Файл: Лекция Введение. Общие сведения по производству работ в зимних условиях.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 153
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
жающую среду, кВт; Р4— мощность, эквивалентная экзотермическому тепловыделению, кВт.
Удельная мощность, требуемая для разогрева 1 м3 бетона от начальной температуры tб.н до tmax в течение τр, т. е. со скоростью разогрева vр =(tmax-tб.н)/τр , составит
где сб—удельная теплоемкость бетона, кДж/(кг-°С); ρб—плотность бетона, кг/м3.
Если приближенно считать, что за время τр температура опалубки поднимается на , tmax/2-tн.в то.
где соп, ρоп,δоп—соответственно удельная теплоемкость, плотность; материала опалубки и ее толщина, м;tн.в—температура наружного воздуха, °С.
Удельная мощность, требуемая на возмещение теплопотерь за время τр, в среднем составит
Удельную мощность Р4, соответствующую интенсивности тепловыделения при твердении цемента, осредненно принимают равной 0,8 кВт/м3.
Удельная мощность Риз, потребная на период изотермического прогрева, равна
где Р3 из —удельная мощность, затрачиваемая на возмещение теплопотерь при изотермическом прогреве:
где tиз—температура изотермического прогрева, равная обычно tmax; Р4 из—удельная мощность, соответствующая интенсивности тепловыделения при твердении цемента, осредненно принимают 0,2 кВт/м3.
Для подведения электрической энергии к бетону используют различные электроды: пластинчатые, полосовые, стержневые и струнные.
К конструкциям электродов и схемам их размещения предъявляются следующие основные требования: мощность, выделяемая в бетоне при электропрогреве, должна соответствовать мощности, требуемой по тепловому расчету; электрическое и, следовательно, температурное поля должны быть по возможности равномерными; электроды следует располагать по возможности снаружи прогреваемой конструкции для обеспечения минимального расхода металла; установку электродов и присоединение к ним проводов необходимо производить до начала укладки бетонной смеси (при использовании наружных электродов).
В наибольшей степени удовлетворяют изложенным требованиям пластинчатые электроды.
Пластинчатые электроды принадлежат к разряду поверхностных и представляют собой пластины из кровельного железа или стали, нашиваемые на внутреннюю, примыкающую к бетону поверхность опалубки и подключаемые к разноименным фазам питающей сети (табл.2, п 1). В результате токообмена между противолежащими электродами весь объем конструкции нагревается. С помощью пластичнатых электродов прогревают слабоармированные конструкции правильной формы небольших размеров (колонны, балки, стены и др.).
Полосовые электроды изготовляют из стальных полос шириной 20...50 мм и так же, как пластинчатые электроды, нашивают на внутреннюю поверхность опалубки (табл.2, п. 2, 3).
Токообмен зависит от схемы присоединения полосовых электродов к фазам питающей сети. При присоединении противолежащих электродов к разноименным фазам питающей сети (см. табл.2, п. 2) токообмен происходит между противоположными гранями конструкции и в тепловыделение вовлекается вся масса бетона. При присоединении к разноименным фазам соседних электродов (см. табл.2, п. 3) токообмен происходит между ними.
Полосовые электроды устанавливают по одну сторону конструкции. При этом к разноименным фазам питающей сети присоединяют соседние электроды. В результате реализуется периферийный электропрогрев.
Одностороннее размещение полосовых электродов применяют при электропрогреве плит, стен, полов и других конструкций тол
щиной не более 20 см.
При сложной конфигурации бетонируемых конструкций применяют стержневые электроды—арматурные прутки диаметром 6... 12 мм, устанавливаемые в тело бетона.
Наиболее целесообразно использовать стержневые электроды в виде плоских электродных групп (табл.2, п. 4). В этом случае обеспечивается более равномерное температурное поле в бетоне.
При электропрогреве бетонных элементов малого сечения и значительной протяженности (например, бетонных стыков шириной до 3... 4 см) применяют одиночные стержневые электроды (табл.2, п. 5).
Струнные электроды применяют для прогрева конструкций, Длина которых во много раз больше размеров их поперечного сечения (колонны, балки, прогоны и т. п.). Струнные электроды устанавливают по центру конструкции и подключают к одной фазе, а металлическую опалубку (или деревянную с обшивкой палубы кровельной сталью) — к другой (табл.2, п. 6). В отдельных случаях в качестве другого электрода может быть использована рабочая арматура.
Таблица.2.
Виды электродов, схемы их расстановки и формулы расчета выделяемой удельной мощности.
Электропрогрев ведут на пониженных напряжениях в пределах 50... 127 В. Осредненно удельный расход электроэнергии составляет .60... 80 кВт/ч на 1 м3 железобетона.
5.Контактный (кондуктивный) нагрев.
При данном методе используется теплота, выделяемая в проводнике при прохождении по нему электрического тока. Затем эта теплота передается контактным путем поверхностям конструкции. Передача теплоты в самом бетоне конструкции происходит путем теплопроводности. Для контактного нагрева бетона преимущественно применяют термоактивные (греющие) опалубки и термоактивные гибкие покрытия (ТАГП).
Греющая опалубка имеет палубу из металлического листа или водостойкой фанеры, с тыльной стороны которой расположены электрические нагревательные элементы. В современных опалубках в качестве нагревателей применяют греющие провода и кабели, сетчатые нагреватели (рис.20, а, б), углеродные ленточные нагреватели, токопроводящие покрытия и др. Наиболее эффективно применение кабелей, которые состоят из константановой проволо
ки диаметром 0,7... 0,8 мм, помещенной в термостойкую изоляцию. Поверхность изоляции защищена от механических повреждений металлическим защитным чулком. Для обеспечения равномерного теплового потока кабель размещают на расстоянии 10... 15 см ветвь от ветви.
Сетчатые нагреватели (полоса сетки из металла) изолируют от палубы прокладкой асбестового листа, а с тыльной стороны опалубочного щита —также асбестовым листом и покрывают теплоизоляцией. Для создания электрической цепи отдельные полосысетчатого нагревателя соединяют между собой разводящими шинами. .
Рис. 20. Технические средства для кондуиизного нагрева бетона:
а—термоактивная опалубка с греющим кабелем—то же, с сетчатыми нагревателями; в — термоактивное гибкое покрытие с греющими прсивми; /—греющий кабель; 2—асбестовый лист; ^ — минеральная вата; 4 —защитный стальной лист; 5 — клемма; 6 — палуба из фанеры; 7— разводящие шины; 8—сетчатые нагреватели; 9—защитный чехол; 10 —алюминиевая фольга; 11 —отверстия для крепления покрытия;12—утеплитель; 13 —листовая резина; 14 — греющий провод; 15 — коммутационные выводы
Углеродные ленточные нагреватели наклеивают специальными клеями на палубу щита. Для обеаечения прочного контакта с коммутирующими проводами конщцшнт подвергают меднению.
Термоактивное покрытие (ТРАП)—легкое, гибкое устройство с углеродными ленточными нагревателями или греющими проводами (рис. 7.61, в), обеспечивающие нагрев до 50°С. Основой покрытия является стеклохолст, к которому крепят нагреватели. Для теплоизоляции применяют штапельное стекловолокно с экранированием слоем из фольги. В качестве гидроизоляции используют прорезиненную ткань.
6.Инфрокрасный нагрев.
При инфакрасном нагреве используют способность инфракрасных лучей поглощаться телом и трансформироваться в тепловую энергию, что повышает теплосодержание этого тела.
Генерируют инфракрасное излучение путем нагрева твердых тел.
Для бетонных работ в качестве генераторов инфракрасного излучения применяют трубчатые металлические и кварцевые излучатели. Для создания направленного лучистого потока излучатели заключают в плоские или параболические рефлекторы (обычно из алюминия).
Рис.21. Схемы инфракрасного нагрева:
а—обогрев арматуры плиты; б, в—термообработка бетона плиты (сверху и снизу); г'— локальная термообработка бетона при возведении высотных сооружений в скользящей опалубке; ; д. е—термообработка бетона стен; ж—-тепловая зашита укладываемой бетонной смеси; 1-инфракрасная установка; 2—арматура плиты; 3—синтетическая пленка; 4.—термообрабатываемый бетон; 5—теплоизолирующий мат; 6—укладываемая бетонная смесь
Инфракрасный нагрев применяют при следующих технологических процессах (рис.21): отогреве арматуры, промороженных оснований и бетонных поверхностей; тепловой защите укладываемого бетона; ускорении твердения бетона при устройстве междуэтажных перекрытий, возведении стен и других элементов в деревянной, металлической или конструктивной опалубке, высотных сооружений в скользящей опалубке (элеваторы, силосы и т. п.).
Электроэнергия для инфракрасных установок поступает обычно от трансформаторной подстанции, от которой к месту производства работ прокладывают низковольтный кабельный фидер, питающий распределительный шкаф. От последнего электроэнергию подают по кабельным линиям к отдельным инфракрасным установкам.
Бетон обрабатывают инфракрасными лучами при наличии автоматических устройств, обеспечивающих заданные температурные и временные параметры путем периодического включения-выключения инфракрасных установок.
Удельная мощность, требуемая для разогрева 1 м3 бетона от начальной температуры tб.н до tmax в течение τр, т. е. со скоростью разогрева vр =(tmax-tб.н)/τр , составит
где сб—удельная теплоемкость бетона, кДж/(кг-°С); ρб—плотность бетона, кг/м3.
Если приближенно считать, что за время τр температура опалубки поднимается на , tmax/2-tн.в то.
где соп, ρоп,δоп—соответственно удельная теплоемкость, плотность; материала опалубки и ее толщина, м;tн.в—температура наружного воздуха, °С.
Удельная мощность, требуемая на возмещение теплопотерь за время τр, в среднем составит
Удельную мощность Р4, соответствующую интенсивности тепловыделения при твердении цемента, осредненно принимают равной 0,8 кВт/м3.
Удельная мощность Риз, потребная на период изотермического прогрева, равна
где Р3 из —удельная мощность, затрачиваемая на возмещение теплопотерь при изотермическом прогреве:
где tиз—температура изотермического прогрева, равная обычно tmax; Р4 из—удельная мощность, соответствующая интенсивности тепловыделения при твердении цемента, осредненно принимают 0,2 кВт/м3.
Для подведения электрической энергии к бетону используют различные электроды: пластинчатые, полосовые, стержневые и струнные.
К конструкциям электродов и схемам их размещения предъявляются следующие основные требования: мощность, выделяемая в бетоне при электропрогреве, должна соответствовать мощности, требуемой по тепловому расчету; электрическое и, следовательно, температурное поля должны быть по возможности равномерными; электроды следует располагать по возможности снаружи прогреваемой конструкции для обеспечения минимального расхода металла; установку электродов и присоединение к ним проводов необходимо производить до начала укладки бетонной смеси (при использовании наружных электродов).
В наибольшей степени удовлетворяют изложенным требованиям пластинчатые электроды.
Пластинчатые электроды принадлежат к разряду поверхностных и представляют собой пластины из кровельного железа или стали, нашиваемые на внутреннюю, примыкающую к бетону поверхность опалубки и подключаемые к разноименным фазам питающей сети (табл.2, п 1). В результате токообмена между противолежащими электродами весь объем конструкции нагревается. С помощью пластичнатых электродов прогревают слабоармированные конструкции правильной формы небольших размеров (колонны, балки, стены и др.).
Полосовые электроды изготовляют из стальных полос шириной 20...50 мм и так же, как пластинчатые электроды, нашивают на внутреннюю поверхность опалубки (табл.2, п. 2, 3).
Токообмен зависит от схемы присоединения полосовых электродов к фазам питающей сети. При присоединении противолежащих электродов к разноименным фазам питающей сети (см. табл.2, п. 2) токообмен происходит между противоположными гранями конструкции и в тепловыделение вовлекается вся масса бетона. При присоединении к разноименным фазам соседних электродов (см. табл.2, п. 3) токообмен происходит между ними.
Полосовые электроды устанавливают по одну сторону конструкции. При этом к разноименным фазам питающей сети присоединяют соседние электроды. В результате реализуется периферийный электропрогрев.
Одностороннее размещение полосовых электродов применяют при электропрогреве плит, стен, полов и других конструкций тол
щиной не более 20 см.
При сложной конфигурации бетонируемых конструкций применяют стержневые электроды—арматурные прутки диаметром 6... 12 мм, устанавливаемые в тело бетона.
Наиболее целесообразно использовать стержневые электроды в виде плоских электродных групп (табл.2, п. 4). В этом случае обеспечивается более равномерное температурное поле в бетоне.
При электропрогреве бетонных элементов малого сечения и значительной протяженности (например, бетонных стыков шириной до 3... 4 см) применяют одиночные стержневые электроды (табл.2, п. 5).
Струнные электроды применяют для прогрева конструкций, Длина которых во много раз больше размеров их поперечного сечения (колонны, балки, прогоны и т. п.). Струнные электроды устанавливают по центру конструкции и подключают к одной фазе, а металлическую опалубку (или деревянную с обшивкой палубы кровельной сталью) — к другой (табл.2, п. 6). В отдельных случаях в качестве другого электрода может быть использована рабочая арматура.
Таблица.2.
Виды электродов, схемы их расстановки и формулы расчета выделяемой удельной мощности.
Электропрогрев ведут на пониженных напряжениях в пределах 50... 127 В. Осредненно удельный расход электроэнергии составляет .60... 80 кВт/ч на 1 м3 железобетона.
5.Контактный (кондуктивный) нагрев.
При данном методе используется теплота, выделяемая в проводнике при прохождении по нему электрического тока. Затем эта теплота передается контактным путем поверхностям конструкции. Передача теплоты в самом бетоне конструкции происходит путем теплопроводности. Для контактного нагрева бетона преимущественно применяют термоактивные (греющие) опалубки и термоактивные гибкие покрытия (ТАГП).
Греющая опалубка имеет палубу из металлического листа или водостойкой фанеры, с тыльной стороны которой расположены электрические нагревательные элементы. В современных опалубках в качестве нагревателей применяют греющие провода и кабели, сетчатые нагреватели (рис.20, а, б), углеродные ленточные нагреватели, токопроводящие покрытия и др. Наиболее эффективно применение кабелей, которые состоят из константановой проволо
ки диаметром 0,7... 0,8 мм, помещенной в термостойкую изоляцию. Поверхность изоляции защищена от механических повреждений металлическим защитным чулком. Для обеспечения равномерного теплового потока кабель размещают на расстоянии 10... 15 см ветвь от ветви.
Сетчатые нагреватели (полоса сетки из металла) изолируют от палубы прокладкой асбестового листа, а с тыльной стороны опалубочного щита —также асбестовым листом и покрывают теплоизоляцией. Для создания электрической цепи отдельные полосысетчатого нагревателя соединяют между собой разводящими шинами. .
Рис. 20. Технические средства для кондуиизного нагрева бетона:
а—термоактивная опалубка с греющим кабелем—то же, с сетчатыми нагревателями; в — термоактивное гибкое покрытие с греющими прсивми; /—греющий кабель; 2—асбестовый лист; ^ — минеральная вата; 4 —защитный стальной лист; 5 — клемма; 6 — палуба из фанеры; 7— разводящие шины; 8—сетчатые нагреватели; 9—защитный чехол; 10 —алюминиевая фольга; 11 —отверстия для крепления покрытия;12—утеплитель; 13 —листовая резина; 14 — греющий провод; 15 — коммутационные выводы
Углеродные ленточные нагреватели наклеивают специальными клеями на палубу щита. Для обеаечения прочного контакта с коммутирующими проводами конщцшнт подвергают меднению.
Термоактивное покрытие (ТРАП)—легкое, гибкое устройство с углеродными ленточными нагревателями или греющими проводами (рис. 7.61, в), обеспечивающие нагрев до 50°С. Основой покрытия является стеклохолст, к которому крепят нагреватели. Для теплоизоляции применяют штапельное стекловолокно с экранированием слоем из фольги. В качестве гидроизоляции используют прорезиненную ткань.
6.Инфрокрасный нагрев.
При инфакрасном нагреве используют способность инфракрасных лучей поглощаться телом и трансформироваться в тепловую энергию, что повышает теплосодержание этого тела.
Генерируют инфракрасное излучение путем нагрева твердых тел.
Для бетонных работ в качестве генераторов инфракрасного излучения применяют трубчатые металлические и кварцевые излучатели. Для создания направленного лучистого потока излучатели заключают в плоские или параболические рефлекторы (обычно из алюминия).
Рис.21. Схемы инфракрасного нагрева:
а—обогрев арматуры плиты; б, в—термообработка бетона плиты (сверху и снизу); г'— локальная термообработка бетона при возведении высотных сооружений в скользящей опалубке; ; д. е—термообработка бетона стен; ж—-тепловая зашита укладываемой бетонной смеси; 1-инфракрасная установка; 2—арматура плиты; 3—синтетическая пленка; 4.—термообрабатываемый бетон; 5—теплоизолирующий мат; 6—укладываемая бетонная смесь
Инфракрасный нагрев применяют при следующих технологических процессах (рис.21): отогреве арматуры, промороженных оснований и бетонных поверхностей; тепловой защите укладываемого бетона; ускорении твердения бетона при устройстве междуэтажных перекрытий, возведении стен и других элементов в деревянной, металлической или конструктивной опалубке, высотных сооружений в скользящей опалубке (элеваторы, силосы и т. п.).
Электроэнергия для инфракрасных установок поступает обычно от трансформаторной подстанции, от которой к месту производства работ прокладывают низковольтный кабельный фидер, питающий распределительный шкаф. От последнего электроэнергию подают по кабельным линиям к отдельным инфракрасным установкам.
Бетон обрабатывают инфракрасными лучами при наличии автоматических устройств, обеспечивающих заданные температурные и временные параметры путем периодического включения-выключения инфракрасных установок.