магистр в рамке с исправл списком (1191887), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

В 1975 г. вышло 3-е издание монографии С. А. Миронова «Теория и методы зимнего бетонирования». В книге обобщены результаты многолетних исследований автора по вопросам твердения бетона при отрицательных и положительных температурах, дана оценка влияния раннего замораживания на формирование структуры и основных физико-механических свойств бетонов.

Довольно подробно описаны методы производства бетонных и железобетонных работ, рекомендованных для применения в зимних условиях («термос», электротермообработка, пропаривание, применение бетонов, твердеющих на морозе, монтаж железобетонных изделий и конструкций с омоноличиванием стыков) [17].

Анализ параметров и факторов, влияющих на зимнее бетонирование, позволили выявить основные, которые оказывают воздействие на внутренние и внешние процессы, протекающие при выдерживании монолитных конструкций на морозе и определяющая температурный режим, обеспечивающий набор требуемый прочности с минимальными затратами при установленном уровне качества.

При различных способах тепловой обработки монолитных конструкций протекающие в бетоне физические, химические, электротехнические и теплофизические процессы, определяющие температурный режим, зависят от климатических, технологических, конструктивных и материаловедческих параметров и факторов, классификация и схема взаимосвязей которых приведена на рис. 1.2

Рисунок 1.2 Классификация и схема взаимодействий параметров и факторов, влияющих на процессы, протекающие в бетоне при различных способах бетонирования

Протекание внутренних процессов в бетоне и, следовательно, формирование и кинетика изменения его температурного поля в значительной степени определяются, особенно при остывании конструкций, внешними процессами, которые оказывают влияние на теплообмен с окружающей средой и обуславливается климатическими воздействиями температурой наружного воздуха, скоростью и направлением ветра, также термическим сопротивлением опалубки и утеплителя.

При производстве бетонных работ необходимо учитывать внутренние процессы, протекающие в твердеющем бетоне, которые определяются, в основном, технологическими и материаловедческими факторами, также температурным режимом.

К внутренним процессам, влияющих на температурный режим выдерживания бетона, с одной стороны, и зависящим от него, с другой, относится изменение таких характеристик как теплопроводность, тепло- и температуропроводность, тепловыделение и электропроводность.

Для управления температурным режимом выдерживаемых различными способами термообработки монолитных конструкций необходимо знать кинетику изменения прочностных характеристик бетона.

При бетонировании в зимних условиях необходимо создать и поддержать такие температурно- влажностные условия, при которых бетон твердеет до приобретения или критической, или заданной прочности в минимальные сроки с наименьшими трудозатратами. Для этого применяют специальные способы приготовления, подачи, укладки и выдерживания бетона.

При приготовлении бетонной смеси в зимних условиях её температуру повышают до 35…40⁰ С путем подогрева заполнителей и воды. Заполнители подогревают до 60⁰С паровыми регистрами, во вращающихся барабанах, в установках с продувкой дымовых газов через слой заполнителя горячей водой. Воду подогревают в бойлерах или водогрейных котлах до 90⁰С.

При приготовлении подогретой бетонной смеси применяют иной порядок загрузки составляющих в бетоносмеситель. В летних условиях в барабан смесителя, предварительно заполненного водой, все сухие компоненты загружают одновременно. Зимой, во избежание «заваривания» цемента в барабан смесителя начале заливают воду и загружают крупный заполнитель, а затем после нескольких оборотов барабана - песок и цемент. Общую продолжительность перемешивания в зимних условиях увеличивают в 1.2..1.5 раза. Бетонную смесь транспортируют в закрытой утепленной и прогретой перед началом работы таре (бадьи, кузова машины). Автомашины имеют двойное днище, в полость которых поступают отработанные газы мотора, что предотвращают теплопотери. Бетонную смесь следует транспортировать от места приготовления до места укладки по возможности быстрее и без перегрузок.

При производстве бетонных работ в зимнее время необходимо учитывать организационно-экономические факторы. Что позволит назначить оптимальные температурные режимы выдерживания бетона с точки зрения экономии материальных и трудовых затрат и выбирать эффективные способы зимнего бетонирования в зависимости от климатических, конструктивных, материаловедческих и технологических факторов.

Надежность и эффективность производства бетонных работ в зимнее время во многом определяется наличием точных и удобных для практического использования методик расчета и прогнозирования технологических параметров способов зимнего бетонирования.

Строительное производство располагает обширным арсеналом эффективных и экономичных методов выдерживания бетона в зимних условиях, позволяющих обеспечить высокое качество конструкций. Эти методы можно разделить на три группы: метод, предусматривающий использование начального теплосодержания, внесенного в бетонную смесь при её приготовлении или перед укладкой в конструкцию, и тепловыделение цемента, сопровождающее твердение бетона, - так называемый метод термоса; методы, основанные на искусственном прогреве бетона, уложенного в конструкцию. – электропрогрев, контактный, индукционный и инфракрасный нагрев, конвективный обогрев; методы, использующие эффект понижения эвтектической точки воды в бетоне с помощью противоморозных добавок.

Указанные методы можно комбинировать. Выбор того или иного метода зависит от массивности конструкции, вида, состава и требуемой прочности бетона, метеорологических условий производства работ, энергетической оснащенности площадки и т.д. [44].

Научные разработки, производимые в отрасли зимнего бетонирования, нацелены на выбор оптимальной технологии монолитных работ [36].

Выбор способа производства работ стал зависеть от «модуля поверхности охлаждения». Данное понятие означает отношение площади поверхности охлаждения бетонируемой конструкции к ее объему. Чем объемнее конструкция, тем меньше модуль поверхности охлаждения, а, следовательно, и меньше потерь тепла, больше внутреннего тепла от гидратации цемента. Значит, для массивных и объемных конструкций нужны меньшие затраты и меньший обогрев. МДС 12-48.2009 «Зимнее бетонирование с применением нагревательных проводов» рекомендует технологии в зависимости от модуля поверхности охлаждения (Мп) [9]

, (1.1)

Где F – поверхность конструкции;

– объем материалов конструкции.

По этому показателю все конструкции делятся на массивные средней массивности, легкие (пространственные)

Для конструкции с хорошо использовать метод термоса; глиноземистый цемент с добавкам-ускорителями можно рекомендовать при ; электропрогрев для конструкции с и т.д.

Три последних способа объединяют в одну группу одно их общее свойство: любой из них не ставит задачу форсированного набора прочности. Их задача - обеспечить получение критической прочности, и, отсюда – все технологические приемы, характерные для такого подхода.

Вместе с тем переход на монолитное домостроение, увеличение объемов монолитного бетонирования в транспортном и промышленном строительстве диктуют сегодня круглогодичность строительства, высокие темпы работ, ускорение оборачиваемости дорогостоящей опалубки, обеспечение возможности передачи на забетонированные конструкции последующих нагрузок, сокращение сроков строительства.

А для этого необходимы от 70 до 100% от марочной, так как высокие требования по динамическим свойствам. Водонепроницаемости и морозостойкости не могут быть обеспечены критической прочностью бетона 30…50% R ₂₈. Да и сама распалубка из-за соображений физических процессов, происходящих в бетоне в зимнее время, даже при достижении критической прочности 50% не рекомендуется [28].

Вот тогда и приходится обращаться к методам «активной» термообработки, более современным, часто менее энергоемким. Более технологичным и обеспечивающим высокое качество строительства (табл. 1.1)

Таблица 1.1 - Выбор наиболее экономичного метода выдерживания бетона при зимнем бетонировании монолитных конструкций

Продолжение таблицы 1.1

Таблица 1.1 - Выбор наиболее экономичного метода выдерживания бетона при зимнем бетонировании монолитных конструкций

1. Классификация методов зимнего бетонирования

   1. Производство зимнего бетонирования с применением метода термоса

С 1931 г. при монолитных работах стал широко использоваться метод «термоса», подразумевающий укладку бетонных смесей из подогретых материалов и применении теплоизоляционных материалов для поддержания положительной температуры конструкции на срок, устанавливаемый теплотехническими расчетами. В этом же году опубликованы «Временные технические условия на производство бетонных и железобетонных работ в зимнее время».

Работы Миронова С. А, Скрамтаева Б. Г. и других ученых были направлены на разработку и внедрение метода «термоса» в качестве основного способа бетонирования массивных конструкций при отрицательных температурах с научным и опытным обоснованием [14].

Данный метод основан на предварительном подогреве компонентов бетонной смеси, утеплении опалубки бетонируемой конструкции, укрытии бетона теплоизолирующими материалами, а также сохранении тепла, выделяемого в результате гидратации цемента.

Подбор состава бетона, укладываемого в зимних условиях по методу термоса, следует производить любым проверенным на практике способом, обеспечивающим получение бетона с заданными свойствами в установленные сроки при минимальном расходе цемента. Состав бетона уточняется лабораторным путем приготовления его на имеющихся в наличии материалов. Водоцементное отношение в бетоне, укладываемом в зимнее время, следует снижать до минимально возможного, и оно не должно превышать величин, приведенных в таблице 2.1

При укладке бетона в зимнее время расход воды в бетонной смеси должен быть минимальным исходя из условия удобоукладываемости смеси. Расход воды и соответственно цемента в бетонной смесим при введении пластификаторов и воздухововлекающих ПАВ и ускорителей уменьшается примерно на 10 % [10].

Таблица 2.1 - Зависимость между проектной маркой бетона, маркой цемента и водоцементным отношением

Проектная марка бетона	Водоцементное отношение при марке цемента
	300	400	500
150	0,65	-	-
200	0,55	0,65	-
300	0,38	0,45	0.5
400	-	0,38	0,4
500	-	-	0.38

Наибольшая допустимая температура бетонной смеси и её составляющих при загрузке и по выходе из бетоносмесителя приведена в таблице 2.2

Таблица 2.2 - Наибольшая допустимая температура бетонной смеси и её составляющих при загрузке и выходе из бетоносмесителя

Вид цемента	Наибольшая допустимая температура
	воды	заполнителей	бетонной смеси
Шлакопортландцемент, портландцемент марки 300 и пуццолановый портландцемент марки 200	80	50	40
Портландцемент и шлакопортландцемент марки 400 и выше, пуццолановый портландцемент марок 300 и вше	60	40	34
Глиноземистый цемент	40	20	25

Качество тепловой защиты определяет скорость и продолжительность остывания бетона в зависимости от температуры окружающей среды и начальной температуры бетона. Чем меньше теплопотери (надежнее теплоизоляция). Тем более продолжительное время находится бетон при положительных температурах и тем большую прочность он успевает набрать до момента своего замерзания.

Целесообразность применения термосного выдерживания бетона определяется массивностью конструкции, видом, активностью и тепловыделением цемента, начальной температурой уложенного бетона и температурой наружного воздуха , скоростью ветра и возможностью получения заданной прочности в установленные сроки (рис 2.1) [28].

Эти факторы определяют область применения метода, за пределами которой невозможно обеспечить заданную проектом прочность бетона к моменту его опалубки или замерзания, и тогда следует комбинировать термос с другими методами или полностью переходить на методы ускорения твердения бетона.

Характеристики

Список файлов ВКР