Бетонні роботи в зимових умовах (стр. 4 из 9)
Метод термоса полягає в тому, що твердіння бетону, укладеного на відкритому повітрі і утепленого, відбувається за рахунок тепла, внесеного в нього при приготуванні і що виділяється цементом при твердіння. Причому кількість тепла і утеплення бетону повинні бути достатніми для того, щоб він встиг придбати необхідну для тієї, що розпалубила міцність, перш ніж температура в якій-небудь його частині|впаде до 0. Витримка бетону методом термоса є найбільш економічним і простим у виробництві, оскільки не вимагає пристроїв по обігріву бетону в конструкціях, їх обслуговування і витрати електроенергії пари або палива. Неможливість регулювання охолодження бетону, залежного від температури зовнішнього повітря, вимагає попереднього розрахунку тривалості цього охолодження (встановлюючого можливість застосування методу термоса) і строгого дотримання умов, передбачених розрахунком.
Тривалість охолодження бетону за інших рівних умов (склад бетону, температура його і зовнішнього повітря, утеплення і ін.) залежить від масивності конструкції, яка характеризується відношенням суми охолоджуваних (зовнішніх) поверхонь F до об'єму V - модулем поверхні:
Мп =F/V(11)
Для колон і балок Мп визначають як відношення|ставлення| їх периметра до площі поперечного перетину. Чим менше за Мп, тим конструкція масивніше.
При застосуванні методу термоса звичайні каркасні конструкції замерзають до придбання бетоном необхідної міцності; масивні конструкції і при великих морозах остигають тривалий час, досягаючи міцності, яка допускає їх распалубливание взимку. Межі застосування методу термоса лежать уобласті конструкцій середньої масивності (Мп = 6...8).
Розрахунок витримки бетону повинен показати, що конструкція, що витримується, при прийнятих передумовах (вигляд, марка і витрата цементу, утеплення опалубки, початкова температура бетону і температура зовнішнього повітря) остигатиме до 0° при певній середній температурі бетону необхідний час. Для визначення умов, що забезпечують таку витримку бетону, може бути використано (приtн.в.не вище -3°) рівняння теплового балансу, запропоноване Б. Р. Скрамтаєвим:
2400 0,25 tн.в +ЦЭ=Мц К α
де 2400 - об'ємна вага бетону, кг/м3;
0,25 - питома теплоємність бетону, ккал/кг- град;
Ц- витрата цементу на 1 мбетону, кг;
Э - тепловиділення 1 кгцементу протягом z годинника (табл. 2.3.4), ккал;
А/ц - модуль поверхні конструкції;
До - коефіцієнт загальної теплопередачі огорожі опалубки і теплоізоляції, ккал/м2- ч -град;
а- поправочний коефіцієнт, залежний від сили вітру, вологості
опалубки і утеплювача і ретельності пристрою теплозахисту;
z - тривалість охолодження бетону від температури його після
укладання до 0°, ч;
tcp.б- середня температура бетону за період охолодження до 0°;
tн.в- передбачувана середня температура зовнішнього повітря за період охолодження бетону до 0°.
| Тип цементу | Цемент | Позначення цементу | Выделение тепла на 1кг цемента при +150 (ккал) при продолжительности твердения бетона, в сут. | ||
| 3 | 7 | 28 | |||
| І | Портландцемент | ПЦ - І | 90 | 95 | 100 |
| ІІ | Портландцемент з добавками | ПЦ ІІ/А; ПЦ ІІ/Б. | 75 | 85 | 90 |
| ІІІ | Шлакопортландцемент | ШПЦ ІІІ/А; ШПЦ ІІІ/Б | 30 | 45 | 60 |
| IV | Пуцолановий | ПЦЦ IV/A | 30 | 40 | 60 |
| V | Композицлонный | КЦ V/A; КЦ V/Б | 80 | 85 | 95 |
Розрахунок витримки бетону рекомендується проводити в такій послідовності: встановлюємо початкову температуру охолодження бетону після укладання tб, максимально досяжну за умовами робіт, потім визначають середню температуру бетону за період охолодження 90° (tcp.б) по формулі
(12)де 1,03; 0,181 і 0,006 - емпіричні коефіцієнти.
По заданій міцності бетону до кінця витримки (у % від R28) і набутого значення tcp.б встановлюємо по табл. 2.3 .5 необхідний термін витримки бетону в добі п. Після цього, задаючись кількістю цементу Ц (на 1 м3бетону), його виглядом і маркою (для обліку экзотермії згідно табл. ) коефіцієнтом а і tн.в, визначаємо необхідний коефіцієнт теплопередачі:
| Продолжительность твердения, сут. | Портландцемент ПЦ І тип І; ПЦ ІІ/А тип ІІ | Шлакопортландцемент ШПЦ ІІІ/Б тип ІІІ | ||||||
| Относительная прочность (% R28) при средней температуре среди, град | ||||||||
| 5 | 10 | 15 | 25 | 5 | 10 | 15 | 25 | |
| 3 | 22 | 29 | 34 | 47 | 10 | 14 | 20 | 32 |
| 5 | 34 | 40 | 47 | 64 | 17 | 24 | 32 | 47 |
| 7 | 43 | 52 | 61 | 75 | 23 | 32 | 41 | 58 |
| 10 | 55 | 65 | 75 | 87 | 32 | 44 | 54 | 72 |
| 15 | 70 | 80 | 89 | - | 45 | 58 | 71 | 88 |
| 28 | 86 | 95 | 100 | - | 68 | 86 | 100 | - |
(13)По набутого значення K відповідне йому утеплення підбираємо по таблицях або визначаємо із формули
(14)де 0,05 - опір тепловіддачі;
а1, а2 - товщина шарів опалубки і утеплення, м; λ1,λ2- коефіцієнт теплопровідності матеріалу кожного з шарів огорожі ккал/м ч град (беруть з таблиць).
Задаючись завтовшки опалубки а1, визначають товщину шару утеплювача , а2 (тирса, соломи і т. п.). Значення λ для найбільш вживаних утеплювачів рівне: дерево сухе - 0,15 і вологе - 0,20; мох - 0,1; соломи - 0,05; комишит - 0,06; ошурки деревні - 0,08; листя або хвойні голки - 0,2; шлак котельний-0,4; пісок сухий-0,3; торф-0,1; повсть-0,04; шевелин - 0,05; толь - 0,2.
Для каркасних конструкцій слід застосовувати швидкотвердіючі (високих марок - 500 і вище) і високотермічні цементи. Для масивних конструкцій допускається портландцемент марок 400 і 300. Пуццоланові цементи марки не нижче 300 слід застосовувати тільки для великих масивів (дамб, засад мостів і т. п.), де вони іноді навіть бажані.
Температуру бетону, починаючи з укладання суміші і кінчаючи охолодженням до-2°, контролюють технічними, термометрами щодня 2 рази на добу. Для цього влаштовують свердловини завглибшки 5 - 10 см в найбільш характерних відносно охолодження шарах бетону і не менше ніж по одній в кожному з елементів. Результати спостережень заносять в журнал. По приватному від ділення суми свідчень термометра на кількість відліків встановлюють tcp.б. Міцність бетону до моменту охолодження визначають шляхом випробування кубиків, що витримуються в однакових з конструкцією умовах, чи ж таким чином. При бетонуванні конструкції з робочого складу суміші в польовій лабораторії виготовляють 3 кубики, які зберігають (при t - 15°) до того дня, коли температура бетону в конструкції знизиться до 0°. Цього дня кубики випробовують і визначають дійсну міцність бетону в контрольованій конструкції.
Після визначення міцності бетону розв'язуєтьсяпитання про распалублива-нді конструкції і можливому її завантаженню.
При методі термоса можливо використання гарячої бетонної суміші, нагрітої могутнім електричним імпульсом в бункері
Твердіння бетону при витримці його по методу термоса відбувається в процесі його повільного охолоджування до 0°С. За цей час бетон повинен придбати міцність, що дозволяє розпалубити конструкцію. Повільне охолодження бетону стає можливим дякуючи запасу теплу, який створений в ньому в результаті підігріву складових бетону і виділення тепла цементом в процесі твердіння.
Для зниження втрат тепла бетоном і подовження терміну твердінняопалубку утепляють, а укладений в конструкцію бетон зверху вкривають.
При бетонуванні каркасних конструкцій - могутніх колон, балок і ін. - повинні застосовуватися що швидко тверднуть цементи високих марок (не нижче 400), які не тільки швидко набирають міцність, але і виділяють при твердіннявелику кількість тепла. Цим скорочується час, протягом якого бетон повинен бути обмежений від промерзання, а також підвищується запас тепла в ньому, тобто полегшуються умови термосної витримки бетону. Корисна добавка хлористого кальцію, завдяки якій прискорюється твердіння бетону, що дозволяє ширше використовувати метод термоса.
Утеплення опалубки призначається за розрахунком і повинно бути виконано без зазорів і щілин, особливо в кутках і місцях стиковки| теплоізоляції.
Ребра і кути охолоджуються найсильніше і повинні, мати посилену теплоізоляцію, для чого їх покривають додатковим шаром утеплювача. Додаткове утеплення кутів проводиться на відстані не менше 1,5 мвід ребра. Бетон також сильно остигає в місцях стикання з раніше забетонованими ділянками, тому поверхні старого бетону у| місця стиковки з новим бетоном також утепляються(мал.)
Мал. Схема утеплення блоку масиву
l - блок, підготовлений до бетонування; 2 - старий бетон; 3 - утеплення;
Для зменшення продува утепленої опалубки і оберігання вологоємних теплоізоляційних матеріалів від зволоження слід прокладати з однією, а краще з двох сторін утеплювача шар толя, пергамина і ін.
Утеплення верхньої грані бетону, яке влаштовується негайно услід за закінченням бетонування, по своїх теплоізолюючих якостях не повинно поступатися утепленню опалубками.