9. Бетонирование конструкции в зимних условиях

До начала монтажа колонн должны быть выполнены организационно - подгото­вительные мероприятия в соответствии со СниП 111-1-76. Кроме того, должны быть выполнены следующие работы:

• возведены фундаменты под колонны и сданы под монтаж по акту в соответствии со СниП 111-15-76;

• произведена обратная засыпка пазух котлована фундаментов до отметки плани­ ровки;

• установлена арматура колонн и приварены к ней фиксаторы;

• Нанесены краской на поверхности фундамента риски, определяющие положение рабочей плоскости панелей или поддерживающих элементов;

• доставлены в зону производства работ необходимые приспособления, инвентарь и инструменты;

• завезены панели опалубки и средства крепления;

• рабочие и ИТР ознакомлены с ППР, обучены безопасным методам ведения труда. Также на строительной площадке утепляют бетоноводы и галереи конвейеров,

прокладывают временные электросети, налаживают трансформаторное хозяйство. Принимают меры к защите оснований под фундаменты от промерзания, осуществ­ляют мероприятия по охране труда и др.

Перед укладкой бетонной смеси проверяют состояние опалубки и арматуры, счи­щают наледь и снег. Применять для этой цели горячую воду и пар не следует, так как они способствуют образованию наледи. В зимних условиях арматура диаметром более 25 мм, а также выполненная из прокатных профилей, сильно охлаждается. Ее отогревают до +5 °С горячим воздухом под легким полиэтиленовым укрытием или ин­дукционным нагревом.

Сварочные работы при температуре воздуха ниже —16 °С проводить можно.

Под готовленный к бетонированию участок опалубки на ночь закрывают брезентом или пленочными материалами.

Пучинистые грунты оснований, на которые укладывают бетонную смесь, ото­гревают на глубину до 50 см электропрогревом, непучинистые очищают от снега, на­леди и грязи.

Бетонную смесь подают прямо к месту укладки (без перегрузки), тщательно обра­батывая ви браторами каждый слой. Надо своевременно очищать вибраторы, чтобы предохранить их от намерзания бетона.

Укладку бетонной смеси следует вести непрерывно с интенсивностью, обеспе­чивающей перекрытие ранее уложенного слоя до того, как его температура понизится ниже допустимого предела. Открытые части забетонированной конструкции немед­ленно укрывают. При возобновлении бетонирования после перерыва для лучшего сцепления слой ранее уложенного бетона отогревают, применяя, например, перенос­ные инфракрасные излучатели, работающие от баллонов со сжиженным газом.

9.1. Расчет основных параметров

Методом бетонирования является метод предварительного электроразогрев бетонной смеси в бункере с последующим термосным твердением конструк­ции

Необходимо рассчитать основные параметры бункера, подобрать тип транс­форматора, силового кабеля и разводящих проводов при разогреве бетонной смеси. Также необходимо произвести расчет остывания бетонной смеси.

Исходные данные:

• Бетон перевозится самосвалом ЗИЛ-585

• Состав бетонной смеси по весу- 1 . 1,6 : 3,8 : 0,5.

• Удельная теплоемкость, цемента - С_ц=0,2 кДж/кг-°С, песка кварцевого - С_п=0,22 кДж/кг°С, известнякового щебня - С_щ=0,23 кДж/кг°С; воды - 06=0,2 кДж/кг°С;влажность щебня - 3%.

• Объемная масса бетонной смеси у_б.с. = 2400 кг/м³.

• Начальная температура бетонной смеси - 5 °С; средняя конечная температура ра­зогрева бетонной смеси - 75 °С; время разогрева - 15 мин.

• Удельное термическое сопротивление бетонной смеси р=8 Ом-м.

• Температура наружного воздуха - (-16) °С

• Также в ходе расчета используются данные, приведенные выше в пункте 2.

Расчет:

1. Определяем объем и число бункеров для самосвале ЗИЛ - 585,пользуясь табл. 3 [5] число бункеров - 2,объем каждого - 0,75м³.

1. Удельная теплоёмкость щебня с учетом его влажности:

С_3апол= с_сух + 0,01 = 0,23 + 0,01 • 5 = 0,28 кДж/кг°С где с_сух - теплоемкость сухого заполнителя, 0,23 кДж/кг°С; - весовая влажность, для известнякового щебня - 3-5%;

3. Вычисляем приведенную теплоёмкость бетонной смеси.

С_пр = ( С_iр_i) / = (0,2+0,22-1,6+0,28+3,8+0,5)/(1+ 1,6+3,8+0,5)=

=0,27 кДж/кг-°С;

где С, - удельные теплоемкости составляющих бетонную смесь компонентов, кДж/кг°С, р_i - весовые части составляющих бетонной смеси.

4. Потребную (тепловую) мощность находим по формуле:

Р = = 245- 1,25=306 кВт, где P₁ - удельная мощность, табл 4 [5,с 15],

- коэффициент, учитывающий потери тепла, принимается 1,25.

5. Определяем расстояние между электродами:

b = 0,0316 • U / = 0,316 • 380 / = 0,27 м; где b - расстояние между соседними электродами, м; U - напряжение на электродах, 380В; - удельное термическое сопротивление бетонной смеси, Ом-м I

6. Время остывания бетона рассчитывается по формуле:

= [Су(t_6.н. – t_б.к.) + ЭЦ]/[кМ_п(t_б.ср. -t_в)] =

= [0,27-2400-(75 -5) + 188,6*330] / [0,8*10,25- (44+20)] = 197,6 ч;

где С - удельная теплоемкость бетона, кДж/кг-°С;

у - удельная масса бетонной смеси, 2400 кг/м³;

t_б.н. - начальная температура бетонной смеси перед укладкой в конструкцию, 75 °С;

t_б.к.- конечная температура бетона, до которой осуществляется расчет продолжи­тельности остывания, 5 °С;

Э -тепловыделение 1кг цемента за время остывания бетона, 188,6 кДж-кг;

Ц - расход цемента на 1м³ бетона, 330кг;

К - коэффициент теплопередачи опалубки, 0,8 Вт/(м²-°С)( принимаем опалубку из досок толщиной 25мм - согласно расчета - и с утеплением пенопластом (30мм),фанерой (4мм)).

М_п - модуль поверхности остываемой конструкции, м^-1;

М_п = F/ V=2(hb+bl+bl) / hbl =

= 2*(0,4-0,4+ 0,4-8,1+0,4*8,1)/0,4*0,4*8,1= 10,25м^-1

t_бср - среднее значение температуры бетона за время остывания, °С,

t_бср =t_бк+ (t_б.н. –t_б.k)/ 1,03+0,181М_П +0.006 (t_бн - t_{б к} ) =

= 75+ ( 75 - 5 )/ 1,03+0,181*10,25 +0,006 (75 - 5 )= 44 °С

t_В - температура наружного воздуха, (-16) °С

Полученное в результате расчета значение = 197,6 ч = 8,2 сут. превышает нор­мируемое значение для данной конструкции опалубки согласно графику на рис 1 [5,с 12] для достижения прочности в размере 70% от Р₂₈ для заданных параметров необходимо

7 суток. Следовательно, данная опалубка удовлетворяет требуемому технологическому процессу.

7. Находим максимальную электрическую мощность для разогрева

Р_мах=[(U*V₁)/(b² )] 10^-3=[(380²*2*0,75)/(0,29²*8)] 10^-3=322кВт

8. Определяем расчетную электрическую мощность

Р_расч = Р_мах / соs k₄ = 322 / 0,9*1,25 = 255 кВт, где ,cos - соответственно КПД и коэффициент мощности трансформатора (обычно )

к.₄ - коэффициент кратковременной перегрузки трансформатора, К₄=1,3-1,5

9 По величине расчетной мощности подбираем трансформатор согласно табл. 1 приложения 2 [5] Выбираем ТМН-400/10, номинальная мощность его 400 кВТ>255 кВТ

10 Вычисляем силу тока по фазам

I = V U / = 0,75 *2* 380 / = 543 А

По табл 2 приложения 2[5] определяем допускаемые токовые нагрузки, тип и сечение кабеля, идущего от щита до бункера разогрева смеси Выбираем кабель трехжиль-ный медный, с сечением токопроводящей жилы 70 мм 11. Допускаемая нагрузка согласно табл 2 приложения 2[5] составляет 1_ДОп= 200 3= 600 А > 1= 543 А