Подбор условий выдерживания бетона

Обогрев бетона в рубашках или тепляках осуществляется исходя из подбора условий выдерживания бетона: уровня температуры греющей среды (θ_гр.с) и длительности обогрева; конструкции ограждений плоского тепляка или паровой рубашки; пикового и полного расхода теплоносителя на единицу объема выдерживаемого бетона.

Исходными данными для этого подбора являются:

– конфигурация и размеры выдерживаемого элемента и конструкция его опалубки;

– относительная прочность бетона к концу выдерживания ;

–срок выдерживания, допускаемый календарным планом работ; имеющиеся на площадке цементы, а также утеплители.

Приведенный ниже способ определения начальной температуры бетона и греющей среды применяется в тех случаях, если:

– модуль поверхности выдерживаемой конструкции не ниже 5;

– экзотермические свойства применяемого цемента не выше соответствующих портландцементу марки 400;

– удельный расход цемента не выше 250 кг/м³.

Нарастание прочности бетона в период его остывания после выключения обогрева и влияние экзотермического тепловыделения цемента в расчете не учитываются. При расчете принимается, что температура греющей среды (θ_гр.с ) и наружного воздуха (θ_б.с ) постоянны в течение всего периода обогрева t.

Расчет производится в следующей последовательности:

1. Выбирают, сообразуясь с заданием, длительность выдерживания t и вид цемента.

2. Определяют величину средней температуры бетона (θ_б.ср ) исходя из заданного значения и выбранного t.

3. Определяют коэффициент теплопередач ( ) от греющей среды обогреваемым поверхностям бетона или к его опалубке; если бетон в пределах зоны обогрева полностью заключен в опалубку (например, прогрев колонны), то значение коэффициента (кВт/м² к) определяют по формуле:

- при парообогреве

; (5.41)

- при обогреве горячим воздухом

; (5.42)

где – толщина опалубки, м.

При внешнем обогреве бетона для трех различных толщин опалубки (Вт/м²к) имеют следующие значения:

Значение Толщина опалубки, мм
Паропрогрев	5,8	3,7	2,95
Воздухопрогрев	3,15	2,4	2,05

Для открытых поверхностей бетона, непосредственно омываемых теплоносителем, можно принимать: при паропрогреве = 200 (Вт/м²к), при воздухообогреве = 20 (Вт/м²к).

При прогреве бетонных конструкций в плоских тепляках теплопроводность материала отдельных поверхностей конструкций зависит от их размеров и коэффициента теплопередачи и пропорционально величине

; Вт/мК (5.43)

где –общий объем бетона конструкции, м³;

и – площади отдельных поверхностей,м²;

и — коэффициент теплопередачи каждой поверхности, Вт/м²К

Так как величины , соответствуют значениям модулей поверхности, выражение (5.43) принимает следующий вид:

(5.44)

Таким образом, только в случае одинаковых теплоограждений всех граней допустима обобщенная формула:

(5.45)

При различном характере теплоограждений поверхностей нужно пользоваться формулой (5.44);

4. Определяют величины А₁ по формулам

( 5.46а)

(5.46б)

Формула ( 5.46а) применяется в случае однообразных ограждений всех обогреваемых поверхностей бетона (например, для рассмотренного случая обогрева колонны), а формула (5.46б) случае разнохарактерных ограждений (например, для приведенных данных при обогреве прогона).

5. Определяют значение и по графику рис. 5.19 находят величину у, а затем

Рис. 5.19. График определения величины

а – при х=0…1; б – при х=1…5

Остается определить начальную температуру бетона и температуру греющей среды может быть произведено по одному из двух вариантов:

1) Задаются значением температуры бетона в начале прогрева θ_н.в. (обычно принимают θ_н.в.=5°С и определяют соответствующее значение температуры греющей среды:

θ (5.47)

2) Задаются уровнем температуры греющей среды и устанавливают соответствующее значение начальной температуры бетона:

θ (5.48)

Температура греющей среды не должна превышать при парообогреве 70°, при воздухообогреве 40°С.

Для выдерживания бетона в тонких конструкциях (плиты без ребер, перегородки и т. п.) рубашка или плоский тепляк устраивается с одной стороны конструкций (рис. 5.20), а другая сторона утепляется таким же способом, как и при термосном выдерживании, то есть закрывается теплоизоляционным материалом.

Рис. 5.20. Схема односторонней паровой рубашки

1 – гибкий шланг для подачи пара: 2 – фанера; 3 – утеплитель

Таким образом, можно сказать, что подбор условий выдерживания бетона осуществляется с учетом начальной температуры бетона, температуры греющей среды и конструкции тепляка.