Расчет твердения бетона методом термоса

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 12Следующая ⇒

6.1.1 Бетонирование с применением метода термоса базируется на принципе использования теп­ла, введенного в бетон на стадии приготовления бетонной смеси или при разогреве ее перед укладкой в опалубку, и тепловыделения цемента в процессе гидратации (экзотермии цемента) [2].

6.1.2 Устанавливают расчетное значение критической прочности бетона, которое должно быть
не ниже требований, изложенных в таблице 2, и соответствовать требованиям проектной документации к распалубочной прочности бетона конструкции.

6.1.3 Определяют значение средней температуры бетона за расчетный период твердения, которое обеспечивает достижение требуемой критической прочности бетона, в соответствии с данными таблицы 5.

При этом устанавливают рациональное для конкретных условий производства работ соотношение значения средней температуры t _сри продолжительности его выдерживания (остывания) в опалубке t_ост.

Зависимость прочности бетона от возраста и средней температуры его твердения приведена
в таблице 5.

Таблица 5 — Зависимость прочности бетона от возраста и средней температуры его твердения

Приведенные в таблице 5 значения нарастания прочности бетона классов С¹²/₁₅–С³⁵/₄₅ могут быть использованы в расчетах, относящихся к бетону, полученному из низкопластичных смесей марок по подвижности П1 и П2 (осадка стандартного конуса в диапазоне 1–9 см по СТБ 1035) и приготовленных на цементе с содержанием С₃Ане более 6 %, а также полученному из смесей марок
по подвижности П3 – П5 (ОК — 10–21 см и более), если повышение удобоукладываемости смеси достигнуто за счет использования в бетоне исходного состава пластифицирующих добавок первой и второй групп по П1 к СНиП 3.09.01 при одновременном снижении начального водосодержания в бетоне не менее чем на 5 %.

В случае применения добавок — ускорителей твердения: СаСl₂, Na₂SO₄, ПВК по СТБ 1113 и других в соответствии с разделом 7 настоящего технического кодекса или по П1 к СНиП 3.09.01, а также цемента, содержащего С₃А ³ 7 % или С₃S + С₃А ³ 60 %, прочность бетона принимают по таблице 5
с поправочным коэффициентом, приведенным в таблице 6.

Таблица 6 — Поправочный коэффициент прочности бетона

6.1.4 Рассчитывают температуру предварительного разогрева t _раз, °С, бетонной смеси, которая обеспечивает принятую по 6.1.3 t _ср за планируемый период твердения бетона t_ост с учетом снижения температуры при укладке смеси в опалубку и конечной температуры бетона к моменту распалубки, по формуле

                                  (19)

где М_п — модуль теплоотдающей поверхности бетонируемой конструкции, м^–1, определяемый согласно 6.1.5;

t _бк — температура бетона к началу снятия опалубки, °С;

t _укл— снижение температуры при укладке бетонной смеси в опалубку, °С, определяемое по указаниям 6.1.6.

6.1.5 Модуль теплоотдающей поверхности бетонируемой конструкции М_п, м^–1, определяют
как отношение площади теплоотдающей поверхности конструкции, F _т, м², к объему бетонной конструкции V, м³:

.                                                                             (20)

При расчете F _т не учитывают площадь оснований, отогретых перед укладкой бетона.

В случае укладки бетона на неотогретое основание (с учетом требований 4.4) по формуле (20) определяют модуль бетонируемой конструкции, а дополнительный расход тепла на нагрев основания учитывают по 6.1.7.

6.1.6 Снижение температуры бетона при подаче и укладке смеси в опалубку, включая операции заглаживания, гидро- и теплоизоляции поверхности конструкции, производят в соответствии с разделом 5.

6.1.7 В случае если отогрев арматуры, закладных деталей, опалубки, непучинистого грунтового основания (подготовки) или старого бетона перед укладкой бетонной смеси не производится, определяют температуру разогрева бетонной смеси  °С, по формуле

,                                        (21)

где с _б, с _ст, с_i, с _осн — соответственно, удельная теплоемкость уложенного бетона в сухом состоянии, стали, i -го слоя многослойной опалубки и материала основания конструкции, кДж/(кг·°С), определяемая по приложению А СНБ 2.04.01 для условий эксплуатации А и по таблице 7 настоящего технического кодекса;

r_б               — средняя плотность бетона, кг/м³;

V _б                                  — объем бетона, м³;

m _cт             — удельный расход арматурной стали, кг/м³;

F_i                — площадь i -ой части опалубки (теплоотдающей поверхности), м²;

d _i                 — толщина i -го слоя опалубки, м;

r _i                — плотность i -го слоя опалубки, кг/м³;

Q _оп                               — тепловые затраты на нагрев опалубки, кДж, определяемые по формуле

Q _оп = (t _cр – t _н.в)                                                      (22)

Q _осн            — тепловые затраты на отогрев основания, кДж, определяемые по формуле

Q _осн = с _оснρ_осн V _осн(t _cр– t _н.в),                                                    (23)

здесь r_осн — средняя плотность материала основания, кг/м³, принимаемая по фактическим данным или по таблице 7;

V _осн— объем отогреваемого основания, м³, определяемый по формуле

V _осн = F _осн h _осн,                                                                      (24)

F _осн— площадь отогреваемого участка старого бетона, грунта, подготовки, м²;

h _осн — глубина (высота) отогреваемого основания, м, соответствующая глубине его промерзания (если она менее 300 мм), или h _осн= 0,3 м, если глубина промерзания более 300 мм.

Таблица 7 — Теплотехнические параметры материалов

6.1.8 Уточненное значение температуры разогрева бетонной смеси  °С, с учетом всех теплопотерь, определяют по формуле

.                                                          (25)

6.1.9 Уточняют значение средней температуры бетона за период твердения , °С, с учетом всех теплопотерь на отогрев по формуле

.                          (26)

6.1.10 Уточняют продолжительность остывания бетона в опалубке t_ост, ч, по формуле Б.Г. Скрамтаева — С.А. Миронова, в которой экзотермию (тепловыделение цемента) учитывают в варианте холодного термоса и не учитывают при предварительном разогреве бетонной смеси:

                                                 (27)

где  и — уточненная температура разогрева и средняя температура бетона за период твердения, °С;

с _б       — удельная теплоемкость бетонной смеси, в расчетах принимают равной 1,05 кДж/кг·°С;

r_б       — средняя плотность бетона, принимаемая в соответствии с расчетом состава бетона или для тяжелого бетона — 2400 кг/м³;

Ц        — содержание цемента в 1 м³ бетона, кг;

Э        — удельное тепловыделение цемента при твердении бетона, кДж/кг (по данным таблицы 8);

К_т       — коэффициент теплопередачи используемой опалубки, Вт/(м²·°С) (см. таблицу 9);

t _н.в                  — температура наружного воздуха, °С.

Должно выполняться условие t_ост³t_выд, т. е. продолжительность остывания бетона, определен­ная по формуле (27), должна быть не менее планируемого периода выдерживания бетона в опалубке, обеспечивающего для конкретных условий производства работ достижение критической (распалубочной) прочности.

Таблица 8 — Тепловыделение 1 кг цемента при твердении бетона

6.1.11 Коэффициент теплопередачи опалубки бетонируемой конструкции К_т, Вт/(м² × °С), если его значения отличаются для отдельных участков опалубки и укрытия неопалубленных поверхностей, определяют по формуле

,                                             (28)

где F ₁, F ₂, …, F_n — площадь отдельных участков опалубки и неопалубленных поверхностей, м²;

К_т1, К_т2, …, К_{т n} — коэффициент теплопередачи соответствующих участков опалубки и не­опалубленных поверхностей, Вт/(м²·°С).

6.1.12 Уточняют соответствие полученных значений    t _ср, обеспечивающих набор требуемой критической прочности бетона. При этом используют данные таблиц 5 и 6.

При необходимости ускорения набора прочности бетона корректируют состав бетона: используют другие материалы для бетона (например, цемент большей активности и экзотермии), увеличивают расход цемента и т. п., а также предусматривают отогрев основания (арматуры, опалубки) для снижения потерь тепла в бетоне, применяют опалубку с меньшим коэффициентом теплопередачи.

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии