Назначение режима тепловой обработки

Принятый режим тепловой обработки бетона должен обеспечить набор требуемой прочности в заданные сроки.

Порядок назначения режима тепловой обработки бетона одинаков для всех прогревных методов.

Исходные данные:

– габаритные размеры конструкции;

– вид, марка и расход цемента;

– конструктивные характеристики опалубки;

– требуемая прочность бетона R_тр;

– начальная температура бетона t_б.н;

– температура наружного воздуха t_н.в и скорость ветра.

Расчет параметров режима тепловой обработки ведется в следующей последовательности.

1. Рассчитываются площадь F, объем бетона в конструкции V_би модуль М_п поверхности по формуле (1.1).

2. По табл. П3.1-П3.3 приложения 3 или, при отсутствии сходства с приведенными конструкциями, по формуле (1.2) определяется коэффициент теплопередачи опалубки К.

3. В зависимости от модуля поверхности конструкции М_ппринимается вид режима тепловой обработки в соответствии с вариантами, приведенными на рис. 2.1.

4. Назначается скорость подъема температуры U бетона исходя из приведенных ниже допусков:

М_п < 5 м^-1 U ≤ 5 °С /ч;

М_п = 5-10 м^-1 U ≤ 10 °С /ч;

М_п > 10 м^-1 U ≤ 15 ° С /ч;

Для стыков U ≤ 20 °С /ч.

Во всех случаях рекомендуется применять мягкие режимы тепловой обработки, характеризующиеся скоростью подъема температуры в пределах 2-5 °С /ч. Это позволяет снизить величину температурных градиентов в бетоне, сократить материальные затраты (расход стали на электроды, количество греющего провода), при тех же свободных электрических мощностях и оборудовании одновременно вести тепловую обработку большего объема бетона, для коммутации использовать провода меньшего сечения.

5. Температура изотермического выдерживания t_ине должна превышать 80°С. Рекомендуется назначать мягкие режимы с температурой изотермического выдерживания в пределах 40-60°С, что позволяет избежать формирования в теле конструкции неравномерных температурных полей. Высокие значения t_и целесообразно принимать только при жестких требованиях по срокам достижения требуемой прочности.

6. Определяется продолжительность периода подъема температуры τ_п и средняя температура бетона t_срв этот период:

, ч (2.1)

, (°C) (2.2)

При отсутствии конкретных данных начальная температура бетона t_б.н принимается в пределах 5-15°C.

7. При модуле поверхности М_п<10 м^-1 режим тепловой обработки учитывает период остывания (рис. 2.1б), средняя температура t_б.ср и продолжительность τ_о которого рассчитываются по формулам:

t_б.ср = t_б.к + , ^оС (2.3)

t_о = , час (2.4)

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

8. По графикам нарастания прочности бетона (приложение 11) исходя из R_тр определяется продолжительность периода изотермического выдерживания τ_ив следующей последовательности:

– методом графической интерполяции вычерчиваются графики набора бетоном прочности при температурах, соответствующих рассчитанным значениям t_ср, t_б.сри t_и;

– покривой, соответствующей температуре t_ср, в зависимости от продолжительности периода подъема температуры τ_п определяется прирост прочности бетона за этот период;

– исходя из требуемой прочности бетона R_тр по кривой, соответствующей средней температуре бетона за время остывания t_б.ср., определяется прирост прочности бетона за время остывания τ_о;

– на оси ординат выделяется участок, соответствующий приросту прочности в период изотермического выдерживания (требуемая прочность R_трза вычетом прироста прочности в периоды подъема температуры и остывания);

– на температурной кривой, соответствующей значению температуры t_и, выделяется отрезок соответствующий приросту прочности бетона за период изотермического выдерживания: проекция этого отрезка на ось абцисс и составит искомую величину продолжительности периода изотермического выдерживания τ_и.

При модуле поверхности М_п>10 м^-1 период остывания не учитывается (рис. 2.1а) вследствие быстрого остывания конструкции и незначительной величины прироста прочность за это время. Графические построения при поиске τ_ив этом случае имеют отличия: не проводятся действия связанные с поиском прироста прочности бетона за период остывания.

9. Общая продолжительность тепловой обработки рассчитывается как сумма отдельных периодов:

τ = τ_п + τ_и + τ_о, час (2.5)

10. Принятый режим тепловой обработки бетона выражается в графическом виде (в координатах температура – время) с указанием всех параметров.