Последовательность расчета параметров режима твердения бетона

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 12Следующая ⇒

10.2.1 Определяют значение распалубочной прочности бетона, температуру его твердения (рекомендуется — не выше 40 °С), скорость подъема температуры, скорость остывания бетона, разность температур наружных слоев бетона и воздуха при распалубке (съеме тепляка).

10.2.2 Определяют продолжительность изотермического выдерживания бетона для принятой температуры его твердения по таблице 18, в случае применения добавок — ускорителей твердения бетона — с учетом данных таблицы 19.

10.2.3 Определяют продолжительность остывания бетона до безопасной температуры распалубки (снятия тепляка) по 8.2.7 или 8.2.8.

10.2.4 Определяют общую продолжительность выдерживания бетона в тепляке по 8.2.9.

10.2.5 Определяют требуемую тепловую мощность воздухонагревателей Q _ф, кВт, которая должна быть не менее мощности, необходимой для восполнения тепловых потерь Q _пот, кВт, определенных по формулам (93) и (94) и обеспечивающих поддержание в тепляке температуры воздуха не ниже принятой температуры выдерживания бетона.

Должно выполняться условие: Q _ф ³ Q _пот, на основании которого принимают тип и количество тепло­генерирующих устройств.

Парообогрев бетона

10.3.1 Парообогрев бетона на грунтах, не допускающих увлажнения, не разрешается.

10.3.2 Для парообогрева бетона должен быть использован насыщенный пар с давлением не более 0,07 МПа.

10.3.3 Парообогрев следует применять при выдерживании конструкций небольшой толщины — полов, днищ резервуаров, перекрытий и т. д.

10.3.4 Не рекомендуется применять парообогрев бетона конструкций высотой более 1 м во избежание значительной неравномерности температуры по высоте.

Необходимо предусматривать организованный отвод конденсата во избежание образования наледей, примерзания брезента или коробов к основанию.

10.3.5 Расчет продолжительности парообогрева бетона до заданной прочности следует производить по методике 10.2 с использованием данных таблицы 5 при температуре прогрева бетона до 40 °С, и таблицы 18 — при температуре до 80 °С, с поправочными коэффициентами по таблицам 6
и 19 — в случае применения добавок — ускорителей твердения бетона.

Не рекомендуется паропрогрев бетона с добавками — ускорителями твердения при температуре выше 60 °С, так как при этом снижается эффективность их применения (возрастает стоимость бетона при относительно небольшом росте его прочности).

Паропрогрев с нагнетанием пара в объем бетона

10.4.1 Способ применяют при использовании сухих бетонных смесей, которые укладывают и уплотняют в опалубке, после чего их влагонасыщают и разогревают за счет нагнетания водяного пара под избыточным давлением от 0,3 до 0,6 МПа. Перфорацию пароподводящих устройств (например, металлических труб многократного использования диаметром от 25 до 50 мм) выполняют в виде отверстий диаметром от 5 до 10 мм либо прорезей на рабочую высоту (на 50–100 мм меньшую высоты слоя бетона).

Допускается охлаждение сухих смесей до начала подачи пара без ограничения температуры и остановки в работе по их укладке в опалубку при отрицательной температуре воздуха до 30 сут.

10.4.2 Водяной пар для влагонасыщения и разогрева бетона может быть получен от теплоцентрали либо от мобильных передвижных парогенерирующих устройств, смонтированных на шасси автомобиля (ППУ-160-100) или на прицепных шасси. Конденсация пара при контакте с более холодными компонентами сухой бетонной смеси сопровождается образованием воды, обеспечивающей реакции гидратации и твердение цемента, и выделением большого количества теплоты, позволяющей разогревать бетон с высокой скоростью за относительно короткий период времени подачи пара.
В таблице 24 приведены значения скорости разогрева бетона водяным паром при давлении от 0,2 до 1,0 МПа и температуре пара от 120 °С до 180 °С.

Таблица 24 — Скорость разогрева бетона

За время подачи пара в течение 15–30 мин бетон разогревают до температуры 60 °С (для бетона с добавками — ускорителями твердения) — 90 °С (для бетона на шлакопортландцементе), после чего он твердеет методом термоса.

10.4.3 Продолжительность термостатического твердения бетона (остывания с опалубкой) составляет 16–24 ч, что обеспечивает прочность бетона 50 %–90 % от проектной. Распалубку конструкций следует осуществлять при допускаемой разности температур наружных слоев бетона и воздуха. При необходимости расчет безопасного перепада температур осуществляют по 8.2.7 и 8.2.8.

10.4.4 Последовательность расчета параметров паронасыщения бетона

10.4.4.1 При расчете параметров паронасыщения бетона определяют режим влагонасыщения сухой смеси и рациональное размещение пароподводящих труб, обеспечивающее равномерное распределение пара и жидкости в объеме бетонируемой конструкции [9].

10.4.4.2 Определяют истинную пористость цемента  в уплотненной сухой бетонной смеси на основании данных о фактических расходах составляющих бетона по формуле

,                                                (95)

где — плотность зерен песка и крупного заполнителя, кг/м³;

       — плотность цемента, кг/м³;

— фактический расход песка, крупного заполнителя и цемента, кг, соответственно.

Допускается устанавливать расход заполнителей и цемента по общепринятым методикам расчета состава тяжелого бетона заданной проектной прочности при консистенции бетонной смеси, соответствующей осадке стандартного конуса от 0 до 1 см.

Рассчитывают эффективную пористость цемента  по формуле

.                                                    (96)

Значение поправочного коэффициента водяного параК_п для планируемого к использованию давления пара Р _нас (рекомендуется Р _нас» 0,3–0,6 МПа) при насыщении сухой бетонной смеси принимают по таблице 25.

Таблица 25 — Поправочный коэффициент водяного пара

10.4.4.3 Определяют требуемый диапазон температуры разогрева бетона D t _раз, °С, с учетом начальной температуры сухой бетонной смеси  по формуле (97):

.                                                                  (97)

Температуру разогрева бетона t _раз принимают с учетом вида используемого цемента, исходя из принятого уровня критической прочности бетона к окончанию периода его твердения в опалубке и данных рисунка 7. Значение t _раз принимают на 20 °С–25 °С больше, чем t _српо рисунку 7. При использовании добавок — ускорителей твердения бетона среднюю температуру его твердения по рисунку 7 принимают 40 °С, 45 °С, 50 °С, соответственно, для портландцемента 1, 2 и 3 групп по эффективности пропаривания, и от 55 °С до 60 °С — для шлакопортландцемента.

10.4.4.4 Определяют продолжительность подачи пара  мин, для насыщения сухой бетонной смеси с учетом требуемого диапазона температуры разогрева бетона D t _раз и скорости ее подъема v _t
по формуле

= D t _раз/ v _t,                                                                       (98)

Скорость разогрева бетона v _t, в зависимости от параметров пара, принимают по данным таблицы 24.

10.4.4.5 Определяют расчетный радиус распространения жидкости R _ж, м, от места подвода пара через пароподводящую трубу по формуле

.                                                         (99)

10.4.4.6 Уточняют продолжительность подачи пара в бетон для влагонасыщения сухой смеси t_нас.вл, мин, по формуле

                                                (100)

Рисунок 7 — Зависимость прочности бездобавочного бетона от средней температуры

t _ср и продолжительности твердения в условиях термоса

Должно выполняться условие ³ . Если окажется, что < , то при изготовлении контрольных образцов и для практической работы используют время паронасыщения .

10.4.4.7 Определяют расстояние между пароподводящими трубами L _п, м, из зависимости

.                                                                      (101)

Рекомендуемое расстояние от трубы до опалубки должно быть не более 0,5 L _п.

10.4.4.8 Определяют количество пароподводящих труб, необходимое для производства работ,
в зависимости от значения L _п, размеров и конструктивных особенностей бетонируемого элемента
(захватки).

10.4.5 Расчет параметров разогрева и твердения бетона

10.4.5.1 Назначают уровень критической прочности бетона f_{с m ,кр} в соответствии с требованиями таблицы 2 и проектной документации.

10.4.5.2 Определяют исходное значение средней температуры бетона t _ср, которое обеспечит достижение требуемой f_{с m ,кр}, в процентах от проектной, прочности бетона, за планируемое время твердения по рисунку 7.

10.4.5.3 Определяют фактическое расстояние распространения жидкости (конденсата пара)  м, от места подвода пара из зависимости

 = 0,5 L _п.                                                                        (102)

10.4.5.4 Корректируют расчетную среднюю температуру разогрева бетона  °С, с учетом значений  и  по формуле

,                                                                   (103)

где  — температура бетона на расстоянии  от пароподводящей трубы, °С. В расчетах принимают снижение температуры разогрева D t по мере удаления от места подвода пара равным 1,0 °С/см. Значение  определяют по формуле

.                                                                (104)

Цель корректировки — обеспечить соответствие температурного режима твердения бетона значению t _ср, определенному по рисунку 7.

10.4.5.5 Контрольное определение температуры разогрева бетона осуществляют при изготовлении и паронасыщении контрольных образцов.

10.4.5.6 Определяют конечную температуру бетона t _бк, °С, по истечении времени остывания t_ост
в опалубке с коэффициентом теплопередачи К_тпри модуле теплоотдающей поверхности конструкции М_п и температуре окружающей среды  по формуле

,                                           (105)

где — удельная теплоемкость свежеотформованного бетона, принимаемая  = 1,05 кДж/(кг · °С);

— средняя плотность бетона, кг/м³.

10.4.5.7 Уточняют ожидаемую среднюю температуру бетона  °С, за период  для конкретных условий производства работ по формуле

.                         (106)

Оценивают соответствие расчета конкретным условиям производства работ путем сравнения значения  рассчитанного по формуле (106) с установленным по графическим зависимостям на рисунке 7. При отклонении  более чем на 5 % следует повторить расчет.

10.4.5.8 В случае если значение средней температуры бетона оказывается ниже требуемой, следует задаться более высокой температурой его разогрева, в пределах допускаемых величин, или рассчитать необходимый для данных условий производства работ коэффициент теплопередачи опалубки К_т, Вт/(м²×°С), по формуле

.                                                   (107)

Неопалубленные поверхности подлежат теплоизоляционному укрытию.

10.4.6 Пример расчета параметров термосного твердения бетона сухого формования с пароразогревом сухой смеси приведен в приложении Ж.

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману