4. Расчет технологических параметров выдерживания бетона в зимнее время

Для выбора метода зимнего бетонирования подсчитаем модуль поверхности (М_п) для нижней и верхней части тоннеля:

= , где - сумма охлаждаемых поверхностей,

= 3,2*120 + 0,5*2*120 + 2*120 + 3,2*120 = 744 + 384 = 1128

V – объём конструкции.

=384/422,4 = 0,91 м^-1

= 744/268,8 = 2,77 м^-1

При прочих равных условиях быстрее остывает конструкция с большим модулем поверхности. Для дальнейших расчётов примем наибольшую величину = 2,77 м^-1.

В данном проекте рассчитывается металическая неутеплённая опалубка (материал палубы-фанера, прогоны и схватки - деревянный брус), толщина опалубки - 12 мм.

Коэффициент теплопередачи опалубки при V_ветра = 5 м/с принимаем равным 8,6.

Темп остывания конструкции:

m =

С_б – удельная теплоёмкость бетона, С_б=1,05 кДж/кг⁰С

γ_б – удельный вес бетона, γ_б = 2400 кг/м³

λ_б – коэффициент теплопроводности бетона, λ_б = 2,6Вт/м ⁰С

m = (8,6*2,77*3,6)/(1,05*2400*(1+1,14*((8,6)/(2.6*2,77)))) =0,014

Для выбора метода зимнего бетонирования необходимо, чтобы выполнялось условие:

R ≥ R_тр ± 5%

τ_ост = , для г. Пермь t_н.в. = - 20 ⁰С

A = =83,35 B = = 0,128 n = = 2,56 t_б.ср. =

прочность бетона в возрасте трёх суток, для бетона B20 R₃ = 43%, R_тр = 70%

t_б.ср. = t_б.см – (t_б.см. – t_н.в.)* 0,015* L_тр., L_тр = 9 км

4.1 Метод термоса

А) Начальная температура бетона, уложенного в конструкцию

t_б.н = _.30-(30-(-20))*0.015*9 = 23,25⁰ С

Б) Время остывания бетона до 0^o C

, где

_ост = 71,43*LN( (23,25+20) / (20) ) = 55,09(ч)

В) Средняя температура бетона за период остывания

t_ср.ост. = 23,25/ (1.03+0.181*2,77+0.006*23,25) = 13,91⁰ С

Г) Прочность бетона (%) за период остывания

,

R = 100 – 83,35*exp(-(0.128*(0.6+0.02*13,91)^2.56*55,09)/(24) = 32,39 %

Метод термоса не подходит, т. к. бетон не набирает требуемую прочность.

4.2 Метод предварительного электроразогрева

Сущность метода состоит в доставке приготовленной бетонной смеси на строительную площадку, ее форсированном разогреве до заданной температуры электрическим током, укладке в опалубку разогретой смеси, уплотнении и остывании конструкции по ожидаемому температурному режиму. Цель предварительного разогрева заключается в повышении начальной температуры уложенного в конструкцию бетона для увеличения интенсивности твердения, что позволяет снизить время выдерживания бетона в опалубке.

Принимаем температуру разогрева бетонной смеси равной 65 С.

t_б.н. = 65-(65-(-20))*0.1 = 56,5 ⁰С

m = 0,014

_ост = 95,83 (ч)

t_ср.ост. = 11,48⁰ С

Коэффициенты, учитывающие интенсивность твердения бетона:

A = =83,35 B = = 0,128 n = = 2,56 t_б.ср. =

Прочность бетона (%) за период остывания

,

R = 100 – 83,35*exp(-(0.128*(0.6+0.02*11,48)^2.56*95,83)/(24) = 39,15%

Метод предварительного электроразогрева не отвечает предъявляемым требованиям.