Лекции и пособия / 08.03.01_2017_MU_Tehnologicheskie-process.-v-stroi
.pdfПо данным этого приложения находим значение эквивалентных сроков при шлакопортландцементе:
для t = tб.ср = 42° |
m = 0,194; |
||||
для t = tр = 80° |
m = 0,054. |
||||
Следовательно, требуемая длительность озотермического подогрева |
|||||
будет равна: |
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
Z2 216 |
|
|
|
0,054 9час. |
|
0,914 |
|||||
|
|
|
Общая длительность прогрева составит:
Z0 = Z1 + Z2 = 11 + 9 = 20 час.
Коэффициент теплопередачи опалубки для электропрогрева определяем по данным, приведенным ниже.
Формулы для определения теплопередачи ограждений бетона К,
учитывающие установленные опытом особенности теплосопротивления термоизоляции в условиях электродного прогрева:
а) В случае неутеплѐнной опалубки толщиной hоп м:
К |
|
1 |
ккал м2 |
час град. |
|
|
|||
|
10h |
|||
0,05 |
|
|
||
|
|
оп |
|
|
б) Для опалубки, покрытой слоем утеплителя толщиной hум в м
К |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,05 10h |
0,7 |
hум |
|
|
|
|
|||
|
|
|
||
|
оп |
|
ум |
|
|
|
|
|
в) Для случая, когда кроме опалубки имеется наружная деревянная обшивка толщиной hд и промежуточная засыпка hум:
К |
|
1 |
|
|
ккал м2 |
час град. |
|
|
|
|
|||
0,05 10 h |
0,5h |
hум |
|
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
|
оп |
д |
hум |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г) Для случая, когда ограждение состоит только из рыхлого утеплителя,
уложенного по открытой поверхности бетона:
|
|
|
К |
1 |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
0,05 0,8 |
hум |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
ум |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
|
1 |
|
|
3,3ккал |
|
м2 час град. |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
0,05 |
10 0,025 |
|
|
Максимально потребная мощность трансформатора в конце периода разогрева складывается из тепловой энергии, затрачиваемой на повышение температуры бетона соответственно интенсивности еѐ поднятия 600 ∆t
ккал/ м3 ··час и тепловой энергии, идущей на покрытие теплопотерь через ограждение бетона в наружный воздух - К·Мn (tр - tнв)ккал/ м3·час.
Тогда
Р |
|
600 t K M |
n |
t |
p |
t |
нв |
|
|
600 7 3,3 8(80 15) |
7,8квт / м3 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
max |
|
|
864 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
864 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Мощность в начале периода разогрева определяем по аналогичной |
||||||||||||||||||||||||||
формуле. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
600 7 3,3 8(4 15) |
|
5,4квт/ м3. |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
864 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Мощность в период изотермического прогрева будет равна |
||||||||||||||||||||||||||
|
Р |
K M |
n |
t |
p |
t |
нв |
|
|
3,3 8(80 15) |
2,9квт / м3. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
ип |
864 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
864 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Общий расход электроэнергии на 1 м3 прогреваемого бетона |
||||||||||||||||||||||||||
определяется по формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
S 600 t p tбн K M n tб.ср tн.в Z1 |
t p tнв Z2 |
|
1 |
|
864 |
|
|
|
|
600 80 4 3,3 8 42 |
11 80 15 |
9 |
|
|
|
15 |
98квт час / м3. |
|||
864 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Объѐм бетона в одной колонне будет равен:
W1 = 0,5 × 0,5 × 10 = 2,5 м3 ,
а общий объѐм в 12 колоннах
W0 = 2,5 × 12 = 30 м3 . |
|
|
|
|
Общий расход электроэнергии для |
прогрева |
12 |
колонн |
составит |
S0 = 98 × 30 = 2940 квт·час. |
|
|
|
|
Потребная мощность для одной |
колонны |
в |
начале |
разогрева |
5,4 × 2,5 = =13,5 квт; во время изотермического прогрева 2,9 × 2,5 = 7,2 квт.
Общую потребную мощность определяем из графика на рисунке 2. Она равна 71,4 квт.
Рисунок 2 – График для определения требуемой мощности установки для
электропрогрева железобетонных конструкций.
Общая продолжительность электропрогрева равна Z1 + Z2 = 11 + 6 = = 17 час и остывание – 24 часа.
Коэффициент теплопередачи опалубки, утепленной толью во время электропрогрева, согласно данным (см. выше) равен:
|
|
К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2,27. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
0,05 10 0,025 0,7 |
0,01 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,05 |
|
|
|
|
Максимальная требуемая мощность будет равна: |
|
|||||||||||||||
Р |
|
600 t K M |
n |
t |
p |
t |
нв |
|
|
600 7 2,27 8(80 15) |
6,9квт / м3. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
max |
|
864 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
864 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общий расход электроэнергии на 1 м3 прогреваемого бетона составит:
S |
|
600 t p tбн K M n tб.ср tн.в Z1 t p tнв Z2 |
|||
1 |
864 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
600 80 4 2,27 8 42 15 |
11 80 15 6 |
80квт час / м3. |
||
864 |
|
|
|||
|
|
|
|
Целесообразно применение утепление конструкций устанавливается на
основе экономических соображении.
III. В этом случае, если поверхности бетона утеплены (помимо опалубки) или модуль поверхности конструкции меньше 8, то пренебрегать
возрастанием прочности бетона в период остывание бетона не следует.
Аналогично предыдущему определяем значение величины:
Z |
80 4 |
11час; |
t |
|
|
4 80 |
42 ; |
|
|
б.ср |
|
||||||
1 |
7 |
|
|
|
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Z0 = 216 час; |
m = 0,194. |
|
|||||
Продолжительность разогрева, приведена к температуре 15° будет |
||||||||
равна: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
11 |
57час. |
|
|||
|
|
0,194 |
|
|||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжительность остывания конструкции после окончания электропрогрева определяем по формуле проф. Скрамтаева:
Z3·K·Mn(tб.ср – tнв) = с0 (tбн – tбк) + Ц · Э.
Для данного случая поступление тепла вследствие экзотермии цемента по рекомендации НИИОМТП не учитывается.
Определяем значение величин:
К |
|
1,5 |
|
|
|
|
5,5; |
|
||
|
|
|
|
|
||||||
0,05 |
0,025 |
|
0,01 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0,15 |
|
0,05 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Mn = 8; tбн = 80°; |
tб,ср |
|
|
|
80 |
|
27 |
; |
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
1,03 0,181 8 |
|
|||||||||
|
|
0,006 80 |
|
с0 = 600; tбк = + 5°.
Подставляя значения в формулу проф. Скрамтаева, получаем уравнение:
Z3 · 5,5 × 8(27 + 15) = 600(80 – 5),
откуда Z3 = 24час.
Коэффициент эквивалентности приведения к 15°, согласно таблице 3,
при температуре 27° равен m = 0,422.
Приведенная к температуре 15° продолжительность твердения
Z3 24 60час. 0,422
Требуемая продолжительность изотермического прогрева при t = 80°
составляет:
|
Z |
Z |
Z |
Z 216 57 60 99час, |
|
|||
|
2 |
0 |
1 |
3 |
|
|
|
|
или при t = 80° значение (m = 0,054) – Z2 = 99 × 0,054 ≈ 6 час. |
||||||||
Таблица 3 – Коэффициенты эквивалентных сроков выдерживания |
||||||||
бетона по отношению к температуре + 15° |
|
|||||||
|
|
|
|
|
Значение коэффициента |
|
||
Температура стадии |
|
|
для |
|
|
для пуццоланового |
|
для |
прогрева, °С |
портландцемента |
|
портландцемента |
|
шлапортландцемента |
1 |
3,605 |
3,269 |
2,679 |
5 |
2,456 |
2,624 |
2,267 |
10 |
1,506 |
1,618 |
1,539 |
15 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
20 |
0,741 |
0,647 |
0,672 |
25 |
0,537 |
0,443 |
0,473 |
30 |
0,426 |
0,327 |
0,345 |
35 |
0,346 |
0,243 |
0,265 |
40 |
0,290 |
0,191 |
0,208 |
50 |
0,210 |
0,130 |
0,137 |
60 |
0,161 |
0,084 |
0,095 |
70 |
0,130 |
0,065 |
0,071 |
80 |
0,105 |
0,049 |
0,054 |
|
|
|
|
Задание
Решить задачу согласно вариантам, приведенным в таблице 4.
Таблица 4
№ |
|
Заданная |
|
|
Объѐм |
вариан |
Конструкция |
прочность |
Вид цемента |
tнв,°C |
работ |
та |
|
% к R28 |
|
|
|
1 |
Колонны 60×60 |
50 |
Портландцемент |
-20 |
16 шт. |
2 |
Колонны 40×40 |
70 |
То же |
-10 |
24шт. |
3 |
Балки 1,0×0,4 |
50 |
Шлакопортландце |
-25 |
18шт.; |
|
|
|
мент |
|
ℓ=8м |
4 |
Балки 1,2×0,5 |
70 |
То же |
-18 |
40шт.; |
|
|
|
|
|
ℓ=6м |
5 |
Стенка толщиною |
50 |
Портландцемент |
-20 |
h=6м; |
|
0,5 м |
|
|
|
ℓ=50м |
6 |
Стенка толщиною |
60 |
То же |
-25 |
h=5м; |
|
0,60 м |
|
|
|
ℓ=40м |
Вопросы к практическому занятию
1.Какие условия при производстве бетонных работ считаются зимними?
2.Что такое критическая прочность бетона?
3.Какие физико-химические процессы происходят в свежее уложенной бетонной смеси?
4.Что происходит при замораживании бетонной смеси?
5.Назовите и охарактеризуйте способы зимнего бетонирования?
6. В чем суть расчетов способов зимнего бетонирования?
Рекомендуемый список литературы: [1,3,4,6,8,9,14]
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 7
Тема: предохранение грунта от промерзания
Цель: ознакомление и приобретение знаний по мерам предохранения грунта
от промерзания.
Знания и умения, приобретаемые студентом в результате освоения
темы: знать меры по предохранению грунта от промерзания.
Формируемые компетенции:
Индекс |
Формулировка: |
ПК-5 |
знанием требований охраны труда, безопасности жизнедеятельности и защиты |
|
окружающей среды при выполнении строительно-монтажных, ремонтных |
|
работ и работ по реконструкции строительных объектов |
Актуальность темы: выбор наиболее эффективных мер по предохранению грунта от промерзания.
Теоретическая часть
В районах сезонного промерзания грунтов производство земляных работ в зимний период допускается, если это обеспечивает своевременное выполнение общестроительных работ, равномерное использование материально-технических и трудовых ресурсов.
Грунты, подлежащие разработке в зимнее время, целесообразно заблаговременно предохранять от промерзания (с целью уменьшения глубины и скорости промерзания).
Меры по предохранению грунта от промерзания должны быть приняты до наступления заморозков, но после окончания осенних дождей. Для предохранения грунта от промерзания применяют поверхностное рыхление грунтов; теплоизоляцию – утепление теплоизоляционными материалами;
химическую обработку грунта.
Пример
В целях предохранения грунта от промерзания на месте выкопки котлована предварительно распахана земля на глубину h1 25 см и затем покрыта слоем опилок. Грунт глинистый.
Определить, на какую толщину следует насыпать слой опилок с тем,
чтобы к началу земляных работ грунт не подвергся промерзанию. По проекту организации строительства производство земляных работ на данном объекте намечено начинать 3 января. В районе строительства начало периода отрицательных температур – 4 ноября. Среднемесячные температуры в ноябре – -2,1ºС; в декабре – -8ºС.
Средняя толщина снегового покрова h сн 0 (снеговой покров не учитывается).
Решение
Наибольшая глубина промерзания грунта (в см) к какому-нибудь сроку от начала зимы ориентировочно определяется по эмпирической формуле
H пр 60(4P P 2 )K1,
где P 1000t z ;
где t z – градусо-дни в течение периода, за который определяется глубина промерзания;
K1 – коэффициент эквивалентности глубины промерзания по отношению к глинистому грунту.
Для условия задачи по местным условиям количество градусо-дней t z
составит:
вноябре 2,1x28=59 градусо-дней,
вдекабре 8,0x31=248 градусо-день,
вянваре 8,0x2=16 градусо-день.
Следовательно t z 323 градусо-дней.
Коэффициент P будет в этом случае равен:
P |
|
t z |
|
|
|
323 |
|
0,323. |
1000 |
1000 |
Значение K1 для глинистого грунта, по данным таблицы 2, принимаем
1.
Тогда глубина промерзания неутепленного грунта будет равна
|
|
H |
пр |
0,6(4 0,323 0,3232 ) 1 0,71 м. |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Слой распаханной и забороненной земли толщиною 25 см |
||||||||||||||||||
эквивалентен слою глинистого грунта толщиною |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
0,31 м. |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
0,80 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Таким образом, глубина промерзания грунта при его распашке будет |
||||||||||||||||||
равна 0,71-0,31+0,25=0,65 см. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Искомая толщина слоя опилок h 2 определится из уравнения: |
|
|||||||||||||||||
|
|
h 2 K ут 0,65 м; по табл.1 |
K ут 1,9 , |
|
|
|||||||||||||
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h 2 |
0,65 |
0,34 м. |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
1,9 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Таблица 1 – Значения эквивалентной толщины различных утеплителей |
||||||||||||||||||
по отношению к грунту – K ут |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Характер |
Лист |
Струж- |
|
Опил- |
|
|
Котельный |
|
Снег |
|
Снег |
Торф |
||||||
грунта |
-ва |
|
ка |
|
|
ки |
|
|
|
|
шлак |
|
слежав- |
|
рыхлый |
мелкий |
||
|
опав |
древес- |
|
древес |
|
сухой |
влаж- |
|
шийся |
|
|
|
||||||
|
-шая |
|
ная |
|
-ные |
|
|
|
|
|
ный |
|
|
|
|
|
||
Песчаный |
3,3 |
|
3,2 |
|
2,8, |
|
2 |
|
|
1,6 |
|
2,3 |
|
3,0 |
2,8 |
|||
Супесчаный |
3,1 |
|
3,1 |
|
2,7 |
|
|
1,9 |
|
1,5 |
|
2,0 |
|
2,8 |
2,7 |
|||
Суглинистый |
2,7 |
|
2,6 |
|
2,8 |
|
|
1,6 |
|
1,3 |
|
1,8 |
|
2,4 |
2,3 |
|||
Глинистый |
2,2 |
|
2,1 |
|
1,9 |
|
|
1,3 |
|
1,1 |
|
1,5 |
|
2,0 |
1,9 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|