Файл: Зимнее бетонирование на Южном Урале..pdf

таком виде оболочка транспортируется на следующий фундамент.

Расчет, выполненный в соответствии с инструкцией СН 423-71, показал, что предлагаемый метод бетони­ рования фундаментов более экономичен, нежели «чистый предварительный разогрев»: приведенные затраты уменьшаются на 0,3—0,4 руб. на 1 м3.

При строительстве Троицкой ГРЭС были проведе­ ны работы по бетонированию фундамента для турбо­ генератора под тепляком из полиэтиленовой пленки, которая поддерживалась над фундаментом с по­ мощью тросов, натянутых между конструкциями зда­ ния. Пленка укладывалась в два слоя с воздушной прослойкой между ними. Использовалась полиэтиле­ новая пленка (ПЭП) марки «А» толщиной 200 р/с, выпускаемая Рижским заводом полиэтиленовых изде­ лий (стоимость 1 м2 — 0.275 руб.).

§10. Контроль за качеством бетонирования

В«Главюжуралстрое» выработана определенная система постоянного контроля за ведением работ. Так,

втресте «Магнитострой», ЧМС и др. основные конт­ рольные функции возложены на Центральную строи­ тельную лабораторию (ЦСЛ). Прогрев монолитного

бетона и железобетона контролирует энергокомбинат и ЦСЛ. Порядок и правила ведения электропрогрева определяются «Временной инструкцией по организа­ ции электропрогрева бетона», которая периодически пересматривается и корректируется.

До начала бетонирования работники лаборатории проверяют технологические карты. Необходимо на­ личие проекта, при отсутствии которого лаборатория запрещает производство бетонных работ. Кроме того, мастер или прораб строительного управления сов­ местно с мастером энергокомбината проверяют готов­ ность конструкций: основание, установку опалубки, арматуры и закладных частей, наличие и готовность всех агрегатов. При необходимости в этих проверках участвуют работники центральной лаборатории.

В дополнение к обычным требованиям при изго­ товлении бетонной смеси дополнительно контролиру­ ется подогрев заполнителей и воды до заданной тем­

51

пературы. На заводах изготавливаются контрольные образцы для определения прочности бетона на выходе из бетономешалки.

Работники ЦСЛ следят па объектах за наличием паспортов, производят контрольные проверки темпе­ ратуры смеси. При бетонировании конструкций прове­ ряется правильность укладки бетонной смеси в кон­ струкцию и порядок бетонирования (наличие вибра­ торов, работа по захваткам, соблюдение рабочих швов, правильность и своевременность установки электродов и нагревательных приборов, поток бетона в соответствии с мощностью установленных трансфор­ маторов, своевременное подключение тока и т. п.). В период термообработки проверяются расстановка и глубина температурных скважин, наличие номеров на пробках, своевременность и правильность ведения энергокомбинатом технической документации по электропрогреву, проводятся контрольные проверки заданного режима разогрева, изотермического прогре­ ва и остывания конструкции.

Работники энергокомбината обязаны замерять температурный режим, своевременно и правильно отключать конструкции, а также вести техническую документацию. В специальном журнале они регистри­ руют все замеры температур по времени и, согласно температурному режиму, делают подсчет относитель­ ной прочности прогретого бетона.

Измерение температуры в различных точках про­

ЦСЛ должны сделать не менее 20% контрольных за­ меров температур в конструкциях и зафиксировать ре­ зультаты в журнале производства электропрогревных работ. По всем проверкам делаются отметки в журна­ ле, записываются все замечания и предложения, ка­ сающиеся организации и ведения прогрева.

Порядок отключения конструкций следующий. Температурщик отмечает в журнале температур фак­ тические температуры бетона при термообработке и ставит свою подпись. Старший температурщик произ­ водит расчет прочности бетона и при достижении бе­ тоном необходимой прочности отключает отдельные участки бетонируемой конструкции ( по согласованию

52

Г Л Л В А I I

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ФАКТОР В ТЕХНОЛОГИИ

ЗИМНЕГО БЕТОНИРОВАНИЯ

Как было показано исследованиями С. А. Мироно­ ва, В. С. Лукьянова и др., температурный фактор — важнейший в технологии производства зимних работ. Он влияет не только на прочность бетона, но и на раз­ витие температурных напряжений, которые в отдель­ ных случаях могут привести к снижению качества бе­ тона.

Поэтому правильное прогнозирование и назначе­ ние температурного режима, расчет остывания конст­ рукций во многом способствуют улучшению техноло­ гии зимнего бетонирования.

А. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ И ПРОЧНОСТНЫХ ПОЛЕЙ В ФУНДАМЕНТАХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

§ 1. Анализ существующих методов расчета остывания бетонных конструкций

Советскими учеными проведены обстоятельные исследования по разработке методик расчета охлаж­ дения бетонных-и железобетонных массивов. Наибо­ лее известны работы И. А. Киреенко, В. Д. Мачинского, В. С. Лукьянова, Б. Г. Скрамтаева, С. А. Мироно­ ва, С. В. Александровского, С. А. Фрида и др. Иссле­

54

ных полей в бетонных конструкциях с целью расчета термонапряженного состояния.

Внашей стране была впервые доказана возмож­ ность бетонировать конструкции без тепляков с при­ менением термосного выдерживания бетона. Теорети­ ческое обоснование и практическая разработка мето­ да термоса осуществлены И. А. Киреенко.

Встроительной теплотехнике для определения температурных изменений в стенках широко распро­ странен графический метод Э. Шмидта, основанный

па расчетах в конечных разностях. Предложенный В. Д. Мачинским метод расчета охлаждения и нагре­

вание: нестационарный режим распространения тепла в бетонной конструкции определяется в конечном сче­ те дифференциальным уравнением Фурье. Методы гидравлических аналогий, разработанные впоследст­ вии В. С. Лукьяновым, успешно применяются для вы­ полнения теплотехнических расчетов сооружений.

Методика расчета температурных полей дана в мо­ нографии С. В. Александровского, где влияние экзотермии на охлаждение бетона учитывалось как функ­ ция двух переменных: температуры и координат. Не­ достаток этой методики — в линейной аппроксимации функции тепловыделения от температуры, а также в сложности учета реальных условий при расчете охлаждения бетонных массивов даже в случае одно- и двухмерной задачи.

Наиболее распространена в настоящее время мето­

где т — длительность остывания, час; К — коэффициент теплопередачи ограждения,

ккал/м2 • час • град;

Мп — модуль поверхности остывающей конст­ рукции, м~х\

55

Б. Г. Скрамтаева, получается заниженным почти вдвое.

Строгое математическое решение уравнения осты­ вания реальных бетонных и железобетонных кон­ струкций значительно затруднено (трехмерная задача, изменение граничных условий: температуры наружного воздуха, скорости ветра, нестационарности теплофи­ зических характеристик, криогенная структура и т. д.). Если же иногда и удается определить некоторые из этих параметров, то учет экзотермии, как Q3 = ср(т, t), и масеопереноса приводит уравнение теплопровод­ ности к нелинейному виду. Вследствие этого задачу подчас нельзя решить ни аналитическим, ни численным методами.

На характер формирования температурных полей значительно влияет экзотермия. Выяснению зависи­ мости тепловыделения от вида цемента, состава бето­ на, времени'гидратации и температуры термообработ­ ки посвящены работы многих авторов. Из последних наиболее обстоятельны исследования, выполненные под руководством И. Д. Запорожца, С. Д. Окорокова, А. А. Парийского, а также интересные разработки

56

В. В. Белоусова, И. Б. Заседателева, В. Г. ПетроваДенисова и др. Эти авторы решили уравнение тепло­ проводности для одно- и двухмерной задачи при оп­ ределенной аппроксимации функции тепловыделения от температуры и получили интересные результаты, проверка которых позволит определить возможности применения этих формул.

До сих пор предложенные решения по расчету остывания конструкций в большинстве своем не наш­ ли распространения в практике строительства, так как требуют сложных расчетов, которые в основном мо­ гут быть успешно осуществлены только на электрон­ но-вычислительных или аналоговых машинах.

Таким образом, понятно стремление исследовате­ лей к разработке методик, не только доступных для широкого круга строителей, но и обеспечивающих необходимую точность расчета. В методике А. С. Арбеньева — В. П. Лысова уточнены некоторые коэффи­ циенты формулы Б. Г. Скрамтаева и определено влия­ ние ускорения тепловыделения при повышенных тем­ пературах, характерных для предварительного элек­ троразогрева бетонной смеси. Результаты натурных исследований, проведенных этими авторами, показыва­ ют, что уточнение некоторых коэффициентов прибли­ зило методику расчета остывания к опытным данным. Однако, по нашему мнению, расчеты температурного режима бетонных конструкций не подкреплены объяс­ нением физических явлений, происходящих в бетоне при остывании. Методика расчета остывания бетон­ ных конструкций В. И. Мулина разработана на осно­ ве решения дифференциального уравнения Фурье, и предложены определенные значения коэффициента неравномерности распределения температуры — ф, за­ висящие только от модуля поверхности. Вызывает возражение недостаточная обоснованность примени­ мости теории регулярного режима к расчету охлажде­ ния бетонных конструкций и то, что автором не учиты­ вается влияние температур твердения на экзотермию бетона и скорость остывания различных частей кон­ струкций.

Следует также отметить отсутствие данных по ком­ плексной проверке предложенных формул и сопостав­ ления их с результатами натурных замеров.

57

Температурные поля изучались в конструкциях с различными модулями поверхности Ми от 2 до 10 м~К Применялись бетоны па шлакопортлапдцементах и портландцементах М 300 и М 400 при начальных температурах бетонной смеси от —[-20 до +60° С (тем­ пература наружного воздуха при испытаниях — от

—5° до —28° С).

Кроме исследований температурных полей на реальных фундаментах под колонны зданий и соору­ жений, были забетонированы опытные фундаменты, в различных точках которых замерялась температура на всех этапах выдерживания. В феврале 1970 г. ис­ следования проводились на фундаменте с модулем

в одно время. Фундаменты с такими модулями поверх­ ности были наиболее распространены на строитель­ стве проволочно-заготовительного стана (см. рис. 5).

С целью определения прочностных характеристик в реальных бетонных конструкциях и взаимосвязи их с

были установлены специальные щиты из фанеры тол­ щиной 3 мм (рис. 19), с отверстиями 25 мм, шагом 50—75 мм (чтобы не нарушать процессов массоперепоса в бетоне). Щиты были разделены на четыре части перегородками высотой 10 (Ф-2 и Ф-3) и 15 см (Ф-1), которые одновременно являлись ребрами жесткости и помогали контролировать высоту бетон­ ных плит. После бетонирования щит накрывался фа­ нерным листом с отверстиями 025 мм по типу нижне­ го. Далее процесс бетонирования продолжался до места установки следующего щита.

Температуру во всех случаях замеряли хромелькопелевыми термопарами. Последние изолировались эпоксидной смолой и фиксировались в строго проект­ ном положении. Тарировка их проводилась по лабо­ раторным (ЛТ-4) и биологическим термометрам с точностью 0,1—0,2° С. Для исследования были приме­ нены двенадцатиточечные автоматические потенцио-

59