Рассчитаем утепление для опалубки, в которой выдерживается бетон до получения прочности 0,5 R28.

Рис. 1. Железобетонный фундамент (размеры сторон указаны по двум направлениям)

 

    Исходные данные. (см. табл. 1).

        

Таблица 1. Варианты исходных данных для решения Задачи 1

№ ва- ри- ан- -та	Размеры фундамента, м					Темпе-ратура наруж-ного воз-духа, Тнв, о С	Вид вяжу-щего /расход, кг/м3	Темпера-тура бетонной смеси, выдава-мой заводом, + о С
	А	В	С	Д	Е
1	2,9(2,6)	2,1(1,8)	1,3(0,9)	0,8(0,5)	0,4	– 5	ПЦ 300 / 250	25
2	3,0(2,7)	2,2(1,9)	1,4(1,0)	0,9(0,6)	0,5	– 10	ПЦ 400 / 300	20
3	3,1(2,8)	2,3(2,0)	1,5(1,1)	1,0(0,7)	0,5	– 15	ПЦ 500 / 350	35
4	3,2(2,9)	2,4(2,1)	1,6(1,2)	1,1(0,8)	0,6	– 20	ПЦ 300 / 300	40
5	3,3(3,0)	2,5(2,2)	1,7(1,3)	1,2(0,9)	0,6	– 25	ПЦ 400 / 350	40
6	3,3(3,1)	2,6(2,3)	1,8(1,4)	1,3(1,0)	0,7	– 5	ПЦ 500 / 400	25
7	3,5(3,3)	2,8(2,5)	2,0(1,6)	1,5(1,2)	0,7	– 10	ПЦ 300 / 350	30
8	3,7(3,5)	3,0(2,7)	2,2(1,8)	1,7(1,4)	0,7	– 15	ПЦ 400 / 400	35
9	3,9(3,7)	3,2(2,9)	2,4(2,0)	1,9(1,6)	0,8	– 20	ПЦ 500 / 450	40
10	2,9(2,6)	2,1(1,8)	1,3(0,9)	0,8(0,5)	0,4	– 25	ПЦ 300 / 250	40
11	3,0(2,7)	2,2(1,9)	1,4(1,0)	0,9(0,6)	0,5	– 5	ПЦ 400 / 300	25
12	3,1(2,8)	2,3(2,0)	1,5(1,1)	1,0(0,7)	0,5	– 10	ПЦ 500 / 350	30
13	2,9(2,6)	2,1(1,8)	1,3(0,9)	0,8(0,5)	0,4	– 15	ПЦ 300 / 300	35

Окончание табл. 1

№ ва- ри- ан- -та	Размеры фундамента, м					Темпе-ратура наруж-ногвоз-духа, Тнв, о С	Вид вяжу-щего / расхо-дуемое кол-во, кг/м3	Темпера-тура бетон- ной смеси, выдава-мой заводом, о С
	А	В	С	Д	Е
14	3,2(2,9)	2,4(2,1)	1,6(1,2)	1,1(0,8)	0,6	– 20	ПЦ 400 / 350	35
15	3,3(3,0)	2,5(2,2)	1,7(1,3)	1,2(0,9)	0,6	– 25	ПЦ 500 / 400	40
16	3,3(3,1)	2,6(2,3)	1,8(1,4)	1,3(1,0)	0,7	– 5	ПЦ 300 / 350	30
17	3,5(3,3)	2,8(2,5)	2,0(1,6)	1,5(1,2)	0,7	– 10	ПЦ 400 / 400	25
18	3,7(3,5)	3,0(2,7)	2,2(1,8)	1,7(1,4)	0,7	– 15	ПЦ 500 / 250	30
19	3,9(3,7)	3,2(2,9)	2,4(2,0)	1,9(1,6)	0,8	– 20	ПЦ 500 / 300	35
20	2,9(2,6)	2,1(1,8)	1,3(0,9)	0,8(0,5)	0,4	– 25	ПЦ 500 / 400	40
21	3,0(2,7)	2,2(1,9)	1,4(1,0)	0,9(0,6)	0,5	– 5	ПЦ 400 / 250	35
22	3,1(2,8)	2,3(2,0)	1,5(1,1)	1,0(0,7)	0,5	– 10	ПЦ 400 / 300	30
23	3,2(2,9)	2,4(2,1)	1,6(1,2)	1,1(0,8)	0,6	– 15	ПЦ 400 / 400	35
24	3,3(3,0)	2,5(2,2)	1,7(1,3)	1,2(0,9)	0,6	– 20	ПЦ 400 / 250	40
25	3,3(3,1)	2,6(2,3)	1,8(1,4)	1,3(1,0)	0,7	– 25	ПЦ 300 / 350	35
26	2,9(2,6)	2,1(1,8)	1,3(0,9)	0,8(0,5)	0,4	– 20	ПЦ 300 / 400	40

 

Примечания. 1. Номер варианта студент принимает по номеру в списке группы.

                  2. Остальные данные принимать из примера решения Задачи 1.

 

    Указания по оформлению контрольной работы (КР)

    1. Задачи в КР оформлять строго по Примерам решения задач. Записи: Задача 1, Исходные данные, Схема с заданными размерами по вариантам, Решение, Ответ (или Заключение) выделять жирным шрифтом. Жирным шрифтом выделять этапы решения (например, в Задаче 1: 1. Определяем температуру бетонной смеси в момент укладки (в начале остывания), Т_бн .

 

    2. КР оформить одним файлом, в который включить все 3 задачи. Имя файла: СмирновДВ_ПГС17.59_КРПРвЗВ.

 

Пример решения Задачи 1.

    Задача 1. Рассчитать термосное выдерживание железобетонного фундамента (рис. 2) до получения бетоном 50% проектной прочности.

    Исходные данные:

    1) температура наружного воздуха Т_нв = – 25^о С;

    2) вяжущим является портландцемент марки 400, расходуемый вколичестве 250 кг на 1 м³;

    3) температура бетонной смеси, выдаваемая заводом, Т_б = 30^оС;

    4) толщина опалубки δ₁ = 2,5 см;

    5) бетонная смесь от завода к бетонируемой конструкции доставляется в течении 40 мин в автобетоновозах, а далее выгружается в утепленные бадьи 1,2 м³ и перемещается краном к месту укладки в течение 5 мин.

 

Рис. 2. Железобетонный фундамент  (размеры сторон указаны по двум направлениям)

 

Решение.

    1. Определяем температуру бетонной смеси в момент укладки (в начале остывания), Т_бн .

    Первоначальная температура бетонной смеси снижается за счет теплопотерь при перевозке, перегрузке в бадьи и перемещении бадей к месту укладки.

    снижение температуры при погрузке в автобетоновозы принимается равным 0,032^о на 1^о перепада температур^*** и составляет:

0,032 (30+25) = 1,8^о С.

    Температура смеси в машине Т_бт  = 30–1,8 = 28,2^о C.

    температура смеси при автоперевозках и перемещении в бадьях рассчитываем по приближенной эмпирической формуле^***

Т_бн  = АТ_бт + ВТ_нв ,

где Т_бн – температура смеси после выгрузки из транспортного средства; Т_бт  – температура смеси при погрузке в транспортное средство (в машине); Т_нв – температура наружного воздуха; А и В коэффициенты; при продолжительности перевозки 40 мин А = 0,857, В = 0142 *.

    Температура смеси в конце транспортирования

Т_бн = 0,857∙28,2 – 0142∙25 = 20,6^о С.

____________________

* НИИОМТП. Строительные работы в зимнее время. Справочное пособие. Госстройиздат, 1961.

    При подаче бетонной смеси краном в бадьях в течение 5 мин А = 0,992; В = 0,005***.

    Температура смеси при выдаче ее из бункера в конструкцию

Т_бн =0,992∙20,6 – 0,005∙25 = 20,3^о C.

Принимаем для дальнейших расчетов Т_бн = 20^о С.

 

    2. Проверяем прочность бетона к концу выдерживания без дополнительного утепления опалубки.

    Уравнение теплового баланса*** при  термосном выдерживании бетона

,

где С_о – объемная теплоемкость бетона, равная γС_б, где γ – объемная масса бетона (2500 кг/м³); С_б – удельная теплоемкость бетона (1,05 кДж/кг ^о С). Принимаем С_б = 600 ккал/м³∙град;

Т_бн  – температура уложенного в конструкцию бетона в начале остывания, 20^о С.

   Э – тепловыделение 1 кг цемента (экзотермия цемента) за срок остывания;

   Ц – содержание цемента в бетоне, Ц = 250 кг/м³;

   Z_ост – время остывания бетона от Т_бн до 0^o , ч;

   К – коэффициент общей теплопередачи ограждений бетонируемой конструкции;

  М – модуль поверхности остывающей конструкции;

  Т_ср – средняя температура бетона за период остывания в течение срока Z_ост ;

   Т_нв – температура наружного воздуха.

    Модуль поверхности конструкции

= 3,5 м² / м³,

где F_ох – общая площадь охлаждения конструкции (поверхность соприкосновения с талым грунтом не учтена), м²;

    V – объем конструкции, м³.

    Средняя температура бетона***

= 11^о С.

    Коэффициент теплопередачи опалубки

,

где α – поправочный коэффициент, принимаем α = 1,3*;

  δ₁ – толщина опалубки; δ₁ = 0,025 м;

 

____________________

* НИИОМТП. Строительные работы в зимнее время. Справочное пособие. Госстройиздат, 1961

 

  λ₁ – коэффициент теплопроводности материала опалубки: λ₁ = 0,15 ккал /

 / м∙ч∙град.

= 6 ккал / м²∙ч∙град.

    Для получения бетоном 50% прочности от проектной (R28) при средней температуре 11^о  С требуется выдерживать его в течение 175 ч, (см. табл. 2 на стр. 6 или табл. 2 Формулы к Теме 5).

     По графику экзотермического выделения для портландцемента марки 400 в течение 7 дней (см. табл. 1 Формулы к Теме 5) Э = 230,45 / 4,19 = 55 ккал /кг.

     При данных условиях время остывания бетона до замерзания

= 44 ч,

что меньше 175 ч, требуемых для достижения 0,5 R28. Следовательно опалубку надо утеплять.

Рассчитаем утепление для опалубки, в которой выдерживается бетон до получения прочности 0,5 R28.

    Из уравнения теплового баланса определяем необходимый коэффициент теплопередачи ограждения бетонной поверхности при Z­_ост = 168 ч.

= 1,2 ккал / м²∙ч∙град.

    Этим условиям отвечает опалубка из досок толщиной 2,5 см, утепленная полотнищами шевелина толщиной 4 см, имеющая коэффициент теплопередачи

= 1,2 ккал / м³∙ч∙град.

    4. Рассмотрим варианты комбинированного выдерживания бетона (Студент решает один из возможных вариантов выдерживания бетона в конструкции).

    При недостаточных теплозащитных свойствах опалубки необходимые условия для достижения проектной прочности создаются путем выдерживания бетона по методу «термоса» и дополнительного кратковременного прогрева (электропрогрева, паропрогрева, воздухопрогрева) либо введением химических добавок, ускоряющих процесс твердения бетонной смеси.

     Принимаем опалубку из досок толщиной 2,5 см, утепленную матами из соломы толщиной 5 см; при этом

= 1,55 ккал / м²∙ч∙град;

= 130 ч.

    Согласно таблице 2, приведенной ниже (стр. 6) при Т_ср = 11^о С прочность бетона через 130 часов (применять метод интерполяции) R= 0,39 R28˂0,5 R28.

    Следовательно, при данных условиях ограждение не обеспечивает термосного выдерживания.

 

Таблица 2. Таблица относительной прочности бетона на портландцементе в % от R28 при различных температурах и продолжительности твердения

Марка цемента	Продол-житель-ность твердения, ч	Средняя температура бетона Тср , град С
		1	5	10	15	20	25	30	35
300	72	12	17	24	33	40	44	50	53
	120	20	26	35	45	50	55	62	67
	168	27	35	42	52	59	66	70	78
	240	37	45	53	64	72	78	84	90
	360	47	57	68	77	86	92	97	–
	672	65	78	90	100	–	–	–	–
400	72	14	21	30	37	45	52	58	62
	120	21	30	38	47	56	63	69	74
	168	27	37	47	55	64	72	77	83
	240	36	47	57	67	75	83	88	93
	360	49	60	72	83	92	97	–	–
	672	70	80	91	100	–	–	–	–
500	72	17	22	29	34	42	47	52	56
	120	26	34	40	47	57	64	69	73
	168	35	43	52	61	68	75	78	83
	240	46	55	65	75	82	87	91	95
	360	57	70	80	89	99	–	–	–
	672	75	86	95	100	–	–	–	–

 

    Вариант 1. Применим бетонную смесь с добавкой хлористого кальция (CaCl₂) в количестве 2% от массы цемента.

    По табл. 3 определяем влияние химической добавки на относительную прочность бетона в виде коэффициента ψ.

 

Таблица 3. Увеличение прочности бетона на портландцементе

с добавкой хлористого кальция (CaCl₂)

---

Дата добавления: 2020-11-15; просмотров: 169; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!