автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Предварительный разогрев керамзитобетонной смеси в технологии монолитного домостроения

. МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА. ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНЕЕЖИЮ-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ им. В,В.КУЙБЫШЕВА

На правах рукописи

ВЕХБЕ АЛИ АДДАЛЛА

предварительный разогрев керамзигобвтонной смеси в технологии монолитного домостроения:

Специальность 05.23.08 - Технология и организация

промышленного и гражданского

строительства

АВТОРЕФЕРАТ .

диссертации на соиокание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1990

Работа выполнена в Мооковском Ордена Трудового Краоного Знамени инженерно-строительном инотитуте им. В.В.Куйбшэва

. Научный руководитель ; - доктор технических наук,

профеооор Н.Н.Данилов

Официальные оппоненты '- доктор технических наук, ,•

профеооор Б.А.Крнаов

- кандидат технических наук, доцент Р.А.Сагадаев

Ведущая организация ,, ; - НИИ Мооотрой при Мосотрой-.

; комитете

■ .!'. "' .'•'•'''.'. ■ .'■ ' ..

Защита ооотоится " (6 " 1991 г. в м ^ " чао.

на заседании специализированного освета Д 053.11.10 при ЫИЗЙ . им. В.В.Куйбышева по адреоу: ПЗП4, Москва, Шлюзовая набережная, дом Й. вуд. А

С диооертацией ыоано ознакомиться в библиотеке МШИ имени В.В.Куйбышева.

Прооим Вас принять участие в ващите и направить Ваш отвыв по адреоу: 129337, Мооюва, Яроолавокое шоосе, дом 26, МШИ

общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Современная тенденция мирового отро-ительства - широкое внедрение монолитного бетона и железобетона при возведении промышленных и гражданских зданий. При атом в качеотве материала ограждавдих конструкций широкое применение находят легкие бетоны, как снижающие массу всего здания, так и обеспечивающие большую комфортность вынутри здания. В СССР из легких бетонов наибольшее применение находят керамзитобетон.. Данный опыт может быть перенесен и в Арабские страны на основе больших запасов вспучивающихся глин, пригодных для создания мощностей по выпуску керамзитового гравия и песка.

. В современном монолитном домостроении в широких масштабах применяют методы энергетического воздействия на бетон или бетонную смесь, призванные решить в зависимости от конкретных уело-; вий строительства и природно-климатических условий оледуппую основную задачу: обеспечение в определенных временных параметрах требуемых температурно-влажностных условий для твердения бетона и набора пм требуемой прочности (шш других физико-механических характеристик).

В зависимости от конкретных природно-климатических условий самостоятельными задачами могут являться:

- при отрицательных температурах - достижение критичеокой прочности бетона относительно замороживания;

- при положительных температурах в условиях оухого жаркого климата - достижение критической прочнооти бетона относительно , влагопотерь;

- при любых температурных условиях окружающей оредн - ускоренное доотижение бетоном регламентируемой прочнооти (распалу-бочной, допускающей немедленное загруженив возводимой конструкции и др.).

Как свидетельствует практика наиболее технологически эффективным из методов энергетического воздействия на бетон является метод "горячего термоса". Однако этот метод в достаточном объеме разработан лишь для бетонов на обычных тяжелых заполнителях. В то же время использование "горячего термоса" для бетонов на легких искусственных заполнителях иооледован недостаточно.

Целью диооертапионной работы является исследование технологических основ метода "горячего термоса" применительно к возведению монолитных керамзитобетошшх конструкций в условиях положительных и отрицательных температур. Основным направлением исследования являлось: разработка механизма расчета параметров воздействия предварительного разогрева керамзитобетонной смеси на становление прочностных показателей бетона.

В качестве объекта исследования приняты монолитные отражающие стены из керамзитобетона с Мп = 5...10 ЬГ*.

, Предметом исследования являются теоретические и технологические основы метода "горячего термоса" применительно к возведению монолитных керамзитобетонных стеновых конструкций в у слови- . ях положительных и отрицательных температур.

Для достикения указанной цели в работе решены следующие основные задачи: ;

1. Проведен анализ методов предварительного разогрева бетонной смеси;

2. Предложена методика определения параметров разогреваемой керамзитобетонной смеси при ее предварительном алектроразогреве;

3. Экспериментально определены значения удельного алектри-чеокого сопротивления нескольких ооотавов керамзитобетонной смеси;

■ 4« Иоследованы зависимости значения удельной электрической мощнооти от энергетических параметров предварительного злектро-раеогрева^

5. Рекомендованы определенные системы технических средств влектроразогрева и необходимое напряжение электричеокой сети.

6. Экспериментально определены коэффициенты тенлопереноса -в твердеющем керамзитобетонв.

7. Установлено влияние температурного фактора на кинетику

' нарастания относительной прочности керамзитобетона в период его выдерживания в конструкций.

У" Напная мизна работы представлена: , ' - механизмом расчета технологических параметров керамзито-бетонной смеси при ее предварительном алектроразогреве;

полученной зависимостью между удельной электрической мощностью и параметрами рабочего органа для предварительного алектроразогрева керамзитобетонной смеси;

■ : 3

- установленной зависимостью нарастения относительной прочности предварительно разогретой керамзитобетонной сиэси при ев </'' термосном вэдоршиващш от рада ректоров, г

Практическая ценность работы заключается в следующем;

- получены экспериментальные значения удельного электрического сопротивления определенного состава керамзитобетогаой смеси при ее предварительном алектроразогреве;

- для практической реализации метода рекомендованы опреде- . ленные системы электродов и необходимо напряжение электричео-. кой оетп;

. - получены значения коэффициентов теплоперенооа в твердеющем керамзитобетоне. -

На зшшту выводятся; 1 " " '

- механизм расчета технологических параметров керзмзитобе-тонной смеои при ее алектроразогреве;

- зависимость между удельной адектричеокой мощностью и па-, раметрами рабочего органа для предварительного электроразогрева . керамзитобетонной смеои;

- результаты зависимооти нарастания относительной прочности предварительно разогретой керамзитобетонной смеои при ее тер^ мооном ввдеряивании от начальной температуры смеси, от температуры наружного воздуха и коэффициента теплопередачи опалубки;

- практические значения коэффициента удельного оопротивле-'-ния керамзитобетонной омеси при ее электроразогреве;;

- значение коэффициентов теплоперенооа в твердеющем керамзитобетоне.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и ; обоуяиены:

- па аопиранском семинаре кафедры технологии строительного производства;

- на заседании кафедры технологии строительного производства МИСИ им. В.В.Куйбывева.

сх^ьом работы. Диссертационная работа ооотоит из введения, четырех глав, обеих выводов, описка литература (112 наименований), изложенных на 107 страницах машинописного текота, содер-еит 34 рисутакя и 8 таблиц.

содержание работы

Во введении обоснованы актуальность темы диссертации, цель иооледовашш, теоретическая и методологическая основа и используемые методы послодовашш. Определена научная новизна и практическая ценность диссертации, основные положения, выносимые, на защиту.

Первая глава поовящена анализу состояния вопроса и проводится анализ существующих методов.энергетического воздействия на бетон. Автор останавливается на методе "горячего термоса", проводит анализ современных методов предварительного разогре- . ва бетонной смеси в уоловиях строительных площадок, которые базируется в основном на использовании электрической энергии и значительно режа на энергиипара.

Метода предварительного разогрева характеризуют следующее:

,- разогрев бетонной смеси в кузове автосвмосвала опускными электродами;

-'электроразогрев в бадьях о жестким закрепление/электродов.

- ковдуктивный разогрев , реализуется специальным уотройст- ' вом, основанным на использовании электрической энергии, и представляет собой емкооть (обычно, поворотную бадыз-итуфельку"), внутри которой расположен греющий элемент (низковольтный термоэлемент)?

- конвективный разогрев бетонной омеси основан на использовании энергии пара подаваемого в бетонную смесь в процессе ее перемешивания в замкнутом объеме.

В практике Советского Союза наиболее эффективным показал себя пароразогрев при транспортировке и перемешивании бетонной : смеси в автобетоносмесителях, ь

Многолетний опыт строителей Советского Союза в использовании предварительного разогрева обычной бетонной смеои в условиях строительных площадок свидетельствует об эффективности методов, основанных на использовании электрической энергии. Поэтом? автор ь исследованиях по предварительному разогреву керамзито-бетонной смеси также остановился на методах электротермии и электро- и яоццуктшшом разогрева*.

Вторая глава посвяшена исследованию метола электроразогрева керамзит обе тонной смеси, его физической, математической моделей и технические средства для реализации данного метода на "строительной площадке.'

При электроразогреве керамзитобетошюй смеси процесс разогг1 рэза всей массы может быть представлен в оледуотем: электричес*- ,• кий ток проходит через растворную часть смоси (говоря точное через цементное тесто) и не происходит через керамзитовый гравий, являющийся диэлектриком. При прохонденил электрического тока через раотворнуи часть в последней ввделяется дноулево тепло. Денное тепло разогревает растворную часть, а зерна крупного заполнителя нагреваются от нее ковдуктивно. Характерным для такого процесса разогрева бетонной смеси тгаляется то, что нагрев зерна крупного заполнителя отстает от нагрева растворной части.

В результате перераспределения тепла меаду раотворной ча- . стью и крупным заполнителем общее теплосодержание бетонной омё-ои остаетоя неизменным. Однако ее средняя температура понизится. .. Данное обстоятельство необходимо учитывать при разработке расчетных положений и практической реализации метода "горячего термоса"«-

Задачами расчета электроразогрева керамзйтобетопной смеои определенного состава являются:

- установление конечной температуры бетонной смеои (под коночной температурой бетонной смеси подразумевается температура по окончании процесса перераспределения теплосодержания мегду . раотворной чаотыэ и крушпм заполнителем);

- установление' электрических и временных параметров разогрева до определенной температуры растворной части смеси.

Для решения поставленных задач электроразогрева керамзито-бетонной смеси продлогана методика инженерного расчота, представленная в табл. I блок-схемой. Данная блок-схема определяет последовательность выполнения раочетов и используемые раочетныа сЕормулы. При этом решение первой задачи (определение конечной температуры разогреваемой бетонной смеси) базируется на использовании этапов 1-6, а решение второй задачи (установление электрических и временных параметров разогрева до определенной температуры) - на использовании этапов 7 и 8.

Как следует из методики расчет предварительного разогрева бетонной смеси, опроделявдим электрическим параметром, является ее удельное электрическое сопротивление, а верное - удельное электрическое сопротивление ее раотворной части.

Однако при применении электроразогрева керамзитобетошюй смоси практический шгторос представляет не сам характер изменения удельного электрического сопротивления бетона, а его коли-

б

Таблица I

Блок-схема инженерного расчета электроразогрева керамзитобетонной смеси (объемом I и3)

Этапы и их содержание

Расчетные формулы ,

Состав керам-зитобетонной . омеои

Ц;п;к;в

К; «к ,

С»' Тр/Л

и. Я

I'. Объемное количеотво керамзитового заполнителя

2. Объемное количество раотворной части

3. Объемная теплоемкость керамзитобетонной смоси

4. Объемная теплоемкость растворной чаоти керамзитобетонной смеси

5. Теплосодержание раст-' ■ ворной чаоти бетошой смеси при извеотных максимально-допустимых температурах разогрева

6. Температура всего объема керамзитобетонной омоои

7. Электрические парамет-. ры электроразогрева керамзитобетонной смеси - необходимое подаваемое напряжение на электрод

8. Временные параметры -електроразогрева керамзи-тоЗетокной сшей_

о^асмсрм)'

Отг»

У 3,6Гр

г 3.64*

где Ц - масса цемента, кг; П - масса песка, кг; К - масса керамзитового гравия, кг; В - масоа води, кг; К* - насып-, ная плотность керамзитового гравия, кг/м3;; Сц - удельная теплоемкость -цемента, КДж/кг°С; Сц - удельная теплоемкость песка, КЦж/кг°С; С к - удельная теплоемкость керамзитового гравия, .

Се - удельная теплоемкость воды, ВДк/кг С; - :

температура.разогрева раотворной части керамзитобетонной смеси, ; °С{ ТГр - продолжительность разогрева растворной части до. необходимой температуры, ч; Я - алэктричеокое сопротивление системы "электроды-кэрамзитобетонная смесь", ом; I) напряжение на электродах, В.

• 7

■ чественныо показатели на начальной стадии - стадия уложенной в разогревающие уотройства смесп. От абсолютный значений зависит^ . какое минимальное необходимое напряжение электрического тока , Следует подавать на электроды при принятой схеме их расстановки для вцделения потребного количества тепла (определяется тепло- • техническим расчетом).

Экспериментальным путем методом "амперметра-вольтметра" были получены значения удельного электрического сопротивления рабочего оОстава корамзитобетонной с?.1вси; портландцемент марки "300/ (Ц) - 334 кг, керамзитовый гравий насыпной плотностью 65» кг/ц3, фракция Ю.'..20 мм (К) - 302 кг; вода (В) - 266 кг; на специальной установке в лаборатории кафедры ТСП МИСИ им. В.В.Куйбышева. • ' , • - ^

Результаты экспериментальных исследований )ц керомзито-бетонной смоои приведены в табл.. 2. Среднее из трех измерений значения ^ ооотавило 5,25 Ом м. Подйбныэ значения корамзитобетонной смеси близки к ?н тяжелой смеси.

. 0 . ' Таблица 2

, Количественные показатели )н керамзитобетонной смеси

К измерения Расстояние могщу электродами Ь | м Площадь элоктро- ДОВ 9 Р, »Г Напряае-, гаю на электродах и, в Ток в цепи 1. А Удельное сопротивление Гн.Ом м

I 0,1 0,04 50 . 3,5 5,75

2 ' од 0,04 75 6 5

3 0,1 0,04 100 8 5

Среднее 5,25

значение

Резшируя пзложошюе выше, устанавливаем, что количественное значение основного электрофизического параметра, обуславливающего технологические параметры предварительного разогрева керамзитобетонной смеоа характеризуются существенной изменчивостью. Поэтому в цолях корректировки условий и режимов предварительного электроразогрева (внесение изменений в величину подводимого напряжения или продолжительность разогрева) необходимо систематическое экспериментальное определение в уоловиях строительной плоаадки, что должно бить учтено регламентом технологии.

При установлении оптимальных технических оредств для реализации предварительного злектрорвзогревз кераызитоботонной смэои и из цмоющегося арсонала устройств для разогрева обычного бетона :

но могут попользоваться только поворотные бадьи, так как керам-.эитобетонная смесь не может транспортироваться автосаносвалами.

Определяющим фактором здесь являетоя то, что в процеоое ■транспортирования происходит дезинтеграция керамзитобетонной смеои вследствии "всплывания" к открытой поверхности крупного заполнителя, как более легкого. Поэтому в международной практи-, ке, (включая Советский Союз), транспортировку керамзитобетонной - смеси осуществляют либо автобетоносмесителями - основной метод, . либо бетоновозами, оборудованными устройствами дополнительного перемешивания (в пути или непосредственно перед выгрузкой) .Данный метод транспортировки керамзитобетонной смеси на строительную площадку требует операции промежуточной перегрузки либо в бадьи - при доотавко бетонной смеси к местам укладки краном, либо в приемный бункор бетононасоса - при доставке смеси к местам укладки бетоновозом.

Ставя задачу, что предварительный разогрев керамзитобетонной смеси является обязательным технологическим переделом в комплексном процесое,технологии монолитного железобетона, предлагаем на этапе пэрегрузки осуществлять ее разогрев. Для этого .необходимо разработать самостоятельные разогревающие устройство, то есть не сочетающие в себе функции разогрева и транспортировки бетонной смеои к местем укладки (как это имеет место в предварительном разогреве обычной бетонной смеси). 1 Конструктивно разогревающие керамзптобетонную смесь устройства должны предотавлять собой емкость (определенного объема), оборудованную внутри рабочим (разогревающим) органом.

Проведенные исследования для оценки влияния параметров рабочего органа на выделяемую в порции керамзитобетонной смеси электрическую мощность выполнены численные расчеты при разных варьировании параметров. . .

Анализ полученных данных позволяет рекомендовать для практической реализации рабочий орган. Рабочим органом является система электродов, в качеотве которых рэкоыеццуется использовать плаотинчатыв, из листьев стали толщиной 5 ш, с параметрами расстояния между ними = 0,4 м и при напрягешш И = 380 В; стеряневке электроды диаметром 0,018 м fa с параметраод: рассто-'.'яйие между стергшеЕнми электродами в группе А = 0,2 м и расстояние мезду плоскими группами стэрзневых электродов £,t = 0,32 при напряжении U = 380 В.

Стационарное разогревающее устройство подставляет собой емкооть о расположенными внутри нее электродами. Вместимость емкости д сдана быть согласована с количеством керамзитобетонкой смеси, доставляемой автобетоносмесителсм.и временными параметрами доставки и разогрева. Если принять, что автобетоносмеситель Елеет емкость 4 м3, корамзитобетонная смооь доставляется о интервалом в I чао и время разогрева составляет 0,33 ч, то необходимая вмеотгалооть одного разогревающего устройства 4:3 = 1,33 ~ 1,35 м3, а необходимая установленная мощность - 1,35 160 = 216 Я 220 кВт.

Стационарное разогревающее устройство может. быть выполнено либо "проходным", либо "поворотным". Изготавливать разогревающие устройотва рекомендуется централизованно по индивидуальным заказам о учетом конкретной специфики бетонируемого объекта. Бозмошо также использование имеющихся в арсенале строителей технических средств в виде вертикальных бункеров, .бункеров-накопителей, поворотных бадей и др.

Третья глаза поовящена исследованию метода кондуктивного разогрева керамзитобетонной смеси, его физической, математической моделей и техническим средствам его реализации.

Разогрев бетонной смеси - ничто иное, как увеличите ее внутренней энергии. В случае кондуктивного разогрева повышение внутренней энергии достигается за счет стремления всей системы "нагреватель-бетонная смесь" к тепловому равновесию. Растворная составляющая п крупный заполнитель, находящиеся в непосредственном контакте о греющей поверхностью нагревателя, воспринимают тепло и передают его в глубинные слои бетонной омеси. Зерна крупных заполнителей расположены в непосредственной близости друг от друга, что повышает тепловое воздействие между ними. Это способствует повышению влияния крупного заполнителя на процесс тепло-переноса, которые проявляется в увеличении значения коэффициента температуропроводности. Однако было бы ошибочно считать, что растворная составляющая играет второстепеннуп роль в процессе переноса тепла. Следует полагать, что растворная составляющая не только переносит часть тепла, но и обеспечивает теплоподвод к зернам крупного заполнителя, а также перераспределение томпорату-ры медпу ними, что в целом повышает тем выравнивания тсотератур.

■ Для определения кинетики форлироватш температурного поля в

■ 10 ковдухтивно разогреваемой порции бетонной смеси воспользовалось дифференциальное уравнениеФурье , при определенных условиях, которые называются условиями однозначности и представлены в следующую принцкпиальнуюсхему. •

Разогрев слоя бетонной омеси, заключенного между плоскими нагревателями, расположенными друг от друга на некотором рао-отоянии 2 Я . Значит разогреваемый объем бетонной смеси мокет : быт^ представлен в вдде нескольких ограниченных плести» на поверхностях которых размещены лоточники тепла.Лоточниками тепла служат стальные пластины толщиной 2...4 ш, нагревающиеся до определенной температуры (+60 или 80°С) выделяемым в них д*оу-левым теплом.Поокольку предварительный разогрев бетонной смеси проводится до начала схватывания цемента в течение короткого промежутка времени, не превышающего 20 минут, то влиянием внутренних источников тепла можно пренебречь. Иоходя из этого, можно ¡констатировать, что начальная температура бетонной смеси во воех точках одинакова и равна температуре нагревателя.

Так как разогрев бетонной смеси происходит отдвухоторон-него подвода тепла, интеноивнооть.изменения и количество которого о обеих сторон одинакова, то имеем дело о оиьметричной задачей нестационарного теплового режима. При этом распределение температур по поверхности контакта бетонной оиеси и нагревателя достаточно.равномерное.

При данных условиях однозначности было решено основное уравнение теплопроводности при граничных условиях первого рода. Расчетная схема и "расчетные формулы представлены нарио. I.

А Ж

———Г

\ " .

■ И |_Х^

^♦елг'о ]

Я-'Ъ' X

Аргументы: ;

. Рио. I. Расчетная модель и расчетные формулы кондук-тавного нагрева керамзитобетонной смеси

репениа данного уравнения потребывало знания коэф^яциен-тов теплопареиооа коэффициента температуропроводности и коэ-фициеата теплопроводности на начальной стадии нагрева.

, Для определения коэффициентов теплопереноса воспользовались решением данного уравнения относительно Ро .по иэвост-ннм из экспериментальных данных имеям формирования томпера-турного поля. Результаты расчетов представлены в табл. 3.

Таблица 3

" Результаты расчетов коэффициентов температуро-'йроводнооти и теплопроводности •

Номер эксперимента

и его характеристика

Расстояние до негре вашей плоскости до точки Зиисошт

2,5 см

5 см

количественные Показатели

а м**/ч А вт/(м°с) а м^/ч Авт/(м°с)

й I

■Ьп - +60°С{ -Ьо = +26°С = 0,165 чао Ц т 0,33 чао ' Я 2 ' -Ьп в +60°С; Ьо = Т," 0,165 чао 0,33 чао

+15°С

0,0039 0,0033

0,0034 0,0037

2,6 2,2

2,3 2,5

0,0037 0,0039

0,003 0,0036

2,5 2,2

2

2,5

В задачи эксперименталышх исследований кинетики формирования температурного поля входило: .

а) изучение изменения темпоратуры по толцино разогроваомого слоя кершзитобетонной смеси С2й = 0,1 м), при температуре гре-

'отей поверхности нагревателя +60°С1

б) изучение закономерности и численных, значений тошорзтурн гревдей поверхности плоского^ нагревателя в зависимости от ого удельной электрической мощности <14,6 кВт/м2; 17 кВт/м2 и

19,4 кВт/м2).

Для предварительного коццуктивного разогрева керемзитоботон-поЗ смэси рекомендованы технические сродства в виде низковольт-

врго термоэлемента, являющийся основным рабочим органом, генерирующим тепловую энергию и ковдуктивно передающим ее бетонной смеси. Ковдуктивный разогрев керамзитобетонной оыеси может осуществляться как и при электроразогрэве в емкостях определенного объема (проходных или поворотных), оборудованных этим рабочим органом.

Четвертая глава поовящена исследованию некоторых особенностей и нреимущеотв технологии возведения монолитных конструкций из керамзитобетона о предварительным разогревом бетонной смеси.

На данном этапе развития возведения монолитных конструкций из керамзитобетона о предварительным разогревом (и особенно в условиях Арабских стран) из двух разрабатываемых и иосле-дуемых методов рекомендуется электроразогрев. Данные рекомендации базируются на проведенном анализе в работе, результаты которого фиксируют нижаследующее.

Электроразогрев по сравнению о кондуктивним разогревом характеризуется:

- меньшей потребной установленной удельной электрической , мощностью;

- меньшим удельным расходом электроэнергии на предварительный разогрев керамзитобетонной оыеои;

- более проотим исполнением технических оредств для осуществления предварительного разогрева.

Установлено влияние температурного фактора в кинетике нарастания прочнооти керамзитобетона. С целью определения закономерности становления прочноотных показателей керамзитобе-_ тона, уложенного в разогретом ооотояшт, были проведены ообот-& венные экспериментальные исследования.

! Предварительный разогрев осуществляли с применением эле-ктроразох'рева на лабораторной установке и до температуры 60°С.

Результаты экспериментальных исследований свидетельству, ют о наличии аспекта укладки керамзитобетонной смеси в разогретом оостоянии: так как прочность в -двухсуточном возрасте составила 40/5 от , семисуточном возрасте -80$ от Я»» и двадцативосьмисуточном - 112...115^ от .

Выполнен теоретический раочет по термосным выдерживаниям

конструкции-из керамзитобетона, уложенного о повышенными положительными температурами.

В задачу термосного выдерживания входило температурное обеспечение набора прочности керамзитобзтоном не менее 505? от • Rit к моменту распалублизанля, как это поставлено в задаче настоящего диссертационного исследования.

Количественно значения во времени величины средней температуры в твердеющем керамзмтобетоне плоского элемента определенной толщины зависят от начальной температуры бетонной смоси (т.е. начального теплосодеряашш), температуры окружающей среды (воздуха), скорости ветра, величины теплопередачи опалубка, количественных значений внутреннего иоточгожа тепла (экзотер-ыия цемента).

Для определения кинетики формирования средцой температуры в твердеющем керамзитобетоне воспользовались решетом основного уравнения переноса энергии:

В этом случае математическая модель процесса остывания плоского керамзитобетонного элемента представлена на рис. 2 со следующими исследуемыми факторами:

1 - толщина плоокого элемента - ° - 0,2 и 0,4 м.

2 - температура предварительного разогрева ^рщ - +40°С; ' +60°С; +80°С.

3 - тешература наружного воздуха "Ьнв = +15°С; -0°С; -15°С.

. 4 - коэффициент теплопередачи опалубки К «= I» 4 и 15 Вт/(^°С).

При поэтапном расчете остывания бэтонного элемента учитывалось изменение количественных показателей коэффициентов переноса керамзитобетока в зависимости от приобретенной il.hi от, носительной прочности.

Результаты расчетов термосного выдеретвагам забетоннрова-ния конструкции с учетом приведенных фвкторов позволяет констатировать позитивное влияние на кинетику роста относительной прочноотп керамзитобетона основных факторов, характеризующих

Рио. 2. Математическая модель процесса оотыванш условного плоокого керамзитобетонного : момента .

, метод "горячего термоса".

Выполнение исследования метода "горячего термоса" применительно Для стеновых панелей из карамзитобетова свидетельствует о возможности получения ими критической прочности в короткие сроки (рио, 3) '

Поскольку производственная апробация разработанной технологии ке проводилась, у автора но было возможности получить реальный расчет затрат на ее реализацию. Поэтому аффективной данной работы предложено оценить в совокупности о выдерживанием в конструкции предварительно разогретой керамзитобетонной смеси, 'соылаяоь на известный практической опыт*

: Практика строительного производства, основанная на примет ' иэнш метода "горячего териоса" для отеновых панелей из керам-зитобетспа, свидетельствует о возможности получения ими критической прочности в короткие сроки. Поэтому общая продолжительнее ть выдерживания бетона до достижения им заданной прочности сокращается, что ведет к уменьшению количества применяемой опалубки, а также сокращенно срока возведения зданий в целой, а следовательно, к еконоыичеокому аффекту.

ТГ, ЧАС

. 16 2& ■г 53 , 38 .44 . % К*.

-45" ■ ВЛ . Ьо , 7. Ко

6 о 67 77 . % Ко'

Ч^НОЮ ЧМ.60*С

•Ь^-бО-С

: Рпо. 3. Результата расчетов термосного выдерживания бетонированной конструкции

при

6 = 0,2 м; К = 4 Вт/(н°С); Ън

0°С

- Из него оледует, что метод "горячего термоса" по сравнению• О:традиционными методами энергетического воздействия на бетон монолитных конструкций менее материалоемок и трудоемок, так как; нет необходимости в переоборудовании опалубок (что имеет место при коццуктивном нагреве бетона конструкции), а только в устройстве теплозащиты.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

I. Анализ существующих методов предварительного разогрева позволяет сделать вывод о том, что для разогрева керамзитобетонной смеси наиболее эффективным является электро- и кондуктивный разогрев.

,2. Предложена методика расчета конечной температуры разогре-

ваемой керамзитобетонной смеои и определения параметров ее предварительного электроразогрева,

3. Установлено, что процесс предварительного разогрева первоначально происходит в электропроводящей составляющей бетонной, смеси, а затем происходит нагрев крупного заполнителя (то еоть выравнивание температуры керамзитобетонной смеси). Расчетным путем установлено, что разность в температурах электроразогре-' .; ваемой растворной части всего керамзитобетонной смеси составляет до В°С, что необходимо учитывать при расчетах термосного выдерживания забетонированных конструкций.

4. Экспериментально-раочетным методом определены коэффициенты теплопереноса для определенных составов керамзитобетонной смеои, значения которых соответствуют начальной стадии выдерживания. Предложены! коэффициент температуропроводности О я 0,0033 м^/ч; коэффициент теплопроводности Л = 2,2 Вт/(м°С).

б. Проведенные исследования в, сопоставлении сравнения о данными других исследователей свидетельствуют об эффективности пред-ложэнных технологических основ метода "горячего термоса" применительно к керамзитобетону. Так, если предварительно разогретую керамзитобегопную смесь выдерживать в разогретом соотоянии 20... 30 мин (не приводящее к Существенному снижению удобоукладывае-мооти) и затем уложить о вибрационным уплотнением, то ее прочность в двухсуточном возрасте составит 40Я от Дм • семисуточ-ном возрасте - во£ от К»» и 112... 115? от Я«« - двадцатисеми-суточном. Последнее обстоятельство можно использовать для экономии цемента на 15...18 кг на I куб.м бетона.

6. Ранее проведенные другими авторами и настоящие исследования свидетельствуют о высокой эффективности укладки бетонной сметой В разогретом состоянии с последующим термосном выдерживанием : и поэтому считаем, что это необходимо узаконить в качестве обязательного технологического передола при возведении монолитных конструкций.

Подписано в печать 5.03.91 Формат 60хв4А/16 Печ. офс. И-97 Объем I уч.-изд.л. Т.100 Заказ 116 Бесплатно

Ротапринт ШСИ им.В.В.^Йбышева