Пример определения тепловых параметров термосного остывания монолитной бетонной плиты, бетонируемой на мерзлом основании

Определить тепловые параметры бетонирования методом термоса монолитной бетонной плиты толщиной 0,2 м при следующих исходных данных:

требуемая прочность бетона R _о = 50 % R ₂₈;

весовая влажность грунта W = 5 %;

температура грунта t _г = -10 °С;

начальная температура бетонной смеси после укладки в конструкцию t _б.н = 20 °С;

температура воздуха t _в = -15 °С.

Решение

По графику рис. 6 при наборе бетоном плиты прочности до замерзания R _б = 50 % R ₂₈ при ее бетонировании на мерзлом грунтовом основании с влажностью W = 5 % определяем термическое сопротивление тепловой изоляции и максимальную глубину протаивания грунта под подошвой плиты.

Из точки на оси ординат, соответствующей температуре грунта t _г = -10 °С, восстанавливаем перпендикуляр влево и вправо от оси до пересечения с кривой, соответствующей начальной температуре бетонной смеси после укладки t _б.н = 20 °С.

Находим абсциссу полученной в правой части графика точки пересечения, соответствующей требуемой величине термического сопротивления изоляции R = 2,42 м² · °С/Вт при температуре воздуха, равной температуре грунта t _в = t _г = -10 °С.

По абсциссе точки пересечения, полученной в левой части графика, определяется максимальная глубина протаивания грунта под подошвой плиты h = 0,2 м.

Время остывания τ_ост и средняя температура бетона t _б за это время находится по графику на рис. 7. Для этого восстанавливают перпендикуляр к оси абсцисс из точки, соответствующей начальной температуре уложенного бетона t _б.н = 20 °С, до пересечения с кривыми времени остывания бетона до замерзания τ_ост и средней температуры бетона за это время t _б. По ординате соответствующих точек определяются τ_ост = 260 с, t _б = 2 °С.

Необходимое термическое сопротивление тепловой изоляции (R ′) при заданной температуре воздуха t _в = -15 °С определяется по формуле (16):

Толщина теплового ограждения d [(при использовании в качестве утеплителя пенопласт плиточный с коэффициентом теплопроводности λ = 0,041 Вт/(м · °С) из табл. 19] определяется по формуле

d = R ′λ = 3,42 · 0,041 = 0,139 м» 14 см.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5