Как рассчитать коэффициент теплопередачи ограждения опалубки: подробная формула и методы расчета

Коэффициент теплопередачи ограждения опалубки определяется по формуле, которая учитывает толщину материала, его теплопроводность и другие параметры. Это позволяет оценить, насколько эффективно материал сможет удерживать тепло внутри помещения.

Изучение и определение коэффициента теплопередачи ограждения опалубки позволяет эффективно проектировать здания с учетом теплозащиты и обеспечить комфортные условия внутри помещений при минимальных энергозатратах.

Коротко о главном
  • Коэффициент теплопроводности материала ограждения опалубки играет ключевую роль в определении ее теплопередачи.
  • Формула для расчета коэффициента теплопередачи ограждения опалубки зависит от таких параметров, как материал самой опалубки, ее толщина и структура.
  • Важно учитывать также условия эксплуатации опалубки при расчете коэффициента теплопередачи, такие как температурные режимы и влажность окружающей среды.
  • Коэффициент теплопередачи опалубки определяется с учетом всех перечисленных факторов и может быть использован для оценки эффективности утепления конструкции.

Рассчитаем утепление для опалубки, в которой выдерживается бетон до получения прочности 0,5 R28

Примечания: 1. Студент должен выбирать свой вариант по номеру в списке группы.

2. Остальные данные нужно брать из решения Задачи 1.

Инструкции для оформления контрольной работы (КР)

1. Задачи в КР нужно оформлять строго согласно примерам решения задач. Записи: Задача 1, Исходные данные, Схема с заданными размерами по вариантам, Решение, Ответ (или Заключение) должны быть выделены жирным шрифтом. Жирным шрифтом также нужно выделять этапы решения (например, в Задаче 1: 1. Определяем температуру бетонной смеси в момент укладки (в начале остывания), Тбн .

2. КР нужно оформить одним файлом, в который нужно включить все 3 задачи. Название файла должно быть: СмирновДВ_ПГС17.59_КРПРвЗВ.

Пример решения Задачи 1.

Первая задача: Необходимо определить время выдерживания железобетонного фундамента в теплосохраняющих условиях (смотри рисунок 2) до достижения бетоном 50% от проектной прочности.

Исходные данные:

1) Температура наружного воздуха Тнв = – 25 о С;

2) В качестве вяжущего используется портландцемент марки 400, расходуемый в количестве 250 кг на 1 м 3 ;

3) Температура бетонной смеси, поставляемой заводом, Тб = 30 о С;

4) Толщина опалубки δ1 = 2,5 см;

5) Бетонная смесь доставляется от завода к месту бетонирования в автобетоносмесителях в течение 40 минут, а затем разгружается в утепленные контейнеры объемом 1,2 м 3 и перемещается краном к месту укладки в течение 5 минут.

Рисунок 2. Железобетонный фундамент (размеры сторон указаны по двум направлениям)

Решение.

1. Определение начальной температуры бетонной смеси (в момент укладки), Тбн.

Изначальная температура бетонной смеси снижается из-за потери тепла при транспортировке, перегрузке в кадки и перемещении к месту укладки.

При погрузке в автобетоносмесители снижение температуры принимается как 0,032 градуса за каждый градус температурного перепада *** и составляет:

0,032 (30+25) = 1,8 градуса по Цельсию.

Температура смеси в машине Тбт = 30–1,8 = 28,2 градуса C.

Температура смеси во время автотранспортировки и перемещения в кадках рассчитывается по приближенной эмпирической формуле ***

где Тбн – температура смеси после выгрузки из транспортного средства; Тбт – температура смеси при погрузке в транспортное средство (в машине); Тнв – температура наружного воздуха; А и В коэффициенты; при продолжительности перевозки 40 минут А = 0,857, В = 0,142 *.

При окончании транспортировки температура смеси

Тс = 0,857∙28,2 – 0142∙25 = 20,6 о С.

* НИИОМТП. Строительные работы в зимнее время. Справочное пособие. Госстройиздат, 1961.

При подаче бетонной смеси краном в бадьях в течение 5 мин А = 0,992; В = 0,005***.

Температура смеси при выдаче из бункера в конструкцию

Тс = 0,992∙20,6 – 0,005∙25 = 20,3 о C.

Для дальнейших расчетов примем Тс = 20 о С.

2. Проверяем прочность бетона к концу срока выдерживания без дополнительного утепления опалубки.

Уравнение теплового баланса*** при термосном выдерживании бетона

где Со – объемная теплоемкость бетона, равная γСб, где γ – объемная масса бетона (2500 кг/м 3 ); Сб – удельная теплоемкость бетона (1,05 кДж/кг о С). Примем Сб = 600 ккал/м 3 ∙град;

Тбн – начальная температура бетона внутри конструкции во время начала остывания, равная 20 о С.

Э – количество выделяемого тепла 1 кг цемента (экзотермия цемента) во время остывания;

Zост – время остывания бетона от Тбн до 0 o , в часах;

К – коэффициент общей теплопередачи отгораживающих материалов бетонируемой конструкции;

М – модуль поверхности остывающей конструкции;

Тср – средняя температура бетона в течение периода остывания за время Zост ;

Тнв – температура окружающего воздуха.

Модуль поверхности конструкции

где Fох – общая площадь охлаждения конструкции (поверхность контакта с талым грунтом не учитывается), м 2 ;

V – объем конструкции, м 3 .

Средняя температура бетона***

Коэффициент теплопередачи опалубки

где α – поправочный коэффициент, принимается α = 1,3*;

δ1 – толщина опалубки; δ1 = 0,025 м;

* НИИОМТП. Зимние строительные работы: Справочник. Издательство Госстроя, 1961

Коэффициент теплопроводности материала опалубки: λ1 = 0,15 ккал /

= 6 ккал / м 2 ∙ч∙град.

Для достижения бетоном 50% прочности от проектной (R28) при средней температуре 11 о С необходимо выдерживать его в течение 175 ч, (см. табл. 2 на стр. 6 или табл. 2 Формулы к Теме 5).

Из графика экзотермического выделения для портландцемента марки 400 в течение 7 дней (см. табл. 1 Формулы к Теме 5) получаем: Э = 230,45 / 4,19 = 55 ккал /кг.

При данных условиях время остывания бетона до замерзания

меньше 175 ч, необходимых для достижения 0,5 R28. Следовательно, опалубку следует утеплять.

Рассчитаем теплоизоляцию для опалубки, в которой бетон будет выдерживаться до достижения прочности 0,5 R28.

Путем использования уравнения теплового баланса мы можем определить необходимый коэффициент теплопередачи для ограждения бетонной поверхности при Z­­­­ост = 168 ч.

Этот коэффициент составляет 1,2 ккал / м 2 ∙ч∙град.

Такие требования удовлетворяет опалубка из досок толщиной 2,5 см, утепленная полотнищами шевелина толщиной 4 см, с коэффициентом теплопередачи

1,2 ккал / м 3 ∙ч∙град.

4. Различные варианты выдерживания бетона (Студент выбирает один из возможных вариантов выдерживания бетона в конструкции) рассматриваются.

Если у опалубки недостаточно теплозащитных свойств, необходимые условия для достижения проектной прочности могут быть созданы путем выдерживания бетона в режиме "термоса" и дополнительного кратковременного прогрева (электропрогрев, паропрогрев, воздухопрогрев) или с помощью введения химических добавок, ускоряющих процесс затвердевания бетонной смеси.

Мы принимаем опалубку из досок толщиной 2,5 см, которая утеплена матами из соломы толщиной 5 см. Это соответствует значению 1,55 ккал / м 2 ∙ч∙град.

Согласно представленной ниже таблице 2 (стр. 6) при Тср = 11 оС, прочность бетона через 130 часов (метод интерполяции) R= 0,39 R28˂0,5 R28.

Поэтому, при таких условиях ограждение не обеспечивает термосного выдерживания.

Таблица 2. Таблица относительной прочности бетона на портландцементе в % от R28 при различных температурах и продолжительности твердения

Средняя температура бетона Тср , град С

Коэффициенты теплопередачи опалубок и укрытий неопалубленной поверхности бетона различной конструкции

Для достижения большей точности в расчетах по формуле (12) рекомендуется определить продолжительность остывания бетона несколько этапов. На каждом этапе остывание бетона должно составлять примерно 5 градусов по Цельсию, при неизменных значениях К и t н.в (например, от 20 до 15 градусов Цельсия, от 15 до 10 градусов Цельсия и так далее).

При расчете времени термического выдерживания бетонов из предварительно разогретых смесей необходимо проводить расчет в несколько этапов. При этом тепловыделение цемента определяется согласно приложению 2.

5.13. Коэффициент теплопередачи опалубки или утеплителя для укрытия неопалубленных поверхностей определяется по следующей формуле

где λ i — коэффициент теплопроводности материала каждого слоя ограждения, Вт/(м 2 градус Цельсия), принимается из таблицы 22;

α — единица измерения коэффициента теплопередачи через внешнюю поверхность ограждения, выраженная в Вт/(м 2 · °С);

δ i — толщина каждого слоя материала, из которого состоит ограждение, выраженная в метрах.

Значение α зависит от скорости ветра и выражается в следующих числах:

Скорость ветра, м/сα, Вт/(м 2 · °С)Скорость ветра, м/сα, Вт/(м 2 · °С)
3,7726,56
3,8833,18
14,9643,15

Если значительно разнятся коэффициенты теплопередачи бетона в окружающую среду через различно утепленные ограждения (например, через деревянные опалубки или не опалубленные поверхности, покрытые толем или минераловатными матами), то можно складывать тепловые потери через все поверхности или использовать усредненное значение коэффициента теплопередачи.

где K1, K2. Kn — коэффициенты теплопередачи через различные поверхности структуры, Вт/(м2·°С);

F1, F2. Fn — площади соответствующих поверхностей, м2.

Нравится статья? Добавьте ее в закладки (CTRL+D) и поделитесь с друзьями:

Мнение эксперта
Алексей Демидов
Закончил Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет по специальности: Инженер-строитель

По моему мнению, коэффициент теплопередачи ограждения опалубки играет важную роль при строительстве зданий. Этот коэффициент определяется по специальной формуле, которая учитывает различные параметры, такие как материалы, из которых изготовлена опалубка, ее толщина, окружающая среда и температурные условия.

Знание коэффициента теплопередачи позволяет строителям эффективно изолировать здание от холода или жары, обеспечивая комфортное микроклиматическое состояние внутри помещений. Выбор оптимальной опалубки с правильным коэффициентом теплопроводности поможет сэкономить энергозатраты на отопление или кондиционирование воздуха.

Применение формулы для расчета коэффициента теплопередачи ограждения опалубки требует профессиональных знаний и опыта в области строительства. Важно учитывать все факторы, которые могут повлиять на тепловые потери здания, чтобы обеспечить его энергоэффективность и долговечность.

Коэффициенты теплопередачи опалубки, утеплителя и грунта

Простой и экономичный метод термоса широко используется при заливке различных бетонных конструкций.

Суть метода заключается в следующем: бетонную смесь с температурой 25-45°C доставляют на площадку и укладывают в опалубку. При более высокой температуре бетонная смесь быстро загустевает во время транспортировки. Сразу после заливки все открытые поверхности конструкции укрывают слоем теплоизоляционного материала.

Изолированный от холодного воздуха, бетон затвердевает за счет тепла, внесенного в смесь при ее приготовлении, а также тепла, выделяемого в процессе реакции твердения цементного раствора.

Расчет количества тепла, которое получает бетон от двух указанных источников, может быть легко выполнен. Эта величина используется для подбора слоя утеплителя, который обеспечит сохранение тепла в условиях, предсказанных среднесуточными температурами, и защитит бетон от распада при положительных температурах до достижения критической или проектной прочности.

Метод "термоса" не подходит для всех конструкций. Он наиболее эффективен для массивных конструкций с относительно небольшой площадью охлаждения.

Если использовать бетон на основе портландцемента средней активности, то методом термоса можно обеспечить выдержку бетона в конструкции с модулем поверхности до 8. Однако зимой более эффективно использовать высокоактивные быстротвердеющие цементы, а также добавлять химические добавки — ускорители твердения — к обычным цементам. Это позволяет применять метод термоса для конструкций с модулем поверхности 10-15.

Перед проектированием термосного выдерживания бетона необходимо провести теплотехнический расчет. Количество тепла в бетоне должно соответствовать его расходу (теплопотерям) при остывании за определенное время, в течение которого обеспечивается сохранение положительной температуры в бетоне для достижения требуемой прочности.

Для определения средней температуры бетона во время остывания используется эмпирическая зависимость.

Согласно указанным формулам производится приблизительный расчет охлаждения бетонной конструкции в определенной последовательности. На основе прогноза погоды или таблиц расчетных температур наружного воздуха для зимнего периода на территории СССР по месяцам определяется ожидаемый температурный режим наружного воздуха, при котором бетон будет выдерживать. Выбирается наиболее подходящий способ тепловой выдержки, определяя модуль поверхности.

Из справки бетонного завода определяется, какой температуры товарную бетонную смесь в данных условиях он может поставлять, а также экзотермические характеристики цемента. Рассчитываются теплопотери в пути и при перегрузках, вычисляется начальная температура укладываемого бетона с учетом потерь тепла, идущего на нагрев арматуры и опалубки. Исходя из заданной прочности к концу выдерживания, устанавливается требуемая продолжительность остывания бетона.

Если для сохранения степени зрелости бетона одной опалубки недостаточно, то добавляют теплоизоляцию поверх опалубки.

Упомянутый метод расчета прост и подходит для прогнозирования времени остывания бетона с возможностью отслеживания температуры и прочности бетона на различных участках застывания бетона

В качестве теплоизоляции применяют доски с прокладкой тюля, доски и фанеру с прокладкой пенопласта, картон, опилки, шлаковату и другие материалы. Предпочтение отдают материалам, покрытым с обеих сторон непродуваемым, водоотталкивающим материалом.

Для того чтобы сохранить тепло в конструкциях с различной толщиной сечений, тонкими элементами, углами и другими быстро остывающими частями, необходимо провести тщательную утеплительную работу. Поверхность бетонных блоков в местах их прилегания к свежевылитому бетону следует утеплить на ширину от 1 до 1,5 метров. Опалубку и слой теплоизоляции можно снимать, когда бетон приобретет достаточную прочность, при условии температуры не менее °С.

Определение параметров для расчета режима выдерживания бетона

Модуль поверхности

Модуль поверхности — это показатель, который характеризует массивность конструкции. При равных условиях модуль поверхности учитывается при выборе метода зимнего бетонирования и используется в расчетах режима выдерживания бетона.

Этот показатель определяется численно отношением охлаждаемой поверхности конструкции к ее объему по формуле:

,

где a — ширина фундаментной плиты, метры;

б – размер фундаментной плиты, м;

h – высота (толщина) фундаментной плиты, м.

В этом случае значение будет следующим:

— следовательно, конструкция плиты относится к массивным конструкциям, и можно использовать метод термоса.

Характеристики внешней среды

Рассчет температуры воздуха в тот месяц, когда происходят бетонные работы, для всех способов выдерживания бетона, за исключением применения противоморозных добавок, определяется по формуле:

,

где — средняя температура воздуха за месяц, °С, в указанном месяце (таблица 5.1 [3]),

— максимальная амплитуда суточных колебаний температуры воздуха, °С, в указанном месяце (таблица 5.1 [3]).

Коэффициенты теплопередачи опалубки, утеплителя и грунта

Коэффициенты теплопередачи опалубки и утеплителя определяются по формуле:

где — толщина слоя ограждения, м;

Коэффициент теплопроводности материала каждого слоя ограждения, Вт/(м°С);

α – коэффициент теплопередачи у наружной поверхности ограждения, Вт/(м 2 °С), зависящий от скорости ветра, принимается по табл. 4.2. методических указаний (при ветре 0 м/c, α=3,77 Вт/(м 2 °С)).

Коэффициент теплопередачи грунта – переменная величина, которую можно вычислить с помощью формулы:

где η – коэффициент для талого грунта равен 1, а для мерзлого при влажности 5% — 1, 10% — 2,1 и 20% — 3,2;

λ – коэффициент теплопроводности грунта, ;

с – удельная теплопроводность грунта, ;

ɣ — плотность грунта, кг/м 3 ;

τ – время от начала выдерживания бетона, час; принимаем равным 12 часов;

— значение, приведенное в табл. 4.3 методических указаний.

ТОП 5 статей:

Инвестиционная деятельность в экономике — Инвестиции включают в себя вложение экономических ресурсов на длительный срок для получения прибыли. Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 № 135-ФЗ — Предоставление краткого определения понятий с указанием статей и пунктов закона на основе изучения ФЗ № 135.

Роль, функции и разновидности управления в сфере телекоммуникаций — Достижение целей осуществляется через различные принципы, функции и методы социально-экономического управления. Структура базовых индексов — Индекс (от лат. INDEX – показатель, указатель) — относительная величина, отображающая изменение уровня изучаемого явления. Тема 11.

Международное космическое право — Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств в области исследований.

Определение требований к теплозащите бетона

При проектировании технологических мероприятий для регулирования температурного режима в блоках бетонирования необходимо уделить особое внимание теплозащите бетона от его чрезмерного переохлаждения или нагрева, чтобы поддерживать допустимые температуры и температурные перепады в блоке. Выбор оптимальных теплозащитных свойств опалубки является сложной задачей из-за изменения температуры наружного воздуха в достаточно широких пределах. Поэтому теплозащитные свойства опалубки также должны изменяться. В большинстве случаев используют два типа опалубки: неутепленную (холодную) и утепленную (теплую).

Неутепленная опалубка применяется весной и летом, когда среднесуточная температура воздуха положительная.

В предосенний период, за примерно 1 – 1,5 месяца до начала отрицательных температур и во время всего периода с низкими температурами, применяют теплоизоляционную опалубку.
В условиях сурового климата теплоизоляционную опалубку также используют летом. Применение неизолированной опалубки в этих случаях с последующим утеплением нецелесообразно, так как это приводит к увеличению трудозатрат при неизбежном ухудшении качества утепления. Поэтому для обшивки наружных граней плотины (верхней, нижней), подверженных колебаниям температур на протяжении всего строительства, в условиях сурового климата обычно используют теплоизоляционную опалубку. Теплоизоляционную опалубку также применяют для внутренних блоков плотины, если их боковые поверхности не закрыты бетоном соседних блоков.

Для зимнего периода опалубка назначается так, чтобы обеспечить теплозащитные свойства при наиболее низких температурах воздуха. Однако избыточное утепление может быть вредным, поскольку оно снижает перепад температур, что может привести к уменьшению технологического обжатия бетона на боковых поверхностях после выравнивания температур в массивах. Поэтому в этих зонах теплозащитные свойства опалубки должны соответствовать перепадам температур, близким к предельным, чтобы обеспечить максимальное обжатие бетона, который затем будет подвергнут неблагоприятным внешним воздействиям.

Свойства теплозащиты опалубки определяются коэффициентом теплопередачи. Согласно опыту строительства, требуемый коэффициент теплопередачи опалубки зависит от температуры наружного воздуха и, как правило, не должен быть менее следующих значений:

Температура воздуха, °С: -10, 7, -35, -45

Определение типа и конструкции опалубки осуществляется на основе коэффициента теплопередачи, который затем проверяется на соответствие требованиям к теплозащитным свойствам блоков в конкретных условиях. Коэффициент теплопередачи опалубки или укрытия определяется с использованием формулы:

где – толщина слоя ограждения, м; – коэффициент теплопроводности материала каждого слоя ограждения, ккал/(м·ч·°С), зависящий от скорости ветра.

Коэффициент внешней теплопередачи является ключевым при определении коэффициента теплопередачи. Он указывает на скорость передачи тепла от поверхности опалубки (бетона) к внешней среде — воздуху (или воде). Этот коэффициент в первую очередь зависит от скорости ветра. Значения колеблются в следующих пределах: при теплообмене с воздухом и отсутствии ветра =3,25; при ветре средней скорости 3-5 м/с =13-23; при сильном ветре 10-15 м/с =28-37 ккал/((м2·ч)°С).

В качестве теплоизоляционных материалов в опалубке используются дерево, минеральная вата, опилки, шлак, различные виды пенопласта и другие.

Наиболее широкое применение на строительных площадках получил утеплитель из фенольно-резольного поропласта ФРП-I. Использование поропластов позволяет уменьшить затраты на опалубочные работы за счет использования промышленных типов опалубки и механизации этих работ.

Использование данных материалов привело к разработке нового типа неразборной железобетонной опалубки с теплоизоляцией, которая получила широкое применение при строительстве массивных контрфорсных плотин Зейской ГЭС. Утепление боковых поверхностей блоков остается одной из самых сложных задач. Особенно это актуально при возведении легких бетонных конструкций плотин, где увеличивается площадь, требующая обвалки, усложняется установка и снос опалубки в узких и глубоких каналах. В таких условиях широкое применение неразборной утепленной железобетонной опалубки является одним из способов повышения технологичности подобных конструкций плотин.

Чтобы защитить горизонтальные поверхности блока после заливки бетона, необходимо установить теплоизоляцию. В течение первого периода (3-7 дней) после заливки бетона в палатках, теплоизоляция горизонтальных поверхностей обеспечивается поддержанием определенной температуры внутри палаток. Перед снятием палатки обычно проводится утепление поверхностей, в том числе использование рулонной пористой резины, пленки, пенопластика, минеральных материалов и других. Использование этих материалов позволяет сократить трудозатраты на утепление поверхностей в 3-6 раз по сравнению с утеплением опилками.

Студопедия.орг — сайт для студентов и учащихся. Все материалы, размещенные на сайте, не являются авторскими произведениями студопедии, но предоставляются для бесплатного использования (0.007 с).

Алгоритм подбора параметров электропрогрева бетона

li — это коэффициент теплопроводности материала каждого слоя ограждения, выраженный в ватах на квадратный метр в градус Цельсия.

Если коэффициенты теплопередачи бетона в окружающую среду через ограждения с разным утеплителем значительно отличаются, то можно складывать потери тепла через все поверхности или использовать коэффициент теплопередачи K.

где Fi и Ki — соответственно коэффициент теплопередачи и площадь i-го ограждения.

Затем мы определяем общее снижение температуры бетонной смеси на всех этапах — от извлечения из бетоносмесителя до укладки и покрытия в конструкции.

Постоперационные относительные изменения температуры бетонной смеси вычисляются по формуле

dtтр = dtt,

где d t — сколько происходит снижение средней температуры бетонной смеси, град/(град мин), когда она транспортируется (и укладывается, уплотняется, перегружается) в течение 1 минуты и перепада температуры бетонной смеси и окружающего воздуха составляет 1 градус Цельсия;

t — это время, за которое происходит транспортирование (укладка, уплотнение, перегрузка) бетонной смеси, в минутах.

Мы вычисляем начальную температуру бетона после укладки и уплотнения tб.н.

Затем мы назначаем температуру изотермического нагрева бетона tраз. Она не должна превышать 80 градусов Цельсия при использовании портландцемента и 90 градусов Цельсия при использовании шлакопортландцемента.

После этого мы определяем скорость подъема температуры бетона Vпод. Она не должна превышать 5 градусов Цельсия в час для конструкций с Мп от 2 до 4; 8 градусов Цельсия в час для конструкций с Мп от 4 до 6; 10 градусов Цельсия в час для конструкций с Мп от 6 до 10; 15 градусов Цельсия в час для конструкций с Мп > 10.

Вычисляем относительную прочность бетона при увеличении температуры. Продолжительность увеличения температуры tпод = (tраз — tб.н) / Vпод при средней температуре tб.ср = (tраз — tб.н) / 2. Прочность бетона Rпод марки M с цементом Mц за время увеличения температуры определяем при t = tпод.

Следующим шагом определяем относительную прочность бетона при остывании. Для этого определяем продолжительность остывания бетона

где Сб — удельная теплоёмкость бетона, принимается равной 1,05 кДж/(кг о С);

gб — плотность бетона, кг/м 3 ;

K — коэффициент теплопередачи опалубки, Вт/(м 2 о С);

tб.к — температура бетона к концу остывания;

tн.в — средняя температура наружного воздуха, о С.

Среднюю температуру за время остывания бетона определяем по формуле

где tб.к — температура бетона к концу остывания (для бетона без добавок больше или равна 5 о С);

tб.н — начальная температура бетона после укладки, о С.

Затем производим расчет прочности бетона, которую он приобретает в процессе остывания Rост. Затем определяем прочность бетона, которую необходимо достичь во время прогрева

где Rзад — требуемая относительная прочность бетона, %;

Rпод — прочность бетона, которую он приобретает при повышении температуры, %.

Далее определяем продолжительность изотермического прогрева tнаг = t. При расчете с использованием моделей прочности бетона R = Rнаг, а средняя температура равна температуре разогрева бетона tб.ср = tраз.

Мощность в период подъема температуры определяется по следующей формуле

Определение коэффициента теплопередачи опалубки

Во время строительства бетонных конструкций зимой, необходимо использовать различные методы зимнего бетонирования, которые требуют утепления опалубки [5–8]. Показатель теплопроводности опалубки определяется следующими формулами:

(5)

где αприв – коэффициент теплопередачи опалубки, Вт/м 2 · о С;

αл – лучистая составляющая коэффициента теплопередачи опалубки, Вт/м 2 · о С;

αк – конвективная составляющая коэффициента теплопередачи опалубки, Вт/м 2 · о С;

tн.в- – средняя отрицательная температура наружного воздуха, о С;

ε – степень черноты полного нормального излучения (принимаем 0,65);

ν – скорость ветра, м/с;

а – определяющий размер конструкции (принимается максимальный размер стороны), м;

σ — толщина слоя опалубки, м;

λ — коэффициент теплопроводности слоя опалубки (табл. 2), Вт/м·оС.

Варианты задач

4.1. Найти коэффициент теплопередачи многослойной опалубки (стальной лист толщиной 3 мм, пенопласт толщиной 50 мм (объемная масса 200 кг/м3), деревянные доски толщиной 20 мм, толь толщиной 1 мм) и укрытия неопалубленной поверхности (в виде опилок толщиной 30 мм и слоя толи толщиной 1 мм) железобетонного фундамента с габаритными размерами 2400х2000х1600 мм. Работы по устройству фундамента ведутся при температуре наружного воздуха t = –12 оС и скорости ветра v = 7 м/с.

4.2. Необходимо определить толщину изоляционного материала, который будет использоваться в опалубке для железобетонной конструкции размерами 5000×10 000 и высотой 1700 мм. В данном случае используется фанера толщиной 12 мм, утеплитель – минераловатная плита с объемной массой 100 кг/м 3 и фанера толщиной 4 мм. Коэффициент теплопередачи опалубки (aприв) равен 1,78 Вт/м 2 · о С. Расчеты необходимо произвести при наружной температуре t = –30 о С и скорости ветра v = 6 м/с. Также требуется подобрать утепление открытых поверхностей из опилок.

4.3. Необходимо вычислить коэффициент теплопроводности многослойной опалубки для железобетонного фундамента размерами 1500х2100 мм и высотой 3600 мм. В опалубке используется фанера толщиной 12 мм, минераловатная плита (объемная масса = 100 кг/м3) толщиной 20 мм и фанера толщиной 4 мм. Работы ведутся при температуре наружного воздуха t = –20 оС и скорости ветра v = 5 м/с. Требуется подобрать утепление открытых поверхностей из опилок.

4.4. Необходимо рассчитать толщину утеплителя в опалубке для железобетонной конструкции размерами 900×1500 мм и высотой 1000 мм. В опалубке используется доска толщиной 20 мм, утеплитель – минераловатная плита (объемная масса = 100 кг/м3) и фанера толщиной 4 мм. Коэффициент теплопроводности опалубки (aприв) равен 1,06 Вт/м2·оC.

Работы ведутся при температуре наружного воздуха t = –25 оС и скорости ветра v = 4 м/с. Необходимо подобрать утепление открытых поверхностей из опилок.

4.5. Рассчитать коэффициент теплопроводности многослойной опалубки (стальной лист толщиной 3 мм, минеральная вата плотностью 100 кг/м3 толщиной 40 мм, фанера толщиной 4 мм) для железобетонного фундамента размерами 1200х1200 высотой 3600 мм. Работы по устройству фундамента производятся при температуре наружного воздуха t = –10 оС и скорости ветра v = 5 м/с. Подобрать необходимое утепление открытых поверхностей из пенопласта (плотность = 200 кг/м3).

4.6. Найти теплопроводность многослойной опалубки (доска 20 мм, пенопласт (плотность = 100 кг/м 3 ) 150 мм, доска 20 мм) железобетонного фундамента размерами 3500х1500 высотой 3000 мм. Работы по устройству фундамента проводятся при t = –15 о С и v = 5 м/с. Подобрать утепление открытых поверхностей из пенопласта (плотность = 200 кг/м 3 ).

4.7. Необходимо определить коэффициент теплопередачи многослойной опалубки железобетонного фундамента размерами 2000х1500х3000 мм, состоящей из фанеры толщиной 8 мм, минераловатной плиты толщиной 100 мм и доски толщиной 20 мм. Работы ведутся при температуре наружного воздуха t = –15 о С и скорости ветра v = 6 м/с. Необходимо также подобрать утепление открытых поверхностей из шлака.

4.8. Требуется рассчитать коэффициент теплопередачи многослойной опалубки железобетонного фундамента размерами 2400х3000х1600 мм, состоящей из металлического листа толщиной 5 мм, пенопласта толщиной 100 мм и фанеры толщиной 8 мм. Работы ведутся при температуре наружного воздуха t = –20 о С и скорости ветра v = 4 м/с. Также необходимо подобрать укрытие неопалубленной поверхности (в виде опилок и слоя толи толщиной 2 мм).

4.9. Необходимо расчитать толщину утеплителя в опалубке для железобетонной конструкции с размерами 3200x2400x1700 мм. В конструкции используется металл толщиной 5 мм, пенопласт (объемная масса = 200 кг/м 3 ) толщиной 2 мм, и коэффициент теплопередачи опалубки (aприв) равен 1,15 Вт/м 2 · о С. Работы проводятся при температуре наружного воздуха t = –20 о С и скорости ветра v = 15 м/с. Также нужно подобрать утепление открытых поверхностей из опилок.

4.10. Необходимо определить коэффициент теплопередачи многослойной опалубки для железобетонного фундамента с габаритными размерами 2400х2100х1800 мм. В опалубке используется стальной лист толщиной 5 мм, минераловатная плита толщиной 30 мм (объемная масса = 100 кг/м 3 ), фанера толщиной 20 мм. Работы проводятся при температуре наружного воздуха t = –25 о С и скорости ветра v = 9 м/с. Также необходимо подобрать укрытие неопалубленной поверхности (в виде опилок и слоя толи толщиной 2 мм).

4.11. Подсчитать толщину изоляции в опалубке железобетонной конструкции с размерами 5000×6000 высотой 1700 мм. Фанера имеет толщину 12 мм, а изоляция состоит из минераловатной плиты (объемная масса = 100 кг/м 3 ) и также фанеры толщиной 12 мм. Коэффициент теплопередачи опалубки (aприв) равен 1,01 Вт/м 2 · о С. Расчеты проводятся при температуре наружного воздуха t = –15 о С и скорости ветра v = 15 м/с. Необходимо подобрать утепление для открытых поверхностей из опилок.

4.12. Необходимо произвести расчет толщины утеплителя в опалубке для железобетонной конструкции размерами 5000×12 000 высотой 5700 мм. Опалубка состоит из древесины толщиной 40 мм, утеплителя – минераловатной плиты (объемная масса = 100 кг/м 3 ) и фанеры толщиной 4 мм. Коэффициент теплопередачи опалубки (aприв) равен 2,0 Вт/м 2 · о С. Расчет необходимо произвести при температуре наружного воздуха t = –32 о С и скорости ветра v = 8 м/с. Также требуется подобрать утепление открытых поверхностей из опилок.

4.13. Расчет толщины утеплителя в опалубке для железобетонной конструкции с размерами 5000×15000 высотой 8700 мм. Для этого используется древесина толщиной 40 мм, утеплитель – строительный войлок (объемная масса = 100 кг/м3), и фанера толщиной 4 мм. Коэффициент теплопередачи опалубки (aприв) равен 1,43 Вт/м2·оС. Работы ведутся при температуре наружного воздуха t = –22 оС и скорости ветра v = 18 м/с.

Необходимо подобрать утепление для открытых поверхностей из опилок.

Оцените статью
Опора
Добавить комментарий