книги / Технология строительных процессов классических и специальных методов строительства
..pdf5.3.Расчет производительности автобетононасоса
впроцессе бетонирования фундаментов
Эксплуатационная среднечасовая производительность автобетононасоса
Эксплуатационная среднечасовая производительность автобетононасоса (для бетонирования фундаментов или прочих конструкций)
Псм.э, м³/ч:
Псм.э = Пт · Кт · Кпр,
где Пт – техническая производительность автобетононасоса (паспортная характеристика), Пт = 60 м³/ч; Кт – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной, Кт = 0,4; Кпр – коэффициент, учитывающий простои, Кпр = 0,7.
Пример. Эксплуатационная среднечасовая производительность
Пэ = 60 · 0,4 · 0,7 = 17 м³/ч.
Коэффициенты Кт и Кпр приняты из Инструкции по определению экономической эффективности новых строительных, дорожных, мелиоративных машин; противопожарного оборудования; лифтов; изобретений и рационализаторских предложений, ч. II, 1978 г.
Расчет продолжительности и нормы времени укладки 1 м³ бетонной смеси
Время бетонирования 1 м³ монолита
t = V/ Пч = 1:17 = 0,06 ч,
где Пч – часовая производительность бетононасоса, м³/ч; V – объем бетона, V = 1 м³.
Норма времени для звена бетонщиков (Nб = 3 чел., один бетонщик 3-го разряда, два бетонщика 2-го разряда) на укладку 1 м³ бетонной смеси
Нвр.б = t · Nб = 0,06 · 3 = 0,18 чел.-ч.
61
Норма времени для машиниста (один человек без помощника) на укладку 1 м³ бетонной смеси
Нвр.м = t · Nм = 0,06 · 1 = 0,06 чел.-ч,
где Nм – машинист (в расчет принимается 1 человек, если не предполагается помощник машиниста).
Расчет общей нормы времени (единичной трудоемкости – трудозатрат на выполнение единицы продукции)
Норма времени на очистку бетоновода автобетононасоса. Согласно ЕНиР, § Е4-1-48, табл. 6 на очистку 100 м бетоновода сжатым воздухом норма времени составляет 1,89 чел.-ч.
Норма времени наочистку принятой длины бетоновода (L = 20)
Нвр.о = Нвр.б · L = 1,89 · 0,2 = 0,378 чел.-ч.
Очистка бетоновода проводится один раз в смену. За это время будет уложено
Vб = Пч · с = 17 · 8,2 = 139,4 м³,
где с – продолжительность рабочей смены, с = 8,2 ч (также принима-
ется с = 8,0 ч).
Приведенная норма времени на очистку бетоновода на измеритель (1 м³ бетона) составит
0,378 : 139,4 = 0,002 7 чел.-ч.
Общая норма времени на прием, подачу, укладку бетонной смеси и очистку бетоновода составит:
–для рабочих – 0,18 чел.-ч,
–для машиниста и оператора (2 чел.): (0,06 + 0,002 7) · 2 =
=0,125 чел.-ч.
5.4.Схемы производства работ при устройстве
монолитных фундаментов стаканного типа под колонны одноэтажного промышленного здания
Схемы производства работ при устройстве монолитных фундаментов стаканного типа под колонны одноэтажного промышленного здания приведенына рис. 5.1–5.3, выполненыС.Н. Пунгиным, гр. ПГС-09-1.
62
Рис. 5.1. Схема производства работ по захваткам: на захватке № 1 выполняется монтаж арматурных сеток и каркасов, а также сборка щитов опалубки; на захватке № 2 – укладка бетонной смеси в опалубку
Схема производства работ должна отображать следующую информацию:
–основные оси здания, размеры в осях, размеры выемок по верху и по низу, ширина массива грунта между траншеями;
–ввод крана, используемого на подаче к месту установки арматурных сеток и армокаркасов, щитов опалубки, бадьи с бетонной смесью; его траектория движения, радиусы действия;
–размещение отвалов грунта, предназначенного на обратную засыпку, размеры отвала в основании, его привязка к бровке выемки;
–размещение обноски (деревянной или инвентерной металлической), привязка обноски к верхней бровке выемки;
63
Рис. 5.2. Занятость крана при производстве монолитных фундаментов стаканного типа:
а– при установке арматурного каркаса;
б– при сборке щитов опалубки
64
Рис. 5.3. Схема производства работ при бетонировании монолитного фундамента
–траектория движения автотранспорта при доставке материалов
иарматурных изделий;
–размеры и уклон въездной траншеи, ее привязка к осям здания.
5.5. Определение показателя модуля поверхности бетонируемых конструкций
Модуль поверхности Мп, м–1, железобетонных монолитных конструкций определяется по формуле
Мп = FБПК/Vк,
где FБПК – суммарная боковая поверхность бетонируемой конструкции, м²; Vк – объем монолитной конструкции, м³.
Для длинномерных конструкций малого сечения модуль поверхности определяется по формуле
Мп = Рсеч/Fсеч,
где Рсеч – периметр сечения монолитной конструкции, м; Fсеч – площадь поперечного сечения монолитной конструкции, м³.
65
Модуль поверхности конструкции является косвенным показателем, определяющим выбор метода выдерживания монолита в холодное время года:
–6 < Мп – массивные конструкции, бетон выдерживают методом «термоса»;
–6 < Мп < 9 – конструкции средней массивности, целесообразны
методы обогрева и прогрева монолита;
– Мп > 9 – ажурные конструкции, целесообразныметодыпрогрева.
5.6. Расчет продолжительности охлаждения бетона, выдерживаемого методом «обычного термоса»
Термосные методы выдерживания применяются преимущественно при модуле поверхности конструкции меньше 6 м–1.
При применении метода «термоса» невозможно активно регулировать процесс остывания выдерживаемой конструкции, поэтому возникает необходимость рассчитать продолжительность остывания бетона, при которой он успеет набрать необходимую (критическую) прочность.
Расчет продолжительности остывания бетона, от начальной температуры бетонной смеси до конечной, осуществляется по формуле Б.Г. Скрамтаева (для конструкций с модулем поверхности
3–12 м–1):
C tб.н tб.к ЦЭR ,
86,4KMп tб.ср tн.в
где γ – объемная масса тяжелого бетона, γ = 2400 кг/м3; C – удельная теплоемкость бетона, кДж/(кг·ºC), С = 1,047 кДж/(кг·ºC) для бетона на гранитном заполнителе и 0,963 – на известняковом; tб.н – начальная температура бетонной смеси, ºC; tб.к – конечная (расчетная) температура, до которой определяется время остывания бетона, ºC; – коэффициент интенсивности тепловыделения (табл. 5.1); Ц – расход цемента на 1 м3 бетона, кг; Э – тепловыделение 1 кг цемента за 28 сут твердения при температуре 20 ºC, кДж (табл. 5.3); R – прочность, набираемая бетоном
66
за время τ, % от марочной прочности, должна быть не менее критической прочности, при необходимости принимает и более высокие значения; K – коэффициент теплопередачи опалубки или укрытия неопалубленных поверхностей, Вт/м2·ºC (табл. 5.5); Mп – модуль поверхности; tб.ср – средняятемпературабетона.
Средняя температура бетона определяется по формуле
tб.ср tб.к |
|
|
tб.н tб.к |
, |
|
1,03 |
0,181Mп 0,006(tб.н tб.к ) |
||||
|
|
||||
где tн.в – средняя температура наружного воздуха за время τ, ºC. Блок данных, необходимых для расчета продолжительности ох-
лаждения бетона, выдерживаемого методом «обычного термоса», приведен в табл. 5.1–5.5.
Таблица 5 . 1 Коэффициент интенсивности тепловыделения α
tб.н – tб.к |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
α |
0,010 |
0,011 |
0,012 |
0,013 |
0,014 |
0,015 |
0,016 |
0,017 |
0,018 |
0,019 |
Таблица 5 . 2
Расход цемента
Марка |
Марка |
Вид |
Расход |
Запол- |
tб.н, |
tб.к, |
tн.в, |
Ско- |
Тип |
Mп, |
|
рость |
|||||||||||
бетона |
цемен- |
цемен- |
цемента, |
нитель |
ºC |
ºC |
ºC |
ветра, |
опа- |
м |
–1 |
та |
та |
кг/м3 |
бетона |
лубки |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
м/с |
|
|
|
M200 |
M300 |
ШПЦ |
350 |
Гранитный |
14 |
–15 |
–25 |
1 |
I |
6 |
|
|
|
ШПЦ |
|
щебень |
|
|
|
|
|
|
|
M300 |
M400 |
380 |
Известняк |
12 |
–14 |
–22 |
6 |
I |
7 |
||
M400 |
M500 |
ПЦ |
410 |
Гранитный |
10 |
–13 |
–20 |
14 |
III |
8 |
|
|
|
ПЦ |
|
щебень |
|
|
|
|
|
|
|
M500 |
M600 |
440 |
Известняк |
8 |
–12 |
–18 |
1 |
IV |
9 |
||
M200 |
M300 |
ШПЦ |
360 |
Гранитный |
8 |
–12 |
–18 |
6 |
V |
10 |
|
|
|
ШПЦ |
|
щебень |
|
|
|
|
|
|
|
M300 |
M400 |
390 |
Известняк |
10 |
–13 |
–18 |
14 |
VI |
11 |
||
M400 |
M500 |
ПЦ |
420 |
Гранитный |
12 |
–14 |
–18 |
1 |
VIII |
12 |
|
|
|
ПЦ |
|
щебень |
|
|
|
|
|
|
|
M500 |
M600 |
450 |
Известняк |
14 |
–15 |
–18 |
6 |
IX |
6 |
||
67
Критическая прочность для бетонов марок ниже М200 должна быть не менее 50 % проектной и не ниже 5 МПа; для бетонов марок М200– М300 не ниже 40 %; для бетонов марок М400–М500 не ниже 30 %. Для предварительно напряженных конструкций прочность бетона к моменту замораживания должна быть не ниже 70 % 28-суточной (проектной) прочности.
Таблица 5 . 3
Тепловыделение цемента различных видов и марок в зависимости от температуры твердения и времени
Вид и марка |
Температура, °С |
Тепловыделение Э, ккал/кг, в возрасте, сут |
||||||||
цемента |
0,25 |
0,5 |
1 |
2 |
3 |
7 |
14 |
28 |
||
|
||||||||||
|
5 |
– |
– |
6 |
14 |
21 |
40 |
49 |
56 |
|
Портландцемент |
10 |
2 |
5 |
10 |
20 |
30 |
47 |
55 |
65 |
|
20 |
7 |
10 |
18 |
30 |
40 |
55 |
60 |
70 |
||
300 |
||||||||||
40 |
12 |
20 |
35 |
48 |
55 |
60 |
70 |
– |
||
|
||||||||||
|
60 |
20 |
35 |
46 |
58 |
63 |
70 |
– |
– |
|
|
5 |
– |
– |
7 |
15 |
20 |
40 |
50 |
60 |
|
Портландцемент |
10 |
3 |
6 |
12 |
25 |
33 |
50 |
60 |
70 |
|
20 |
11 |
16 |
25 |
40 |
50 |
65 |
75 |
80 |
||
400 |
||||||||||
40 |
13 |
30 |
45 |
55 |
65 |
75 |
80 |
– |
||
|
||||||||||
|
60 |
25 |
40 |
55 |
65 |
75 |
80 |
– |
– |
|
|
5 |
3 |
5 |
10 |
20 |
30 |
45 |
55 |
60 |
|
Портландцемент |
10 |
5 |
10 |
15 |
25 |
38 |
60 |
68 |
75 |
|
20 |
12 |
20 |
30 |
45 |
60 |
70 |
80 |
90 |
||
500 |
||||||||||
40 |
25 |
40 |
50 |
64 |
70 |
85 |
90 |
– |
||
|
||||||||||
|
60 |
45 |
55 |
65 |
75 |
83 |
90 |
– |
– |
|
Портландцемент |
5 |
4 |
8 |
13 |
22 |
35 |
50 |
60 |
75 |
|
10 |
8 |
12 |
18 |
30 |
40 |
65 |
80 |
90 |
||
быстротвер- |
20 |
15 |
25 |
35 |
50 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
деющий 600 |
40 |
28 |
45 |
55 |
70 |
80 |
90 |
100 |
– |
|
|
60 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
– |
– |
|
Шлакопорт- |
5 |
– |
3 |
5 |
10 |
17 |
30 |
40 |
45 |
|
ландцемент |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и пуццолановый |
10 |
– |
5 |
8 |
15 |
23 |
39 |
50 |
55 |
|
портландцемент |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
68
Таблица 5 . 4
Тепловыделение цементов, кДж/кг, различных видов
и марок за 28 сут (марочная прочность) твердения при 20 ºC
|
Марка портландцемента |
|
Марка шлакопортландцемента |
|
400 |
500 |
600 |
300 |
400 |
335 |
337 |
419 |
272 |
311 |
Таблица 5 . 5 Коэффициент теплопередачи опалубки различной конструкции
Тип опалубки
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
Материал |
Толщина слоя, мм |
|
K, Вт/м2·ºC |
|
|
при скорости ветра, м/с |
|
||||
Доска |
|
0 |
5 |
|
15 |
25 |
2,44 |
5,20 |
|
5,98 |
|
Доска |
40 |
2,03 |
3,60 |
|
3,94 |
Доска |
25 |
1,80 |
3,00 |
|
3,25 |
Рубероид |
– |
|
|||
Доска |
25 |
|
|
|
|
Доска |
25 |
0,67 |
0,80 |
|
0,82 |
Пенопласт |
30 |
|
|||
Фанера |
4 |
|
|
|
|
Доска |
25 |
|
|
|
|
Рубероид |
– |
0,87 |
1,07 |
|
1,10 |
Вата |
50 |
|
|||
минеральная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фанера |
4 |
|
|
|
|
Металл |
3 |
|
|
|
|
Вата |
50 |
1,02 |
1,27 |
|
1,33 |
минеральная |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Фанера |
4 |
|
|
|
|
Фанера |
10 |
2,44 |
5,10 |
|
5,80 |
Асбест |
4 |
|
|||
Фанера |
10 |
|
|
|
|
Рубероид |
– |
0,74 |
0,89 |
|
0,90 |
Опилки |
100 |
|
|||
|
|
|
|
||
Рубероид |
– |
1,27 |
1,77 |
|
1,87 |
Шлак |
150 |
|
|||
|
|
|
|
||
Примеры расчета продолжительности охлаждения монолитного фундамента выполнены студентами гр. ПГС-06-1м.
69
Задача 1. Определить требуемую продолжительность охлаждения монолитного фундамента под теплоизоляцией из бетона марки M300, приготовленного на гранитном щебне и шлакопортландцемента марки M400 с расходом 340 кг/м3. Средняя температура воздуха в текущей декаде –20 ºC, скорость ветра 5 м/с. В качестве противоморозной добавки выбран хлорид кальция (CaCl2). Конструкцию с модулем поверхности Mп = 7 м–1 намечается возводить в опалубке VI типа (табл. 6.4). Температура укладываемой в опалубку бетонной смеси +8 ºC, конечная температураостываниябетона–15 ºC.
Решение:
Критическая прочность для бетона марки M300 составляет 40 %. Средняя температура бетона в процессе охлаждения
tб.ср 15 |
|
|
8 15 |
|
= – 6 ºC. |
|
1,03 |
0,181 7 0,006(8 |
15) |
||||
|
|
|||||
Продолжительность охлаждения бетона
2400 1,047(8 15) 0,014 340 311 40 = 10,9 сут. 86,4 1,27 7( 6 20)
Задача 2. Определить продолжительность охлаждения монолитного фундамента из бетона марки M400, приготовленного на гранитном щебне и портландцементе марки M500 с расходом 400 кг/м3, если средняя температура воздуха в текущей декаде по данным месячного прогноза ожидается –18 ºC, а скорость ветра 6 м/с. В качестве противоморозной добавки выбран нитрат натрия (NaNO3). Конструкцию с модулем поверхности Mп = 8 м–1 намечается возводить в опалубке VIII типа (см. табл. 5.5), а температура уплотненной бетонной смеси около 10 ºC. Конечнаятемператураостывания бетона –15 ºC.
Решение:
Критическая прочность для бетона марки M400 составляет 35 %. Найдем среднюю температуру бетона в процессе охлаждения:
tб.ср 15 |
|
|
10 15 |
|
= – 6 ºC. |
|
1,03 |
0,181 8 0,006(10 |
15) |
||||
|
|
|||||
70