Пример расчета параметров прогрева бетона в греющей опалубке

 

Д.1 Требуется рассчитать параметры твердения бетона монолитной железобетонной несущей внутренней стены здания в греющей опалубке по заданию примера, рассмотренного в приложении Г, при следующих измененных и дополнительных данных:

— термоактивная опалубка (тип V по таблице 9) (требуется рассчитать необходимую удельную мощность термоактивных щитов) с палубой из стали толщиной d = 3 мм, минераловатным утеплителем d = 55 мм, защитным экраном из фанеры d = 4 мм; коэффициент теплопередачи
К _т = 1,27 Вт/(м²·°С) при v _mах=5 м/с.

Д.2 Расчет выполняют по разделам 8 и 11.

Д.2.1 Определяют распалубочную прочность бетона, которая по проектной документации долж­на быть:

f_{сm ,расп} ³ 70 % f_сm ³ 18 МПа.

Д.2.2 Определяют температуру прогрева бетона t _п, которая для данного примера может быть равной 80 °С.

Д.2.3 Рассчитывают время подъема температуры t_под до 80 °С, приняв скорость ее подъема v_t, по формуле (52):

Д.2.4 Определяют продолжительность изотермического прогрева бетона t_из (класс С¹⁶/₂₀, вяжущее — портландцемент 400), интерполируя данные таблицы 18 с учетом t _п= 80 °С и f_{сm ,расп}» 70 % f_сm, которая составит:

Д.2.5 Определяют температуру бетона при распалубке t _расп, при которой обеспечивается безопас­ный перепад температуры  между ним и наружным воздухом при t _н.в = –10 °С.

По таблице 2 принимают для рассматриваемого случая = 30 °С, тогда по формуле (55)

t _расп = –10 + 30 = 20 °С.

Д.2.6 Определяют продолжительность остывания бетона в режиме охлаждения конструкции, приняв скорость остывания для М_п = 7,1 м^–1 v _ост = 5 °С/ч, по формуле (54):

Д.2.7 Определяют общую продолжительность твердения бетона в опалубке  по формуле (59):

Принимают режим твердения (прогрева) бетона, включающий подъем температуры, изотермичес­кое выдерживание и остывание конструкции в соотношении 7,7 + 5,4 + 12 при общей продолжитель­ности около 25 ч.

Д.2.8 Определяют соответствие расчетной продолжительности остывания конструкции и продолжительности естественного остывания бетона с опалубкой.

Для этого определяют ожидаемую среднюю температуру бетона по формуле (58):

Тогда t_ост при К_т = 1,27 Вт/(м²·°С) по формуле (27):

Учитывая, что продолжительность естественного остывания бетона существенно превышает требуемую по условиям производства работ, следует после отключения подачи электроэнергии,
за 10–12 ч до распалубки перевести конструкцию в режим охлаждения, не превышая расчетную скорость охлаждения бетона 5 °С/ч.

Д.2.9 Определяют требуемую удельную мощность на подъем температуры бетона (железобетона) по формуле (61) при удельной теплоемкости стальной палубы опалубки с = 0,48 кДж/(кг·°С), толщине
d = 0,003 м, плотности r = 7800 кг/м³; толщине слоя минеральной ваты d = 0,055 м, с = 0,76 кДж/(кг·°С),
r = 100 кг/м³; для фанеры — d = 0,004 м, с = 2,52 кДж/(кг·°С), r = 600 кг/м³:

Д.2.10 Определяют требуемую удельную мощность Р _удтермоактивных щитов греющей опалубки.

Д.2.10.1 При греющей опалубке на 100 % опалубливаемой поверхности, определяемой:

F» 2 (L·h)» 2 · (6,0 · 3,2)» 38,4 м²,

требуемая удельная мощность

Р _уд = 7,5/38,4 ³ 0,2 кВт/м².

Д.2.10.2 При греющей опалубке, установленной по принципу «через термоактивный щит» (принимаем площадь термоактивных щитов 60 % от F _т.щ» 2 · (6,0 · 3,2) · 0,6» 23 м², удельная мощность греющих щитов должна быть:

Р _уд = 7,5/23 ³ 0,326 кВт/м².

Д.2.10.3 По полученным значениям Р _удвыбирают необходимую для производства работ опалубку или оценивают возможность использования имеющейся по значению паспортной удельной мощ­ности нагревателей; при необходимости, формулируют задание на изготовление нестандартизированной греющей опалубки.

Д.2.11 Определяют требуемую удельную мощность   на поддержание температуры изотермического прогрева бетона по формуле (62):

Д.2.12 Рассчитывают затраты электрической энергии на прогрев по расчетному режиму бетона захватки объемом V _б = 4,8 м³ по формуле (63):

Р _э = 7,7 · 4,8 · 8 + 0,812 · 4,8 · 5,4» 317 кВт·ч.

Д.2.13 При использовании добавок — ускорителей твердения бетона расчет осуществляют по изложенной методике с учетом изменений, связанных с применением добавки, по методике раздела 7.

 

Ответственный разработчик, и. о. директора УП “Институт БелНИИС”, канд. техн. наук       М.Ф.Марковский

Приложение Е

(справочное)