Определение необходимого подогрева (охлаждения) составляющих бетонной смеси

Температура бетонной смеси на выходе из бетоносмесителя зависит от температуры составляющих бетонной смеси, их веса и теплотехнических характеристик и определяется из рассмотрения теплового баланса:

, (14.21)

где: , , – теплоемкость, вес 1 м³ бетонной смеси и температура составляющих бетонной смеси (песка, крупного заполнителя, цемента, воды); – вес свободной воды затворения, содержащейся в составляющих бетонной смеси; – вес замерзшей части воды (льда) в составляющих бетонной смеси; = 1 ккал/(кг·°С) – теплоемкость воды; – вес цемента; – теплота плавления льда; = 2 ккал/кг – удельное тепловыделение цемента в результате ранней гидратации; ≈ 250 ккал/мин – удельное тепловыделение в результате превращения механической энергии в тепловую при перемешивании в бетономешалке; – время перемешивания смеси в бетономешалке, мин.

Для приближенных расчетов температуру бетонной смеси в зависимости от температур составляющих смеси можно определить по следующей формуле (для осредненного состава бетонной смеси и средней теплоемкости твердых составляющих Сб = 0,22 ккал/(кг·°С)):

, (14.22)

где: , , , – расчетные температуры песка, крупного заполнителя, цемента и воды.

Этой же формулой можно пользоваться для определения величины изменения температуры бетонной смеси при изменении температуры составляющих:

, (14.23)

Из этих формул следует, что наибольшее влияние на температуру бетонной смеси оказывает температура крупных заполнителей (55%), затем песка (25%) и уже затем воды (10%) и цемента (10%).

Требуемый подогрев (охлаждение) составляющих бетонной смеси можно определить из условия: , (14.24)

где: – естественная (условная) температура бетонной смеси, определенная по формулам (14.21) и (14.22) при условии отсутствия какого-либо подогрева составляющих бетонной смеси.

При определении температура воды затворения принимается равной температуре воды в источнике водоснабжения. Естественная начальная температура заполнителей зависит от ряда различных факторов, в том числе от климатического района строительства, периода формиро­вания штабеля, его конструкции и размеров, типа склада (закрытый, от­крытый), гранулометрического состава и влажности материала. Резуль­таты обследований складов заполнителей в различных климатических рай­онах показали, что для предварительных расчетов можно принимать тем­пературу заполнителей для зимнего периода, равную половине расчетной зимней температуры наружного воздуха, а для летнего периода – на 2° ниже расчетной летней температуры воздуха. За расчетную температуру принимают среднесуточную температуру за наиболее холодную и теплую пятидневки соответственно для зимнего и летнего периодов. При дли­тельном хранении больших объемов заполнителей в зимнее время, что часто имеет место на гидростроительствах, часть материала, находяще­гося внутри штабеля, не промерзает. В приближенных расчетах количе­ство несмерзшегося материала можно принимать равным примерно 50% от общего объема склада.

Наибольшая допускаемая температура воды и бетонной смеси уста­навливается из условия сохранения активности цемента и всех требуе­мых свойств бетонной смеси.

При сухих несмерзшихся заполнителях можно применять отдельные фракции заполнителей с отрицательной температурой при соблюдении условия положительного теплового баланса во всей массе при ее перемешивании в бетоносмесителе. Камень, применяемый в качестве «изюма», должен иметь температуру не ниже 0°С.