Определение параметров бетонирования в зимних условиях

Производство бетонных работ в зимних условиях требует применения специальных методов бетонирования. Наиболее простой и экономичный – метод термоса. При этом подогретая бетонная смесь укладывается в опалубку, за время остывания до температуры замерзания воды она набирает заданную прочность (не ниже критической), после чего конструкция распалубливается. Задачей расчета метода термоса является определение параметров бетонирования и необходимого коэффициента теплопередачи опалубки, позволяющих обеспечить набор прочности бетона к концу остывания. Применение метода термоса рекомендуется для конструкций с модулем поверхности не более 10м^-1. При этом учитывается технология укладки бетонной смеси. Параметры утепления опалубки рассчитываются по ступени с наибольшим модулем поверхности и применяются для всей конструкции. Расчет ведется в следующей последовательности

1. Объем бетона конструкции:

V=2,4´2,4´0,5+0,9´0,9´202-0,525´0,525´0,8=4,441(м³),

или сумма по графе объём железобетона «в деле» табл.3;

2. Площадь поверхности теплоотдачи конструкции (при этом площадь контакта конструкции с основанием – площадь подошвы фундамента не учитывается):

F=2,4´0,5´4+0,9´2,2´4+0,525´0,8´4=14,4 (м²),

или сумма по соответствующей графе в табл.3.

3. Модуль поверхности конструкции:

(м^-1)

4. Средняя температура бетона за время остывания:

где t_бк – конечная температура бетона к концу остывания, (t_бк=0°С, если не используются добавки, понижающие температуру замерзания воды); t_бн – температура бетона после укладки в опалубку,

,

где t_н – начальная температура бетона, при отгрузке с бетонорастворного узла t_н =25...45°С, при форсированном разогреве на строительной площадке t_н =60...70°С D t – потери температуры при укладке бетонной смеси, выгрузке и уплотнении, принимаются в зависимости от ветровых условий равными: +5°С – при ветре 0...5м/с, +7°С – при ветре 5...10м/с, +10°С – при ветре 10...15м/с

В рассматриваемом примере поставка товарного бетона осуществляется с бетонорастворного узла, отпускная температура бетона равна 45°С.

°С

5. Время набора прочности бетона t₀ (табл. П5) в зависимости от класса применяемого бетона и марки цемента. В нашем случае применяется бетон В15 на портландцементе М300. Время набора критической прочности, равной 40 %, - трое суток, или 72 часа.

6. Находим необходимый коэффициент теплопередачи опалубки:

,

где a - поправочный коэффициент на силу ветра и другие условия производства работ (табл. П8.); С_б =1,05кДж/(кг°С) удельная теплоемкость тяжелого конструкционного бетона; g_б – плотность тяжелого конструкционного бетона, g_б =2400кг/м³; Ц – расход цемента на 1м³ бетонной смеси (принимается в пределах 250...400кг/м³); Э – тепловыделение цемента за время остывания бетона (табл. П7.); t_HB – заданная температура наружного воздуха (-20°С).

(Вт/(м²°С))

7. С полученным расчетным коэффициентом теплопередачи сравниваем коэффициент теплопередачи опалубки К_оп (см. табл. П8.) который должен удовлетворять условию К³К_оп. В нашем случае подойдут не утепленные опалубочные щиты из досок толщиной 25мм (К_оп=2,44Вт/(м²°С)), или иные с К_оп<4,94Вт/(м²°С) Кроме того, предусматриваем укрытие не опалубленных поверхностей утеплителем с К>К_ОП минеральная вата толщиной 50мм. (К_ОП=1,31Вт/(м²°С).