Определение начальной температуры бетона, выдерживаемого способом «термоса».

Температура, которую имеет уложенный в конструкцию бетон после его укрытия, называется начальной температурой бетона .

Она зависит от температуры бетонной смеси, выдаваемой бетонным заводом (), и от тех теплопотерь, которые будет иметь бетонная смесь при транспортировании, перегрузке и укладке ее в конструкцию. Эти теплопотери зависят от температуры наружного воздуха, утепления транспортного прибора, количества погрузочно-разгрузочных операций, длительности транспортирования, способов укладки и уплотнения смеси. Методика определения расчетной температуры наружного воздуха изложена в разделе « Особенности бетонирования конструкций в зимних условиях» [25 стр.26].

Начальная температура бетона в зависимости от средней температуры бетона в процессе выдерживания может быть вычислена по формуле

(5.6)

Таблица 5.9

Начальная температура бетона , ^о С

, о С	МП
					24,5	26,5	28,5	30,5

Примечание. Начальная температура бетона > 30° практически трудноосуществима.

Расчетная температура наружного воздуха ( )при термосном выдерживании бетона устанавливается по данным приложения. Для расчета принимается наинизшая температура наружного воздуха, ожидаемая в период выдерживания бетона.

В расчетах термосного выдерживания бетона учитывают при его твердении экзотермию цемента, имея в виду, что химическая реакция между цементом и водой протекает с выделением теплоты. Количество теплоты, выделяемой в течение срока выдерживания бетона, зависит от вида, марки и удельного содержания цемента в бетоне, а также от начальной температуры бетонной смеси.

Ориентировочные данные о тепловыделении различных цементов, принятые в технических условиях, приведены в таблице 5.10. Эти данные соответствуют средней температуре твердеющего бетона при +15 °С; при средней температуре твердения бетона 7…10 °С величина принимается равной 60–70% от соответствующих табличных данных.

Значения для сроков, не указанных в таблице 5.10, могут быть установлены либо по графику (рис. 5.3), либо по формулам ЦИИОМТПа:

– для глиноземистых цементов

(5.7)

– для цементов остальных видов

(5.8)

где – параметр экзотермии цемента( см. в табл.5.10);

у –коэффициент, значение которого зависит от срока выдерживания и вида цемента.

Коэффициент у определяется по графикам , при этом предварительно находят значения (для глиноземистого цемента) или (для остальных видов цемента).

Рис. 5.3. Графики экзотермического тепловыделения различных цементов во времени:

а – плавленый глиноземистый цемент; б –портландский быстротвердеющий цемент марки 600; в – портландцемент марки 500; г– то же марки 400; д – то же марки 300; е –портландский и шлакопортландский цементы марки 200; ж –пуццолановый портландцемент марки 400; з – пуццолановый портландцемент и шлакопортланд-цементы марки 300

При помощи вспомогательных таблиц, графиков и формул по описанной выше методике определяют коэффициент теплопередачи ограждения бетона (К), модуль поверхности бетонируемой конструкции ( ), устанавливают значения начальной и средней температуры бетона , расчетной температуры наружного воздуха ( );по данным лабораторного подбора состава бетона определяют удельное содержание цемента в бетоне и тепловыделение применяемого цемента ( ). Объемная теплоемкость бетона С₀ обычно принимается равной 600 ккал/м^{3 о}С.

Затем определяют длительность остывания бетона в часах, а по полученным результатам, в зависимости от срока остывания и средней температуры бетона в период остывания, по формуле

(5.9)

устанавливают относительную прочность бетона. Если полученные результаты соответствуют заданной прочности бетона и срок термосного выдерживания удовлетворяет требованиям календарного графика производства работ, то подбор условий термосного выдерживания бетона признают удовлетворительным и производят бетонирование конструкции при строгом соблюдении расчетных предпосылок и тщательном контроле за температурой и прочностью бетона.

Таблица 5.10

Значения и тепловыделения для различных цементов

Вид цемента	Марка цемента	Тепловыделение 1 кг цемента, ккал за
3 суток	7 суток	28 суток
Плавленый глиноземистый	500-600				2,8
Портландцемент					0,85
				0,76
				0,6
				0,45
				0,29
Пуццолановый портландцемент					0,55
				0,41
Шлакопортландский					0,41
				0,29

Если по полученным расчетным результатам охлаждение конструкции до 0 °С происходит раньше, чем бетон приобретает заданную прочность, то еще раз проверяют возможность повышения начальной температуры бетона и уменьшения интенсивности его остывания в конструкциях.

С этой целью в зависимости от условий строительной площадки подбираются лучшие ограждения бетонируемых конструкций, намечают мероприятия, уменьшающие охлаждение бетона при его транспортировании и укладке, подбирают цементы, обладающие более высокими экзотермическими свойствами, и устанавливают максимально возможную температуру бетонной смеси при выдаче ее с бетонного завода.

При этих условиях еще раз проверяют по формуле Скрамтаева возможность термосного выдерживания бетона. Если и в этом случае получаются неудовлетворительные результаты, то способ термосного выдерживания бетонируемых конструкций комбинируют с электропрогревом бетона или применяют способы выдерживания бетонных конструкций с искусственным обогревом паром или теплым воздухом.

При бетонировании конструкций по способу термоса нужно помнить, что определяемая по графикам или расчетным путем прочность бетона в зависимости от температуры и срока его твердения иногда отличается от действительной прочности бетона, и поэтому проведение контрольных испытаний прочности бетонных конструкций является обязательным.

Следует отметить, что приведенный способ расчета охлаждения бетонных конструкций не может быть применен для массивных конструкций с модулем поверхности меньше 3; этот способ также непригоден для расчета выдерживания бетона с повышенными добавками хлористых солей, понижающих температуру замерзания бетонной смеси.