Термоактивная опалубка с автоматическим программным управлением процессом тепловой обработки бетона

Авторы патента:

E04G9/10 - с особой поверхностью, например влаго- или воздухопроницаемой, или с теплоизоляционными или теплопроводными свойствами)

Владельцы патента RU 2507355:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Поволжский государственный технологический университет (RU)

Изобретение относится к строительным технологиям, в частности к термоактивным опалубкам, применяемым при обогреве бетонных и железобетонных конструкций в условиях низких температур.

Технической задачей изобретения является снижение энергозатрат на обогрев за счет увеличения теплоотдачи щитов опалубки, равномерного распределения тепла по поверхности палубы, обеспечения рационального обогрева бетона, учета экзотермии бетона, автоматизации процесса твердения, контроля технологического процесса в режиме on-line.

Термоактивная опалубка с автоматическим программным управлением процесса тепловой обработки бетона, включающая щиты опалубки с нагревательными элементами, отличающаяся тем, что щиты выполнены двухслойными: из внутреннего слоя с высокой теплопроводностью из алюминиевого сплава Д16, в плоскости которого встроен рабочий спай термодатчика и наружного слоя из материала с низкой теплопроводностью (поликарбонат); нагревательные элементы щитов опалубки выполнены в виде нагревательного нихромового провода в гибкой изоляции, расположенного в плане щита спирально в профрезерованных канавках, в смежной плоскости слоев щита; со стороны наружного слоя щита нагревательный провод защищен от потерь тепла фольгированным экраном; автоматическое программное управление обогревом выполняется с помощью блока управления, включающего контроллер ПИД регулирования процесса обогрева, датчик аварии, датчик питания, реле вкл/выкл. питания сети; контроллер соединен с компьютером через преобразователь интерфейса, имеет выход в интернет для мониторинга и корректировки процесса твердения бетона в режиме on-line. 3 ил.

В строительстве широко используются методы прогрева бетона в зимнее время. Однако на сегодняшний день этот процесс требует ощутимых материальных затрат, связанных с большим количеством потребляемой установками энергии, большой трудоемкостью подготовительных стадий прогрева, повышенными затратами на обеспечение безопасности процесса обогрева.

Способ обработки бетона в термоактивной опалубке отличается простотой и технологической надежностью. Однако эксплуатационные параметры традиционных термоактивных опалубок характеризуются высокими энергозатратами.

Известен щит термоактивной опалубки, включающий наружные древесные слои с водонепроницаемым покрытием и внутренним слоем шпона, расположенным между ними, и нагревательный элемент из пластин электропроводной углеволокнистой бумаги с изолирующими слоями, пропитанными полимерным связующим (см. патент РФ №2017910, МПК E04G 9/10, опубликованный 15.08.1994 г.).

Недостатком щита такой конструкции является то, что она не обеспечивает плотного прилегания нагревательного элемента к палубе термощита в угловых и стыковых зонах конструкции. Это приводит к неравномерности прогрева бетонной конструкции.

Известна термоактивная опалубка, представляющая собой палубу, прикрепленный к нему нагреватель на основе углеродного волокнистого материала с изолирующими слоями (см. патент РФ №2178492, МПК E0G 9/10, опубликованный 20.01.2002 г.). Электронагреватель выполнен зигзагообразным с вертикальными и горизонтальными полосами. Ширина вертикальных полос уменьшается от середины к краям но закону геометрической прогрессии. Горизонтальные полосы имеют одинаковую ширину.

Недостатком данной опалубки является то, что нагревательные элементы расположены неравномерно по поверхности щита: ширина греющих элементов уменьшается от середины к краям. Таким образом компенсируются потери тепла в стыковых и угловых зонах. Однако этот способ приводит к неравномерному прогреву. При этом необходимо учитывать степень нагрева и ширину распределения полос по палубе, что усложняет технологию проведения бетонных работ.

Известна термоактивная опалубка (см. авт. свид. СССР №881266, МПК E0G 9/10, опубликованный 15.11.1981), выполненная из стальных листов. Электронагревательные элементы прикреплены с помощью заклепок на внутренней поверхности палубы. Диэлектрические слои из лакоткани и стеклоткани, пропитанные фенолформальдегидной смолой, создают более равномерное температурное поле по всей поверхности электронагревательного элемента, чем улучшается равномерность нагрева палубы. Принято за прототип.

Недостатком представленной термоактивной опалубки является неравномерность распределения температуры по поверхности стального щита опалубки из-за сравнительно низкой его теплопроводности. Вследствие этого угловые и стыковые зоны опалубки прогреваются не в полном объеме.

Кроме того, в опубликованном патенте отсутствует информация о способе управления обогревом бетона с помощью контроллеров типа ПИД.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства термоактивной опалубки с автоматическим программным управлением, на фиг.2 приведена схема устройства щита термоактивной опалубки, на фиг.3 показан поперечный разрез щита опалубки.

Термоактивная опалубка состоит из двухслойных обогревающих щитов 1, с помощью зажимных колодок 2 параллельно подключенных к сети переменного тока посредством силового кабеля 3 через блок управления 4. Блок управления термоактивной опалубки состоит из контроллера ПИД регулирования процесса обогрева 5, датчика аварии 6, обеспечивающего контроль безопасности технологического процесса, датчика питания 7, реле вкл/выкл питания сети 8.

В ручном, через контроллер 5, или в автоматическом режиме, через компьютер 9, подключенный к контроллеру с помощью преобразователя интерфейса 10, пошагово задаются параметры технологического процесса: изотермическая температура обогрева, скорость нагрева и время обогрева бетона. Мониторинг и корректировка процесса твердения бетона может выполняться в режиме on-line с выходом в Интернет 11.

Информация о температуре твердения бетона поступает в контроллер 5 от термодатчиков 12, размещенных в щитах опалубки 1 (фиг.2).

Рабочий спай термодатчика 12 располагается в плоскости внутреннего листа щита опалубки 13. Внутренний лист щита изготавливается из алюминиевого сплава Д-16, имеет высокую теплопроводность и в рабочем состоянии прилегает к бетонируемой конструкции. Наружный лист щита опалубки 14 изготавливается из низкотеплопроводного поликарбоната (фиг.3). На смежных поверхностях листов опалубки фрезеруются канавки 15, в которых размещается нагревательный элемент в виде спирально расположенного нагревательного провода из нихромовой проволоки в гибкой изоляции 16. Для повышения теплоотдачи щита на смежной поверхности листов щита со стороны поликарбоната устраивается теплозащитный фольгированный экран 17.

Сигнал от термодатчика 12 поступает в контроллер ПИД регулирования процесса обогрева бетона 5, который посредством твердотельного реле плавно регулирует силу тока в нагревательном проводе 16 щита опалубки 1. Это позволяет заранее определять скорость распространения тепла в бетоне, что дает возможность учитывать тепло от процесса экзотермии цемента в бетоне и поддерживать постоянным значение заданной температуры посредством регулирования мощности обогрева.

Термоактивная опалубка с автоматическим программным управлением процессом тепловой обработки бетона, включающая щиты опалубки с нагревательными элементами, отличающаяся тем, что щиты выполнены двухслойными: из внутреннего слоя с высокой теплопроводностью из алюминиевого сплава Д16, в плоскости которого встроен рабочий спай термодатчика, и наружного слоя из материала с низкой теплопроводностью (поликарбонат); нагревательные элементы щитов опалубки выполнены в виде нагревательного нихромового провода в гибкой изоляции, расположенного в плане щита спирально в профрезерованных канавках, в смежной плоскости слоев щита; со стороны наружного слоя щита нагревательный провод защищен от потерь тепла фольгированным экраном; автоматическое программное управление обогревом выполняется с помощью блока управления, включающего контроллер ПИД регулирования процесса обогрева, датчик аварии, датчик питания, реле вкл/выкл питания сети; контроллер соединен с компьютером через преобразователь интерфейса, имеет выход в интернет для мониторинга и корректировки процесса твердения бетона в режиме on-line.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к термоопалубкам для изготовления монолитных железобетонных конструкций с линейным и плоским предварительным напряжением.

Способ возведения монолитных железобетонных конструкций в зимних условиях // 2487981

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в строительном производстве, в частности при возведении монолитных железобетонных конструкций с тепловой обработкой бетона преимущественно в зимних условиях.

Способ управления тепловой обработкой монолитных бетонных и железобетонных конструкций в греющей опалубке // 2360084

Изобретение относится к строительной индустрии и может быть использовано для автоматизированного управления процессом тепловой обработки при изготовлении бетонных и железобетонных монолитных конструкций в греющей опалубке непосредственно на строительной площадке с контролем в них текущей прочности бетона при возведении зданий в ускоренных темпах и при выполнении работ в сложных климатических условиях.

Способ изготовления щита термоактивной опалубки и щит термоактивной опалубки // 2346122

Опалубочная панель // 2296842

Изобретение относится к области строительства, в частности может быть использовано для формирования фасада здания, снабженного орнаментом. .

Способ монтажа систем отопления в перекрытиях монолитного здания и устройство для его осуществления // 2211294

Щит опалубки // 2178493

Термоактивная опалубка // 2178492

Изобретение относится к строительству, в частности к оборудованию, применяемому при производстве строительных работ, и может быть использовано при возведении железобетонных и бетонных конструкций как с простой, так и со сложной формой поперечного сечения.

Способ изготовления щита опалубки // 2166593

Изобретение относится к строительному производству, а именно формованию конструкций из монолитного бетона и железобетона с использованием щитовой разборно-переставной опалубки из древесно-листовых материалов.

Строительная конструкция (варианты), способ возведения строительного сооружения (варианты), устройство для возведения моста и способ возведения мостов // 2158337

Изобретение относится к строительству. .

Греющая опалубка для бетонирования // 2515656

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве греющей опалубки при изготовлении монолитных железобетонных конструкций. Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является упрощение изготовления конструкции опалубки, повышение надежности и качества при производстве бетонных работ. Решение указанной задачи достигается тем, что в предлагаемой греющей опалубке для бетонирования, включающей каркас, нагревающий слой, нагревательный элемент, теплоизоляционный слой, согласно изобретению нагревающий слой и электронагревательный элемент выполнены как одно целое в виде полимерной композиции, содержащей лак этиноль - 1 масс. часть, порошкообразный графит литейный серебристый 0,7-0,8 масс. части и дивинилстирольный латекс СКС-65 - 0,05 масс. части с замоноличенными внутрь электродами при напряжении 220-380 вольт. 1 ил.

Термоформа-термоопалубка для изготовления сборных и монолитных железобетонных рам бескаркасных зданий с предварительно напряжённым железобетонным перекрытием // 2595722

Изобретение относится к термоформам-термоопалубкам для изготовления объемных сборных и монолитных железобетонных конструкций бескаркасных зданий с предварительно напряженным железобетонным перекрытием. Термоформа-термоопалубка состоит из четырех отдельных Г-образных термоэлементов термоопалубки, собираемых, например, в объемную раму, где каждый термоэлемент термоопалубки состоит из двух частей: первая - горизонтальная часть, которая служит для изготовления части предварительно напряженного железобетонного перекрытия и состоит по сечению из нижнего силового отсека, поверх которого через термоизоляцию установлен независимый термоподдон с входными и выходными патрубками для циркуляции в нем теплоносителя (Т) с температурой нагрева Т°С=70-100°C, вторая - вертикальная часть термоэлемента, необходимая для изготовления стен объемной рамы, содержит вертикальную термоопалубку, включающую термоотсек с входными и выходными патрубками для циркуляции в нем теплоносителя с температурой нагрева Т°C=70-100°C. Каждый термоэлемент объемной рамы установлен в нижней части на свою транспортную тележку и шарнирно с ней соединен, что позволяет перемещать термоэлементы и тележки в горизонтальном и вертикальном направлениях, причем собранная из четырех Г-образных термоэлементов объемная рама бескаркасных зданий образует из горизонтальных участков термоэлементов горизонтальную термоопалубку предварительно напряженного железобетонного перекрытия, натяжение рабочей арматуры которого выполняют с помощью термоблока, состоящего из расположенного сверху напрягаемого элемента и расположенного снизу силового элемента, причем горизонтальная термоопалубка перекрытия содержит по торцам ригеля рамы неподвижные силовые упоры, первый и второй, закрепленные к торцам силовых отсеков горизонтальной части термоэлементов, вместе с тем на расстоянии длины напрягаемого элемента термоблока от второго неподвижного силового упора горизонтальной термоопалубки перекрытия расположен неподвижный силовой упор, где в нем и в первом неподвижном силовом упоре имеются пазы для напрягаемой арматуры с анкерами на концах преднапряженного железобетонного перекрытия. Стык полурам, состоящих каждая из двух Г-образных термоэлементов, имеет съемный вкладыш с высотой по сечению, равной высоте перекрытия, и присоединяемый к концам силовых отсеков ригелей съемными соединениями, например болтами, а для обеспечения постоянства толщины вертикальных стен термоформа-термоопалубка снабжена расположенными равномерно внутри стены по вертикали специальными фиксаторами, например асбестоцементными трубками определенного диаметра и длиной, строго равной толщине стены. Фиксаторы закреплены к вертикальным стенкам термоэлементов. 9 ил.

Способ изготовления выполненных неровными бетонных поверхностей // 2606892

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям при выполнении которых используют опалубку. Способ изготовления выполненных неровными бетонных поверхностей включает этапы: изготовления элемента опалубки для бетонной конструкции, при этом элемент опалубки состоит из металлической решетки, выполненной из поперечных стержней и продольных стержней, и из двух покрывающих решетку с двух сторон, гибких термоусаживающихся пленок, при этом обе термоусаживающиеся пленки соединены друг с другом через отверстия решетки. Поперечные стержни и продольные стержни решетки имеют диаметр от 1,5 мм до 3,5 мм и отверстия решетки имеют ширину в свету от 50 мм до 120 мм, при этом ширина в свету представляет собой наибольшее расстояние между направленными к отверстию решетки краями ограничивающих отверстия стержней. Изготовления снабженной распорками арматурной поверхности. Изготовления опорного устройства, состоящего из горизонтально и вертикально расположенных опорных элементов. Придания путем сгибания элементу опалубки формы, требуемой для подлежащей бетонированию бетонной поверхности. Прикрепления арматуры к опорному устройству, при этом между арматурой и опорным устройством расположены распорки из некорродирующего материала. Расположения элемента опалубки на распорках. Прикрепления элемента опалубки к арматуре. Нанесения торкрет-бетона со стороны арматуры. Технический результат состоит в обеспечении необходимой прочности и надежности бетонной конструкции, снижении трудоемкости и материалоемкости выполнения работ. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство индукционного прогрева бетонируемых монолитных железобетонных конструкций // 2633607

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении плит, стен, колонн и прочих конструкций монолитных зданий и сооружений, требующих тепловой обработки. Устройство индукционного прогрева бетонируемых конструкций включает в себя различное расположение проводников в диэлектрической опалубке со стороны, не соприкасающейся с бетоном, и их подключение к источнику электрической энергии. Прогрев и поддержание заданной температуры в процессе набора прочности бетоном производится нагревательным элементом в виде плоской индукционной катушки квадратной формы. Катушка является единым целым с конструкцией опалубочных щитов и использует токи изменяемой частоты. Техническим результатом применения устройства являет повышение качества монолитных железобетонных конструкций и снижение себестоимости при выполнении тепловой обработки бетона при производстве работ в зимнее время. 2 ил.