Содержание
Выдерживание бетона методом термоса | Технология бетона и изделий из него
Способ термоса применяют в основном при бетонировании массивных конструкций. Для легких каркасных конструкций этот способ не применяют, так как утеплять их трудно и неэкономично.
Массивность конструкции характеризуется отношением суммы охлаждаемых (наружных) поверхностей к ее объему. Это отношение называется модулем поверхности Мп, который определяют по формуле
Мп=F/V
где F — поверхность, м2; V — объем, м3.
При определении модуля поверхности не учитывают поверхности конструкций, соприкасающиеся с немерзлым грунтом или хорошо прогретой бетонной или каменной кладкой. Чем меньше Мп, тем конструкция массивнее.
Для колонн и балок модуль поверхности определяют как отношение периметра элемента к площади его поперечного сечения. Способом термоса обычно пользуются при выдерживании конструкций с модулем поверхности до 6. Часто способ термоса для таких конструкций сочетают с периферийным электропрогревом конструкций. Но, как указывалось выше, для расширения области применения способа применяют предварительный электроразогрев бетонной смеси или приготовляют бетонную смесь с добавками-ускорителями, ускоряющими твердение бетона и снижающими температуру замерзания бетонной смеси. В этих случаях возможно применять способ термоса в конструкциях с Мп = 8—10.
При выдерживании конструкций с Мп до 20 способом термоса необходимо применять быстротвердеющие цементы высоких марок (не ниже 500) и глиноземистые цементы, которые не только быстро набирают прочность, но и выделяют при твердении большое количество тепла. В результате сокращается время, в течение которого бетон должен быть предохранен от замерзания, а также повышается запас тепла в нем, т. е. облегчаются условия термосного выдерживания бетона.
Для сокращения срока получения бетоном критической прочности бетонную смесь укладывают с максимально допустимой температурой, опалубку утепляют, а уложенный в конструкцию бетон укрывают.
Утепление опалубки назначается по расчету и должно быть выполнено без зазоров и щелей, особенно в углах и местах стыкования теплоизоляции. Для уменьшения продуваемости опалубки и предохранения теплоизоляционных материалов (например, войлока, опилок) от увлажнения по обшивке и опалубке прокладывают слой толя или пергамина.
Если опалубка состоит из железобетонных плит-оболочек, утепление к ним прикрепляют с наружной стороны, а с внутренней стороны, соприкасающейся с бетонной смесью, их предварительно отогревают. Выступающие углы, тонкие элементы и другие части, остывающие быстрее основной конструкции, дополнительно утепляют на длине участка, назначаемого проектом производства работ.
Поверхности ранее забетонированных блоков и основания, подверженные воздействию наружного воздуха в местах примыкания к свежеуложенному бетону, утепляют на полосе шириной 1-1,5 м. Все работы по утеплению опалубки должны быть обязательно закончены до начала бетонирования.
Схема утепления блока |
1 — блок, подготовленный к бетонированию, 2 — утепленная опалубка, 3 — ранее уложенный бетон |
После окончания бетонирования немедленно устраивают утепление верхней грани блока, не уступающее по своим теплоизоляционным качествам утепленной опалубке. Опалубку и утепление снимают с разрешения технического персонала после достижения бетоном необходимой критической прочности при температуре бетона около 0°С. Опалубку следует снимать до примерзания ее к бетону.
После распалубливания бетон рекомендуется укрывать камышитовыми матами или шевелином во избежание его растрескивания.
- Бетоноведение
- Технология изготовления сборных железобетонных конструкций и деталей
- Бетонные работы в зимних условиях
- Приготовление бетонной смеси
- Транспортирование бетонной смеси
- Подготовка основания и укладка бетонной смеси
- Выдерживание бетона методом термоса
- Электропрогрев бетона
- Паропрогрев и воздухообогрев бетона
- Применение бетона с противоморозными добавками
- Особенности бетонных работ в условиях Крайнего Севера
- Контроль качества бетонных работ
- Техника безопасности
- Производство сборных конструкций и деталей из легких бетонов
- Производство сборных изделий из плотных силикатных бетонов и бетонов на бесклинкерном вяжущем
- Производство бетонных и железобетонных изделий на полигонах
- Общие правила техники безопасности и противопожарные мероприятия на строительной площадке
Метод термоса при зимнем бетонировании
Бетонные работы можно проводить в любое время года. Основная сложность зимнего периода — набор прочности монолита. Химические реакции протекают медленно, а свободная влага может успеть замерзнуть и превратиться в лед. Чтобы этого избежать, раствор прогревают либо используют так называемый способ «термоса» при бетонировании — изолируют саму опалубку, чтобы тепло, выделяемое в процессе гидратации, оставалось внутри и грело кладку.
Содержание
1. Особенности процесса
2. Требования по технологической карте метода «термоса» при зимнем бетонировании
3. Бетон с доставкой от производителя
Особенности процесса
Использовать внутреннюю энергию бетона во многих случаях дешевле и проще, чем нагревать его извне. Строители «запечатывают» опалубку, чтобы использовать тепло, которое выделяется при затвердевании цемента.
Можно купить бетон и залить его в мороз — он все равно качественно и равномерно застынет в теплой «шубе».
i
В идеале после заливки раствора опалубку герметизируют. За счет активного тепловыделения и отсутствия мостиков холода, монолит вызревает и после «выселения» обратно на мороз, ему ничего не грозит.
Процесс можно искусственно ускорить и усилить с помощью специальных добавок.
Требования по технологической карте метода «термоса» при зимнем бетонировании
СНиПы говорят, что наибольшая эффективность данной технологии достигается в следующих видах работ:
Бетонную смесь укладывают на теплое основание, очищенное от снега, наледи и любых других загрязнений. Глубина прогрева ранее уложенной кладки — 300 мм, мерзлого грунта — не меньше полуметра.
i
Подготавливаемую поверхность можно прогревать электродами или сухим горячим воздухом. Избавляться от наледи горячей водой или паром категорически нельзя!
При бетонировании с применением способа «термоса» запрещается снимать изоляцию или разбирать опалубку до завершения гидратации. За процессом можно следить, постоянно измеряя температуру бетона. Пока она растет — ничего трогать нельзя. Изоляцию снимают, когда столбик термометра опустится до +5°С.
Чтобы процесс гидратации запустился сразу, смесь в опалубку заливают подогретой до 25–30°С. Ее можно греть на месте или купить товарный бетон уже в готовом виде.
Бетон с доставкой от производителя
Компания «СпецСтройБетон» предлагает на выбор бетон и сыпучие материалы разных марок и классов. Предлагаем купить цементный раствор оптом и в розницу, с доставкой по Саранску и Мордовии нашим транспортом (от 1 куба).
Мы гарантируем:
-
Высокое качество — предоставим лабораторный сертификат на каждую партию.
-
Нужное количество — обеспечим любые объемы без задержек.
-
Большой ассортимент — кроме цементных растворов, у нас можно купить полусухой бетон, песок и щебень.
-
Конкурентные цены — реализуем прямые поставки с завода без посредников.
Звоните сейчас, чтобы узнать актуальную стоимость и условия доставки. У нас можно выгодно купить фибробетон и другие материалы для крупного и частного строительства.
i
Заполните на сайте онлайн-заявку, и наш консультант перезвонит вам сам. Он поможет подобрать стройматериал и рассчитать необходимое количество.
Планы теплового контроля для массивного бетона
Для массивных элементов, таких как опоры мостов, требуются планы термоконтроля, чтобы свести к минимуму растрескивание и сохранить качество бетона. Правильный подбор смеси и надлежащая практика строительства гарантируют, что вы получите необходимую производительность. Фото предоставлено: Cemstone
Спецификации для массивного бетона требуют планов термоконтроля, чтобы свести к минимуму растрескивание. Традиционно под массовым бетоном подразумевались плотины. Но другие конструкции могут быть достаточно большими или иметь достаточное количество портландцемента, чтобы их можно было рассматривать как массивный бетон.
ACI 207.1R определяет массовый бетон как «любой объем бетона с размерами, достаточно большими, чтобы требовать принятия мер, чтобы справиться с выделением тепла от гидратации цемента и сопутствующим изменением объема для минимизации растрескивания».
Многие государственные департаменты транспорта требуют от подрядчиков предоставления планов теплового контроля элементов моста. Планы термоконтроля гарантируют, что разница между температурой ядра и температурой поверхности никогда не будет достаточно высокой, чтобы вызвать растрескивание. План может либо использовать максимально допустимый перепад температур 35 ° F, либо продемонстрировать, что приложенные напряжения никогда не превышают предел прочности бетона на растрескивание. Компания Beton разработала множество планов теплового контроля для мостов. Мы можем помочь вам разработать спецификацию для плана терморегулирования или выполнить спецификацию, написанную кем-то другим.
Почему тепловыделение является проблемой?
При гидратации цемента выделяется тепло, вызывающее расширение бетона. В конце концов, гидратация замедляется, тепло начинает рассеиваться, и поверхность начинает остывать. Однако он не может сжиматься, потому что его сдерживает теплое бетонное ядро. Это создает растягивающие напряжения, и если эти напряжения достаточно высоки, бетон треснет. Эти трещины не маленькие — они могут быть достаточно широкими, чтобы просунуть в них палец, и проходить сквозь толщу.
Другие проблемы возникают, когда бетон затвердевает при повышенных температурах. Первая заключается в том, что продукты гидратации образуют твердые плотные оболочки вокруг зерен цемента, оставляя сеть грубых, сообщающихся между собой пор. Ионы хлорида, например, гораздо легче проникают в бетон, гидратированный при 120 F, чем при 68 F. Эффект от такого повышения температуры гидратации сравним с эффектом увеличения водоцементного отношения с 0,40 до 0,50. Не существует определенного предела, ниже которого температура не влияет на структуру пор.
Другой проблемой является замедленное образование эттрингита. Эттрингит является нормальным продуктом гидратации портландцемента. Однако при температурах отверждения где-то выше 160 F эттрингит нестабилен и вместо этого образуется моносульфоалюминат (для краткости моносульфат). Когда бетон остывает, моносульфат превращается в эттрингит. Эта экспансивная реакция очень разрушительна. Отсроченное образование эттрингита обычно не происходит без какого-либо другого процесса, вызывающего растрескивание, и для протекания реакции требуется присутствие жидкой воды.
Чтобы избежать этих проблем, планы терморегулирования ограничивают как температурный градиент, так и максимальную температуру.
Спокойно
Ограничение максимальной температуры помогает минимизировать температурный градиент. В массивном бетоне вы хотите свести к минимуму количество портландцемента, потому что именно он выделяет больше всего тепла. Одна из стратегий состоит в том, чтобы заменить как можно больше дополнительных цементных материалов. Зола-уноса и шлаковый цемент гидратируются медленнее и выделяют меньше тепла, чем портландцемент. Небольшое количество микрокремнезема может помочь, если вам нужна высокая прочность в раннем возрасте, например, в элементах с постнапряжением.
Дополнительные вяжущие материалы обеспечивают дополнительные преимущества в монолитном бетоне. Они могут предотвратить замедленное образование эттрингита и способствовать развитию прерывистой структуры пор даже при температурах значительно выше 160 F.
Другая стратегия заключается в минимизации количества цементного теста за счет оптимизации гранулометрического состава. В методе суспензии заполнителя (ACI 211.6) используется как можно больше заполнителя (и как можно меньше цементного теста), при этом получается рабочая смесь. Для длинных пролетов или элементов, предварительно напряженных или предварительно напряженных, это лучший способ минимизировать ползучесть и потерю предварительного напряжения.
Вы также можете понизить температуру укладки, используя те же методы, что и при бетонировании в жаркую погоду. Более низкая начальная температура не только замедляет начальную скорость гидратации, но и снижает максимальную температуру. Тепловое моделирование может подсказать вам максимальную температуру размещения.
В крайнем случае, вы можете установить трубы для подачи охлаждающей воды в бетонное ядро. Поскольку это очень дорого, мы предпочитаем использовать комбинацию других стратегий.
Тепловое моделирование для прогнозирования и контроля
Помимо минимизации внутренней температуры, есть еще несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы ограничить температурный градиент. Тепловое моделирование поможет вам решить, как ими управлять.
Термическое моделирование позволяет прогнозировать внутреннюю температуру бетона с течением времени. Внутренняя температура зависит от пропорций бетонной смеси — количества каждого типа вяжущего материала — и начальной температуры укладки.
Изоляция изменяет температуру поверхности, чтобы удерживать разницу температур в допустимых пределах. Тепловая модель может определить, какой тип изоляции необходим и когда его можно снять. Особенно полезно использовать несколько слоев вместо одного толстого. Таким образом, вы сможете постепенно охлаждать поверхность, снимая слои по одному.
Избегайте резких перепадов температуры на бетонной поверхности, так как они вызывают ее усадку. Еще теплый внутренний бетон действует как ограничитель, и возникающие в результате напряжения могут вызвать растрескивание. Для опор моста это означает, что в коффердамах не должно быть воды. Покрытия должны быть хорошо закреплены, чтобы защитить поверхность от ветра и дождя.
Если вы заинтересованы в мониторинге прироста прочности, а также температуры, рассмотрите возможность использования метода зрелости (ASTM C1074) в дополнение к тепловому моделированию.
Усадка
При работе с массивным бетоном также следует обращать внимание на усадку. Много раз я видел владельцев, которые расстраивались из-за трещин в их массивных бетонных элементах. Трещины явно усадочные, но винят в этом подрядчика или поставщика товарного бетона. Бетону все равно, что вызывает растягивающие напряжения — он просто знает, что когда они слишком высоки, пора трескаться. Владельцам тоже все равно — они просто не хотят видеть трещины. Поэтому вам нужно убедиться, что вы учли все растягивающие напряжения, чтобы убедиться, что они не приводят к растрескиванию.
Массивные железобетонные элементы крупногабаритные. Вы никогда не уложите типичный бетонный пол или подъездную дорожку из бетона с давлением 4000 фунтов на квадратный дюйм и не соедините его. Если вы кладете фундамент толщиной более 4 футов без швов, он треснет. Способ смягчить растрескивание состоит в том, чтобы выбрать бетон с низкой усадкой и детализировать арматурную сталь так, чтобы трещины оставались близко друг к другу. Суспензионный метод дозирования смеси – отличный способ минимизировать усадку. Влажное отверждение не устранит усадочное растрескивание, а только отсрочит его.
Высокие массивные элементы, такие как колонны и опоры мостов, с меньшей вероятностью растрескаются из-за усадки или других ограниченных изменений объема, чем такие элементы, как фундаменты и опоры, имеющие сильное ограничение в основании.
Что должны делать планы терморегулирования?
Чтобы разработать план терморегулирования, вам нужно сделать несколько вещей:
- Определить теплопроизводительность бетонной смеси.
- Оцените, будет ли эта бетонная смесь работать для размера элемента, климата, производителя товарного бетона и преобладающих условий.
- Предупредите подрядчика и поставщика товарного бетона, чтобы они обращались с бетоном как с чем-то необычным.
- Сообщите поставщику готовой смеси максимальную температуру бетона при укладке.
- Сообщите подрядчику, как поддерживать разницу температур между активной зоной и ближайшей поверхностью ниже указанного предела.
- Сообщите подрядчику/владельцу, чего следует избегать.
Температурные ограничения в планах терморегулирования
Не вдаваясь в средства и методы, ответственность за которые несет подрядчик, спецификации должны включать:
- Наименьший критический размер , при котором необходим план теплового контроля.
- Максимальный предел внутренней температуры (160 F). ACI 301 говорит 158 F, значение, преобразованное из градусов Цельсия в градусы Фаренгейта. Однако 160°F является консервативным пределом для предотвращения замедленного образования эттрингита. Некоторые исследователи определили, что внутренняя температура бетона может достигать 180 F.
- Максимальный предел разницы температур . ACI 301 ограничивает разницу температур между поверхностью и сердцевиной максимум до 35 F. Это очень консервативно, поскольку бетон со временем набирает прочность. Тем не менее, это наиболее широко используемый лимит в Соединенных Штатах. Спецификация Министерства транспорта Миннесоты допускает увеличение разницы температур до 45 F после первых 48 часов и до 60 F после первых 7 дней.
- Пределы усадки бетона . Геометрия больших фундаментов и фундаментов способствует сдерживанию изменений объема, будь то из-за перепада температур или усадки. Ограничьте усадку максимум до 0,035%.
Спецификация приборов
Планы термоконтроля
также включают размещение и мониторинг датчиков.
- Сколько датчиков . Два на центроиде, два на расстоянии 2 дюймов внутри грани, ближайшей к центроиду, и один для температуры окружающей среды — все, что вам нужно. Внешний датчик может находиться в тени или на солнце.
- Как долго контролировать . Спецификации сильно различаются по этому поводу. Обычно мониторинг прекращается, как только внутренняя температура достигает максимума. Тем не менее, разница температур все еще вызывает беспокойство. Спецификации Министерства транспорта Миннесоты разрешают прекращать мониторинг через 72 часа (96 часов для пролетных строений мостов) или когда приповерхностная температура находится в пределах 35 F от средней температуры окружающей среды, в зависимости от того, что наступит позже.
- Скорость охлаждения бетонной поверхности . Это ограничение относится не к массовому бетону, а к бетонированию в холодную погоду. Тем не менее, он часто находит применение в спецификациях массового бетона. ACI 207 указывает, что бетон не должен охлаждаться более чем на 20 F за 12 часов, чтобы предотвратить тепловой удар.
- Частота контроля . Температуру следует контролировать ежечасно, а данные передавать инженеру по терморегулированию каждые 24 часа. Более частая передача данных может быть уместна в течение первых двух дней.
- Оборудование для контроля температуры . Вы можете включить что-то вроде этого: «Используйте автоматические датчики и регистрирующие приборы, которые регистрируют температуру максимум с 1 интервалом в час. Они должны работать в диапазоне от 0 F до 200 F с точностью +/- 2 F”.
Как планировать и управлять отверждением заливки массивного бетона
Спецификации для массивного бетона ограничивают температуру свежего бетона и бетона на месте и обычно требуют от подрядчика плана теплового контроля для каждой укладки массивного бетона.
29 июля 2014 г.
Kim Basham, PhD PE FACI
L. J. Mott, PE
KB Engineering LLC
1. Методы массового бетонирования в первую очередь были разработаны для строительства плотин, где впервые было обнаружено термическое растрескивание. Однако в настоящее время методы массового бетонирования используются для крупных структурных элементов, включая матовые фундаменты, оголовки свай, опоры мостов, большие балки и фермы, а также толстые стены и плиты.
Понимание проблем, связанных с массивным бетоном, может помочь подрядчикам избежать таких проблем, как несоблюдение требований, задержки строительства, поврежденный бетон и дорогостоящий ремонт. Спецификации для массивного бетона ограничивают температуру свежего бетона и бетона на месте и обычно требуют от подрядчика плана теплового контроля для каждой укладки массивного бетона. Следовательно, подрядчики должны знать о максимальных температурах бетона и температурных перепадах, повышении температуры, мониторинге и контроле температуры, предварительном и последующем охлаждении массивного бетона и тепловом моделировании.
Определение массы бетона
Американский институт бетона (ACI) не устанавливает конкретных предельных размеров для определения массы бетона. ACI определяет массивный бетон как «любой объем бетона с размерами, достаточно большими, чтобы требовать принятия мер, чтобы справиться с выделением тепла от гидратации цемента и сопутствующим изменением объема, чтобы минимизировать растрескивание». размер, равный или превышающий три фута, обычно обозначается как массивный бетон. Тем не менее, меньшие размеры также могут быть обозначены как массивный бетон в зависимости от таких факторов, как: тип и количество цемента, отношение объема к поверхности бетона, погодные условия, температура укладки бетона, степень ограничения изменения объема и влияние термического растрескивания на функциональность, долговечность и внешний вид.
Внимательно просмотрите контрактную документацию, чтобы определить, какие структурные элементы заказчик определил как массивный бетон. Разработчик, а не подрядчик, несет ответственность за определение того, какой бетон в проекте является массивным бетоном. Для элементов, обозначенных как массивный бетон в контрактных документах, применяются дополнительные требования, указанные в ACI 301, Раздел 8 — Массивный бетон. 2 Если документы неясны, запросите разъяснения до начала работ.
Максимальная температура и разница температур
Во избежание повреждения бетона технические условия ограничивают максимальную внутреннюю температуру бетона и максимально допустимую разницу температур между центром и поверхностью массивного бетонного элемента.
ACI 301 гласит:
1) Максимальная температура в бетоне после укладки не должна превышать 158 градусов по Фаренгейту
2) Максимальная разница температур между центром и поверхностью укладки не должна превышать 35 градусов по Фаренгейту.
Ограничение внутренней температуры бетона до 158 градусов по Фаренгейту предотвращает замедленное образование эттрингита (DEF). Эттрингит является нормальным продуктом гидратации цемента, который образуется в течение первых нескольких часов после замеса бетона. Высокие температуры в раннем возрасте (более 158 градусов по Фаренгейту) могут препятствовать нормальному образованию эттрингита. Если DEF возникает в затвердевшем бетоне с внешним источником влаги, может произойти внутреннее расширение с последующим визуальным смещением и растрескиванием. DEF также может увеличить риск дополнительного износа из-за воздействия замерзания/оттаивания и коррозии арматуры. Ограничение внутренней температуры в самом начале жизни бетона предотвратит DEF.
Разместите датчики температуры в центре массы бетона и на глубине двух дюймов от центра ближайшей внешней поверхности. Снимайте показания каждый час и сравнивайте температуру бетона и разницу температур с указанными максимальными пределами каждые 12 часов.
Установленная максимальная разница температур в 35 градусов по Фаренгейту между центром и поверхностью бетона сводит к минимуму возможность термического растрескивания. Разность температур – это разница между температурой, измеренной в центре или самой горячей части бетона, и температурой поверхности.
Термический градиент между центральной частью и поверхностью создает растягивающие напряжения в бетоне. По существу, внутренняя часть расширяется относительно поверхности. Это дифференциальное расширение создает растягивающие напряжения. Когда растягивающие напряжения превышают предел прочности бетона на растяжение, происходит растрескивание. Глубина и тяжесть растрескивания зависят в первую очередь от величины температурного градиента.
Максимальная разница температур в 35 градусов по Фаренгейту является исторической величиной и может быть консервативной для современных бетонов и конструкций. Разница в 45 градусов по Фаренгейту или даже 55 градусов по Фаренгейту может быть достаточной для контроля термического растрескивания. Увеличение максимальной разницы температур может сэкономить время и деньги. Максимальная разница температур зависит от многих переменных, которые контролируют как термические напряжения, так и прочность бетона на растяжение. По этим причинам становится обычной практикой использовать сложное компьютерное тепловое моделирование для определения максимально допустимой разницы температур, чтобы термические напряжения не превышали предела прочности бетона на растяжение.
Повышение температуры и прогнозирование максимальной температуры
Такие факторы, как тип и количество вяжущих материалов, укладка бетона и температура окружающей среды, размер и отношение объема к поверхности бетонного элемента, контролируют повышение температуры и максимальную температуру в массе бетона. Как правило, тепловые проблемы возникают только у бетонных элементов, минимальный размер поперечного сечения которых равен или превышает три фута, поскольку элементы меньшего размера обычно рассеивают генерируемое тепло гидратации со скоростью, достаточной для ограничения температуры до требуемого уровня. Более толстые элементы не рассеивают тепло гидратации с достаточной скоростью, поэтому температура в центре заливки может достигать уровней, превышающих указанные уровни.
Отвод тепла охлаждающими трубами зависит от расположения, размера и расстояния между ними, расхода и температуры охлажденной воды. Охлаждающие трубы должны быть залиты цементным раствором после окончания периода охлаждения.
Два метода, обычно используемые для прогнозирования максимальной температуры бетона, включают приблизительный метод «эквивалентного содержания цемента» и компьютерные или тепловые модели. С помощью приближенного метода оцените максимальную температуру, добавив 16 градусов по Фаренгейту на каждые 100 фунтов цемента на кубический ярд к температуре укладки бетона. Для летучей золы и шлакового цемента типов F и C (замена 50 процентов) используйте 50 процентов, 80 процентов и 90 процентов эквивалентного цемента на кубический ярд соответственно3. По сути, этот метод предполагает, что эти материалы выделяют 50 процентов, 80 процентов и 90 процентов тепла по сравнению с цементом. [Для примера см. таблицу.]
Термоконтроль
К методам контроля температуры бетона и перепада температур относятся:
Бетонная смесь — Ограничьте количество цемента до минимально возможного количества и замените цемент более медленно схватывающимся дополнительным компонентом. цементные материалы (SCM), такие как летучая зола класса F и шлаковый цемент. Используйте цемент со свойствами теплоты гидратации от умеренной до низкой. Не используйте цементы типа III или HE (с высокой ранней прочностью) и химические ускорители. Если возможно, используйте заполнители с низким тепловым расширением, такие как гранит, известняк или базальт. Замедление скорости тепловыделения также замедляет скорость набора прочности. Поэтому вместо стандартной прочности в 28 дней предлагайте прочность на сжатие 42 или 56 дней для приемки бетона.
Совместно с поставщиком бетона разработать экономичный бетон с низким тепловыделением. Запустите пробные смеси в лаборатории, чтобы установить свойства свежего и затвердевшего бетона. Выполните полевые испытания путем отливки блоков для представления массивных бетонных элементов и измерения внутренней и поверхностной температуры. Кроме того, используйте испытательные блоки для оценки предлагаемых методов укладки бетона и плана последующего охлаждения. Убедитесь, что измеренные температуры соответствуют указанным предельным значениям температуры. Если нет, пересмотрите план терморегулирования.
Уменьшить температуру укладки бетона — ACI 301 не определяет максимальную температуру укладки бетона для массивного бетона, но спецификаторы обычно используют 50 градусов по Фаренгейту и 70 градусов по Фаренгейту. Как показано в примере расчетов для оценки максимальной температуры бетона, максимальная температура бетона является функцией температуры укладки. Если бы в примере температура укладки составляла 50 градусов по Фаренгейту, то расчетная максимальная температура бетона составила бы 131 градус по Фаренгейту. Как правило, каждый градус предварительного охлаждения снижает максимальную температуру бетона примерно на один градус. Предварительное охлаждение или снижение температуры укладки бетона может уменьшить как температуру бетона, так и разницу температур.
Предварительное охлаждение . Средства для предварительного охлаждения бетона включают затенение и орошение водой кучи с крупным заполнителем, использование охлажденной воды для замеса, замену воды затворения стружкой или колотым льдом и введение либо воды затворения, либо свежего бетона жидким азотом . Как правило, предварительное охлаждение заполнителей на 2 градуса по Фаренгейту охлаждает свежий бетон примерно на 1 градус по Фаренгейту. Прямое и испарительное охлаждение снижает общую температуру. Температуры в пределах примерно 2 градусов по Фаренгейту от температуры влажного термометра могут быть достигнуты путем продувки воздухом влажных крупных заполнителей.
Снижение температуры воды смеси на 4 градуса по Фаренгейту охладит свежий бетон примерно на 1 градус по Фаренгейту с максимальным снижением температуры примерно на 10 градусов по Фаренгейту. Замена смеси воды на стружку или колотый лед (примерно до 75 процентов) может снизить температуру свежего бетона примерно до 20 градусов по Фаренгейту. Конечно, степень предварительного охлаждения будет зависеть от количества воды для смешивания, доступной для замены льда.
Если спецификации ограничивают температуру укладки бетона до 50 градусов по Фаренгейту или более 20 градусов по Фаренгейту, требуется предварительное охлаждение бетона, рассмотрите возможность использования жидкого азота. При температуре впрыска -326 градусов по Фаренгейту достижима температура свежего бетона до 35 градусов по Фаренгейту.
Последующее охлаждение — Используйте изоляцию для контроля максимальной разницы температур между центром и поверхностью бетонного массива. Замедление скорости отвода тепла от поверхности уменьшает разницу температур и вероятность термического растрескивания. Конечно, снижение скорости охлаждения бетона может привести к задержке строительства. Влажное отверждение сопряжено с риском, так как тепловой удар при попадании холодной воды на горячие поверхности может привести к быстрому охлаждению поверхности и растрескиванию.
Используйте тепловое моделирование для оценки температуры центра и поверхности в зависимости от времени. Сравнение графиков температуры и времени дает максимальную разницу температур между центром и поверхностью бетона. Чтобы контролировать как температуру бетона, так и разницу температур, рассмотрите возможность использования предварительно установленных охлаждающих труб. Охлаждающие трубы отводят тепло из внутренней части бетона и могут снизить как максимальную температуру бетона, так и разницу температур. Охлаждающие трубы также могут значительно сократить время охлаждения бетона и ускорить процесс строительства.
Тепловое моделирование
В рамках теплового плана рассмотрите возможность использования компьютерного теплового моделирования для оценки максимальной температуры бетона и температурных перепадов. Кроме того, моделирование может оценить и оптимизировать размер заливки (размер подъема или блока), графики укладки (временные интервалы между укладками) и план контроля температуры, чтобы свести к минимуму риск термического растрескивания. Компьютерное моделирование — это быстрый и эффективный способ оценить различные доступные варианты контроля температуры и термического растрескивания. В большинстве случаев стоимость моделирования незначительна по сравнению с потенциальной экономией от оптимизации плана терморегулирования.
Ссылки
1. ACI 207.1R-05 (2012) Руководство по массовому бетону, Американский институт бетона, www.concrete.org
Институт бетона, www. .concrete.org
3. Gajda, John, Mass Concrete для зданий и мостов, Portland Cement Association, 2007, www.cents.org
Для получения дополнительной информации:
ACI 207.1r-05 Руководство по массовым бетоне
ACI 207.4R-05 (2012) Системы охлаждения и изоляции для массивного бетона
ACI 207.2R-07 Отчет о влиянии изменения температуры и объема на растрескивание массивного бетона
Об авторах
Ким Башам является президентом компании KB Engineering LLC, которая предоставляет инженерные и научные услуги для бетонной промышленности . Бэшем также проводит семинары и мастер-классы по всем аспектам технологии бетона, строительства и устранения неполадок. С ним можно связаться по электронной почте [email protected].
Л. Дж. Мотт, PE, является президентом GES Tech Group, Inc. , которая предоставляет общие механические, структурные, гражданские и судебные инженерные услуги широкому кругу клиентов и отраслей. Мотт является экспертом в области моделирования методом конечных элементов, специализирующимся на нелинейной статической и динамической механике и термодинамике переходных процессов. С ним можно связаться по электронной почте [email protected].
Жаркая погода и заливка бетонной массы
Бетонирование в жаркую погоду: почему важно контролировать температуру бетона
Укладка массивного бетона: как использовать мониторинг температуры для соблюдения требуемой спецификации
Планирование укладки массивного бетона для радиационного контроля
Выбор и определение правильных бетонных форм
9 0003
Как избежать матового бетонного покрытия Споры
Обновите свою игру по резке каменной кладки с помощью молниеносной технологии
Субподрядчик по арматуре рассказывает об инновационном мышлении и роботе для связывания арматуры
Merlo Roto 50.
30 S-Plus обеспечивает высоту, грузоподъемность и эффективность
Merlo Rotos R50.30 S-Plus предлагает новейшие технологии погрузочно-разгрузочных работ для повышения производительности, универсальности использования и эффективности оператора.
Как избежать споров, связанных с финишной отделкой из шероховатого бетона
Передовой опыт может защитить подрядчиков и свести к минимуму споры между владельцами работ и архитекторами.
7 Методы испытания прочности бетона
Помимо испытаний на разрыв цилиндра, можно использовать множество других методов.
Мировой опыт в укладке брусчатки
Познакомьтесь с маркой № 1 в мире по асфальтоукладчикам и плитам для мощения VÖGELE. Узнайте, где компания VÖGELE может помочь вам добиться успеха в любом климате, любых условиях и на любой местности.
Saint-Gobain достигает рубежа
После присоединения GCP Applied Technologies и CHRYSO в рамках Saint-Gobain и создания нового подразделения строительной химии компания объявила о проектах по всей стране, направленных на оптимизацию обслуживания клиентов.
Связь безопасности с инфраструктурой
Субподрядчик по арматуре MKE Iron Erectors Inc. использует свое новаторское мышление, чтобы сделать работу с роботом для вязки арматуры TyBOT более комфортной на новом бетонном настиле моста.
Новый инструмент для соединения плит уменьшает растрескивание бетона
Харви Хейнс, изобретатель соединения Trak, говорит, что его новый инструмент для соединения плит с грунтом упрощает установку, снижает риск случайных трещин, дешевле, чем традиционные методы, и не образует кварцевой пыли. .
Стоячая вода в подготовленных основаниях: проблема или мера предосторожности?
Ассоциация бетонных фундаментов решает проблему структурной целостности бетонных оснований из-за воды в земляных работах.
Основатель DICA Дик Коберг проходит
DICA и семья Кобергов объявляют о кончине основателя компании Дика Коберга, который умер 27 июня 2023 года. 82-летний Ричард «Дик» Коберг, известный под ласковым именем DK, и его жена Кэролин основали DICA используя первые две буквы своих имён.
Выберите и укажите правильные бетонные формы
Не знаете, какая бетоноформовочная панель лучше всего подходит для работы? Нужна помощь в заказе форм? APA – Ассоциация производителей инженерной древесины предлагает рекомендации.
Advanced Construction Robotics предлагает развертывание TyBOT без рельсов до 2×8 дюймов. заглушки в форме краев и могут справиться с существующими препятствиями, такими как гвозди с двойной головкой.
Crafco покупает PoreShield
Созданное на основе сои средство PoreShield нового поколения в области защиты бетона было приобретено Crafco Inc.
Робот для вязки арматуры Advancement
Робот для вязки арматуры Tybot от Advanced Construction Robotics может использоваться большим количеством подрядчиков, поскольку необходимость в разглаживающей рейке отпадает.
Контрольный список обслуживания бетонной стяжки
Регулярное техническое обслуживание поможет сохранить вашу бетонную стяжку в рабочем состоянии.