Коэффициент теплопередачи опалубки мдс
Обновлено: 18.05.2024
Зимнее бетонирование с применением нагревательных проводов
Для набора бетоном необходимой прочности выполняют специальные мероприятия по подготовке и производству бетонных работ в зимнее время.
Для зимнего бетонирования применяют специальные бетоны с химическими противоморозными и пластифицирующими добавками.
При выполнении работ прогревают свежеуложенный бетон различными способами с применением водяного пара, нагретой воды или электроэнергии.
Свежеуложенный бетон предохраняют от потерь теплоты (метод термоса), укрывая различными утеплителями (матами, покрывалами, полотнищами).
Особые мероприятия, в частности по утеплению рабочих органов и бетоноводов, осуществляют при подготовке машин и технологического оборудования к зимнему бетонированию.
Основное требование при выполнении зимнего бетонирования заключается в создании благоприятных условий для приобретения бетоном в короткий срок необходимой проектной прочности.
Массивные монолитные конструкции (фундаментные плиты и блоки) с модулем поверхности охлаждения Мп от 2 до 4 бетонируют способом термоса с применением быстротвердеющих цементов, ускорителей твердения и противоморозных и пластифицирующих добавок.
В данном документе рассматривается способ зимнего бетонирования с применением нагревательных проводов. Этот способ имеет ряд преимуществ по сравнению с нагревом водяным паром, горячей водой, инфракрасным облучением. Эффективность способа повышается в сочетании с другими упомянутыми выше мероприятиями и приемами зимнего бетонирования: использованием высококлассного бетона с химическими добавками, утеплителей, подготовкой машин и технологического оборудования.
Применение нагревательных проводов позволяет возводить здания и сооружения, не отличающиеся по своей прочности от возводимых в летний период.
Настоящий документ содержит методические рекомендации и примеры, которые позволяют подбирать способы работ (режимы, приемы) и материалы для зимнего бетонирования для конкретного объекта строительства, с учетом местных условий и особенностей строительной организации. Выбор способа работ и материалов производится на стадии разработки проекта производства работ (технологических карт), согласовывается с заказчиком и утверждается в установленном порядке.
Настоящий документ необходим не только для разработки упомянутой выше технологической документации, но может быть полезен при лицензировании строительной организации (фирмы) на производство данного вида работ, при сертификации системы управления качеством, при аттестации качества зимнего бетонирования.
В основу документа положены научно-исследовательские работы, выполненные в ЦНИИОМТП и в других институтах строительной отрасли, а также обобщение опыта зимнего бетонирования российских строительных организаций.
При разработке документа использованы нормативные и методические документы, основные из которых приведены в разделе 2.
Применение
Прогрев бетона в зимнее время кабелем дает возможность решить две основные проблемы. При температурах ниже нуля вода в растворе превращается в кристаллики льда, в результате реакция гидратации цемента не просто замедляется, она прекращается полностью. Известно, что при замерзании вода расширяется, разрушая образовавшиеся в растворе связи, поэтому после повышения температуры он уже не наберет нужной прочности.
Раствор затвердевает с оптимальной скоростью и сохранением характеристик при температуре порядка 20°C. При падении температуры, особенно ниже нуля, эти процессы замедляются, даже с учетом того, что при гидратации выделяется дополнительное тепло. Чтобы выдержать технические условия, зимой не обойтись без прогрева бетона проводом ПНСВ или другим предназначенным для этого кабелем в таких ситуациях, когда:
- не обеспечена достаточная теплоизоляция монолита и опалубки;
- монолит слишком массивен, что затрудняет его равномерный прогрев;
- низкая температура окружающего воздуха, при которой замерзает вода в растворе.
2 НОРМАТИВНЫЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции.
СНиП 12-01-2004. Организация строительства.
СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования.
СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство.
ГОСТ Р 12.4.026-2001. ССБТ. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний.
ГОСТ 12.4.059-89. ССБТ. Строительство. Ограждения защитные инвентарные. Общие технические условия.
ГОСТ 23407-78. Ограждения инвентарные строительных площадок и участков производства строительно-монтажных работ. Технические условия.
ГОСТ Р 52085-2003. Опалубка. Общие технические условия.
Характеристики провода
Кабель для прогрева бетона ПНСВ состоит из стальной жилы с сечением от 0,6 до 4 мм², и диаметром от 1,2 мм до 3 мм. Некоторые виды покрываются оцинковкой, чтобы снизить воздействие агрессивных компонентов в строительных растворах. Дополнительно он покрыт термоустойчивой изоляцией их поливинилхлорида (ПВХ) или полиэстера, она не боится перегибов, истирания, агрессивных сред, прочна и обладает высоким удельным сопротивлением.Кабель ПНСВ обладает следующими техническими характеристиками:
- Удельное сопротивление составляет 0,15 Ом/м;
- Стабильная работа в температурном диапазоне от -60°C до 50°C;
- На 1 кубометр бетона расходуется до 60 м провода;
- Возможность применения до температур до -25°C;
- Монтаж при температурах до -15°C.
Кабель подключается к холодным концам через провод АПВ из алюминия. Питание может осуществляться через трехфазную сеть 380 В, подключаясь к трансформатору. При правильном расчете ПНСВ может подключаться и к бытовой сети 220 вольт, длина при этом не должна быть менее 120 м. По системе, находящейся в бетонном массиве должен протекать рабочий ток 14-16 А.
4.3
Теплоизоляционные материалы
4.3.1 В качестве теплоизоляционных используют разнообразные материалы, наиболее применяемые из которых приведены в таблице 5. Коэффициенты теплопередачи определены при нормальной влажности, с пленочным покрытием. Коэффициенты теплопередачи показывают улучшение теплоизоляционных свойств материалов при уменьшении скорости ветра от 15 м/с.
ВВЕДЕНИЕ
К зимнему бетонированию относятся работы, выполняемые при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5 °С и минимальной суточной температуре ниже 0 °С. Считается, что зимнее бетонирование может производиться при температуре воздуха до минус 40 °С. На практике зимнее бетонирование освоено до температуры минус 15 - 20 °С.
Для набора бетоном необходимой прочности выполняют специальные мероприятия по подготовке и производству бетонных работ в зимнее время.
Для зимнего бетонирования применяют специальные бетоны с химическими противоморозными и пластифицирующими добавками.
При выполнении работ прогревают свежеуложенный бетон различными способами с применением водяного пара, нагретой воды или электроэнергии.
Свежеуложенный бетон предохраняют от потерь теплоты (метод термоса), укрывая различными утеплителями (матами, покрывалами, полотнищами).
Особые мероприятия, в частности по утеплению рабочих органов и бетоноводов, осуществляют при подготовке машин и технологического оборудования к зимнему бетонированию.
Основное требование при выполнении зимнего бетонирования заключается в создании благоприятных условий для приобретения бетоном в короткий срок необходимой проектной прочности.
Массивные монолитные конструкции (фундаментные плиты и блоки) с модулем поверхности охлаждения Мп от 2 до 4 бетонируют способом термоса с применением быстротвердеющих цементов, ускорителей твердения и противоморозных и пластифицирующих добавок.
Конструкции (колонны, блоки, стены) с модулем поверхности охлаждения 4 - 6 бетонируют способом термоса с применением предварительного подогрева бетонной смеси, нагревательных проводов и греющей опалубки.
Относительно тонкостенные конструкции (перегородки, перекрытия, стены) с модулем поверхности охлаждения 6 - 12 бетонируют упомянутыми выше способами с применением нагревательных проводов, термоактивных гибких покрытий (ТАГП), греющих плоских элементов (ГЭП).
В данном документе рассматривается способ зимнего бетонирования с применением нагревательных проводов. Этот способ имеет ряд преимуществ по сравнению с нагревом водяным паром, горячей водой, инфракрасным облучением. Эффективность способа повышается в сочетании с другими упомянутыми выше мероприятиями и приемами зимнего бетонирования: использованием высококлассного бетона с химическими добавками, утеплителей, подготовкой машин и технологического оборудования.
Применение нагревательных проводов позволяет возводить здания и сооружения, не отличающиеся по своей прочности от возводимых в летний период.
Настоящий документ содержит методические рекомендации и примеры, которые позволяют подбирать способы работ (режимы, приемы) и материалы для зимнего бетонирования для конкретного объекта строительства, с учетом местных условий и особенностей строительной организации. Выбор способа работ и материалов производится на стадии разработки проекта производства работ (технологических карт), согласовывается с заказчиком и утверждается в установленном порядке.
Настоящий документ необходим не только для разработки упомянутой выше технологической документации, но может быть полезен при лицензировании строительной организации (фирмы) на производство данного вида работ, при сертификации системы управления качеством, при аттестации качества зимнего бетонирования.
В основу документа положены научно-исследовательские работы, выполненные в ЦНИИОМТП и в других институтах строительной отрасли, а также обобщение опыта зимнего бетонирования российских строительных организаций.
При разработке документа использованы нормативные и методические документы, основные из которых приведены в разделе 2.
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Документ распространяется на зимнее бетонирование с применением нагревательных проводов монолитных железобетонных строительных конструкций (плит, стен, перекрытий, колонн и т.п.), имеющих модуль поверхности охлаждения 4 - 10, при строительстве и ремонте жилых, общественных и производственных зданий и сооружений.
Зимнее бетонирование с применением нагревательных проводов производится при температуре окружающего воздуха, как правило, до минус 20 °С.
Документ используется для разработки проектов производства работ (технологических карт), при сертификации монолитных железобетонных конструкций и лицензировании организаций, выполняющих зимнее бетонирование.
Применение документа способствует обеспечению проектной прочности монолитных железобетонных конструкций, возводимых в зимних условиях.
2 НОРМАТИВНЫЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции.
СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования.
СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство.
ГОСТ Р 12.4.026-2001. ССБТ. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний.
ГОСТ 12.4.059-89. ССБТ. Строительство. Ограждения защитные инвентарные. Общие технические условия.
ГОСТ 23407-78. Ограждения инвентарные строительных площадок и участков производства строительно-монтажных работ. Технические условия.
ГОСТ Р 52085-2003. Опалубка. Общие технические условия.
Руководство по производству бетонных работ в зимних условиях, районах Дальнего Востока, Сибири и Крайнего Севера/ЦНИИОМТП Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1982.
Рекомендации по электрообогреву монолитного бетона и железобетона нагревательными проводами/ЦНИИОМТП Госстроя СССР. - М., 1989.
3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1 Нагрев бетона осуществляется теплотой, выделяемой электрическими проводами с высоким омическим сопротивлением при подключении их в сеть. Нагревательные провода могут быть заложены непосредственно в массив монолитной железобетонной конструкции для нагрева ее изнутри.
Нагревательные провода укладывают также перед арматурными и опалубочными работами в песчаный слой или в бетонную подготовку для предотвращения замерзания грунтового основания при бетонировании фундаментов.
3.2 Нагревательные провода закладывают так, чтобы не нанести механических повреждений их изоляции и не вызвать тем самым короткого замыкания токонесущей жилы с арматурой, со стальной опалубкой или с другими металлическими деталями, что может произойти в процессах опалубочных и арматурных работ, а также укладки бетонной смеси.
Контактные соединения проводов выполняют плотными, искрение в контактах не допускается.
3.3 Нагревательные провода подключают к сети после полной проектной заливки в опалубку бетонной смеси. Рекомендуется предусматривать подключение к сети проводов, как правило, в ночное время с целью сокращения расходов, допуская перерывы до 7 ч в их электропитании в дневное время. Длительность перерывов зависит от теплоаккумуляторных свойств бетона, массивности конструкции, толщины утеплителя, температуры воздуха и устанавливается опытным путем с помощью строительной лаборатории.
Питание нагревательных проводов осуществляется от электрической сети 220 В (при условии заземления арматуры) или от автономных источников питания, например, дизель-генераторов.
3.4 Режим термообработки бетона определяется, как правило, при следующих ограничениях.
Разность между температурами воздуха и нагретого бетона принимается до 50 - 60 °С и не более 95 °С.
Скорость нагревания бетона для конструкций с модулем поверхности охлаждения 4 - 6 и 7 - 10 должна быть не более, соответственно, 6 и 10 °С/ч.
Время изотермического выдерживания бетона принимается до нескольких суток.
Скорость остывания для конструкций с модулем поверхности охлаждения 4 - 6 и 7 - 10 должна быть не более, соответственно, 3 и 5 °С/ч.
Разность температуры наружного слоя бетона с коэффициентом армирования около 3 % и воздуха при распалубке для конструкций с модулем поверхности охлаждения 4 и 5 должна быть не более, соответственно, 30 и 40 °С.
3.5 Режимы нагревания, изотермической выдержки и остывания бетона поддерживают автоматически путем использования датчиков температуры, встраиваемых в бетон, и автоматического устройства, подключаемого к силовому оборудованию. Автоматизация процесса позволяет оптимизировать режим термообработки бетона и повысить качество бетонирования, способствует, кроме того, экономии электроэнергии до 25 %.
3.6 Опалубка и арматура должны быть очищены от снега и наледи, например, продувкой из шланга горячим воздухом.
Уложенные (намотанные на арматуру) нагревательные провода также следует предохранять от снега и наледи. Из-за таяния снега и наледи в процессе нагрева бетона увеличивается водосодержание, могут возникнуть каверны, свищи, полости в бетоне, что недопустимо.
3.7 Термообработка бетона для конструкций внутри зданий и подземных фундаментов под оборудование без динамических нагрузок производится до тех пор, пока бетон не наберет прочность:
- без противоморозных добавок - не менее 5 МПа;
- с противоморозными добавками - не менее 20 % проектной прочности.
Термообработка бетона без противоморозных добавок для других конструкций зависит от класса бетона и производится до набора бетоном прочности, приведенной в таблице 1.
Коэффициенты теплопередачи опалубок и укрытий неопалубленной поверхности бетона различной конструкции
Для повышения точности расчета по формуле (12) рекомендуется продолжительность остывания определять в несколько этапов, принимая остывание бетона на каждом этапе примерно на 5 °С, при неизменных величинах K и tн.в (например, от 20 до 15 °С, от 15 до 10 °С и т.д.).
При расчете термосного выдерживания бетонов из предварительно разогретых смесей расчет в несколько этапов является обязательным. При этом необходимо тепловыделение цемента определять согласно прил. 2.
5.13.Коэффициент теплопередачи опалубки или утеплителя укрытия неопалубленных поверхностей определяется по формуле
Если коэффициенты теплопередачи бетона в окружающую среду через ограждения с разным утеплением (например, через деревянную опалубку или неопалубленную поверхность, укрытую толем и минераловатными матами) существенно различаются между собой, можно суммировать теплопотери через все поверхности или пользоваться приведенным коэффициентом теплопередачи
где K1, K2, . Kn - коэффициенты теплопередачи через разные поверхности конструкции, Вт/(м 2 · °С);
F1, F2, . Fn - площади соответствующих поверхностей, м 2 .
Расчет коэффициента теплопередачи опалубки
6.2.1 При необходимости по формуле (29) определяют значение Вт/(м 2 ·°С), которое обеспечивает в конкретных условиях производства работ требуемую продолжительность остывания и достижение fсm,кр бетона:
Значения коэффициента теплопередачи опалубки различной конструкции в зависимости скорости ветра приведены в таблице 9.
Таблица 9 — Коэффициент теплопередачи опалубки
Материал
слоев опалубки
Толщина слоя, мм
Коэффициент Кт, Вт/(м 2 ×°С) при скорости ветра, м/с
Окончание таблицы 9
Материал
слоев опалубки
Толщина слоя, мм
Коэффициент Кт, Вт/(м 2 ×°С) при скорости ветра, м/с
* Применяется с сетчатым нагревателем, расположенным между слоями асбеста.
Примечание — Промежуточные значения Кт определяют интерполяцией.
6.2.2 Значение коэффициента теплопередачи у наружной поверхности опалубки aк принимают по таблице 10 при скорости ветра, принятой на основе метеопрогноза.
Таблица 10 — Коэффициент теплопередачи у наружной поверхности опалубки aк
| Скорость ветра, м/с | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 |
| Значение aк, Вт/(м 2 ·°С) | 3,77 | 26,56 | 33,18 | 43,15 | 52,50 |
6.2.3 Толщину слоя используемого утеплителя опалубки м, обеспечивающего значение рассчитывают по формуле
где — расчетные коэффициенты теплопроводности утеплителя, Вт/(м 2 ·°С), и остальных слоев опалубки, соответственно (см. таблицу 7);
ВВЕДЕНИЕ
К зимнему бетонированию относятся работы, выполняемые при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5°С и минимальной суточной температуре ниже 0°С. Считается, что зимнее бетонирование может производиться при температуре воздуха до минус 40°С. На практике зимнее бетонирование освоено до температуры минус 15-20°С.
Для набора бетоном необходимой прочности выполняют специальные мероприятия по подготовке и производству бетонных работ в зимнее время.
Для зимнего бетонирования применяют специальные бетоны с химическими противоморозными и пластифицирующими добавками.
При выполнении работ прогревают свежеуложенный бетон различными способами с применением водяного пара, нагретой воды или электроэнергии.
Свежеуложенный бетон предохраняют от потерь теплоты (метод термоса), укрывая различными утеплителями (матами, покрывалами, полотнищами).
Особые мероприятия, в частности по утеплению рабочих органов и бетоноводов, осуществляют при подготовке машин и технологического оборудования к зимнему бетонированию.
Основное требование при выполнении зимнего бетонирования заключается в создании благоприятных условий для приобретения бетоном в короткий срок необходимой проектной прочности.
Массивные монолитные конструкции (фундаментные плиты и блоки) с модулем поверхности охлаждения М п от 2 до 4 бетонируют способом термоса с применением быстротвердеющих цементов, ускорителей твердения и противоморозных и пластифицирующих добавок.
Конструкции (колонны, блоки, стены) с модулем поверхности охлаждения 4-6 бетонируют способом термоса с применением предварительного подогрева бетонной смеси, нагревательных проводов и греющей опалубки.
Относительно тонкостенные конструкции (перегородки, перекрытия, стены) с модулем поверхности охлаждения 6-12 бетонируют упомянутыми выше способами с применением нагревательных проводов, термоактивных гибких покрытий (ТАГП), греющих плоских элементов (ГЭП).
В данном документе рассматривается способ зимнего бетонирования с применением нагревательных проводов. Этот способ имеет ряд преимуществ по сравнению с нагревом водяным паром, горячей водой, инфракрасным облучением. Эффективность способа повышается в сочетании с другими упомянутыми выше мероприятиями и приемами зимнего бетонирования: использованием высококлассного бетона с химическими добавками, утеплителей, подготовкой машин и технологического оборудования.
Применение нагревательных проводов позволяет возводить здания и сооружения, не отличающиеся по своей прочности от возводимых в летний период.
Настоящий документ содержит методические рекомендации и примеры, которые позволяют подбирать способы работ (режимы, приемы) и материалы для зимнего бетонирования для конкретного объекта строительства, с учетом местных условий и особенностей строительной организации. Выбор способа работ и материалов производится на стадии разработки проекта производства работ (технологических карт), согласовывается с заказчиком и утверждается в установленном порядке.
Настоящий документ необходим не только для разработки упомянутой выше технологической документации, но может быть полезен при лицензировании строительной организации (фирмы) на производство данного вида работ, при сертификации системы управления качеством, при аттестации качества зимнего бетонирования,
В основу документа положены научно-исследовательские работы, выполненные в ЦНИИОМТП и в других институтах строительной отрасли, а также обобщение опыта зимнего бетонирования российских строительных организаций.
При разработке документа использованы нормативные и методические документы, основные из которых приведены в разделе 2.
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Документ распространяется на зимнее бетонирование с применением нагревательных проводов монолитных железобетонных строительных конструкций (плит, стен, перекрытий, колонн и т.п.), имеющих модуль поверхности охлаждения 4-10, при строительстве и ремонте жилых, общественных и производственных зданий и сооружений.
Зимнее бетонирование с применением нагревательных проводов производится при температуре окружающего воздуха, как правило, до минус 20°С.
Документ используется для разработки проектов производства работ (технологических карт), при сертификации монолитных железобетонных конструкций и лицензировании организаций, выполняющих зимнее бетонирование.
Применение документа способствует обеспечению проектной прочности монолитных железобетонных конструкций, возводимых в зимних условиях.
2 НОРМАТИВНЫЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции.
СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования.
СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство.
ГОСТ Р 12.4.026-2001. ССБТ. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний.
ГОСТ 12.4.059-89. ССБТ. Строительство. Ограждения защитные инвентарные. Общие технические условия.
ГОСТ 23407-78. Ограждения инвентарные строительных площадок и участков производства строительно-монтажных работ. Технические условия.
ГОСТ Р 52085-2003. Опалубка. Общие технические условия.
Руководство по производству бетонных работ в зимних условиях, районах Дальнего Востока, Сибири и Крайнего Севера/ЦНИИОМТП Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1982.
Рекомендации по электрообогреву монолитного бетона и железобетона нагревательными проводами/ЦНИИОМТП Госстроя СССР. - М., 1989.
3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1 Нагрев бетона осуществляется теплотой, выделяемой электрическими проводами с высоким омическим сопротивлением при подключении их в сеть. Нагревательные провода могут быть заложены непосредственно в массив монолитной железобетонной конструкции для нагрева ее изнутри.
Нагревательные провода укладывают также перед арматурными и опалубочными работами в песчаный слой или в бетонную подготовку для предотвращения замерзания грунтового основания при бетонировании фундаментов.
3.2 Нагревательные провода закладывают так, чтобы не нанести механических повреждений их изоляции и не вызвать тем самым короткого замыкания токонесущей жилы с арматурой, со стальной опалубкой или с другими металлическими деталями, что может произойти в процессах опалубочных и арматурных работ, а также укладки бетонной смеси.
Контактные соединения проводов выполняют плотными, искрение в контактах не допускается.
3.3 Нагревательные провода подключают к сети после полной проектной заливки в опалубку бетонной смеси. Рекомендуется предусматривать подключение к сети проводов, как правило, в ночное время с целью сокращения расходов, допуская перерывы до 7 ч в их электропитании в дневное время. Длительность перерывов зависит от теплоаккумуляторных свойств бетона, массивности конструкции, толщины утеплителя, температуры воздуха и устанавливается опытным путем с помощью строительной лаборатории.
Питание нагревательных проводов осуществляется от электрической сети 220 В (при условии заземления арматуры) или от автономных источников питания, например, дизель-генераторов.
3.4 Режим термообработки бетона определяется, как правило, при следующих ограничениях.
Разность между температурами воздуха и нагретого бетона принимается до 50-60°С и не более 95°С.
Скорость нагревания бетона для конструкций с модулем поверхности охлаждения 4-6 и 7-10 должна быть не более, соответственно, 6 и 10°С/ч.
Время изотермического выдерживания бетона принимается до нескольких суток.
Скорость остывания для конструкций с модулем поверхности охлаждения 4-6 и 7-10 должна быть не более, соответственно, 3 и 5°С/ч.
Разность температуры наружного слоя бетона с коэффициентом армирования около 3 % и воздуха при распалубке для конструкций с модулем поверхности охлаждения 4 и 5 должна быть не более, соответственно, 30 и 40°С.
3.5 Режимы нагревания, изотермической выдержки и остывания бетона поддерживают автоматически путем использования датчиков температуры, встраиваемых в бетон, и автоматического устройства, подключаемого к силовому оборудованию. Автоматизация процесса позволяет оптимизировать режим термообработки бетона и повысить качество бетонирования, способствует, кроме того, экономии электроэнергии до 25 %.
3.6 Опалубка и арматура должны быть очищены от снега и наледи, например, продувкой из шланга горячим воздухом.
Уложенные (намотанные на арматуру) нагревательные провода также следует предохранять от снега и наледи. Из-за таяния снега и наледи в процессе нагрева бетона увеличивается водосодержание, могут возникнуть каверны, свищи, полости в бетоне, что недопустимо.
3.7 Термообработка бетона для конструкций внутри зданий и подземных фундаментов под оборудование без динамических нагрузок производится до тех пор, пока бетон не наберет прочность:
- без противоморозных добавок - не менее 5 МПа;
- с противоморозными добавками - не менее 20 % проектной прочности.
Термообработка бетона без противоморозных добавок для других конструкций зависит от класса бетона и производится до набора бетоном прочности, приведенной в таблице 1.
1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1.1. Сущность способа заключается в нагревании бетона за счет подогрева заполнителей и воды или бетонной смеси на строительной площадке до укладки ее в опалубку и использовании тепла, выделяющегося при твердении цемента, для приобретения бетоном заданной прочности в процессе его медленного остывания в утепленной опалубке.
1.2. Областью наиболее экономичного применения метода «термоса» в соответствии с указаниями СНиП 3.03.01-87 являются массивные монолитные фундаменты, блоки, плиты, стены, колонны, рамные конструкции с разными значениями модуля поверхности (Мп), а также температурных режимов подогрева и выдерживания бетонной смеси (таблица 1).
* Модуль поверхности бетонируемой конструкции определяется отношением суммы площадей охлаждаемых поверхностей конструкций к ее объему и имеет размерность «М -1 ».
1.3. В технологической карте приводятся:
указания по подготовке конструкций к бетонированию; профессиональный и численно-квалификационный состав рабочих; выбор параметров выдерживания бетона; указания по контролю качества и приемке работ; потребность в материально-технических ресурсах; решения по технике безопасности.
1.4. Метод «термоса» включает:
обычный «термос» при укладке бетонной смеси в опалубку с начальной температурой ( t бн ) 10, 20, 30 °С;
предварительный электроразогрев бетонной смеси на строительной площадке до 50 - 70 °С с помощью электродов с питанием от сети переменного тока с напряжением 380 (220, 127) В.
1.5. В настоящей карте приводятся методические примеры определения модуля поверхности, пользования картой, определения прочности бетона и расчета подбора электрической мощности (приложения 1, 2, 3, 4).
Рекомендуемая номенклатура монолитных конструкций, выдерживаемых с применением метода «термоса»
Температура наружного воздуха t нв , °С
Температурные условия укладки бетонной смеси
с температурой укладываемой бетонной смеси t б.н. = 25 - 30 ° C
с температурой укладываемой бетонной смеси t б.н. = 50 ° C
способ выдерживания бетона
способ выдерживания бетона
С добавками - ускорителями твердения
Фундаменты, массивные плиты и стены толщиной 40 - 50 см, балки высотой 70 см
Фундаменты, колонны сечением 50 - 70 см и балки высотой 50 - 70 см, стены и плиты толщиной 25 - 30 см
С добавками - ускорителями твердения
С добавками - ускорителями твердения
Рамные конструкции, колонны сечением 30 - 40 см, плиты и стены толщиной 20 - 25 см, балки высотой 30 - 40 см, покрытие дорог
В сочетании с греющей опалубкой
С добавками - ускорителями твердения и нитритом натрия
В сочетании с греющей опалубкой
2. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ
2.1. Картой предусматривается укладка бетонной смеси на отогретое и подготовленное к бетонированию основание, для чего:
основание очищается от снега и наледи, пятен мазута, нефти, битума и масел, а имеющиеся трещины заполняются цементным раствором;
удаляются поверхностная цементная пленка со всей площади бетонирования, а также, наплывы и раковины, поверхность старого бетонного основания обрабатывается струей сжатого воздуха.
Ранее уложенный бетон и промерзшее основание отогреваются на глубину 300 мм. Мерзлые пучинистые грунты отогреваются до положительной температуры на глубину не менее 500 мм;
отогревание основания и соприкасающихся элементов конструкции выполняется в тепляках (из брезента, фанеры и т.п.) способом электропрогрева с помощью вертикальных или горизонтальных электродов или прогревом жидкостно-топливными нагревателями. Отогрев производится способами, не вызывающими снижения качества бетона;
способ отогрева основания выбирается с учетом имеющегося оборудования, температуры наружного воздуха, типа утепленной опалубки, размеров конструкции, стоимости энергоресурсов и требуемой глубины отогрева.
2.2. Опалубка и арматура перед бетонированием также очищается от снега, наледи, цементной пленки и грязи струей горячего воздуха. Не допускается снимать наледь паром или горячей водой.
2.3. Арматура диаметром более 25 мм, а также арматура из жестких прокатных профилей и крупные закладные детали, при температуре наружного воздуха ниже -10 °С отогреваются до положительной температуры.
2.4. Перед началом бетонирования конструкции проверяются:
наличие исправного оборудования и необходимых механизмов для укладки и уплотнения бетонной смеси с заданной интенсивностью в зимних условиях;
подготовленность опалубки и теплоизоляции, а также мест укладки бетонной смеси и наличие средств защиты уложенного бетона от снега, дождя, ветра;
наличие освещения для работы в вечерние и ночные смены.
2.5. Допустимое время нахождения бетонной смеси в пути от момента выгрузки из бетоносмесителя до начала укладки в конструкцию, устанавливается строительной лабораторией в зависимости от вида цемента, состояния погоды и начальной температуры бетонной смеси. Допустимое время, исходя из условий удобоукладываемости, не должно превышать:
30 мин при температуре смеси t б. c . = 40 °С
45 мин при температуре смеси t б. c . = 20 - 30 °С
120 мин при температуре смеси t б. c . = 5 - 10 °С.
2.6. Оптимальная температура отпускаемой с завода бетонной смеси составляет 30 °С, а с учетом предварительного разогрева бетонной смеси у места укладки 10 °С. Предварительный разогрев бетонной смеси на строительном объекте предусмотрен на специально подготовленной площадке (рис. 1).
2.7. Расчет подбора необходимой электрической мощности для предварительного разогрева бетонной смеси производится с учетом требуемой температуры разогрева, температуры смеси после транспортирования, ее удельного сопротивления, емкости бункеров для разогрева смеси (приложение 3).
2.8. Укладка бетонной смеси послойно производится темпами, не допускающими время перекрытия каждого слоя более 2,5 - 3 ч. Предварительно допустимая продолжительность перекрытия слоев должна назначаться строительной лабораторией. При цементах с началом схватывания не менее 1 ч 30 мин допустимая продолжительность перекрытия слоев бетонной смеси назначается расчетными данными (таблица 7).
2.9. Величина снижения температуры бетонной смеси за время ее укладки и уплотнения приводится в зависимости от толщины, высоты бетонируемой конструкции и длительности укладки и уплотнителя смеси (таблица 6).
2.10. Перепад температуры между открытой поверхностью бетонируемой конструкции и наружным воздухом для предотвращения появления трещин в конструкциях не должен превышать:
20 °С для монолитных конструкций с Мп < 5
30 °С для монолитных конструкций с Мп ³ 5.
В случае невозможности соблюдения указанных условий поверхность конструкции после распалубливания укрывается брезентом, толью, щитами и т.д.
2.11. После укладки бетонной смеси в опалубку открытые поверхности бетона укрываются полиэтиленовой пленкой и теплоизоляцией в виде минераловатных плит для сохранения требуемой температуры.
2.12. Основными параметрами термосного выдерживания монолитных конструкций являются марка цемента, его расход на 1 м 3 бетона, класс бетона и его начальная температура, температура наружного воздуха, модуль поверхности, коэффициент теплопередачи опалубки, продолжительность остывания бетона (таблицы 2 и 3).
2.13. Прочность бетона в конструкции в % от R 28 определяется по результатам измерения температуры твердеющего бетона в соответствии с п. 2.14. Ориентировочно для этого можно пользоваться графиками нарастания прочности (рис. 2, 3). График нарастания прочности бетона при различных температурах подготавливается строительной лабораторией в процессе подбора состава бетона. При определении прочности бетона по кривым нарастания прочности рассчитывается средняя температура бетона для интервала времени, перепад температур в котором не превышает 10 °С. В настоящей карте приводится пример определения прочности бетона по графику нарастания прочности (приложение 3).
2.15. При снятии с бетонируемых конструкций опалубки или теплоизоляции соблюдаются следующие требования:
не допускается распалубливание или снятие теплоизоляции с конструкции, если температура бетона в ее центре продолжает повышаться;
снятие с конструкции опалубки и теплоизоляции разрешается не ранее достижения в контрольной точке требуемой прочности.
опалубка или тепловая изоляция конструкции снимается, когда температура бетона в наружных слоях конструкции достигает +5 °С и не позже, чем слои остынут до 0 °С. Не допускается примерзание опалубки, гидро- и теплоизоляции к бетону;
распалубка и снятие теплозащиты с монолитных массивных конструкций с Мп £ 2 допускается при перепаде температур между центром конструкции и средней температурой наружного воздуха (в ближайшие 10 дней после распалубки) не более 30 °С при оптимальной теплоизоляции и 27° С при теплоизоляции выше оптимальной.
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕРМОСНОГО ВЫДЕРЖИВАНИЯ МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Конечная прочность бетона 40 % от R 28
Расчет электропрогрева бетона по формулам
В продолжении предыдущего поста про зимнее бетонирование.
Есть 2 подхода при прогрева бетона:
1. основываясь на опыте проараба (. мало к чему хорошему это приводит - см. в конце поста);
2. основываясь на разработанную техкарту по электропрогреву бетона, по конкретным формулам.
Тут приведем формулы рачета при прогрева бетона изолированными проводами, остающихся в теле бетона. Такой расчет должен выполняется на каждую конструкцию (с учетом размеров конструкции и типа бетона).
1. Расчет удельной электрической (тепловой) мощности
Удельная электрическая (тепловая) мощность, приходящая на единицу площади обогреваемых конструкций расчитывается по следующей формуле:
Руд=К*(tб-tнв ), где
К - коэффициент теплопередачи. Коэффициент теплопередачи для трех видов опалубки при принятой скорости ветра 5 м/с приведен в таблице ниже;
tб - температура изотермического выдерживания;
tнв - температура наружного воздуха.
Коэффициент теплопередачи опалубки различной конструкции Коэффициент теплопередачи опалубки различной конструкцииИсходя из таблицы, наименьший коэффициент теплопередачи будет при использовании в конструкции опалубки теплоизоляционного материала (в данном случае пенопласта, самый доступный по цене среди остальных утеплителей).
2. Расчет длина одного участка электронагревателей
Длина одного участка нагревающего провода Длина одного участка нагревающего проводаU – рабочее напряжение питания, В;
S – сечение токонесущей жилы, мм²;
Рпог – оптимально погонная нагрузка на провод, Вт/м;
Рt – удельное сопротивление жилы при рабочей температуре, Ом*мм²/м.
3. Определение удельного сопротивления жилы при рабочей температуре
4. Определение электрического сопротивления токонесущей жилы
В свою очередь сопротивление стальной токонесущей жилы различного сечения при рабочей температуре Rt для проводов в зависимости от погонной нагрузки можно определить по таблице ниже.
Сопротивление стальной токонесущей жилы различного сечения Сопротивление стальной токонесущей жилы различного сеченияТеперь подставиви значение из таблицы, в формуле в п. 3 можно найти значение Pt.
А найдя значение Pt, можно по формуле в п. 2 вычислить длину электронагревателя (длину одной нити провода). Т.е. весь имеющийся кабель нарезаем на указанное количество в метрах (обычно длина одной нити колеблется от 27 до 57 метров).
5. Шаг навивки проволочного нагревателя на арматурный каркас
Теперь считаем еще одну важную велечину - шаг навивки проволочного нагревателя на арматурный каркас (т.е. расстояние от провода до провда в сечении).
Расчет шага навивики нагревающего провода Расчет шага навивики нагревающего проводагде Pуд - удельная электрическая мощность, Вт/м2.
Пример навивки провода по каркасу монолитной плиты с шагом 300 мм Пример навивки провода по каркасу монолитной плиты с шагом 300 мм6. Считаем требуемую электрическую мощность нагревателей
Эта велечина нужна, чтобы определить справится ли трансформаторная станция (в нашем случае она была на 80 кВт).
F – площадь обогреваемой конструкции, м2.
В расчетах мы пробывали выбирать различные виды утеплителя и различные провода и сравнили какие параметры в конкретном случае будут наиболее эффективны.
Зависимость шага навивки и длины провода от типа утепления Зависимость шага навивки и длины провода от типа утепленияИз таблицы выше видно, что наиболее экономичным вариантом является применение опалубки из фанеры с дополнительным утеплением пенопластом.
Также посчитали расход проводов для каждого вида фундамента ПМ1, ПМ11, ПМ12 (их было гораздо больше, чем приведено здесь).
Расход провода ПНСВ на каждый из фундаментов Расход провода ПНСВ на каждый из фундаментовВыводы
Теперь возвращаемся к подходу электропрогрева бетона на опыте прораба.
Невозможно все эти параметры посчитать в уме. Главная задача, чтобы бетон не замерз и железобетонная конструкция была надежной.
Какими ошибкам сталкиваются на стройке, если не заказывают технологическую карту на прогрев бетона (железобетона):
1. Выводят нагревающий провод (ПНСВ) за пределы конструкции бетона, в итоге провод перегорает, бетон не нагревается до нужной температуры (из практики нагревался как то только до 20 °C, спасло только то что было тепло в это время - около -10 °C (насколько я помню или еще теплее). Да и то нагрев будет происходить до тех пор, пока не перегорит нагревательный провод.
2. Оголяют изоляцию нагревательного провода, при небрежно намотке и/или провод задевают арматуру в железобетоне. Результат будет как в пункте выше.
3. Длину нити не расчитывают по формуле, а берут просто удобное число, чтобы было удобно мерять и резать (видимо просто выбирая какое число кому больше нравится). В результате либо будет перегрев бетона или недогрев. При перегреве бетона слишком быстро испаряется вода из бетона и хим. процессе не происходят должным образом, а при недогреве вода может просто замерзнуть и также не будет химического взаимодействия между компонентами бетона и конструкция может просто разрушится. Кстати в случае перегрева бетона, не только сам бетон перегревается, но и греющие элементы – изоляция плавится, а значит, короткое замыкание обеспечено.
3. Оголяют изоляцию нагревательного провода, при небрежно намотке и/или провод задевают арматуру в железобетоне.
К чему могут привести указанные ошибки?
1. Либо усиление некачественно забетонированных конструкций, которые представляют угрозу обрушения. Например их можно усилить углеволокном или инъектированием бетона (или их сочетанием).
Читайте также: