Способ возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций



Способ возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций
Способ возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций
Способ возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций

 


Владельцы патента RU 2400455:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области промышленного и гражданского строительства. Способ включает укладку бетонной смеси в опалубку, ее уплотнение, последовательный прогрев при помощи электронагревательных элементов ядра конструкции и периферийной зоны. Прогрев ядра производят до набора прочности R, составляющей не менее 0,25R28, где R - прочность бетона в возрасте 28 суток. Прогрев периферийной зоны ведут с соблюдением градиента температур по сечению , значение которого выдерживают в интервале

от ядра конструкции к периферии. Уменьшается длительность процесса и повышается качество конструкций. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

 

Изобретение относится к области промышленного и гражданского строительства и может быть использовано при возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций с применением тепловой обработки бетона.

В современном строительстве при возведении бетонных и железобетонных конструкций на строительной площадке в зимний период применяют различные способы тепловой обработки в зависимости от условий производства бетонных работ.

Известен способ изготовления сборных и возведения монолитных массивных бетонных и железобетонных конструкций (А.с. №422707, МПК C04B 41/30, опубл. 05.04.1974 г.), заключающийся в укладке и уплотнении бетонной смеси с последующей электротермообработкой центральных слоев конструкции в период пребывания наружных слоев в упругопластичном состоянии. В конструкцию укладывается бетонная смесь с естественной температурой (5-20°C) и уплотняется, затем в течение начального периода твердения производится электроразогрев ядра конструкции при помощи различного рода электронагревательных элементов в виде греющего шнура, струн, сеток, пластин до температуры не выше 90°C со скоростью 20°C/ч. В результате разогрева внутренних слоев бетона ядро конструкции расширяется и достигает практически максимальных деформаций до затвердевания бетона в периферийных слоях, бетон в которых еще способен воспринимать деформации растяжения без разрушения.

Недостатками вышеописанного способа являются:

- увеличение времени возведения конструкции из-за невысокой температуры поверхностных слоев в процессе прогрева и возрастания сроков созревания бетона в последних;

- снижение качества конструкции после термообработки вследствие различной прочности в ядре и поверхностных слоях;

- актуальность данного способа для узкого класса бетонных конструкций (большой массивности с модулем поверхности Мп<3).

Известен способ возведения монолитной бетонной конструкции (А.с. №1079800, МПК E04G 21/02, опубл. 15.03.1984 г.), включающий укладку бетонной смеси, ее уплотнение и разогрев ядра конструкции, при этом одновременно с разогревом ядра осуществляют охлаждение поверхности конструкции, после чего опалубку утепляют и осуществляют периферийный прогрев до твердения конструкции.

При осуществлении способа в неутепленную опалубку, оборудованную полосовыми электродами, из бадьи укладывают бетонную смесь с температурой 5-20°C и уплотняют. Затем производят одновременный разогрев ядра путем сквозного электропрогрева со скоростью 5-20°C/ч и охлаждение (естественное или искусственное) поверхности конструкции. При разогреве ядра до 80°C процесс прекращается, после чего в течение 1-2 ч опалубку утепляют, переключают полосовые электроды и осуществляют периферийный электропрогрев со скоростью 20°C/ч при 50-60°C до достижения бетоном требуемой прочности.

Недостатком этого способа является необходимость периода для охлаждения поверхности конструкции, утепления опалубки и дальнейшего выдерживания бетона, что ведет к увеличению трудоемкости и удлинению сроков производства работ, что отрицательно отражается на себестоимости конструкции. В зависимости от марки бетонной смеси прекращение разогрева ядра конструкции по достижении в нем температуры 80°C может привести к недостаточному набору прочности бетона центральной зоны. В дальнейшем, при прогреве периферийной зоны, крайние слои набирают прочность быстрее, чем центральные, что приводит к трещинообразованию из-за появившихся температурных напряжений, снижению прочности и, следовательно, качества конструкции.

Изобретение решает задачу снижения себестоимости возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций за счет уменьшения длительности и трудоемкости технологического процесса, а также повышения качества конструкций за счет обеспечения благоприятного термонапряженного состояния бетона.

Для получения необходимого технического результата в известном способе возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций, включающем укладку бетонной смеси в опалубку, ее уплотнение, последовательный прогрев при помощи электронагревательных элементов ядра конструкции и находящегося в упругопластичном состоянии бетона периферийной зоны, прогрев ядра производят до набора прочности R, составляющей не менее 0,25R28, где R28 - прочность бетона в возрасте 28 суток. Прогрев периферийной зоны предлагается вести с выдерживанием градиента температур по сечению

в интервале

от ядра конструкции к периферии.

На прилагаемых к описанию графических материалах изображено:

- на фиг.1 - температурный режим тепловой обработки бетонной смеси;

- на фиг.2 - графики нарастания прочности бетона класса B15 по прочности на сжатие на портландцементе марки 500 при разных средних температурах прогрева tб ср.;

- на фиг.3 - график нарастания прочности бетона разных классов на портландцементе при температуре изотермического прогрева 80°C.

На графических материалах приняты следующие обозначения:

1 - температурный режим тепловой обработки бетона ядра конструкции;

2 - температурный режим тепловой обработки бетона периферийной зоны;

τп - период подъема температуры бетона;

τ0,25R28 - период времени, по окончании которого бетон в ядре достигает прочности R≥0.25R28;

- период изотермического прогрева ядра конструкции;

- период изотермического прогрева бетона периферийной зоны с соблюдением градиента температур по сечению

от центра конструкции к периферии;

τo - период остывания;

tб ср. - средняя температура прогрева конструкции;

3 - бетон класса прочности на сжатие B15;

4 - бетон класса прочности на сжатие B22,5;

5 - бетон класса прочности на сжатие B30;

6 - бетон класса прочности на сжатие B40.

На графиках (фиг.2) указаны средние температуры твердения бетонной смеси tб ср.

Прочность выдерживаемой бетонной смеси зависит главным образом от времени выдерживания и температуры прогрева. Главным критерием прекращения прогрева ядра конструкции является набор бетоном прочности R≥0.25R28. Если начинать периферийный обогрев по достижении бетоном ядра конструкции прочности R<0.25R28, то периферийные слои могут набрать прочность быстрее, чем центральные, что в дальнейшем повлечет за собой образование трещин ввиду появившихся температурных напряжений и снижение прочности конструкции в целом.

Главным критерием прогрева бетона периферийной зоны является соблюдение градиента температур по сечению

от центра конструкции к периферии. При температурном градиенте

наблюдается равномерный рост прочности бетона по всему сечению. Однако начало обогрева периферийной зоны приведет к опережающему росту прочности бетона наружных слоев по сравнению с центральными, вследствие чего бетон также приобретает неблагоприятное термонапряженное состояние. При градиенте температур

происходит разуплотнение бетона вследствие движения влаги по направлению от центральных слоев к периферийным, что также ведет к снижению прочности бетона.

Положительный эффект достигается, если начинать периферийный обогрев, когда прочность бетона ядра достигнет значения не меньше, чем 0,25 R28, a градиент температур по сечению принимают из заявляемого интервала. При соблюдении этих условий прочность бетона в ядре конструкции больше, чем в периферийных слоях. Последние к началу периферийного обогрева находятся в упругопластичном состоянии и воспринимают температурные деформации без трещинообразования и угрозы снижения прочности конструкции. При нахождении градиента температур в указанном интервале миграция воды по сечению бетона незначительна, и разуплотнения бетона не происходит.

Конкретный пример осуществления способа. Бетонную смесь укладывают в опалубку, уплотняют и начинают прогрев бетона в ядре конструкции посредством стержневых электродов. По графикам в зависимости от средней температуры прогрева определяют τ0,25R28. По истечении периода времени τ0,25R28 прогрев бетона в ядре конструкции прекращают и начинают прогрев бетона периферийной зоны с соблюдением градиента температур по сечению

с использованием греющих проводов. В момент набора бетоном требуемой прочности прогрев прекращают.

Предлагаемый способ тепловой обработки был осуществлен в зимнее время на строительной площадке при возведении монолитных железобетонных фундаментов. Фундаменты в плане квадратные со стороной 1,5 м, модуль поверхности Мп=4,7 м-1. Начальная температура бетонной смеси 20°C.

В соответствии с предлагаемым способом бетонную смесь укладывали в опалубку, уплотняли, устанавливали и коммутировали стержневые электроды и начинали прогрев ядра конструкции. По приведенным графикам (фиг.2, фиг.3) определяли время начала периферийного обогрева.

Исходные условия для расчета:

- бетон класса В15 по прочности на сжатие на портландцементе марки 500,

- начальная температура бетонной смеси 20°C,

- скорость электропрогрева 15°C/ч,

- температура изотермического прогрева ядра конструкции 80°C.

Далее определяли:

tб ср.=(20+80)/2=50°C.

В соответствии с графиком (фиг.2) для tб cp.=50°C определяем τ0,25R28=8,4 ч.

τп=(80-20)/15=4 ч.

.

Через 9 ч после укладки прекращали прогрев ядра конструкции. Измеренная ультразвуковым неразрушающим методом с использованием прибора «Пульсар-1.2» прочность бетона составила 31% от R28. Затем включали греющие провода в периферийной зоне и поддерживали температуру постоянной и равной 60°C. Максимальный градиент температур по сечению составил

Необходимая прочность получена через 19-20 часов после укладки.

Опытным путем обоснован заявленный интервал градиента температур для бетона периферийной зоны. Результаты опытов для монолитных железобетонных фундаментов (квадратные в плане со стороной 1,5 м, модуль поверхности Мп=4,7 м-1), сведены в следующую таблицу:

Основные параметры температурного режима тепловой обработки бетонной смеси Градиент температур по сечению конструкции при прогреве бетона периферийной зоны. Результат
- температура изотермического прогрева ядра конструкции 65°C. Образование трещин, снижение прочности конструкций
- температура изотермического прогрева бетона периферийной зоны 65°C.
- температура изотермического прогрева ядра конструкции 80°C. Неравномерная структура бетона конструкции
- изотермического прогрева бетона периферийной зоны 50°C.

Способ-прототип включает укладку бетонной смеси в опалубку, оборудованную полосовыми электродами, уплотнение бетонной смеси, разогрев ядра конструкции со скоростью 20°C/ч до 80°C (3 часа), при этом одновременно с разогревом ядра осуществляется охлаждение поверхности конструкции, после чего опалубку утепляют и выдерживают бетонную смесь в течение 1,5 часа, затем осуществляют периферийный прогрев при 50°C до твердения конструкции.

Необходимая прочность (70% от R28) была получена через 29 часов после укладки бетонной смеси. Измерения показали, что к моменту начала периферийного прогрева бетон ядра конструкции набрал прочность R=0.11R28, что меньше 0.25R28. В результате дальнейшего прогрева периферийные слои набрали прочность быстрее, чем центральные, что в конечном итоге привело к образованию трещин в конструкции.

Предлагаемый способ сокращает время оборачиваемости опалубки в 1,4-1,5 раза по сравнению со способом-прототипом. Благодаря предложенному режиму тепловой обработки получена конструкция требуемой прочности и оптимального качества.

Предлагаемый способ позволяет сократить время, трудоемкость, а также себестоимость возведения монолитных конструкций по сравнению со способами, рассмотренными выше, за счет того, что: во-первых, не требуется период для охлаждения поверхности конструкции, утепления опалубки и дальнейшего выдерживания бетона; во-вторых, интенсивность набора прочности в предлагаемом способе выше, чем в рассмотренных ранее, в-третьих, при соблюдении предложенного температурно-прочностного режима выдерживания получена конструкция оптимального качества без образования температурных трещин.

1. Способ возведения монолитной бетонной и железобетонной конструкции, включающий укладку бетонной смеси в опалубку, ее уплотнение, последовательный прогрев при помощи электронагревательных элементов ядра конструкции и находящегося в упругопластичном состоянии бетона периферийной зоны, отличающийся тем, что прогрев ядра производят до набора прочности R, составляющей не менее 0,25R28, где R - прочность бетона в возрасте 28 суток, а прогрев периферийной зоны ведут с соблюдением градиента температур по сечению , значение которого выдерживают в интервале от ядра конструкции к периферии.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что прогрев бетона в ядре конструкции осуществляют посредством стержневых электродов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для прогрева бетона периферийной зоны используют греющие провода.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к строительной индустрии и химии, а именно к способам изготовления легких бетонных изделий с органическим наполнителем, преимущественно древесным.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения силикатных стеновых изделий - силикатного кирпича, плиток, блоков, стеновых панелей и т.п., подвергающихся автоклавной обработке при твердении.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения силикатных стеновых изделий - силикатного кирпича, плиток, блоков, стеновых панелей и т.п., подвергающихся автоклавной обработке при твердении.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения силикатных стеновых изделий - силикатного кирпича, плиток, блоков, стеновых панелей и т.п., подвергающихся автоклавной обработке при твердении.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения бетонных строительных изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке при твердении, для гражданского и промышленного строительства.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения бетонных строительных изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке при твердении, для гражданского и промышленного строительства.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения бетонных строительных изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке при твердении, для гражданского и промышленного строительства.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения бетонных строительных изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке при твердении, для гражданского и промышленного строительства.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам электропрогрева бетонной смеси замоноличиваемых стыков колонна-ригели сборно-монолитных каркасов зданий в зимних условиях.

Изобретение относится к области промышленного и гражданского строительства и может быть использовано при возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций
Изобретение относится к новому способу изготовления изделий в форме плит, пористых плит, блоков, полученных из конгломерата, состоящего из обломков камней
Изобретение относится к способам изготовления жаростойкой бетонной смеси и изделий из жаростойкой бетонной смеси и может быть использовано для футеровки промышленных тепловых агрегатов, работающих при температуре до 1350°С и, в частности, для футеровки вагонеток обжига кирпича
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для получения строительного материала

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам и устройствам для электромагнитной обработки бетонной смеси

Изобретение относится к изготовлению изделий путем карбонизации. Способ изготовления изделия, связанного преимущественно карбонатом, включает получение щелочного гранулированного материала с рН не менее 8,3, содержащего, по меньшей мере, одну фазу силиката щелочноземельного металла, прессование его с получением заготовки с пористостью не более 37 об.% и проницаемостью не менее 1·10-12 см2, взаимодействие заготовки, не насыщенной влагой, с СО2 при температуре не менее 70°C и давлении не менее 0,5 МПа в присутствии воды с образованием не менее 5 мас.% карбонатов. Изделие, связанное преимущественно карбонатом, полученное указанным выше способом. Изобретение развито в зависимых пунктах. Технический результат - повышение механических и/или физико-химических свойств. 2 н. и 32 з.п. ф-лы, 10 табл., 22 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям камер для сушки бетонных и железобетонных изделий. Изобретение позволит уменьшить потери тепловой энергии. Камера для ускоренного твердения бетонных и железобетонных изделий излучением в видимой части спектра содержит стены, съемную светопрозрачную крышку и систему подачи тепловой энергии Ограждающая конструкция и съемная крышка камеры выполнены из комбинированного материала, включающего металл, листовой асбест и фольгу, с тепловой изоляцией, имеющей воздушную прослойку, ограниченную двумя слоями фольги. Слой асбеста на внутренних стенках камеры покрыт фольгой. На дне камеры установлены инфракрасные излучатели, переносной термодатчик, по периметру проведен водопровод со сплинкерами, в верхней части камеры расположено контактное устройство электрозащиты. 1 ил.
Изобретение относится к области строительства, а именно к способам тепловой обработки бетона и может найти применение в строительстве при изготовлении сборных бетонных или железобетонных изделий и конструкций. Изобретение позволит повысить скорость набора прочности бетона. Способ тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий включает циклический прогрев путем подачи насыщенного пара, отключение подачи пара, выдерживание изделий, повторную подачу насыщенного пара, отключение подачи пара, выдержку изделий до их охлаждения. В первом цикле подачу насыщенного пара производят до достижения температуры среды, равной 30°С, в течение 0,5 часа, изотермическую выдержку изделий производят при температуре 30°С в течение 2,5 часов, во втором цикле подачу насыщенного пара производят до достижения температуры среды, равной 40°С, в течение 0,5 часа и осуществляют изотермическую выдержку изделия при температуре 40°С в течение 5,5 часов. 1 табл.
Изобретение относится к производству строительных материалов, преимущественно к производству бетона на основе керамзитового гравия для изготовления железобетонных изделий в объемно-блочном домостроении. Способ приготовления керамзитобетона включает активацию 70% воды затворения быстродействующим портландцементом и пластифицирующей добавкой УП-4 в бетоносмесителе при 15 об/мин в течение 1 мин до получения однородной суспензии, перемешивание оставшейся части воды затворения, дробленого керамзитового гравия, керамзитового и кварцевого песка с предварительно активированной водой затворения в течение 0,5 мин, затем полученную керамзитобетонную смесь подвергают двухэтапной тепловой обработке при температуре 60оС в летнее время в течение 5 ч, в зимнее время в течение 8 ч и в камере вторичной тепловой обработки при температуре 40оС в течение 4 ч. Технический результат - повышение удобоукладываемости керамзитобетонной смеси, повышение прочности керамзитобетона при сокращении времени на его производство. 2 табл.

Группа изобретений относится к составам сырьевых смесей и способам приготовления ячеистых бетонов неавтоклавного твердения и может быть использована в промышленности строительных материалов для получения теплоизоляционно-конструкционных изделий. Сырьевая смесь для изготовления неавтоклавного газобетона включает, мас.%: портландцементный клинкер 27,23-28,36, известь комовую 4,5, песок 31,5, двуводный гипсовый камень 2,27, алюминиевую пудру 0,08, сульфанол 0,001, кальций-магний-силикатсодержащую горную породу - диопсид 1,42-2,55, водный раствор электролита Fe2(SO4)3 или Al2(SO4)3 0,28, воду - остальное. Способ приготовления неавтоклавного газобетона из указанной выше сырьевой смеси включает совместный помол сухих компонентов сырьевой смеси до удельной поверхности 280-310 м2/кг, введение водного раствора электролита и воды, перемешивание, введение водно-алюминиевой суспензии и перемешивание, заливку смеси в металлические формы и тепловлажностную обработку при температуре 85°С. Технический результат - улучшение физико-механических свойств неавтоклавного газобетона, упрощение его получения. 2 н.п. ф-лы, 1 пр., 5 табл.
Наверх