 |
Разработка мероприятий по устройству монолитных железобетонных фундаментов при отрицательных температурах.
|
|
|
|
Зимними условиями считается, если среднесуточная температура наружного воздуха ниже +5оС или в течение суток наблюдается ее понижение до 0оС.
В зимних условиях необходимо обеспечить приобретение бетоном до момента его замерзания прочности не ниже критической, после чего замораживание уже не вносит нарушений в структуре бетона и он, оказавшись после оттаивания в нормальных для твердения условиях, набирает проектную прочность. Поэтому критическая прочность бетона к моменту возможного замерзания должна быть указана в проекте производства работ и составляет от проектной прочности при сжатии для классов: C12/15=40% (см. [1],т. 2,п. 1.1)
Расчет термосного выдерживания производится в следующем порядке:
Предварительно подбираются:
- транспортное средство для доставки бетонной смеси на объект;
Таблица 9. Характеристики атобетоносмесителя (см.[16]).
| Способ транспортирования | Марка транспортных средств | Объем перевозимой смеси, м3 |  , град/град∙мин.
|
| Автобетоносмесители 58062 | на шасси КАМАЗ-43253 (4х2) | 2,0 | 0,0019 |
1) Устанавливаем способ выдерживания бетона монолитных конструкций фундамента согласно рекомендациям ТКП 45-5.03-21-2006.
Рисунок …. Схема сечения фундамента.
а) При устройстве монолитной бетонной подготовки определяется модуль поверхности:
, где: Fт - площадь поверхности остывания железобетонной конструкции, м2;
V - объем железобетонной конструкции, м3.
(см. [1],раздел 12, п. 12-11)
При обеспечении грунтового основания в талом состоянии целесообразно применять предварительный разогрев бетонной смеси с последующим режимом твердения по методу термоса.
Открытую поверхность утеплим, например, мягкими минераловатными прошивными матами, с минимальной толщиной 40 мм.
|
|
|
б) При устройстве монолитных фундаментов с модулем поверхности:
, (см. [1],раздел 12, п. 12-11),
(без отогрева основания) целесообразен режим твердения смеси по методу термоса с предварительным разогревом.
2) По [1], т. 2, п. 8, устанавливаем температуру бетона к началу снятия опалубки tб.к., которая
должна обеспечить безопасный перепад температур бетона и наружного воздуха. При коэффициенте армирования 
и модуле поверхности Мп = 4,36 м-1, безопасным является перепад температур не более 20 ◦С. При tн.в.=-10 ◦С, tб.к ≤10 ◦С. Принимаем tб.к =5 ◦С.
3) По [1], т. 5, определяем среднюю температуру твердения бетона С12/15, необходимую для обеспечения критической прочности (tср.б.) fст.кр.=0,4*fст. , которая при заданной продолжительности его остывания (τтр=3 сут.), соответствует: tср.б =20 ◦С.
4) Определяем снижение температуры бетонной смеси при подаче, укладке, и уплотнении в опалубке, укрытии неопалубленных поверхностей:
; где 
- суммарное относительное снижение температуры бетонной смеси при перепаде температур наружного воздуха и бетона на 1◦С.
а) Относительное снижение температуры бетонной смеси при подаче в опалубку с разностью температуры в 1 ◦С на 1 м:
, где Н- высота подачи бетонной смеси (см. рис.??);
(из [1], т. 5)
Рисунок 15. Схема к определению высоты подачи бетонной смеси краном в бадьях, при
расположении крана на бровке выемки
Н=h+hэ+hз+hc-hcк-(hc-hсл)=h+ hэ+hз-hcк+hсл=1,02+3,26+0,5-1,14+0,5=4,14 м
(hcк=1,04+0,1=1,14 м; hсл=0,5 м).
Т.о. получим:
б) Относительное снижение температуры при укладывании и уплотнении бетонной смеси при перепаде температуры в 1 ◦С в течение 1 мин:
, где 
- продолжительность укладки;
◦С/(◦С*мин), (из [1], т. 3, п. 4).
, где: Кз=1,08; Нвр- норма времени; Nр =2 - количество рабочих; nзв =1– число звеньев; Еи – единица измерения.
Нвр = 3 (чел-ч/10м3) – при укладке бет. Смеси в опалубку стен фундамента, толщина b до 600 мм.
|
|
|
Нвр = 2,3 (чел-ч/10м3) – при укладке бет. Смеси в опалубку подушек фундамента, толщина b > 600 мм.
Нврср = 
Таким образом, получим: 
в) Относительное снижениетемпературы смеси при перепаде на 1 ◦С на 1 м2 бетонной поверхности:
, где Fн.п. – площадь укрываемой поверхности;
◦С/(◦С*м2), (из [1], т. 3, п. 5).
Fн.п= 
г) Получаем: 
◦С
5) Определяем температуру предварительного разогрева бетонной смеси перед укладкой:
◦С
Уточняем температуру разогрева бетонной смеси с учетом ее потерь на прогрев основания, опалубки и арматуры:
· Тепловые затраты на F опалубки:
=(20-(-10))*(2,3*6,54*0,05*500)=30*376,05=11281,5 кДж
(палуба: доска 
; 
; 
)
· Тепловые затраты на прогрев основания:
Из [1], с. 17, п. 6.1.7., отогрев основания должен осуществляться на глубину не менее 0,3 м.
Следовательно отогреву подлежит бетонная подготовка, 
с=1,05 кДж/(кг*◦С); ρ=2400 кг/м3 (см. [1], т. 7, п. 12), и грунтовое основание, 
с=1,12 кДж/(кг*◦С); ρ=1600 кг/м3 (см. [1], т. 7, п. 7).
Площадь отогреваемого основания: 
· Получаем: 
7) Уточненное значение температуры разогрева бетонной смеси: 20,33◦С
=31+(31-20,35)=41,65◦С
Принимаем 
◦С.
8) Уточняем среднее значение температуры бетона за период твердения, с учетом теплопотерь на отогрев арматуры, опалубки и основания.
◦С.
9) Устанавливаем удельное тепловыделение цемента (см. [1], т.8) при τтр=3 сут., tб.ср=23,13◦С:
Э=166,41 кДж/кг.
10) Требуемый коэффициент теплопередачи опалубки:
11) Толщина слоя утеплителя в конструкции опалубки:
опал
Конструкция опалубки:
1. Доска: δ=0,05м, ρ=500 кг/м3, λ=0,18 Вт/(м*◦С),(ТКП по теплотехнике, прил.а).
2. Пароизоляционный слой: δ=1мм, λ=0,17 Вт/(м*◦С)
3. Утеплитель: пенополистирольные плиты ρ=25 кг/м3, λ= 0,052 Вт/(м*◦С)
αк=13,34 Вт/(м2*◦С) – коэффициент теплопередачи наружной поверхности опалубки, (см [1], т.10).
Толщина утеплителя:
= 0,0033м
Принимаем δут = 10 мм.
Определяем коэффициенты теплопередачи на открытых и опалубленных поверхностях:
В/(м*◦С)<2,58
В/(м*◦С)>2,58
Приведенный коэффициент:
В/(м*◦С)<2,58
Т.о. теплотехнический расчет обеспечен.
12) Уточняем продолжительность остывания бетона в опалубке:
Требуемые параметры твердения бетонной смеси обеспечены.
|
|
|
13) Температура на выходе из бетоносмесителя, расчет режима:
Предполагаем, что для приготовления бетонной смеси используется бетоносмеситель гравитационного действия, V=0,5м 3 .
Температура на выходе из бетоносмесителя:
; 
; (
)
· Относительное снижение температуры бетонной смеси при выгрузке из бетоносмесителя в транспорт при перепаде температуры в 1 ◦С в течение 1 мин.:
; где: 
◦С/(◦С*мин), - из [1], т.3, п.1.
- продолжительность выгрузки, загрузки транспортного средства, мин.
; где: Vб – объем бетонной смеси за 1 рейс, м3;
П – производительность бетоносмесителя.
; где: β=0,67 – коэффициент выхода бетонной смеси (см. [1], т.4, п. 3);
nз = 27 – количество замесов (см. [1], т. 4, п. 1а);
Vсмесит=0,5-1,5м3;
; 
.
Количество замесов бетонной смеси, необходимых для загрузки транспортного средства:
, принимаем nзам = 6шт.
, где: τвыгр = 0,25 мин – продолжительность выгрузки бетонной смеси одного замеса (см. [1], п. 5.3.1.2).
· Относительное снижение температуры бетонной смеси при транспортировании:
, где: 
◦С/(◦С*мин), - из [1], т.3, п.2.
;
;
;
- продолжительность ожидания, принимаем из промежутка 5-10мин;
Получаем: 
.
· Относительное снижение температуры бетонной смеси при выгрузке:
, 
◦С/(◦С*мин), - из [1], т.3, п.1.
; Кз=1,08, Vб=2м3, Нвр=8,2 (см. [Н4-1], т. 133,134, п. 4-757)
.
Получаем: 
.
· 
;
Таким образом, получаем: 
8,56◦С
Принимаем tсм= 9 ◦С.
14) Расчет режима разогрева бетонной смеси перед укладкой. Затраты электроэнергии.
, где:
Принимаем: U=220В, b=0,25 – расстояние между электродами (см. [1], п. 6.3.1.), К1=0,58 – поправочный коэффициент (см. [1], т. 11), tразогр=42◦С, τразогр принимаем10мин (см. [1], п. 6.3.1.),
Rб.с.=8 Ом*м (см. [1], п. 6.3.1.),
18,71кВт/ч
Максимальную удельную электрическую мощность Р mах, кВт, для разогрева бетонной смеси
определяем по формуле:
Требуемую мощность трансформатора Р р, кВт, определяем по формуле:
Максимальную силу тока I, А, для выбора подводящих кабелей определяем по формуле:
508,07А
,
|
|
|
