ВСН 20-68 сторінка 7 з 9

Указания на бетонирование в зимнее время дорожных оснований под асфальтобетонные покрытия в г. Москве

Завантажити документ

б) без учета экзотермического процесса:

Т_t = Т_нач ´ е^-к^t + L(1 - е^-к^t) (2)

где

[ч^-1], [°С],

[°С], [ккал/ч °С],

[ккал/ч °С],

l_у - коэффициент теплопроводности утеплителя, ккал/м ´ ч ´ град;

F_y, F_п - площади утеплителя и отсыпаемого перед бетонированием слоя талого песка под подошвой плиты принимаются при определении A₁ и А₂ равными 1 м²;

h_у - толщина утеплителя, м;

h_п - толщина слоя талого песка под подошвой плиты, отсыпаемого перед бетонированием, м;

Т_t - температура бетона в °С через t часов твердения;

Т_ц - вес цемента в 1 м³ бетона, кг/м³;

Т_в - температура воздуха, °С;

Т_нач - начальная температура бетона, °С;

t - время твердения бетона;

В, m - параметры, характеризующие экзотермический процесс;

С - теплоемкость 1 м² покрытия, ккал/°С;

Т_г - температура грунта под термоподушкой (принимается равной 0 °С);

V_б - объем бетона в 1 м² покрытия, м³.

Параметры В и m характеризуются тепловыделением 1 кг цемента в ккал при температуре 15°С.

Для портландцемента марки 500 принимается В = 0,76, для марки 400 В = 0,6; в обоих случаях m = 0,01. Если твердение бетона происходит от Т_нач = 15° С до 0°, то значение параметра и следует уменьшить на 40-50 %.

Пример 1. Определить температуру бетонной плиты дорожного основания через 48 час. после бетонирования.

Исходные данные: начальная температура бетона Т_нач = 15 °С, толщина уложенной на мерзлое основание термоподушки из сухого песка h_у = 0,08 м; коэффициент теплопроводности сухого песка l_п = 0,6; толщина утеплителя (опилки) h_у = 0,2 м; коэффициент теплопроводности опилок l_у = 0,1; теплоемкость (С) 1 м² бетона толщиной 0,2 м равна 2400 ´ 1 ´ 0,2 ´ 0,27 = 129 ккал; цемент марки 400, В = 0,6: m = 0,01; твердение происходит от Т_нач = 15 °С до 0°, В = 0,6 ´ 0,6 = 0,36; температура воздуха –5 °С

Определим коэффициенты К, L и N в формуле (1)*

ч^-1 = 0,062 ч^-1

°С

°С.

Тогда

** Т₄₈ = 1,5 е^-0,062^×⁴⁸ – 0,31 (1 - е^-0,062^×⁴⁸) + 3,11 (е^-0,01^×⁴⁸ – е^-0,062^×⁴⁸) = 15 × 0,5079 - 0,31 (1 - 0,05079) + 3,11 (0,6188 - 0,05079) = 0,762 - 0,31 × 0,94921 + 3,11 × 0,56801 = 0,762 - 0,379 + 1,768 = 1,5 °С.

Если не учитывать экзотермическое тепло, то

Т₄₈ = 1,5 е^-0,062^×⁴⁸ - 0,31 (1 - е^-0,062^×⁴⁸) = 0,762 - 0,379 = 0 × 4 °С.

Т₆₀ = 1,5 е^-0,062^×⁶⁰ - 0,31 (1 - е^-0,062^×⁶⁰) = 15 × 0,02423 – 0,31 (1 – 0,02423) = 0,304 - 0,302 = 0,002 = 0 °С.

____________

* Утепление толем или другим рулонным материалом, расстилаемым по свежеуложенному бетону и поверх опилок (или другого утеплителя) для устранения продувания, в расчет не принимаем.

** Значение е^-х для подстановки в формулу 1, 2 берут из таблицы математических справочников, напр. Бронштейн и Семендяев «Справочник по математике» М., 1959, отдел первый, табл. 10.

Из решения уравнения (1) видно, что скорость остывания бетонного покрытия определяется, прежде всего, теплоизоляционными свойствами утеплителя и термоподушки и начальной температурой бетона.

Тип и толщина утеплителя назначаются путем последовательного подбора соответствующих теплофизических характеристик, при которых в решениях уравнений (1) или (2) достигается требуемая скорость остывания бетона.

При бетонировании покрытия или основания по способу «холодного бетона» толщину утеплителя рассчитывают по формуле:

где:

; ;

h_y, h_б, h_г - толщина слоев утеплителя, бетона и мерзлого грунта, м;

l_y, l_б, l_г - коэффициенты теплопроводности соответственно утеплителя, бетона и мерзлого грунта (см. таблицу);

а_п - коэффициент теплоотдачи от поверхности утеплителя к воздуху ккал/м² ´ ч ´ град;

Т_в - минимальная температура воздуха в течение 15 дней после укладки бетона, град. С;

Т_б - заданная температура поверхности бетона.

В расчете следует принять значения Т_в, Т_б со знаком плюс.

В случае применения двухслойной или трехслойной утепляющей среды вместо h_y определяется термическое сопротивление утеплителя R_y, удовлетворяющее заданной температуре поверхности бетона под утеплителем: