Файл: дальневосточный государственный университет путей сообщения.docx

где – сумма площадей охлаждаемых поверхностей бетонируемого участка стены, м²; V – объём бетонируемого участка стены, м³.

Толщина стены 0,3 м, высота стены 3,0 м (для цокольного этажа блок-секции № 2 жилого дома серии 121 см. рис 2), определим сумму площадей и конструкции:

м²;

Объем конструкции V = 16*0,3*3=14,4 м³.

М_п=112,8/14,4=7,83

Рассчитанный модуль поверхности М_п= 7,83 < 10 м^–1.

Следовательно, применяем режим прогрева бетона «подъём – изо­термический прогрев-остывание».

3.2 Расчёт основных параметров электротермопрогрева при t_нв от 0 до –15 С и скорости ветра до 10 м/с

Требуемый коэффициент теплопередачи опалубки при заданных параметрах времени и температуре остывания бетона в опалубке определяется по формуле:

,

где С_б – удельная теплоёмкость бетона, кДж/(кгС): С_б = 1,05 кДж/(кгС);

_б– плотность бетона, принята 2400 кг/м³;

t_бн – начальная температура бетона после укладки, С, принята 50 С;

t_бк – температура бетона к концу остывания, С, принята 5 С;

Ц – расход цемента в бетоне, принят 300 кг/ м³;

Э – тепловыделение цемента за время твердения бетона, принятое 2,4 кДж/кг;

t_б.ср – средняя температура за время остывания бетона, С;

t_нв – температура наружного воздуха, С, по условию –18 С;

_факт – продолжительность остывания бетона в конструкции от начала бетонирования и до подключения электротермопрогрева, ч, принимается 4 ч; t_б.ср = 3,33 С, t_б.ср =20/3=6,7℃.

Подставив данные значения в формулу (5.1), получаем:

Вт/(м²С);

К =10,6 Вт/(м²С) >К_тр = 4,95 Вт/(м²С).

Следовательно, опалубка утепляется.

Фактический коэффициент теплопередачи опалубки определяется по формуле



= 0,68 Вт/(м²С) < К_тр = 10,6 Вт/(м²С).

Определяем продолжительность остывания бетона в утеплённой опалубке:



Требуемая удельная тепловая мощность в период подъёма температуры от +5 до +50 ºС определяется по формуле (5.4):

---

P₁ = кВт/м³.

P₂ = .

Для фанерной опалубки имеем:

С_опФ = 2,52 кДж/кгС; _опФ = 600 кг/м³; _опФ = 0,02 м;

м^–1.

Для металлического каркаса имеем:

С_опМ = 0,46 кДж/кгС; _опМ = 7600 кг/м³; _опМ = 0,006 м;

м^–1.

Для утеплённой поверхности опалубки имеем:

С_ут = 0,76 кДж/кгС; _ут = 100 кг/м³; _ут = 0,05 м;

м^–1.

P₂ = кВт/м³.

P₃ = кВт/м³.

P₄ = 0,8 кВт/м³.

P_п = 3,5 + 0,18 + 0,37 – 0,8 = 3,25 кВт/м³.

Необходимая мощность для подъёма температуры бетона до 50 ºС на захватке объёмом 14,4 м³:

P_п = 3,25  14,4 = 46,8 кВт.

Следовательно, для прогрева необходимы две трансформаторные подстанции КТПТО-80/86.

Требуемая тепловая мощность в период изотермического прогрева, определяется по формуле (5.9)



кВт/м³.

Определяем требуемую тепловую мощность при изотермическом прогреве участка стены объёмом 14,4 м³ определяем по формуле

P_и = 0,43*14,4=6,2 кВт.

Для электротермопрогрева участка стены используем одиночные стержневые электроды из арматуры Ø6–АI. Электроды устанавливаются с шагом 200 мм.

Удельная электрическая мощность при таком размещении электродов определяется по формуле (6.5)

кВт/м³.

Определим удельную электрическую мощность при данном размещении электродов на захватке объёмом 14,4 м³

.

Следовательно, принимаем шаг электродов 200 мм; напряжение, подаваемое на электроды для подъёма температуры бетона до +50 ºС, – 65 В.

Бетонирование участка стены (толщиной В = 300 мм), V_б =14,4 м³ и t_нв = –15…–25 ºС выполняется с соблюдением следующих требований:

---

- опалубка утепляется минераловатными плитами толщиной 50 мм;

- максимальная продолжительность остывания бетона в утеплённой опалубке – 115 часов;

- бетон прогревается электродами Ø6 А–I, шаг электродов – 200 мм;

- для подъёма температуры бетона от +5 до +50 ºС необходимы две трансформаторные подстанции КТПТО-80/86 и напряжение на электродах 65 В.

Лабораторная работа №4

«Расчет параметров электротермопрогрева железобетонных конструкций плит перекрытия нагревательными проводами»
Электротермопрогрев бетона густоармированной монолитной конструкции безбалочной плиты перекрытия осуществляется проводами ПНСВ 1.2. Для электротермопрогрева применяются трансформаторы КТПТО-80/86. Работы по устройству и контролю электротермопрогрева плит перекрытия производятся круглосуточно. Нагревательный провод укладывается в два яруса по высоте, по нижним и верхним арматурным сеткам – с шагом 200 мм. Во всех вариантах плита безбалочная. После укладки бетона плита закрывается пленкой полиэтиленовой, поверх которой укладываются плиты теплоизоляционные на базальтовой основе ПТ-100 (толщина 100 мм).

Требуется выполнить расчет параметров электротермопрогрева бетона и расчет потребности в основных материалах, необходимых при электротермопрогреве плиты перекрытия по исходным данным представленным в табл. 5.

Таблица 5 - Исходные данные для расчета параметров электротермопрогрева железобетонных конструкций плит перекрытия нагревательными проводами

№ варианта	Размер участка перекрытия (толщина, ширина, длина), м	Класс бетона	ПЦ марки	Ц, кг/м3	Р1, кг/м3	tнв, ℃	скорость ветра , м/с	tбн, ℃	vт, ℃/ ч	tип, ℃
26	0,2*16*10	В25	400	280	230	-15	5	10	5	40

---

Рассмотрим порядок расчёта параметров электротермопрогрева бетона на примере бетонирования плиты перекрытия рядовой блок-секции жилого дома серии 121 при температуре наружного воздуха от 0 до –20 ºС и скорости ветра до 5 м/с.

Модуль поверхности плиты:

М_п = (0,2*16*2)+(0,2*10*2)+(16*10*2)=330,4 м²/V=32м³=10,32 м^-1

М_п = 10,32 м^-1.

Согласно данным табл. 6.1 и подразд. 6.1 для электротермопрогрева конструкции с модулем поверхности 10 м^–1 используется метод нагревательных проводов и режим прогрева «подъем – изотермический прогрев – остывание» [1].

Электротермопрогрев бетона монолитной плиты сечением 200200 мм осуществляется проводами ПНСВ 1.2, свойства которых таковы, что рабочий ток погруженного в бетон провода следует выбирать в 14–16 А. При этом значении тока провод ПНСВ 1.2 способен нормально работать в бетоне, однако на воздухе вследствие худших условий отвода тепла быстро выходит из строя. В связи с этим нагревательный провод, закладываемый в бетон, оснащается так называемыми «холодными концами», эти отрезки провода, способны на воздухе выдерживать рабочий ток. Для этого используют провод АПВ-4, хотя возможно выполнение «холодных концов» из двух соединенных параллельно отрезков провода ПНСВ 1.2. Длина «холодных концов» – 0,7 м.

Для электротермопрогрева применяется трансформатор КТПТО-80/86.

Бетонирование ростверка ведётся по двум захваткам. Общий объём ростверка: V_б= 32 м³.

Бетонная смесь доставляется на строительную площадку автобетоносмесителями АБС-5ДО и подаётся на рабочее место башенным краном Б-405.1.А в бункер БНХЛ-1.0.

Работы по устройству и контролю электротермопрогрева плиты перекрытия производятся круглосуточно.

Расчёт основных параметров при электротермопрогреве бетона

Длина нагревательного провода ПНСВ1.2 определяется по формуле:

и составляет, м,

l= = 27,5

при следующих значениях величин: U = 75 В (третье положение трансформатора); S = 1,131 мм ² (для провода ПНСВ 1.2); Р = 32,5 Вт/м (среднее значение для армированных монолитных конструкций).

Удельное сопротивление жилы при рабочей температуре определяем по формуле

ρ_t = R_t  S,

где R_t – сопротивление жилы, приведённое на погонный метр нагревателя

---

, Ом/м; S – сечение провода, мм².

R_t = 0,2285 Ом/м (для Р = 32,5 Вт/м и S = 1,131 мм²);

ρ_t = 0,2285  1,131 = 0,258 Ом/м.

Следовательно, используется нагревательный провод ПНСВ 1,2 в бухтах по 28 м.

Расчёт потребности основных материалов, необходимых при электротермопрогреве ростверка

Исходные данные:

- объём бетонируемой плиты: V_б= 32 м³;

- провод укладывается в 2 яруса с шагом 100 мм по высоте Расход провода ПНСВ 1.2 на 1 м³ плиты (сечением 20010000 мм) – а их 200 проводов – определяется в соответствии с рис. 11.2:

100 м/м³.

Общая потребность нагревательного провода для электротермопро­грева ростверка объема 32 м³:

м

С учётом длины нагревательного провода в бухте:

3200/28=114,3 принимаем 115 бухт, тогда L=115*28=3220 м;

В том числе на коммутацию 1-й захватки приходится: L_1захв=30*28=840 м, на 2-ю захватку: L_2захв =88*28 = 2464 м.

Для определения фактической прочности бетона к моменту отключения электротермопрогрева рассмотрим данные замеров температуры согласно журналу электротермопрогрева бетона:




Рис. 4.1 -. Схема расположения нагревательных проводов в теле бетона монолитного ростверка



Рис. 4.2. - Схема подключения «холодных концов» к нагревательному проводу ПНСВ 1.2
5 ч – 20 ºС;

5 ч – 30 ºС;

20 ч – 40 ºС;

30 ч – 50 ºС.

Итого: 60 часов.

Произведем расчёт по данным табл. 9.1:

5 ч  1,25 = 6,25;

5 ч  2 = 10,00;

20 ч  3,20 = 64,00;

30 ч  4,5 = 135,00.

Итого 215 эквив. часов, что составляет, согласно данным табл. 9.2, 67,5 % R₂₈

Для подачи напряжения на грею­щий провод используется провод АПВ-4. Расход провода АПВ-4 L_а на 1 м³ монолитного ростверка определяется в соответствии с рис. 4. по формуле

,

где l_ – расход провода ПНСВ 1.2 на 1 м³ монолитного ростверка, м/м³;

l_а – длина провода АПВ-4, м;

N_а – количество подводящих проводов.

l = 75 м/м

---