Calefacción de hormigón: por qué se necesita y cómo

Al realizar cimientos de hormigonado y verter estructuras monolíticas a bajas temperaturas (mínimo por debajo de 0⁰C y promedio diario por debajo de 5⁰C) el calentamiento del hormigón según el SNIP "Rodamientos y estructuras de cerramiento" debe realizarse sin fallas. Para garantizar que el calentamiento se pueda utilizar una variedad de técnicas, describiremos las más populares en nuestro artículo.

La necesidad de calentar la solución.

Procesos que se producen en el hormigón.

El proceso de calentamiento del concreto durante su endurecimiento es bastante costoso. Se necesita bastante energía para mantener la temperatura durante mucho tiempo, pero este es exactamente el caso cuando no vale la pena ahorrar.

 La necesidad de calefacción está directamente relacionada con los procesos que ocurren en la solución:

• Para que el concreto adquiera resistencia, es necesaria la hidratación completa de todo el cemento. La velocidad de este proceso depende directamente de la temperatura y, por lo tanto, cuando el agua se congela, el endurecimiento se detiene.
• Además, el agua congelada aumenta en volumen en aproximadamente un 15%. Esto conduce a la destrucción de los bordes de los poros, y el material se suelta.
• No menos peligrosas serían las válvulas de hielo. Incluso una delgada película de hielo rompe la unión en el sistema de metal-cemento y las características mecánicas del concreto se deterioran.

Es por esta razón que la instrucción recomienda que en ningún caso la solución se congele. Y una variedad de técnicas pueden ser utilizadas para esto.

Técnicas pasivas y superficiales para combatir el frío.

Las situaciones en las que se puede requerir un calentamiento adicional de la estructura vertida se dividen convencionalmente en dos tipos: planificadas y repentinas. Y si hay muchos métodos para resolver los problemas planeados, entonces, durante las heladas repentinas, es necesario aplicar medidas de emergencia.

Qué se puede hacer:

• En primer lugar, si sabemos que un material puede estar expuesto a las heladas, vale la pena agregarle aditivos especiales en la etapa de mezcla.. Saturan la humedad de la solución con sales de calcio y sodio (nitritos, bicarbonatos) y el agua no se congela.

Presta atencion La sobresaturación de la solución con sales minerales puede provocar la eflorescencia de manchas blancas en la superficie. Es por eso que esta técnica rara vez se utiliza en casos donde no se planea enmascarar concreto.

• En segundo lugar, con pequeñas heladas, es muy posible hacerlo con un aislamiento térmico de encofrado de alta calidad.. Y si hay que rellenar el contorno fijo de aislamiento térmico calentado a 70-80.⁰Con la solución, y cierre la estructura en la parte superior con una película de lámina, trabajando como un espejo térmico, es muy posible lograr un resultado aceptable.
• Finalmente, hay una opción cuando necesitas elevar la temperatura bastante rápido. En este caso, el calentamiento por infrarrojos se aplica con pistolas de calor.. Por supuesto, estas plantas consumen mucha energía y son efectivas solo cuando procesan una capa que no es demasiado gruesa, pero en algunas situaciones simplemente no pueden encontrar una alternativa digna.

Presta atencion La principal desventaja de esta técnica es simplemente la gigantesca pérdida de calor: principalmente calentamos el aire y solo una pequeña parte de la energía se destina al concreto.

Y sin embargo, una vez que aprenden cuánto cuesta alquilar un radiador y cuánta energía se debe gastar, los especialistas generalmente se detienen en técnicas más avanzadas. Los describiremos en la siguiente sección.

Métodos de calentamiento interno

Electrodo de calentamiento

Como regla general, para los trabajos que se llevarán a cabo en invierno, el método de calefacción se piensa por adelantado. Y aquí se utilizan sistemas conductores o de electrodos.

Electrodo de calentamiento цементного раствора осуществляется таким способом:

• En la etapa de instalación del encofrado, elementos conductores de corriente: se colocan electrodos en la construcción. Se pueden colocar tanto en el cuerpo de la solución (varilla, cuerda) como en su superficie (tira, placa).

• En la mayoría de los casos, los electrodos son fragmentos de refuerzo, a los que está conectado el cable de contacto. A veces, la instrucción recomienda utilizar placas especiales reutilizables para calentar.
• Después de instalar los electrodos, la solución se vierte en el encofrado. Luego se aplica una corriente a los cables de contacto y se forma un campo electromagnético en el espesor del concreto húmedo.

Presta atencion Una tarjeta técnica típica para conectar electrodos de calentamiento permite el uso de un transformador reductor o una máquina de soldadura. El voltaje óptimo es de 60 a 127 voltios.

• Parte de la energía de este campo se transfiere al líquido en la solución, que se calienta y evita la congelación.

Cabe señalar que a medida que la solución se seca, la eficiencia del tratamiento disminuye debido al deterioro de la conductividad. En este caso, el calentamiento suele ir acompañado de un aumento suave del voltaje.

Con el fin de minimizar la pérdida de calor, generalmente intentan proporcionar un aislamiento térmico de alta calidad de la estructura, cubriendo su superficie con una capa de aserrín o película de aluminio. Si esto no es posible, el tiempo de tratamiento debe aumentarse a 4-5 semanas.

Uso del cable

Otro método consiste en el uso de cables que transportan calor, que se colocan en el encofrado y cuando la corriente pasa a través de él, la solución se calienta:

• Para el trabajo tomamos conductores PNSV en aislamiento de polietileno o cloruro de polivinilo. La segunda opción es preferible para uso en estructuras reforzadas, ya que el PVC no se derrite, lo que significa que el riesgo de un cortocircuito al refuerzo será mínimo.

Presta atencion El PVC en el frío pierde su elasticidad, por lo que al colocar el cable debe tener cuidado de no dañar la capa de aislamiento en la curva.

• Por lo general, el calentamiento se realiza con cables PNSV con un diámetro de 1,2 o 1,4 mm. El material se corta en fragmentos estándar (17 o 28 m, dependiendo de la configuración) y se tuerce en una espiral con un diámetro de aproximadamente 30 mm para una instalación más compacta.

• Luego, las espirales se conectan en varios "triángulos" o "estrellas" (los diagramas se muestran en las figuras) y se ensamblan en varios neumáticos comunes.
• Dado que el voltaje bajo del cable PNSV sopla rápidamente en el aire debido a la baja disipación del calor, los circuitos de calefacción dentro del encofrado se conectan a la fuente de corriente mediante cables de aluminio gruesos, los llamados "extremos fríos".

• Los "extremos fríos" se conectan a los terminales del transformador reductor. Para el trabajo, es mejor usar sistemas como SPB-40, KTPTO 80 y sus análogos, ya que proporcionan un ajuste de la actividad de todo el sistema de calefacción.

El proceso de calentamiento en sí se divide en varias fases:

Durante este tiempo, el transformador regula la intensidad de la corriente que fluye hacia los conductores. Al finalizar el calentamiento, los conductores de contacto se desmantelan y el cable PNSV permanece en el espesor del concreto.

Cables sin transformador.

La principal desventaja del método anterior es el uso de un transformador. Incluso el precio de alquiler de este dispositivo será considerable, y no tiene sentido pagar para que llene un diseño.

En este caso, es más fácil usar cables que operan desde una red eléctrica de 220 voltios:

• Los conductores de tipo КДБС (Rusia) o ВЕТ (Finlandia) proporcionan la potencia de calentamiento de aproximadamente 40 W por 1 metro de longitud. Se pueden utilizar a temperaturas de hasta -30-40.⁰C, y por lo tanto bastante eficaz en la construcción privada, incluso en las regiones del norte.

• Dado que estos conductores están conectados directamente a la red, no es necesario que se recorten al tamaño de la estructura. Los fabricantes producen secciones de cable calefactor de diferentes longitudes (de 3 a 150 m) y, por lo tanto, puede marcar fácilmente el número requerido de segmentos.

Presta atencion El cálculo de la potencia para calentar el hormigón se debe realizar sobre la base de un estándar de aproximadamente 0,5 a 1,5 kW / m³. Cuando se lanzan capas superpuestas o solapadas convencionales, aproximadamente 4 m por 1 m² piso

• La instalación del sistema se realiza fácilmente a mano. Los conductores están dispuestos en el encofrado, sujetándolos al accesorio con abrazaderas de alambre o plástico. Los acoplamientos finales se envían y se conectan al cable de alimentación, que se incluye en la red.
• Después de verter la solución, realizamos un sello de vibración. Asegurarse de que los conductores no se desplazan.

• Luego damos las construcciones para que permanezcan en reposo durante aproximadamente una hora y encendamos los cables para calentar, manteniendo el voltaje hasta que el cemento adquiera la resistencia necesaria.

Por supuesto, tales cables son más caros que el cable PNS, pero es mucho más fácil usarlos. Debido a la ausencia de un transformador, este trabajo puede ser realizado incluso por un no profesional.

Conclusión

El calentamiento del concreto con pistolas de calor, electrodos y cables de inmersión le permite ampliar los parámetros climáticos de los trabajos de construcción. Ahora no necesitamos limitarnos a la estación cálida: por supuesto, el costo de calefacción será significativo, pero garantizamos la calidad del endurecimiento del concreto, incluso en las heladas fuertes.

Las tecnologías descritas con más detalle se muestran en el video de este artículo.