Приложение к

(обязательное)

Расчет параметров электропрогрева. Сквозной электропрогрев

Требуемая удельная мощность в период подъема температуры определяется по формуле:

; кВт/м³ бетона

где: Р₁, Р₂, Р₃ - удельные мощности, необходимые соответственно для нагревания самого бетона, опалубки и для восполнения теплопотерь в окружающую среду, кВт/м³;

Р₄ - удельная мощность, соответствующая интенсивности тепловыделения при твердении цемента, осредненно принятая равной 0,8 кВт/м³;

t_и - температура изотермического прогрева бетона, °С, принимаемая по таблице К.1;

С_on - удельная теплоемкость материала опалубки или укрытия неопалубленных поверхностей, кДж/кг; °С;

γ_on - плотность материала опалубки или укрытия неопалубленных поверхностей, Вт/м² °С;

М_on - модуль опалубленной поверхности, для которой показатели опалубки равны;

C_{on · i}; γ_{on · i}; δ_{on · i}; M_{on · i} = F_{on · i} / V_б

где: F_{on · i} - площадь указанной поверхности, м²;

V_б - объем бетона конструкции, м³;

V - скорость подъема температуры бетона (средняя по объему конструкции), °С принимается по таблице К.2.

В формуле скорость подъема температуры опалубки приближенно принята равной половине скорости подъема температуры бетона.

Требуемую удельную тепловую мощность в период подъема температуры бетонов на пористых заполнителях можно определить по формуле:

; кВт.

Р_уд.р. - требуемая удельная мощность для подъема температуры бетона на плотных заполнителях, кВт/м³.

γ_л.б. - объемная масса легкого бетона на пористых заполнителях, кг/м³.

Таблица К.1 - Наивысшие допустимые температуры бетона при сквозном электропрогреве

Вид цемента	Марка цемента	Наивысшая температура °С для конструкций с модулями поверхности
		6-9	10-15	16-20
Шлакопортландцемент	300-500	80	65	50
Пуццолановый портландцемент	300-400	80	65	50
Портландцемент	300-400	70	60	50
Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ)	500-600	65	55	40

Примечание - Максимальная температура прогрева монолитных каркасных и рамных конструкций с жесткой заделкой узлов сопряжений и при периферийном электропрогреве конструкций с модулем поверхности менее 6 не должна превышать 40 °С.

Требуемая тепловая мощность в период изотермического прогрева бетона определяется по формуле:

Р_уд.м. = 1,16 × 10 КМ_n (t_u - t_н.в.); кВт/м³

Удельный расход электроэнергии определяется по формуле:

W = Р_уд.р. · τ_р + Р_уд.и. · τ_и,

где: W - расход электроэнергии, кВт · ч/м³

τ_р, τ_и - соответственно продолжительность подъема температуры и изотермического прогрева, ч

; ч

t_н.б. - начальная температура после укладки и уплотнения.

По формуле Б. Г. Скрамтаева определяется продолжительность остывания бетона после электропрогрева, при этом нужно учесть следующее:

t_н - максимальная температура бетона после разогрева или температура изотермического прогрева, °С;

t_б.ср. - средняя температура при электропрогреве вычисляется по формуле:

; °C

По графикам рисунка Г.1 приложения Г определяется продолжительность изотермического прогрева.

Для определения электрического напряжения необходимо знать величину удельного сопротивления бетона, которое меняется в широких пределах в зависимости от электросопротивления и исходных материалов бетонной смеси. Точное определение напряжения возможно только после экспериментального определения сопротивления конкретной бетонной смеси, что при проектировании электропрогрева практически невозможно, поэтому за начальное напряжение принимается наименьшее (U_min), которое в дальнейшем может быть повышено до оптимального.

Сила тока определяется по формуле:

; А

Расстояния между пластинчатыми, нашивными полосовыми и плавающими электродами могут быть в пределах 100 ÷ 400 мм, в зависимости от толщины конструкции. Наиболее оптимальное расстояние b = 200 ÷ 300 мм.

Расстояния между стержневыми электродами зависят от густоты арматуры и находятся в пределах b = 100 ÷ 200 мм между электродами в группе при прогреве плоскими группами и b = 200 ÷ 400 - между группами; при прогреве стержневыми электродами, установленными в шахматном порядке, b = 150 ÷ 400 мм. При прогреве струнными электродами расстояние между группой электродов и металлической опалубкой и группой электродов и арматурным каркасом равно b = 200 ÷ 500 мм (см. рисунок К.1).

Рисунок К.1 - Схема размещения струнных электродов при прогреве конструкций квадратного сечения:

а) с четырьмя арматурными стержнями в углах; б) с часто расположенными арматурными стержнями в металлической форме (либо в деревянной, обитой кровельной сталью)

В - размер стороны конструкции;

D - расстояние между крайними электродами;

d₁ - диаметр арматурных стержней;

d₂ - диаметр электродов

Расчет периферийного электропрогрева осуществляется в том же порядке, как и сквозной.

где: V_б - объем периферийного слоя бетона, м³. При расстоянии между электродами b = 200 ÷ 250 мм толщину периферийного слоя можно принять h = 200 мм, при b = 300 ÷ 400 мм h = 300 мм.

; кВт

t_u - температура прогрева бетона не должна превышать 40 °С (см. примечание к таблице К.1).

Удельный расход электроэнергии, продолжительность остывания, определение напряжения и силы тока аналогичны сквозному прогреву.

Расстояния между нашивными полосовыми и плавающими электродами в соответствии с рисунками К.2 и К.3 составляют b = 100 ÷ 400 мм. Схему размещения струнных электродов при прогреве конструкций квадратного сечения см. на рисунке К.3. Максимально допустимая скорость подъема температуры равна 5 °С/ч - при М_п более 4 и 3 °С/ч и меньше - при М_п менее 4.

Таблица К.2 - Максимально допустимая скорость подъема температуры при сквозном электропрогреве

	Модуль поверхности
	от 2 до 4	от 4 до 6	от 6 до 10	более 10	стыки
Скорость разогрева °С в ч.	5	8	10	15	20

Рисунок К.2 - Расстановка и расфазировка полосовых электродов

а) на инвентарном щите опалубке; б) на нагревательной панели;

1 - полосовые электроды; 2 - деревянный щит; 3 - провод сечением 4 мм²; 4 - гвозди; 5 - болт М8; 6 - гайка-барашек; А, В, С - электрические фазы

Рисунок К.3 - Расстановка и расфазировка электродов

а) полосовых при электропрогреве перекрытий; б) плавающих сверху и полосовых снизу; в) полосовых при электропрогреве фундаментов;

1 - нагревательные панели; 2 - полосовые электроды; 3 - деревянная опалубка; 4 - плавающие электроды диаметром 6 мм; 5 - теплоограждение; А, В, С - электрические фазы