Расчет параметров режима выдерживания бетона при отрицательных

температурах способом термоса

Бетонирование с применением способа термоса базируется на принци­пе использования тепла, введенного в бетон на стадии приготовления бетон­ной смеси и теплоты, выделяемой в процессе гидратации цемента (экзотермии цемента). При этом должны быть обеспечены условия твердения бетона при положительной температуре в его объеме в течении времени, достаточ­ного для достижения им критической прочности.

Критической прочностью называют прочность, при которой заморажи­вание бетона уже не может нарушить его структуру и повлиять на конечную прочность.

Способ термоса рекомендуется применять при возведении массивных железобетонных фундаментов с модулем поверхности (М_п) до 6 и минималь­ной температуре наружного воздуха до минус 15°С.

1) Определяем модуль поверхности бетонируемой конструкции ;

где F_охл — сумма площадей охлаждаемых поверхностей конструкции, м²;

V — объём конструкции

V=5,82 м³

2) Определяем начальную среднюю температуру бетона после укладки в опалубку, уплотнения и укрытия, t_б.н. определяется по формуле:

t_б.н.=t_з-∑∆t_тр(t_см-t_н.в.), ˚C

где ∆t_з — расчетная температура смеси после окончания загрузки в автобетоносмеситель, ˚C;

t_н.в. — расчетная температура наружного воздуха — -15 ˚C

∆t_тр — относительные величины снижения температуры на отдельной операции технологического цикла (транспортирование, укладка, уплотнение, теплоизоляция поверхности), дол. ед.

∆t_тр =∆t’*τ_тр

τ_тр — время транспортировки (укладки, уплотнения, перегрузки бетонной смеси)

τ_тр =L_тр*60/V_ср=8х60/30=16 мин

∆τ_тр=τ_тр * t_тр`=16*0,001=0,016 дол. ед.

t_тр`=0.001– относительное снижение температуры бетонной смеси 1˚C/˚Cмин

τ_выгр=V_б/V_выгр=6/2=3 мин

∆t_выгр=t_выгр t_выгр`=3*0,032=0,096 дол. ед.

t_выгр`=0,032 – относительное снижение температуры бетонной смеси 1˚C/˚Cмин

τ_у=V_б/П

П - производительность укладки бетонной смеси, м³ /мин.

При укладке и уплотнении бетонной смеси с использованием глубин­ных вибраторов производительность определяется по формуле:

П = 2K_H*В*R*h*60/(τ_в +τ_пер), м³/мин,

где К_и - коэффициент использования вибратора, принимаемый равным 0,85;

в - ширина слоя уплотняемой смеси в опалубке, м (при в > R, при­нимают равным R);

R - радиус действия вибратора, м (в расчетах допускается прини­мать R ~ 0,3...0,5 м);

h - высота слоя уплотняемого бетона, м (в расчетах принимается 0,25 -0,3 м);

τ_в - минимально необходимое время вибрирования (можно принять равным 25 с);

τ_пер - время перестановки вибратора (5... 10 с).

П=2*0,85*0,4*0,4*0,3*60/(25+10)=0,14 м³/мин

τ_у=4,84/0,14=34,57 мин

минимальная толщина слоя 0,4м

∆t_у=41,57*0,006=0,249

Потери при финишных работах (заглаживание и теплоизоляция поверхности):

∆t_ф=0,001*F_п=0,001*(27,55-2,85*2,5)=0,020 дол.ед.

t_б.н.=+25-(0,0016+0,096+0,249+0,020)*(25-(-15)=9,76 ˚C

3) Определим среднюю температуру остывания бетонной смеси t_б.ср

где t_б.к – расчетная температура бетона к моменту окончания выдерживания (для способа термоса t_б.к=+5˚C

˚C

4) Определяется время, необходимое для набора бетоном требуемой прочности к моменту замерзания. Прочность бетона монолитных конструкций к моменту замерзания должна составлять для бетона без противоморозных добавок 40% проектной прочности.

τ_пр=3,96 сут=95 ч

5) Определим коэффициент теплопередачи ограждения для метода термоса по формуле:

С_б — удельная теплоёмкость бетона принимаемая равной 1.05 кДж/(кг*˚C)

γ_б — плотность бетона, 2400 кг/м³

Э — тепловыделение цемента за время твердения бетона, 146 кДж/кг

Ц — расход цемента в бетоне, 370 кг/м³

t _н.в. — температура наружного воздуха - 15˚C

К_о — коэффициент теплопередачи опалубки– 3,6 Вт/м² ˚C для доски t=40мм

Требуемый коэффициент теплопередачи опалубки

Время остывания бетона τ _ост < τ_пр, следовательно утепления опалубки требуется.

Определяем толщину утеплителя:

Принимаем утеплитель из минеральной ватной плиты со средней плотностью 175 кг/м³. Один слой толщиной 10 мм.

11. Контроль качества земляных, опалубочных, арматурных и бетонных работ

Дата добавления: 2015-08-31