Определение требований к теплозащите бетона

Особое внимание при разработке технологических мероприятий по регулированию температурного режима в блоках бетонирования должно уделяться теплозащите бетона от его чрезмерного переохлаждения или нагрева с целью выдерживания допустимых температур и температурных перепадов в блоке. Выбор оптимальных теплозащитных свойств опалубки достаточно сложен, так как температура наружного воздуха изменяется в довольно широких пределах, соответственно чему и должны изменяться теплозащитные свойства опалубки. Однако практически это делать не­удобно, и обычно используют два типа опалубки – неутепленную (холодную) и утепленную (теплую).

Неутепленную опалубку применяют в весенне-летний период, когда среднесуточная температура воздуха положительная.

Осенью, примерно за 1 – 1,5 мес. до наступления отрицательных температур и в течение всего периода с отрицательными температурами, применяют утепленную опалубку.

В суровых климатических условиях утепленную опалубку часто применяют и летом. Применение неутепленной опалубки в этих случаях с последующим ее утеплением нецелесообразно, так как приводит к повышению затрат труда при неизбежном худшем качестве утепления. Поэтому для опалубливания наружных граней плотины (верховая, низовая), подверженных колебаниям температур в течение всего строительства, в суровых климатических условиях применяют обычно утепленную опалубку. Утепленную опалубку применяют и для внутренних блоков плотины, если их боковые грани не закрыты бетоном соседних блоков.

Теплозащитные свойства опалубки для зимнего периода назначают исходя из наиболее низких температур воздуха. Однако излишнее утепление также вредно, так как уменьшает перепад температур ядро – грань в раннем возрасте и соответственно снижает технологическое обжатие бетона на боковых гранях после выравнивания температур в массивах. Поэтому теплозащитные свойства опалубки в этих зонах должны соответствовать перепадам температур, близким к предельным, обеспечивая тем самым максимальное обжатие бетона, подверженного впоследствии неблагоприятным внешним воздействиям.

Теплозащитные свойства опалубки характеризуются коэффициентом теплопередачи. По опыту строительства требуемый коэффициент теплопередачи опалубки зависит от температуры наружного воздуха и, как правило, не должен быть менее следующих значений:

Температура наружного

Воздуха, °С – 10 – 75 –35 –45

Коэффициент теплопередачи

опалубки, ккал/((м²·ч)°С) 1,20 0,75 0,60 0,50

По коэффициенту теплопередачи определяют тип и конструкцию опалубки, которые в дальнейшем проверяют на соответствие их теплозащитных свойств требованиям к температурному режиму блоков в данных конкретных условиях. Коэффициент теплопередачи опалубки или укрытия определяют по формуле

, (14.25)

где – толщина слоя ограждения, м; – коэффициент теплопроводности материала каждого слоя ограждения, ккал/(м·ч·°С), зависящий от скорости ветра.

Существенное значение при определении коэффициента теплопередачи имеет коэффициент внешней теплопередачи . Он характеризует интенсивность передачи тепла от поверхности опалубки (бетона) к внешней среде – воздуху (или воде). Коэффициент зависит главным образом от скорости ветра. Значения колеблются в следующих пределах: при теплообмене с воздухом и отсутствии ветра =3,25; при ветре средней скорости 3 – 5 м/с =13–23 ; при сильном ветре 10–15 м/с =28–37 ккал/((м2·ч)°С).

В качестве теплоизоляционных материалов в опалубке применяют дерево, минеральную вату, опилки, шлак, различного вида пенопласты и др.

Наибольшее распространение на гидростройках получил утеплитель из фенольно-резольного поропласта ФРП-I. Применение поропластов позволяет снизить трудозатраты на опалубочных работах за счет использования индустриальных типов опалубки и широкой механиза­ции этих работ. Применение этих материалов позволило создать новую конструкцию теплой несъемной железобетонной опалубки, которая в широ­ких масштабах применялась на строительстве массивно-контрфорсной пло­тины Зейской ГЭС. Теплозащита боковых граней блоков остается одним из наиболее трудоемких процессов. В особенности это имеет место при возведении облегченных конструкций бетонных плотин, для которых характерны значительное увеличение опалубливаемых поверх­ностей, усложнение установки и демонтажа опалубки в узких и глубоких полостях. В этих условиях широкое применение несъемной утепленной железобетонной опалубки является одним из путей повышения технологич­ности таких конструкций плотин.

После укладки бетона в блок должна быть обеспечена теплозащита не только боковых граней, но и горизон­тальных поверхностей. При укладке бетона в шатрах в начальный период (3–7 дней) теплозащиту горизонтальных поверхностей обеспечивают поддержанием определенных температур в этих шатрах. Перед снятием шатра поверхности обычно утепляют. В первую очередь к ним следует отнести рулонную пористую резину, покрытие упрочненной пленкой, плиточный и заливочный пенопласты, минеральные маты, маты из полиэтиленовых подушек, пневмоматы с воздушными прослойками и т.д. Трудозатраты при использовании указанных материалов в 3–6 раз меньше, чей при утеплении поверхностей опилками.