Определение параметров бетонирования в зимних условиях.

Производство бетонных работ в зимних условиях требует применения специальных методов бетонирования. Наиболее простой и экономичный – метод термоса. При этом подогретую бетонную смесь укладывают в опалубку, за время остывания до температуры замерзания воды она набирает заданную прочность (не ниже критической), после чего конструкцию распалубливают. Задачей расчета метода термоса являются определение параметров бетонирования и необходимого коэффициента теплопередачи опалубки, позволяющих обеспечить набор прочности бетона к концу остывания. Метод термоса рекомендуется применять для конструкций с модулем поверхности не более 10 м^-1. При этом учитывают технологию укладки бетонной смеси. Параметры утепления опалубки рассчитывают по ступени с наибольшим модулем поверхности и применяют для всей конструкции. Расчет ведут в следующей последовательности.

1.Объем бетона конструкции:

V= 3.266 м³ (сумма по графе объем железобетона «в деле» в пункте 6).

2. Площадь поверхности теплоотдачи конструкции (при этом площадь контакта конструкции с основанием – площадь подошвы фундамента не учитывают):

F=13.58 м² (сумма по соответствующей графе в пункте 6)

3. Модуль поверхности конструкции:

М_п = F/V=13.58/3.266=4.16 м^-1

4. Средняя температура бетона за время остывания:

t_б.ср= t_б.к +[(t_б.н - t_б.к)/{1.03+0.181* М_п+0.006*(t_б.н - t_б.к)}]

где t_б.к – конечная температура бетона к концу остывания, (t_б.к =0°С, если не используются добавки, понижающие температуру замерзания воды)

t_б.н – температура бетона после укладки в опалубку,

t_б.н = t_н - Δ t

где t_н – начальная температура бетона, при отгрузки с бетонорастворного узла t_н=25…45°С

Δ t- потери температуры при укладке бетонной смеси, выгрузке и уплотнении, принимают в зависимости от ветровых условий равным: +7 °С – при ветре 5….10 м/с

t_б.ср= 0 +[(45-7-0)/{1.03+0.181* 4.16+0.006*(45-7-0)}]=19°С

5. Время набора прочности бетона τ _о зависит от класса применяемого бетона и марки цемента. В нашем случае применяем бетон В15 на портландцементе М300. Время набора критической прочности, равной 40%, - 3 суток, или 72 часа.

6. Находим необходимый коэффициент теплопередачи опалубки:

,

где С_б- удельная теплоемкость тяжелого конструкционного бетона. С_б=1.05 кДж/кг м²;

g_б –плотность тяжелого конструкционного бетона. g_б=2400 кг/м³;

Ц - расход цемента на 1 м³ бетонной смеси (принимается в пределах 250… 400 кг/ м³). Ц=325кг/м³;

Э – тепловыделение цемента за время остывания бетона. Э=167 кДж/кг;

t_нв – заданная температура наружного воздуха. t_нв= - 15°C;

t₀ - продолжительность остывания бетона. t₀=3 сут=72 часа;

a - поправочный коэффициент на силу ветра и другие условия производства работ. a=1.78

7. С полученным расчетным коэффициентом теплопередачи сравниваем коэффициент теплопередачи К_ОП, который должен удовлетворять условию К ≥ К_ОП. В нашем случае подойдут неутепленные опалубочные щиты из досок толщиной 40 мм (К_ОП = 2.03 Вт/(м²°С). Кроме того, предусматриваем укрытие не опалубочных поверхностей утеплителем с К > К_ОП, минеральная вата толщиной 50 мм (К_ОП = 1.31 Вт/(м²°С).