Расчет параметров электродного прогрева

1. Для электродного прогрева заданной конструкции выбираем стержневые электроды диаметром 4 мм, устанавливаемые горизонтально через отверстия в опалубке до укладки бетонной смеси. Расстояние между электродами принимаем равным 0,25 м в обоих направлениях: в соответствии с размерами ячеек арматурной сетки.

2. Удельное электрическое сопротивление бетона определяется по формуле (2.14):

= = 7,8 Ом·м

где ρ_нач. и ρ_min – соответственно начальное и минимальное удельное электрическое сопротивление бетона (находятся по табл. приложения 8 для Ангарского цемента), Ом·м.

3. Для стержневых электродов, устанавливаемых в виде плоских электродных групп, удельная электрическая мощность определяется по формуле (приложение 10):

, кВт/м³

где d – диаметр электрода, м; h – расстояние между электродами в плоской группе, м; b – расстояние между группами электродов, м; α = 1,5 при трехфазном токе.

4. Выделив из приведенной формулы напряжение U и подставив мощность на период подъема температуры Р_п, рассчитаем величину рабочего напряжения на период подъема температуры U_п:

U_п = =

= = 71 В

5. Подставив в полученную формулу мощность на период изотермического выдерживания Р_и, рассчитаем величину рабочего напряжения на период подъема температуры U_и:

U_и = = 58 В

6. Для трансформатора марки КТП-ОБ-63 (приложение 13) величина рабочих ступеней на периоды подъема температуры и изотермического выдерживания соответственно составят 70 и 60 В.

7. Удельные затраты электроэнергии на тепловую обработку 1 м³ бетона составят:

Э = Р_п· τ_п + Р_и· τ_и = 4,26 · 11,3 + 2,87 · 10 = 76,8 кВт·ч/м³

Приложение 17

Пример расчета греющего провода

Исходные данные:

Конструкция: колонна размерами сечения 400×400 мм, высотой 3,6 м.

Назначить режим тепловой обработки, определить электрическую мощность на период подъема температуры Р_п и изотермического выдерживания Р_и до набора бетоном 60 % проектной прочности, а также найти рабочее напряжение U_п и U_н при обогреве монолитной конструкции греющим проводом марки ПНСВ 1×1,2.

Бетон класса В25 на портландцементе М400. Опалубка дощатая толщиной 40 мм. Толщина защитного слоя бетона 25 мм, удельный расход арматуры р =190 кг/м³. Начальная температура бетона t_б.н.= 7ºС. Температура наружного воздуха t_н.в.= -15ºС, скорость ветра 5 м/с.

Определение параметров режима тепловой обработки (раздел 2.1)

1. Площадь поверхности и объем конструкции:

F = (3,6 · 0,4) ·4 + (0,4 · 0,4) ·2 = 6,08 м²;

V_б = 0,4 · 0,4 · 3,6 = 0,576 м³.

2. Модуль поверхности конструкции: М_п = = = 10,56 м^-1.

3. Коэффициент теплопередачи опалубки К = 3,6 Вт/м²·^оС (табл. П3.3 приложения 3).

4. Принимаем скорость подъема температуры U = 3 °С/ч, температуру изотермического выдерживания t_и= 40 °С.

5. Определяется продолжительность периода подъема температуры τ_п и средняя температура бетона t_ср в этот период:

= = 11,0 ч

= = 23,5 (°C)

6. Средняя температура t_б.ср и продолжительность τ_о периода остывания рассчитываются по формулам (2.3 и 2.4):

t_б.ср = t_б.к + =

= = 12,6 ^оС

t_о = = = 26,7 ч

где t_б.к = 0°С – температура бетона к концу остывания; С_б = 1,05 кДж/кг·^оС – удельная теплоёмкость бетона; g = 2400кг/м³ – плотность бетона; К – коэффициент теплопередачи опалубки, Вт/м²·°С.

7. Продолжительность периода изотермического выдерживания определяется графическим способом по графикам нарастания прочности бетона (приложение 11), при этом период остывания не учитывается, так как М_п > 10 м^-1:

Продолжительность периода изотермического выдерживания равна τ_и = 34 ч.

8. Общая продолжительность выдерживания бетона рассчитывается как сумма отдельных периодов:

τ = τ_п + τ_и + τ_о = 11,0 + 34 +26,7 = 71,7 ч

9. Графическое изображение режима тепловой обработки: