Колонна

Бетонирование (бетон класса В15, расход цемента 350 кг/м³) колонны с размерами А´В´С (500´500´7500 мм) производится в опалубке из досок толщиной 40 мм с применением нагревательного провода ПНСВ 1´1,2 и трансформаторной подстанции КТП 63-ОБ.

Условия бетонирования следующие:

- температура бетонной смеси, уложенной в опалубку, +15°С;

- средняя температура наружного воздуха в течение суток -20°С;

- скорость ветра 5 м/с;

- температура изотермического выдерживания бетона +40°С.

Определение параметров режима термообработки бетона производится в следующей последовательности.

Принимается, что потери теплоты через торцы колонны незначительны (верхний открытый торец утеплен минеральной ватой) и поэтому не учитываются.

Модуль поверхности охлаждения колонны М _п равен

М _п = F / V = 15,0/1,87 = 8,0 м^-1.

Коэффициент теплопередачи доски К при скорости ветра 5 м/с определяем по таблице 4.4 и принимаем К = 3,6 Вт/(м²·°С).

Находим разницу температур нагретого бетона и наружного воздуха ∆T, которая составляет

∆T = 40 - (-20) = 60°С.

Необходимую удельную мощность нагрева провода Р _уд определяем по номограмме (см. рис. 1).

Между прямыми 2 и 4 коэффициента теплопередачи K, Вт/(м²·°С), проводим визуально прямую, равную 3,6 Вт/(м²·°С).

Находим точку пересечения прямой ∆T = 60°С с ординатой М _п = 8,0 м^-1 модуля поверхности колонны. Из этой точки проводим горизонталь до пересечения с упомянутой прямой, равной K = 3,6 Вт/(м²·°С).

Опускаем перпендикуляр из этой точки на прямую расхода цемента Ц = 350 кг/м³.

Проекция полученной точки на ординату удельной мощности нагрева провода указывает Р _уд = 320 Вт/м².

Шаг нагревательных проводов (b) определяем по формуле (2)

b = 1/(Р _уд/ р +1) = 1/(320/33 + 1) = 0,09 = 0,1 м,

где р = 33 Вт/м - удельная нагрузка на провод из рекомендуемого интервала р = 30-35 Вт/м для армированных конструкций.

Длина провода L, необходимого для навивки по схеме рис. 3, г на арматурный каркас с шагом 10 см, составляет

L = 2(А + Б) С / b = 2(0,5 + 0,5)7,5/0,1 = 150 м.

Далее по номограмме (см. рис. 2) подбираем длину нагревателя, близкую к кратной 150 м, и рабочее напряжение.

Между кривыми 1,4 и 1,1 мм диаметра провода d проводим визуально кривую, равную d = 1,2 мм.

Из точки на абсциссе удельной нагрузки р = 33 Вт/м проводим ординату до точки пересечения с кривой, затем из этой точки по горизонтали находим точку пересечения с кривой d = 1,2 мм. Опускаем перпендикуляр из этой точки на кривые рабочего напряжения U, В. Проекции точек пересечения на ординату длины нагревателя позволяют подобрать длину нагревателя l, м. Наиболее близким значением является длина нагревателя 25 м при рабочем напряжении U = 55 В. Таким образом, на поверхностях охлаждения колонны укладывается 6 нагревателей по 25 м каждый.

Удельный расход провода (на 1 м³ бетона) составит 150,0/1,87 ≈ 80,0 м.

Режим термообработки бетона определим с учетом рекомендаций раздела 5.2 и при условии, что прочность бетона составит не менее 70 % R ₂₈. Продолжительность нагрева при скорости нагрева 4,0°С/ч составляет не менее 6 ч, изотермическая выдержка при +40°С по графику (см. рис. 7) - 60 ч и остывания до нуля при скорости остывания 2,0°С/ч - не менее 20 ч.

Аналогичные расчеты были выполнены при температуре воздуха -10 и -15°С.

Основные параметры термообработки бетона в колонне сведены в следующую таблицу 6.

Таблица 6

Стена

Бетонирование (бетон класса В15, расход цемента 350 кг/м³) стены с размерами А´В´С (3000´500´6000 мм) производится в инвентарной стальной опалубке с размерами щита 2000´1000 мм, утепленной минераловатными плитами толщиной 60 мм. Для термообработки бетона предусмотрены нагревательный провод ПНСВ 1´1,4 и трансформаторная подстанция типа КТПТО-80-86 VI

Условия бетонирования следующие:

- температура бетонной смеси, уложенной в опалубку, +5°С;

- средняя температура наружного воздуха в течение суток -15°С;

- скорость ветра 3 м/с;

- температура изотермического выдерживания бетона +45°С.

Определение параметров режима термообработки бетона производится в следующей последовательности.

Принимается, что потери теплоты через верхнюю и нижнюю поверхности стены незначительны (верхняя открытая поверхность надежно укрыта теплоизоляционным материалом) и поэтому не учитываются.

Модуль поверхности охлаждения стены М _п равен

М _п = F / V = 39,0/9,0 = 4,3 м^-1.

Коэффициент теплопередачи К опалубки определим по формуле (1)

K = 1/(1/ α _λ + å δ _i/ λ _i + 1/ α _к) = 1/(1/2,8 + 0,06/0,6 + 1/25) = 2,0 Вт/(м²·°С),

где

α _λ = 2,8 Вт/(м²·°С) - коэффициент передачи теплоты от опалубки излучением;

δ _i = 0,06 м - толщина слоя теплоизоляционного материала;

λ _i = 0,6 Вт/(м²·°С) - коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала;

α _к = 25,0 Вт/(м²·°С) - коэффициент передачи теплоты конвекцией при скорости ветра 3 м/с.

Находим разницу температуры нагретого бетона и наружного воздуха ∆T, которая составляет

∆T = 45 - (-15) = 60°С.

Необходимую удельную мощность нагрева бетона Р _уд определяем по номограмме рис. 1.

Находим точку пересечения прямой ∆T = 60°С с ординатой М _п = 4,3 м^-1 модуля поверхности стены. Из этой точки проводим горизонталь до пересечения с прямой коэффициента теплопередачи, равной K = 2,0 Вт/(м²·°С).

Опускаем перпендикуляр из этой точки на прямую расхода цемента Ц = 350 кг/м³.

Проекция полученной точки на ординату удельной мощности нагрева указывает Р _уд = 250 Вт/м².

Шаг нагревательных проводов b определяем по формуле (2)

b = 1/(Р _уд/ р + 1) = 1/(250/34 + 1) = 0,12 м,

где р = 34 Вт/м - удельная нагрузка на провод d = 1,1-1,4 из рекомендуемого интервала р = 30-35 Вт/м для армированных конструкций.

Длина провода L, необходимая для навивки по схеме рис. 3, в на арматурный каркас с шагом 12 см, составляет

L = 2 А (С + В)/ b = 2·3(6 + 0,5)/0,12 ≈ 324 м.

Далее по номограмме рис. 2 подбираем длину нагревателя, близкую к кратной 324 м, и рабочее напряжение.

Из точки на абсциссе удельной нагрузки р = 34 Вт/м проводим ординату до точки пересечения с кривой, затем из этой точки по горизонтали находим точку пересечения с кривой d = 1,4 мм. Опускаем перпендикуляр из этой точки на кривые рабочего напряжения U, В. Проекции точек пересечения на ординату длины нагревателя позволяют подобрать длину нагревателя. Наиболее близким значением является длина нагревателя 27 м при рабочем напряжении U = 58 В. Таким образом, на поверхностях охлаждения стены укладывается 12 нагревателей по 27 м каждый.

Удельный расход провода (на 1 м³ бетона) составит 324,0/9,0 = 36,0 м.

Режим термообработки бетона определим с учетом рекомендаций раздела 5.2 и при условии, что прочность бетона составит не менее 70 % R ₂₈. Продолжительность нагрева при скорости нагрева 4,0°С/ч составляет не менее 10 ч, изотермическая выдержка при +45°С по графику рис. 7 - 48 ч и остывания до нуля при скорости остывания 2,0°С/ч - не менее 22 ч.

Аналогичные расчеты были выполнены при температуре воздуха -10 и -20°С.

Таблица 7

Основные параметры термообработки бетона в стене сведены в следующую таблицу 7.