Примеры расчета

1. Требуется определить начальную температуру бетона в конструкции при следующих известных данных: отпускная температура бетонной смеси с завода t_вых = 35°С, температура воздуха t_с = – 30°С, объем бетонной смеси V = 1, 5 м³; теплоемкость бетона с = 0, 28
Вт-ч/(кг*°С); плотность бетона γ = 2450 кг/м³; объем армирования конструкции m_а = 200 кг; масса опалубки m_оп = 400 кг; теплоемкость арматуры с_а = 0, 2 Вт-ч/(кг*°С); теплоемкость опалубки с_оп = 0, 59 Вт-ч/(кг*°С); время транспортировки бетонной смеси до места укладки τ _тр = 20 мин; время укладки бетонной смеси τ _укл = 10 мин; высота подъема бетонной смеси Н = 8 м.

Решение:

1) i=1 °С;

2) i=2 ;

3) i=3 ;

4) i=4

5) i=5

6) Определяем температуру бетонной смеси с учетом теплопотерь на всех операциях:

;

7) Определяем значения коэффициентов :

8) Определяем снижение температуры бетонной смеси за счет нагревания опалубки и арматуры:

°С;

9) Определим начальную температуру бетона в конструкции:

°С

2. Требуется запроектировать утепленную опалубку при бетонировании зимой линейной конструкции сечением 1, 0 х 1, 5 м. Исходные данные: коэффициент теплопроводности бетона λ = 2, 8 Вт/м С; удельная теплоемкость бетона с = 0, 28 Вт-ч/кг С; плотность бетона
γ = 2450 кг/м³; удельное тепловыделение цемента q=93, 1 Вт-ч/кг; расход цемента ц=300 кг/м³; температура наружного воздуха t_с = –15 °С; начальная температура бетона в конструкции с учетом теплопотерь на нагрев арматуры и опалубки t₀=20 °С; температура бетона к концу остывания t_к = 0 °С; скорость ветра 3 м/с; критическая прочность R=60 % от проектной прочности R₂₈.

Решение:

1) Определим модуль поверхности линейной конструкции Мn=Р/F=(1, 0+1, 5)²/1, 0*1, 5=3, 3 м^-1.

2) Задаемся коэффициентом теплопередачи опалубки, например, α _n = 1, 85 Вт/м²С.

3) Вычисляем максимальный подъем температуры в бетоне от экзотермии цемента в адиабатических условиях (без рассеивания теплоты):

°С.

4) Вычисляем число Био .

5) Вычисляем коэффициент, характеризующий степень гидратации цемента к моменту охлаждения бетона до заданной температуры (t_к=0 °С):

.

6) Вычисляем безразмерную температуру:

.

7) По рисунку 3.6 для поверхности конструкции определяем по правой части – число Фурье F₀=7, 5, по левой части – функцию θ _1τ = 0, 5.

8) Вычисляем коэффициент температуропроводности бетона м²/ч и время охлаждения бетона .

9) Вычисляем среднюю температуру поверхности конструкции:

°С.

10) По рисунку 3.5 определяем прочность, которую наберет бетон при твердении в изотермических условиях при температуре 17, 8 °С в течение 168 ч. R=65 %.

Список литературы