CC BY
151
УДК 693.547.3
И.В. Шеенко
магистрант ДГТУ, г. Ростов-на-Дону, РФ E-mail: sheenkoiv@gmail.com Научный руководитель: Г.В. Несветаев д-р техн. наук, проф. ДГТУ г. Ростов-на-Дону, РФ E-mail: nesgrin@yandex.ru
АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ НЕКОТОРЫХ МЕТОДОВ ПРОИЗВОДСТВА БЕТОННЫХ РАБОТ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ
Аннотация
Целью работы является сравнение некоторых методов зимнего бетонирования. Статья содержит обзор методов производства бетонных работ при строительстве зданий и сооружений в зимнее время. Приведены особенности каждого метода, их преимущества и недостатки. Кроме того, рассмотрены плюсы и минусы применения технологии в целом, на основании сравнения энергоемкости и трудозатрат каждого метода. Приведено технико-экономическое сравнение видов зимнего бетонирования.
Ключевые слова:
методы зимнего бетонирования, метод термоса, противоморозные добавки, греющие провода.
Особенности климатических условий Российской Федерации, которые обусловлены её географическим положением, оказывают огромное влияние на проведение бетонных работ в зимний период. Продолжительность зимнего периода для климатических условий средней полосы России составляет до 6 месяцев [1], в связи, с чем производство бетонных работ только в весенне-летний период экономически не целесообразно [2]. Исследования различных способов обеспечения твердения конструкций в зимних условиях начали проводиться в СССР еще с 1930-40х годов [3]. Важную роль в технологии зимнего бетонирования играют такие факторы, как вид бетонируемых конструкций, соотношение их геометрических размеров (модуль поверхности, модуль открытой поверхности), принятый способ выдерживания бетона, погодные условия.
Весьма распространенным конструктивным решением многоэтажного здания является монолитный или сборно-монолитный железобетонный каркас. Сборно-монолитный каркас здания, как правило, имеет плоские диски перекрытий, образованные традиционными многопустотными плитами и монолитными ригелями, скрытыми в их плоскостях [4]. Применение монолитного бетона в возведении промышленных и гражданских зданий и сооружений является одним из распространенных направлений в современном строительстве. Переход к зимнему бетонированию в соответствии с СП 7013330 осуществляется при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже +50С и (или) минимальной ниже 00С. Совокупность технологических процессов при этом направлена на предохранение транспортируемой бетонной смеси и свежеуложенного бетон от замораживания с целью обеспечения проектных показателей бетона по прочности, морозостойкости, водонепроницаемости. [5]. При температуре наружного воздуха ниже минус 100С при бетонировании конструкций дополнительно следует учитывать требования СП 70.13330.2012 (пункты 5.11.4-5.11.15). Применяемые методы зимнего бетонирования должны обеспечивать достижение бетоном критической прочности, при этом срок достижения критической прочности может оказывать существенное влияние на продолжительность и себестоимость работ [6]. СП 70.13330.2012 предусмотрены следующие методы производства бетонных работ в зимних условиях: метод термоса, бетонирование с применением противоморозных добавок, обогревные методы.
При выборе метода зимнего бетонирования учитывают рациональные области их применения:
- метод термоса эффективен для массивных конструкций, имеет ограничения по температуре применения, при этом характеризуется простой технологией и низкой себестоимостью работ;
- применение противоморозных добавок характеризуется отсутствием энергозатрат, простой технологией производства работ, но имеет ограничения по температуре применения, виду арматурной стали, требованиям к отсутствию высолов;
- обогревные методы позволяют осуществлять выдерживание бетона практически любых конструкций, но требуют от 60 до 130 кВт-ч/м3 энергозатрат, что повышает себестоимость и трудоемкость бетонных работ.
С учетом вышеизложенного выбор методов зимнего бетонирования должен производиться на основе технико-экономических расчетов [7].
При реализации метода одним из ключевых условий является обеспечение температуры бетонной смеси в момент укладки не ниже +100С, в связи, с чем возникает необходимость предварительного разогрева бетонной смеси перед укладкой («горячий термос») что требует от 40 до 80 кВт-ч/м3 и ухудшает экономические показатели метода. Метод термоса может также применяться в сочетании с применением химических добавок. Требует затрат на утепления опалубки [8].
Применение бетонов с противоморозными добавками реализуется для предотвращения замерзания бетонной смеси при транспортировании (добавки для «теплых бетонов») и для предотвращения замерзания свежеуложенного бетона (добавки для «холодных бетонов»). Метод эффективен при температуре наружного воздуха до минус 15оС. Метод имеет ограничения для некоторых видов арматурной стали, а также требует проверки в случае, если на поверхности конструкции не допускается появление высолов. Количество и вид противоморозной добавки назначается в зависимости от температуры окружающей среды, модуля поверхности конструкции, вида бетонной смеси, особенностей бетонируемых монолитных конструкций с учетом требований СП 28.13330.
Широко применяемый метод обогрева бетона греющими проводами обеспечивает передачу практически всей энергии бетону, т.е. характеризуется наиболее высоким к.п.д. Для прогрева бетона применяются специально выпускаемые для этой цели нагревательные провода марок ПОСХВ, ПОСХП, ПОСХВТ, ПНВСВ с диаметром жилы (стальная проволока в пластиковой изоляции) от 1,2 до 3 мм [9]. Метод обогрева греющим проводом подходит практически для любых бетонных и железобетонных конструкций, независимо от характера их армирования и конфигурации. Электроподключение греющих проводов при открытом использовании осуществляют через понижающие трансформаторы со ступенями пониженного напряжения от 40 до 127 В, что позволяет регулировать тепловую мощность проводов при изменении температуры окружающей среды. Метод характеризуется относительно низкой себестоимостью. К недостаткам метода можно отнести невозможность повторного использования провода, потребность в дополнительном оборудовании (понижающие трансформаторы, кабели, средства тепловой защиты), трудоемкость укладки, необходимость тщательного контроля температурного режима прогрева для предотвращения возможного локального перегрева, что требует высококвалифицированного персонала.
В табл. 1 для сравнения приведены некоторые показатели рассмотренных выше методов зимнего бетонирования.
Таблица 1
Сравнение технико-экономических параметров
Название метода Затраты труда Температура применения, Расход энергии
Чел. Час оС кВт- ч
«Термос» «Горячий термос» 0,9 до минус 15 до минус 25 40-80
Использование противоморозных добавок 0,13 до минус 15 -
Прогрев греющим проводом 4,07 до минус 40 80-110
Таким образом, «универсального» метода не существует. По расходу энергии наиболее эффективным является метод термоса и метод бетонирования с использованием противоморозных добавок, но они имеют
ограничения по температуре применения, а метод термоса применим только для массивных конструкций. Прогрев греющими проводами применим для очень низких температур, требует регулирования температурного режима твердения бетона, высоких трудозатрат на монтаж проводов, наиболее рационален для плитных и линейных конструкций, хотя может использоваться для периферийного обогрева массивных конструкций.
Список использованной литературы:
1. Головнев С.Г. Технологии зимнего бетонирования. Оптимизация параметров и выбор методов // изд-во ЮУРГУ. 1999. С. 148.
2. Мозголев К.М. Интенсификация технологических процессов зимнего бетонирования монолитных зданий // ФГБОУ ВПО «Южно-уральский государственный университет».С. 130-133.
3. Арбеньев А.С. Бетонные и железобетонные работы: учебное пособие / А.С. Арбеньев. Владимир: Изд-во Владим. Гос.техн. ун-та, 1999.-64с.
4. Беркович Л.А. Организациооно-технологическое обеспечение процессов зимнего бетонирования гражданских зданий //Издательство рекламного агентства «Каре», библиотека ЮУРГУ.2008.
5. Гныря, А.И. Технология бетонных работ в зимних условиях: учебное пособие /А.И. Гныря, С.В. Коробков.-Томск: Изд-во Том.гос.архит.-строит.ун-та, 2011.-412с.
6. Несветаев Г.В. Бетоны: учебно-справочное пособие.-Ростов н/Д: Феникс, 2011.-381.
7. Гнам, П.А. Технологии зимнего бетонирования в России /П.А. Гнам, Р.К. Кивихарью // Строительство уникальных зданий и сооружений.-2016.-№9 (48).-с 7-25.
8. Боженов Ю.М. Технология бетона. М.:Изд-во АСВ,2003.
9. Корытов Ю.А. Зимнее бетонирование с применением реющих проводов // Механизация строительства.2010. №3.с.14-20.
© Шеенко И.В., 2018
