3.2 Технология ведения работ

Метод «термоса». Технологическая сущность метода «термо­са» заключается в том, что имеющая положительную температуру (обычно в пределах 15... 30°С) бетонная смесь укладывается в утеп­ленную опалубку. В результате этого бетон консфукции набирает заданную прочность за счет начального теплосодержания и экзо­термического тепловыделения цемента за время остывания до 0°С.

Начальное теплосодержание 1 м³ нагретой на ГС бетонной смеси составляет

Об = с_брЛ/= 1,05 • 2300 • 1 = 2520 кДжДм³ • °С),

где се—удельная теплоемкость бетона, кДж/(кг-°С); р—плот­ность бетона, кг/м³.

И наоборот, это же количество теплоты необходимо внести в 1 м³ бетона для нагрева на Г независимо от вида и метода передачи ему энергии.

В процессе твердения бетона выделяется экзотермическая теп­лота, количественно зависящая от вида применяемого цемента и температуры выдерживания (рис. 7.58).

Наибольшим экзотермическим тепловыделением обладают вы­сокомарочные и быстротвердеющие портландцементы. Так, при применении бетона на портландцементе М500 (при расходе цемента 364 кг) и твердении при +40°С 1 м³ бетона получит следующее количество теплоты: через 12 ч —167 • 300 = 50 100 кДж, через 1 сут —209 • 300 = 81 600 кДж и т. д.

Данное количество теплоты обеспечит экзотермический разо­грев 1 м³ бетона: через 12ч — на 20°С, через 1 сут — на 25°С, через 2 сут — на 32°С. Таким образом, экзотермия бетона обеспечивает существенный вклад в теплосодержание конструкции, выдержива­емой методом «термоса».

Поэтому при применении метода «термоса» рекомендуется при­менять бетонную смесь на высокоэкзотермичных портландских и быстротвердеющих цементах, укладывать с повышенной начальной температурой и тщательно утеплять.

Метод тем эффективней, чем массивнее бетонируемая конст­рукция. Степень массивности конструкций характеризуется моду­лем ее поверхности, представляющим собой отношение площади охлаждаемых поверхностей конструкции к ее объему: М_п = А/У. Для колонн, балок и других линейных конструкций М_п определяют отношением периметра к площади поперечного сечения.

При применении метода «термоса» невозможно активно регу­лировать процесс остывания выдерживаемой конструкции. Поэтому расчетом следует определять продолжительность этого остывания и строго соблюдать предусмотренные расчетом условия.

Расчет должен показать, что выдерживаемая конструкция при принятых условиях (при данном виде, марке и расходе цемента, утеплении опалубки и открытых поверхностей, начальной темпера­туре бетона и температуре наружного воздуха) будет остывать до ОС в течение времени, необходимого для приобретения им заданной прочности.

С достаточной для практики точностью продолжительность остывания бетона, ч, можно определить по формуле

Т = [Сбр_б(tб.н — tб.к) + ЦЭ]/[3,6kM_п(tб.ср — tн.в)],

где рб — плотность бетона, кг/м³, tб.н — начальная температура бетона после укладки, °С; tб.к —температура бетона к концу осты­вания, °С, в запас прочности для бетонов без противоморозных добавок принимают +5°С; Ц —расход цемента, кг/м³; Э —тепло­выделение цемента за время твердения бетона, кДж/кг, приведено в соответствующих справочниках; 1с — коэффициент теплопередачи опалубки или укрытия неопалублен­ных поверхностей, Вт/(м -°С), определяют по табл. 7.1 или специ­альным расчетом; М_п —модуль поверхности конструкции, м¹; tб.ср — средняя температура за время остывания бетона, °С, определяют эмпирической зависимостью

tб с_Р = tб н /(1,03 + 0,181M_П + 0,006tб), н.в — температура наружного воздуха, °С.