« Выбор противоморозных мероприятий для бетонирования сооружений при отрицательных температурах наружного воздуха».
методическая разработка на тему

Техникум гидромелиорации и механизации сельского хозяйства (филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Крымский федеральный университет имени В.И.Вернадского в пгт Советский

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

НА ТЕМУ « Выбор противоморозных мероприятий для  бетонирования сооружений при отрицательных  температурах наружного воздуха».

Разработал преподаватель            Малыхина Н.В.

Рассмотрена и одобрена на заседании цикловой комиссии гидромелиоративных дисциплин.

Протокол №______ __________________2015 г.

Председатель комиссии                     Кормочи М.И.

2015

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В зимнее время бетонные работы осложняются не только снижением работоспособности рабочих, эксплуатацией машин и механизмов, но и снижением скорости твердения бетона при пониженной температуре. При температуре +5°С бетонные смеси твердеют примерно в два раза дольше, чем при температуре +15...+20˚ С, а при температуре ниже 0˚ С твердение бетона прекращается полностью, так как химически не связанная вода превращается в лед и увеличивается в объеме приблизительно на 9%. В этом случае в бетоне возникают напряжения, разрушающие его структуру. При оттаивании процесс гидратации цемента возобновляется, но из-за нарушенной структуры бетон не может набрать проектной прочности.

Прочность бетона, после набора которой воздействие замерзания не влияет на его физико-химические характеристики, называется критической (см. таб.1). Это объясняется тем, что в бетоне, набравшем критическую прочность, значительная часть воды уже связана цементом, небольшое же количество воды, оставшейся свободной, при замерзании не разрушает стенки пор, так как к этому времени они становятся достаточно прочными. К тому же поры полностью не заполнены водой, что обеспечивает свободной испарение воды в них при замерзании

Табл.1

Из сказанного вытекает, что при производстве бетонных работ в период с отрицательными температурами следует создавать условия, при которых бетон в короткий срок набрал бы критическую прочность, и предохранять бетон от замерзания до достижения им критической прочности.

2. ПОДБОР ТИПА ОПАЛУБКИ

Для предохранения бетона от замерзания до набора им критической прочности можно применять три способа бетонирования сооружений: теплым или холодным бетоном, разогретой бетонной смесью.

Рассмотрим способ теплого бетона, который заключается в:

- приготовлении на заводе теплой бетонной смеси;

- сохранении положительной температуры бетонной смеси при её транспортировании в блоки бетонирования

- создания в блоках бетонирования нормальных для твердения бетона условий до приобретения им критической прочности.

 Теплую бетонную смесь получают на заводе в результате подогрева её компонентов - воды и заполнителей.

Температуру нагрева воды и заполнителей к моменту загрузки их в бетонную мешалку и температуру бетонной смеси при выходе из бетономешалки назначают на основании теплотехнических расчетов, но не выше данных, приведенных в таблице 2.

Таблица 2

Средняя температура бетона за время его выдерживания (от времени укладки бетона в блок бетонирования до времени остывания бетона до 0º С) определяется по формуле:

tср.б=tук /(1.03+ 0.181М+ 0.06tук)                                                                      (1)

где  tук-температура бетонной смеси, уложенной в блок бетонирования, ºС;

М - модуль поверхности блока бетонирования. Например:

t б.ср.=30/ (1.03 +0.181·5+0.06·30)= + 8ºС

По данным СНиП III-В.1-70 (табл.1) определяем критическую прочность бетона  марки R28 = 200, она составляет 40% от марочной. Срок выдерживания бетона, приготовленного на портландцементе, определяется согласно "Инструкции по производству бетонных и железобетонных работ в промышленном и гражданском строительстве в зимних условиях: Госстройиздат, М. 1957г. ( табл. 5 )

Например: Срок выдерживания бетона, приготовленного на портландцементе марки 400, до достижения им прочности 0,4 R28 при средней температуре бетона

 tср.б = + 8 ºC составляет 180 часов, или 7,5 суток.

По графику зависимости тепловыделения Т 1 кг цемента от его марки и времени выдерживания определяется тепловыделение цемента (рис. 1)

Например: тепловыделение 1 кг портландцемента марки 400

за 7,5 суток составляет Qц = 40 ккал/кг · град. По формуле теплового баланса в период выдерживания бетона (формула Б. Г. Скрамтаева) находим необходимый коэффициент термического сопротивления опалубки:

К = (γб.·Сб.tук +Qц· Ц )/ Z · М (tср.б-tн.в.)                                                        (2)

Например:                                            

К = (2400·0,25 · 30 + 40 · 280) / 180 · 5 (8+ 30 ) = 0,99

По значению коэффициента термического сопротивления принимается необходимая конструкция опалубки (табл. 4)

Например: При коэффициенте термического сопротивления опалубки  К=0,99 необходимо принять опалубку с двойной обшивкой  из досок толщиной 40 мм с засыпкой слоем опилок толщиной 10см.  

3  ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ БЕТОННОЙ СМЕСИ И

ЕЁ СОСТАВЛЯЮЩИХ, ПРИ ВЫДАЧЕ ЕЁ С БЕТОННОГО ЗАВОДА.

Необходимую температуру бетонной смеси при выдаче её с бетонного завода определяют по формуле:

tб.з.= tук+Δtтр+Δtпог                                                                                            (3)

где  tук- температура бетонной смеси, при укладке её в блок бетонирования, °С;

Δtпог- снижение температуры бетонной смеси при погрузке её в транспортные средства, принимаемое равным 0,032 на 1°С перепада температур бетонной смеси и наружного воздуха;

Δtтр-снижение температуры бетонной смеси за время её транспортирования от завода в блок бетонирования,

Δtтр- определяется опытным путём,  можно  принимать 14-15 % от перепада температур бетонной смеси и наружного воздуха.    

Тогда      Δtтр= 0,15· (tук - tн.в) = 0,15· (30 + 30) = 9 °С

 Δtпог= 0,032 ( tук+  Δtтр- tн.в) = 0,032( 30 + 9 + 30 )= 2.2ºC

tб.з= 30+9+2.2 =41.2ºС

При определении по значению температуры подогрева составляющих, следует учитывать потери температуры при их перемешивании. Эти потери обычно равны 2...3 °С.  По таблице 2 определяем значения наибольшей допустимой температуры воды и заполнителей бетонной смеси. Температура: воды - 80 °С, заполнителей –

50 ºС.

Исходные данные

Список использованной литературы

1. Соляной И.А., Шопин Г.Г., Ступак В.А. Организация и технология гидротехнических работ. –Киев.: Выща шк. 1988г. 280с.
2.  Громов В.И., Иванов Е.С. Организация и производство гидротехнических работ. -М.: Колос, 1974 г., 432 с.
3.  Иванов Е.С. Организация и производство гидротехнических работ.- М.: Агропромиздат, 1985 г., 400 с.