2.10. Разработка мероприятий по устройству монолитных железобетонных фундаментов при отрицательных температурах

Зимними условиями считается, если среднесуточная температура наружного воздуха ниже +5^оС или в течение суток наблюдается ее понижение до 0^оС. В зимних условиях необходимо обеспечить приобретение бетоном до момента его замерзания прочности не ниже критической, после чего замораживание уже не вносит нарушений в структуре бетона и он, оказавшись после оттаивания в нормальных для твердения условиях, набирает проектную прочность.

Предварительно подбирается транспортное средство для доставки бетонной смеси на объект:

Таблица 4. Характеристики атобетоносмесителя

Способ транспортирования	Марка транспортных средств	Объем перевозимой смеси , м3	, град/град∙мин.
Автобетоносмесители 58062	на шасси КАМАЗ-43253 (4х2)	3,5	0,0019

При устройстве монолитной бетонной подготовки определяется модуль поверхности:

– площадь поверхности остывания железобетонной конструкции, м²

– объем железобетонной конструкции, м³.

Зная марку бетона и вид цемента, устанавливаем температуру бетонной смеси на выходе из бетоносмесителя:

Определяем начальную температуру уложенной бетонной смеси в опалубку конструкции:

, где

– температура наружного воздуха.

– суммарное снижение температуры бетонной смеси при всех операциях и

перепаде температур в , град/град

, где

– относительное снижение температуры бетонной смеси в процессе её загрузки в транспорт и перепаде температуры в 1°С.

– относительное снижение температуры бетонной смеси в процессе её транспортирования и перепаде температуры в 1°С.

– относительное снижение температуры бетонной смеси в процессе её разгрузки и перепаде температуры в 1°С.

– относительное снижение температуры бетонной смеси в процессе её подачи и перепаде температуры в 1°С.

– относительное снижение температуры бетонной смеси в процессе её укладки и перепаде температуры в 1°С.

– относительное снижение температуры бетонной смеси при заглаживании, гидро­изоляции неопалубленной поверхности захватки, град/ град.

Время приготовления бетонной смеси , мин, рассчитывают по формуле:

Время приготовления бетонной смеси , мин, рассчитывают по формуле:

– объем бетонной смеси, перевозимой транспортным средством за один рейс, м³;

П – производительность смесителя бетоносмесительного узла (БСУ), м³/мин;

– объем смесителя на бетоносмесительном узле, м³

– коэффициент выхода бетонной смеси, определяют при расчете состава бетона в

зависимости от параметров бетоносмесительных установок

– расчетное количество замесов бетоносмесителя в час с учетом конкретных условий

приготовления бетона.

Продолжительность загрузки бетонной смеси в транспортное средство ₁, мин, определяют по формуле:

– продолжительность выгрузки бетоносмесителя, принимаемая равной 0,25 – 0,5 мин для смесителей принудительного действия.

– количество замесов бетоносмесителя, необходимое для загрузки транспортного средства на один рейс.

Определим снижение температуры бетонной смеси в процессе её загрузки в транспорт:

, где

– относительное снижение температуры бетонной смеси при ее выгрузке из бетоносмесителя в транспорт в течении одной минуты и перепаде температуры в один 1^о С, град/ град мин (

Определим снижение температуры бетонной смеси в процессе её транспортирования:

, где

– относительное снижение температуры бетонной смеси при ее транспортировании в течении одной минуты и перепаде температуры в один 1^о С, град/ град мин; ( )

– время транспортирования бетонной смеси

– продолжительность нахождения транспортного средства на погрузке за вычетом продолжительности загрузки бетонной смеси, мин;

– длительность ожидания выгрузки, мин; ( )

– продолжительность транспортирования бетонной смеси

L – дальность перемещения (по условию 6,0 км)

V – скорость транспортирования бетонной смеси (V=30 км/ч)

Определяем общую продолжительность транспортирования смеси с учетом ожидания при загрузке и выгрузке:

Определим относительное снижение температуры бетонной смеси в процессе ее разгрузки:

, где

– относительное снижение температуры бетонной смеси при выгрузке из транспорта в течении одной минуты и перепаде температуры в один 1^о С, град/ град мин;

( )

– время разгрузки бетонной смеси, мин

Продолжительность выгрузки бетонной смеси в бадью из автобетоносмесителя определяется по формуле:

где – скорость выгрузки автобетоносмесителя, м³/мин. ( = 0,25 – 1);

Определим относительное снижение температуры бетонной смеси в процессе её подачи:

, где

где – относительное снижение температуры БС при подаче ее в опалубку в бадье

краном на 1м, град/ град м; ( )

Н – высота подачи бетонной смеси (См. рис.15), м

– превышение верха фундамента над уровнем стоянки крана, м;

– величина запаса, = 0,5 м;

– высота бадьи в процессе её подачи к месту укладки, = 3,6 м;

– высота слабины стропов, необходимая для строповки бадьи, = 0,5 м;

– превышение точки зацепления горизонтально лежащей бадьи над уровнем стоянки крана, = (0,1+1,04) = 1,14 м;

Определим относительное снижение температуры бетонной смеси в процессе её укладки:

, где

_{– относительное снижение температуры бетонной смеси в процессе её укладки и перепаде температуры в 1°С, град/(град} мин); ( )

– время укладки бетонной смеси в конструкцию, мин.

где H^У_ВР – норма времени на укладку бетонной смеси (См. НЗТ4-1,табл. 125)

где H^У_ВР – норма времени на укладку бетонной смеси (См. НЗТ4-1,табл. 125)

Рисунок 14 – Схема к определению высоты подачи бетонной смеси краном в бадьях

Е – единицы измерения (10м³)

К_З – коэффициент зимних условий произведения работ

N_Р – количество человек в звене

N_ЗВ – количество звеньев

Определим снижение температуры бетонной смеси при заглаживании, гидро­изоляции неопалубленной поверхности:

, где

– относительное снижение температуры бетонной смеси в процессе заглаживания и теплоизоляции, град/ град м²; ( )

– площадь неопалубленной поверхности, м².

Суммарное снижение температуры бетонной смеси при всех операциях и перепаде температур в 1^о С, град/ град.

Тогда зная суммарное снижение температуры находим начальную температуру t_бн уложенной бетонной смеси в опалубку ростверка по формуле:

_{Находим среднюю температуру остывания бетонной смеси по формуле:}

_– конечная температура бетона, при которой он ещё набирает прочность,

Зная критическую прочность 50% и , определяем требуемое время остывания бетонной смеси: . По табл.8 устанавливаем на основании и тепловыделение 1 кг. цемента Э=155,76 кДж / кг.

Пользуясь формулой Скрамтаева – Миронова, для расчета времени остывания бетонной смеси находим продолжительность остывания :

– уточненная температура разогрева и средняя температура бетона за период твердения, С

– удельная теплоемкость бетонной смеси, в расчетах принимают равной 1,05 кДж/кг·С

– средняя плотность бетона, принимаемая в соответствии с расчетом состава бетона или для тяжелого бетона — 2400 кг/м³

Ц – содержание цемента в 1 м³ бетона, кг

Э – удельное тепловыделение цемента при твердении бетона, кДж/кг (по данным таблицы 8)

– коэффициент теплопередачи используемой опалубки, Вт/(м²·С) (см. таблицу 9)

– температура наружного воздуха, С

Коэффициент теплопередачи опалубки бетонируемой конструкции , Вт/(м²  С), если его значения отличаются для отдельных участков опалубки и укрытия неопалубленных поверхностей, определяют по формуле:

– площадь отдельных участков опалубки и неопалубленных поверхностей, м²

– коэффициент теплопередачи соответствующих участков опалубки и не­опалубленных поверхностей, Вт/(м²·С).

Учитывая скорость ветра V=6 м/с, по табл.9 ТКП45-5 примем для опалубленных и неопалубленных поверхностей:

Таблица 5. Коэффициенты теплопередачи опалубки

Тип опалубки	Материал слоев опалубки	Толщина слоя, мм	Коэффициент Кт, Вт/(м2С) при скорости ветра, м/с
			5
IV	Доска Минеральная вата Фанера	25 50 4	1,1
IХ	Толь, полиэтиленовая пленка Минеральная вата	— 50	1,37

В этом случае

Т.к. , термосное выдерживание обеспечивается (146,4 > 131).