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 Тнач = 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 Тнач = 15 °С, толщина уложенной на мерзлое основание термоподушки из сухого песка hу = 0,08 м; коэффициент теплопроводности сухого песка п = 0,6; толщина утеплителя (опилки) hу = 0,2 м; коэффициент теплопроводности опилок ??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 Тнач = 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:

; ;

hy, hб, hг - толщина слоев утеплителя, бетона и мерзлого грунта, м;

ly, ??б, ??г - коэффициенты теплопроводности соответственно утеплителя, бетона и мерзлого грунта (см. таблицу);

ап - коэффициент теплоотдачи от поверхности утеплителя к воздуху ккал/м2 ?? ч ?? град;

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

Тб - заданная температура поверхности бетона.

В расчете следует принять значения Тв, Тб со знаком плюс.

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

,                                                  (4)

где

Пример 2. Бетонирование осуществляется по способу «холодного бетона». Определить толщину утеплителя - опилок, если известно:

 = 0,08 ккал/м??ч??град; а = 20 ккал/м2??ч??град;

hг = 10 см; hб = 20 см;

б = 1,5 ккал/м??ч??град;

Тв = -15°; Тб = -2°; lг = 1,42 ккал/м??ч??град.

По формуле (3) определим толщину утеплителя:

 м.

Расчетные физические показатели материалов-утеплителей

Наименование утеплителей

Плотность, кг/м3

Коэффициент теплопроводности, ккал/мчград

Удельная теплоемкость, ккал/к??град

Сухой песок

1600

0,50

0,20

Древесная стружка плотная

300

0,10

0,60

Опилки древесные

250

0,08

0,60

Плиты древесноволокнистые

600

0,14

0,60

Известково-шлаковые плиты

1200

0,40

0,19

Картон обыкновенный

700

0,15

0,13

Рубероид, пергамин, толь

600

0,15

0,35

Снег свежевыпавший

200

0,09

0,50

Снег уплотненный

350

0,30

0,50

Снег при начале таяния

500

0,55

0,50

Камышит

400

0,12

0,35

Соломит

300

0,09

0,35

Шлак топливный

1000

0,25

0,18

Бетон

2350

1,5

0,27

Приложение 4

РАСЧЕТ ТЕПЛОПОТЕРЬ БЕТОНА ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ

Величина тепловых потерь при перевозках бетонной смеси в автомобилях-самосвалах определяется по формуле

tбк = A ?? tбн + Btнв, где

tбк -температура бетонной смеси по окончании перевозки;

tбн -температура бетонной смеси при погрузке в транспортные средства;

tнв - температура наружного воздуха.

Значения коэффициента А и В даны в таблице.

Коэффициенты А и В для учета теплопотерь бетонной смеси при перевозке ее в автомобилях-самосвалах

Марка автомобиля-самосвала

Объем перевозимой бетонной смеси в м3

Коэффициент

Длительность перевозки в мин.

10

20

30

40

50

60

СМ-1

1

А

0,959

0,921

0,884

0,85

0,815

0,782

В

0,041

0,079

0,116

0,151

0,19

0,22

ЗИС-585

1,4

А

0,962

0,926

0,891

0,857

0,817

0,793

В

0,039

0,074

0,109

0,142

0,175

0,206

МАЗ-205

2

А

0,967

0,939

0,91

0,88

0,853

0,827

В

0,033

0,061

0,091

0,121

0,147

0,173

Приложение 5

ПРОГРЕВ БЕТОНА ПОСРЕДСТВОМ ТЕРМОАКТИВНОГО СЛОЯ ОПИЛОК*

____________

* При необходимости этот метод может быть применен и для оттаивания грунта.

Описываемый метод является разновидностью метода электропрогрева и может применяться при строительстве дорожных оснований как для прогрева свежеуложенного бетона, так и для подогрева твердеющего бетона, когда примененная теплозащита не может обеспечить заданного режима. Этот метод электропрогрева особенно ценен тем, что здесь устранена (при правильном его применении) опасность обезвоживания твердеющего бетона.

Существо метода заключается в следующем: поверх свежеуложенного (или уже затвердевшего) бетона расстилают пароводонепроницаемый рулонный материал (рубероид, толь, промасленную бумагу) и по нему рассыпают опилки толщиной слоя 15-20 см. Стержневые электроды укладывают после засыпки опилок через 30-40 см при напряжении 120-127 В и 50-60 см при напряжении 220 В на расстоянии не менее 8-10 см от поверхности бетона. При значительных объемах работ для удобства пользования электроды следует монтировать на щитах или рамах. Щиты укладывают поверх слоя опилок толщиной не менее 8-10 см, а рамы устанавливают по слою толя или другого рулонного материала, засыпают опилками и для уменьшения теплопотерь прикрывают сверху досками. Размеры щитов или рам устанавливаются из удобства пользования ими. При длине захватки 3-4 м площадь их может достигать 3,5  4 и 7 ?? 4 м.

Для обеспечения плотного соприкосновения производят тщательную подбивку опилок к электродам.

Опилки следует применять незасоренные. Особенно необходимо следить за тем, чтобы в опилки не попадали металлические части (металлическая стружка, обрезки и т.п.). Смерзшиеся комки опилок класть запрещается. Опилки рекомендуется перед употреблением просеять через сетку с ячейками 3  3 см.

Для повышения проводимости и интенсивности нагрева опилок они должны быть тщательно и равномерно смочены в растворе соли с концентрацией 0,2-0,5 %. Для этой цели могут быть применены растворы поваренной соли, хлористого кальция, сернокислого магния, сернокислого натрия и др. Эффективная с точки зрения нагрева влажность смоченных опилок, определяемая в процентах отношением количества раствора (в весовых единицах) к весу сухих опилок, должна быть не менее 100 %.

Количество раствора А (л), которое следует добавить на 1 м3 опилок, имеющих влажность Wоп, подсчитывается по формуле:

,

где В - вес 1 м3 сухих опилок в кг;

Wоп - влажность опилок, омоченных в растворе.

Количество безводной (сухой) соли (кг) на 1 м3 опилок, которое должно быть растворено в воде для получения раствора данной концентрации, определяют по формуле:

,

где:  - концентрация раствора в %,

Wc - влажность соли в %.

При подсчетах вес 1 м3 сухих опилок принимают равным 220 кг.

Опилки должны быть равномерно смочены в растворе. Неравномерное смачивание сопровождается местными перегревами, что нарушает нормальное течение процесса твердения бетона.

Смачивание опилок следует производить до их распределения, оно может быть произведено одним из следующих способов:

а) при небольших количествах опилки можно смачивать в непосредственной близости к месту работ в ящиках с одновременным перемешиванием лопатами;

б) опилки перемешивают с раствором в барабане растворомешалки;

в) опилки насыпают (без утрамбовки) в заранее заготовленные баки, чаны и т. п., заливают раствором и выдерживают их в течение 6-8 часов. Чтобы опилки не всплывали и были полностью погружены в раствор, необходимо сверху прикрыть их деревянными щитами, на которые следует положить какой-либо груз (кирпичи, камни и т.п.). Температура раствора должна быть не менее 20-25°. Температура смоченных в растворе опилок перед включением тока - не ниже 5°. Если она близка к 0°, то опилки следует полить горячей водой. В случае замерзания опилок и прекращения тока в цепи необходимо их оттаять (при выключенном токе), для чего вдоль каждого электрода через каждые 1,5-2 м по его длине следует обильно полить горячим соляным раствором и образовать полоски между соседними электродами. Смоченные солевым раствором полоски опилок замкнут электрическую цепь, по которой потечет ток.

При высыхании опилки перестают проводить ток и прогрев прекращается. Для его возобновления опилки необходимо вновь увлажнить (при выключенном токе). Температуру бетона регулируют периодическим выключением тока и повторным увлажнением опилок. С целью снижения потребляемой мощности прогреваемый бетон следует разбивать на отдельные участки, чередуя их включение.

По окончании прогрева щит (или раму) переносят на другой подготовленный участок, а опилки оставляют на бетоне до остывания его и приобретения им заданной прочности. Интенсивность остывания бетона не должна превышать 5-6 в час.

Прогрев по описываемому методу конструкций, расположенных на влажном грунте, воспрещается.

При смачивании и доставке на место работ, а также при укладке опилок должны быть приняты меры против замерзания их.

Применение описываемого метода требует специальных противопожарных мер и должно быть согласовано с пожарной охраной.

Приложение 6

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ПРИ ЭЛЕКТРОПРОГРЕВЕ

Электрическая мощность при электропрогреве конструкции с односторонним размещением полосовых электродов равна:

 квт/м3, где

ho - толщина бетона, см;

а - ширина электрода, см;

b - расстояние между осями электродов, см;

u - напряжение, В;

r - удельное электрическое сопротивление - ом×см;

a - коэффициент, равный при трехфазном токе 1,5 и при однофазном - 2.

Рис. 6. Графики расчета прогрева бетона полосовыми электродами с односторонним расположением ( = 900 омсм, ток трехфазный):

а - при толщине конструкции ho = 5 см; б - при толщине конструкции ho = 10 см; в - при толщине конструкции ho = 15 см; г - при толщине конструкции ho = 20 см

_________ - при ширине электродов 5 см

--------------- - при ширине электродов 2 см

Необходимые расчеты производят, пользуясь прилагаемыми графиками, построенными по приведенной формуле.

Приложение 7

Трест _____________________ СУ № ___________ Объект ______________________

Производитель работ ______________________________________________________

Ответственный за прогрев и выдерживание бетона ______________________________

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ЛИСТ № _______

прогрев бетона с ГК ______ до ГК ______

Уложено _________ м3 бетона. Паспорт № ______ завода ________________________

Марка бетона « ___ » на ________ цементе марки _________ завода ________________

Наименование добавки _________ содержание « ___ » в % от веса _________________

Бетон уложен ____________ 196_ г. контрольные образцы № партий _______________

прогрев бетона электро горячим начат « ___ » час. мин. ___ 196_ г.

паром песком

при температуре бетона ______________град.

Окончен « ___ » час. мин. ___ 196_ г. при температуре бетона _____________________

Способ отепления _________________________________________________________

Измерение температуры бетона закончено _______________ 196_ г. По окончании прогрева достигнута теоретическая прочность _______ % от прочности в возрасте 28 дней.

Прочность бетона в образцах, хранившихся в условиях конструкции: возраст ____________ дней ______ кг/см2

Отепление снято ___________________ 196_ г.

Примечание. Время следует указывать в 24-часовом исчислении.

Ответственный за прогрев и измерение температуры бетона

Производитель работ