CC BY
99
УДК 693.547
Д. Г. Имайкин, Р. А. Ибрагимов, М. М. Мартынов, А. Р. Сунгатуллина
ТЕХНОЛОГИЯ ЗИМНЕГО БЕТОНИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕРМОАКТИВНОЙ ОПАЛУБКИ
Ключевые слова: Технология зимнего бетонирования, опалубка, нагреватели.
В работе представлены результаты исследований температурных и прочностных показателей конструкции при прогреве в термоактивной опалубке. А также произведен анализ эффективности прогрева щитами термоактивной опалубки.
Keywords:Technology of winterconcreting, timbering, heaters.
The results of investigations of temperature and strength characteristics in the design at warming thermosetting formwork.And also the analysis of efficiency of warming up is made by boards of a thermoactive timbering.
В настоящее время монолитное строительство занимает лидирующие позиции, как в промышленно-гражданском, так в дорожно-мостовом строительстве. Строительство ведется круглогодично, возрастают объемы зимнего бетонирования, дефицит электроэнергии и их высокая стоимость, повышаются требования к качеству зимнего бетонирования монолитных
строительных конструкций [1].
Для предотвращения замерзания бетонной смеси в процессе твердения, применяют мероприятия по сохранению положительной температуры бетона [2].
Происходящее при твердении бетона выделение тепла при зимнем бетонировании в некоторых случаях имеет большое практическое значение, аименно: количество выделяемого тепла, продолжительность тепловыделения и влияние его на повышение температуры бетона. Но во многих случаях выделяемой теплоты недостаточно для повышения температуры бетона взимний период -ее хватает только на замедление процесса остывания.
Все вышеуказанные недостатки приводят к необходимости пересмотра традиционного подхода, как к выбору метода зимнего бетонирования, так и к расчетному обоснованию параметров выбранного метода. Это, в свою очередь, влечет необходимость решения актуальных научно-технических задач, связанных с разработкой технических средств контроля выполнения нормативных температурных ограничений на стадиях проектирования и производства работ.
На сегодняшний день не созданы технические средства, позволяющие, надежно контролировать выполнение таких ограничений как: отсутствие перегрева или недогрева бетона, допустимая скорость перестройки температурного поля, включение и выключение нагревателей, обеспечение существенного энергосбережения за счет полезного использования тепловой инерции бетона.
Среди известных методов зимнего бетонирования наиболее эффективным считается электродный прогрев в силунадежности и простоты
монтажа, более высокой на 10-12% тепловой эффективностипри сквозном прогреве бетона протяженных конструкций струнными
электродами,быстрое достижение повышенных температур с более равномерным распределением температурных полей [3].
Несмотря на ряд положительных особенностей электродного прогрева,большую сложность представляет управление электродным прогревом из-за изменяющегося удельного электрического сопротивления бетона в процессе его выдерживания и отсутствия экспериментальных исследований величины этого показателя для бетонов [4].
В связи с этим нами разработана конструкция щита термоактивной опалубки представленная на рис.1 и рис. 2. Номера термопар и их координаты в соответствии с рис. 1 представлены в табл. 1.
Рис. 1 - Конструкция опалубки: 1 - бетонная смесь; 2 - термопара; 3 - опалубка
Таблица 1 -координатах
Расположение термопар в
Номер Координата по Координата по
термопар оси х оси у
1 45 160
2 185 160
3 117 100
5 198 105
6 55 42
7 37 90
8 43 160
/—у
я. 25. й- Ш
Рис. 2 - Конструкция щита опалубки: 1 -опалубка; 2 - нагревательный элемент
Термоактивная опалубка представляет собой коробчатую конструкцию, состоящую из щитов ламинированной фанеры толщиной 20мм с встроенными в опалубку проводами марки ПНСВ-1,2. В ходе расчетов был получен шаг укладки проводов равный 40мм (см формулу 1) с шириной борозды 15мм (рис. 2). Общий размер конструкции240x210 мм, высотой 400 мм.
Шаг Ь проволочных нагревателей определяется по формуле:
Ь =1ЛРуд/?+ 1)=1/(2/1,33+1)=39,99~40мм (1)
Длину электронагревателей I определяют по формуле:
Н^^У^О (2)
Для определения эффективности данной опалубки нами был проведен эксперимент по прогреву бетона в опалубке с целью определения температур в указанных точках опалубки.
Для приготовления бетона использовался портландцемент Ульяновского завода ЦЕМ П/А-К (Ш-П) 32,5Б и песчаногравийная смесь Камско-Устьинского месторождения в соотношении 1:2.
Бетонная смесь укладывалась в термоактивную опалубку слоями и уплотнялась штыкованием. Далее осуществлялся прогрев бетонной смеси греющимипроводами. Эксперимент проводился в лаборатории кафедры при температуре воздуха 16°С, температура греющего кабеля составила 40 °С.
Для получения температурных полей во время прогрева внутри бетона был выбран прибор УКТ 38-Щ4 ТС (устройство для измерения и контроля температуры восьмиканальное) производства НПФ «Овен». Измерения температуры в бетоне проводилось игольчатыми термопарами погружного типа. До начала эксперимента проводилось тарирование каждого из датчиков в условиях положительных температур. Результаты эксперимента представлены в табл. 2.
Таблица 2 - Показания термопар в зависимости от времени прогрева
Время тверде-ния,мин Номера термопар
1 2 3 5 6 7 8
Температура бетона, °С
60 24,1 25,0 21,5 23,2 23,3 24,0 23,1
120 27,8 28,6 26,0 26,9 26,8 27,5 26,3
180 31,2 31,9 29,9 30,3 30,3 30,9 29,5
240 34 34,8 33,1 33,0 33,1 33,7 32
300 37,2 37,7 36,7 36,1 36,4 37,0 34,9
360 39,7 40,1 39,6 38,5 38,9 39,5 37,2
420 41,7 42,0 41,8 40,4 40,9 41,6 39,0
480 43,0 43,5 43,4 41,8 42,3 42,9 40,3
540 43,6 44,1 44,2 42,4 42,9 43,5 40,9
600 43,9 44,5 44,8 42,7 43,2 43,7 41,1
По полученным результатам были построены распределение температур в теле бетона: после 60 минут прогрева (рис. 3), и после 600 минут прогрева (рис. 4).
Рис. 3 - Термограмма распределения температур в бетонепосле 60 минутного выдерживания
Рис. 4 - Термограмма распределения температур в бетоне после 600 минутного выдерживания
По результатам работы можно сделать следующие выводы:
1.Разработана конструкция щита термоактивной опалубки, позволяющая бетонировать строительные конструкции в зимних условиях.
2. По результатам проведенного эксперимента наибольшие потери тепла наблюдаются в углах опалубки.
3. Наибольшее повышение прочности бетона наблюдется в центральной зоне бетонированной конструкции, при этом повышение прочности на вторые сутки твердения достигает 16МПа.
Литература
1. Руденко Д.В. «Методы расчета параметров прогрева бетона при помощи греющих проводов», СПбГАСУ 2007г., 11с.
2. ГныряА.И., Коробков С.В. «Технология бетонных работ в зимних условиях», ТОМСК, Издательство ТГАСУ, 2011г., 412с.
3. СадовичМ.А. «Методы зимнего бетонирования в условиях севера», Братск 2009г., 104с.
4. Молодин В.В. Бетонирование монолитных строительных конструкций в зимних условиях:Новосибирск: НГАСУ, 2006г., 300 с.
© Д. Г. Имайкин - канд. техн. наук, доц. каф. «Технология, организация и механизация строительства» КГАСУ, imaykindg@mail.ru; Р. А. Ибрагимов - канд. техн. наук, доц. той же кафедры, rusmag007@yandex.ru; М. М. Мартынов - асс. той же кафедры; А. Р. Сунгатуллина - магистр гр. 3СМ203 КГАСУ, adelinchik555@gmail.com.
© D. G. Imaykin - Ph.D. in Engineering, Associate Professor of Dept. of Technology, Organization and Mechanization of Construction, Kazan State University of Architecture and Engineering, imaykindg@mail.ru; R. A. Ibragimov - Ph.D. in Engineering, Associate Professor of Dept. of Technology, Organization and Mechanization of Construction, Kazan State University of Architecture and Engineering, rusmag007@yandex.ru; M. M. Martynov - assistant in Engineering, Kazan State University of Architecture and Engineering; A. R. Sungatullina - master in Engineeringgr. 3SM203,adelinchik555@gmail.com.
