ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА
НА ИНДУКЦИОННЫЙ ПРОГРЕВ МОНОЛИТНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ

Введено в действие Распоряжением Управления развития Генплана
№ 6 от 07.04.98

Москва - 1997

АННОТАЦИЯ

Технологическая карта на индукционный прогрев монолитных конструкций разработана ОАО ПКТИпромстрой в соответствии с протоколом семинара-совещания «Современные технологии зимнего бетонирования», утвержденным первым заместителем премьера Правительства г. Москвы В.И. Ресиным и техническим заданием на разработку комплекта технологических карт на производство монолитных бетонных работ при отрицательных температурах воздуха, выданным управлением развития Генплана г. Москвы.

Карта содержит организационно-технологические и технические решения по индукционному прогреву монолитных конструкций, применение которых при производстве бетонных (железобетонных) работ при отрицательных температурах воздуха, должно способствовать ускорению работ, снижению затрат труда и повышению качества возводимых конструкций в зимних условиях.

В технологической карте приведены область применения, организация и технология выполнения работ, требования к качеству и приемке работ, калькуляция затрат труда, график производства работ, потребность в материально-технических ресурсах, решения по технике безопасности и технико-экономические показатели. Исходные данные и конструктивные решения, применительно к которым разработана карта, приняты с учетом требований СНиП, а также условий и особенностей, характерных для строительства в г. Москве.

Технологическая карта предназначена для инженерно-технических работников строительных и проектных организаций, а также производителей работ, мастеров и бригадиров, связанных с производством бетонных (железобетонных) работ.

Технологическую карту разработали:

Ю.А. Ярымов - гл. инженер проекта, руководитель работы, И.Ю. Томова - ответственный исполнитель, А.Д. Мягков, к.т.н. - ответственный исполнитель от ЦНИИОМТП, В.Н. Холопов, Т.А. Григорьева, Л.В. Ларионова, И.Б. Орловская, Е.С. Нечаева - исполнители.

В.В. Шахпаронов, к.т.н. - научно-методическое руководство и редактирование,

С.Ю. Едличка, к.т.н. - общее руководство разработкой комплекта технологических карт.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Областью применения индукционного прогрева монолитных конструкций в соответствии со СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» являются колонны, балки, прогоны, свайные ростверки, стены, перекрытия с модулем поверхности Мп = 6 - 10*, бетонирование которых производится при минимальной температуре воздуха до -15 °С.

* Модуль поверхности бетонируемой конструкции определяется отношением суммы площадей охлаждаемых поверхностей конструкции к ее объему, имеющей размерность - М^-1.

1.2. Сущность индукционного прогрева монолитных конструкций заключается в использовании магнитной составляющей переменного электромагнитного поля для теплового действия электрического тока, наводимого электромагнитной индукцией.

При индукционном прогреве монолитных конструкций энергия переменного магнитного поля преобразуется в арматуре или стальной опалубке в тепловую и передается теплопроводностью бетону. Индукционный прогрев применим к конструкциям замкнутого контура, длина которых превышает размеры сечения, с густой арматурой с коэффициентом армирования более 0,5, при бетонировании которых имеется возможность обмотать их проводом (изготовить индуктор), или когда бетонирование производят в металлической опалубке.

1.3. В технологической карте приводятся:

- схемы нагревающих устройств;

- указания по подготовке конструкций к бетонированию и требования к готовности предшествующих работ и строительных конструкций;

- схема организации рабочей зоны на время производства работ;

- методы и последовательность производства работ, описание установки и подключения нагревающих устройств и осуществление с их помощью индукционного нагрева монолитных конструкций;

- электротехнические характеристики и количество витков индуктора в зависимости от температуры наружного воздуха;

- профессиональный и численно-квалификационный состав рабочих;

- график выполнения работы и калькуляция трудовых затрат;

- указания по контролю качества и приемке работ;

- решения по технике безопасности;

- потребность в необходимых материально-технических ресурсах, электротехническом оборудовании и эксплуатационных материалах;

- рекомендации по энергосбережению;

- технико-экономические показатели.

1.4. Расчет индукционного прогрева, численно-квалификационный состав рабочих, график работы и калькуляция трудовых затрат, а также потребность в необходимых ресурсах и технико-экономические показатели приведены применительно к монолитным железобетонным колоннам высотой 3 м и сечением 400 ´ 400 мм, бетонируемым в металлической опалубке.

Расчет индукционного прогрева колонн произведен с учетом следующих условий:

- температура наружного воздуха,                                                   -15 °С

- начальная температура бетона,                                                     12 °С

- скорость ветра,                                                                                5 м/с,

- прочность бетона к концу обогрева,                                             50 % R₂₈

- температура изотермического прогрева,                                     60 °С

- скорость разогрева,                                                                         8 °С в час

Железобетонная колонна армирована 4-мя стержнями вертикальной арматуры диаметром 32 мм, а бетонирование производят в металлической опалубке, утепленной минеральной ватой (пенополистиролом) толщиной 50 мм, закрытой фанерой толщиной 3 мм.

1.5. При привязке настоящей технологической карты к бетонированию других конструкций, на которые распространяется область применения индукционного прогрева, подлежат уточнению расчетная часть, а также калькуляция затрат труда, график производства работ и потребность в материально-технических ресурсах с учетом исходных условий осуществления нагрева.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

2.1. До начала работ по индукционному прогреву монолитных конструкций выполняют следующие подготовительные операции:

устанавливают опалубку, арматуру в очередности с учетом бетонируемых конструкций, предварительно очистив от мусора, снега и наледи;

на ровной площадке на расстоянии не более 25 м от участка нагрева конструкций устанавливают комплектную трансформаторную подстанцию КТП ТО-80/86 или другие понижающие трансформаторы, используемые для этих целей;

КТП ТО-80/86 подключают к питающей сети и опробывают ее на холостом ходу, а также проверяют работу временного освещения и систем автоматики температурного регулирования;

изготавливают инвентарные секции шинопроводов (рис. 1)

на расстоянии до 1,5 м от бетонируемой конструкции устанавливают инвентарные секции шинопроводов вдоль захватки;

устанавливают ограждение рабочей зоны, проводят сигнализацию и освещение рабочей зоны, которая включает шесть колонн (рис. 2);

изготавливают и устанавливают в рабочее положение шаблон с пазами для размещения витков кабеля индуктора (рис. 3);

в пазы шаблонов последовательными витками навивают кабель КРПТ 1 ´ 25, соответствующий расчетной токовой нагрузке (рис. 4);

концы индуктора подсоединяют к секции шинопровода (рис. 5);

секции шинопровода подсоединяют к комплектной трансформаторной подстанции КТП ТО-80/86 кабелем марки КРПТ 3 ´ 50 (рис. 5);

рабочую зону оборудуют в соответствии с требованиями по технике безопасности и проводят инструктаж по технике безопасности.

2.2. В зависимости от температуры наружного воздуха и сечения кабеля для навивки индуктора принимают электрические параметры индукционного прогрева (табл. 1).

Электрические параметры индукционного прогрева

Таблица 1

В данной карте приняты средние значения: сечение кабеля индуктора - 25 мм², напряжение - 75 В, сила тока - 115 А, количество витков индуктора - 78.

Потребная электрическая мощность с учетом расчетной температуры наружного воздуха -15 °С и сечения кабеля 25 мм² в соответствии с температурным режимом прогрева составит на одну колонну:

на предварительный отогрев арматуры и опалубки                 - 8,62 кВт×час;

на разогрев бетонной смеси до 60 °С                                        - 51,75 кВт×час;

на изотермический прогрев                                                        - 66,3 кВт×час;

общая потребность                                                                       - 126,67 кВт×час.

2.3. Подготовку оснований и укладку бетонной смеси производят с учетом следующих требований:

при температуре воздуха ниже -10 °С арматуру диаметром более 25 мм, а также арматуру прокатных профилей и крупные металлические закладные детали при наличии на них наледи предварительно отогревают включением индуктора. В остальных случаях допускается укладка бетонной смеси без предварительного обогрева арматуры. Удаление наледи с помощью пара или горячей воды не допускается;

укладку бетонной смеси производят непрерывно, без перевалок, средствами, обеспечивающими минимальное охлаждение смеси при ее подаче;

температура бетонной смеси, уложенной в опалубку, должна быть не ниже +5 °С. На время укладки бетонной смеси индуктор отключают.

2.4. Открытые поверхности укрывают гидроизоляцией (полиэтиленовая пленка) и теплоизоляцией (минеральная вата толщиной 50 мм) сразу после укладки бетонной смеси в конструкцию. Кроме того укрывают выпуски арматуры.

2.5. Подают напряжение на систему индукционного нагрева.

Нагрев бетонируемых колонн производят со скоростью разогрева 8 °С/час в соответствии с графиком температурного режима, приведенного ниже:

Контроль температуры обогреваемого бетона производят техническими термометрами или дистанционно с помощью термодатчиков, устанавливаемых в скважину (рис. 6 и 7).

Температуру бетона измеряют в процессе изотермического обогрева не реже чем через 2 часа.

Скорость подъема температуры не должна превышать 8 °С/час. Скорость разогрева бетонной смеси регулируют повышением или понижением напряжения на низкой стороне трансформатора. Температуру бетона в процессе разогрева необходимо контролировать не реже чем через 1 час.

2.6. Не реже двух раз в смену, а в первые три часа с начала обогрева бетона через каждый час, измеряют силу тока и напряжение в питающей цепи. Визуально проверяют отсутствие искрения в местах электрических соединений. При изменении температуры наружного воздуха в процессе обогрева конструкции выше или ниже расчетной, соответственно понижается или повышается напряжение в электрической сети.

2.7. Скорость остывания бетона по окончании тепловой обработки для конструкций с модулем поверхности Мп = 5 - 10 и выше 10 должна быть соответственно не более 5 и 10 °С/час. Один-два раза в смену замеряют температуру наружного воздуха, результаты замеров фиксируются в журнале работ.

2.8. Прочность бетона, как правило, проверяют по фактическому температурному режиму на наименее нагретых участках. Рекомендуется после распалубливания монолитной конструкции определять прочность обогретого бетона, имеющего положительную температуру с помощью молотка конструкции НИИМосстроя, ультразвуковым способом или, высверливанием и испытанием кернов.

Набор прочности бетона при различных температурах его выдерживания определяется графиком (рис. 8). Пример определения прочности бетона по графику приведены на рис. 9.

2.9. Теплоизоляция и опалубка могут быть сняты не ранее того момента, когда температура бетона в наружных слоях конструкции достигает плюс 5 °С и не позже, чем слои остынут до 0 °С. Примерзания опалубки и теплозащиты к бетону не допускается.

2.10. Для предотвращения появления трещин в бетонируемых конструкциях перепад температур между открытой поверхностью бетона и наружным воздухом не должен превышать:

20 °С - для монолитных конструкций с модулем поверхности Мп < 5;

30 °С - для монолитных конструкций с модулем поверхности Мп > 5.

В случае невозможности соблюдения указанных условий поверхность бетона после распалубливания укрывают (брезентом, толью, щитами и т.д.).

2.11. Индукционный прогрев конструкций выполняет звено из 4-х человек (таблица 2).

Распределение операций по исполнителям

Таблица 2

2.12. Операции по индукционному прогреву бетонируемых конструкций выполняют в следующей последовательности:

бетонщики III р. укладывают кабель по шаблонам согласно схеме (рис. 3);

электромонтер V р. производит разделку концов жил кабеля, подсоединяет его к трансформаторной подстанции КТП ТО-80/86;

электромонтер III р. расставляет инвентарные секции шинопроводов вдоль захватки, соединяет их между собой;

после присоединения кабеля электромонтер V р. подсоединяет секции шинопроводов к трансформаторной подстанции и производит ее заземление. Он же опробывает работу трансформаторной подстанции на холостом ходу;

после этого электромонтер III р. подсоединяет кабели индукторов к секциям шинопровода;

после укладки бетона в конструкцию бетонщики III р. устраивают гидро- и теплоизоляцию открытых поверхностей;

подают напряжение на систему индукционного прогрева.

Рекомендации по энергосбережению.

2.13. В целях энергосбережения при индукционном прогреве монолитных конструкций рекомендуется:

- не допускать возможности охлаждения бетонной смеси более чем установлено технологическим расчетом, нарушения однородности и снижения заданной подвижности на месте укладки при определении средств и продолжительности транспортирования бетонной смеси;

- применять бетонные смеси возможно более высокой относительной прочности при малой продолжительности прогрева (портландцемент, быстротвердеющий портландцемент);

- применять химические добавки для сокращения продолжительности термообработки бетона и получения повышенной прочности, приобретаемой бетоном сразу после прогрева;

- применять максимально допустимую температуру термообработки бетона с учетом нарастания прочности бетона при остывании;

- надежно производить теплоизоляцию поверхностей бетона и опалубки подвергающихся охлаждению;

- соблюдать режим электрообработки;

- следить за качеством и плотностью соединений контактов кабелей;

- сохранять теплозащитные маты в сухом состоянии.

3. ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ И ПРИЕМКЕ РАБОТ

3.1. Контроль качества индукционного прогрева монолитной конструкции при отрицательных температурах воздуха производят в соответствии с требованиями СНиП 3.01.01-85* «Организация строительного производства», СНиП III-4-80* «Техника безопасности в строительстве» и СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции».

3.2. Производственный контроль качества индукционного прогрева осуществляют прорабы и мастера с участием специалистов энергетических служб строительных организаций.

3.3. Производственный контроль включает входной контроль электротехнического оборудования, эксплуатационных материалов и бетонной смеси, операционный контроль отдельных производственных процессов и приемочный контроль качества монолитной конструкции.

3.4. При входном контроле электротехнического оборудования, эксплуатационных материалов и бетонной смеси проверяют внешним осмотром их соответствие нормативным и проектным требованиям, а также наличие и содержание паспортов, сертификатов и других сопроводительных документов.

При операционном контроле проверяют соблюдение состава подготовительных операций, технологии наладки электрообогревающего оборудования и устройств, укладки бетона в тело конструкции в соответствии с требованиями СНиП, процесс индукционного прогрева, температуру, силу тока и напряжение в соответствии с расчетными данными.

Результаты операционного контроля фиксируются в журнале работ.

Основными документами при операционном контроле является настоящая технологическая карта и указанные в карте нормативные документы, а также перечни операций или процессов, контролируемых производителем работ (мастером), данные о составе, сроках и способах контроля (табл. 3).

При приемочном контроле производят проверку качества монолитной конструкции с индукционным прогревом бетона.

Скрытые работы подлежат освидетельствованию с составлением актов по установленной форме.

3.5. Контроль температурного режима при индукционном прогреве уложенного бетона производится регулярно с помощью технических термометров, устанавливаемых в скважины на глубину 10 - 20 см.

3.6. При индукционном прогреве бетонируемых колонн предельные значения скорости подъема температуры и скорости остывания бетона должны быть не выше соответственно 20 °С и 10 °С в час.

3.7. Для автоматического регулирования температуры рекомендуется применять блок-приставку автоматического регулирования температуры, разработанной ЦНИИОМТП Госстроя СССР с установкой термодатчиков (рис. 6).

3.8. Температуру бетона при индукционном прогреве замеряют каждые 2 часа во время разогрева и изотермического прогрева и 2 раза в сутки во время остывания.

3.9. Прочность бетона по окончании индукционного прогрева и остывания, которая должна быть равна 50 % R₂₈, достигается при условии соблюдения параметров графика приведенного в п. 2.5.

3.10. Все результаты производственного контроля индукционного прогрева монолитных конструкций заносят в специальный журнал.