При термосном методе определения тепловыделения бетона

Обновлено: 17.05.2024

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие рекомендации распространяются на производство бетонных и железобетонных работ в зимнее время с применением термоса и ускоренного термоса при строительстве на территории Москвы и Московской области.

а) для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой:

для бетонов классов: В15 (М200) и ниже - 50 %

В22,5 - В25 (М300 - М350) - 40 %;

В30 (М400) и выше - 30 %;

б) для конструкций с предварительно напрягаемой арматурой - 80 %.

* Критической называется прочность бетона, в % от марочной, после достижения которой бетон может быть заморожен без снижения прочности и других показателей в процессе последующего твердения после оттаивания.

Разработаны НИИМосстроем

Управлением развития Генплана

Первый заместитель руководителя Комплекса перспективного развития города

___________ Е.П. Заикин

«25» декабря 1998 г.

Дата введения в действие

«1» января 1999 г.

1.3. Для достижения бетоном прочности, требуемой проектом при твердении в зимних условиях без искусственного обогрева, технологически наиболее простым и экономичным является метод термоса, основанный на принципе использования тепла, введенного в бетон путем прогрева материалов или бетонной смеси до укладки ее в опалубку, и экзотермического тепла, выделяемого цементом в процессе твердения бетона.

Общий запас тепла должен соответствовать его потерям при остывании конструкции (при соответствующем утеплении) до набора бетоном заделанной прочности (критической или распалубочной).

1.5. С целью сокращения сроков твердения бетона ускоренный термос может применяться в сочетании с методами электрообогрева или электропрогрева бетона.

1.6. Ускоренный термос, как и обычный термос, применяют при производстве бетонных и железобетонных работ в зимних условиях при среднесуточной температуре наружного воздуха +5 °С и минимальной ниже 0 °С.

Наиболее экономичные методы выдерживания бетона монолитных конструкций при зимнем бетонировании приведены в табл. 1.

Противоморозные добавки при бетонировании ускоренным термосом следует, как правило, применять в комплексе с пластифицирующими.

для бетонов классов: В15 (М200) и ниже - 30 %;

В22,5 - В25 (М300 - М350) - 25 %;

В30 (М400) и выше - 20 %.

Выбор наиболее экономичного метода выдерживания бетона при зимнем бетонировании монолитных конструкций

Минимальная температура воздуха, ° С, до

Массивные бетонные и железобетонные фундаменты, блоки и плиты с М_п* £ 3

Фундаменты под конструкции зданий и оборудование, массивные стены и т.п. с М_п = 3 - 6

термос, ускоренный термос

Колонны, балки, прогоны, элементы рамных конструкций, свайные ростверки, стены, перекрытия с М_п = 6 - 10

ускоренный термос, ускоренный термос с электропрогревом или электрообогревом

* М_п - отношение суммы площадей охлаждаемых поверхностей конструкций в м 2 к ее объему в м 3 . (м -1 ).

Несущая опалубка может быть снята при прочности бетона не менее указанной в табл. 2.

Требуемая прочность бетона при распалубке

Фактическая нагрузка, % от нормативной

прочность бетона, % от проектной

1. Конструкции с напрягаемой арматурой

2. Колонны, несущие конструкции (балки, ригели, плиты) пролетом 6 м и более

3. Несущие конструкции пролетом до 6 м, плиты пролетом до 3 м

Примечания: 1. Загружение распалубленной конструкции полной расчетной нагрузкой допускается после приобретения бетоном проектной прочности.

2. Боковая несущая опалубка может сниматься после достижения бетоном прочности не менее критической, но не ранее момента, определяемого в соответствии с требованиями, изложенными в п. 1.12.

Рис. 1. Время и условия выдерживания бетона марки 200 - 300 на портландцементе марки 400 до снятия ненесущей (боковой) (а) и несущей (б) опалубки:

П_оу - продолжительность выдерживания в опалубке с утеплителем;

П_о - в опалубке без утеплителя;

П’_оу - в опалубке с утеплителем методом термоса.

1.9. Назначение теплоизоляции, условий распалубки конструкций, а также вида и количества вводимой в бетон противоморозной добавки производится исходя из расчетных величин температуры и скорости ветра, приведенных в табл. 3, для зимнего периода в соответствии с требованиями для Москвы главы СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика».

Расчетные величины температуры наружного воздуха и скорость ветра в Москве

Скорость ветра, м/с

1.10. Конструкция опалубки и слой утеплителя должны включать непродуваемые прослойки (толь, пленочные материалы и т.д.). Рекомендуемые конструкции опалубки и коэффициенты теплопередачи опалубок различных конструкций приведены в табл. 16 (приложение 1).

За расчетное сечение на плане конструкции принимается среднее сечение по отношению к наибольшему размеру бетонируемой конструкции.

1.12. При решении вопроса о сроках снятия опалубки или тепловой защиты бетонируемых конструкций необходимо руководствоваться следующим:

а) нельзя допускать распалубку или снятие тепловой изоляции с конструкции, если температура бетона в ее центре продолжает повышаться;

б) снятие опалубки или тепловой защиты конструкции разрешается не ранее достижения бетоном требуемой прочности (см. п.п. 1.2, 1.7, 1.8);

в) опалубка или тепловая изоляция конструкции может быть удалена не ранее момента, когда разность температур между бетоном в контрольной точке и наружным воздухом достигает допустимых пределов: D t = 20 °С для конструкций с М_п = 2 - 5 и D t = 30 °C для конструкций с М_п ³ 5;

г) примерзание опалубки к бетону не допускается. Снятие ее должно быть осуществлено не позднее достижения температуры +5 °С в контрольной точке конструкции.

2. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ И ОСОБЕННОСТИ ПОДБОРА СОСТАВА БЕТОНА

2.2. При изготовлении бетонной смеси с противоморозными добавками не допускается применение глиноземистого и пуццоланового цементов.

2.3. При использовании в качестве противоморозной добавки нитрита натрия содержание в клинкере трехкальциевого алюмината (С₃А) должно быть не более 7 %, а при использовании нитродапа - не более 8 %.

2.4. При предъявлении к бетону с нитродапом требований по морозостойкости марки 100 и более следует применять портландцементы с содержанием С₃А до 6 %, если в проекте нет особых указаний по виду цемента.

2.5. Заполнители для тяжелых и легких бетонов должны удовлетворять требованиям ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические требования» и ГОСТ 9757-90 «Заполнители пористые неорганические для легких бетонов. Классификация».

2.6. Заполнители, предназначенные для приготовления бетонов с добавками нитрита натрия и нитродапа, не должны содержать включений реакционноспособного кремнезема (опал, халцедон и др.), взаимодействие которого с едким натром, образующимся при твердении бетона, может привести к коррозии бетона.

2.7. При приготовлении бетонной смеси на неотогретых заполнителях не допускаются включения в них льда, снега, смерзшихся комьев и наледи.

2.8. Вода для затворения бетонной смеси должна применяться обычная водопроводная, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 23732-79.

2.9. В качестве противоморозных добавок рекомендуется применять:

нитрит натрия кристаллический технический (натрий азотистокислый) по ГОСТ 19906-74*;

неслеживающийся нитрит натрия по ТУ 113-05-100-14-91;

нитрит натрия (в водном растворе) плюс лигносульфонаты технические (ЛСТ) по ОСТ 13-183-83.

Количество противоморозных добавок следует назначать в зависимости от средней температуры наружного воздуха в процентах от массы цемента в пересчете на сухое вещество в соответствии с табл. 4.

Рекомендуемые количества противоморозных добавок

Температура твердения бетона, °С

Количество безводной соли, % от массы цемента в пересчете на сухое вещество

нитрит натрия (в водном растворе), нитрит натрия кристаллический

неслеживающийся нитрит натрия

нитрит натрия (в водном растворе) + ЛСТ

2.10. Области применения бетонов для различных типов конструкций и условия их эксплуатации при применении в качестве противоморозных добавок нитрита натрия или нитродапа приведены в табл. 5.

Области применения бетонов с добавками нитрита натрия и нитродапа (знак «плюс» означает «допускается», знак «минус» - «не допускается»)

Тип конструкции и условия эксплуатации

Предварительно напряженные конструкции и стыки (каналы) сборно-монолитных и сборных конструкций, кроме указанных в п. 6

Железобетонные конструкции с ненапрягаемой рабочей арматурой

Железобетонные конструкции, а также стыки без напрягаемой арматуры сборно-монолитных и сборных конструкций, имеющие выпуски арматуры или закладные детали:

а) без специальной защиты стали;

б) с цинковыми покрытиями по стали;

в) с алюминиевым покрытием по стали;

г) с комбинированными покрытиями (щелочестойкими лакокрасочными или другими щелочестойкими защитными слоями по металлизированному подслою)

Сборно-монолитные конструкции оконтуривающих блоков толщиной 30 см и более с монолитным ядром

Железобетонные конструкции, предназначенные для эксплуатации:

а) в неагрессивных газовых средах;

б) в агрессивных газовых средах;

в) в неагрессивных и агрессивных водных средах кроме указанных в поз. 5 «г»;

г) в агрессивных водных средах при агрессивном воздействии сульфатов или солей и едких щелочей при наличии испаряющих поверхностей;

д) в зоне переменного уровня воды;

е) в водных и газовых средах при относительной влажности более 60 % (при наличии в заполнителе включений реакционноспособного кремнезема);

ж) в зонах действия блуждающих постоянных токов от посторонних источников

Предварительно напряженные конструкции, армированные сталью классов Ат-IV, Ат-V, Ат-VI, A-IV, A-V

Конструкции из бетона на глиноземистом цементе

Железобетонные конструкции для электрифицированного транспорта и промышленных предприятий, потребляющих постоянный электрический ток

Примечания: 1. Возможность применения добавок в случаях, перечисленных в п.п. 1 - 3 настоящей таблицы, должна уточняться в соответствии с требованиями п. 5.

2. Ограничения по применению бетонов с добавками, перечисленные в п. 5 «г», «д» и «е», распространяются и на бетонные конструкции.

3. Конструкции, периодически увлажняющиеся водой, конденсатами или технологическими жидкостями, приравниваются к эксплуатируемым при относительной влажности воздуха более 60 %.

2.11. Ориентировочно минимальный набор прочности бетона с противоморозными добавками, выдержанного при отрицательной температуре, должен быть не ниже приведенного в табл. 6.

При использовании быстротвердеющих портландцементов приведенные величины умножаются на коэффициент 1,2.

2.12. Применение противоморозных добавок в бетонах должно вестись в соответствии с требованиями ВСН 46-96 «Указания по приготовлению и применению в зимних условиях бетонов с добавкой нитрита натрия» и ВСН 3-89 «Инструкция по применению нитродапа (на основе натриевой селитры) в качестве противоморозной добавки в тяжелых бетонах монолитных конструкций».

Нарастание прочности бетона с противоморозными добавками

Температура твердения бетона, °С

Прочность бетона, % от R₂₈ при твердении на морозе через число суток

Нитрит натрия (в водном растворе)

Нитрит натрия кристаллический

2.13. Применение бетона с противоморозными добавками возможно в сочетании с поверхностно-активными веществами (ПАВ) в соответствии с «Руководством по применению химических добавок в бетоне» (Стройиздат, М., 1981 г.)

Расход воды и соответственно цемента в бетонной смеси при введении ПАВ, пластификаторов и ускорителей твердения уменьшается примерно на 10 %.

2.14. Подбор состава бетона, укладываемого в зимних условиях методами термоса и ускоренного термоса, следует производить любым проверенным на практике способом, обеспечивающим получение бетона с заданными свойствами в установленные сроки при минимальном расходе цемента.

Состав бетона уточняется лабораторией путем приготовления его из имеющихся в наличии материалов.

Осадка конуса при укладке в опалубку определяется при рабочей температуре бетонной смеси и должна соответствовать требованиям, приведенным в табл. 7. При производстве работ в зимнее время следует стремиться к уменьшению подвижности смеси, так как это способствует ускорению твердения бетона в начальные сроки.

Осадка конуса бетонной смеси при укладке в опалубку в зависимости от массивности конструкций и насыщения арматурой

Осадка конуса, см

Массивные неармированные или малоармированные (фундаменты, блоки массивов, подпорные стенки) с М_п £ 3

Массивные армированные конструкции (плиты, балки, колонны большого и среднего сечения) с М_п £ 5

Железобетонные конструкции 5 £ М_п £ 12, сильно насыщенные арматурой, конструкции, бетонируемые в скользящей опалубке

Подготовка под фундаменты и полы, основания дорог и аэродромов

2.15. Водоцементное отношение в бетонах, укладываемых в зимнее время, следует снижать до минимально возможного и оно не должно превышать величин, приведенных в табл. 8.

Зависимость между проектной маркой бетона, маркой цемента и водоцементным отношением

Водоцементное отношение при марке цемента

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ОСТЫВАНИЯ, ПРОЧНОСТИ БЕТОНА И ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА КОНСТРУКЦИЙ

3.1. При выдерживании бетонных и железобетонных конструкций по методам термоса или ускоренного термоса температурный режим зависит от:

размеров и формы конструкций;

температуры бетона после его укладки в опалубку;

теплофизических свойств бетона и железобетона (теплоемкости, теплопроводности);

температуры наружного воздуха и скорости ветра.

3.2. Прогнозирование температурного режима бетонных или железобетонных конструкций необходимо для определения:

времени остывания бетона и величины набранной им за это время прочности;

величины термического сопротивления изоляции, требуемой для достижения бетоном заданной прочности в установленные сроки при известных начальных и граничных условиях;

оптимальной величины термического сопротивления изоляции, обеспечивающей наряду с набором требуемой прочности бетоном также и формирование благоприятного термонапряженного состояния конструкции;

характера распределения температуры бетона в конструкции для решения вопроса о назначении сроков ее распалубки.

3.3. Для определения перечисленных параметров разработаны несколько методик расчета, две из которых приведены в приложениях 1, 2.

3.4. В приложении 1 приведен наиболее простой и достаточно надежный для практических целей расчет по методу Б.Г. Скрамтаева с уточнениями С.А. Миронова.

Расчет позволяет определить прогнозируемое время остывания бетона и соответствующую прочность бетона по графикам, а также установить конструкцию опалубки и теплоизоляции.

В основу расчета положена зависимость между начальным теплосодержанием бетонной смеси, уложенной в конструкцию с учетом тепловыделения и теплопотерь в окружающую среду при остывании бетона в стационарном тепловом потоке и потерь тепла на нагрев опалубки и арматуры. Расчетом учитывается также изменение термического сопротивления опалубки в зависимости от скорости ветра.

3.5. В приложении 2 приведен табличный метод расчета температурного режима бетонных и железобетонных изделий, выполненный на ЭВМ по методу В.С. Лукьянова (ВНИПИтеплопроект).

Решение задачи заключается в отыскании по известным начальным условиям (виду и марке бетона, марке и расходу цемента на 1 м 3 бетона, начальной температуре бетона и температуре наружного воздуха и требуемой к моменту распалубки прочности бетона) необходимого термического сопротивления опалубки, конечной температуры бетона и времени окончания выдерживания конструкции.

По величине выбранного термического сопротивления опалубки выполняется выбор конструкции опалубки и расчет толщины слоев теплоизоляции. В тех случаях, когда конструкция опалубки задана, по таблицам может быть подобрана необходимая величина начальной температуры бетона, а также время окончания выдерживания бетона для получения им соответствующей величины прочности.

3.6. При проведении расчетов длительности остывания бетонов термическое сопротивление укрытия поверхностей без опалубки следует принимать равным термическому сопротивлению опалубки и изоляции.

Угловые выступающие части, металлические закладные детали и другие элементы, остывающие быстрее основной части конструкций, необходимо утеплять дополнительно для обеспечения одинаковых условий остывания всей конструкции. Термическое сопротивление тепловой изоляции этих элементов должно быть в два раза выше, чем термическое сопротивление опалубки с изоляцией.

3.7. При разработке проекта производства работ, когда в задании указана марка бетона, но не указан расход цемента, последний может быть принят ориентировочно по «Типовым нормам расхода цемента в бетоне сборных бетонных и железобетонных изделий массового производства» (СН 386-86).

3.8. Расчет выдерживания бетона следует вести до температуры остывания +5 °С.

4. ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ

4.1. Приготовление бетонных смесей с противоморозными добавками может вестись в холодном помещении при соблюдении следующих условий:

запрещается применять смерзшиеся заполнители;

температура составляющих принимается в зависимости от вида и дозировки добавки, условий транспортирования и области применения бетонной смеси;

при использовании подогретых составляющих технология приготовления бетонной смеси не отличается от обычной (водный раствор добавки вводят вместе с водой затворения);

при выполнении работ с холодными материалами предпочтителен следующий порядок приготовления бетонной смеси: сначала в заполнители (щебень, песок) вводят раствор противоморозной добавки рабочей концентрации и после их перемешивания в течение 1,5 - 2 мин. загружают цемент с последующим перемешиванием в течение 4 - 5 мин.

4.2. При приготовлении бетонной смеси для укладки в стыки следует внести поправку на остывание бетонной смеси в зоне контакта конструкций (повысив температуру составляющих бетонной смеси, изменив вид и дозировку добавки).

4.3. В случае коротких сроков схватывания цемента с противоморозной добавкой и небольших объемов бетонной смеси (например, для стыков) целесообразно применять раздельный способ приготовления: сухую смесь из цемента, песка и щебня доставляют на строительную площадку и там готовят путем смешивания с раствором добавки рабочей концентрации (перемешивание в течение 3 - 3,5 мин.).

4.4. Транспортирование бетонных смесей с протиморозными добавками можно осуществлять без утепления, но с обязательной защитой от атмосферных осадков и наледей.

4.5. Температура бетонной смеси в момент ее укладки может быть различной в зависимости от принятой технологии работ, концентрации и вида добавки, однако минимальная температура должна быть не менее чем на 5 градусов выше температуры замерзания водного раствора добавки.

4.6. При приготовлении бетонных смесей без противоморозных добавок и выдерживании бетона по методу термоса бетонная смесь должна готовиться в бетоносмесительных установках, располагающихся в отапливаемом помещении, с использованием подогретых заполнителей и воды, температура которых должна обеспечивать получение бетонной смеси установленной расчетной температуры Наибольшая допустимая температура бетонной смеси и ее составляющих при загрузке и по выходе из бетоносмесителя приведена в табл. 9.

Наибольшая допустимая температура бетонной смеси и ее составляющих при загрузке и по выходе из бетоносмесителя

При термосном методе определения тепловыделения бетона

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Метод определения тепловыделения при твердении

Concretes. Method for determination of exothermic heat in hardening

Дата введения 1982-01-01

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 19 июня 1980 г. N 90 срок введения установлен с 01.01.82

Переиздание. Март 1986 г.

Настоящий стандарт распространяется на цементные бетоны и устанавливает метод определения удельного тепловыделения цемента в бетоне, твердеющем в адиабатических условиях, путем установления величины подъема температуры во времени и последующего проведения необходимых расчетов.

Метод следует применять при возведении массивных сооружений, которые требуют принятия в конкретных условиях специальных мер к регулированию температурных напряжений, возникающих в результате выделения тепла цементом в твердеющем бетоне.

1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ БЕТОННОГО ОБРАЗЦА

1.1. Подбирают бетон реального состава, рассчитывают расход составляющих этого бетона (гравий, щебень, песок, цемент, вода, добавки) в зависимости от объема применяемых форм и приготовляют бетонную смесь.

Составляющие и форму с крышкой взвешивают с погрешностью до 0,1%.

2.1. Для установления величины подъема температуры в твердеющем бетоне применяют адиабатический калориметр, в состав которого входит следующая аппаратура:

адиабатическая камера, которая должна быть изготовлена из материала малой теплопроводности, снабжена устройством для подогрева и охлаждения воздуха в камере, вентиляторами для обеспечения непрерывного его перемешивания и устройством для автоматического поддержания адиабатического режима твердения бетонного образца с допустимым отклонением температуры среды от температуры бетона не более 0,2 °С. Допускается применение адиабатических камер с водной средой с устройством для ее охлаждения, нагрева и интенсивного перемешивания;

формы для изготовления образцов-кубов с ребром длиной 400 мм или образцов-цилиндров диаметром и высотой 400 мм. Для изготовления образцов-кубов из бетонов с заполнителем максимальной крупностью 20 и 40 мм допускается применять формы с ребром длиной 200 и 300 мм, а для изготовления образцов-цилиндров формы диаметром 200 и 300 мм. Высоту цилиндра следует принимать равной его диаметру. Теплоемкость формы не должна превышать 5% теплоемкости бетонного образца. Формы должны быть оснащены крышкой, поддоном-тележкой и кожухом;

самопишущие приборы, регистрирующие температуру бетона и в камере, которые должны обеспечивать измерение температуры до 100 °С с погрешностью не более 0,25%.

2.2. Адиабатический калориметр следует изготавливать по технической документации, утвержденной в установленном порядке.

2.3. Адиабатический калориметр через каждые три месяца и после длительной (более года) остановки следует регулировать с целью обеспечения его работы в адиабатическом режиме в соответствии с обязательным приложением 1.

2.4. Поверка приборов измерения температуры производится в соответствии с требованиями стандартов системы обеспечения единства измерений.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

3.1. Приготовленную бетонную смесь укладывают в форму, в центр образца вводят датчики температуры для регистрирующей и регулирующей аппаратуры и бетонную смесь вибрируют.

Датчики внутри камеры размещают на уровне центра образца. Форму с бетонной смесью закрывают крышкой, зазор между крышкой и формой уплотняют водонепроницаемой замазкой.

Примечание. Допускается в центр образца в процессе укладки и уплотнения бетонной смеси помещать медную или латунную трубку с трансформаторным маслом, в которую затем вводят датчики температуры для регистрирующей и регулирующей аппаратуры.

В калориметрах с водной средой крышка должна быть с резиновой прокладкой и прижиматься к форме болтами.

3.2. Температуру в адиабатической камере доводят до температуры испытуемой бетонной смеси.

3.3. Форму с бетонной смесью закрывают кожухом и помещают в адиабатическую камеру, которую затем плотно закрывают.

3.4. Включают автоматическое регулирующее устройство адиабатической камеры, которое обеспечивает поддержание температуры в камере, равной температуре бетона в процессе его твердения.

3.5. Включают регистрирующий прибор, который производит автоматический замер и запись температуры бетона на ленту самопишущего прибора. Начальная температура бетонной смеси должна быть замерена после ее укладки в форму не позднее 1 ч.

3.6. Замеры следует продолжать до тех пор, пока рост температуры бетона будет превышать 1 °С за 5 сут.

Могут быть установлены другие сроки проведения испытания.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

4.1. Температуру бетона с лент регистрирующих приборов записывают в журнал в соответствии со справочным приложением 2.

Кривую подъема температуры строят в соответствии со справочным приложением 3.

4.2. Удельное тепловыделение цемента в бетоне , кДж/кг (ккал/кг), за данный промежуток времени определяют по формуле

где - теплоемкость бетонной смеси и формы, кДж/К (ккал/°С);

- масса цемента, кг;

- начальная температура бетонной смеси, К (°С);

- температура бетона в конце данного промежутка времени, К (°С);

- теплоемкость бетонной смеси, кДж/К (ккал/°С);

- теплоемкость формы, кДж/К (ккал/°С).

4.3. Теплоемкость бетонной смеси вычисляют по формуле, кДж/К

или по формуле, ккал/°С

где - масса песка, кг;

- масса щебня (гравия), кг;

Приведенная формула расчета теплоемкости может применяться, если удельные теплоемкости составляющих бетонную смесь материалов неизвестны. При наличии этих данных следует применять формулу

где - удельная теплоемкость цемента, кДж/(кг·К) [ккал/(кг·°C)];

- удельная теплоемкость песка, кДж/(кг·К) [ккал/(кг·°C)];

- удельная теплоемкость щебня, кДж/(кг·К) [ккал/(кг·°C)].

4.4. Теплоемкость формы , кДж/К (ккал/°С), вычисляют по формуле

где - удельная теплоемкость материала формы, кДж/(кг·К) [ккал/(кг·°С)];

- масса формы с крышкой, кг.

4.5. Повышение температуры бетона с поправкой на теплоемкость формы вычисляют по формуле

4.6.Расчет удельного тепловыделения цемента в бетоне производят с погрешностью до 0,1 ккал/кг и результаты заносят в журнал (см. приложение 2).

4.7. Удельное тепловыделение цемента в бетоне, твердеющего в адиабатических условиях, определяют как среднее значение результатов испытания не менее трех образцов, изготовленных из бетона одинакового состава и имеющих одинаковую начальную температуру бетонной смеси (±1 °С).

4.8. Полученные данные об удельном тепловыделении цемента в бетоне следует применять при разработке мероприятий по снижению температурных напряжений в возводимых массивных сооружениях.

РЕГУЛИРОВКА АДИАБАТИЧЕСКОГО КАЛОРИМЕТРА

Для регулировки калориметра изготавливают образец из бетона реального состава, в котором цемент заменяют мелкодисперсным инертным материалом, или используют "старый" бетонный образец с законченным экзотермическим процессом.

Затем образец разогревают до температуры 30-40 °С и продолжают испытания в соответствии с требованиями пп.3.2-3.5 настоящего стандарта.

Адиабатический калориметр следует считать отрегулированным, если отклонение температуры образца от начальной не будет отличаться на 0,5 °С в течение 10 сут.

В случае отклонения температуры образца от начальной выше установленного уровня следует провести соответствующее регулирование приборов и испытание калориметра повторить.

При термосном методе определения тепловыделения бетона

Технические рекомендации
по технологии бетонирования безобогревным способом монолитных конструкций
с применением термоса и ускоренного термоса

Дата введения 1999-01-01

ВНЕСЕНЫ Управлением развития Генплана

УТВЕРЖДЕНЫ Первым заместителем руководителя Комплекса перспективного развития города Е.П.Заикиным 25 декабря 1998 года

Рекомендации по технологии бетонирования безобогревным способом монолитных конструкций с применением термоса и ускоренного термоса разработаны лабораторией сборного домостроения НИИМосстроя (к.т.н. Ф.С.Белавин, научные сотрудники З.И.Глухова и И.Р.Младова) при участии Мосстройлицензии (Ю.П.Емельянов).

Метод термоса основан на использовании тепла, вводимого в бетон путем прогрева материалов или бетонной смеси до ее укладки в опалубку, и экзотермического тепла, выделяемого цементом в процессе твердения бетона.

Ускоренный термос - это условное название технологии бетонирования монолитных конструкций без предварительного прогрева исходных материалов или бетонной смеси за счет введения в нее противоморозных добавок, что позволяет: снизить критическую прочность бетона в конструкциях с ненапрягаемой арматурой; сократить время выдерживания конструкций до снятия ненесущей опалубки и утеплителя; бетонировать конструкции при более низких отрицательных температурах наружного воздуха. Ускоренный термос - это технологически простой, удобный и экономически выгодный способ зимнего бетонирования.

Рекомендации разработаны с учетом требований СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции", а также с использованием материалов по методам зимнего бетонирования, опубликованных после 1975 года.

Рекомендации согласованы с Управлением развития Генплана, АОХК "Главмосстрой", НИИЖБом Госстроя РФ, ГП "Мосгосэкспертиза".

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.2. Замораживание бетона в раннем возрасте отрицательно влияет на его свойства после оттаивания при последующем твердении вследствие необратимого разрушающего воздействия мороза на структуру бетона. Поэтому в соответствии с требованиями главы СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции" не допускается замерзание бетона в конструкциях до достижения им критической* прочности, которая должна составлять от проектной:

а) для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой:

для бетонов классов: В 15 (М 200) и ниже - 50%

В 22,5-В 25 (М 300-М 350) - 40%;

В 30 (М 400) и выше - 30%;

б) для конструкций с предварительно напрягаемой арматурой - 80%.

Выбор наиболее экономичного метода выдерживания бетона при зимнем бетонировании монолитных конструкций

ГОСТ 24316-80 Бетоны. Метод определения тепловыделения при твердении

Метод следует применять при во зведении массивных сооружений, которые требуют принятия в конкретных условиях с пециальных мер к регулированию температурных напряжений, возникающих в результате выделения тепла цементом в твердеющем бетоне.

1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ БЕТОННОГО ОБРАЗЦА

1.1 . Подбирают бетон реал ьного состава, рассчитывают расход составляющих этого бетона (гравий, щебень, песок, цемент, вода, добавки) в зависимости от объема применяемых форм и приготовляют бетонную смесь.

Составляющие и форму с крышкой взвешивают с погрешностью до 0,1 %.

( Поправка. ИУС 7-1982).

2. АППАРАТУРА

2.1 . Для установления величины подъема температуры в твердеющем бетоне применяют адиабатический калориметр, в состав которого входит сле дующая аппаратура:

адиабатическая камера, которая должна быть изготовлена из материала малой теплопроводности, снабжена устройством для подогрева и охлаждения воздуха в камере, вентиляторами для обеспечения непрерывного его перемешивания и устройством для автоматического поддержания адиабатического режима твердения бетонного образца с допустимым отклонением температуры среды от температуры бетона не более 0,2 ° С. Допускается применение адиабатических камер с водной средой с устройством для ее охлаждения, нагрева и интенсивного перемешивания;

формы для изготовления образцов-кубов с ребром длиной 400 мм или образцов-цилиндров диаметром и высотой 400 мм. Для изготовления образцов-кубов из бетонов с заполнителем максимальной крупностью 20 и 40 мм допускается применять формы с ребром длиной 200 и 300 мм, а для изготовления образцов-цилиндров формы диаметром 200 и 300 мм. Высоту цилиндра следует принимать равной его диаметру. Теплоемкость формы не должна превышать 5 % теплоемкости бетонного образца. Формы должны быть оснащены крышкой, поддоном-тележкой и кожухом;

самопишущие приборы, регистрирующие температуру бетона и в камере, которые должны обеспечивать измерение температуры до 100 ° С с погрешностью не более 0,25 %.

( Поправка. ИУС 7-1982).

2.2 . Адиабатический калориметр следует изготавливать по технической документации, утвержденной в установленном порядке.

2.3 . Адиабат ический калориметр через каждые три месяца и после длительной (более года) остановки следует регулировать с целью обесп еч ения его работы в адиабатическом режиме в соответств ии с обязательным приложением 1 .

2.4 . Поверка приборов измерения температуры производится в соответствии с требованиями стандартов системы обеспечения единства измерений.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

3.1 . Пр иготовленную бетонную смесь укладывают в форму, в центр образца вводят датчики температуры для регистрирующей и регул ирующей аппаратуры и бетонную смесь вибрируют.

Датч ики внутри камеры размещают на уровне центра образца. Форму с бетонно й смесью закрывают крышкой, зазор между крышкой и формой уплотняют водонепроницаемой замазкой.

Пр имечание . Допускается в центр образца в процессе укладки и уплотнен ия бетонной смеси помещать медную или латунную трубку с трансформаторным маслом, в которую затем вводят датчики температуры для регистрирующе й и регулирующей аппаратуры.

В калориметрах с водной средой крышка должна быть с резиновой прокладкой и прижиматься к форме болтами.

3.2 . Температуру в адиабатической камере доводят до температуры испытуемой бетонной смеси.

3.3 . Форму с бетонной смесью закрывают кожухом и помещают в адиабатическую камеру, которую затем плотно закрывают.

3.4 . Включают автоматическое регулирующее устройство адиабатической камеры, которое обеспечивает поддержание температуры в камере, равной температуре бетона в процессе его твердения.

3.5 . Включают регистрирующий прибор, который производит автоматический замер и запись температуры бетона на ленту самопишущего прибора. Начальная температура бетонной смеси должна быть замерена после ее укладки в форму не позднее 1 ч.

3.6 . Замеры следует продолжать до тех пор, пока рост температуры бетона будет превышать 1 ° С за 5 сут.

Могут быть установлены другие срок и проведен ия испытания.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ

4.1 . Температуру бетона с лент регистрирующих приборов зап исывают в журнал в соответствии со справочным пр иложением 2 .

Кривую подъема температуры строят в соответстви и со справочным приложением 3.

4.2 . Удельное тепловыделение цемента в бетоне q , кДж/кг (ккал/кг), за данный промежуток времени определяют по формуле

где С_общ = С_б.с + С_ф - теплоемкость бетонной смес и и формы, кДж/К (ккал/ ° С);

m _ц - масса цемента, кг;

t ₀ - начальная температура бетонной смеси, К ( ° С );

t - температура бетона в конце данного промежутка времен и, К ( ° С ) ;

С _б.с - теплоемкость бетонной смеси, кДж/К (ккал/ ° С);

С _ф - теплоемкость формы, кДж/К (ккал/ ° С).

( Поправка. ИУС 7-1982).

4.3 . Теплоемкость бетонной смеси С_б.с вычисляют по формуле, кДж/К

или по формуле, ккал/ ° С

где т_п - масса песка, кг;

m _щ - масса щебня (гравия), кг;

Приведенная формула расчета теплоемкост и может пр именяться, если удельные теплоемкости составляющ их бетонную смесь материалов неизвестны. При наличии этих данных следует применять формулу

где С_у.ц - удельная теплоемкость цемента, кДж (кг × К) [ккал/(кг × ° C )];

С _у.п - удельная теплоемкость песка, кДж (кг × К) [ккал/(кг × ° C )];

С _у.щ - удельная теплоемкость щебня, кДж (кг × К) [ккал/(кг × ° C )].

( Поправка. ИУС 7-1982).

4.4 . Теплоемкость формы С_ф, кДж/К (ккал/ ° С), вычисляют по формуле

где С_т.ф - удельная теплоемкость материала формы, кДж (кг × К) [ккал/(кг × ° C )];

m _ф - масса формы с крышкой, кг.

( Поправка. ИУС 7-1982).

4.5 . Повышение температуры бетона с поправкой на тепло емкость формы D t вычисляют по формуле

4.6 . Расчет удельного тепловыделения цемента в бетоне производят с погрешностью до 0,1 ккал/кг и результаты заносят в журнал (см. приложение 2 ).

4.7 . Удельное тепловыделение цемента в бетоне, твердеющего в адиабатических условиях, определяют как среднее значение результатов испытания не менее трех образцов, изготовленных из бетона одинакового состава и имеющих одинаковую начальную температуру бетонной смеси ( ± 1 ° С).

( Поправка. ИУС 7-1982).

4.8 . Полученные данные об удельном тепловыделении цемента в бетоне следует применять при разработке мероприятий по снижению температурных напряжений в возводимых массивных сооружениях.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обяза тельное

РЕГУЛИРОВКА АДИАБАТИЧЕСКОГО КАЛОРИМЕТРА

Для регулировки калориметра изгота вливают образец из бетона реального состава, в котором цемент заменяют мелкодисперсным инертным материалом, или используют «старый» бетонный образец с законченным экзотермическим процессом.

Затем образец разогревают до температуры 30 - 40 ° С и продолжают испытания в соответствии с требованиями пп. 3.2 - 3.5 настоящего стандарта.

Читайте также: