Недостатком существующих методов предварительного электроразогрева бетонной смеси является перераспределение тепла в ней в процессе разогрева и после отключения тока, что приводит к снижению фиксированной к концу разогрева температуры. Это явление может быть устранено при использовании кондуктивного разогрева бетонной смеси. Суть метода сводится к тому, что смесь разогревают в емкости с помощью низковольтных термоэлементов, выполненных в виде стальных параллельно расположенных в емкости пластин. Тепло от горячих пластин кондуктивно передается бетонной смеси, разогревая ее равномерно по всему объему.

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

Применение электроразогретых смесей при соответствующей технологии бетонирования позволяет сократить время выдерживания бетона, улучшить его качество и повысить коэффициент использования электроэнергии. Наряду с этим появляется возможность транспортировать бетонную смесь зимой на значительные расстояния, укладывать ее на мерзлое основание и широко пользоваться высокооборачиваемой металлической опалубкой. Кроме того, электроразогрев наиболее экономичен по затратам электроэнергии, расход которой при температуре наружного воздуха —15°С не превышает 40...60 кВт-ч на 1 м³ бетона.

Рациональная область бетонирования с электроразогревом смеси — среднемассивные конструкции при температуре до —40°С. Для массивных конструкций разогретые смеси применяют с соблюдением мероприятий, исключающих трещинообразование в бетоне.

Эффективность метода повышается при использовании быстро-твердеющих цементов и химических ускорителей твердения.

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

Расчеты показывают, что метод для конструкций массивных и средней массивности оказывается экономичнее электропрогрева.

При применении предварительного разогрева бетонной смеси метод «термоса» может быть использован для конструкций с модулем поверхности до 10...12.

Необходимую электрическую мощность Р для разогрева бетонной смеси в бункерах можно определить по формуле:

В отдельных случаях выдерживания конструкций используют метод электротермоса. Сущность этого метода заключается в том, что смесь интенсивно разогревают электродами устанавливаемыми в бетонируемой конструкции, с последующим термосным выдерживанием.

Такой метод в принципе не отличается от электропрогрева, а целесообразность его в каждом конкретном случае следует подтверждать расчетом.

При выдерживании методом «термоса» температуру бетона проверяют не менее 2 раза в сутки. Для этого термометры устанавливают в специальные отверстия, созданные в бетоне с помощью деревянных пробок. После измерения температуры отверстия закрывают паклей. Результаты температурных замеров записывают в журналы бетонных работ. На рис. Х.59 показаны графики температурных режимов при термосных методах выдерживания.

При бетонировании в зимних условиях широко применяют изотермический прогрев смеси электрическим током.

По способу внесения тепла в бетон различают два вида прогрева смеси электрическим током — электропрогрев и электрообогрев.

Электропрогрев бетонных и железобетонных конструкций основан на превращении электрической энергии в тепловую при прохождении электрического тока через свежеуложенный бетон, который с помощью электродов включается в качестве сопротивления в электрическую цепь.

Для электропрогрева применяют одно- или трехфазный переменный ток нормальной частоты (50 Гц), так как постоянный ток вызывает электролиз воды в бетоне.

Электропрогрев бетона осуществляют при пониженных напряжениях (50...100 В).

Для прогрева малоармированных конструкций (с содержанием арматуры до 50 кг на 1 м³) в исключительных случаях применяют бестрансформаторный прогрев с напряжением электрического тока 120...220 В.

Количество тепла, выделяемого при прохождении электрического тока через бетонную смесь, определяют по формуле:

При электропрогреве электрическое сопротивление возрастает, а для поддержания постоянной температуры необходимо сохранять постоянной силу тока. Для этого в процессе прогрева трансформаторами периодически повышают напряжение (ступенчатый прогрев).

По способу расположения в прогреваемой конструкции различают электроды внутренние (стержневые, струнные) и поверхностные (нашивные, плавающие).

Стержневые электроды изготовляют из арматурной стали диаметром 6...10 мм. Их устанавливают через открытую поверхность бетона или отверстия в опалубке с выпуском на 10...15 см концов для подключения к сети. Стержневыми электродами прогревают фундаменты, балки, прогоны, колонны, монолитные участки узлов пересечений сборных и других конструкций.

Для обеспечения более равномерного температурного поля электроды в бетоне размещают группами, каждую из которых подключают к отдельной фазе.

Расстояние между одиночными электродами для напряжения до 65 В должно быть не менее 20...25 см и при более высоких напряжениях — не менее 30...40 см. Во избежание короткого замыкания должно быть исключено соприкасание электродов с арматурой. Расположенная вблизи от электродов арматура может изменить характер электрического (и, следовательно, температурного) поля в бетоне, что приводит к местным перегревам. Допустимые расстояния между электродами и арматурой в зависимости от напряжения в начале прогрева составляют от 5 см при напряжении 51 В до 50 см напряжении 220 В. Концы одиночных электродов или группы электродов присоединяют к софиту, представляющему собой доску с укрепленными на ней изоляторами и натянутыми изолированными проводами (3 фазы) ПР сечением 16...25 мм². От софитов электроэнергия по изолированным проводам подводится к распределительному щиту «низкой стороны», затем — к трансформатору и через щит «высокой стороны» поступает к источнику тока (рис. Х.60).

Струнные электроды изготовляют из арматурной стали диаметром 6...16 мм и применяют в основном для прогрева колонн и слабоармированных стен. Струнные электроды устанавливают звеньями длиной 2,5...3,5 м параллельно оси прогреваемой конструкции. Концы струнных электродов Г-образной формы выводят наружу для подключения к проводам.

Нашивные электроды через 10...20 см нашивают на плоскость опалубки, соприкасающуюся с бетоном, концы их выводят наружу (рис. Х.61).

Нашивные электроды применяют также для периферийного электропрогрева массивных конструкций с модулем поверхности меньшим 5. В этом случае за счет прогрева наружных поверхностей, утепления опалубки и экзотермии цемента обеспечиваются благоприятные условия выдерживания.

Плавающими электродами прогревают верхние поверхности бетонных и железобетонных конструкций. Их втапливают на 2...3 см в свежеуложенный бетон.

Электрообогрев бетонных и железобетонных конструкций относится к контактным способам внесения в бетон тепла. Для электрообогрева применяют термоактивную опалубку, индукционный прогрев, радиационный метод прогрева.

Термоактивную опалубку (рис. Х.62) широко используют для прогрева горизонтальных и вертикальных поверхностей тонкостенной конструкции. Выполнена эта опалубка (греющая) в виде металлических утепленных щитов, в которые вмонтированы электрические нагреватели из кабеля, тканые, латунные или токопроводящие графитовые сетки, трубчатые электронагреватели и др.

В настоящее время получили довольно широкое распространение различные конструкции крупнощитовых и объемно-переставных опалубок с формующими поверхностями в термоактивном исполнении.