Прогрев бетона электрическим током основан на принципе преобразования электрической энергии в тепловую. Достигается это путем включения бетона как сопротивления в цепь переменного тока промышленной частоты с помощью металлических электродов. При этом происходит непосредственный прогрев бетона, а не окружающей среды, как это имеет место при использовании других методов тепловой обработки. Благодаря применению переменного тока явления электролиза в цементном тесте в процессе прогрева практически не происходит. Кстати говоря, серьезные фирмы редко берутся за монтаж черепицы в только что построенном доме, так как лучше подождать пока бетон окончательно не застынет, чем рисковать своей репутацией ради соблюдения сроков сдачи объекта.
Принцип использования электрического тока для прогрева бетона и железобетона основан на законе Джоуля — Ленца.
Входящие в состав бетона цемент, крупные и мелкие заполнители в сухом состоянии обладают высоким сопротивлением и являются плохими проводниками электрического тока. Только вода является той составляющей, присутствие которой в бетоне резко понижает его сопротивление. Благодаря этому свежеуложенный бетон является проводником, который разогревается при прохождении через него электрического тока.
Удельное сопротивление бетона резко меняется в зависимости от количества и качества жидкой фазы. В начальный период до конца схватывания цемента удельное сопротивление понижается. Это соответствует периоду времени, в который происходит растворение щелочей и минералов цементного клинкера. Благодаря растворенным веществам токопроводящие свойства жидкой фазы возрастают, т. е. явление носит электролитический характер. В этот период времени удельное сопротивление бетона зависит только от его состава и температуры (при повышении температуры удельное сопротивление водных растворов уменьшается). В дальнейшем при твердении бетона его удельное сопротивление начинает возрастать. Это объясняется уменьшением количества жидкой фазы в результате взаимодействия воды с минералами цементного клинкера и частичного ее испарения. При достижении бетоном 50—60% прочности от проектной сопротивление его возрастает в несколько раз и поддержание в нем температуры на заданном уровне может быть обеспечено только значительным повышением напряжения. Как правило, при достижении бетоном указанной прочности дальнейший (без увлажнения) прогрев его становится нецелесообразным, так как это связано с большим расходом электроэнергии.
В связи с изложенным при электропрогреве бетона необходимо стремиться к сохранению в нем достаточно-го количества влаги. Прогрев бетона при помощи электродов осуществляется при пониженных (50—100 В) или при повышенных (220—380 В) напряжениях тока сети. В первом случае прогрев осуществляется с помощью понизительных трансформаторов.
Преимущество электродного прогрева бетона по сравнению с электрообогревом заключается в увеличении КПД энергии. Быстрее достигаются повышенные температуры с более равномерным распределением температурных полей. Поэтому электродному прогреву следует отдавать предпочтение перед другими способами электротермообработки.
Удельное электрическое сопротивление бетона не является постоянной величиной, а изменяется в процессе его твердения. Введение в бетон химических добавок — электролитов приводит к значительному уменьшению электросопротивления бетона. Введение же поверхностно-активных и воздухововлекающих веществ (СДБ, СНВ, ГКЖ) существенно его не изменяет.
27 июля 2013
