e si congela, diventando ghiaccio. L'intensità dei processi di idratazione diminuisce drasticamente e il calcestruzzo smette di indurirsi. Allo stesso tempo, la pressione interna aumenta nello spessore del calcestruzzo, a seguito di un aumento del 9% del volume di acqua trasformata in ghiaccio. Se il congelamento del getto di calcestruzzo avviene in una fase iniziale del lavoro (immediatamente dopo la posa del calcestruzzo), la struttura del cemento armato viene completamente interrotta, poiché non ha la capacità di resistere ai processi di congelamento del volume interno del liquido. Se il calcestruzzo si scioglie, il ghiaccio ritorna acqua e si attiva il processo di idratazione, ma la struttura in calcestruzzo non verrà completamente ripristinata.

Quando il calcestruzzo appena posato congela, attorno al suo “scheletro” interno di rinforzo e ai granuli di riempimento si forma una crosta di ghiaccio, che cresce a causa dell'acqua in entrata dalle zone interne del calcestruzzo a temperatura più elevata. Ogni crosta di ghiaccio aumenta gradualmente lo spessore delle pareti e allontana la pasta di cemento dal riempitivo e dal rinforzo del calcestruzzo, riducendo le caratteristiche di resistenza del calcestruzzo e influenzandone negativamente la durabilità.

Se il calcestruzzo riesce ad acquisire una resistenza minima sufficiente prima del congelamento, non si svilupperanno processi negativi nella sua struttura. Il grado di resistenza del calcestruzzo al quale le basse temperature non rappresentano alcun pericolo è chiamato “critico”.

Gli standard per la resistenza critica del calcestruzzo sono legati alla sua classe, tipo e condizioni in cui verrà utilizzato. questo disegno. Nel caso di strutture in calcestruzzo e cemento armato (armatura non precompressa), la resistenza critica dovrebbe essere almeno il 50% della resistenza di progetto per B7.5-B10, almeno il 40% per B12.5-B25, e 30% per più di B30. Per le strutture in calcestruzzo contenenti armature di precompressione, la resistenza critica deve essere almeno l'80% della resistenza di progetto. Per strutture in calcestruzzo soggette a cicli alternati di gelo e disgelo è necessario raggiungere una resistenza pari al 70%. Le strutture caricate devono acquisire una resistenza completa, pari al 100% della resistenza di progetto prima di essere esposte a temperature inferiori allo zero.

La durata del periodo di stagionatura del calcestruzzo, durante il quale viene raggiunta una serie di caratteristiche di resistenza richieste, dipende in gran parte dalle condizioni di temperatura nel cantiere. Maggiore è la temperatura dell'aria, maggiore è l'attività della componente acquosa della miscela di calcestruzzo: i processi di reazione con il clinker di cemento si verificano più velocemente, il che accelera la coagulazione interna e la formazione di una struttura cristallina. Di conseguenza, una diminuzione della temperatura porta ad un rallentamento di questi processi.

I lavori sul calcestruzzo in inverno devono essere eseguiti in condizioni create artificialmente in termini di temperatura e umidità, ottenendo l'indurimento del calcestruzzo fino alla resistenza critica o di progetto in meno tempo e a costi inferiori. Per ottenere i risultati richiesti vengono utilizzate tecnologie speciali per la miscelazione, la consegna in cantiere e la successiva stagionatura del calcestruzzo.

Preriscaldamento della miscela di calcestruzzo

Durante la preparazione della miscela di calcestruzzo a basse temperature, viene riscaldata a 35-40 o C, fornita dal preriscaldamento dei componenti. L'acqua viene riscaldata nelle caldaie ad una temperatura di 90 o, e il riempitivo viene riscaldato in tamburi fino a 60. o C utilizzando vapore, fumi e acqua calda. È severamente vietato riscaldare il cemento.
La miscela di calcestruzzo riscaldata artificialmente per un cantiere “invernale” viene preparata in modo diverso rispetto a quella in stagione calda. Se in estate i componenti secchi della miscela vengono caricati contemporaneamente nella tramoggia del miscelatore, dove è stata precedentemente versata l'acqua, in inverno l'ordine è il seguente: prima viene versata l'acqua e vengono versate grandi frazioni di riempitivo. Quando il tamburo di miscelazione effettua diversi giri, al suo interno vengono caricati cemento e sabbia. Ignorare questa sequenza di azioni porterà alla “saldatura” del cemento.

La durata della miscelazione della miscela di calcestruzzo a temperature negativeè necessario aumentare 1,2-1,5 volte rispetto al periodo “estivo” della sua miscelazione. Il trasporto del calcestruzzo preconfezionato viene effettuato in un contenitore riscaldato, isolato e chiuso, sia esso una vasca o la carrozzeria di un'auto. Il riscaldamento della carrozzeria del veicolo è garantito in questo modo: è doppio, i gas di scarico del motore vengono diretti nella cavità creata in questo modo, riducendo la perdita di calore. L'erogazione dell'impasto cementizio deve avvenire alla massima velocità possibile e senza sovraccarichi intermedi. Le zone di carico e scarico dell'impasto cementizio devono essere protette dal vento e i mezzi di adduzione del calcestruzzo (tronchi) devono essere coibentati.

Preparazione del lavoro concreto in inverno

Il calcestruzzo deve essere posato su un supporto le cui condizioni escludano completamente il congelamento della miscela lungo la linea di giunzione con esso, nonché la possibilità di deformazioni dovute al sollevamento del terreno. A tal fine, la base dell'area di getto viene riscaldata fino a raggiungere una temperatura positiva e, dopo la posa della miscela, viene preservata dal gelo fino a quando il calcestruzzo non raggiunge la resistenza critica.

Immediatamente prima di iniziare i lavori di getto, la cassaforma e l'armatura vengono ripulite dalle masse di ghiaccio e neve. Se il diametro del rinforzo supera i 25 mm, o è realizzato in acciaio profilato rigido o contiene elementi metallici incorporati di dimensioni significative, in condizioni di temperature negative inferiori a -10 o C il rinforzo deve essere riscaldato.

I processi di betonaggio in condizioni invernali vengono eseguiti in modo rapido e continuo: ogni strato sottostante di calcestruzzo deve essere coperto con uno nuovo prima che la sua temperatura scenda al di sotto della temperatura di progetto.

Moderne tecnologie di esecuzione opere concrete V periodo invernale consentono di ottenere un'elevata qualità strutture edilizie ad un livello di costo ottimale. Convenzionalmente si dividono in tre gruppi:

• tecnologia “thermos”, basata sul mantenimento del calore iniziale dell'impasto, riscaldato durante il processo di preparazione o prima della posa in opera, nonché sull'utilizzo dei rilasci di calore derivanti dalla reazione del cemento con l'acqua durante la stagionatura del calcestruzzo;
• tecnologia per il riscaldamento artificiale della miscela di calcestruzzo dopo la sua posa nella struttura;
• tecnologia per ridurre chimicamente il punto di congelamento dell'acqua in una miscela di calcestruzzo e aumentare la velocità di reazione del cemento.

A seconda della situazione in cantiere, i metodi sopra indicati per mantenere il calcestruzzo a basse temperature possono essere utilizzati in combinazione. La scelta finale a favore di una delle tecnologie si basa sul tipo di struttura e sulle sue dimensioni, sul tipo di calcestruzzo, sulla sua composizione e sulla resistenza progettuale che deve acquisire, sulle condizioni climatiche locali al momento dei lavori, sulle capacità energetiche al cantiere, ecc.

Lavori concreti in inverno e tecnologia “thermos”.

La sua essenza è la posa di una miscela di calcestruzzo con una temperatura compresa tra 15 e 30 o C in casseforme isolate. Ciò garantirà che il calcestruzzo acquisisca una resistenza sufficiente grazie alla sua energia termica iniziale e alla reazione esotermica del cemento, che non consentirà alla struttura in calcestruzzo di congelarsi prima del tempo. La quantità di calore generato a seguito delle reazioni esotermiche dipende dalla temperatura di mantenimento e dal tipo di cemento utilizzato nella miscela.

I migliori dati sul rilascio di calore sono mostrati dai cementi Portland di qualità elevata e con polimerizzazione rapida. La ritenzione del calore nel calcestruzzo dipende in modo significativo dall'esotermia, pertanto i lavori di realizzazione del calcestruzzo con la tecnologia “thermos” dovrebbero essere eseguiti utilizzando miscele di cementi Portland a rapido indurimento e altamente esotermici, posate con una temperatura iniziale artificialmente aumentata in una struttura ben isolata.

Utilizzo di additivi chimici speciali. Alcuni prodotti chimici - potassa K 2 CO 3, cloruro di calcio CaCL, nitrato di sodio NaNO 3, ecc. - se introdotti nella composizione del calcestruzzo in un piccolo volume, di norma, non più del 2% della quantità di cemento, aumentano l'indurimento tasso di calcestruzzo di stato iniziale invecchiamento. Ad esempio, quando il cloruro di calcio viene introdotto in una quantità del 2% in peso di cemento, fornisce 1,6 volte la resistenza del calcestruzzo dopo 2,5 giorni dal momento della posa nella struttura, rispetto al calcestruzzo di composizione identica, ma non contenente un additivo speciale. Gli additivi chimici assicurano anche uno spostamento del punto di congelamento dell'acqua a -3 o C, che consente di aumentare il tempo di raffreddamento del calcestruzzo e quindi di fornirgli un maggiore guadagno di resistenza. Vengono fornite informazioni più dettagliate sui metodi per migliorare chimicamente le caratteristiche del calcestruzzo per la costruzione invernale.

La preparazione delle miscele di calcestruzzo, compresi gli additivi chimici, viene effettuata utilizzando acqua calda e granuli di riempimento riscaldati. Quando viene rimosso dal miscelatore, tale calcestruzzo ha solitamente una temperatura compresa tra 25 e 35 o C immediatamente prima della posa, la sua temperatura scende a circa 20 o C. Il calcestruzzo modificato chimicamente viene posto in una struttura a una temperatura dell'aria esterna compresa tra -15 e - -; 20 o C, dopo la posa Nella cassaforma coibentata vengono posti sopra uno o due strati di isolamento termico. La maturazione della struttura in calcestruzzo avviene per effetto “thermos” con la contemporanea azione di componenti chimici dosati. La tecnologia del calcestruzzo “thermos”, insieme all'uso di prodotti chimici, è semplice e relativamente economica e può essere utilizzata per creare una struttura con un modulo superficiale (Mp) inferiore a cinque;

Calcestruzzo con il metodo del “thermos caldo”.. Si basa sul riscaldamento rapido del calcestruzzo a 60-80°C e sulla compattazione della miscela nella struttura prima che si raffreddi. Successivamente, la miscela di calcestruzzo viene invecchiata utilizzando la tecnologia "thermos", oppure viene ulteriormente riscaldata durante il periodo di acquisizione della resistenza critica.

In un cantiere, la miscela di calcestruzzo viene spesso riscaldata utilizzando corrente elettrica: vengono inseriti degli elettrodi e viene fornita corrente alternata, il riscaldamento avviene a causa della resistenza del calcestruzzo. La potenza e la quantità di energia termica generata nell'unità di tempo è direttamente proporzionale alla tensione sugli elettrodi e inversamente proporzionale alla resistenza ohmica della miscela. In questo caso l'intensità della resistenza ohmica dipende dalle dimensioni planari degli elettrodi, dalla distanza tra loro e dalla resistenza ohmica specifica della miscela cementizia.

Il riscaldamento elettrico della miscela di calcestruzzo viene effettuato con una corrente di 380 V, in casi più rari - sotto 220 V. Per garantire questo funzionamento, il cantiere è dotato di una stazione di trasformazione, di un quadro di distribuzione e di un quadro di controllo. La miscela viene riscaldata in un secchio o direttamente nel retro di un autocarro con cassone ribaltabile. Il primo metodo viene eseguito nella seguente sequenza: la miscela preparata nell'impianto di betonaggio viene trasportata con un veicolo al cantiere, vengono caricati secchi speciali dotati di elettrodi, riscaldati fino alla temperatura di 70-80 o C e quindi posti in casseforme sui lavori in cantiere Di norma si utilizzano vaschette, dotate di tre elettrodi in acciaio da 5 mm, alimentate alla rete tramite connettori a cavo. Per garantire una distribuzione uniforme del calcestruzzo nella benna elettrica e anche per semplificare l'ulteriore scarico, sul corpo della benna è montato un vibratore.

Seguendo il secondo metodo, un autocarro con cassone ribaltabile, il cui corpo contiene una miscela di calcestruzzo, arriva al cantiere e procede verso la stazione di riscaldamento: il suo corpo si trova esattamente sotto il telaio degli elettrodi. Viene attivato l'impianto di vibrazione, quindi gli elettrodi vengono inseriti nel calcestruzzo contenuto nel corpo e viene loro fornita corrente elettrica. La miscela viene riscaldata per 10-15 minuti quando viene riscaldata a 60 o C (vero per i cementi Portland a indurimento rapido), fino a 70 o C per i cementi Portland e fino a 80 o C per i cementi Portland a scoria.

Per riscaldare rapidamente ed in un periodo di tempo estremamente breve il calcestruzzo alla temperatura richiesta, è importante fornire al sito un'elevata potenza elettrica. Ad esempio, per riscaldare un metro cubo di miscela di calcestruzzo a 60 o C per 15 minuti ci vorranno 240 kW, mentre per un riscaldamento più veloce di 10 minuti alla stessa temperatura ci vorranno 360 kW.

Si trova la parte successiva dell'articolo, dedicata al riscaldamento della miscela posata nella struttura.

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Con l'uso diffuso del calcestruzzo, le persone si trovano ad affrontare un problema significativo: il calcestruzzo invernale. Oggi il principale materiale da costruzioneÈ il cemento che viene utilizzato nella costruzione di qualsiasi struttura.

La temperatura della soluzione di calcestruzzo non deve essere inferiore a 5° C in caso di colata di strutture monolitiche e non inferiore a 20° C per calcestruzzo sottile.

Nelle regioni meridionali il lavoro può essere sospeso quando fa freddo, ma cosa succede nei luoghi dove le temperature sotto lo zero perdurano per un lungo periodo? Il calcestruzzo invernale è un processo di costruzione molto reale, che è stato ripetutamente testato nella pratica ed è standardizzato da una serie di documenti.

Caratteristiche della costruzione in inverno

La caratteristica principale del periodo invernale è la bassa temperatura, che ha un impatto significativo sulle proprietà del calcestruzzo. Il processo principale di formazione di una struttura in calcestruzzo è l'idratazione del cemento. Un aumento della temperatura svolge il ruolo di catalizzatore in questo processo e accelera la formazione della struttura finale (aumento di resistenza).

I calcoli delle proprietà di resistenza si basano su una temperatura ottimale di circa 18-20 ° C, alla quale il calcestruzzo acquisisce la resistenza prevista 28 giorni dopo il getto.

Una diminuzione della temperatura rallenta il processo di idratazione del cemento e ad una temperatura di 5°C durante la stesura della malta il calcestruzzo raggiunge solo il 70% della resistenza richiesta dopo 4 settimane. A temperature inferiori a 0° C l'idratazione si interrompe a causa del congelamento dell'acqua, senza il quale questo processo è impossibile. Dobbiamo quindi trarre la seguente conclusione: a temperature del calcestruzzo inferiori a 10 ° C, il periodo di aumento della resistenza del materiale è notevolmente prolungato, di cui bisogna tenere conto durante la costruzione temperature sotto lo zero(congelamento dell'acqua) il processo di indurimento si interrompe.

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Requisiti per il calcestruzzo invernale

È stato accertato che la temperatura della soluzione cementizia al momento del getto non deve essere inferiore a 5°C per strutture monolitiche, inferiore a 20°C per strati sottili di calcestruzzo. Durante l'idratazione del cemento, all'interno dell'impasto si libera calore, ma è sufficiente per ridurre il punto di congelamento dell'acqua di soli 2-3°C (rispetto all'aria ambiente).

Inoltre, la soluzione stessa, dopo la miscelazione, deve avere una temperatura di almeno 20° C (preferibilmente 30° C), altrimenti perderà la sua plasticità e l'installazione diventerà un grosso problema. La compattazione di una massa fredda non otterrà l'effetto desiderato: appariranno zone di compattazione insufficiente della miscela.

Le condizioni di cui sopra necessarie per la formazione di una struttura di alta qualità richiedono l'uso di misure speciali durante la posa del calcestruzzo in inverno. La tecnologia deve prevedere il riscaldamento della soluzione e il mantenimento della temperatura richiesta, oppure l'introduzione di additivi che possano abbassare il punto di congelamento dell'acqua, accelerare il processo di indurimento del calcestruzzo a basse temperature e aumentare la plasticità della soluzione nei periodi freddi.

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Metodi di calcestruzzo invernale

In inverno, la soluzione si concretizza in 4 modi principali in grado di soddisfare i requisiti o (molto spesso) in una combinazione di tali metodi. Questi includono:

1. Riscaldamento della soluzione cementizia durante la miscelazione e la posa.
2. Introduzione di speciali additivi antigelo.
3. Fornire un effetto thermos.
4. Lunga durata durante la stagionatura.

La soluzione può essere riscaldata metodi diversi. I più comuni sono il riscaldamento a vapore, il riscaldamento con flusso d'aria (metodo del convertitore), il riscaldamento a induzione, il riscaldamento a infrarossi e il riscaldamento elettrico diretto.

Il riscaldamento a lungo termine viene effettuato in casseforme speciali dove elementi riscaldanti, fornisce il riscaldamento forzato del calcestruzzo durante il suo indurimento ad una temperatura non inferiore a 5-10 ° C. L'effetto termos si ottiene trattenendo il calore generato durante l'idratazione del cemento o altra reazione quando si introduce un additivo, garantendo un buon isolamento termico del calcestruzzo struttura dopo il versamento.

Quando si getta il calcestruzzo in inverno, saranno necessari i seguenti strumenti:

• miscelatore da costruzione;
• pala;
• bilancia;
• Maestro OK;
• Spatola;
• termometro;
• Bulgaro;
• trapano elettrico;
• martello;
• pinze;
• Cacciavite;
• filo a piombo;
• livello;
• roulette;
• martello;
• grattugia;
• cazzuola.

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Additivi speciali per calcestruzzo

Il calcestruzzo invernale amplia le sue capacità con l'introduzione di additivi antigelo. Tali miscele di calcestruzzo senza riscaldamento possono essere utilizzate a temperature di 0-5° C. Gli additivi antigelo più comuni sono la potassa e il nitrato di sodio. La quantità di additivo aggiunto dipende dalle condizioni di indurimento del calcestruzzo:

• con temperature dell'aria fino a -5° C sarà necessario il 5-6% degli additivi specificati;
• a temperature fino a -10° C - 6-8%;
• a -15° C - 8-10%.

Se l'indurimento della massa avviene in condizioni di gelo maggiore, non viene utilizzato il nitrato di sodio e la quantità di potassio viene aumentata al 12-15%. Oltre a queste sostanze, puoi utilizzare l'urea o una miscela di nitrato di calcio e urea.

L'effetto dell'aumento della resistenza al gelo è potenziato dalla simultanea aggiunta di acceleranti di indurimento di massa. I più comuni includono il formiato di sodio, l'asol-K, una miscela a base di acetilacetone e alcuni altri. I seguenti possono essere raccomandati come additivi antigelo standard con proprietà plastificanti e acceleranti aggiuntive:

• idrocemento S-3M-15;
• idrozima;
• legnopane;
• vincere-antigelo;
• betonsan;
• sementol.

L'additivo più economico per le miscele fatte in casa è l'acqua ammoniacale.

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Utilizzando l'effetto thermos

Concretizzare condizioni invernali utilizzare l'effetto thermos significa aumentare il tempo di raffreddamento della struttura in calcestruzzo per un periodo sufficiente ad acquisire la resistenza richiesta. Il compito principale è preservare il calore della soluzione fornita durante la sua preparazione e il calore rilasciato durante l'idratazione del cemento.

Il metodo thermos viene solitamente utilizzato in combinazione con l'introduzione di additivi che accelerano l'indurimento della massa e riducono il punto di congelamento dell'acqua. Come tali additivi vengono utilizzati calcio e cloruro di sodio o nitrito di sodio in quantità fino al 5% in peso del cemento.

Il "thermos" stesso è montato sotto forma di cassaforma isolante, le cui pareti sono coperte materiali per l'isolamento termico in più strati. Il polistirene espanso e la lana minerale sono buoni isolanti termici. Le pareti thermos sono realizzate nel seguente ordine: uno strato impermeabilizzante (pellicola di polietilene) è fissato alla cassaforma, sopra è posizionato l'isolamento termico e sopra è posizionato un altro strato impermeabilizzante. Sopra struttura in cementoè inoltre coperto in modo sicuro con strati isolanti simili. L'effetto thermos è più evidente nelle strutture monolitiche con un volume significativo di calcestruzzo e può essere utilizzato fino ad una temperatura di -5° C.

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Riscaldamento elettrico

I lavori concreti in inverno possono essere eseguiti con il riscaldamento elettrico preliminare della soluzione. La tecnologia del metodo si basa sul riscaldamento mediante elettrodi immersi nella composizione del calcestruzzo. In genere, per una tensione di 380 V vengono utilizzati elettrodi a piastra e il contenitore deve essere collegato a terra.

Come risultato del riscaldamento della massa, la soluzione potrebbe perdere le sue proprietà elastiche, quindi si consiglia di introdurre additivi plastificanti. La miscela può anche essere riscaldata nel tamburo di una betoniera utilizzando elettrodi a forma di bacchetta. Il riscaldamento viene effettuato in modo tale che la soluzione da posare abbia una temperatura di 30-40 ° C.

Il metodo elettrico può essere utilizzato per riscaldare la soluzione durante il getto della cassaforma. Esistono due metodi di applicazione: riscaldamento periferico (gli elettrodi piatti vengono posizionati sulla superficie dell'elemento in calcestruzzo) e riscaldamento diretto (gli elettrodi a barra vengono fatti passare attraverso lo spessore del calcestruzzo e della cassaforma). In quest'ultimo caso è opportuno evitare il contatto degli elettrodi con l'armatura della struttura in calcestruzzo.

In condizioni invernali (temperatura esterna media giornaliera inferiore a +5° C), l'acqua libera ghiaccia, interrompendo il processo di idratazione del cemento, il suo aumento di volume (fino al 9%) distrugge la struttura del calcestruzzo; Ciò porta al fatto che dopo lo scongelamento il calcestruzzo non può più acquisire la sua forza progettuale.

È stato stabilito che se il calcestruzzo acquista il 30...50% della sua resistenza di progetto prima del congelamento, l'ulteriore esposizione alle basse temperature non ne altera le caratteristiche fisiche e meccaniche. Questo valore di forza è chiamato critico. A seconda della marca del calcestruzzo, è pari a: 50% M - per M200, 40% M - per M300 e 30% M - per M400 e versioni successive.

I metodi di betonaggio invernale che garantiscono che il calcestruzzo raggiunga una resistenza critica includono: riscaldamento del calcestruzzo durante la sua preparazione; stagionatura del calcestruzzo in casseri coibentati (metodo thermos); aggiunta di additivi chimici al calcestruzzo che riducono il punto di congelamento; effetto termico riscaldamento di forme su calcestruzzo appena posato; riscaldamento degli elettrodi; esposizione a fonti di calore a infrarossi, ecc. I metodi tecnologici vengono selezionati in base all'efficienza economica, alle condizioni di calcestruzzo, al tipo di strutture e alle caratteristiche del calcestruzzo utilizzato e alla disponibilità di fonti di calore economiche.

Durante la preparazione delle miscele di calcestruzzo, le fabbriche organizzano il riscaldamento dei componenti e l'acqua di miscelazione, e il processo di preparazione stesso viene eseguito in una stanza isolata, che garantisce la produzione della miscela di calcestruzzo ad una determinata temperatura. Per riscaldare sabbia e pietrisco si utilizzano appositi registri attraverso i quali viene fatta passare acqua o vapore riscaldato a 90° C. L'acqua d'impasto viene riscaldata ad una temperatura di 40...80 °C (a seconda del tipo di cemento), prevalentemente con vapore negli scaldabagni.

La miscela di calcestruzzo viene trasportata in inverno in camion di calcestruzzo coibentati, contenitori speciali e autocarri con cassone riscaldato dai gas di scarico. Il cassone è coperto con teloni o scudi coibentati, vasche e bunker sono coperti con coperture in legno coibentate.

Il getto invernale con stagionatura non riscaldata del calcestruzzo comprende il metodo “thermos”, che si basa sulla posa di una miscela di calcestruzzo riscaldata ad una temperatura di 20...80 ° C in una cassaforma isolata. Le superfici in calcestruzzo a vista proteggono dal raffreddamento. La quantità di calore introdotta nella miscela di calcestruzzo e rilasciata durante la reazione esotermica del cemento è abbastanza sufficiente affinché il calcestruzzo raggiunga la resistenza critica.

Il trasporto di una miscela di calcestruzzo riscaldata nel luogo di betonaggio è accompagnato da significative perdite di calore, un aumento della rigidità della miscela e una diminuzione della sua lavorabilità. Per eliminare questi inconvenienti è più consigliabile riscaldare il calcestruzzo direttamente in cantiere. Per fare ciò vengono utilizzati elettrodi speciali, che vengono immersi in una miscela di cemento situata nella parte posteriore di un autocarro con cassone ribaltabile o in un bunker. Fornendo loro una corrente elettrica di 380 V, la miscela viene riscaldata per 5...10 minuti ad una temperatura di 75...90° C.

Il metodo del trattamento termico elettrico del calcestruzzo è ampiamente utilizzato nella pratica. Si basa sulla conversione dell'energia elettrica in energia termica direttamente all'interno del calcestruzzo o in vari tipi dispositivi di riscaldamento elettrico. Nella costruzione sono stati padroneggiati i seguenti metodi: riscaldamento dell'elettrodo (in realtà riscaldamento elettrico); riscaldamento in campo elettromagnetico (induzione); riscaldamento con vari dispositivi di riscaldamento elettrici.

Il metodo di riscaldamento dell'elettrodo è suddiviso in passante e periferico. Per il riscaldamento passante si utilizzano elettrodi a barra con diametro fino a 6 mm, posizionandoli su tutta la sezione trasversale; per il riscaldamento periferico si utilizzano elettrodi a telaio e a piastra flottanti, elettrodi a piastra e a filo da cucire. In ciascun caso specifico viene calcolata la disposizione degli elettrodi e la tensione su di essi. Quando si riscalda il calcestruzzo, monitorare rigorosamente la velocità di aumento della sua temperatura (8...15 ° C/h) e il tempo di riscaldamento isotermico.

Per il riscaldamento elettrico a contatto vengono utilizzati vari tipi di casseforme riscaldanti, che si dividono in dure (legno, metallo) e morbide (in tela cerata o tessuto di amianto, gomma, plastica, ecc.). La cassaforma termoattiva viene installata in pannelli separati o in pannelli allargati. Le fonti di calore nei pannelli sono riscaldatori elettrici a barra, barra tubolare e barra angolare, elettrodi a nastro, elettrodi a filo o a foglio pressati in una composizione elettricamente conduttiva.

Per riscaldare il calcestruzzo con il vapore, attorno alla struttura in calcestruzzo viene creata una cosiddetta “camicia di vapore”, che fornisce le condizioni di temperatura e umidità necessarie per l'indurimento del calcestruzzo. Temperatura di riscaldamento 70...95° C.

Il riscaldamento per induzione del calcestruzzo avviene a causa del rilascio di calore durante il passaggio di correnti parassite nelle casseforme metalliche e nelle strutture situate nel campo elettromagnetico di un induttore (bobina multigiro), attraverso il quale passa una corrente alternata di frequenza industriale con una tensione di 36 ...120 V viene trasmesso al calcestruzzo dell'armatura e della cassaforma metallica che lo riscalda. Il riscaldamento a induzione viene utilizzato principalmente per il trattamento termico di strutture in calcestruzzo di piccola sezione trasversale: colonne, travi, giunti, strutture erette in casseforme scorrevoli, rampanti e mobili orizzontalmente.

Elementi riscaldanti con una potenza di 0,6...1,2 kW, emettitori ad asta in ceramica con un diametro di 6...50 mm con una potenza di 1...10 kW, emettitori tubolari in quarzo e altri mezzi fungono da fonti di riscaldamento con infrarossi raggi. Gli emettitori a infrarossi, completi di riflettori, vengono utilizzati per il riscaldamento di strutture capacitive a pareti sottili, la preparazione del calcestruzzo, l'inclusione di giunti e assemblaggi, ecc. Durante il riscaldamento, la temperatura sulla superficie del calcestruzzo non deve superare gli 80...90° C.

L'uso di additivi chimici nel calcestruzzo riduce il punto di congelamento dell'acqua e garantisce quindi l'indurimento del calcestruzzo a temperature inferiori allo zero. Potassa (P), nitrito di sodio (SN), nitrato di calcio (NC), un composto di nitrato di calcio con urea (NCM), nitrito-nitrato di calcio (NCN), cloruro di calcio (CC) con cloruro di sodio (CN) sono usati come additivi antigelo, cloruro di calcio (CA) con nitrito di sodio (NN), ecc. La scelta degli additivi antigelo e la loro quantità ottimale dipendono dal tipo di struttura da cementare, dal suo grado, dalla presenza di agenti aggressivi e correnti vaganti, dalla temperatura ambiente.

Il concetto di “condizioni invernali” nella tecnologia calcestruzzo monolitico e il cemento armato è in qualche modo diverso da quello generalmente accettato: il calendario. Le condizioni invernali iniziano quando la temperatura media giornaliera dell'aria esterna scende a +5°C, e durante il giorno si registra un calo della temperatura al di sotto di 0°C.

A temperature inferiori allo zero, l'acqua che non ha reagito con il cemento si trasforma in ghiaccio e non entra in una combinazione chimica con il cemento. Di conseguenza la reazione di idratazione si arresta e quindi il calcestruzzo non indurisce. Allo stesso tempo, nel calcestruzzo si sviluppano notevoli forze di pressione interna causate da un aumento (di circa il 9%) del volume dell'acqua quando si trasforma in ghiaccio. Quando il calcestruzzo gela precocemente, la sua fragile struttura non può resistere a queste forze e viene danneggiata. Durante il successivo scongelamento, l'acqua ghiacciata si trasforma nuovamente in liquido e il processo di idratazione del cemento riprende, ma i legami strutturali distrutti nel calcestruzzo non vengono completamente ripristinati.

Il congelamento del calcestruzzo appena posato è accompagnato anche dalla formazione di pellicole di ghiaccio attorno all'armatura e ai granuli di aggregato che, a causa dell'afflusso di acqua dalle zone meno raffreddate del calcestruzzo, aumentano di volume e comprimono la pasta di cemento allontanandola dall'armatura e aggregato.

Tutti questi processi riducono significativamente la resistenza del calcestruzzo e la sua adesione alle armature, oltre a ridurne la densità, la resistenza e la durabilità.

Se il calcestruzzo acquisisce una certa resistenza iniziale prima del congelamento, tutti i processi sopra menzionati non influiscono negativamente su di esso. La forza minima alla quale il congelamento non è pericoloso per il calcestruzzo è detta critica.

Il valore della resistenza critica standardizzata dipende dalla classe del calcestruzzo, dal tipo e dalle condizioni operative della struttura ed è: per strutture in calcestruzzo e cemento armato con armatura non precompressa - 50% della resistenza di progetto per B7.5... B10, 40% per B12.5...B25 e 30% per B 30 e superiori, per strutture con armatura di precompressione - 80% della resistenza di progetto, per strutture soggette a gelo e disgelo alternato o ubicate nella zona di disgelo stagionale di terreni con permafrost - 70% della resistenza di progetto, per strutture caricate carico di progettazione- Resistenza progettuale al 100%.

La durata della stagionatura del calcestruzzo e le sue proprietà finali dipendono in gran parte dalle condizioni di temperatura a cui è esposto il calcestruzzo. All'aumentare della temperatura, aumenta l'attività dell'acqua contenuta nella miscela di calcestruzzo, il processo della sua interazione con i minerali del clinker di cemento accelera e si intensificano i processi di formazione della coagulazione e della struttura cristallina del calcestruzzo. Quando la temperatura diminuisce, al contrario, tutti questi processi vengono inibiti e l'indurimento del calcestruzzo rallenta.

Pertanto, quando si getta il calcestruzzo in condizioni invernali, è necessario creare e mantenere tali condizioni di temperatura e umidità in cui il calcestruzzo si indurisce fino ad acquisire una resistenza critica o specificata nel più breve tempo possibile con il minor costo di manodopera. A questo scopo usano metodi speciali preparazione, alimentazione, posizionamento e stagionatura del calcestruzzo.

Quando si prepara una miscela di calcestruzzo in condizioni invernali, la sua temperatura viene aumentata a 35...40°C riscaldando gli aggregati e l'acqua. I riempitivi vengono riscaldati a 60°C con registri di vapore, in tamburi rotanti, in impianti con gas di combustione soffiati attraverso lo strato di riempimento e con acqua calda. L'acqua viene riscaldata in caldaie o caldaie ad acqua calda fino a 90°C. È vietato riscaldare il cemento.

Quando si prepara una miscela di calcestruzzo riscaldata, viene utilizzata una procedura diversa per caricare i componenti nella betoniera. In condizioni estive, tutti i componenti secchi vengono caricati contemporaneamente nel tamburo del miscelatore, preriempito con acqua. In inverno, per evitare la "fermentazione" del cemento, si versa prima l'acqua nel tamburo del miscelatore e si carica l'aggregato grosso, quindi, dopo diversi giri del tamburo, si aggiungono sabbia e cemento. La durata totale della miscelazione in condizioni invernali aumenta di 1,2...1,5 volte. La miscela di calcestruzzo viene trasportata in contenitori chiusi, coibentati e riscaldati (vasche, carrozzerie) prima dell'inizio dei lavori. Le auto hanno un doppio fondo, nella cavità in cui entrano i gas di scarico del motore, che impedisce la perdita di calore. La miscela di calcestruzzo deve essere trasportata dal luogo di preparazione al luogo di posa il più rapidamente possibile e senza sovraccarico. Le zone di carico e scarico dovranno essere protette dal vento e i mezzi di adduzione dell'impasto di calcestruzzo alla struttura (tronchi, tronchi vibranti, ecc.) dovranno essere coibentati.

Lo stato della base su cui viene posata la miscela di calcestruzzo, nonché il metodo di posa, devono escludere la possibilità di congelamento all'incrocio con la base e deformazione della base durante la posa del calcestruzzo su carichi pesanti. Per fare ciò, la base viene riscaldata a temperature positive e protetta dal gelo finché il calcestruzzo appena posato non acquisisce la resistenza richiesta.

Prima della gettata di calcestruzzo, la cassaforma e l'armatura vengono liberate da neve e ghiaccio, l'armatura con un diametro superiore a 25 mm, così come l'armatura composta da profili laminati rigidi e grandi parti metalliche incastonate vengono riscaldate a una temperatura positiva a temperature inferiori a - 10 ° C .

La cementazione deve essere eseguita in modo continuo e ad alta velocità e lo strato di calcestruzzo precedentemente posato deve essere coperto prima che la sua temperatura scenda al di sotto del livello specificato.

Il settore edile dispone di un vasto arsenale di metodi efficaci ed economici per la stagionatura del calcestruzzo in condizioni invernali, consentendo alta qualità disegni. Questi metodi possono essere suddivisi in tre gruppi: un metodo che prevede l'utilizzo del contenuto di calore iniziale introdotto nella miscela di calcestruzzo durante la sua preparazione o prima della sua posa in una struttura, e il rilascio di calore del cemento che accompagna l'indurimento del calcestruzzo - il così- metodo chiamato "thermos"; metodi basati sul riscaldamento artificiale del calcestruzzo, posato nella struttura - riscaldamento elettrico, contatto, induzione e riscaldamento a infrarossi, riscaldamento convettivo, metodi che utilizzano l'effetto di abbassare il punto eutettico dell'acqua nel calcestruzzo utilizzando speciali antigelo additivi chimici.

Questi metodi possono essere combinati. La scelta di un metodo o di un altro dipende dal tipo e dalla massa della struttura, dal tipo, dalla composizione e dalla resistenza richiesta del calcestruzzo, dalle condizioni meteorologiche del lavoro, dall'attrezzatura energetica del cantiere, ecc.

Metodo del termos

L'essenza tecnologica del metodo “thermos” è che la miscela di calcestruzzo, che ha una temperatura positiva (di solito tra 15 e 30°C), viene posta in una cassaforma isolata. Di conseguenza, il calcestruzzo della struttura acquisisce una determinata resistenza grazie al contenuto di calore iniziale e al rilascio di calore esotermico del cemento durante il raffreddamento a 0°C.

Durante il processo di indurimento del calcestruzzo si libera calore esotermico che dipende quantitativamente dal tipo di cemento utilizzato e dalla temperatura di maturazione.

I cementi Portland di alta qualità e a indurimento rapido hanno il maggiore rilascio di calore esotermico. L'esotermia del calcestruzzo fornisce un contributo significativo al contenuto di calore della struttura mantenuto con il metodo “thermos”.

Betonaggio con il metodo “Thermos con additivi acceleranti”.

Alcuni sostanze chimiche(cloruro di calcio CaCl, carbonato di potassio - potassa K2CO3, nitrato di sodio NaNO3, ecc.), introdotti nel calcestruzzo in piccole quantità (fino al 2% in peso di cemento), hanno il seguente effetto sul processo di indurimento: questi additivi accelerano l'indurimento processo nel periodo iniziale di stagionatura del calcestruzzo. Pertanto, il calcestruzzo con l'aggiunta del 2% di cloruro di calcio in peso di cemento già il terzo giorno raggiunge una resistenza 1,6 volte maggiore del calcestruzzo della stessa composizione, ma senza l'additivo. L'introduzione nel calcestruzzo di additivi acceleranti, che sono anche additivi antigelo, nelle quantità specificate, abbassa la temperatura di congelamento a -3°C, aumentando così il tempo di raffreddamento del calcestruzzo, il che aiuta anche il calcestruzzo ad acquisire maggiore resistenza.

Il calcestruzzo con additivi acceleranti viene preparato utilizzando aggregati riscaldati e acqua calda. In questo caso la temperatura dell'impasto del calcestruzzo all'uscita del mescolatore oscilla tra 25...35°C, scendendo fino a 20°C al momento della posa. Tali calcestruzzi vengono utilizzati a temperature esterne di -15... -20°C. Sono posti in casseri coibentati e ricoperti da uno strato di isolamento termico. L'indurimento del calcestruzzo avviene a seguito della polimerizzazione termica in combinazione con gli effetti positivi degli additivi chimici. Questo metodo è semplice ed abbastanza economico; consente l'utilizzo del metodo “thermos” per strutture con MP

Calcestruzzo del "thermos caldo"

Consiste nel riscaldamento a breve termine della miscela di calcestruzzo ad una temperatura di 60...80°C, compattandola a caldo e conservandola in un thermos o con riscaldamento aggiuntivo.

In condizioni di cantiere, la miscela di calcestruzzo viene solitamente riscaldata mediante corrente elettrica. Per fare ciò, una parte della miscela di calcestruzzo viene inserita in un circuito elettrico a corrente alternata utilizzando gli elettrodi come resistenza.

Pertanto, sia la potenza rilasciata che la quantità di calore rilasciata in un periodo di tempo dipendono dalla tensione fornita agli elettrodi (proporzionalità diretta) e dalla resistenza ohmica della miscela di calcestruzzo riscaldata (proporzionalità inversa).

A sua volta la resistenza ohmica è funzione dei parametri geometrici degli elettrodi piatti, della distanza tra gli elettrodi e della resistenza ohmica specifica della miscela cementizia.

L'elettro-razofev della miscela di calcestruzzo viene effettuato a una tensione di 380 e meno spesso 220 V. Per organizzare l'elettro-razofev in cantiere, è necessario un palo con un trasformatore (la tensione sul lato basso è 380 o 220 V), è dotato di un pannello di controllo e di un centralino.

Il riscaldamento elettrico della miscela di calcestruzzo viene effettuato principalmente in secchi o nei corpi degli autocarri con cassone ribaltabile.

Nel primo caso, la miscela preparata (presso un impianto di calcestruzzo), avente una temperatura di 5...15 °C, viene consegnata tramite autocarri con cassone ribaltabile a sito di costruzione, scaricati in vasche elettriche, riscaldate a 70...80°C e posizionate nella struttura. Molto spesso vengono utilizzate normali vasche (scarpe) con tre elettrodi in acciaio di 5 mm di spessore, a cui i fili (o conduttori del cavo) della rete di alimentazione sono collegati tramite connettori del cavo. Per garantire una distribuzione uniforme della miscela di calcestruzzo tra gli elettrodi durante il caricamento della benna e un migliore scarico della miscela riscaldata nella struttura, sul corpo della benna è installato un vibratore.

Nel secondo caso, la miscela preparata nell'impianto di betonaggio viene consegnata al cantiere nel retro di un autocarro con cassone ribaltabile. L'autocarro con cassone ribaltabile entra nella stazione di riscaldamento e si ferma sotto il telaio con gli elettrodi. Con il vibratore in funzione, gli elettrodi vengono abbassati nella miscela di calcestruzzo e viene applicata la tensione. Il riscaldamento viene effettuato per 10...15 minuti fino a che la temperatura dell'impasto raggiunge 60°C per i cementi Portland a rapido indurimento, 70°C per i cementi Portland, 80°C per i cementi Portland alla scoria.

Per riscaldare la miscela a questo alte temperature Sono necessarie grandi potenze elettriche in un breve periodo di tempo. Pertanto, per riscaldare 1 m di miscela a 60°C in 15 minuti sono necessari 240 kW e in 10 minuti 360 kW di potenza installata.

Riscaldamento artificiale e riscaldamento del calcestruzzo

L'essenza del metodo di riscaldamento e riscaldamento artificiale è aumentare la temperatura del calcestruzzo posato al massimo consentito e mantenerla durante il tempo durante il quale il calcestruzzo acquisisce una resistenza critica o specificata.

Il riscaldamento artificiale e il riscaldamento del calcestruzzo vengono utilizzati quando si cementano strutture con MP > 10, così come quelle più massicce, se in quest'ultima è impossibile ottenere la resistenza specificata in modo tempestivo se indurite solo con il metodo thermos.

L'essenza fisica del riscaldamento elettrico(riscaldamento tramite elettrodo) è identico al metodo di riscaldamento elettrico di una miscela di calcestruzzo discusso sopra, ovvero viene utilizzato il calore rilasciato nel calcestruzzo posato quando viene attraversato da corrente elettrica.

Il calore generato viene speso per riscaldare il calcestruzzo e la cassaforma a una determinata temperatura e per compensare la perdita di calore nell'ambiente che si verifica durante il processo di stagionatura. La temperatura del calcestruzzo durante il riscaldamento elettrico è determinata dalla quantità di energia elettrica incorporata nel calcestruzzo, che dovrebbe essere assegnata in base alla modalità di trattamento termico selezionata e alla quantità di perdita di calore che si verifica durante il riscaldamento elettrico a freddo.

Per fornire energia elettrica al calcestruzzo vengono utilizzati vari elettrodi: piastra, striscia, asta e corda.

I seguenti requisiti di base sono imposti alla progettazione degli elettrodi e ai loro schemi di posizionamento: la potenza rilasciata nel calcestruzzo durante il riscaldamento elettrico deve corrispondere alla potenza richiesta da calcolo termico, i campi elettrici e quindi di temperatura dovrebbero essere il più uniformi possibile, gli elettrodi dovrebbero essere posizionati, se possibile, all'esterno della struttura riscaldata per garantire un consumo minimo di metallo, l'installazione degli elettrodi e il collegamento dei fili ad essi devono essere effettuati prima della stesura dell'impasto cementizio (quando si utilizzano elettrodi esterni).

Gli elettrodi a piastre soddisfano ampiamente i requisiti indicati.

Gli elettrodi a piastre appartengono alla categoria degli elettrodi di superficie e sono piastre in ferro o acciaio, cucite sulla superficie interna della cassaforma adiacente al calcestruzzo e collegate alle fasi opposte della rete di alimentazione. Come risultato dello scambio di corrente tra gli elettrodi opposti, l'intero volume della struttura viene riscaldato. Utilizzando elettrodi di plastica, le strutture leggermente rinforzate vengono riscaldate forma corretta piccole dimensioni (colonne, travi, pareti, ecc.).

Gli elettrodi a nastro sono costituiti da nastri di acciaio larghi 20...50 mm e, come gli elettrodi a piastra, sono cuciti sulla superficie interna della cassaforma.

Lo scambio di corrente dipende dallo schema di collegamento degli elettrodi a striscia alle fasi della rete di alimentazione. Quando gli elettrodi opposti vengono collegati alle fasi opposte della rete di alimentazione, avviene uno scambio di corrente tra le facce opposte della struttura e l'intera massa di calcestruzzo viene coinvolta nella generazione di calore. Quando gli elettrodi adiacenti sono collegati a fasi opposte, tra di loro avviene uno scambio di corrente. In questo caso il 90% di tutta l'energia fornita viene dissipata in strati periferici con uno spessore pari alla metà della distanza tra gli elettrodi. Di conseguenza, gli strati periferici vengono riscaldati a causa del calore Joule. Gli strati centrali (il cosiddetto “nucleo” del calcestruzzo) induriscono a causa del contenuto di calore iniziale, del cemento esotermico e in parte per l'afflusso di calore dagli strati periferici riscaldati. Il primo schema viene utilizzato per il riscaldamento di strutture leggermente rinforzate con uno spessore non superiore a 50 cm. Il riscaldamento elettrico periferico viene utilizzato per strutture di qualsiasi massa.

Gli elettrodi a striscia sono installati su un lato della struttura. In questo caso, gli elettrodi adiacenti sono collegati alle fasi opposte della rete di alimentazione. Di conseguenza, viene realizzato il riscaldamento elettrico periferico.

Il posizionamento unilaterale degli elettrodi a striscia viene utilizzato per il riscaldamento elettrico di lastre, pareti, pavimenti e altre strutture di spessore non superiore a 20 cm.

Per configurazioni complesse di strutture in calcestruzzo, vengono utilizzati elettrodi a barra: barre d'armatura con un diametro di 6...12 mm, installate nel corpo di cemento.

È consigliabile utilizzare elettrodi a barra sotto forma di gruppi di elettrodi piatti. In questo caso è garantito un campo di temperatura più uniforme nel calcestruzzo.

Quando si riscaldano elettricamente elementi in calcestruzzo di piccola sezione e lunghezza considerevole (ad esempio giunti di calcestruzzo fino a 3...4 cm di larghezza), vengono utilizzati elettrodi a barra singola.

Quando si cementano strutture in calcestruzzo o cemento armato posizionate orizzontalmente con un grande strato protettivo, vengono utilizzati elettrodi galleggianti: barre d'armatura 6 ... 12 mm incastonate nella superficie.

Gli elettrodi a stringa vengono utilizzati per riscaldare strutture la cui lunghezza è molte volte maggiore della loro dimensione. sezione trasversale(colonne, travi, arcarecci, ecc.). Gli elettrodi a stringa vengono installati al centro della struttura e collegati a una fase, mentre la cassaforma metallica (o il legno con rivestimento in acciaio del tetto) all'altra. In alcuni casi, gli accessori funzionanti possono essere utilizzati come un altro elettrodo.

La quantità di energia rilasciata nel calcestruzzo per unità di tempo e quindi regime di temperatura il riscaldamento elettrico dipende dal tipo e dalla dimensione degli elettrodi, dalla disposizione della loro collocazione nella struttura, dalle distanze tra loro e dallo schema di collegamento alla rete di alimentazione. In questo caso, un parametro che consente una variazione arbitraria è molto spesso la tensione fornita. La potenza elettrica rilasciata, a seconda dei parametri sopra elencati, viene calcolata utilizzando le formule.

La corrente viene fornita agli elettrodi dalla fonte di alimentazione attraverso trasformatori e dispositivi di distribuzione.

Come cavi principali e di commutazione vengono utilizzati fili isolati con anima in rame o alluminio, la cui sezione trasversale viene selezionata in base alla condizione di passaggio della corrente calcolata attraverso di essi.

Prima di dare tensione, verificare la corretta installazione degli elettrodi, la qualità dei contatti sugli elettrodi e l'assenza di cortocircuiti sui raccordi.

Il riscaldamento elettrico viene effettuato a basse tensioni comprese tra 50 e 127 V. Nella media consumo specifico l'elettricità è di 60...80 kW/h per 1 m3 di cemento armato.

Riscaldamento a contatto (conduttivo). Questo metodo sfrutta il calore generato in un conduttore quando la corrente elettrica lo attraversa. Questo calore viene poi trasferito per contatto alle superfici della struttura. Il trasferimento di calore nella struttura in calcestruzzo stessa avviene attraverso la conduttività termica. Per il riscaldamento per contatto del calcestruzzo vengono utilizzate principalmente casseforme termoattive (riscaldanti) e rivestimenti flessibili termoattivi (TAGF).

La cassaforma riscaldante ha un piano in lamina di metallo o compensato impermeabile, sul retro del quale sono presenti elementi riscaldanti elettrici. Nelle casseforme moderne, come riscaldatori vengono utilizzati fili e cavi riscaldanti, riscaldatori a rete, riscaldatori a nastro di carbonio, rivestimenti conduttivi, ecc. Il più efficace è l'uso di cavi costituiti da filo di costantana con un diametro di 0,7 ... 0,8 mm. collocato in un isolamento resistente al calore. La superficie isolante è protetta da danni meccanici da una calza protettiva metallica. Per garantire l'uniformità flusso di calore il cavo è posto ad una distanza di 10...15 cm da ramo a ramo.

I riscaldatori a rete (una striscia di rete metallica) sono isolati dal ponte con un foglio di amianto e sul lato posteriore del pannello della cassaforma - anch'esso con un foglio di amianto e ricoperti con isolamento termico. Per creare un circuito elettrico, le singole strisce del riscaldatore a rete sono collegate tra loro tramite barre di distribuzione.

I riscaldatori a nastro di carbonio sono incollati con adesivi speciali alla copertura dello scudo. Per garantire un forte contatto con i fili di commutazione, le estremità dei nastri sono ramate.

Qualsiasi magazzino con copertura in acciaio o compensato può essere convertito in cassaforma riscaldante. A seconda delle condizioni specifiche (velocità di riscaldamento, temperatura ambiente, potere di protezione termica della parte posteriore della cassaforma), il necessario densità di potenza può variare da 0,5 a 2 kV A/m2. La cassaforma riscaldante viene utilizzata nella costruzione di strutture a pareti sottili e di massa media, nonché per l'inserimento di elementi prefabbricati in cemento armato.

Il rivestimento termoattivo (TRAP) è un dispositivo leggero e flessibile con riscaldatori a nastro di carbonio o fili riscaldanti che forniscono riscaldamento fino a 50°C. La base del rivestimento è la fibra di vetro, a cui sono fissati i riscaldatori. Per l'isolamento termico viene utilizzata la fibra di vetro in fiocco con schermatura con uno strato di lamina. Il tessuto gommato viene utilizzato come impermeabilizzazione.

Il rivestimento flessibile può essere prodotto in varie dimensioni. Per il fissaggio tra i singoli rivestimenti sono previsti fori per il passaggio di nastri o clip. Il rivestimento può essere posizionato su superfici verticali, orizzontali e inclinate delle strutture. Dopo aver terminato il lavoro con il rivestimento in un unico posto, viene rimosso, pulito e arrotolato per facilitare il trasporto. L'uso più efficace di TRAP è nella realizzazione di solai e rivestimenti, nella preparazione di pavimenti, ecc. TRAP è prodotto con una potenza elettrica specifica di 0,25... 1 kV-A/m2.

Il riscaldamento a infrarossi sfrutta la capacità dei raggi infrarossi di essere assorbiti dal corpo e trasformati in energia termica, che aumenta il contenuto di calore del corpo.

Generano radiazioni infrarosse riscaldando i solidi. Nell'industria vengono utilizzati per questi scopi raggi infrarossi con una lunghezza d'onda di 0,76...6 micron, mentre flusso massimo onde di questo spettro sono possedute da corpi con temperatura superficiale radiante di 300...2200°C.

Il calore dalla sorgente dei raggi infrarossi al corpo riscaldato viene trasferito istantaneamente, senza la partecipazione di alcun vettore di calore. Assorbiti dalle superfici irradiate, i raggi infrarossi vengono convertiti in energia termica. Dagli strati superficiali così riscaldati il ​​corpo si riscalda grazie alla propria conduttività termica.

Per i lavori in calcestruzzo, come generatori di radiazioni infrarosse vengono utilizzati emettitori tubolari metallici e al quarzo. Per creare un flusso radiante direzionato, gli emettitori sono racchiusi in riflettori piani o parabolici (solitamente in alluminio).

Il riscaldamento a infrarossi viene utilizzato per i seguenti scopi processi tecnologici: rinforzo del riscaldamento, basi e superfici di calcestruzzo congelate, protezione termica del calcestruzzo posato, accelerazione dell'indurimento del calcestruzzo durante la posa di solai interpiano, costruzione di pareti e altri elementi in casseforme in legno, metallo o strutturali, grattacieli in casseforme scorrevoli (ascensori, silos , eccetera. ).

Elettricità per installazioni a infrarossi solitamente proviene da una sottostazione di trasformazione, dalla quale viene posato un cavo di alimentazione a bassa tensione verso il cantiere, che alimenta l'armadio di distribuzione. Da quest'ultimo l'energia elettrica viene fornita tramite linee via cavo per separare gli impianti a infrarossi. Il calcestruzzo viene trattato con raggi infrarossi, se disponibili dispositivi automatici, fornendo parametri di temperatura e tempo specifici accendendo e spegnendo periodicamente le installazioni a infrarossi.

Il riscaldamento a induzione del calcestruzzo utilizza il calore generato nell'armatura o nella cassaforma in acciaio situata nel campo elettromagnetico di una bobina dell'induttore attraverso la quale scorre una corrente elettrica alternata. Per fare ciò, un filo induttore isolato viene posato in spire successive lungo la superficie esterna della cassaforma. Una corrente elettrica alternata che passa attraverso un induttore crea un campo elettromagnetico alternato. L'induzione elettromagnetica provoca correnti parassite nel metallo (armatura, cassaforma in acciaio) situato in questo campo, a seguito delle quali l'armatura (cassaforma in acciaio) si riscalda e il calcestruzzo si riscalda da esso (in modo conduttivo).

La fondazione è una struttura fondamentale, sulla cui qualità geometrica, tecnica e caratteristiche di performance struttura costruita. A causa della natura specifica del processo di indurimento mediante colata di calcestruzzo e fondazioni in cemento armato Si sconsiglia la pratica invernale per evitare la loro deformazione e distruzione prematura. Le letture del termometro sotto zero limitano significativamente la costruzione alle nostre latitudini. Tuttavia, se necessario, il getto di calcestruzzo a temperature inferiori allo zero può ancora essere eseguito con successo se si sceglie il metodo giusto e la tecnologia viene seguita con precisione.

Caratteristiche del riempimento invernale “nazionale”.

I capricci della natura spesso apportano modifiche ai piani di sviluppo sul territorio nazionale. O la pioggia battente interferisce con lo scavo di una fossa, oppure un vento rafficato interrompe o ostacola l'inizio della stagione della dacia.

Le prime gelate generalmente cambiano radicalmente il corso del lavoro, soprattutto se si prevedeva di versare una base monolitica in cemento.

La struttura di fondazione in calcestruzzo è ottenuta per effetto dell'indurimento dell'impasto colato nella cassaforma. Contiene tre componenti di quasi uguale importanza: aggregato e cemento con acqua. Ognuno di essi fornisce un contributo significativo alla formazione di una struttura durevole in cemento armato.

In termini di volume e peso, il corpo della pietra artificiale creata è dominato dal riempitivo: sabbia, ghiaia, grumi, pietrisco, mattoni rotti, ecc. Secondo criteri funzionali, il legante principale è il cemento, la cui quota nella composizione è 4-7 volte inferiore alla quota di riempitivo. Tuttavia, è lui che lega insieme i componenti sfusi, ma agisce solo in tandem con l'acqua. In effetti, l'acqua è un componente importante della miscela di calcestruzzo quanto la polvere di cemento.

L'acqua contenuta nell'impasto del calcestruzzo avvolge le particelle fini di cemento, coinvolgendolo nel processo di idratazione, seguito dalla fase di cristallizzazione. La massa concreta non si indurisce, come si suol dire. Si indurisce attraverso la graduale perdita di molecole d'acqua che avviene dalla periferia al centro. È vero, non solo i componenti della soluzione sono coinvolti nella “transizione” della massa di cemento in pietra artificiale.

L’ambiente ha un’influenza significativa sul corretto svolgimento dei processi:

• Con valori temperatura media giornaliera da +15 a +25ºС, la massa di calcestruzzo si indurisce e acquisisce forza a un ritmo normale. In questa modalità il calcestruzzo si trasforma in pietra dopo 28 giorni previsti dalle norme.
• Con una lettura media giornaliera del termometro di +5ºС, l'indurimento rallenta. Il calcestruzzo raggiungerà la resistenza richiesta in circa 56 giorni, se non sono previste notevoli fluttuazioni di temperatura.
• Quando raggiunge 0ºС, il processo di indurimento si interrompe.
• A temperature inferiori allo zero, la miscela versata nella cassaforma congela. Se il monolite ha già acquisito una resistenza critica, dopo lo scongelamento in primavera, il calcestruzzo entrerà nuovamente nella fase di indurimento e continuerà fino a raggiungere la piena resistenza.

La resistenza critica è strettamente correlata al tipo di cemento. Più è alto, meno giorni saranno necessari affinché la miscela di calcestruzzo sia pronta.

In caso di aumento di resistenza insufficiente prima del congelamento, la qualità del monolite di cemento sarà molto dubbia. L'acqua congelata nella massa di calcestruzzo si cristallizzerà e aumenterà di volume.

Di conseguenza, si creerà una pressione interna che distruggerà i legami all'interno del corpo di cemento. La porosità aumenterà, per cui il monolite consentirà il passaggio di più umidità e sarà meno resistente al gelo. Di conseguenza, il tempo operativo sarà ridotto o il lavoro dovrà essere eseguito nuovamente da zero.

Temperatura sotto zero e costruzione di fondazioni

Non ha senso discutere con i fenomeni meteorologici; è necessario adattarsi ad essi in modo intelligente. Ecco perché è nata l'idea di sviluppare metodi per la costruzione di fondazioni in cemento armato nelle nostre difficili condizioni climatiche, possibili da implementare durante il periodo freddo.

Si noti che il loro utilizzo aumenterà il budget di costruzione, pertanto nella maggior parte delle situazioni si consiglia di ricorrere a opzioni più razionali per la costruzione delle fondazioni. Ad esempio, utilizzare il metodo annoiato o eseguire la produzione in fabbrica.

Per coloro che non si accontentano dei metodi alternativi, esistono diversi metodi dimostrati da una pratica di successo. Il loro scopo è portare il calcestruzzo ad uno stato di resistenza critica prima del congelamento.

In base alla tipologia di impatto si possono dividere in tre gruppi:

• Fornire assistenza esterna alla massa di calcestruzzo versata nella cassaforma fino alla fase di acquisizione della resistenza critica.
• Innalzamento della temperatura all'interno della massa di calcestruzzo fino a quando non sarà sufficientemente indurito. Questo viene fatto attraverso il riscaldamento elettrico.
• Introduzione di modificatori nella soluzione concreta che abbassano il punto di congelamento dell'acqua o attivano processi.

Per scegliere un metodo calcestruzzo invernaleè influenzato da un numero impressionante di fattori, come le fonti di energia disponibili in loco, le previsioni meteorologiche per il periodo di indurimento e la capacità di fornire soluzione riscaldata. In base alle specifiche locali, viene selezionato migliore opzione. La più economica delle posizioni elencate è considerata la terza, ad es. colata di calcestruzzo a temperature inferiori allo zero senza riscaldamento, che predetermina l'introduzione di modificatori nella composizione.

Come versare una fondazione in cemento in inverno

Per sapere quale metodo è meglio utilizzare per mantenere gli indicatori di resistenza da concreti a critici, è necessario conoscerne le caratteristiche e acquisire familiarità con i pro e i contro.

Si noti che numerosi metodi vengono utilizzati in combinazione con alcuni analoghi, molto spesso con il riscaldamento meccanico o elettrico preliminare dei componenti della miscela di calcestruzzo.

Condizioni esterne “di maturazione”

Favorevole all'indurimento condizioni esterne vengono creati all'esterno dell'oggetto. Consistono nel mantenere la temperatura dell'ambiente circostante il calcestruzzo ad un livello standard.

La manutenzione del calcestruzzo versato in condizioni negative viene effettuata nei seguenti modi:

• Il metodo del termos. L'opzione più comune e non troppo costosa è proteggere la futura fondazione da influenze esterne e perdita di calore. La cassaforma viene riempita in modo estremamente rapido miscela di cemento, riscaldati al di sopra degli indicatori standard, vengono rapidamente ricoperti con barriera al vapore e materiali di isolamento termico. L'isolamento impedisce il raffreddamento della massa di calcestruzzo. Inoltre, durante il processo di indurimento, il calcestruzzo stesso cede circa 80 kcal di energia termica.
• Mantenere l'oggetto allagato nelle serre: rifugi artificiali che proteggono dall'ambiente esterno e consentono un ulteriore riscaldamento dell'aria. Attorno alla cassaforma vengono montati telai tubolari, ricoperti con telone o ricoperti di compensato. Se polli da carne o pistole termiche per fornire aria riscaldata, il metodo passa alla categoria successiva.
• Riscaldamento dell'aria. Implica la costruzione di uno spazio chiuso attorno a un oggetto. La cassaforma deve essere coperta come minimo con tende in tela cerata o materiale simile. È consigliabile che le tende siano isolate termicamente per aumentare l'effetto e ridurre i costi. Quando vengono utilizzate le tende, nello spazio tra loro e la cassaforma viene fornito vapore o un flusso d'aria proveniente da una pistola termica.

È impossibile non notare che l'implementazione di questi metodi aumenterà il budget di costruzione. Il “thermos” più razionale è obbligarti ad acquistare materiale di copertura. La costruzione di una serra è ancora più costosa e se per essa si affitta anche un impianto di riscaldamento, è necessario considerare il costo. Il loro utilizzo è consigliabile qualora non esista una tipologia alternativa ed è necessario effettuare il riempimento lastra monolitica per il congelamento e lo sbrinamento primaverile.

Va ricordato che ripetuti sbrinamenti sono distruttivi per il calcestruzzo, pertanto il riscaldamento esterno deve essere portato al parametro di indurimento richiesto.

Metodi per riscaldare la massa di calcestruzzo

Il secondo gruppo di metodi viene utilizzato principalmente nell'edilizia industriale, perché richiede una fonte di energia, calcoli accurati e la partecipazione di un elettricista professionista. È vero, gli artigiani, alla ricerca di una risposta alla domanda se sia possibile versare il calcestruzzo ordinario nella cassaforma a temperature inferiori allo zero, hanno trovato una soluzione molto ingegnosa con la fornitura di energia saldatrice. Ma anche questo richiede almeno competenze e conoscenze iniziali nelle difficili discipline costruttive.

Nella documentazione tecnica, i metodi per il riscaldamento elettrico del calcestruzzo sono suddivisi in:

• Attraverso. In base a cosa si riscalda il calcestruzzo? correnti elettriche, che alimentano gli elettrodi posati all'interno della cassaforma, che può essere a barra oa corda. Il calcestruzzo in questo caso svolge il ruolo di resistenza. La distanza tra gli elettrodi e il carico applicato deve essere calcolata accuratamente e la fattibilità del loro utilizzo deve essere dimostrata incondizionatamente.
• Periferica. Il principio è riscaldare le zone superficiali della futura fondazione. Energia termica fornita da dispositivi di riscaldamento tramite elettrodi a striscia fissati alla cassaforma. Può essere nastro o lamiera d'acciaio. Il calore si diffonde all'interno dell'array a causa della conduttività termica della miscela. In effetti, lo spessore del calcestruzzo viene riscaldato fino ad una profondità di 20 cm. Ancora meno, ma allo stesso tempo si formano tensioni che migliorano significativamente i criteri di resistenza.

I metodi di riscaldamento elettrico passante e periferico sono utilizzati nelle strutture non rinforzate e leggermente rinforzate, perché I raccordi influenzano l'effetto del riscaldamento. Quando le barre d'armatura sono densamente installate, le correnti verranno cortocircuitate verso gli elettrodi e il campo generato sarà irregolare.

Dopo il riscaldamento, gli elettrodi rimangono per sempre nella struttura. Nell'elenco delle tecniche periferiche, la più famosa è l'uso di casseforme riscaldanti e tappetini a infrarossi posti sopra la base in costruzione.

Il modo più razionale per riscaldare il calcestruzzo è la stagionatura tramite cavo elettrico. Il filo riscaldante può essere posato in strutture di qualsiasi complessità e volume, indipendentemente dalla frequenza di rinforzo.

Lo svantaggio delle tecnologie di riscaldamento è la possibilità di un'essiccazione eccessiva del calcestruzzo, motivo per cui sono necessari calcoli e monitoraggio regolare dello stato termico della struttura.

Introduzione di additivi nella soluzione concreta

L'aggiunta di additivi è la più semplice e la più semplice modo economico betonaggio a temperature inferiori allo zero. Secondo esso, il getto di calcestruzzo in inverno può essere effettuato senza l'uso del riscaldamento. Tuttavia, il metodo può ben integrare il trattamento termico interno o esterno. Anche utilizzandolo insieme al riscaldamento del sottofondo indurente con vapore, aria o elettricità si avverte una riduzione dei costi.

Idealmente, l'arricchimento della soluzione con additivi è meglio combinato con la costruzione di un semplice “thermos” con ispessimento del guscio termoisolante nelle zone di minor spessore, negli angoli e in altre parti sporgenti.

Gli additivi utilizzati nelle malte cementizie “invernali” si dividono in due classi:

• Sostanze e composti chimici che abbassano il punto di congelamento di un liquido in soluzione. Garantire un indurimento normale a temperature inferiori allo zero. Questi includono potassa, cloruro di calcio, cloruro di sodio, nitrito di sodio, loro combinazioni e sostanze simili. Il tipo di additivo è determinato in base ai requisiti per la temperatura di indurimento della soluzione.
• Sostanze e composti chimici che accelerano il processo di indurimento. Questi includono potassio, modificatori a base di una miscela di cloruro di calcio con urea o nitrito-nitrato di calcio, con cloruro di sodio, un nitrito-nitrato di calcio, ecc.

I composti chimici vengono introdotti in un volume dal 2 al 10% in peso di polvere di cemento. La quantità di additivi viene selezionata in base alla temperatura di indurimento prevista della pietra artificiale.

In linea di principio, l'uso di additivi antigelo consente di effettuare il getto anche a -25ºС. Ma tali esperimenti non sono consigliati ai costruttori di strutture del settore privato. Si ricorre infatti ad autunno inoltrato con qualche prima gelata o all'inizio della primavera, se la pietra di cemento deve indurire entro una certa data e non esistono opzioni alternative.

Additivi antigelo comuni per il getto di calcestruzzo:

• Potassa o altrimenti carbonato di potassio (K 2 CO 3). Il modificatore più popolare e facile da usare per il calcestruzzo “invernale”. Il suo utilizzo è prioritario per l'assenza di corrosione del rinforzo. La potassa non è caratterizzata dalla comparsa di macchie di sale sulla superficie del calcestruzzo. È la potassa che garantisce l'indurimento del calcestruzzo con indicazioni del termometro fino a -25°C. Lo svantaggio della sua introduzione è che accelera la velocità di presa, motivo per cui saranno necessari al massimo 50 minuti per completare il versamento della miscela. Per mantenere la plasticità per facilitare il versamento, alla soluzione con potassa viene aggiunta nafta saponosa o alcol solfito in un volume del 3% in peso della polvere di cemento.
• Nitrito di sodio, altrimenti sale dell'acido nitroso (NaNO 2). Fornisce al calcestruzzo un aumento di resistenza stabile a temperature fino a -18,5°C. Il composto ha proprietà anticorrosive e aumenta l'intensità dell'indurimento. Lo svantaggio è la comparsa di scolorimenti sulla superficie della struttura in calcestruzzo.
• Cloruro di calcio (CaCl 2), che consente di effettuare il getto a temperature fino a -20°C e accelera la presa del calcestruzzo. Se è necessario introdurre una sostanza nel calcestruzzo in una quantità superiore al 3%, è necessario aumentare la qualità della polvere di cemento. Lo svantaggio del suo utilizzo è la comparsa di efflorescenze sulla superficie della struttura in calcestruzzo.

La preparazione delle miscele con additivi antigelo viene effettuata in modo speciale. Innanzitutto, l'aggregato viene miscelato con la parte principale dell'acqua. Successivamente, dopo leggera miscelazione, aggiungere cemento e acqua con i composti chimici diluiti in essa. Il tempo di miscelazione è aumentato di 1,5 volte rispetto al periodo standard.

Alle soluzioni di calcestruzzo viene aggiunta potassa in un volume del 3-4% in peso della composizione secca se il rapporto tra legante e aggregato è 1:3, nitrito nitrato in un volume del 5-10%. Entrambi gli agenti antigelo non sono consigliati per l'uso in strutture di getto che operano in ambienti saturi d'acqua o molto umidi, perché favoriscono la formazione di alcali nel calcestruzzo.

Quando si versano strutture critiche, è meglio utilizzare calcestruzzo freddo preparato meccanicamente in condizioni di fabbrica. Le loro proporzioni sono calcolate accuratamente in base alla temperatura e all'umidità specifiche durante il periodo di colata.

Le miscele fredde vengono preparate utilizzando acqua calda; la proporzione degli additivi viene introdotta in stretta conformità con le condizioni meteorologiche e il tipo di struttura da costruire.

Metodi per versare il calcestruzzo in inverno:

Betonaggio invernale con installazione di una serra:

Agente antigelo per calcestruzzo invernale:

Prima di versare soluzioni con additivi antigelo, non è necessario riscaldare il fondo della fossa o della trincea scavata sotto la fondazione. Prima di versare i composti riscaldati, è necessario riscaldare il fondo per evitare irregolarità che potrebbero derivare dallo scioglimento del ghiaccio nel terreno. Il riempimento dovrebbe essere effettuato in un giorno, preferibilmente in una volta sola.

Se non è possibile evitare le interruzioni, gli intervalli tra i getti di calcestruzzo devono essere ridotti al minimo. Se si rispettano i dettagli tecnologici, il monolite di cemento acquisirà il margine di resistenza necessario, si conserverà per l'inverno e continuerà ad indurirsi con l'arrivo della stagione più calda. In primavera sarà possibile iniziare a costruire muri su basi già pronte e affidabili.