УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРЕВА ПРИ УКЛАДКЕ БЕТОНА В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ
CURING DEVICE IN COLD-WEATHER CONCRETE LAYING

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при производстве бетонных работ в зимнее время или при низких температурах окружающего воздуха, а также для уменьшения сроков схватывания бетона.
Известно устройство [1], создающее вокруг забетонированной конструкции «паровую подушку, обеспечивающее требуемые температурно-влажностные условия твердения бетона. Недостатком данного технического решения является то, что:
- предлагаемое устройство невозможно использовать в полевых условиях для разогрева бетона, уложенного на откос дамбы;
- в предлагаемом техническом решении не предусмотрена возможность регулирования равномерности разогрева по всей площади бетона, уложенного на откос дамбы;
- не предусматривается дешевый и эффективный теплоизолятор, каким является полиэтиленовая пленка, который дает дополнительный эффект, поставляя влагу в результате конденсации пара.
Наиболее близким техническим решением является метод прогрева бетонных откосных креплений в зимнее время [2], включающее в себя обогреватели бетона паром с термоизоляцией. Недостатком данного технического решения является то, что:
- предлагаемый метод не обеспечивает получения прочного крепления;
- при таком способе происходит переувлажнение уложенного мокрого бетона, а конденсированный пар стекает вниз.
Цель изобретения - повышение качества крепления и снижение энергозатрат при производстве работ.
Поставленная цель достигается тем, что для прогрева бетона, уложенного на откос дамбы, поверх него змейкой укладывается металлопластиковая трубка.
В зимних условиях, когда среднесуточная температура наружного воздуха ниже +5°С, происходит замерзание свободной воды, что прекращает процесс гидратации цемента, ее увеличение в объеме (до 9%) разрушает структуру бетона. Это приводит к тому, что после оттаивания бетон уже не может набрать проектную прочность. Установлено, если бетон до замерзания наберет 30-50% проектной прочности, то дальнейшее воздействие низких температур не влияет на его физико-механические характеристики. Такая величина прочности называется критической. В зависимости от марки бетона она равна: 50% М - для М200, 40% М - для М300 и 30% М - для М400 и выше.
После отсыпки дамбы и планировки откоса на ней устраивается гравийная подготовка. На гравийную подготовку равномерно укладывается бетон, на который равномерно укладывается система обогрева в виде металлопластиковой трубки. Сверху трубки покрываются пленкой, которая пригружается тяжестью для лучшего прилегания. Пар, подающийся в систему прогрева по подводящей трубе, вырабатывается в котле в результате кипячения воды источником тепла. Размеры охладительного бачка 10÷20 см диаметр трубки делается 3÷8 мм для того чтобы предотвратить эффективный теплообмен жидкости в котле и бачке. Размеры охладительного бачка для эффективной работы должны быть в диаметре 3÷8 см и высотой 10÷20 см. Уровень воды в охладительном бачке и паровом котле совпадают по принципу сообщающихся сосудов. Давление пара над жидкостью в охладительном бачке гораздо меньше давления пара в паровом котле, чем и объясняется циркуляция пара.
Пар, проходя через систему прогрева, конденсируется и частично стекает в виде воды обратно. При сильном прогреве системы давление пара увеличивается и попадает в систему пароотвода, конденсируется и стекает в охладительный бачок, присоединенный к паровому котлу, причем трубка к паровому котлу герметично присоединена к нижней водяной части.
На фиг.1 изображено поперечное сечение дамбы с устройством для производства бетонных откосных креплений в зимнее время; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - узел А.
После отсыпки и планировки откоса дамбы 1 укладывается гравийная подготовка 2. На гравийную подготовку равномерно укладывается бетон 3, на ней размещается система обогрева в виде металлопластиковой трубки 4 и сверху покрывается пленкой 5. Система прогрева является сборной конструкцией, состоящей из металлопластиковых трубок 4, которые укладываются в виде змейки. Пар в систему прогрева подается по металлопластиковой трубе 4, который вырабатывается в паровом котле 6. Трубка 4 присоединена к верхней части 7 парового котла. Сам паровой котел 6 состоит из паровой части 7 и водяной части 8. Пар проходит по длине металлопластиковой трубки 4, частично конденсируется и стекает назад в паровой котел 6. При сильном давлении пара в металлопластиковой трубке 4 он частично конденсируется и стекает через пароотвод 9, который находится вне пленки 5. Стекая по пароотводу, 9 конденсат поступает в охладительный бачок 10, присоединенный к паровому котлу 6 к его нижней водяной части 8 через трубку 11. Расход газа учитывается счетчиком 12, который поступает из баллона 13.
Устройство для прогрева при укладке бетона в зимнее время работает следующим образом. После отсыпки дамбы 1 и планировки откоса устраивается гравийная подготовка 2. Для этого на откос дамбы 1 отсыпается слой гравия 2 толщиной 20-30 см (Фиг.1). На гравийную подготовку 2 равномерно укладывается бетон 3, на ней размещается система обогрева в виде металлопластиковой трубки 4, по которой будет проходить пар для прогрева откосного крепления. Расстояния между металлопластиковыми трубками 4 зависят от температуры окружающего воздуха. Так, при сильных морозах расстояния между трубками 4 (Фиг.2) маленькое для обеспечения достаточного обогрева. Система прогрева является сборной конструкцией и собирается из металлопластиковых трубок 4, которые укладываются в виде змейки. Сверху система прогрева из металлопластиковых трубок 4 покрывается пленкой 5. Пар в систему прогрева подается по металлопластиковой трубе 4, присоединенной к паровому котлу 6 к верхней паровой части 7, заполненной паром, который вырабатывается в паровом котле 6 в результате кипячения воды. Сам паровой котел 6 состоит из паровой части 7 и водяной части 8. При большом давлении пара в металлопластиковой трубке 4 пар поступает в пароотвод 9 и через охладительный бачок 10 поступает в нижнюю водяную часть 8 в паровом котле 6. Причем охладительный бачок 10 с котлом 6 соединен герметично трубкой 11 (узел А). Расход газа учитывается счетчиком 12, который поступает из баллона 13. В качестве источника энергии может быть использован газ, твердое или жидкое топливо.
Предлагаемое техническое решение эффективнее и доступнее аналогов. Оно позволяет обеспечить повышение качества крепления откоса по всей площади, экономя энергоносители. Предлагаемым техническим решением можно обеспечить эффективный и экономичный обогрев укладываемого бетона в осенне-зимний период.
Литература
1. Патент Российской Федерации №2270292, E02B 1/00, E02B 3/12. Воздуходувное устройство для прогрева бетонных откосных креплений в зимнее врем / Ламердонов З.Г. Заяв. 29.11.2004; опубл. 20.07.2006. Бюл. №20, - 6 с.
2. Патент Российской Федерации №2277613, E02B 1/00, E02B 3/12. Устройство для прогрева бетонных откосных креплений в зимнее время / Ламердонов З.Г. Заяв. 29.11.2004; опубл. 10.06.2006. Бюл. №16, - 7 с.