Файл: Зимнее бетонирование на Южном Урале..pdf

зультатами определений трег, приведенными выше. Ре­

18, 8, 5, 3 час.

Интересно сопоставить реальное остывание же­ лезобетонных конструкций с расчетами по теории ре­ гулярного режима. Для этого результаты замеров тем­ ператур, в реальных и опытных фундаментах были

мени ti, tfl. в — средняя температура наружного возду­ ха за данный промежуток времени.

Результаты построения графиков остывания реаль­ ных конструкций в координатах In (ti — tH.в) н т по­

тельствует и ряд графиков, которые представлены па рис. 40, 41 (графики по сечениям трех опытных фун­ даментов см. на рис. 23—28). Легко отметить, что на­ чало регулярного режима зависит в основном от мо­

100

мальные отклонения от результатов натурных исследований (табл. 19).

Таким образом, температурные поля в реальных бетонных конструкциях удовлетворяют условиям ре­ гулярности по истечении определенного времени. Причем иррегулярный период при остывании составляет в зависимости от модуля поверхности и коэффициента теплопередачи (при погрешности в 1—2%) 0,1—0,25 всего времени остывания.

102

Все вышеизложенное позволяет применить теорию регулярного режима к расчету остывания реальных бетонных конструкций.

Известная в теории теплопередачи первая теорема Г. М. Кондратьева дает следующую зависимость:

т = б ^ , (П)

где m — темп охлаждения;

ф — коэффициент неравномерности распределе­ ния температуры в теле;

а — среднее значение коэффициента теплоот­ дачи;

F — поверхность тела;

С — полная теплоемкость.

Учитывая выражение темпа охлаждения при регу­ лярном режиме и C = c-(V = С0б-У, получим:

1п — In $2

т2 — Ч

Так как при расчете охлаждения бетона необходи­ мо учитывать опалубку, введем коэффициент теплопе­ редачи, полученный для этого случая,— а ПрИв. Заме­

нив F = Мп, получим следующее выражение:

V

В теории теплопередачи коэффициент неравномер­ ного распределения температуры ф дается для одно­ родного изотропного тела, и в стадии регулярного ре­ жима, как было показано, он принимает постоянное

значение при конечном Bi = — (критерий Био). Оп-

ределяется ф следующим образом:

tF- 0

сти тела в данный момент вре­ мени;

103

ления, влияющие на изменение температурного поля.

фб является практически непреодолимой задачей. По­ этому необходимо получение экспериментальных дан­ ных и сопоставление их со значениями, полученными по теории теплопроводности.

В. И. Мулин впервые ввел коэффициент неравно­ мерности распределения температуры ф для расчета остывания бетонных конструкций и предложил опре­ деленные значения ф, зависящие только от модуля поверхности, что, несомненно, должно отразиться на точности искомой функции. Поэтому вполне право­ мерна попытка выяснить влияние на величину ф таких факторов, как условия теплообмена, экзотермия и вид цемента, хотя эта попытка, естественно, связана с не­ обходимостью значительного усложнения проведения экспериментов.

Методика определения коэффициентов фб состояла в следующем. Сечение конструкции разбивалось на ряд элементарных площадей со своими температурами и определялось:

104

формулу (14) введена температура поверхностной зо­ ны, ибо при расчете бетонной конструкции необходимо знать минимальную среднюю прочность поверхност­ ной зоны. Такое допущение не ведет к увеличению рас­ четного времени остывания по сравнению с действи­ тельным, а напротив, создает определенный запас прочности, аналогичный коэффициентам запаса в те­ ории расчета бетонных и железобетонных конструк­ ций. Этот запас прочности достигается тем, что при учете температур поверхностной зоны определение ф намного достовернее. Кроме того, необходимость ре­ зерва, учитывающего все случайные комбинации, обу­ словливается невозможностью регулировать остыва­ ние конструкций: резкое понижение температуры на­ ружного воздуха может вызвать снижение качества и привести к большим дополнительным затратам.

Средние температуры tnB3 и tv находили, замеряя изменения температуры в реальных конструкциях че­ рез каждые три часа до того момента, пока любая по­ верхностная точка не достигла 0° С. Затем по форму­ лам (14, 16) определяли фб* и фб. Конечный результат

,i=i

=—п »

где фб! — коэффициент неравномерности распределе­ ния температуры в бетонной конструкции, определяемый через каждые три часа с на­ чала охлаждения последней;

п — количество определений. Экспериментальные данные, уточненные расчетами

по дифференциальным уравнениям Фурье, позволили предложить коэффициенты фб для конструкций раз­ личного геометрического очертания (табл. 20). В таб­ лице не показано влияние э-кзотермии на фб, так как выражение этой зависимости в аналитическом виде