Приложение г
(справочное)
Расчет основных параметров при выдерживании бетона способом термоса
Приняты следующие основные параметры бетонирования в зимних условиях:
tб.н. - температура бетона после укладки и уплотнения, обычно задается и равна 25-30 °С;
tб.из. - температура изготовления бетонной смеси, замеряемая сразу после выпуска с завода, обычно задается и равна 35-40 °С;
Δtтр - потери температуры бетонной смеси при транспортировании, °С, определяется по таблице Г.4;
Δty - потери температуры за время укладки и уплотнения бетона, при перепаде температур в 1 °С, определяется по таблице Г.5;
Δtоп. - потери температуры на нагрев опалубки и арматуры, °С, определяется по таблице Г.1;
τтр - продолжительность транспортирования бетонной смеси, мин., определяется по таблице Г.4;
τу - продолжительность укладки и уплотнения, мин.;
τо - продолжительность остывания, ч.;
R % от R28 - требуемая прочность к моменту замораживания бетона, задается или берется по СНиП.
Расчет сводится к определению либо τтр. - по заданной величине tб.н., либо tб.н. по заданной величине τтр. и определению τо.
τу - определяется опытным путем. По найденному τу в таблице Г.5 определяется Δty.
Потеря температуры за время укладки и уплотнения бетона при разности температур бетона и наружного воздуха равны
Δty (tб.н. - tн.в.)
При заданной величине tб.н.
Δtтр. = tб.из. - tб.н. - tб.оп. - Δty (tб.н. - tн.в.)
По найденному Δtтр. по таблице Г.4 определяется τтр.
При заданной величине τтр. по таблице Г.4 определяется Δtтр..
где: tн.в. - температура наружного воздуха, °С.
Продолжительность остывания бетона рассчитывается по формуле Скрамтаева Б. Г.:
,
где: Cб - удельная теплоемкость бетона, кДж/кг · °С;
γ - объемная масса бетона, кг/м3;
tб.к. - конечная температура бетона, до которой проводится расчет продолжительности остывания, °С;
q - тепловыделение 1 кг цемента за время остывания бетона.
Тепловыделение цементов различных видов и марок в зависимости от температуры твердения и времени твердения определяется по таблице Г.2.
ц - расход цемента в бетоне, кг/м3;
к - коэффициент теплопередачи опалубки, Вт/м2 · °С (таблица Г.3). При нескольких различных теплоограждениях одной конструкции с К1, К2, Кп и соответствующим площадям F1, F2, Fп
,
μn - модуль поверхности, равный 1/м;
tб.ср. - среднее значение температуры за время остывания, °С;
tб.ср. = (tб.н. + 36 - 2 μn) 0,5 (μп - подставляется без размерности).
Порядок расчета продолжительности остывания следующий: по формуле Б. Г. Скрамтаева определяется продолжительность остывания без учета тепловыделения бетона (q = 0);
по найденному τo, пользуясь таблицей Г.2, определяется q;
подставляя q в формулу Б. Г. Скрамтаева, снова определяется τo, которое будет больше предыдущего;
далее по таблице Г.2 уточняется q и снова подставляется в формулу;
так повторяется до тех пор, пока последнее τo не будет отличаться от предыдущего на величину 5 %. R - определяется по графикам на рисунке Г.1 в зависимости от τo и tб.ср.
Таблица Г.1 - Потери температуры бетона на нагрев арматуры и опалубки, °С (при перепаде температур 1 °С)
|
№ теплоограждения |
Расход арматуры, кг/м3 бетона |
Модуль поверхности, м-1 |
|||||
|
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
||
|
1 |
50 |
0,023 |
0,037 |
0,051 |
0,073 |
0,078 |
0,092 |
|
150 |
0,042 |
0,055 |
0,069 |
0,083 |
0,097 |
0,11 |
|
|
300 |
0,068 |
0,082 |
0,096 |
0,109 |
0,123 |
0,137 |
|
|
2 |
50 |
0,032 |
0,053 |
0,075 |
0,098 |
0,119 |
0,142 |
|
150 |
0,05 |
0,072 |
0,093 |
0,116 |
0,138 |
0,16 |
|
|
300 |
0,076 |
0,098 |
0,122 |
0,143 |
0,164 |
0,186 |
|
|
3 |
50 |
0,012 |
0,014 |
0,017 |
0,019 |
0,022 |
0,024 |
|
150 |
0,03 |
0,033 |
0,035 |
0,038 |
0,04 |
0,043 |
|
|
300 |
0,057 |
0,059 |
0,062 |
0,064 |
0,067 |
0,068 |
|
|
4 |
50 |
0,019 |
0,028 |
0,038 |
0,047 |
0,056 |
0,065 |
|
150 |
0,038 |
0,047 |
0,056 |
0,065 |
0,074 |
0,083 |
|
|
300 |
0,63 |
0,073 |
0,083 |
0,092 |
0,101 |
0,11 |
|
Таблица Г.2 - Тепловыделение цементов различных видов и марок в зависимости от температуры твердения и времени твердения
|
Вид и марка цемента |
Температура, °С |
Тепловыделение цементов в Дж/кг при времени их твердения, сут. |
|||||||
|
0,25 |
0,5 |
1 |
2 |
3 |
7 |
14 |
28 |
||
|
Портландцемент 300 |
5 |
- |
- |
25,2 |
58,6 |
83,8 |
167,6 |
209,5 |
230,5 |
|
10 |
8,4 |
25,2 |
41,9 |
83,8 |
125,7 |
188,6 |
230,6 |
272,4 |
|
|
20 |
25,2 |
41,9 |
75,4 |
125,7 |
167,6 |
230,5 |
251,4 |
293,3 |
|
|
40 |
50,3 |
83,8 |
146,7 |
188,6 |
230,5 |
251,4 |
293,3 |
- |
|
|
60 |
83,8 |
146,7 |
188,6 |
230,5 |
272,4 |
293,3 |
- |
|
|
|
Портландцемент 400 |
5 |
- |
- |
29,3 |
62,9 |
108,9 |
188,4 |
209,5 |
251,4 |
|
10 |
12,6 |
25,2 |
50,3 |
104,8 |
146,7 |
209,5 |
251,4 |
293,3 |
|
|
20 |
41,9 |
66,9 |
104,8 |
167,6 |
209,5 |
272,4 |
314,3 |
335,2 |
|
|
40 |
83,7 |
133,9 |
188,6 |
230,5 |
272,4 |
314,3 |
335,2 |
- |
|
|
60 |
129,8 |
188,4 |
230,5 |
272,4 |
314,2 |
335,2 |
- |
- |
|
|
Портландцемент 500 |
5 |
12,6 |
25,2 |
41,9 |
88,8 |
125,7 |
188,6 |
230,5 |
272,4 |
|
10 |
25,2 |
41,9 |
62,9 |
104,8 |
167,6 |
251,4 |
393,3 |
314,3 |
|
|
20 |
41,9 |
83,8 |
125,7 |
188,6 |
251,4 |
293,3 |
335,2 |
377,1 |
|
|
40 |
104,8 |
167,8 |
209,5 |
272,4 |
293,3 |
356,2 |
377,1 |
- |
|
|
60 |
188,6 |
230,5 |
272,4 |
314,3 |
356,2 |
377,1 |
- |
- |
|
|
Портландцемент быстротвердеющий 600 |
5 |
25,2 |
33,5 |
50,3 |
104,8 |
146,7 |
209,5 |
251,4 |
314,3 |
|
10 |
33,5 |
50,3 |
75,4 |
125,7 |
167,6 |
372,4 |
335,2 |
377,1 |
|
|
20 |
62,9 |
104,8 |
146,7 |
209,5 |
294,3 |
335,2 |
377,1 |
419 |
|
|
40 |
117,3 |
188,6 |
230,5 |
293,3 |
335,2 |
377,1 |
419 |
- |
|
|
60 |
209,5 |
251,4 |
293,3 |
335,2 |
377,1 |
419 |
- |
- |
|
|
Шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент 300 |
5 |
- |
12,6 |
25,2 |
41,9 |
62,9 |
125,7 |
167,6 |
188,6 |
|
10 |
- |
25,2 |
33,5 |
62,9 |
104,8 |
167,6 |
209,5 |
230,5 |
|
|
20 |
- |
33,5 |
62,9 |
125,7 |
146,7 |
209,5 |
251,4 |
272,4 |
|
|
40 |
41,9 |
75,4 |
117,3 |
167,6 |
209,5 |
251,4 |
272,4 |
- |
|
|
60 |
62,9 |
104,8 |
146,7 |
209,5 |
230,5 |
272,4 |
- |
- |
|
Таблица Г.3 - Коэффициенты теплопередачи для различных типов теплоограждений опалубки
|
№ п/п |
Конструкция теплоограждения опалубки |
Схема |
Коэффициент теплопередачи, Вт/м2 · °С при скорости ветра, м/сек |
||
|
0 |
5 |
15 |
|||
|
1. |
Доска 25 мм |
|
2,44 |
5,22 |
5,97 |
|
2. |
Доска 40 мм |
|
2,01 |
3,6 |
3,94 |
|
3. |
Толь (или рубероид), 1 слой Минераловатная плита или шлаковата, 40 мм Толь (или рубероид), 1 слой |
|
1,2 |
1,57 |
1,65 |
|
4. |
Сталь, 3 мм Минеральная вата, 50 мм Фанера, 4 мм |
|
1,02 |
1,27 |
1,33 |
|
5. |
Электронагреватель, 3 мм Доска, 25 мм |
|
1,5÷23 |
|
|
|
6. |
Электронагреватель, 3 мм Доска, 40 мм |
|
1,3÷2 |
|
|
|
7. |
Электронагреватель, 3 мм Сталь, 3 мм |
|
1,9÷3,7 |
|
|
|
8. |
Доска, 25 мм Толь Доска, 25 мм |
|
1,8 |
3,02 |
3,25 |
|
9. |
Доска, 25 мм Пенопласт, 30 мм Фанера, 4 мм |
|
0,67 |
0,80 |
0,82 |
|
10. |
Доска, 25 мм Толь Минеральная вата, 50 мм Фанера, 4 мм |
|
0,87 |
1,07 |
1,10 |
Таблица Г.4 - Ориентировочные потери температуры, °С, при перевозке в автомашинах с укрытием брезентом (Δtтp.)
|
Емкость кузовов, м3 |
Температура бетонной смеси, отпускаемой с завода |
Температура наружного воздуха, ° С |
|||||||||||||||||||||||
|
0 |
-10 |
-20 |
-30 |
||||||||||||||||||||||
|
Время транспортирования, мин |
|||||||||||||||||||||||||
|
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
||
|
1-1,4 |
35 |
1,5 |
2,8 |
4 |
5 |
6,5 |
7,5 |
2 |
3,5 |
5 |
6,5 |
8,5 |
9,5 |
2,5 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
3 |
5 |
7 |
10 |
12 |
14 |
|
2 |
35 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1,5 |
3 |
4 |
5 |
6,5 |
8 |
2 |
3 |
5 |
7 |
9 |
10 |
2,5 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
Таблица Г.5 - Потери температуры бетона за время укладки и уплотнения (при перепаде температур 1 °С) (Δtу)
|
Наименование и размеры конструкции, см |
Снижение температуры бетона в долях °С при длительности укладки и уплотнения, мин |
|||
|
1 |
5 |
10 |
15 |
|
|
Плиты и стены толщиной: |
|
|
|
|
|
6 |
0,003 |
0,15 |
0,3 |
0,45 |
|
8 |
0,0022 |
0,11 |
0,22 |
0,33 |
|
10 |
0,0018 |
0,09 |
0,18 |
0,27 |
|
12 |
0,0015 |
0,075 |
0,15 |
0,23 |
|
15 |
0,0012 |
0,06 |
0,12 |
0,18 |
|
20 |
0,009 |
0,045 |
0,09 |
0,14 |
|
25 |
0,008 |
0,04 |
0,08 |
0,12 |
|
30 |
0,007 |
0,035 |
0,07 |
0,11 |
|
40 |
0,005 |
0,025 |
0,05 |
0,08 |
|
50 |
0,004 |
0,02 |
0,04 |
0,06 |
|
Балки высотой: |
|
|
|
|
|
25 |
0,006 |
0,04 |
0,08 |
0,12 |
|
30 |
0,007 |
0,035 |
0,07 |
0,11 |
|
40 |
0,005 |
0,025 |
0,05 |
0,08 |
|
50 |
0,003 |
0,015 |
0,03 |
0,04 |
|
60 |
0,003 |
0,015 |
0,03 |
0,05 |
|
70 |
0,003 |
0,015 |
0,03 |
0,05 |
Рисунок Г.1 - Графики нарастания прочности бетона при различных температурах бетонной смеси