В общем случае выбор метода зимнего бетонирования зависит от размеров и назначения конструкции, от возможности изготовления их на заводах или полигонах, от ожидаемых наружных температур, применяемых цементов, наличия на строительстве источников тепла, химических добавок, теплоодежд и т.д.

2.1.1 Подбор конструкции опалубки

На строй площадке производится бетонирование фундаментов из бетона С^20/25 на портландцементе ЦЕМ-I 52,5Н с расходом стали 122 кг/м , при температуре наружного воздуха -22°С, при скорости ветра 5 м/с. Температура бетонной смеси в момент укладки в опалубку t₆.H.=30°C, габаритные размеры: фундамента указаны на рисунке 7.

Рисунок 7 – Фундамент ФБ11-1

Расчет производим следующим образом.

Определяем объем бетона в конструкции по формуле:

V = 3*3,6*0,3+2,7*2,1*0,3+1,8*1,2*0,3+1,2*1,2*1,5=7,749 м³

Затем определяем поверхность охлаждения конструкции:

F=3*3,6*2+0,3*3,6*2+3*0,3*2+2,7*0,3*2+2,1*0,3*2+1,8*0,3*2+1,2*0,3*2+0,3*1,2*2+1,2*1,5*4+1,2*1,2=37,44 м²

По [3, ф.4] находим модуль поверхности конструкции:

м^–1

По [3, формула 5] вычисляем температуру бетона с учетом нагрева арматуры

где С₂ - удельная теплоемкость арматуры, кДж/(кг • °С); Р₂ - расход арматуры, кг/м³. Значение С₂ берется из приложения 1 табл.5 [3], С₂=0,48 кДж/(кг • °С),

t'₆_n=(1,047*2400*30 + 0,48*122*(-22))/(1,047*2400 + 0,48*122) =28,82 °С.

Согласно графикам набора прочности бетона при различной температуре на рисунке 1 [3], находим среднюю температуру твердения бетона t₆._cp., равную 15°С, при которой в течении суток бетон конструкции приобретает 70% прочности от марочной.

По формуле 6 [3] определяем коэффициент теплоотдачи опалубки:

кДж/(м²*ч*⁰С)=

=0,715Вт/(м²*С)

По таблице 4 приложения [3] назначаем (ориентировочно) конструкции опалубки, состоящую из доски толщиной 25 мм, слоя пенополистиролатолщиной 30 мм и слоя фанеры толщиной 4 мм, которые имеют при нормальной влажности и температуры равной 0°С расчетные физические показатели, приведенные в таблице 5 приложения 1 [3].

Таблица 1 - Тип опалубки

Тип опалубки

Конструкция опалубки

Материал опалубки

Толщина слоя, см

К, Вт/(м^2оС), при Скорости ветра 5 м/c

м/с

Доска

Пенопласт

Фанера

0,8

Определяем удельный тепловой поток через опалубку по формуле (7) [3]:

Вт/м²

По графику рис.2 [3] определяем коэффициент теплопередачи конвекции при скорости ветра, равной 5м/с, а_к=21,5 Вт/(м • °С). Коэффициент теплоотдачи излучения а_л=0. По формуле (8) [3] находим заданную температуру на наружной стороне опалубки.

⁰С

По [3] формуле (10) определяем температуру нагрева опалубки:

⁰С

По [3] формуле (11) определяем количество тепла, идущее на нагрев опалубки:

Дж

где Cj, Fj,бj, Yi - соответственно удельная теплоемкость, площадь, толщина, объемная масса материала опалубки. Значения 1 и 4 берутся из приложения 1 рисунок 1 [3]

С_фанера= 2,52кДж/(кг • °С); б_фанера= 0,004м; Y_фанера=600 кг/м³.

С_{пенопласт}=1,26кДж/(кг • °С); б_{пенопласт}=0,03м; Y_{пенопласт}=75 кг/м³.

С_доска=2,52кДж/(кг • °С); б_доска=0,025м; Y_доска=550 кг/м³.

F_фанера=40,67 м²; F_{пенопласт}=40,45 м²; F_доска=38,8 м²;

По формуле (12) [3] находим температуру бетона с учетом потерь тепла, затраченных на нагрев арматуры и опалубки

Значение коэффициентов теплоотдачи опалубки уточняем по формуле (13) [3]:

кДж/(м²*ч*⁰С)=

=0,49 Вт/м^{2 0}С

В связи с тем, что найденный коэффициент теплоотдачи опалубки отличается от ранее полученного, для принятой ранее конструкции опалубки рассчитываем требуемую толщину слоя теплоизоляции (минваты). Для этой цели определяем коэффициент теплопроводности материалов опалубки, нагретых до t^p_on =4,25°С:

Дерево:

=0,17•(l+0,0025•4,25)=0,172 Вт/(м°С).

минвата:

=0,044•(l+0,0025•4,25)=0,044 Вт/(м°С).

фанера:

=0,17•(l+0,0025•4,25)=0,172Вт/(м°С).

Находим толщину теплоизоляции по формуле (15) [3]:

где

из и

- коэффициент теплопроводности соответственно теплоизоляции и составляющих материалов опалубки при ton, Вт/(м-°С)

м =75 мм

По [3] формуле (16) уточняем удельный тепловой поток, теряемый бетоном через опалубку:

Вт/м²

Окончательно определяем температуру наружной поверхности опалубки по формуле (17) [3]:

⁰С

Определяем температуру бетона к концу выдерживания по формуле (19)[3]:

⁰С

Продолжительность остывания бетона окончательно проверяем по формуле (20) [3]:

ч= = 6сут.

Продолжительность остывания конструкции составила 6 суток, что удовлетворяет условию задачи. В итоге расчета установлено, что конструкция опалубки должна состоять из сосновой доски толщиной 25 мм, слоя пенопласта толщиной 75 мм и фанеры толщиной 4 мм.

2.2Проектирование состава бетона (с противоморозными добавками)

Различают номинальный лабораторный состав бетона, рассчитанный для сухих материалов, и производственно-полевой — для материалов в естественно-влажном состоянии. Лабораторный состав бетона определяют расчетно-экспериментальным методом, для чего вначале рассчитывают ориентировочный состав бетона, а затем уточняют его по результатам пробных замесов и испытаний контрольных образцов.

Исходные данные для проектирования состава бетонной смеси:

Тяжелый бетон класса С^20/25;

;

Портландцемент: ЦЕМ I 42,5Н;

;

Песок:Мк=2;

;

Щебень:

;

Качество заполнителей: среднее;

Химическая добавка: противоморозная - поташ и замедлитель схватывания - СДБ.

1. Определение водоцементного отношения:

;

где А₁– коэффициент учитывающий качество материалов, равный 0,6;

R_б- предел прочности бетона на сжатие.

Технология монолитного и приобъектного бетонирования (стр. 4 из 8)

2.1.1 Подбор конструкции опалубки

2.2Проектирование состава бетона (с противоморозными добавками)