Текст
                    ВСЕ Г -К»*#*"
НАУЧНО ИССЛЕДО*А'Г.5ы КИИ институт
ОРГАНИЗАЦИИ И МЕХАНИЗА.".1’4 СТРОИТЕЛЬСТВА
• В н и о м с •
СТРОИТЕЛЬНЫЕ
РАБОТЫ
В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ
СПРАВОЧНОЕ
ПОСОБИЕ
МОСКВА
19	5	3

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОРГАНИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА (ВНИОМС) ГОСУДАРСТВЕННОГО КОМИТЕТА СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА । СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ I В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ л •«' МИ. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ И АРХИТЕКТУРЕ Москва —1953
Научный редактор — инж. В П. Поздняк В справочном пособии приведены основные сведения о производстве земляных, бетонных, каменных и штукатурных работ в зимних ус- ловиях. Справочное пособие предназначено для инже- нерно-технических работников • строительных ор- ганизаций. „ .
~ ПРЕДИСЛОВИЕ Советский Союз — родина передовых методов производства строительных работ в зимних условиях. Организация зимних строительных работ является крупнейшим достиже- нием советской строительной техники. Применение разработанных в Совет- ском Союзе новых прогрессивных методов производства земляных, бетонных, железобетонных, каменных и отделочных работ в зимних условиях помогло превратить строительство в передовую отрасль промышленности и создать постоянные кадры квалифицированных рабочих-строителей. Советские строители широко внедряют методы предохранения грунта от промерзания, оттаивания грунта паровыми и водяными иглами, а также при помощи электродов. На многочисленных стройках нашей страны широко внедрено бетонирование в зимних условиях методами термоса, паропрогрева и электропрогрева бетона. Успешно применяется способ каменной кладки о ранним замораживанием раствора. Кроме этого способа, при возведении стен и фундаментов применяются паропрогрев й электропрогрев возводимых каменных конструкций, обеспечивающие необходимые прочность и устойчи- вость зданий. , Широкое применение способа производства штукатурных работ на рас- творах, приготовленных на хлорированной воде, дало возможность выполнять в зимних условиях даже такие работы, как штукатурку фасадов зданий. Методы производства зимних строительных работ в нашей стране непре- рывно совершенствуются. Разработанные в Советском Союзе новые прогрес- сивные методы производства строительных работ в зимних условиях значи- тельно превосходят методы, применяемые за границей. Справочное пособие состоит из .четырех разделов. В первом разделе поме- щены сведения о производстве земляных работ в зимних условиях; во втором— основные справочные материалы по производству бетонных и железобетон- Й-п' ных работ, а также методы определения оптимальных режимов выде^жива- i} ./ ния бетонных и железобетонных конструкций способами термоса, паропро- V' грева и электропрогрева; в третьем — приведены указания по производству .каменной кладки из камней правильной й неправильной формы; в четвертом— адшсаны особенности производства штукатурных работ в зимних условиях. в
Справочное пособие составили: канд. техн, наук В. Ф. Утецков— раздел первый и четвертый; канд. техн, наук И. А. Токмакова — глава II раздел чет- вертый: канд\ техн, наук Е. В. Шнипко — разделы второй и третий. В состав- лении. Справочного пособия принимали участие сотрудники ВНИОМС инжене- ры: Т. П. Соловьева, М. С. Соловьева, С. Е Тараховская и техник А С Го- рюнова. Общее научное руководство осуществлялось зам. директора инсти- тута по научной части канд. техн наук Е М. Куприяновым
Раздел первый ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ Глава I ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ При отрицательных температурах смерзающиеся грунты приобретают зна- чительную твердость, что удорожает стоимость их разработки; поэтому в зим- - ний период следует выполнять только те земляные работы, производство кото- • рых в это время технически и экономически оправдано. Земляное работы в зимних условиях допускаются при: 1) разработке каменных карьеров и выемок в скальных грунтах; 2) рытье котлованов и траншей в грунтах, предохраненных от промерза- ния; 3) разработке котлованов и траншей глубиной нё менее двукратной глу- бины промерзания; 4) разработке котлованов и траншей в водонасыщенных грунтах способом вымораживания. Для проведения подготовительных мероприятий к производству земляных; работ в зимних условиях необходимо заблаговременно установить характер и объем намеченных к выполнению земляных работ. До наступления морозов должны быть проведены следующие подготови- тельные мероприятия: 1) выполнена разбивка зданий и сооружений; 2) построены помещения для энергетических установок; 3) закончено устройство водоотводов и дренажей; 4) предохранены от промерзания грунты, подлежащие выемке при'разра- ботке котлованов, траншей и при вскрыше карьеров нерудных ископаемых; 5) заготовлены необходимые материалы, приспособления и оборудование для бесперебойной работы землеройных машин; 6) подготовлены к зимней эксплуатации экскаваторы и автомашины; 7) заготовлена зимняя спецодежда и спецобувь; 8) проведен инструктаж технического персонала и рабочих по вопросам техники производства зимних земляных работ и техники безопасности. Наиболее эффективным подготовительным мероприятием является предо- хранение грунта от промерзания, что значительно снижает дополнительные расходы, связанные с производством земляных работ в зимних условиях. В случае необходимости разработки мерзлых грунтов их предварительно подготавливают к экскавации рыхлением или оттаиванием. Насыщенные водой грунты с обильным притоком грунтовых вод целесо- ' образно разрабатывать способом вымораживания. '> * Выбор способа подготовки мерзлых грунтов к экскавации обусловлен объемом работ, назначением земляного сооружения, наличием на строительной ' площадке свободных энергетических ресурсов (электроэнергии, горячей воды. пара) и местными условиями строительства. Выбранный способ разработки мерзлых грунтов должен быть обоснован экономическим расчетом. Как уже выше указывалось, наиболее простым и экономичным способом 4 подготовки грунта к экскавации является его предохранение от промерзания.
Фактическая глубина промерзания грунта б метрах Рис. 1. График для определения количества энергии, необходимой при оттаивании 1 л^повер-хностй грунта на всю х " толщину мерзлого слоя П римечацие, По графику может быть определен расход энергии при оттаивании грунтов с низким горизонтом грунтовых вод. На оттаивание водонасыщенных грунтов при высоком горизонте грунтовых вод расход энергии увеличивается в 5-6 раз
1 местными тепляками; 2 — горизонтальными электродами; 3 — вертикальными электро- дами; 4 — циркуляционными иглами; о — элсктроигдами; б — глубинными электродами Рыхление мерзлого грунта при промерзании на глубину 0,4—1,0 м, ‘как пра- вило, обходится дороже, чем его своевременное предохранение от^ промерза- ния, но дешевле, чем оттаивание грунта. Оттаивание только нижней части мерзлого слоя до отметки 0,4—0,25 м при помощи глубинных электродов экономичнее других способов оттаивания (рис. 1 и-2) ; Оттаивание грунта допустимо при небольших объемах работ только в слу- чае невозможности ^рыхления грунта взрывами и при наличии относительно дешевых источников тепла (центральной котельной, районной электростанции,, ТЭЦ и др.), а также при низком уровне грунтовых вод (не менее чем на м ниже глубины промерзания). Трудоемкость работ при применении различных методов разработки мерз- лых грунтов и их подготовки к экскавации характеризуется следующими дан- ными. При рыхлении грунта взрывами на 1 ле3 грунта затрачивается 0,1—0,15 чел.- , дня; при оттаивании грунта глубинными электродами — 0,13—0,17 чел.-дняг 7
электропилами и водяными . циркуляционными иглами — 0,15—0,2 чел.-дняГ местными тепляками — 0,25—6,3 чел.-дня; при вымораживании грунта — 0,3—0,5 чел.-дня, а при использовании ручных электрифицированных или пнев- ' матических инструментов — 0,5—0,7 чел.-дня. Рекомендуемые способы подготовки и разработки грунтов в зимних усло- виях приведены в табл. 1. Таблица 1 Рекомендуемые способы подготовки и производства земляных работ в зимних условиях Наименование работ Глубина промерзания в см Уровень грунтовых вод Рекомендуемый способ производства работ Предохранение грунтов и грунто- вых оснований ог промерзания при условии разработ- ки в течение пер- вой трети зимы Вспахиваний и боронова- ние верхнего слоя земли и удержание снежного по- крова второй трети зи- мы Любой Вспахивание и боронова- ние верхнего слоя земли и создание искусственного снежного покрова или уст- ройство утепляющего слоя из дешевых местных мате- риалов; опилок, шлака, тор- фа, сухих листьев/ хвои и т. п. последней трети зимы Устройство примитивных тепляков изо льда или уст- ройство тепляков из отхо- дов древесины с засыпкой сверху местными теплоизо- лирующими материалами: опилками, шлаком, соломой и т. д. Рекомендуется толь- ко для строительных пло- щадок, расположенных в I и II температурных зонах Предохранение от промерзания глины, песка? гра- вия в карьерах 1) Накопление снежного покрова (применяется в районах со средней толщи- ной снежного покрова не менее 50 см) 2) Устройство утепляю- щего слоя из местных тер- моизоляционных матёриа-
Продолжение таблицы 1 Наименование работ Глубина про- мерзания в см Уровень грун- товых вод Рекомендуемый способ производства работу i “ F • лов (применяются во всех районах, кроме VI темпера- турной зоны); 3) Устройство примитив- ных тепляков из отходов древесины с засыпкой мест- ными термоизоляционны- ми материалами (для стро- ек, расположенных в 1,11 и 111 температурных зонах) Разработка ка- менных карьеров и скальных вые- мок Разработка кот- лованов и траншей До 25 Любой Способом взрывов 1) Разработка экскавато- рами с емкостью ковша 0,5 м* и больше без пред- варительной подготовки мерзлого слоя грунта 1 2) Рыхление копрами или специальными рыхлителями; разработка ^разрыхленного грунта экскаваторами Разработка кот- лованов и траншей До 40 То же 1) Разработка экскавато- рами с емкостью ковша 1 м* и больше без предваритель- ной подготовки мерзлог* грунта ' , 2) Рыхление копрами или рыхлителями; разработка экскаваторами Разработка кот- лованов и траншей От 40 до 100 Низкий, ниже максимальной глубины про- мерзания не менее чем на Ч м 1) Рыхление_взрыва мк (шпуровой способУГ'^йра .^Хаэкскавато^амД 2) Оттаивание местными^ f тепляками^ ^орудованны - i ми теплоисточниками: элек- * тропечами сопротивления| (при наличии разрешения! энергетической инспекции),! змеевиками с горячей во-\ дой, поступающей из мест- | ных центральных котель- 1 ных или ТЭЦ; открытыми гребенками (при наличии на строительстве отрабо- танного пара); разработка экскаваторами 9
Продолжение табл. 1 Наименование работ Глубина про- мерзания в см Уровень грун- товых вод Рекомендуемый способ производства работ Разработка кот- лованов и тран- шей Более 100 Низкий, ни- же максималь- ной глубины промерзания не менее чем на 1 м 1) Рыхление взрывами;-' разработка экскаваторами 2) Оттаивание глубинны- ми электродами; разработка экскаваторами 3) Оттаивание водяными циркуляционными иглами, электроиглами, паровыми иглами; разработка экскава торами Разработка кот- лованов и тран- шей Разработка грун- тов в период их оттаивания (вес- ной) Более 40 Высокий, на глубине про- мерзания и вы- ше Ниже глуби- ны промерза- ния Выше глуби- ны промерза- ния 1) Рыхление взрывами; разработка экскаваторами 2) Рыхление механизиро- ванными инструментами (пневматическими и элек- трифицированными) с по- слойным вымораживанием грунта Разработка гидромонито- рами и отвод пульпы Разработка зодонасыщен- ных грунтов в период их от таивания не рекомендуется Подготовка ос- нований под полы, дороги и тому по- добные сооруже- ния Более 25 Ниже макси- мальной глуби- ны промерза- ния не менее чем на 2 м Оттаивание верхнего слоя мерзлоты на глубину не менее 0,7 м при помощи местных тепляков, оборудо- ванных печами сопротивле- ния или змеевиками и при помощи вертикальных ‘элек- ’ тродов На глубине промерзания i выше Делать подготовку осно- i ваний в грунтах с высоким уровнем воды зимой не ре- комендуется Глава II ПРЕДОХРАНЕНИЕ ГРУНТОВ ОТ ПРОМЕРЗАНИЯ 1, Предварительная обработка поверхности грунта Предохранение от промерзания подлежащих разработке в' зимнее время грунтов осуществляется осенью, а оснований траншей и котлованов — немед- ленно после выборки грунта. 'Участок грунта-, предназначенный к разработке в зимних условиях, до на- ступления морозов вспахивается на глубину 25—30 см и боронуется. В раз- 40
Рис. 3. Предохранение грунта от промерзания вспахиванием и боронованием < 1 — слой снега естественной толщины; 2 — уровень поверхности грунта;' 3 — грунт, вспаханный на глубину 25 см, 4— 1рунт, заборонованный на глубину 15 слг; 5 — контур будущего котлована, Нп —максимальная глубина промерзания грунта рыхленном вспахиванием грунте образуются заполненные воздухом пустоты, уменьшающие теплопроводность верхних слоев земли (рис. 3). ( Глубина промерзания Н в этом случае приближенно определяется по формуле: Я = Л(4р-р’), (1) где А — коэффициент, учитывающий способ утепления грунта (приводится в табл. 2); _ Zt Р ~ 1 000 ’ где Z — время охлаждения грунта в сутках; t — температура воздуха (отрицательная) за время охлаждения грунта. Т а б л и цд 2 f Значение коэффициента А при обработке поверхности грунта для предохранения от промерзания вспахиванием и боронованием или засыпкой талым грунтом, взятым со стороны Способ обработки поверхности Значение р 0,1 1 1 0.2 1 0,3 1 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 1 i.o 1 1 1,5 I 2,0 Вспашка на глубину 25 см и боронова- ние 15 16 17 18 20 22 24 26 28 30 30 30 Засыпка разрыхлен- ным грунтом сло- ем не менее 0,5 м. 35 36 37 39. 41 44 47 ' 51 55 59 60 60 Пример. Определить глубину промерзания грунта в пункте ЛГ на 1 января «при условии, что дневная поверхность его будет вспахана на глубину 25 см и заборонована. Грунт—глина. Средняя температура в ноябре—2,1°, в декабре —8°. Промерзание грунта в пункте N начинается с 7 ноября. 11
Решение. Сначала определяем значение величины р\ _ Zt Р~ 1000 При средней температуре для пункта N — 2,1° за 23 дня ноября и жрд вредней температуре—8° за 31 день декабря получаем:- 2,1-23 = 48 8-31=248 296 ’ Значение р за этот период будет А 296 f-ToM-°'Ибг0'3' По табл. 2 находим величину А=17, соответствующую найденному зна- чению р. По формуле (1) определяем глубину промерзания грунта при вспаханной и заборонованной поверхности: Я= 17(4-0,3-0,З2) = 18,7^ 19 см. , Техническая характеристика плугов и рыхлителей, " применяемых для вспашки верхнего слоя земли, приведена в табл. 3 и 4. Таблица 3 Техническая характеристика плугов Типы плугов Марка Ширина захвата в н Глубина рыхления в м Тяговые -средства Дорожный о дно кор- пусный — 0,28 О,2 х Лошади • (2-4) Дорожный двухкор- пусный Д-30 0,60 0,2 стз-зо Дорожный трехкор- пусный ДК-30 0,60 0,25 стз-зо Дорожный четырех- корпусный тзоп 1,20 0,25 СТЗ НАТИ Дорожный кустарни- ковый К-56 0,56 0,25 СТЗ НАТИ То же К-56Р 0,56 0,25 СТЗ НАТИ * » ЗК-54 1,62 0,25 • ЧТЗ 12
Таблица 4 Техническая характеристика рыхлителей Показатели Единица измерения трехсошнико- вый Д-80 Тип рыхлителе! пяти сошнико- вый Д-6 i роторный Д-48 Число стоек (сошни- ков) шт. 3 5 5 Наибольшая ширина рыхления ММ - 2 000 1 285—1630 1 575 . Наибольшая глубина рыхления м • 700 400 • 400 Габаритные размеры: длина V 5 000 2 930 2 929 ширина V 2 080 1830 1 947 высота 1 250 1635 1 350 Колесный ход:. число колес • шт. ' 2 2 2 диаметр „ мм 750 1050 750 ширина ,, •» 250 250 250 Управление Гидравли- Тросовое Г идравли- Вес кг ческое 2 000 1 200 ческое 2 000 Производительность при рыхлении грунта III-IV ^категории м3/час — 500-665 500-665 2. Утепление грунта снегом Одним-из эффективных способов предохранения грунтов от промерзания является создание искусственных снеговых покровов. Площади, заросшие кустарником или мелким лесом, следует расчищать лишь перед началом разработки, .поскольку растительность содействует снего- удержанию. На больших площадях без растительности для снегоудержания устанав- ливают ряды плетней, щитов или делают снежные валы. Снегрудерживающие ряды располагают поперек направления господствующих ветров на расстоя- нии от 10 А до 15 А друг от друга,' где А — высота плетня, щита, вала порядка 0,5—1 Небольшие площади, в частности поверхности будущих траншей, можно утеплить следующим образом. ' 1 До замерзания грунта, в начале первых снегопадов, по оси траншеи роется канава глубиной 20—40 см и шириной, равной ширине траншеи. В те- чение ближайших часов вырытую канаву заваливают снегом, который и предо- храняет недорытый грунт от промерзания. Влияние слоя снега на глубину промерзания приближенно определяется По формуле: ч Н = 60 (4/? -/,*) К, - Bhc*,' (2) где В— коэффициент сравнительной температуропроводности снега; числен- ное значение В принимается: для рыхлого снега — 3, слежавшегося и насыпного снега — 2, подтаявшего снега — 1,5; —коэффициент, значения которого приведены в табл. 5; Асн — средняя (за много лет) высота снежного покрова в см, определяемая по данным ближайшей к месту строительства метеорологической станции или по фактическим данным наблюдений на строительстве. 13
Пример. Определить глубину промерзания * глинистого грунта с высоким уровнем грунтовых вод под слоем слежавшегося снега толщиной 30 см Значение р=0,8. . Решение. Определение толщины мерзлого слоя грунта под снегом производится по формуле (2): Н = 60 (4р — p*)Ki — ВЛСН = 60 (4-0,8 — 0,8’) 1 — 2.30= 94 см. - 3. Утепление грунта термоизоляционными материалами Небольшие площади грунта можно предохранить от промерзания путем не- посредственного укрытия их слЬем утеплителя. Толщина слоя утеплителя (в *см) предварительно определяется по формуле: , И Лут — к , (3) А1 где Я —расчетная глубина промерзания грунта без утеплителя в см; Ki — коэффициент, определяющий отношение скорости охлаждения- утеп- ляющего материала к скорости охлаждения предохраняемого грунта. Таблица 5 Приближенные значения для грунтов с низким уровнем грунтовых вод (на 1 м ниже линии промерзания) Характеристика грунтов Песчаный пылеватый .... Суглинистый ............... Супесчаный мелкий.......... Г линистый................. 3,3 3,2 2,8 2,0 1,6 2,8 2,7 2,6 2,3 1,6 1,3 2,3 3,1 3,1 2,7 1,9 1,6 2,7 2,2 2,1 1,9 1,3 1,1 1,9 1,4 1,12 1,2 1,06 1,3 1,08 1,2 1 Приближенные значения коэффициента Ki для различных грунтов и теп- лоизолирующих материалов приведены в табл. 5. Значения коэффициен- тов (табл. 5) действительны для грунтов с низким уровнем грунтовых вод; для грунтов с высоким уровнем грунтовых вод (водонасыщенных) зна- чения /Ci близки к единице. Метод расчета толщины' утепляющих слоев, применяемых для предохра- нения грунта от промерзания, показан на следующих примерах. Пример. Какой толщины следует насыпать слой опилок, чтобы предохра- нить глинистый грунт от промерзания с 7 ноября до 1 января (предположено жачать разработку котлованов в январе). Средняя толщина снегового покрова Йен =0 (снеговой покров, не учитывается). Средняя температура в ноябре — —2,1°, а в декабре —8°. Решение. При отсутствии снегового покрова формула (2) видоизме- няется, так как в нее нет необходимости вводить коэффициенты Ki и В, и наи- 14
большая глубина промерзания грунта (в сантиметрах) к какому-либо сроку \ от начала зимы определяется по упрощенной формуле (2): Н = 60(^-р2), где Zt Р ~ 1 ООО ' Значение р для пункта N: за ноябрь 2,1-23 = 48 за декабрь 8,0-31 = 248 Всего 296~300 Откуда: Н = 60(4-0,3 — 0,За}= 66 см. Значение коэффициента Ki при утеплении глинистого грунта опилками со- гласно табл. 5 составляет—1,9. Следовательно, для предохранения грунта от промерзания достаточно насыпать слой опилок толщиной. 66 h = = 34,7 « 35 см. 1,9 Пример. На одной из строек Москвы в январе произошел перерый в про- изводстве земляных работ на Z=5 дней. , Какой "толщины следует уложить слой утеплителя из шлака на поверхно- сти грунта, чтобы предохранить грунт от замерзания (рис. 4)? Грунт супесь. Средняя температура наружного воздуха —20°. Решение. Приближенная глубина’ промерзания за время перерыва в работе может быть определена по упрощенной формуле (2). В данном случае , будем иметь Н = 24 см. • Согласно табл. 5 значение коэффициента /С=1,9. Рис. 4. Схема утепления дна котлована местными термоизоляцион- ными материалами (опилки, шлак) Л— утеплитель: 7/п — максимальная глубина промерзания грунта 15
Рис. 5. Ширина отсыпки утепляющего слоя /^ф — глубина заложения фундамента» Hr—максимальная глубина промерзания При утеплении временногзводопровода _.г При предохранении грунта от промерзания Требуемая толщина утепляющего слоя будет: 24 ^шл — ~ 13 см. % При выборе материала для утепления следует иметь в виду, что на теп- лотехнические свойства' утепляющих материалов большое влияние оказывает их структура. Пластинчатая структура утеплителя (например, листья) эффек- тивнее волокнистой (тонкой стружки) или зернистой (шлака). Сухие утеплите- ли' при одинаковых условиях продуваемости эффективнее влажных. Теплотехнические свойства утепляющих слоев со временем. ухудшаются вследствие осадки их под влиянием собственного веса и увлажнения водой. Толщина слоя утеплителя над всей утепляемой поверхностью должна быть одинаковой. Ширина отсыпки утеплителя с боков должна быть равна наибольшей глу- бине промерзания (рис. 5). 4. Утепление грунта при помощи специальных устройств 1. Предохраняемую от промерзания площадку обвалбвывают земляной призмой высотой до 0,5 м и затопляют водой. После того как на поверхности бассейна образуется слой льда толщиной 10—15 см, воду удаляют, а ледяная корка, опирающаяся на заранее установленные по дну бассейна колышки или камни, вместе с воздушной прослойкой, заключенной между ледяной коркой и грунтом, в течение всей зимы служит надежной защитой грунта от промерза- ния (рис. 6). При этом способе необходимо тщательно заделывать отверстие, через ко- торое удаляют воду, и принимать меры к сохранению ледяной корки. Приме- нение этою способа возможно при слабо дренирующих грунтах. 2. Основания небольших котлованов или не очень длинных траншей мо- жно предохранять от промерзания при помощи укладываемых на поверхность грунта щитов, засыпаемых слоем снега толщиной 10—15 см. Опыт показывает, 16
( Ргпмеры б Рис. 6. Предохранение глинистых грунтов от промерзания при помощи „ледяного тепЛяк 7 — ледяное покрытие толщиной 15 ’слг; 2 — воздушная прослойка толщиной 20 см; 3 — де- ревянные колья, расставленные ,на расстоянии " 1,5 м друг от друга; 4 — грунтовая дамба Рис. 7. Предохранение от промерзания дна траншеи -1 — слой снега;~2 —толь (2 слоя); 3 — обрезки досок; 4 — лежни см; Нп—мак- симальная глубина промерзания грунта что в котловане или траншее, закрытых щитами и засыпанных снегом, в тече- ние всей зимы сохраняется положительная температура на уровне 2—3° (рис. 7). 3. Небольшие поверхности грунта можно предохранять от промерзания путем раскладки лежней d=8-r-10 см с устройством на них настила из обрез- ков досок, горбылей и т. п. Сверху настил покрывают слоем дешевого утепли- теля из местных материалов толщиной 15—20 см. Предохранение грунта от промерзания этим способом следует производить до наступления морозов. Опыт показывает, что аккумулированное в верхних слоях земной коры тепло, находясь под слоем утеплителя, предохраняет грунт от промерзания в течение всей зимы. Глава III СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ 1. Рыхление грунта взрывами Сущность этого способа заключается в том, что взрывом заряда, заложен- ного в шпуры, горизонтальные рукава или колодцы, мерзлый грунт рыхлится, дробясь на глыбы, после чего разрабатывается экскаваторами или же, помимо рыхления, отбрасывается силой взрыва в сторону, в результате чего обра- зуется нужная выемка. 4 2 Зак. 1261 17
Рис. 8. Способы производства взрывных работ в зависимости от толщины мерзлого слоя грунта СП0С°б ШПУРОВ; спосо6 горизонтальных рукавов: в — способ минных колод- цев; Нп — толщина слоя мерзлого грунта В зависимости от глубины промерзания грунта взрывные, работы можно осуществлять одним из следующих способов: 1) закладкой шпуров (рис. 8,а) при глубине рыхления до 2 м; 2) закладкой горизонтальных рукавов (рис. 8,6) при глубине рыхления от 2 до 3 м*, 3) закладкой минных колодцев (рис. 8,в) при глубине рыхления бо- лее 3 м. При шпуровом способе рыхления возможны три основных вида 'разработ- ки забоя: а) односторонняя, при которой открыта лишь поверхность грунта и в ре- зультате взрыва образуется воронка; • б) двусторонняя, при которой открыты две поверхности грунта — верхняя и боковая — и в результате взрыва образуется отвал грунта; в) трехсторонняя, при которой открыты верхняя и две боковые поверхно- сти и в результате взрыва грунт разваливается. Шпуры, обычно делают круглой в плане формы диаметром от 30 до 75 мм (в зависимости от глубины). Глубину шпуров принимают в зависимости от толщины мерзлого слоя Шпуры разбивают в шахматном порядке на расстоянии друг от друга 6= = 1,3 Н или 1,4 W, где Н—глубина промерзания в м, a W—линия наименьше- го сопротивления (кратчайшее расстояние от центра заряда до поверхности - земли в м).' * ' Шпуры могут иметь как вертикальное, так и наклонное положение. Для выброса грунта на сторону угол наклона шпура может доходить до 30°. Готовые шпуры перед зарядкой очищают от оставшихся после * бурения , • . кусков мерзлоты. Если в шпур каким-либо путем попадает вода, то ее следует 18
/ удалить при помощи сухого песка, пакли или. какого-либо другого хорошо впи- / тывающего влагу материала. Очищенные шпуры перед зарядкой необходимо | закрывать деревянными пробками, возвышающимися над уровнем земли на I 10—20 см, При рыхлении мерзлого грунта на глубину ох. 2 до 3 м применяется спо- i соб горизонтальных рукавов. При разработке мерзлых грунтов уступами воз-’ - можно горизонтальное устройство рукавов на глубине 3/4 высоты стены уступа. Расстояние между рукавами принимается то же, что и при устройстве шпуров. - Так как горизонтальное бурение равно, как и зарядка шпуров, значительно труднее вертикального, этот способ может быть рекомендован лишь в случаях невозможности применения способа шпуров. Способ минных колодцев целесообразно применять при толщине мерзлого , слоя более 3 м. ' t / Обычный размер колодцев (с вертикальными стенками) составляет в пла- * не 1X1,25 м. Заряд взрывчатого вещества находится в камере, расположенной сбоку колодца. Объем камеры должен быть в 2—3 раза больше объема заря- да. Расстояние между колодцами назначается от 1 до 1,75 м и уточняется опытным путем. Способ минных колодцев применяется при разработке на выброс всей взрываем^^породы. Общий вес заряда может достигать не-' скольких тонн. Для взрывания мерзлых грунтов преимущественно употребляют аммони- ты. Из них наиболее распространены аммониты № 2, 3, 6 и 7. Кроме аммони- тов, для взрывания мерзлых грунтов можно применять тол, пикриновую кисло- ту (отходы производства), аммонал, аммиачную кислоту, динамон, черный по- рох. Динамиты для зимних работ, как правило, не^ применяются, так как они при 1гЖ11ерйтуре ГО^замерзают и ’’^’Щ^ятсУ^рывоопа^н^^ Величина зарядов Q3 определяется по формуле: Q3 = N3W\ (4) где NB — расчетный коэффициент, зависящий от свойств взрывчатого вещест- ва и категории грунта; его значения для аммонита' приведены в табл. 7; W—линия наименьшего сопротивления (ЛНС) в м9 При применении других взрывчатых веществ значения Ув, указанные в табл. 7,' изменяются согласно поправочным коэффициентам, приведенным в табл. 8. Таблица 7 Таблица Приближенные значения N3 Поправочные коэффициенты для аммонита к значениям NB для аммонита Грунты Значение Ав при шпуровом способе Взрывчатые вещества взрывания Поправочные коэффициенты Глинистые Г алечные Растительные и песчаные 0,8—1,0 Тол, пикриновая п а По -кислота °’6“0’8 Аммонал • Динамон 0,4—0,6 Аммиачная кисло- ту • Черный порох ’ 0,68 0,79 1,10 1,25 2,10 Расход аммонита приводится в таблл 9. i Шпур следует заполнять взрывчатым веществом не более чем на V2 его глубины. После закладки взрывчатого вещества шпур засыпают 10—15-санти- иетровым слоем песка или. мелкого сухого грунта без утрамбовки. Верхнюю часть шпура забивают талым грунтом. , 4 7 2* 19
Взрывчатое вещество закладывают россыпью (в сухих грунтах), в патронах или готовыми шашками, заряды весом более 2 кг из порошковых взрывчатых веществ помещают в гильзы из жести или пергаментной бумаги, а также в бу- тылки й банки. Таблица 9 Расход аммонита на 100 м3 мерзлого грунта (в кг) Категория мерзлого грунта Слой мерзлоты в м 0,5 I | 1,5 Глина, строительный мусор 67- J50. 60 Грунты с галькой 50 . 48 48 Растительные и песчаные грунты 39 34 34 При зарядке взрывчатых веществ россыпью сначала следует насыпать по- ловину установленного заряда, а затем, опустив зажигательную трубку с кап- сюль-детонатором или элёктродетонатором, досыпать оставшуюся часть. При зарядке патронами или отдельными шашками, заряды опускают на проволоке или на тонком шпагате. Опускание патронов-боевиков на бикфордовом шнуре или на проводах электрэдетонатора не допускается. Опуская заряд, надо внима- тельно следить за тем, чтобы запальный провод или шнур не были повреждены при уплотнении забойки. Заряды можно взрывать огневым и электрическим ^способами. Огневое взрывание осуществляется по_Средством_бикфордова шнура и кап- сюль-детонатора. Бикфордов шнур толщиноиоколо^Т&, состоит из^порохо- вой сердцевины (зерна черного пороха) и льняной или пеньковой оболочки. Бикфордов шнур бывает двух типов: нормальный со скоростью горения^ \хм в 1 сек. и замедленный со скоростью горения 1 см в 2 сек. * Капсюль-детонатор представляет собой металлическую или бумажную гильзу (открытую с одной стороны) длиной около 50 мм, диаметром около' 7 мм, начиненную тротилом и прикрытую чашечкой, с гремучей ртутью. Элсктровзрывание осуществляется электровоспламенителем, к которому подводится электроток от осветительной сети или от взрывной машинки. Электровоспламенитель состоит из двух медных проводников, соединенных тонкой константановой проволочкой — мостиком накаливания. х Направление разработки шшш ^ППППППППППППП1ПППППППППППППП1П11ППППП захватка 2~я захватка* 1-я захватка . < Разработка экскавато- Разрыхленный грунт дурение зарядка uunypol ром и взрывание Рис. 9. Схема разбивки площадки на участки при рыхлении мерзлого грунта \ взрыванием и удалении разрыхленного грунта экскаватором 3Q
На рис. 9 приведена схема разбивки площадки на захватки при рыхлении мерзлого грунта взрывным способом^ На первой захватке производится бурение шпуров, их зарядка и взры- вание; на второй и на третьей — экскавация. Величина захваток определяет- ся сменной производительностью экскаватора. Весь разрыхленный грунт должен быть убран в течение 8—10 час., а при сильных морозах (ниже —25°)—в течение 4—5 час. Взрывные работы обычно выполняются специальными организациями под руководством специалистов-взрывников. Взрывные работы по способу мин- ных колодцев производятся по специальному проекту. При рыхлении мерзлого грунта взрывами необходимо соблюдать дейст- вующие правила по технике безопасности («Инструкция по технике безопас- ности на буро-взрывных работах в строительстве», НКС, 1945). 2. Рыхление мерзлых грунтов механизмами, механическими приспособлениями и инструментами При толщине мерзлой корки до 0,25 м производительность обычных экска- ваторов средней мощности с прямой лопатой мало отличается от производи- тельности их в летних условиях. При толщине мерзлого слоя до 0,4 м разработка грунта мощными экскава- торами (с ковшом емкостью 1 м3 и более) может осуществляться также без предварительной подготовки. Специальный рыхлитель с тракторной тягой может рыхлить мерзлую кор- ку толщиной до 0,3 м. Механическое рыхление мерзлого грунта толщиной от 0,6 до 1 м обычно производится при помощи копров с подвесным молотом, за- бивающим в Грунт КЛИНЬЯ, ИЛИ С' молотом клиновидной формы (рис. 10). Для рыхления мерзлого грунта следует применять копры наименьшего веса, вслед- ствие необходимости их частых передвижек. Рис. 10. Копер для рыхления мерзлого грунта 21
ц п , я " уь^хление-грун^а при помощи^эк^аваторов. используемых в качестве коп-х f ........ J2gg>_He может быть рекомендованоГтак каТ]жскавато^ ' и исД0льзУются не по прямому назначеншо. --- “грунта механизированными инструментами (пневматическими и электрифицированными) производится только при небольших объемах работ в легких и средних грунтах. Техническая характеристика пневматических и электрических инструментов для рыхления мерзлых грунтов приведена в* табл. 10, 11 и 12. Таблица 10 Техническая характеристика пневматических инструментов Показатели ‘ / Единица Лопаты-ломы Отбойные молотки измерения ЗИ-4 | ЗИ-6 ОМ-5 | ОМА-5 | ОМСП-5 Давление воздуха I ати 5,5 5,5 5,5 . 5,5 5,5- _ Расход воздуха M^MUH 1,0 1,0 1,0’ 1,0 1,0 Диаметр шланга в свету мм 16 16 16 16 16 Полная длина 670 670 * 528 610 600 Полный вес кг X 8^6 8,6 9 10 .0,5 / Таблица 11 Техническая характеристика одноступенчатых компрессоров, реко- мендуемых для ручных, пневматических инструментов Тип компрессора Марка Производи- тельность в' Mzl мин Рабочее дав- ление в ат Двигатель Бес в ке Заводо-изгото- витель электромотор внутреннего сгорания тип мощ- ность в кет тип мощ- ность в л. с. Стационар- ный ВВК-155 2,10 7 AT z 812 24,5 — — — Компрес- сорный за- вод, Москва 9 КС-200 4*50 6 — — — 40 825 „Красный путь,* МПС, Москва 9 ВВК-200 6,90 7 — — — 45 — То же ВВК-240 6,50 6. — — • — 56 1350 Передвиж-' ной ВВК-155 2,10 7 АТ 812 24,5 —— — 1765 Компрес- сорный за- вод, Мосдва ЭПК-200 6,90 7 — — — 45 690 — Передвиж- ной (на авто- машине) КС-200 4,50 6 ЗИС- -73-5 4 500 Калужский завод МПС Примечание. Агрегаты ВВК-155 могут быть снабжены электро- двигателями или моторами. Ручные инструменты применяются для рыхления мерзлого грунта в исклю- чительных случаях при объеме работ, не превышающем 3 jw3. Из ручных инструментов для рыхления мерзлых грунтов могут быть при- менены: лопата-лом Зайцева, лом Горохова, лом-клин, лом-молот и клинья с молотом (рис. 11, 12, 13, 14). > 22
Рис. 11. Лом Зайцева для рыхления мерзлого грунта Таблица 12 Техническая характеристика электрифицированных отбойных молотков ___________________________ Единица измерения Модель молотка Показатели КНШ-2 | КНШ-3 Тип двигателя Напряжение Мощность мотора Потребная мощность Коэффициент полезного дей- * шм* г в кет > Электромотор (Асинхронный 3-фазный с короткозамкнутым ротором) 120 120 0,25 0,25 ‘ 0,35 0,37 0,6 ' 0,6 ’ / ,23
Продолжение табл. 12 Показатели Единица измерения Модель молотка КНШ-2 | кнш-з Отдаваемая мощность на пи- ке кет 0,133 0,146 Коэффициент полезного дей- ствия на пике — 0,38 0,40 Габаритные размеры мм 215X161X700 221X161X678 Вес без пики и кабеля кг 12,8 И,5 Рис. 12. Лом Горохова для рыхления мерзлого грунта 24
Рис. 13. Клинья для рыхления мерзлых грунтов а — клин для рыхления мерзлых глинистых грунтов; б— клин дл» рыхления ломких слоистых грунтов Рис. 14. Лом-клин для рыхления мерзлых грунтов
3. Разработка скважин в мерзлых грунтах В строительной практике часто возникает необходимость устройства скважин в мерзлом грунте, особенно при подготовке его к экскавации при по- мощи взрывов и при оттаивании грунта паровыми, водяными и электрическими иглами. Устройство скважин (бурок) можно производить механизированным и руч- ным инструментом. Механизированное бурение скважин (шпуров) осуществляется перфорато- рами и электросверлами. Электрический способ бурения по сравнению с пневматическим более про- изводителен и экономичен. Устройство скважин ручным способом допустимо только при небольших объемах работ. Для электробурения мерзлых грунтов применяются специальные электро- бурильные станки с витыми (спиральными) бурами, например, с буром Пу- рихова, изготовленным из рессорной стали с победитовой наваркой на конце (рис.. 15), и с обычными электросверлами (табл. 13), а для бурения пневма- тическим способом — перфораторы (табл. 14). Таблица 13 Техническая характеристика электросверл Показатели, Единица измерения Типы электросверл ' ЭБР-1 | ЭБР-2 | | Электробур ручной ЭБР-3 Напряжение тока в 4 220/127 220/127 220/127 Мощность мотора z Коэффициент полезного7 квт , 0,55 1,00 0,5 • действия Наибольший диаметр буров: — 0,78 0,80 0,8* для легких грунтов ММ 80 — 35 для средних грунтов Рациональная глубина » 40 50 — бурения Габариты: м 2,50 о2,58 1,50 длина мм 326 ‘ 310 303 ширина 213 225 288 Вес кг 16,5 18,0 13,4 Таблица 14 Техническая характеристика ручных пневматических перфораторов Показатели Единица измерения Марка перфоратора ББ-1 БМ-13 | Б М-17 Р-1 . | Р-3 Вес кг 16,5 17,5 17,5 16,5 15,2 Длина мм 550 495 495 — — Расход воздуха М?!МИН 1,5 1,8—2,2 1,8—2,0 1,8 1,8 Глубина бурения м 2,3 3,4 3,4 — — Давление воздуха ати 5—6 5—6 4—5 2 — 26
Рис. 15. Бур Пурихова из рессорной стали, толщиной 6—8 мм и шириной 50—60 мм Рис. 16. Шлямбур обыкновенный 1 — вставная метал- лическая пробка; 2 — отверстие для ло- мика Сверла и буры при бурении скважин нагреваются и ^теряют свою прочность. Поэтому рекомендуется периодически подливать в шпур воду с не- большой добавкой соли или хлористого кальция; последние 15—20 см шпура проходят без добавления воды. Ручное бурение можно производить шлямбуром или нагретыми ломами. Шлямбуры (рис. 16) изготовляются из 50—75-мм газовых труб длиной 1,0-г-1,5 м. На нижний Конец трубы, навариваются зубцы из твердых сплавов; во избежание повреждения трубы при ударах кувалдой верхний конец защи- щается либо наваренным кольцом из полосовой стали, либо металлической пробкой. Во избежание намерзания грунта в шлямбурах необходимо их ежеднев- но, по окончании работ, отогревать и тщательно очищать от остатков грунта. При бурении мерзлого грунта ломами нижние концы их на 30—40 см на- гревают до красного каления в переносных горнах или в специальных печах. Для обеспечения непрерывности бурения рекомендуется иметь комплект из че- тырех-пяти ломов; один из ломов находится в работе, а остальные нагре- ваются. Ударное бурение в зависимости от числа одновременно занятых бурением лиц называется «одноручным», «двуручным» и «трехручным». При одноручном бурении один рабочий держит и поворачивает лом, нано- 27
Рис. 17. Прибор Бодянского для устройства шпуров в мерзлых грунтах I—I — съемный ударник для ^извлечения лома после забивки ся по нему удары кувалдой, при дву- ручном — один рабочий держит и поворачивает лом, а другой наносит удары. В тяжелых» грунтах приме- няется трехручное бурение, при кото- ром двое рабочих поочередно забива- ют лом ударами кувалды, а третий поворачивает его посредством второ- го лома. Для облегчения ручного бурения Б. А. Бочянским предложено при- способление (рис. 17), состоящее из приваренной к верхнему концу лома цилиндрической головки и обрезка газовой трубы, надетой на лом с ни- жнего конца. К газовой трубе, прива- рены две стальные полоски. Цилин- дрическая головка служит для вос- приятия ударов кувалды при заби- вании лома в грунт и ударов торцом газовой трубы снизу вверх при из- влечении лома. Бурение шпуров в мерзлых грун- тах может также производиться по- средством паровой иглы, снабженной в нижней, конической части отвер- .стием d=104-13 мм для выпуска па- ра и фрезами. Для погружения иглы в грунт рабочий нажимает на нее или ударяет по ней молотом. Шпу- ры, пройденные паровой иглой, сле- дует зачищать и промораживать для укрепления поверхности их стенок. Излишн.ее увлажнение шпура при бурении паровыми иглами ограничивает об- ласть их применения. Рекомендуемые способы устройства шпуров и скважин приведены в табл. 15. Таблица 15 Рекомендуемые способы устройства шпуров (бурок) в мерзлых грунтах Назначение шпуров и скважин Размеры Рекомендуемый инструмент диаметр в мм глубина в см в супеси и суглинке в водонасыщен- ных и вязких грун- тах Шпуры для закладки взрыв- чатых веществ 30—75 50—200 Электросверла ЭБР-1, ЭБР-2 Перфораторы БМ-13, БМ-17 Скважины для установки паровых’ и электрических игл 25 100—250 Электробур ЭБР-3 Перфораторы БМ-1 Скважины для вертикаль- ных электродов 29 80—200 Электросверла Электросверла Скважины для вертикаль- ных термометров 20 10—150 ЭБР-1, ЭБР-2 4 То же Скважины для водяных циркуляционных игл 70 100-150 Электробуру ЭБР-3 Перфораторы^ БВ-1 28
4. Оттаивание мерзлых грунтов В зависимости от направления распространения тепла способы оттаива-. ния грунта можно подразделить на три основные группы: 1) радиальный способ—тепло распространяется в горизонтальном направ- лении и изотермы представляют собой ряд концентрических поверхностей с цен- тром, совпадающим с источником тепла (паровые, водяные, электрические иглы); 2) вертикальный способ — тепло распространяется сверху вниз — от дневной поверхности вглубь, а источник тепла помещается на поверхности грунта (местные тепляки, горизонтальные и -вертикальные электроды); 3) вертикальный способ — тепло распространяется снизу вверх — от нижней границы мерзлого слоя к дневной поверхности, а источник тепла по- мещается под мерзлым слоем (глубинные электроды). Оттаивание грунтов паровыми, водяными и электрическими иглами 1. Паровая игла Б. А. Бодянского состоит из трех частей: .наконечника, корпуса и патрубка (рис. 18). Наконечник, имеющий 4—5 отверстий диамет- ром 2—3 мм для выхода пара, соединен с корпусом посредством винтовой на- резки. Корпус паровой иглы изготовляют из цельнотянутой толстостенной тру- бы диаметром 25—50 мм. Игла соединена с гибким резиновым шлангом по- средством патрубка. Обьгчная длина паровой иглы—1,0—1,5 м. 2. Водяная циркуляционная игла Н. Д. Аверина и С. А. Анофриева (рис. 19) состоит из двух труб: внешней—диаметром 88,5 мм и внутренней— диаметром 42,25 мм. Внешняя труба со- стоит из двух частей, соединенных флан-. цами. Нижний конец внешней трубы от- тянут и заварен, а верхний закрыт крыш- кой, имеющей отверстие для пропуска внутренней трубы, и снабжен выпуск- ным патрубком для соединения с трубо- проводом. Внутренняя труба снизу от- крыта, верхний ее конец отогнут для присоединения к отводящему трубопро- воду. Длина иглы — 1,25 м; вес иглы — около 20 кг. 3. Электроигла (рис. 20) состоит из конического металлического наконечни- ка, приваренного к металлической трубе диаметром 60 мм, в которой помещает- ся спираль сопротивления, засыпаемая мелким песком; к верхнему концу трубы присоединена на фланцах заглушина, через которую пропущены '"изолирован- ные провода от электросети к спирали. Для Оттаивания грунта паровыми иглами от источника тепла (централь- ная котельная) прокладывается магист- ральный трубопровод с теплоизоляцией. Присоединение игл к трубопроводу осу- ществляется резиновыми шлангами. Для оттаивания грунта закрытыми циркуляционными -иглами от'источника тепла прокладывается разводящая сеть труб (рис. 21) аналогично системе во- дяного отопления (прямая и обратная линии) с установкой на обратйой линии центробежного насоса и 'двух термомет- ров (один на прямой линии трубопрово- да вблизи игл и один на обратной ли- нии). Рис. 18. Паровая игла Бодянского ’ 29
Рис. 19. Циркуляционная водяная игла
Рис. 20. Электроигла для оттаивания мерзлого грунта. 1 — асбестовый 'шнур; 2 — плотная засыпка мелким песком
Гзрячая магистраль Магистральный трубопровод утепляют соломенными матами или соломен- ными жгутами. Для удобства монтажа и демонтажа трубопровод должен со- стоять из отдельных секций. С разводящей сетью трубопровода иглы соединены резиновыми шлднгами. Ток для питания электроигл подается от сети через софиты простейшей конструкции (рис. 22). Рис. 22. Схема подключения электродов для электронагрева грунта' при различных напряжениях тока а-.при напряжении 220 в (однофазное включение); б~при напряжении 220 в (трехфазное вклю- чение); в—при напряжении 380 в (однофазное включение); г—при напряжении 380 в (трехфазное । включение) 31
сйтаитоотМ —-i 1500 I—_—T«goT-—[ б) Рис. 23. Схема расположения паровых игл при разработке траншей а—расположение игл в плане; б—продольный разрез Для оттаивания грунта в предварительно заготовленные скважины глу- биной до 0,7 толщины промерзшего слоя опускают иглы. Эффективность дей- ствия игл возрастает, если иглы плотно соприкасаются со стенками скважин. Для уменьшения теплопотерь рекомендуется пропускать иглы через утеплен- ные коробки квадратной или круглой формы, укладываемые на поверхность прогреваемого грунта. При разработке небольших котлованов иглы ставят в центре каждого кот- лована; при разработке узких траншей — по их оси на расстоянии 1 м друг от друга; при разработке широких траншей—в шахматном порядке (рис. 23) на расстоянии, равном глубине промерзания, но не более 1,5 м одна от другой; при разработке болыцих котлованов (рис. 24)—в шахматном порядке на рас- стоянии от 1 до 1,5 м. При оттаивании грунта иглами рекомендуется часть мерзлого грунта оставлять без прогрева, учитывая возможность выемки его ковшом экскаватора. Расположение циркуляционных водяных игл показано на рис. 25. По мере прогрева грунт вокруг каждой иглы постепенно оттаивает. Ско- рость оттаивания с течением времени падает. После 16—20 час. прогрева от- Рис. 24. Схема расположения паровых игл (в плане) при разработке котлованов 32
Рис. 25. Схема расположения водяных циркуляционных игл при разработке котлованов а-расположение игл в плане; б— продольный разрез таивание грунта практически приостанавливается, причем радиус оттаивания к этому времени достигает в глинах рГсуглинках около 0,3 м, в супесях и пес- ках—О,5 м. После прекращения подачи теплоноситёля иглы, вынимают; аккумулирован- ное в талом грунте тепло медленно распространяется в стороны; на следующи! день радиус оттаявшего грунта достигает 0,5—0,7 м от центра скважины. Расчет скорости оттаивания грунта производится по формуле проф. Ма- чинского: ^о = О,2,-^- , (5). где 2 о—время, оттаивания грунта в цилиндре радиусом !/2 —диаметр прогретого цилиндра грунта за время Z; 3 з*к, 1261 33
К — коэффициент теплопередачи между теплоносителем и грунтом; при расчетах его можно принимать для сухих прослоек равным 30 ккал/м2 час, для мокрых — 50 ккал/м? час; da— диаметр иглы; а —коэффициент температуропроводности грунта; X а= —; су7 к — теплопроводность грунта; су—удельная теплоемкость грунта; 7 —объемный вес грунта. Пример. Определить время оттаивания грунта иглой при следующих усло- виях: весойая влажность грунта—29%; коэффицент теплопроводности грунт- та К = 2,0 ккал/м час град; объемный вес грунта 7 = 1 800; с2 = 0,2; средняя начальная температура йо высоте иглы — 1°; d = 0,025 м;, /С = 30 ккал/м2 час; t = 40°; весовая доля незамерзшей влаги в грунте ен.в = 0,2; доля замерз- шей воды в грунте ед.в = 0,5. , ' Решение. Сначала определяется су и а по формулам: . Н П91П9 X 0'^ + 0-'5'0'2(80 + <« + 0'5/н) Су = (1 — 0,2) и, 2 + —-------------------, (6) гк гн где t*— температура грунта, как средняя параболическая между 0 и + 1, по кругу рввна 7°; х /н—температура таяния, равная 0. Подставляя значения, получаем: о 0,2-7 + 0,1(80 +0 + 0) су =0,16+-------------------------=1,5; 2 , а _-----------= о 0007. ,1,5-1800 ’ Зная значение а, определяем Z—время оттаивания грунта по формуле (5) г Л2Ц п Л 0,б2 Z == 0,2 —Нт— = 0,2--------?---—— = 30 час. ad^K 0,0007-0,025°’75-30 Средняя температура поверхности иглы принимается: для паровых игл 80°, для водяных циркуляционных игл 40°, электроигл от 80 до ,150°. Зависимость между количеством одновременно работающих паровых и водяных игл и мощностью котельной установки выражается формулой: %=1,3FK, (7) где Гк — поверхность нагрева котла в м2. Пример. Определить поверхность котла, обслуживающего одновременно .75 водяных игл (необходимых для обеспечения работы экскаватора с емкостью ковша 0,5 м3). Решение. ^-мТз-57’7" Паровые иглы применяются при наличии пара на площадке строительства , в следующих случаях: 1) при невозможности по какой-либо причине производясь рыхление взрывами; 2) при устройстве траншей с последующей разработкой талого грунта ка- навокопателями или экскаваторами с малой емкостью ковша (до 1 м3); 3) при разработке небольших котлованов с последующим удалением грун- та экскаваторами; 34
Фарфоровые втулки \ 8 Разрез электропечи Засыпка из асбесто- Кровельная вой мелочи сталь ^4—270- Нагревательные спирали из нихромовой проволоки а=1 мм5.25м илиб-0,8мм 100 270 A--.27O^' -------------М00---------------J Кровельная сталь Разрез ПО J-I Войлок-1 слой Ролики на болтах Асбест^2слоя / Утепление изопилок Сталь • Д,.;. rffa., , •.,*„ '' dp.~ ' tjh; •;<’u:T'* ллгтгггзтг^^ Фарфоровая втулка 20 Ш "20 Рис. 26. Тепляки для оттаивания мерзлого грунта а — ^местный , электротешляк; б — отражательная печь НИЛЭС. / — корпус отража- тельной печи; 2—желоб глав- ной магистрали; 3 — желоб ответвления от магистрали; 4— задвижка; 5— выключатель- тумблер; б—отражательная поверхность: 7— штепсельная панель; 8 — прокладка толя; 9 — изоляция: 10 — спирали по Б00
Рис. 27. Тепляк, оборудованный регистром 4) при устройстве небольших ям. Не допускается применение паровых игл в грунтах с включениями ме- талла, камня и т. п., а также в грунтах, дополнительное увлажнение кото рых снижает их строительные качества. Не рекомендуется применять паровые иглы, если оттаявший грунт пред- назначается для обратной засыпки или отвозится на далекие расстояния в от- вал, так как при низких температурах он может замерзнуть в кузове автома- шины. Оттаивание грунта циркуляционными водяными иглами допускается про- изводить, если невозможно применить паровые иглы. Не рекомендуется применять циркуляционные иглы в грунтах со значи- тельными включениями камня' й металла. Оттаивание грунтов электроиглами допускается при наличии разрешения энергетической инспекции на расход электроэнергии. Для оттаивания грунтов при помощи местных тепляков применяется про- стейший местный тепляк «бандура» системы И. И. Богатырева (рис. 26), ко- торый состоит из двух металлических ящиков: наружного — из кровельной стали—и внутреннего — из котельной стали толщиной 1—1,5 мм, Между ящи- ками имеется промежуток в 20—25 мм, который заполняется теплоизоляцией из двух слоев асбеста и одного слоя войлока. Размер тепляка в плане 0,7Х XL0 м\ высота— 12—15 см\ вес — до 30 кг, х Если в качестве теплоносителя используется пар, то тепляк оборудуется Набором труб (гребенки) диаметром 50 мму с отверстиями для выхода пара Размеры гребенок соответствуют размерам отогреваемой поверхности. Г При использовании в качестве теплоносителя горячей воды внутри тепляка । помещают регистры или .батареи центрального отопления (рис. 27) (системы инж. Сапелкина). ** При использовании в качестве источника тепла электроэнергии применя- ют обычные электротепляки или отражательные печи конструкции НИЛЭС, в которых проволочные спирали помещаются на линии фокуса параболического зеркала, образуемого внутренней поверхностью крышки ящика. Нагревательные спирали могут быть изготовлены из фехралевой, нихро- мовой, константановой, никелиновой и стальной проволок. Как показал опыт, 36
для всех видов проволок наиболее подходящим является сечение, близкое к 1 мм2, и только для стальной проволоки — 1,5 мм2. Проволока должна быть калиброванной. Длина ее для стальной спирали составляет 10—15 ле, а для спиралей из сплавов—30—40 м. Наиболее простьГм способом установки спиралей в тепляках является под-. , веска их ко дну внутреннего ящика ЛПри нагревании стальной проволоки до температуры, превышающей 200°, и проволок из сплавов до температуры вы- ше 500°, подвешенная спираль провисает и требует частой перенавивки. По- этому спирали, подвергаемые большому накалу, следует навивать на металли- ческие стержни диаметром 6—8 мм, покрытые асбестом. Использование пара для поддержания требуемой температуры воздуха в тепляке малоэффективно и поэтому может быть допущено лишь при наличии на стройке отработанного пара. Открытый (острый) пар можно применять только при условии, если, вы* нутый грунт сразу вывозится в отвал. Для отогрева лёссовидных грунтов ис- пользование открытого (острого) пара категорически запрещается. При установке в тепляках регистров или батарей питание их горячей во-Ч дой производится от водогрейного котла, причем вода, прошедшая через теп-С. ляк и уже охладившаяся^ возвращается в котел обратным трубопроводом, ] оборудованным насосом. Г" \ “ ** * '' Применение воды и пара для обогрева местных тепляков может быть до- пущено только при невозможности использования электроэнергии. При нали- чии на строительной площадке свободной электроэнергии оттаивание мерзлого грунта производится электродами или тепляками, оборудованными электропе- чами, так как в этом случае отпадает необходимость в котлах, в устройстве системы трубопроводов и проведении других дополнительных работ, увеличи- вающих стоимость отогревания мерзлого грунта. При оборудовании тепляков нагревательными спиралями требуется уста= новка распределительного щита со счетчиком, амперметром и вольтметром. От электросети делаются двухпроводные ответвления с возможно более рав- номерном снятием тока с каждой из фаз (наЗ—6 рубильников). От распреде- лительного щитка к теплякам прокладывают софиты из обычных изолирован, яых проводов. К софитам присоединяют последовательно включенные группы тепляков (в группе 6—10 тепляков). Подключение тепляков к софитам вы- полняют изолированными проводами. Сечение .проводов определяют расчетом. Необходимое напряжение тока для оттаивания грунта в сети 220—380 в. На поверхности грунта, подлежащего оттаиванию, устанавливают тепляки. Для уменьшения теплопотерь площадь оттаивания вместе с тепляками засы- чают слоем опилок толщиной 10—15 см и покрывают толем. Нагревательные приборы (электроспирали, батареи, регистры, гребенки) яередают тепло воздуху, заключенному в тепляке. Подогретый воздух отогре- вает грунт. Для эффективного прогрева грунта температура в тепляке должна быть 40—60°. При более высокой температуре увеличиваются потери тепла в наружный воздух Наиболее интенсивно^ оттаивание грунта происходит в течение первых 24 час. прогрева. С увеличением времени прогрева интенсивность оттаивания снижается; по истечении 100 час. оттаивание практически приостанавливается. Средняя скорость оттаивания грунта под тепляком составляет в глубину — 1,0^ 1,2 см/час, в стороны от краев тепляка — 0,1—0,2 см[час. При расчете скорости оттаивания грунта принимается: 1) что тепло распространяется перпендикулярно к дневной поверхности грунта; 2) что температура источника тепла" постоянна; 3) что грунт однороден — коэффициент температуропроводности грунта усредняется. Температура оттаиваемого грунта на горизонте, удаленном от источника тепла на расстояние х, определяется из уравнения: & + (^И.т ^н) 1 Т7 f (8) 37
где /н—начальная температура грунта; f и.т — температура источника тепла; х — расстояние в м от источника тепла до рассматриваемого горизонта прогрева, в котором определяется tx; а — температуропроводность грунта (усредненная); Z — время прогрева в часах; (х \ 1------ — функция Крампа (рис. 28). 2/aZ / При G==0 после преобразований из уравнения получаем: । i , f(—=1--------------------------— • \ aZ / *и.т— Задаваясь значениями tn и Ги.т, сначала аналитически определяем значе- ние функции, а затем по графику находим величину аргумента. Далее записываем уравнение: х . ч = —; WaZ откуда определяем время прогрева грунта на заданную глубину: О) глубину оттаивания за время Z: х- 2i]VZz. , (10) Примера Определить глубину 'оттаивания грунта под местным тепляком при следующих условиях: J tH = — 4° (средняя); ^и.т == + 80°; а « 0,0009: Z = 100 час. 38
* Решение. Определяем значение: - . ' ' х' f(—йИ « ее аргумента 4 I-----3— =1-— «0,95. <И.Т 84 По рис. 28 определяем ^=1,5. ' Далее, по уравнению (10) определяем глубину оттаивания: х = 2-1,5]/" О.СООЭ-ЮО =2-1,5-0,3 = 0,9 м. Местные тепляки применяются для оттаивания мерзлых грунтов при под- готовке оснований под полы, дороги и промерзших оснований под фундаменты. * При подготовке грунта ^ля zразработки траншей и котлованов использо- вание местных тепляков целесообразно лишь при глубине промерзания до 1 м. При толщине мерзлого слоя грунта, превышающей 1 м, применение мест- ных тепляков допускается лишь в том случае, если в груйтах содержатся включения металла или крупных камней, препятствующие погружению игл ' или электродов. В этом случае оттаивание производится по ярусам: первый ’ ярус — от 0 до 70 см, второй — от 70 до 150 см, третий — от 150 до 220 см и т. д. Способ оттаивания грунта электродами основан на нагревании материа- лов, включенных в замкнутую цепь, по которой протекает электрический ток; В качестве электродов применяется круглая арматурная сталь диаметром 12—19 мм, длиной 1,5—2,0 м', нижний конец электродов заостряют на конус, а в верхнем на расстоянии 5 см от края просверливают отверстия диаметром 3—4 мм. Через эти отверстия . пропускают голый провод длиной 25—30 см, один конец его приваривают' к электроду, другой служит для присоединения электрода к электросети. Электроды забивают в грунт на расстоянии 0,4 — 0,8 м друг от друга в зависимости от напряжения тока, начальной темпера- туры прогреваемого грунта, его вида и влажности. Электроды забивают в три ряда в шахматном порядке, образуя полосы, - как бы «разрезающие» мерзлый грунт на отдельные блоки. Разбивка мест расположения- электродов производится по шаблонам, представляющим собой деревянную рамку (рис. 29) с натянутой внутри про- волокой; пересечения проволок определяют места забивки электродов. При повышении напряжения тока расстояние между электродами увели- - чиваётся и, наоборот, при понижении — уменьшается. При трехпроводной системе трехфазного тока напряжением 220 в рас- ' стояние между электродами принимается 0,5 м\ при четырехпроводной при напряжении 380—220 в это расстояние увеличивается до 0,6 м. Забитые в грунт электроды обычно гГодключаются к электросети без понизительных / трансформаторов. Мерзлый грунт обладает чрезвычайно высоким сопротивлением; в начале процесса оттаивания ток протекает только через 15—20-сантиметровый слой смоченных водным раствором поваренной соли опилок, уложенных на прогре- ваемой поверхности. Нагретые опилки отдают тепло верхним слоям грунта, которые в результате оттаивания начинают проводить ток, нагреваются и в свою очередь отдают тепло нижележащим слоям мерзлого грунта. Забивка электродов в мерзлый грунт — работа трудоемкая, поэтому электроды первоначально забиваются на небольшую глубину (0,4—0,45 м). По мере оттаивания грунта через .каждые 4—6 час. подачу тока прекращают и электроды забивают глубже на толщину оттаявшего за это время слоя грунта. При глубине мерзлого слоя более 1,5 м оттаивание грунта производят последовательно слоями толщиной по 0,8 м, причем каждый оттаявший слой грунта удаляют при выключенном токе, пофе чего, приступают к оттаиванию следующего слоя. * 3&
3750 Рис. 29. Оборудование для оттаивания грунта вертикальными электродами а — фасад распределительного щитка; б — разрез распред»- лительного щитка; а —‘схема распределительного щитка’ е — открытый софит: д — софт; со стальными шинами; g — электрод; ж — шаблон для расстановки электродов; /—шины из арматурной стали диаметром 6 л/л/,/=320 см- 2—деревянные колодки; 3—тесв25 мм\ 4—тес 12 мм * Длительность оттаивания грунта вертикальными (поверхностными) элек- тродами зависит от температуры и влажности грунта и напряжения тока. В среднем при напряжении 220 в и глубине оттаиваемого слоя 0,5—0,7 м про- должительность Оттаивания этим способом составляет 30—48 час. Для наибо- лее эффективного использованйя выделяемого при электропрогреве тепла к разработке грунта следует приступать спустя 24—48 час. после окончания про- грева, так как за это время аккумулированное грунтом тепло распространит- ся в стороны и значительно-увеличит объем талого грунта. 4 Время оттаивания грунта вертикальными электродами опоеделяется сле- дующим образом. 40
Пример, Пусть-требуется определить время оттаивания грунта при следу * юших условиях: ^н.в ~ — 15 ) «= -J- 20в$ х = 0,05 м; а = 0,0007. -------- определяется значение вели- Ai.t— и.т Решение. По формуле «• 1 — «яны ij: 15 д 1 ->Н- ‘-'’•--°- Далее по рис. 28 находим значение аргумента: i) = 0t5. х3 Из уравнения (9) Z е» -—~ определяем время оттаивания грунта на гду- ‘' 4airf кину 5 ем‘ 0,05» ~ 4.0,0007-0;5* =3часа- Следовательно, общая продолжительность оттаивания слоя грунта гол единой, например, 50 см составит: 50 Л Zo « — 3 — 30 час. 5 При оттаивании грунта вертикальными глубинными электродами (способ 8НИОМС) электроды забивают глубже мерзлого слоя на 15—20 см. Длина электродов должна быть на 20—30 см больше глубины промерза- яия грунта, а диаметр их в зависимости от длины электродов и твердости грунта колеблется в пределах от 12 до 19 мм. Забитые в грунт электроды подключают к электросети, после чего.вклю- чают т’ок. При этом ряды смежных электродов подключают в порядке после- довательности чередования фаз. В начале прогрева ток проходит через слой грунта, лежащий ниже мерз- лой толщи, и нагревает его, благодаря чему прилегающий к нему мерзлы! слой начинает оттаивать. По мере увеличения толщины слоя оттаявшего грун- та сфера циркуляции тока увеличивается. При этом тепло распространяется вверх, последовательно оттаивая вышележащие слои мерзлого грунта. Оттаивание грунта целесообразно производить по системе блоков (рис. 30). Продолжительность прогревания грунта глубинными электродами зависит от толщины мерзлого слоя, влажности грунта и напряжения тока; при глуби- не промерзания до 1,5 м и напряжении 220 в длительность прогревания грунта составляет около 16 час. Прогрев заканчивается после того, как грунт оттаивает до заданного го- ризонта. При оттаивании грунта для экскаваторной разработки прогрев за- канчивается, когда толщина верхнего слоя мерзлого грунта будет не более 0,25—0,4 м. Пример. Пусть требуется определить время оттаивания грунта глубинны- ми электродами при следующих условиях: 4 = — 4°; >и.т =4-20; х = 0,05 м\ а « 0,0008: Решение. По формуле: —£__\=1_—£s_ 41
Рис. 30. Схема разработки забоя экскаватором с прямой лопатой по системе блоков а—план забоя после оттаивания; б— разрез забоя определяют: 4 4 г} = 1 — —---- = 1 — — = 0,83. ’ 20 + 4 24 По рис. 28 определяют значение аргумента: т] = 0,8. По уравнению (9) определяют время оттаивания: ч х2 0,052 Z =----- = ------------- = 1.2 часа. 4ац2 4 • 0,0008-0,82 Следовательно, время оттаивания слоя мерзлого грунта толщиной, напри- мер, 1 м составит: 100 л ' ZQ — — 1,2 = 24 часа. 5 Оттаивание мерзлых грунтов при помощи электродов рационально при условии получения электроэнергии с центральной электростанции. Оттаивание грунта при получении / электроэнергии от местных электроустановок в боль- шинстве случаев Нерентабельно. При помощи вертикальных электродов4 подготовляется грунт для-раз- работки котлованов, траншей; для вскрыши карьеров нерудных ископаемых; для устройства оснований под пол,ы> дороги и тому подобных сооружений. Оттаивание грунтов электродами рационально при любой глубице, резон- ного промерзания. В районах с сезонным промерзанием грунтов особенно эф- фективно применение глубинных электродов. Оттаивание электродным способом мерзлых грунтов, содержащих метал- лические включения или металлическою руду,' категорически' запрещается. 42
F’- ’ 1 Оттаивание грунтов при помощи горизонтальных электродов производит- ся по следующей схеме. На очищенную от снега и мусора, а также по возмож- ности выровненную поверхность мерзлого грунта на расстоянии 40 см (при напряжении тока 220 в) и 70 см друг от друга (при напряжении тока 380 в) укладывают электроды из полосовой или круглой * стали длиной 2,5—3 м с от- гибом одного конца вверх на 15—20 см для присоединения к ним проводов электросети. Всю поверхность оттаиваемого участка грунта засыпают слоем опилок толщиной 15—25 см, смоченных водным раствором поваренной соли или хло- ристого кальция с концентрацией 0,2—0,5%. Влажность мокрых опилок, выра- женная' отношением веса раствора к весу сухих опилок, должна быть не менее 1. Для уменьшения теплопотерь смоченные опилки укрывают слоем толя, ч щитами или другими дешевыми утеплителями. Оттаивание мерзлого грунта в этом случае происходит за счет тепла, воз- * никающего при протекании электрического тока через электроды и опилки. - Из всех способов электропрогрева грунта этот способ является наименее экономичным. Применение его допускается лишь в крайних случаях при не- , больших объемах работ. Оттаивание грунта при помощи открытых и закрытых костров («пожоги») может допускаться только* в аварийных случаях (например, при местном ре- монте водопроводных и канализацинных сетей). , 5. Способ вымораживания водонасыщенных грунтов Рытье траншей и котлованов в грунтах с большим притоком грунтовых вод при устойчивой низкой температуре наружного воздуха (ниже —5°) целе- сообразно выполнять способом вымораживания. До начала морозов на участке, подлежащем разработке, снимают верхний слой грунта до отметки" горизонта грунтовых вод и разбивают его на секции площадью 8—10 м?, отделенные друг от друга временными перемычками ши- риной 0,4—0,5 м. Затем, оставляя грунт открытым и очищенным от снега, да- ют ему промерзнуть на глубину '40—50 см. После этого из каждой секции выбирают грунт, оставляя на дне ее мерзлую корку толщиной от 15 до 20 см. Эта корка препятствует поступлению грунтовых вод в секцию; чем больше приток воды, тем толще должна быть корка. После первой выборки секция остается открытой до тех пор, пока грунт под оставленной коркой не промерзнет на глубину 25—35 см, после чего вновь производят выборку грунта. Чередуя, таким образом, выборку с промораживанием, разрабатывают котлован или траншею до заданной отметки. Фронт одновременной работы и ее темп рассчитывают из условия скоро- сти промерзания грунта по формуле проф. Будникова: Я=2ХрЪГв, (И) • где К — коэффициент теплопроводности грунтов, принимаемый в данном слу- чае равным 1,1; Z—время промерзания в сутках; ^н.в—температура наружного воздуха. • Время промерзания грунта на глубину 35 см в зависимости от темпера- туры наружного воздуха указано в табл. 16. 1 При применении метода вымораживания грунт разрабатывают при помо- щи электрифицированных или пневматических инструментов. Разработка грунтов способом вымораживания требует длительного време- ни. Однако медленность темпов работ компенсируется возможностью их про- изводства, без забивки шпунта и без водоотлива. 43
Таблица 16 Время промерзания грунта на глубину 35 см в зависимости от темпе- ратуры наружного воздуха Температура на- ружного воздуха *н. в в град. -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 Время промер- зания грунта в сутках 2 1,5 1,0 1 I 0,5 О',5 0,5 0.5 Для ускорения промораживания в дно котлована забивают заостренные, не проницаемые для воды трубы, ломы, а иногда устанавливают вентиля- торы, нагнетающие холодный воздух в секции. 6. Разработка грунтов способом гидромеханизации В отличие от других способов разработки грунтов в зимний период гид- ромеханизация обеспечивает весь комплекс операций разработки грунтов (рыхление, выемку и транспорт). Для разработки грунтов в зимнее время способом гидромеханизации не- обходима до наступления морозов провести следующие подготовительные ме- роприятия: 1) утеплить поверхность намечаемого к разработке участка; 2) подготовить места отвалов грунта; 3) утеплить насосные и землесосные установки; 4) подготовить трубопроводы к работе в зимних условиях. Утепление поверхности грунтов обычно выполняется путем создания искусственного снегового покрова, укрытия поверхности грунта слоем опилок или навоза, а также при помощи специальных устройств по одному из опи- санных выше способов. Особенно тщательно нужно, провести работы по под. готовке к работе трубопроводов в зимних условиях. Задвижки на пульповоде, водоводе в насосных и землесосных установках помещают в деревянные ящи- ки и засыпают опилками, торфом, свежим навозом или другими утеплителям» Стыки трубопроводов, подготавливаемых к работе в зимних условиях, выпол- няются особенно тщательно, так как даже незначительная утечка воды может вызвать замерзание трубопроводов. Трубопроводы оборудуют дополнительными конденсаторами; во всех по- ниженных местах трубопроводов устанавливают специальные штуцеры диа- метром 200 мм и длиной около 60 мм с легко открываемыми запорами. Под каждым штуцером в земле делают выемку и водоспускную канаву для отвода воды от штуцера. Трубопроводы утепляют только в случае невозможности быстрого освобо- ждения их от воды или пульпы во время перерывов в работе. Утепление трубопроводов обычно производится засыпкой талой землей слоем не меньше 0,7 м или снеговым валом. Снеговой вал поливают водой для образования на его поверхности ледяной корки, предохраняющей снег от сду- вания. Гидромонитор снабжается нипелем для спуска воды при остановках. Над вумпфом, устраивается будка-тепляк. Для предохранения зумпфа от засорения крупными мерзлыми глыбами перед входом в него устанавливают решетку, находящуюся под постоянным наблюдением. * Работу по размыву нужно организовать так, чтобы были исключены пе- ребои в работе. Для этого необходимо иметь резервное оборудование в забое и на землесосных и насосных установках. Размыв должен вестись на возможно близких расстояниях, но расстояние между гидромонитором и стенкой забоя должно составлять не. менее Уз высо- ты забоя. Размыв с близких расстояний нужно вести особенно осторожно, так ' ‘44 <
как мерзлый грунт образует козырьки, которые могут обрушиться на подошву •.забоя. При ведении размыва следует избегать разбрызгивания струи, чтобы не было излишних наледей, затрудняющих размыв грунта. Рыхление мерзлоты, образуемой от брызг гидромонитора, производится при помощи взрывных ра- бот или с применением пневматического и электрического инструмента. Пуль- па направляется концентрированными потоками, так как иначе, разливаясь'на 'большой площади, она замерзает. В начале работ по размыву и после их окончания производится промывка лотков и пульпопроводов чистой водой в течение 5—10 мин. Уклон лотков, отводящих пульпу к отвалам, и отводных ка- нав'й забое зимой делается на 30% больше, чем это требуется летом. Лотки, отводящие пульпу из забоя, отепляют, оставляя открытыми только смотровые , окна. Напор у гидромонитора в зимний период увеличивается *на 40—50% против рабочего напора в летний период. / При транспортировании по пульпопроводам необходимо обеспечить ско , оость движения пульпы, при которой она не будет замерзать. Эта скорость определяется по формуле, предложенной Г. А. Нурож: 1+ У1 4- 14ZnZ—' V = ——-----, (12) ) Ю ^н.в где fn—средняя за сутки температура пульпы в забое; Z — продолжительность промерзания в сутках; /н.в—температура наружного воздуха. При наружной температуре от —20 до —25° перерывы в работе допу- i скаются не более чем на 7—10 мин. При перерыве более 10 мин. пульпу ив трубопроводов следует спускать. Укладка грунта в отвал в зимнее время . должна производиться под лед. Для этого до наступления морозов произво- дится обвалование участка, необходимого для укладки разрабатываемого зи- ' мой грунта. Отвал заполняется водой до максимально высокого уровня. С наступлением морозов искусственно созданный в месте отвала бассейн за- мерзает и под образовавшуюся корку льда производится укладка грунта. Сброс пульпы производится из <дула» пульповода в проруби размером 0,5Х Х0,7 лг, располагаемые в шахматном порядке и последовательно вырубаемые в ледяном покрове. Пульпа из пульповода поступает через прорубь под лед в грунт конусом-укладывается в воду. Когда ‘ вершина'конуса достигает льда, делают новую прорубь и пульпопровод наращивают. Лед служит надежным теплозащитным слоем и предохраняет от промерзания намываемый грунт. При работе в зимнее время пловучих землесосных снарядов рекомендует- ся оборудовать на понтонах специальные циркуляционные установки, состоя- щие из насоса, всасывающей трубы с обратным клапаном и нагнетательной линии со специальными выпусками. Циркуляция воды вокруг понтона предот- вращает вмерзание понтона в лед и сохраняет возможность нормального пере- движения снаряда. Опыт применения гидромеханизации в зимних условиях на Днепрострое. Волго-Донском канале и на ряде других строек подтвердил пригодность этого способа работ на строительстве гидротехнических сооружений. В промышлен- ном и жилищном строительстве применение гидромеханизации пока что огра- ничено вследствие сложности решения отвода пульпы. 7. Основные правила разработки грунта Разработка грунта в зимнее время производится экскаваторами, оборудо- ванными ковшами емкостью не менее 0,5 л«3; применять землеройные машины с малыми режущими усилиями (скреперы, бульдозеры, грейдеры и экскава- торы с емкостью ковша менее 0,5 лс3) при разработке мерзлого грунта . не рекомендуется. На ремонтных работах с небольшим объемом разрабатываемого грунта, а также при применении способа вымораживания в водонасыщенных грунтах * . 45
допускается применение ручных механизмов: отбойнйх молотков и электро- инструментов. Для проведения подготовительных работ (рыхления, оттаивания грунта) используются специальные материалы и дополнительное оборудование. Ориентировочные нормы потребности в специальных материалах, оборудо- вании и энергоресурсах для. подготовки мерзлого грунта различными спосо- бами к экскавации в зимнее время приведены в табл. 17. Цикл зимних земляных работ состоит из подготовки, разработки и транс- портировки грунта. Последовательность работ указана в табл. 18 в зависимо- сти от способа подготовки грунта к экскавации. Любое утепление грунта ,(снег> лед, специально уложенные термоизоля- ционные материалы) снимается лишь перед началом разработки. Для умень- шения промораживания открытых поверхностей грунта работа должна про- водиться предельно сжатым фронтом. При разработке котлованов экскавато- рами с ковшом 0,5 и 1,0 ,л«3 форма захвагок в плане доджна быть квадрат- ной 8X8 м. При траншейных работах общая площадь захватки должна быть от 80 до 120 jh?. Объем разрыхленного* или оттаянного грунта должен обеспечивать беспе- ребойную работу экскаватора в течение принятого числа смен работы. Выемку и вывоз грунта необходимо вести тотчас же после его подготовки во избежа- ние повторного смерзания. Рытье котлованов и траншей под фундаменты производится непосредст- венно перед кладкой последних. Рытье больших котлованов рекомендуется вести по секциям. После окончания уборки грунта в секции немедленно начи- нают последующие работы: кладку и др. Если между земляными и кладоч- ными работами будет перерыв, то открытое основание должно быть защи- щено от промерзания. Разработку выемок начинают с низового конца; дно каждого забоя должно иметь уклоны как в продольном, так и поперечном направлениях, обеспечивающие сток воды. При устойчивой наружной температуре ниже —10° рытье котлованов и траншей в грунтах, подверженных смерзанию, допускается без устройства креплений; при этом стенки котлованов и траншей должны промораживаться по мере разработки на глубину 15—20 см. При рытье котлованов и траншей в сухих песчаных и во всех водоносных грунтах обязательна установка кре- плений. При необходимости устройства тепляка над котлованом или траншеей, а также при наступлении весенней погоды или продолжительной оттепели стей- ки всех открытых котлованов и траншей должны быть немедленно раскреп- лены. В траншеях под трубопроводы при связанных грунтах рекомендуется оставлять грунтовые перемычки, пробивая в них отверстия для пропуска труб. Для обеспечения нормальной - работы в зимнее время, кабины экскавато- ров должны быть утеплены путем тщательной пригбнки дверей, обивки их войлоком и дермантином, а также отепления кабины войлоком. Перед началам рабочей смены необходимо осмотреть экскаватор, удалить лед с гусениц,'из системы передач и управления, проверить исправность си- стемы смазки и чистоты смазываемых частей. Обнаруженные дефекты дол- жны быть немедленно устранены. Во время работы машины нужно тщательно следить за исправным дейст- вием системы смазки. Рекомендуемые и допускаемые смазочные материалы для экскаваторов, работающих в зимних условиях, приведены в табл. 19. Ковш экскаватора при перерывах в работе во избежание примерзания грунта к его стенкам и днищу следует очищать. При экскавации сухих песчаных грунтов наполнение ковша Экскаватора и продолжительность цикла почти такие же, как и в летних условиях; в мокрых Песчаных и во всех глинистых грунтах число циклов сокращается почти вдвое, а наполнение ковша уменьшается примерно на 9%. На время длительной стоянки экскаваторы следует устанавливать, на де- ревянные подставки или соломенные маты. 46 1 *
Таблица к? f ' Ориентировочные нормы потребности в оборудовании и материалах в зависимости от принятого способа подготовки грунта к экскавации Способ подготовки грунта Единица измерения Потребность для обеспечения'работы экскава- торов с емкостью ковшей , наименование матерйалов и оборудования 0,5 м? при работе в 1,0 л<3 при работе в 1 см | 2 см | 3 см 1 см 2 см , з см „ - I. Рыхление взры- вами Пневматические или элект- рические сверла шт. 2 2 2 2 2 / 2 Компрессор производитель- ностью Зм^/мин (при ра- боте пневматическими сверлами) V 1 1 1 То же, 4,5 л^/мин — —L — 1 1 1 Буры системы Пурихова шт. 3 3 3 3 3 3 Взрывные машинки ПМ-1 1 1 ‘ 1 1 1 1 ! То же, ПМ-2 Кабель ШРПС 4x4 (в слу- чае применения электри- ческих сверл) » 1 1 1 1 1 1 м 50 50 50 75 75 75 Шланги резиновые диамет- ром 19 мм к компрессору » 50 50 50 75 75 75 Аммонит кг 37,5 75 112,5 60 120 180 Электродетонаторы или капсюли шт. 60 120 180 100 200 . 300 Бикфордов шнур (в случае применения капсюлей) м 60 120 180 100 200 300 Наварка из победита для буров г 30 60 90 30 60 90 Электропровод сечением 16 мм2 (в случае приме- нения электродетонато- ров) м 200 400 600 330 650 950 II. Оттаивание вер- тикальными глубин- ными электродами ВНИОМС Электроды длиной 1,5 м из арматурной стали диамет- ром 1'6—19 мм 1 шт. 800 1600 2 400 1 120 2 240 3 360 ' Провод медный ПР-380 изолированный сечением 25 л/ле2 (для подводящей магистрали) , 1 м ‘ 500 1000 1500 51 То же, сечением 16 мм2 (для подводящей магистрали) 500 1000 1000 г; То же, сечением 4 мм2 (для разводящей сети) » 300 600 900 500 1000 1 500 £ к ' • 47
Продолжение табл., 1 / , ' Наименование материалов и оборудования 1 Единица измерения Потребность для обеспечения работы экскава* торов , с емкостью ковшей 0,5 м3 при работе в 1,0 м3 при работе в 1 см | 2 см 3 см 1 см | 2 см 1 3 см Провод медный ПР-380 го- лый сечением 2,5 лети2 (для разводящей сети) Приборы Бодянского для забивки электродов в м 300 600 900 600 1 200 1 800 мерзлый грунт Клещи ВНИОМС для извле- чения электродов из шт. . 4 4 4 6 6 6 грунта после оттаивания Суточный расход электро- 4 4 4 6 6 б энергии квт-ч 1820 3 640 5460 2 800 5 600 8 400 Часовой расход ill. Оттаивание па- ровыми иглами - 76 150 230 117 230 350 Приборы Бодянского. для устройства скважин Паровые иглы длиной 1,5 м из труб диаметром 22— шт. 2 2 2 2 2 38 мм Трубы диаметром 50 мм для разводки пара (с фа- сонными частями и вен- * 90 180 270 120 240 360 тилями) Шланги резиновые диамет- м 340 680 1020 500 1 000 1500 ром 25—38 мм ц 40 80 120 60 120 180 Суточный расход пара IV. Оттаивание во- дяными циркуляци- онными иглами т 7 14 21 10 20 / 36 Водогрейный котел пло- 20 10 щадью нагрева Насос центробежный диа- метром 38 мм с мотором м* 10 —- — мощностью 2 кет Электрические или пнев- шт. 1 2 — 1 — — матические сверла Иглы циркуляционные дли- ной 1,5 м из труб диамет- * • 2 2 2 — — ром 76 и 38 мм Трубы газовые для изго- товления циркуляцион- ных игл:. 100 200 200 . । диаметром 32 мм л 160 320 — 320 — — „ 76 , / 160 320. — 320 — — 48
Продолжение табл. 17 Наименование материалов и оборудования Трубы для прокладки тру- бопроводов диаметром 28 мм , Шланги резиновые новые диаметром 35 мм для при- соединения игл V. Местные электро- тепляки - Тепляков Провод медный изолиро- , ванный ПР-380 сеч. 16 лм? ПР-380-4 мм? Шлак ; Суточный расход энергии Единица измерения Потребность для обеспечения работы экскава- торов с емкостью ковшей 0,5 м3 при работе в 1,0 м3 при работе в 1 см 2 см 3 см 1 см | 2 см . 3 см ' ле 350 700 — 500 — — • 100 200 — 200 — — шт. 50 100 150 80 160 250 м 100 200 300 130 260 320 150 300 500 250 500 750 М3 ‘ 20 40 60 35 70 105 квт-ч 2 000 4 000 6 000 3 500 7 000 10 000 Примечание. Потребность в оборудовании дается на цесь зимний аериод. Потребность в материалах определена на 1 сутки. Засыпку пазух между фундаментом и стенками котлована зимой следует производить^ талым грунтом на всю глубину после достижения кладкой илв бетоном 70% проектной прочности. Траншеи, на дне которых уложены трубопроводы, на высоту 50 см засы- пают талым грунтом; верхняя часть траншей может быть засыпана мерзлым грунтом с 15%-ным, запасом на осадку. Траншеи под проездами на всю высо- ту засыпают талым грунтом, а в местах с интенсивным движением — талым, «орошо дренирующим; песком. При возведении насыпей в зимнее время соблюдаются следующие правила: мерзлые комья грунта размером более 15 см в насыпь без предваритель- ного измельчения не Допускаются; мерзлый грунт укладывается в насыпь горизонтальными слоями толщиной согласно табл. 20; в пределах 1 м от поверхности откосов насыпей укладка мерзлого грунта ее разрешается; количество мерзлого грунта в процентах от объема насыпи, допускаемое к укладке, указано в табл. 21. Допускаемая высота насыпи в зависимости. от средней температуры воз- духа в период производства работ и от величины запаса на осадку для неуп- лотняемых насыпей, ртсыпаемыхиз мерзлого грунта, приводится в табл. 22 и 23. г Высота -насыпи из сухих песчаных грунтов или камня не ограничивается. Важнейшим фактором, определяющим смерзаемость грунта и устойчи- вость сооружения, является влажность грунта. Плохо дренирующие грунты (глины, суглинки, лёсс, чернозем, илистый песок, торф, солончаки) к укладке < в насыпи ни в мерзлом, ни в талом состоянии не допускаются, если влаж- ность их превосходит величину: 1 ^пл #ПЛ + ' А > (13) 4 гДе Рпл— нижний предел пластичности; Л/пл—число пластичности. 4 Зак. 1261
g T а б л и ц * 18 Последовательность работы в зависимости от способа подготовки грунта и экскавации Способы подготов- ки грунта к экска- вации Захватки Первый день Второй день Третий день Четвёртый день Пятый день ’ Рыхление коп- рами Первая Рыхление, раз- работка и транс- портирование — — Вторая — Рыхление, раз- работка и транс- портирование — — - — Третья — Рыхление, раз- работка и транс- портирование — — Рыхление взрывами Первая Бурение Зарядка Взрывание, раз- работка и транс- портирование — — - Вторая — Бурение Зарядка Взрывание, раз- работка и транс- портирование — Третья — Бурение Зарядка Взрывание, раз- * работка и транс* портирование L
Продолжение табл. 18 Способы подготов- ки грунта в экска- вации Захватки Первый день Второй день Третий день Четвертый день Пятый день - Оттаивание па- ровыми игла- ми Первая ' Бурение, уста- новка игл. Утеп- ление. Прогрева- ние Прогревание, извлечение игл. Выдерживание Снятие утепле- ния. Разработка и транспортирова- ние — — Вторая — Бурение, уста- новка игл. Утеп- ление. Прогрева-. ние Прогревание.. Извлечение игл. Выдергивание Снятие утепле- ния. Разработка и транспортиро- вание — $ Третья —• Бурение. Уста- новка игл. Утеп- ление. Прогрева- ние Прогревание. Извлечение игл. Выдерживание Снятие утепле- ния. Разработка и транспортирова- ние Оттаивание во- дяными цир- куляционны- ми иглами Первая Бурение. Уста- новка игл. Утеп- ление. Прогрева- ние * Прогревание Прогревание. Извлечение игл. Выдерживание Снятие утепле- ния. Разработка и транспортирова- • ние — Вторая — Бурение. Уста- новка игл. Утеп- ление. Прогрева- ние Прогревание Прогревание. Извлечение игл. Выдерживание Снятие утепле- ния. Разработка и транспортирова- ние * Третья —. — Бурение. Уста- новка игл. Утеп- ление. Прогрева- ние Z Прогревание Прогревание. Извлечение игл. Выдерживание
Способы подготов- ки грунта к экска- вации . Захватки Первый день Второй день Оттаивание местными тепляками .Первая Установка теп- ляков и подклю- чение к сети. Утепление. Про- гревание Прогревание. Выдерживание, снятие утепления, снятие тепляков у Вторая Установка теп- ляков и подклю- чение к сети. Утепление. Про- гревание Третья — > Оттаивание вертикальны- ми глубинны- ми электро- дами Первая Забивка элек- тродов и подклю- чение Прогревание, из- влечение электро- дов. Выдержива- ние Вторая — Забивка элек-1 тродов и подклю- чение. Прогрева- ние Третья — —
Продолжение табл. 18 . Третий день Четвертый день < Пятый день Разработка и транспортирова- ние — — Прогревание. Выдерживание. Снятие утепления. Снятие тепляков Разработка и транспортиров а- ние — \ Установка теп- ‘ ляков г и подклю- чение к сети. Уте- пление. Прогре- вание Прогревание, Выдерживание. Снятие утепления. Снятие тепляков Разработка и транспортирова- ние Разработка и транспортирова- ние — — Прогревание? Извлечение элек- тродов. Выдержи- вание Разработка и транспортирова- ние Забивка элек- тродов и подклю- чение. Прогрева- яиё Прогревание, извлечение элек- тродов. Выдержи- вание Разработка и транспортирова- ние
Таблица 19 Смазочные материалы, применяемые для смазки экскаваторов в зимнее время Наименование смазываемых частей Наименование смазочных масел рекомендуемых | 1 допускаемых Закрытые трансмиссионные передачи Штауферные нипельные масленки Коробка передач и веду- щих мостов /Гиговые тросы Системы гидроуправления: при 25° . /=—40° . f—50e Замерзшие оконные стекла Вискозин 3; вискозин 5, разбавленный керосином Солидол А Автол 10 Подогретая канатная мазь Веретенное масло 2 (ГОСТ 1837-42) Трансформаторное масло (ГОСТ 982-43) Масло ТМ-Ц2 , Водный раствор пова- ренной соли и глицерина Лигроин+20% ди- зельного топлива Регенератор ав- тола 10 Таблица 20 Допускаемая толщина слоев насыпей, возводимых без механического уплотнения, в м Виды насыпей Вид возки гужевым транспортом автомашинами и железнодорожным транспортом Обыкновенные насыпи, не уплотняемые в процессе возведения 0,30 0,70 Ответственные уплотняемые насыпи, дам- ’ бы, плотины 0,20 0,25—0,80 Количество допускаемого мерзлого грунта насыпей [Таблица 21 в процентах от объема Вид насыпи Процент мерзлого грунта / Насыпи дорожные ответственные, безнапорные дам- бы и защитные бермы ................. Насыпи дорожные без устройства покрытия до пол- ной осадки ..................................... Насыпи железнодорожные...................... . . Насыпи дорожные для планировки площадок .... 7^ Отвалы, кавальеры................................. * 20 50 30 60 Не ограничивается 53
Таблица 2? Допускаемая высота насыпи (в м) в зависимости от средней темпера* . туры воздуха за период производства работ Средняя температура , ~5 -10 -15 -20 Высота насыпи Не ограничивается 4,5 3,5 2,5. Таблица2Э величина запаса на осадку для неуплотняемых насыпей, отсыпаемых из мерзлого грунта, в сравнении с нормами летнего времени Наименование грунта Содержание мерзлого грунта в % от общего объема грунта * ! ь, _ 0-10 | 10-20 20-40 | 40-50 | 50-60 Песчаный По нормам летнего 1.5 2,0- 2,5 3,0 Глинистый / времени , 2,0 2,5 , з,б 3.5 8. Транспортирование грунта Для перевозки грунта зимой следует применять автосамосвалы, вагонет- ки, думпкары, платформы и другие транспортные средства, обеспечивающие быструю доставку грунта к месту отвала. Использование зимой транспорте, ров мало эффективно и стоит дорого, так как производительность их снижает гя, а износ лент и некоторых деталей увеличивается.' Перевозка грунта зимой должна быть организована так, чтобы вынутый вз забоя грунт был доставлен к месту выгрузки и разгружен раньше, чем ароизойдет его смерзание. / Время начала смерзания влажного грунта, вынутого из забоя, приведено • табл. 24. Таблица 2* Время начала смерзания влажного грунта, вынутого из забоя, в зависимости Ът температуры наружного воздуха Температура Наружного воздуха в град. -5 -10 -20 —30 и нижа Начало замерзания грунта в минутах . . 90 60 40 20 Сокращение продрлжительности транспортного цикла достигается а» счет ускорения процессов погрузки и разгрузки (опрокидывания), увеличение скорости движения (устройство добавочных въездов, разъездов как в места» аогрузки, так и в местах разгрузки и тщательный уход за дорогами). Все автосамосвалы необходимо своевременно подготовить к началу работ. У’ автосамосвалов надлежит: 1) тщательно проверить сцепление, рулевое управление, тормоза, перед- яий 'мост; 54
2) отрегулировать давление в шинах; 3) утеплить радиатор съемным* капотом; 4) очистить от грязи систему питйния двигателя и отрегулировать подачу масла и горючего; 5) утеплить аккумулятор и наполнить электролитом с удельным весом, соответствующим температуре наружного воздуха (табл. 25). Таблица 25 Рекомендуемые величины удельного веса электролита (при температу- ’ / ре электролита 15°) / i Состояние аккумулятора Температура наружного воздуха нижа 40° выше 40° * уд. вес элек- тролита температура замерзания электролита в град. уд. вес элект- ролита температура замерзания электролита в град. Заряжён полностью . . 1,31 -66 1,29 —64 Разряжен на 50% . . . 1,25 —50 1,23 —40 Разряжен полностью . . 1,19 —32 1,16 — 16 Перед выходом автомашин на линию радиатор должен быть заправлен теплой водой или специальной смесью (табл. 26), проверен уровень масла в картере двигателя и наличие топлива в баке. Таблица'26 Смеси, применяемые при отрицательной температуре наружного воздуха для охлаждения двигателей внутреннего сгорания Глицерин । Денатурирован- ный спирт Этиленглиоль, антифриз1 Древесный спирт Тройной раствор ' содержа- ние по объему в % температу- ра замер- зания в град. содержа- ние по объему в% температу- ра замер- зания в град. содержа- ние по объему в температу- ра замер- зания в град. содержа- ние по объему температу- ра замер- зания’# град. содержание частей смеси ко всему объему в % температу- ра замер- зания в град. глице* рин спирт вода 5 — 1 5 — 2 5 - 2 5 — 3 ) 10 — 2 10 — 3 10 - 3 10 - 5 — — — 15 — 2 15 - 5 15 — 6 15 — 8 15 15 70 -20,S 20 — 3 20 - 7 20 - 8 20 — 10 17 17 66 —22 25 — 4 25 — 9 25 -12 25 -15 21 21 58 -26 30 — 5 30 -т-12 30 —15 30 —19 — — — .— 35 — 7 35 -16 35 -20 35 —23 — — — — 40 — 8 40 ' —19 40 —24 40 —29 — — — — 45 — 10 45 -23 45 —29 ' 45 —35 — — — — 50 — 11 50 -28 50 —35 — — — — — — 55 — 13 55 —31 55 —40 — — — — — — 60. — 15 60 —35 60 , —55 — — — — — 65 — 18 — — 70 —67 — — — —- — — 70 —20 — — —/ — — —— ' , — — ". — 75 —22 — —— — —• —. — — — —• 80 —25 X — — — — — — — — 85 —27 — — — — — —» — —- — — 90 -30 — — —. —— - — — — — 95 —33 . ___ —— __ 100 —35 '— — — — — — — — — — 1 Антифриз—сильный яд. 5В
Для обеспечения бесперебойного движения автотранспорта с возможно большей скоростью дорога должна быть очищена от снега. На скользкой " Хороге скорость движения уменьшается примерно в 1,5 раза. Для бесперебойной работы автосайосвалов зимой их необходимо снаб- дить надлежащим топливом и смазкой. ' В качестве пусковых можно применять пусковой грозненский* бензин ПГБ и авиабензин — Б-59. Для работы самосвалов применяется обычное топливо с добавлением тракторного керосина количестве, указанном в табл. 27, Таблица 27 Количество добавок тракторного керосина к обычному топливу для работы автомашин в зимних условиях Температура наружного воздуха в град. От +3 до —20 От -20 до —30 От -30 до —35 Ниже—35 Добавка тракторного керосина в процен- тах от объема топли- ва (ГОСТ 305-421) . . 0 10 ' 25 50 I При отсутствии специального зимнего дизельного топлива временно, на срок не более 50—75 час., может быть использована смесь тракторного керо- сина с летним дизельным топливом. Однако при составлении смеси необхо- димо проверять1 ее вязкость, которая должна быть в пределах 1,4—1,7£, где Е — вязкость по йискози метру. Перечень рекомендуемых масел для смазки автотракторных двигателей, работающих -в зимнее время, дан в табл. 28. При подготовке вагонного хозяйства для работы в зймних условиях не- обходимо: 1) проверить буксы, подшипники, крышки и заменить негодные; 2) проверить автоматические тормозы и приборы опрокидных механизмов думпкар; отремонтировать’ ручные тормозы вагонов; 3) осмотреть и привести в исправное состояние прицепные и ударные приборы вагонов; смазать винты вагонных стяжек; поставить недостающие и заменить негодные буферные пружины, стаканы, стержни; 4) заготовить зимнюю смазку для манжет, автотормозов, опрокидных механизмов. Для смазки вагонов рекомендуется применять сорта смазочных ^асел. указанных в табл. 29. / В процессе зимней эксплоатации рекомендуется один раз в неделю про- гревать вагоны при температуре 20° и очищать их от накопившейся грязи. При эксплоатации транспортеров в зимнее время на открытом воздухе необходимо: 1) систематически очищать ленту от снега и льда; 2) уменьшать угол наклона ленты до 10—15°; 3) устанавливать скребки на натяжном и разгрузочном барабанах для очистки от льда. Сорта смазочных масел для отдельных .узлов транспортеров, работаю- щих в зимних условиях,' указаны в табл. 30. \ При перевозке грунта по ледяным и снежным дорогам необходимо тща- тельно следить за состоянием дорог. . Зимние дороги должны быть хорошо уплотнены и обладать хорошей несущей способностью. Характеристика ледяных и снежных дорог приведена в табл. 32. Для нормальной работы автосамосвал од и тракторов плотность снега на дорогах должна быть не менее 0,4—0,5 кг/см*. f 56
с. > Таблица 28 Масла, применяемые в зимнее время для смазки автотракторных дви- F гателей Марка автомо- биля или трак- тора Масло для двигателя для коробки передач 4 л ГАЗ-ММ Автолы селективной очист- ки Автол 6 (ТУ-175-45) Заменители: автол 6 сернокислой очистки (ГОСТ 1862-42) Нигрол тракторный зимний (ГОСТ 542/41) Заменители: смесь вискозина (60%) и машинного масла 2 (40%) , ГАЗ-51 * Смесь масла СУ (ЭЛ, ЭУ, ЭН) с веретенным ЭТ или турбинным Л не более 25% Заменители: автол 4 или 6 (ГОСТ 1862-42) Нигрол тракторный зимний (ГОСТ 542-41) 'Заменители: смесь вискозина (60%) и< машинного масла 2 (40%) ЗИС-5 Автолы селективной очист- ки Автол 6 (ТУ-175-45) “ Заменители: автол сернокислой очистки автол 6 (ГОСТ 1862-42) Нигрол тракторный зимний^ (ГОСТ 542-41) Заменители: смесь из 80-90% летнего нигрола и 20-10% дизельного масла смесь вискозина (60%) и машинного масла (40%) ЗИС-150 Автолы селективной очистки "Автол 6 (ТУ-175-45) Заменители: автол сернокислой очистки автол 6 (ГОСТ 1862-42) Автол 18 Заменители: ТУ ЗИС смазка зимняя СТЗ-НАТИ Автол 10 (ГОСТ 1862-42) Нигрол тракторный зимний* (ГОСТ 542-41) ' С-60 Автол 10 (ГОСТ 1862-42), (ТУ-258-48) То же ^С-65 Дизельное масло зимнее ТУ-174-45 То’ ,же С-80 Дизельное масло зимнее ТУ-178-45 ( Автол 18 (ГОСТ 1862-42) Г ST
Зимняя смазка для вагонного хозяйства Таблица 29 Температура наружного воздуха Выше —30° Ниже —30° Смазка 3 Северная Таблица. 30 ‘Смазочные масла, применяемые в зимних условиях для смазки отдель- ных узлов и деталей транспортеров Деталь машины Смазочное масло ^Подшипники барабанов и роликоопор, ручной привод и детали для очистки . . Зубчатые колеса..................... Открытая передача.........•......... Фельсы и оси блоков натяжного устрой- ства ........................., . . . Солидол жирный Л Машинное масло Л Графитная мазь Технический вазелид Определение плотности снега на дорогах. Плотностью :яега называется отношение веса снега к весу воды в равных объемах. На- пример, вес 1 дм3 снега #с=300 а; вес 1 дм3 воды gB==l ООО г; следовательно, плотность снега D равна: gc 300 = — =----------= 0,3. 1 с gl 1000 ’ Плотность снега может быть определена и по объему воды, полученном • результате таяния. Например, объем воды, полученный от таяния 1 djw1 *енега ос =300 см3; объем 1 дм3 воды ов =1 000 см3. Следовательно, плотность снега равна: Ус 300 Dc == — =---------= 0,3. с V, 1000 плотности снега применяют прибор, называемый ^ло* несущей способности снеговой , дороги может быть Для определения номером (рис. 31). Для определения использован прибор, называемый твердомером (рис. 32). Твердомер состоит из конуса. Л площадки для ступни ноги 2, скользяще! оейки 3 и вертикальной доски-упора 4. Высота прибора 105 см. Деревянный конус обшит металлом или выточен из алюминия и жесткс скреплен с площадкой 2. Угол заострения конуса —а, высота конуса 13 см Размер площадки для ступни 30X12 см. Вертикальная стойка высотой 70 см прикреплена внизу к опорной пло чцадке 5 размером 10ХЮ см, обшитой металлом. Стойка прикреплена к доске- t упору металлической скобкой 6. На стойке имеется металлическая стрелка * указатель. Доска-упор размером 10X90 см скреплена с горизонтальной доской фа < мерной косынкой. На доске-упоре имеется шкала 7, по которой отсчитываются показания прибора. ' z Пр.авила пользования прибором. На укатанной дороге через каждые 500 м устанавливают прибор и, вытянув скобу, скрепляющую верти- кальную стойку с доской-упором, становятся одной ногой на площадку. Под ^8
Рис. 31. Весовой плотномер цилиндр со шкалой, имеющей деления через 1 $,5—2 кг; 3 —г металлическая лопатка; 4 —кольцо толщиной 9 мм и шириной 15 мм\ 5— дужка для подвешивания к без- мену; 6—крышка цилиндра толщиной 1 мм Рис. 32. Твердомер НИАС 1 —$конус; 2 — площадка’ дл» ступци; 3—скользящая рейка; «/—вертикальная доска; 5—опор- ная площадка; 6— металличе- ская скобка; 7—шкала с деле- ниями для измерения осадки- конуса действием нагрузки доска-упор опускается вниз. По шкале определяют величину продавливания гнега под действием нагрузки. После 15—20 измерений на одном месте определяется средняя факт» веская глубина погружения конуса. ’ Несущая способность дороги определяется по формуле* Р Р У = 77- =---------------- кг/см3. F % *9 / а \ 04} т.де Р — нагрузка от веса человека; FK — поверхность отпечатка конуса, т. е. площадь конусом на поверхности снега на дороге; — глубина погружения конуса; а — уГол заострения конуса. Частные формулы: а) при конусе с углом заострения'30° круга, оставленного 4?5Р Лк кг/см*; (141b при конусе с углом заострения 45° у жж 2Р , . — кг см*; h? (146) 59
в) при конусе с углом заострения 60° Р у = —кг/см*. (14в> Лк " Для удобства я простоты определения несущей способности снежной до- роги рекомендуется заранее составить таблицу глубины погружения конусам соответствующей несущей способности снеговой дороги (табл. 31). ' Таблица ЗЬ Зависимость несущей способности снеговой дороги от глубины погружения конуса Вцд транспорта и скорость движения Погружение кону- са Л в см Несущая способ- ность у в Кг 1см* Конные сани . /. 11 2 5=4 км/час 9 3 Самосвалы: 5=12-5-20 км/час .......... 7,6 4 5=20-7-32 км/час .......... 6,8 . 5 Тракторы на гусеничном ходу 5=10-5-16 км/час 6,2 6 Грузовые машины с откидными бортами 5=154-25 км/час 5,8 . з 7 Примечание. Данные Л и у, указанные в таблице, получены эк- спериментальным путем при конусе с углом заострения 34° 12' и нагрузке: 15,3 Р = 70 кг\ Л = гт , V У Скольжение и примерзание на зимних дорогах. Состо- яние зимней дороги характеризуется также коэффициентом скольжения саней по колее и коэффициентом примерзания Средние значения и Кз при- ведены в табл. 32. ... Таблица 32. Значения коэффициентов скольжения и коэффициентов примерзания /<2 при различных зимних дорогах Состояние колеи К1 к» Хорошая ледяная колея 0,016 0,048 Средняя полуледяная колея .... 0,022 0,066 Снежная ледяная колея 0,034 0,085 Снежная ледяная разбитая колея . 0,047 0,094 Засоренный уплотненный снег . . . 0 063 0,095 Плохо уплотненный снег 0,104 ' 0,444 Излишняя скользкость дороги вредна для всех видов транспорта.. Дл» уменьшения скользкости дороги посыпают песком, шлаком с добавлением хлористого кальция или поваренной соли.
Раздел второй БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ РАБОТЫ Глава 1 j к ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ Бетонные и железобетонные работы в зимних условиях должны выпол . «пяться методами, обеспечивающими выдерживание бетона в соответствующих тепло-влажностных условиях до приобретения их прочности, достаточной для ааспалубки и частичной или полной загрузки конструкции. Эта степень проч- ности бетонных. и железобетонных конструкций определяется в соответствие : указаниями технических условий на производство и приемку общестрои- ? тельных работ и должна составлять не менее 50% проектной прочности кон- :трукций. Для получения необходимой прочности бетона, до момента его за дерзания, при производстве бетонных работ в зимних условиях необходимы- организация предварительного подогрева бетонной смеси или ее составляю «одих; защита бетонируемых конструкций теплоограждениями, уменьшающими > «нтенсивность остывания бетона; применение ускорителей твердения, а в не ч -которых случаях дополнительный обогрев уложенного бетона паром, теплым «оздухом или электричеством. Глава II ПОДОГРЕВ БЕТОННОЙ СМЕСИ И ЕЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ Температура выдаваемой с-заводов или установок бетонной смеси долж па обеспечить назначенную расчетом температуру бетона в начале его выдер «ивания — te. н • Для этой цели составляющие бетон заполнители и вода дс * «агрузки в смесительный барабан подвергаются подогреву, обеспечивающем} необходимую температуру смеси: после перемешивания. Подбор температур подогрева составляющих бетонную смесь материалов осуществляется иг формуле: ч (0>2+Z1)g1Zi Ч- (0>2 + Z8)g2Z2 + (j-Гво—^jgi ^2) ZB СМ~ # 0,2 (g0 + gi 4-g2) + gBo *см—температура бетонной смеси после перемешивания; —относительная (по весу) влажность песка; г gj—вес песка в 1 м3 бетонной смеси; Zi — температура песка в момент загрузки для перемешивания; — относительная (по весу) влажность щебня или гравия; g2— вес щебня или гравия в 1 м3 бетонной смеси; Z2— температура щебня или гравия в момент загрузки для переше шивания; gBe—количество воды (в л), содержащейся в 1 м3 бетонной сдоеси; ZB —температура воды; go —вес цемента в 1 м3 бетонной смеси. При подборе температур необходимо учитывать указания технических условий о пределах подогрева составляющих бетон материалов (см. табл. 37).
Для прогрева инертных используется теплота цара (п^ропрогрев) ил» продуктов сгорания какого-либо топлива (жаровой способ). Использование пара осуществляется путем его пуска непосредственно в прогреваемый мате- риал (мокрый способ паропрогреваЗ или через теплоотдачу от поверхности специальных паропроводов (сухой способ* паропрогрева). Инертные для про- грева либо располагаются в форме невысоких (/г=0,5 м) штабелей на дере вянных помостах или площадках с забетонированной поверхностью, либо за- гружаются в закрома или бункеры. Размещение греющих приспособлений должно обеспечивать равномерности прогрева, $ также удобство загрузки и выгрузки прогреваемых материалов При мокрых способах применения паропрогрева предусматриваются меро- приятия по отводу конденсата и по ограждению рабочей зоны от проникно- вения пара. Основным недостатком мокрых способов паропрогрева инертных материалов является сильное увлажнение последних; с другой стороны, эти способы имеют ряд преимуществ, так как они отличаются организационной простотой и большой эффективностью. При мокрых способах прогрева инертных материалов в качестве греющих елементов применяются решетки или гребенки из перфорированных труб в паровые иглы, изготовленные из перфорированных отрезков труб диаметром 20—30 мм и длиной около 1 м; один конец иглы делается глухим в форм»' острия, а другой присоединяется гибким шлангом к питающему паропроводу Решетки и гребенки прочно укрепляются в зоне расположения прогреваемого материала и присоединяются к питающему паропроводу, снабженному вен- тилями для регулирования подачи пара. ' При сухих способах паропрогрева составляющих бетон материалов а качестве греющих элементов применяются такие же решетки или гребен- ки, но из сплошных цельных труб; при сухом способе паропрогрева, кроме: питающего паропровода, устраивается линия для отвода отработанного пара. При прогреве инертных материалов жаровыми способами прогрев осу- ществляется через поверхность металлического покрытия топливника и зазем- ленной части дымохода (так называемые напольные печи) или через метал- лические трубы, проходящие • через прогреваемый материал и соединяющие воны топливника и дымового борова. Достоинством жаровых подогревателей является их простота, а недо- статком — низкий коэффициент полезного действия, значительная пожаро- опасность и снижение эффективности прогрева при загрязнении труб сажей и нагаром. Для нагревания воды также применяются жаровые или' паровые способы прогрева. При жаровом способе нагрев воды осуществляется через змеевик из труб, помещаемый в топливник. Питание змеевика водой производится либо непосредственно от водопровода, либо над водогрейной печью устанав- ливается бак, в который поступает холодная вода. Концы змеевика соединя- ются трубами с баком, чем обеспечивается постоянство заполнения змеевика водой и свободная циркуляция последней в пределах системы. По разборному трубопроводу вода подается через дозировочный бачок к барабанам смеси тельных машин. Самым простым и эффективным способом прогрева воды является пусв пара непосредственно в холодную воду. Для этой цели' используются бак», установленные на высоте, достаточной для подачи горячей воды к месту потребления. Бак оборудуется трубами длй подачи холодной воды и пара и трубами для разбора горячей воды. Запас воды в баке может поддержи- ваться на определенном контролируемом уровне. Выпуск пара производится непосредственно в воду у дна бака. Бак плотно закрывают крышкой для пред- отвращения выбрасывания из него горячей воды. Стенки бака изолируют для снижения теплопотерь. Характеристика необходимых приспособлений ^ля подогрева материалов и воды приведена в «Альбоме отопительных нагревательных устройств, обо- рудования, инструментов и приспособлений для зимних строительных работ»1. 1 Гипрооргстрой, 1944. 62
После подбора температур подогрева составляющих бетон материалов, выбора типа нагревательного приспособления и определения его часовой производительности (в соответствии с производительностью завода) опреде- ляются основные размеры греющих элементов (например, диаметр и длина греющих паропроводов для подогрева инертных, площадь металлического пе* рекрытия напольной печи и т. п.). Для этой цели при жаровых способах в .сухом паропрогреве должна быть установлена поверхность нагрева, обеспв* чивающая разогрев материала до требуемой степени. Расчет производится по формуле: где QM — теплопотребность’ в ккал/час для нагрева материала от его на- чальной температуры до требуемого уровня; Qh.b—теплопотери в окружающую 'среду в ккал/час*, Ли—коэффициент теплоотдачи ог греющего элемента к'материалу, ' fH—температура теплоносителя (горячие газы, пар); для горячих газов fH=300—350°, для пара /н=100°; 4 —температура прогреваемого материала в конце прогрева [т. е. I*. ti, t% в формуле (15)]. При этом в случае прогрева воды: QM = Vo (^во h gi h £2) (^в 5), (I7> в случае прогрева заполнителей, находящихся в мерзлом состоянии: QL = Vo [0,2 ft - /н.в) + (- 0,5 /н.в + 80 + ZJ], (18). Qm ~ Vo £2 [0,2 ft — /н.в) + Z2 (— ZH.B + 80 + Z2)]. (19) Теплопотери в окружающую среду: Qh.b = Л) Kq ft — ^ср) к к ал/час. (20) Здесь — поверхность материала в м2, отдающая теплоту наружной среде (например, открытая поверхность штабеля песка при прогреве- его на напольной речи), в пределах часового прогреваемого объ- - ема; Ко—коэффициент теплопередачи от поверхности материала к среде (определяются по способу, указанному в разделу расчета термос- । ного выдерживания) бетона; *ср—температура среды (например, температура помещения завода);, Уо— часовая производительность смесительной установки в мЦчас\ *н.в —температура наружного воздуха; , остальные обозначения/Ариведены выше. При мокрых способах паропрогрева определяется количество пара, в* счет конденсации которого обеспечивается требуемая степень разогрева; рас- чет производится по следующим приближенным формулам: для прогрева воды а Qm + Qh.b , Дп « ——— кг/час-, (21) ООО —- гв z для заполнителей ' , • . Qm Qh.b , . Лп = —777— кг)час. (21а) 600 S3»
Расход топлива для обогревательных устройств жарового * типа опреде- ляется пр формуле: I л Qm+Qh.B , Лт*------——кг/час, х (22) *4 и/т где 1)— коэффициент полезного . действия обогревающего приспособления Cq=0>154-0,35); — теплотворная способность топлива в ккал)кг. Глава III БЕТОНИРОВАНИЕ ПО СПОСОБУ ТЕРМОСА ' 1. Основные положения При производстве бетонных работ по способу термоса бетон приобретает заданную прочность без применения дополнительного подогрева его. после ./кладки в конструкции. Это достигается укладкой предварительно подогретой бетонной смеси или ее составляющих до максимальной температуры, разре- шаемой техническими условиями на производство и приемку общестроитель- яых работ (см. табл. 37), применением цементов, обладающих высокими экзотермическими свойствами, и хорошим утеплением уложенного бетона в iro опалубки. Метод термосного выдерживания бетона наиболее прост в применении в •кономичен. Целесообразность применения термосного выдерживания бетона щвйсит от условий производства работ, главным образом, от массив угости бетонируемых конструкций, метеорологических условий и допускаемой планом работ длительности выдерживания бетона. Сочетание этих факторов устанавливает предел применения метода термоса, после которого либо -невозможно обеспечить конечную прочность бетона, либо другие способы вы: лерживания бетона становятся более экономичными. При выборе способа зим- аего бетонирования в первую очередь проверяют возможность производ- ства бетонных работ методом термоса и лишь после установления невозмож- ности его* применения выбирают другие ( способы выдерживания бетона с аскусственным обогревом конструкций или сдособ термоса комбинируют с -электропрогревом бетона. Возможность и целесообразность применения метода термоса, в каждом отдельном случае, устанавливается теплотехническим расчетом й обосновы- вается технико-экономическими соображениями. Сложность точных теплотехнических расчетов охлаждения бетонируемых конструкций делает их практически неосуществимыми в условиях строитель- ных площадок и поэтому в практике строительства обычно применяются при- ближенные способы расчетов, точность которых обеспечивает правильность установления ‘режимов охлаждения конструкций с модулем поверхности больше 3*. Условность приближенных способов расчетов заключается в основном в следующем. * Принимается, что температура бетона в любой момент остывания одина- кова во всех точках выдерживаемых конструкций (или их элементов)' и изме- няется только во времени и что прочность бетона, выдержанного в течение определенного срока Z при изменяющейся во времени температуре его, равна прочности бетона, выдержанного течение того же срока при постоянной температуре, значение которой равно, среднему-из всех значений переменных температур.в течение всего срока выдерживания. , * Модулем поверхности называется отношение суммы охлаждаемых поверх- F «остей конструкции в м* к ее объему в ж3 — . *54 ,
£ Существенным недостатком упрощенных методов расчетов, является Пре- S'.' небрежение разностью температур в различных точках остывающих бетон- .д ных конструкций, вследствие чего эти способы неприменимы, как уже выше ' указывалось, в случаях, когда температура в различных местах бетонируемых сооружений имеет значительное расхождение, что наблюдается при остывании бе!онных конструкций, большой массивности (с модулем-поверхности ниже 3). Чем лучше утепление и чем меньше размеры бетонируемых конструкций, тем меньше разница в температуре наружных и центральных слоев бетона, 2. Расчет термосного выдерживания бетона по способу Б. Г. Скрамтаева Наиболее распространенный (приближенный) способ расчета охлаждения бетонных конструкций до 0° предложен лауреатом Сталинской премии проф. Б. Г. Скрамтаевым. В основу расчета охлаждения бетона Б. Г. Скрамтаев по- ложил уравнение теплового баланса: Z2<Mn(/6.c— ^н.в) = со ^б.н 4" HQ&* (23) ; где' Z — длительность остывания бетона в часах от t&n до 0°; Г К — коэффициент теплопередачи ограждений бетонируемой конструкции, / ' Л4П—модуль поверхности остывающей конструкции; ^б.с—среднее значение температуры бетона в течение срока Z; ^н. в — расчетная температура наружного воздуха; с0 — объемная теплоемкость бетона, обычно принимаемая равной 600 ккал/м3 град; ^б.н—температура уложенного в конструкцию бетона в начале остывания; । v j Ц—удельное содержание цемента в бетоне в кг/м3; Q3 — тепловыделение 1 кг цемента за срок Z. Для производства расчета по способу проф. Б. Г. Скрамтаева надо знать: а) геометрическую характеристику и размеры бетонируемой конструкции; б) температуру наружного воздуха; в) температуру бетона в начальный момент выдерживания или при его выдаче с бетонного завода; г) марку и вид цемента и его удельное содержание в бетоне; д) конструкцию теплоограждения; ' е) величину относительной прочности бетона, которую он должен при- обрести к концу срока выдерживания; ж) детальную характеристику условий транспортирования бетонной сме- си и ее укладки в конструкцию. *4 1) Определение коэффициента теплопередачи К (24) £ 5 Теплоизолирующее качество ограждений бетона характеризуется коэффи- циентом теплопередачи ограждений К или коэффициентом их теплосопротив- яения R, причем Величина К определяется по формуле: К —-----------•------— ккал/м1 час град, 0,05+i+i + i Al Л2 А3 Ai, ^2,^3—толщина отдельных слоев утепления (включая и опалубку) . в м; ^1» ^2, — коэффициент теплопроводности материалов каждого из слоев утепления в ккал/м2 час град; Р — поправочный коэффициент. Зак. 1261
Если в теплоограждении имеются замкнутые воздушные прослойки, зна- чение К определяется по формуле: _______₽_______ hi ’ 0,05+4- ... + Я. Al Aa (25> где /?в — теплосопротивлейие воздушного прослойка, зависящее от его ха- рактера- и толщины. Коэффициенты теплопроводности материалов, применяемых для устрой- ства теплоограждений, приведены в табл. 33. Значения 7?в приведены в табл. 34. Таблица 33 коэффициенты теплопроводности к и удельной теплоемкости с для основных строительных материалов, применяемых в качестве утепли- / телей . Наименование материала Характеристика 7 (объем- ный вес) в кг/мг X (коэффици- ент теплопро- водности) в tflCfLAl UПС с (удель- ная тепло- емкость) в ккал 1кг град / ¥ град / Асбестовая ме- Коротковолнистый ас- л,очь бест 800 0,188—0,197 0,20 Асбестовый ч Листы толщиной картон 1—5 мм 900 0,150 0 20 Водоросли Сухие к 280 0,048 ’ 0,40 Войлок строи- .Смесь шерсти. и рас- тельный тительных волокон 150—250 0,040—0,050 0,45 Зола древесная Воздушно-сухая 450—500 0,100—0,130 0,18 Камыш рубле- Воздушно-сухой 175 0,050 0,36 ный Камышит Плиты из стеблей ка- мыша толщиной 5,7 и 10 см , 260—360, 0,050—0,090 0,36 Костра Отходы при обработ- ке конопли, кенафа, кендыря 100-200 ’ 0,040-0,060 0,40 Мох болотный Морозин - 1 ч Воздушно-сухой ' Плиты из льняной 135 0,040 0,40 костры толщиной 1, 2, 3 и 4 см 250—350 • 0,050—0,065 0,45 Опилки дре- Воздушно-сухие .150-250 0,050—0,080, ' 0,60 весные Пакля Отходы при обработ- < ке пеньки и льна ‘ 160 0,040 0,40 Плиты пробко- Плиты из пробковой вые крошки 250 0,060 0,50 Соломит Плиты ид соломы 220—360 ' 0,050—0,090 0,36 Торфоплиты Воздушно-сухие 170—250 0,050—0,060 0,50 6,50 Торфофанера Торф, спрессованный между листами фанеры 240 0,060 Фанера дре- — 600 0,150 0,65 весная Древесина Воздушно-сухая 600 х 0,150 0,65 Вата шлаковая То же , 200—300 0,050—0,060 0.38 66
Продолжение табл. 33 и ' 1 • Наименование материала Характеристика 7 (объем- ный вес) в кг1м3 Л (коффици- ент теплопро- водности) в ккал 1м2 час 1 град С (удель- ная тепло- емкость) ' в ккал/кг град Шевелин " Шлак котель- Стеганые полотни- ща толщиной 12,5 и 25 мм из отходов льна, пакли и т. п. между ли- стами бумаги типа »Гер- кулес" Сухой * 100—260 700—1 000 0,040—0,045 0,060—0,250 0,45 0,18 ный Рубероид, толь . ' 600 0,150—0,200 0,36 Песок Сухой 1 600-1 800 1,7—2,1 0,20 Таблица 34 Тёплосопротивление воздушных прослойков 7?в Характеристика воздушного прослойка • Значения 7?в при толщине прослойки в см 1 2 3 5 10 , 15—30 Вертикальный теп- ловой поток . . 0,17 0,19 0,20 0,20 0,20 0,20 Горизонтальный: - снизу вверх . . сверху вниз . . 0,15 0,18 ' 0,17 0,21 0,18 0,23 0,18 0,25 , 0,18 0,26 0,18 0,26 Величина поправочного коэффициента ? зависит от степени влагопро- ницаеКюсти и воздухопроницаемости материалов ограждений. К числу лег- копроницаемых утеплителей относятся: камышит, соломит, войлок, опилки, шлак; к числу труднопроницаемых: толь, шевелин, фанера, тщательно вы- полненная опалубка., Покрытие ограждения из пористых утеплителей слоем плотного материала (например,' толем) повышает эффективность теплоза- щиты. Величина коэффициента ₽ повышается на 15%, если выдерживаемая бетонная или железобетонная конструкция расположена на открытой, не защищенной от ветра местности или высоко над уровнем земли. Значения коэффициента ₽ для обычных условий —и для условий силь- ного * обветривания — ₽2 приведены в табл. 35. Коэффициенты теплопередачи^ К для различных типов теплоогражде- ний приведены в, табл. 36. Типовые схемы устройства теплоограждений основных видов бетонных и железобетонных конструкций приведены на рис. 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, и 43. * ' Приведенные выше формулы . (24) и (25) могут' быть использованы: а) для определения коэффициента теплопередачи К В случае, когда задана конструкция теплоограждения, т. е. известны расположение, тол- щина и материалы отдельных слоев ограждения; б) для выбора конструкции* теплоограждения в случае, когда задано значёние коэффициента К. 5* 67
Значения коэффициента ₽ Таблица 35 Характеристика ограждения ₽1 . Ограждение состоит только из легкопроницае- 2,60 3,00 • мых утеплителей То* же, но с защитой со стороны бетона слоем 2,30 труднопроницаемого утеплителя 2,00 То же, но с защитой с внешней стороны сло- 1,60 1,90 ем труднопроницаемого утеплителя То же, но с защитой как с внешней, так и ' внутренней стороны слоем труднопроницаемо- 1,30 ' 1,50 го утеплителя ’ Ограждения состоят/только из труднопроница- 1,30 1,50 емых утеплителей ч. . * Таблица 36 Коэффициент теплопередачи К для различных типов устройства теп лоограждений поверхностей бетона при слабом обветривании Конструкция теплоограждения Величина коэффициента К при значениях (3, 2,6 , 2,0 | 1,6 1,3 Слой опилок толщиной В СМ'. • , * 10 . 2,00 1,55 1,25 1,00 15 . 1,35 1,05 0,85 0,70 20 ..... . ’. Покрытие из соломита или камы- шита толщиной в см: 1,05 0,80 o,6q .0,5,0 5 3,45 1 2,65 2,-10 1,70 10 • ' . . 1,75 1,35 1,10 0,90 15 - Утепление в виде короба (толщи- 1,20 0,90 0,75 0,60 на опалубки 25 мм, обшивка 20 мм) с засыпкой из опилок при1 толщине засыпки в еле: • 10 — — — 0,80 Т5 -Д- । — — 0,60 > 20 Опалубка из 25-леле досок, утеп- ленная шевелииом, толщиной в мм: — —- — 0,45 2,75, 12,5 — — —~ 25 — — —. 1,80 37,5 ....... — — — 1,35 . 50 . — — — 1,10 62,5 Покрытие из щевелина без опалуб- — ✓ — 0,ч90 ки толщиной в мм: 12,5 * 25 37,5 : • 50 4,35 2,35 1,65 1,20
Рис. 33. Схема устройства -утепленных бетонных и бутобетон- ных подпорных стен при вы- держйвании бетона спосо- бом термоса Разрез I -1 L Опилки в плане не роказан® Рис. 34. Схемы устройства утепления железобетонных^ сборных башмаков при выдерживании бетона способом термоса /—контрольные бетонные кубики; 2—/Температурные скважины i План 69
Опилки 6 плане не показаны Рис. 35. Схема устройства утепления железо- бетонных монолитных башмаков при выдер- живании их способом термоса / — контрольные бетонные кубики; 2 — температурные скважины: 3—толь; 4— войлок: 5— опилки
Рис. 36. Схема устройства утепления железобе- тонных монолитных башмаков (дву ступенчатых) при выдерживании их способом термоса /—контрольные бетонные кубики;?2— температурные сква- жины: .9—толь: -/—войлок: 5—опилки
Разрез!-I 725000 1650 000 725 Опилки Разрез II-II 3250 4)0 725t . . 8 . I Толь Опилки Й! План Рис. 37. Схема устройства утеп- z ления железобетонных фунда- ментов под оборудование при термосном выдерживании бе- v тона (опалубка и ее крепление показаны на схеме частично < для ясности показа устройства утепления) Л
Рис. 39. Схема устройства утепления железобетонных колонн при выдерживании бетона способом термоса Рис/ 40. Схема устройства утепления железо- бетонных балок при выдерживании их спосо- бом термоса
Рис. 41. Схема устройства утепления железобетонных под- Рис. 42. Схема устройства утепления железобетонные крановых балок при выдерживании их способом термоса балок при выдерживании их способом термоса
Рис. 43. .Схема устройства утепления железобетон- ных балок При выдерживании их способом термоса Примеры использования формул (24) и (25). Определить коэффициент теплопередачи ' ограждения железобетонной колонны, состоящего из обычной опалубки (Ai—0,025 м), воздушного про* слойка (/г2 = 0,05 м), фанерной обшивки (Л3 = 0,005 м) и слоя* шевели- на (/74=0,0125 м); выдерживаемая конструкция расположена на* незначи- тельной высоте и слабо обветривается: „ = р ’ = 1 Ь30___________ Й1+ЙЗ hi „ 0,03 0,0125 ' А ” 0,05+ : ЛТ” "Ь 0,05+ + . +0,20 А^ А2 0,15, 0,04 = 1,70 ккал/м2 час град. Подобрать толщину теплоограждения из опилок при заданном значе- нии К = 1,0 ккал[м2 ‘час. ’ град. Пусть для данного случая целесообразен- коробовый тип ограждений, т. е. устройство второй опалубки с засыпкой промежутка между опалуб- ками опилками; пусть толщина основной опалубки /ii=0,O25 м и дополни- тельной /7з=0,020 м. Определяем' толщину слоя опилок h2: , 0)05+^A+^l- , 1 Ад Ао " Т--------------> “ так как 74
* тр, при ₽=1»3 Х.д = 0,15 и к0 = 0,08; /1,3 0,045 \ Л3 = —О,05J 0,08 » 0,08 =» 8 см. - 2) Определение модуля поверхности Л1П бетонируемых конструкций Модуль поверхности определяется отношением площади охлаждаемых поверхностей конструкций 1 F к их объему V: ~ Мп = у *2/м3- (26) Модуль поверхности конструкций числен по следующим формулам: для колонн и балок прямоугольного сечения ' (27) oto3 для колонн и балок квадратного се- чения bi = Ь* (28) 4 о для плит и стен толщиной do 2 Afn = — , (29) "о где 6, Ь\ и Ь2— стороны поперечного сечения колонны или балки, а dn —толщина плиты или стены. 8) Определение средней температуры выдерживаемой бетонной конструкции /б.ср. Средняя температура бетона за время охлаждения ' конструкции оп- ределяется по графикам (рис. 44, 45, 46) в соответствии с установленной относительной прочностью бетона tj, сроком его выдерживания Z, видом а маркой цемента или определяется расчетным путем/ в зависимости от простых очертаний может быть вы- Рис. 44. График роста прочности бетона на портландцементах при раз- личных температурах твердения (в процентах от 28-дневной прочности •бетона при нормальном выдержива- нии при температуре )5°) 1) — относительная прочность бетона по отно- шению к прочности бетона, выдержанного в течение 28 дней при температуре 15° 1 Поверхности конструкций, со- прикасающиеся с талым грунтом, яри определении модуля поверхно- сти можно не учитывать. 75
Рис. 46. График роста» прочности бетона йа шлако-портландцементах при различных температурах твер- дения (в процентах от 28-дневцой прочности при нормальном выдер- живании при температуре 15°) Рис. 45. График роста прочности бе- тона на портландцементах с гидрав- лическими добавками при различных температурах твердения (в процен- тах от 28-дневной прочности при нормальном выдерживании при тем- пературе 15°) значения начальной температуры бетона йо следующей формуле: <б-ср= 1,03+0,18Шп+0,006 /б.„' - <3° , 4) Определение начальной температуры бетона /б.и» выдерживаемого Способом термоса Температура, которую имеет уложенный в конструкцию бетон после его ’укрытия, называется начальной температурой бетона ^б.н. Начальная температура бетона зависит от температуры бетонной смеси, выдаваемой бетонным заводом, /о и от тех теплопотерь, которые будет иметь бетонная смесь при транспортировании, перепрузке и укладке ее в конструк- , ции. Эти теплопотери зависят от температуры наружного врздуха, утейления транспортного прибора, от числа погрузочно-выгрузочных операций, длитель- ности транспортирования, укладки и уплотнения бетона. В соответствии с 76 ‘
7 техническими условиями на производство и приемку общестроительных и специальных работ предельные температуры нагрева составляющих бетон материалов и предельные температуры бетонной смеси при выходе из бетоно- мешалки в зависимости от вида и марки применяемого цемента не должны превышать значений, приведенных в табл. 37. < - Таблица 37 Предельные температуры бетона при выходе из бетономешалки Вид цемента . Марка цемента Предельная температура в град. бетона при выходе из бетономешалки нагрева составляющих Глиноземистый 600 25 ' 40 Портландский 500 35 60 400 40 70 300-200 45 80 Шлакопортландский 300—200 45 80 Пуццолановый портландцемент . . 300 40 70 Теплопотери при перевозке бетонной смеси в автосамосвалах и бадьях можно ввиду отсутствия опытных данных определять по следующей при- ближенной формуле: ^б.н в А % + & Z (^1) где ^б.т— температура бетонной смеси при погрузке в транспортные средства; fH.i—температура наружного воздуха; _ 1 200-KMnZ. z ~ laoo-FKM.z’ KMnZ z “.-1 200+KAfnZ’ К — коэффициент теплопередачи бетонной смеси, загруженной в ку- ' зов автомашины или бадью, в ккал/м2 час град; F Ма = —• — модуль поверхности загруженной бетонной смеси; . у F*— поверхность загруженной смеси в м2\ V—объем загруженной смеси в л<3; Z — длительность транспортирования в часах. В случае перевозки смеси на автосамосвалах обычных марок рас- чет по ^формуле (31) может быть облегчен использованием значений Ag и Вл приведенных" для ряда сроков Z в табл. 38. При перевозке бетонной смеси бадьями смесь погружается на заводе в бадью, установленную на автомашину, и в месте приемки выгружается кранами в бункеры или непосредственно в бетонируемые конструкции. В этом случае значения А % и &Z Устанавливаются применительно к срокам перевозки и перемещения бадей кранами, а также в зависимости от фор- мы, размеров и степени теплозащиты бадей. Техническая характеристика основных типов бадей приведена в табл. 39. Значения А% и В % для Этих типов бадей приводятся в табл. 40. 77
Таблица 35 Значения А% и ПРИ перевозке бетонной смеси в автомашинах укрытых брезентовыми фартуками (таблица составлена по дан ным „Указаний по возведению железобетонных конструкций про мышленных зданий и сооружений индустриальными методами") (УСП-101-51 — стр. 197) Марка ' автосамосвала Объем перево- зимого бетона в м3 Длительность перевозки в минутах 10 ’ 20 30 40 50 60 ГАЗ-410 0,5 AZ 0,946 0,896 6,850 0,803 0,765 0,720 Bz 0,051 0 „104 ' 0,151 0, 197 0,242 0,266 СМ-1 1,0 ' Az 0,959 0,921 0,884 0,850 0,815 0,782 Bz 0,041 0,079 0,116 0,151 0,190 0,220 ЗИС-585 . М Az 0,962 0,926 0,891 } 0,857 0,817 0,793 Bz 0,039 0,074 0,109 0,142 0,175 .0,206 МАЗ-205 2,0 Az 0,967 0,939 0,910 0,880 0,853 , 6,827 Bz 0,033 0,061 0,091 0,121 0,147 >0,173 Примечание. Для других сроков перевозки соответствующие дан- ные определяются интерполированием или пересчетом. Таблица 39 Техническая характеристика основных типов бадё0Г, применяемых при перевозке бетонной смеси (доставлена по данным t _________________УСП-101-51-стр. 199)_____________ Тип бадьи Краткая характеристика конструкции бадьи Емкость в м3 .. Ма Характеристика теплозащиты принятая при расчете ’ А Бадья опрокидная пря- моугольной формы ч 0,3 11,0 Частичная теплозащи- та наружных ^поверх- ностей ч (войлок, толь, фанера и т. п.); укрытие Б Бадья прямоугольной формы с плоским дон- 1,6 6,0 ' t 1 при автотранспорте бре- зентовыми фартуками; ным затвором расчетное значение А=11 ккал/м3 час град В Бадья конической фор- мы с дополнительной наружной цилиндриче- ской обоймой и сектор- ным затвором 1,6 ' 4,0 г Для примера определения теплопотерь бетона при, транспортированив примем следующие условия. Бетонная смесь от' завода к бетонируемой конструкции перевозится в течение 10 мин.- в бадьях типа А и затем выгружается краном; длитель- ность перемещения бадей кланом 3 мин.; расчетная температура бетон- 78
& £ 5 £ Уг k, t. t * h ' Jr [ у L 4- Значения t г и Bz для основных Таблица 40 типов бадей . Тип бадьи* Длительность пребывания бетона в бадье в минутах 1 2 1 ? 1 4 1 5 1 10 1 20 | 30 1 1 40 1 | «О ’I | 60 A 6 В Az 0,997 0,995 0,991 0,987 0,985 0,970 0,941 0,913 0,885 0,843 0,833 I tol In n i 0,002 0,998 0,003 0,997 0,005 0,995 0,007 0,993 0,008 0,992 0,015 0,983 0,029 0,967 0,043 0,951 0,057 0,935 0,070 0,920 0,083 0,905 :ь cu| i N N 0,001 0,999 0,002 0,998 0,003 0,997 0,004 0,996 0,005 0,995 0,009 0,989 0,016 0,978 0,026 0,967 0,035 0,956 0,043 0,946 0,048 0,936 Bz 0,001 0,001 0,001 0,С02 0,003 0,006 0,011 0,017 0,022 0,027 0,033 * (С \ной с КОГО Е 01 тирова м. табл. 39) меси при погрузке ее на заводе te.r = 20°; юздуха tH.& = — 15°. тределяем сначала значение температуры смеси нйя: Az = 0,970; Bz — 0,015; /б.с = Az + /н.в В - 15-0,015 =» 19,2°; температура наруж- в конце транспор- fz 20-0,97- 7 после этого определяем температуру смеси в момент выгрузки из бадьи: ’. . 4Z== 0,991; Bz~ 0,005; г /б са= /бтЛг 4- ^h.bBz = 19,2-0,991 — 15-0,005 =~ 19,0е; / ' следовательно, общее снижение температуры смеси за время транспорта в бадьях: Д/= /б.т—^б>н = 20—19 1°. Г Определение начальной температуры бетона ^б.н при других видах транспорта может быть произведено ио приближенной формуле ВНИОМС: <б.н ='о - + в3 + • • . + «„), ' (32) L где /б.н — начальная температура выдерживания бетона; I-. /о — температура бетонной' смеси, выдаваемой бетонным заводом; Ан = ^б.н ^н.в 5 Ль в — расчетная температура наружного воздуха; £ 0г, 02,...6Л — снижение температуры бетонной смеси при каждой отдельной операции по транспортированию и перегрузке бетона при пере- Г паде температуры в Г (значения 0 приведены в‘ табл. 42). I Начальная температура' бетона ^б.н в зависимости от средней темпера- L туры бетона в процессе выдерживания ^б-ср может быть вычислена по фор- I муле: Г ' <6.Н = (171,7 +30,ЗЛ1п)--<б-сР- L ч 167—*б«ср ₽ > или установлена из табл. 41. Г
Таблица 41 Начальная температура бетона ^.н. в зависимости от средней темпе- ратуры бетона ^б.срИ модуля поверхности бетонируемой конструкции Средняя температура бетона в град. ^б.ср ^б-Н в град, при величине модуля поверхности Л1п 3 4 5 6 1 1 8 9 10 5 *8 9’ 10 11 12 13 14 15 10 17 19 21 23 24,.5 26,5 ' 28,5 30,5. 15 26 29 32 35 38 41 44 ' 47 Примечание. Начальная температура бетона выше 30Q прак тически трудно осуществима. Данные о снижении температуры бетонной смеси при перепаде темпе- ратуры в 1° для различных видов транспорта приведены в табл. 42 и 43 . Таблица 42 Снижение температуры бетонной сигёси 0Л (при перепаде 1°) при раз- J 1ичных видах горизонтальной э транспорта , / Вид транспорта Тип утепления1 Значения 0Л при длительности транспортировайия в минутах стенок | верха 1 1 1 5. 1 10 * 20 [ ‘ 30 Тачка де- 0 0 0,015 0,075 0,15 0,30 0,45 ревянная 0 1 0 013 0 065 1 0,13 0,26 0,39 Тачка ме- 0 .0 0,038' 0,190 0,38 0,76 1,14 таллическая 0 1 0,036 0,180 ' 0,36 0,72 1,08 1 0 0,011 0 055 0,,11 0,22 • 0,33 1 1 0,009 0,045 0,09 0,18 0,27 2 0 0,016 0,080 0,16 0,32 0,48 2 1 0,014 0,070 0,14 , 0,28 > 0,42 Стерлинг 0 0 0,023 0,115 0,23' 0,46 0,69 0 1 0,022 0,110 0,22 0,44 ' 0,66 1 0 0,009 0,045 0,09 0,18 0,27 1 1 0,007 0,035 0,07 0,14 \ 0,21 2 0 0,012 0,060 0,12 0,24 0,36 2 1 > 0.010 0,050 0,10 0,20 0,30 Вагонетка 0 , 0 0,025 0,125 0,25 0,50 0,75 0 1 0,022 , ' 0,010' 0,22 0,44, 0,66 ? .о , 0,013 о;оё5 0,13 ‘ 0,26 0,39 ' 2 1 0,012 0 060 0,12 0,24 / 0,36 *В таблице приняты следующие условные обозначения — для стенок: 0— неутепленные стенки; 1—утепленные войлоком, обшитым мешковиной; 2 —утепленные изнутри тесовой обшивкой*; для верха: 0 —крышка не применяется; 1— применение легкой (фанерной) крышки. Значение 6Л для длительности транспортирования Z в мийутах, от- сутствующей в таблице,-равно 0^ = Z О ,. где 01 —соответствующая удель- ная потеря;.2=1 мин. Данные,о снижении температуры бетона за время его укладки и уплотнения приведены в табл. 44. 80
|л Таблица^ Снижение температуры бетонной смеси 0„ (при перепаде 1°) при £ транспортировании бетона в шахтном подъемнике Высота г*' подъема ff в м 10 15 20 25 30 40 50 7 / Значение 0Л 0,012 0,017 0,022 0,027 0,034 0,044 0,055 ч Примечание. Предполагается, что Шахта подъемника утеплена сплошной тесовой обшивкой, покрытой толем; ковш не утеплен. Таблица 44 Снижения температуры бетона 0Л (при перепаде 1°) за время укладки и уплотнения бетона Тип и размеры конструкций Значения 0« при длительности операций в минутах 1 '1 5 1 10 15 Плиты и стены тол- 1 • ♦ тиной в см: 1 6' 0,030 0,150 0,30 0,45 8 0,022 0,110 0,22 0,33 10 0,018 ‘ 0,090 0,18 0,27 12 0,015 0,075 0,15 0,23 15 0,012 0,060 0,12 0,18 ' , 20 0,009 0,045 0,09 0,14 25 0,008 0,040 0,08 0,12 30 0,007 0,035 0,07 0,11 ? 40 0,005 0,025 0,05 0,08 50 , 0,004 > 0,020 0,04 0,06 Балки высотой в см: 25 0,008 0,040 0,08 0,12 30 0,007 0,035 0,07 0,11 : • 40 0,005 ' 0,025 0,05 0,08 50 0,003 . 0,015 0,03 0,05 60 , 0,003 0,015 0,03 0,05 70 0,003 0,015 0,03 0,05 Примечания. 1. Снижение ' температуры при бетони ровании ко- лонн практически можно не учитывать. 2. Снижение температуры при бетонировании ступенчаты 1 башмаков можно учитывать по данным для плит толщиной, , равной высоте ступени. Среднее ч снижение тепературы бетона при различных погрузочно-раз- грузочных операциях принимается равным и = 0,032. Пример. Определить температуру выхода бетона из бетономешалки при следующих условиях: ' , ^б.н = 20°; fH.B = 20°; Дн =* ^б.н ^н.в = 40 . Длительность рабочих операций при' погрузке бетона у завода в утеп- ленную тару и при горизонтальном транспортировании его составит Z — 5 мин.; при выгрузке бетонной массы в ковш шахтоподъемника и подъеме на высоту 15 м с выгрузкой в приемный бункер, погрузкой в 6 Зак. 1261 81
металлические утепленные тачки и развозкой бетона «к местам укладки> 3 Z2 — 3 мин.; при выгрузке и укладке в опалубку балок высотой 70 см, ’’ =» 5 мин. . ' 1 Бетон — на портландском цементе марки 500. ’ Стерлинги и тачки утеплены обшивкой и закрыты щитами. Преобразовав формулу (32) и подставив в нее заданные значения *б.н, /н.в и 01 » в2, Оз , получаем: /о = 20 + 40(0,032 + 0,035 + 0,032 + 0,017 + 0,032 + 0,032 + + 3-0,009 + 0,032 + 0,015) 20 + 40-0,254 « 30°. Так как согласно табл. 37 максимально допустимое значение to при портландском цементе марки 500 (35°) выше полученного по расчету, то заданное |'значение /б.н и условия транспортирования и укладки бетона не требуют корректировки. , Пример. Определить температуру ‘ бетона в начале выдерживания ^б'Н> если: ?о=35°; все прочие условия те же, что и в предыдущем примере. Формулу (32) преобразуем к виду: __ + fH.B (®1 + + --•) 1 + в] + е2+... • . подставив в' нее значения t0 и /н.в> получаем: , * . 5) Определение расчетной температуры наружного воздуха Расчетная температура наружного воздуха £н.в при термосном выдер- живании бетона устанавливается по табличным данным. Для расчета при- нимается 'наинизшая температура наружного воздуха, ожидаемая в пе- риод выдерживания бетона. Пример. Определить расчетную температуру наружного воздуха для термосного выдерживания бетона в пункте W в период с .1 по 15 де- кабря. ‘ Температура наружного воздуха в данном пункте в промежутке ме^к- ду 1 и 15 декабря изменяется в пределах от —21 до —25°. Принимаем расчетное значение температуры наружного воздуха £н.в = «=—25°. 6) Учет экзотермии цемента при твердении бетона Химическая реакция между цементом и водой протекает с выделе- нием теплоты. Количество теплоты, выделенной в течение срока выдерживания бе- тона, зависит от вида, марки и удельного ссщержания цемента в бетоне, а также от начальной температуры бетонной смеси. * Ориентировочные данные о тепловыделении различных цементов Q9 , принятые в технических условиях, приведены в табл. 45. Эти данные со- ответствуют средней температуре твердеющего бетона при 15°; njpn средней температуре твердения бетона 1—10° величина Q9 принимаете^ равной 60—70% соответствующих табличных, значений. Значения Q9 Для сроков, не указанных в табл. 45, могут быть уста- новлены либо по графику, либо по формулам ВИИОМС: для глиноземистых .цементов Q = 35,7 (1 •—у); (33) 82
Рис. 47. График определения величины у = е * ри х == 0 1,00 для цементов остальных видов <?э= Ю0Лц(1-у), , (34) где Ад— параметр экзотермии цемента; значения Лц приведены в табл. 45; у коэффициент, значение которого зависит от срока выдерживания и вида цемента. Коэффициент у определяется по графику (рис. 47, 48), при этом предварительно находят значение х = 0,028 2 ! (для глиноземистого цемента) или х = 0,01 Z (для остальных видов цемента), где Z — срок выдерживания в часах. . . Таблица 45 Значения Лц и тепловыделения Q3 для различных цементов по данным ТУ Вид цемента 1 Марка цемента Тепловыделение 1 кг цемента Qg в ккал за Ац 3 сут. |'7 сут. 28 сут. Плавленый глиноземистый 500-600 90 95 100 2,80 Портландский 600 45 60 85 0,85 W \ 500 40 50 75 0,76 400 30 40 , 60 0,60 300 25 30 45 0,45 200 (15 20. 30 0,29 Пуццолановый портландский 400 25 35 55 0,55 То же 300 ?о 25 40 0,41 ГЫлакопортландский 300 20 25. 40 0,41 * \^00 15 20 30 0,29 6* 83
7) Зависимость прочности бетона от температуры и срока / его твердения Прочность бетона в любой момент' твердения, обычно выражают в процентах от проектной прочности (относительная прочность). Относительная прочность представляет собой отношение абсолютной1 прочности бето • на Rg выдержанного в течение срока Z при средней его температуре 4, к прочности такого же бетона /?28, выдержанного в стандартных тепло* влажностных условиях при температуре 15° в течение 28 суток: , ^8 ' . Проверка прочности бетона производится путем испытания контроль ных кубиков и обследования выполненных работ в 'натуре. Для ориенти ровочных определений -могут быть использованы данные о зависимости ’’относительной прочности бетона от срока и средней температуры его вы- держивания. Для бетонов средних марок без добавки ускорителей твер- дения эти данные представлены на графиках рис. 44,( 45 и 46. Для бетонов с добавкой хлористого кальция такие же данные пред- ставлены на графиках рис. 49, 50, 51, 52, 53, 54. Рис. 49. График зависимости роста относительной прочности бетонов на портландцементах с добавкой 1 % хлористого кальция от температуры и срока изотермического выдержи- вания Рис. 50. График зависимости роста относительной прочности бетонов на портландцементах с добавкой 2% хлористого кальция от температуры и срока изотермического выдержива- ния 84
Рис. 52. График зависимости роста относительной прочности бетонов на цементах с* Гидравлическими добав- ками и с добавкой 1% хлористого* кальция от температуры и срока изотермического выдерживания Рис, 51. график зависимости роста относительной прочности бетона на портландцементах с добавкой ЗИ хлористого кальция от температуры и срока изотермического выдержива- ния Наиболее простым и удобным способом использования уравнения проф. Б. Г. Скрамтаева ,является следующий. При помощи вспомогатель- ных таблиц, графиков и формул по описанным выше способам опреде- , ляется коэффициент теплопередачи теплоограждения бетона К, модуль по- верхности бетонируемой конструкции Мп устанавливаются значения сред- чей. температуры бетона /б.с» начальной температуры бетона /б.н, расчет- ной температуры наружного воздуха ^н.в,‘из данных лабораторного под- бора состава бетона определяется удельное содержание цемента Ц в бе- тоне и тепловыделение применяемого цемента Q3- Объемная теплоемкость бетона Со обычно принимается равной 600 ккал/м3 град. Затем по формуле (23) определяется длительность остывания бето- на в часах и по полученным результатам, в зависимости от срока осты- вания и средней температуры бетона в период остывания по графикам (рис. 44, .45,-46), устанавливается относительная прочность бетона. Если полученные результаты соответствуют заданной прочности бетона и срок термосного выдер- ; живания бетонируемых' конструкций удовлетворяет требованиям календарного графика работ, то подбор условий термосного. выдерживания бетона приз- нается удовлетворительным и производится бетонирование конструкции при строгом соблюдении расчетных предпосылок и тщательном контроле темпе- ратуры и прочности бетона. / Если по полученным расчетным результатам охлаждение конструк- • ции до 0° происходит раньше, чем; бетон приобретет заданную прочность, то еще, раз проверяется возможность повышения начальной температуры 8S
Рис. 53. График зависимости/ роста относительной прочности бетонов на пуццолановых портландцементах с гидравлическими добавками и с до- бавкой 2% хлористого кальция от температуры и сроков изотермиче- ского выдерживания Рис. 54. График зависимости роста относительной прочности бетонов на f пуццолановых портландцементах с гидравлическими добавками и с добавкой ЗН хлористого кальция от температуры и сроков изотермиче ‘ ского выдерживания бетона и уменьшения интенсивности его остывания в конструкциях. С этой целью в зависимости от условий строительной площадки подбирают- ся лучшиё теплоограждения бетонируемых конструкций, намечаются ме- роприятия, уменьшающие охлаждение бетона при его транспортировании и укладке, подбираются цементы, обладающие более высокими экзотермиче- скими свойствами, и устанавливается максимально высокая возможная темпе- ратура бетонной смеси при выдаче ее с бетойного завода. При этих условиях еще раз проверяется по формуле проф. Б. Г. Скрамтаева возможность термосного выдерживания бетона. Если и в этом случае получаются не- удовлетворительные результаты, то способ термосного выдерживанйя бе- тонируемых конструкций комбинируется с электропрогревом бетона или применяются способы выдерживания бетонных конструкций с обогревом паром или теплым воздухом. j При бетонировании конструкций по способу термоса' нужно помнить, Ито определяемая по графикам или расчетным путем прочность бетона, в зависимости от температуры и срока его твердения, иногда значительно отличается от действительной прочности бетона, и поэтому проведение' контрольных испытаний является обязательным для определения прочно- сти бетонируемых конструкций. Пример расчета термосного выдерживания бетона по способу Б. Г. Скрамтаева. Подобрать условия термосного выдерживания железобетонно- го пилона сечением 85X170 см 70% ,проектной прочности при следую- щих исходных данных. 86
Расчетная температура наружного воздуха tn# = —20°. Срок выдерживания конструкций не должен превышать 15 суток. Строительная площадка располагает портландскими цементами марки 300—500. Для утепления могут быть применены опилки и толь. Температура выдаваемой бетонным заводом бетонной смеси 35е, рас- ход цемента на 1 м3 бетона составляет 250 кг. Бетонную смесь транспор- тируют в продолжении 5 мин. вагонетками, перегружают в шахтоподъем- ник, который поднимает ее на высоту 10 м, и укладывают слоями толщиной 15 см; время укладки и уплотнения бетона составляет 5 мин. Порядок расчета. Конструкцию ограждения принимаем коробового типа с з'асыпкой опилками; толщина опалубки — 25 мм, толщина обшивки — 20 мм, тол- щина засыпки — 8 см. Пользуясь формулой (24), определяем: 1,30 К = л ~—ГТГ'~ 0,8 ккал/м* час град. 0,054-0,0254-0,020 0,08 ' 0,15 + 0,08 Определяем модуль поверхности: _ 2(0,85+1,70) ~ " 0,85-1,70 ~ ,5’ Па табл. 42 и 43 определяем снижение температуры бетонной смеем яри перепаде Г. О ~ 0,11 4-0,012 4-0,032 4- 0,06 *== 0,214. По формуле ВНИОМС находим начальную температуру бетона: ' t6,n = 35 - (*б.н + 20) 0,214 « 25°. По формуле (30) определяем значение средней температуры бетона: 25 бс₽ 1,03+0,181-3,5 +0,006-25, По графику (рис. 55) находим тепловыделение 1 кг портландцемента марки 400 за 12 суток = 47 ккал/кг. Подставляя полученные значения в формулу Б. Т. Скрамтаева ' ' Z-0,8-3,5(144- 20) « 600-25 4- 250-47 плучаем Z = 288 час., или 12 суток. По графику находим, что бетон на портландском цементе при выдержи- вании в течение 12 суток при средней температуре 14 получает 72% проч- ности, что удовлетворяет установленному заданию. Из изложенного видно, что может быть подобрано очень большое число вариантов условий термосного выдерживания бетона; это' обстоя- тельство создает возможность выбора варианта, наиболее выгодного в производственном и экономическом отношениях. \ Вместе с тем, как уже выше отвечалось, способ расчета охлаждения бетонных конструкций не может быть применен для расчета массивных конструкций с 'модулем поверхности меньше 3 и не пригоден для расчета 1 выдерживания бетона, содержащего добавку ускорителей твердения бето- на, понижающих температуру замерзания бетонной1 смеси. Для более точных расчетов охлаждения бетона, укладываемого в мас- сивные конструкции, следует пользоваться методом' расчета, предложен- ного д-ром техн, наук В. С. Лукьяновым (см. «Расчеты температурного режима бетонных и каменных конструкций при зимнем производстве ра- бот*, изд. Трансжелдориздат, 1934). Для расчета термосного выдержива- ния бетона с добавками, понижающими температуру замерзания бетона, применяется метод расчета, разработанный ВНИОМС. 87
Рис. 55. График экзотермического тепловыделения раз- личных цементов за разные србки (по данным техниче- ских условий) на производство и приемку общестроитель- ных работ. Условные обозначения .кривых а — плавленый глиноземистый цемент; б — портландский быстро твер- деющий цемент марки 600; в — портландцемент марки 500; г —портланд- цемент марки 400; д — портландцемент марки 300; е — портландский и шлакопортландский цемент марки 200; ж — пуццолановый портландце- мент марки 400; з — портландский и шлакопортландский цемент с гид- равлическими добавками марки 300 I 3. Расчет термосного выдерживания бетона по методу ВНИОМС Для расчета термосного выдерживания бетона по способу ВНИОМС необходимо установить: а) модуль поверхности бетонируемой конструкции; б) расчетную температуру наружного воздуха /щв» в) срок выдерживания бетона Z в часах; г) среднюю температуру бетона ^б.ср за.срок Z; д) коэффициент теплопередачи ограждений бетона ‘К; е) вид цемента. Первый вариант расчета. Дополнительно задается темпера- тура бетона в конце выдерживания, ^б-к (через Z часов); при этом при выдерживании бетонов бе& добавки, ускорителей твердения рекомендуется жринимать /б к не ниже +5°, а при добавке хлористого кальция—по данным табл. 46. s ‘ . (88 '
Таблица 46 Предельные расчетные значения конечной температуры бетона, содержащего добавку хлористого кальция Содержание хлористого кальция в У» от веса цемента / 1 2 3 Предельные расчетные значений конечной температуры бетона ^-к в град. —2 -3 —5 После того как установлена /б-к и величины К, Z, Мп, *б.сри*н.в> ъ также вид цемента, определяют расчетом начальную температуру бетона марку и удельное- содержание цемента Ц. ‘ ' Порядок расчета, а) Определяют следующие величины: • = Z (^б-ср 4ьв), лк (/б.к — *н.в); • : А 1 600 ’ xt = Aj Z; J 1 Xj-«0,028Z — в случае применения глиноземистого цемента; «2 = 0,012 — в случае применения прочих цементов. б) По графику (рис. 47 и 48) устанавливают значения: у\ соответст- венно величине Xi и уз соответственно величине х2. После этого определяют величины: 1 — У1 • Ул =------- А Ро = 35,7 (1—уз)—в случае применения глиноземистого цемента; Ро=ЮО " Qa = 600 А3 . Q9 = 600 Аг (1—Уъ) —в случае применения прочих цементов; л А)Ь — У(Ак Л)У1 —У0У2 (Л'1—0,028) — в случае применения глиноземистого цемента; .(Л]—0,01)—в случае применения прочих цементов. в) Определяют удельное содержание цемента, выбирая предваритель- но (сообразуясь с местными условиями) его марку: . <?э Ц = — кг на 1 mz бетона. , Лц Значение величины Лц берется из табл. 45 соответственно цемента. , г) Определяют значение начальной, температуры бетона: дк Аз (Уз~У1) *б.Н = “Г *и.в- Приемлемость найденных величин Ц и ^б.н определяется виду и марке Приемлемость найденных величин Ц и ^б.н определяется их соответст- вием технологическим, производственным и экономическим требованиям. Ёторой вариант расчета. Дополнительно к установленным величинам Мп, К, Z, /н.в,^б.ср^ виду и марке цемента задаются, с учетом местных условий, значением начальной температуры бетона ^б.н- После это- гб определяются: удельное содержание цемента Ц Заданной марки и температура бетона в конце срока выдерживания /б.к- ' Порядок расчета, а) Определяют величины Аь Ait.x^ х2, уь уа, у0; Р9 8Ь
аналогично тому, как их определяют в первом варианте расчета; кроме ' того, определяют: Ан ~ ^б.н Гн.в> » УоАн 42 = “7---------> Л) — У® 4® ==* ^б.н ^н.в 4j. б) Определяют удельное содержание цемента соответственно марке виду цемента: Ц = кг[м* 4ц и значение конечной температуры бетона ^б.к == 4оУ1 + 42у2 + ^н.в-5 Третий вариант расчета. Дополнительно к установленным величинам Л4П> К, Z, /н.в> ^б-ср и вйду цемента' задаются маркой и удель- ым содержанием цемента Ц. После этого , определяются соответствующие значения начальной и конечной температуры бетона. Порядок расчета, а) Определяют величины: Do, 4i, хъ Xs, Уъ, Уъ Pq аналогично тому, как их определяют в первом варианте расче- та. и величину по формулам: 42 e 6qq ("д--q 028) — ПРЪ 1ГРименении’ глиноземистых цементов. А в______А^Ц 2 600 (Д!-0,01) при применении прочих цементов. б) Устанавливают значение начальной температуры бетона: Z)o—4 2 (PQ — Уо) »бн — "Г ч<.» У° > величины 4о — Гб.н Гн.в 42. в) Определяют значение конечной температуры бетона: ^б.к = 40 ух Ч- А2 У2 Ч- 4. в • После того как установлена приемлемость результатов расчета, по- лученных по любому из трех вариантов; в отношении - соответствия ия ироизйодственным и экономическим требованиям, по формуле: 1 = 4оУ1 Ч- 42у2 Ч- ^н.в (35) строится график изменения температуры бетона от /б.н Д° ^б.к в течение срока выдерживания. , ' . Пример. Определить условия термосного выдерживания ' железобетон- ного фундамента под паровой молот при следующих исходных ранных: относительная прочность бетона в конце выдерживания к *= 70% 7?28э расчетное значение температуры наружного воздуха /н.в= —15°; срок выдерживания Z — не более 10 суток; возможно применение портландских цементов марок 300—500; утепли- тели— опилки и толь. - , ' - Бетонируемая конструкция при сравнительно большом объеме имеет сложную конфигурацию. В этом случае расчет охлаждения следует произ- вести для наименее массивной части конструкции, Имеющей поперечное 90
ведение 40X60 см и размеры в * плане 2,05X3,65 м; наружная поверхность бетона этой части конструкции составит: 2 (0,4 + 2 • 0,6) : (2,05 + 3,65) = 18,24 м\ а ее объем 0,4-0,6-2 (2,05+3,65).^ 2,74 М Расчетный модуль поверхности: 13,24 Для теплозащиты боковых поверхностей выбираем коробовый тип ог- раждения; опалубка — 25 мм, обшивка — 20 мм, слой опилок—15 см Коэффициент теплопередачи /С устанавливаем по табл. 36: К = 0,6 ккал/м2 час град. Выбираем срок выдерживания 7 = 8 суток =192 час. и, принимая ч бетон на портландском цементе без добавки ускорителей, пб данным ТУ (график рис. 44) устанавливаем для7 . т)к = 70о/о и ZU8 суток fg.cp « 18°. Принимая ^б-к== 5°, по первому варианту расчета определяем: Do »= Z (f6.cp - fH.B) = 192 (18 4- 15) = 6 336; Ак = tf),K — ^н.в 5 + 15 = 20; _ КМп _ 0,6-6, 41 “ 60Q “ 600 ‘ х, =XZ = 0,007-192 = 1,34; х, = 0,01 Z = 0,01 -192= 1,92; _ 1— >1 — °’738 ~ Уо= Д! “ 0,007 * 0,007; Ух = 0,262; у2 = 0,147; 105,4; Ро = 100 (1—у2) = 85,3; ДоУ1 —Мо _ 6 336-0,262—20-105,4 1 . Л’ ”-РоУ1 — УоУг ~ 85,3-0,262-105,4-0,147 65,5' Q9 = 600 Да(Д1—0,01) = 600-65,5 (0,010 — 0,007.) = 117,9; Дц ' при портландском цементе марки 500 Ац = 0,76; 117,9 х = П 7ft" = 156 KZ!M^ ' 0,7о при портландском цементе марки 400 Лц = 0,60; 117,9 Ц == " = 196 кг/м*\ 0'6 • при1' портландском цементе марки 300 Дц = 0,45; 117,9 ч ц — — = 263 кг/м*-, 0,45 . Ак — Д;(у2-У1) •б.н = У1 20+ 65,5(0,147-0,262) ол 4- tn в 4- -L-3—:!--------+ 15 = 32,5*. 1 н-в ' п осп 1 * 94
Ввиду > чрезмерно высокой начальной температуры бетона *б.н резуль^ ’ гаты подбора следует признать 'Неудовлетворительными. Пересчет произ- водим по третьему варианту; оставив неизменными значения Zh-b > К, , I; ^б.сш принимаем удельное содержание портландского цемента марки 500 в бетоне Ц = 280 кг/м3 и определяем: _______ЛцЯ_____________0,76-280 , ' Аа~ 6oo(^-o,oi) ='600(0,007-0,010)= ~ Н8,2; t D0-A2(P0-y0) , . 6336+118,2(85,3-105,4) *б.н. = 4- *н.в = -------ТТГ—---------— 15 = 2.3 : Уо 105,4 I До = *б.н-*н.в-Л=*23 4- 15 4-118 = 156; *б.к = Д0У1 +А3у2 + /Н.в= 156-0,262— 118-0,147— 15 = 8°. Последнее сочетание условий выдерживания можно признать прием лемым, если количество цемента, употребляемое в бетон, не является за- вышенным для получения конечной прочности бетона. Пример. Подобрать условия термосйого выдерживания того же желе зобе^онного фундамента под паровой молот при следующих исходных дан- ных: < 7jK = 700/o/?28; ^н.в=“-15°; /б.н = 20°; Z = 240 *ac. Я = 0,7; МП = 6,65. Бетон изготовляется на портландском цементе и в него вводится 3% хлористого кальция (от веса цемента). Решение. По графику (рис. 52) для портландского цемента с добав- кой 3% хлористого z кальция и Z = 240 час. = 10 суток определяем: *б.ср == Ю°; ’ Do = Z (teCp — /н.в) = 240 (10 4-' 15) = 6 000; КМП 0,7-6,65 л _ At = —- = —’------!— « 0,008; 1 600 600 ' х, = AXZ = 0,008-240 = 1,92; yt = 0,147; ' 1—yi 0,853 л At 0,008 ' х2 =0,01 Z= 0,01-240 = 2,40; уа = 0,09|; Ро= 100(1—у2)= 100-0,909 = 90,9; . Дн = *б.н - 4.В = 20 + 15 = 35’; л А-усДн 6000- 106,6-35 ,лл R Ро-Уо , 90,9- 106,6 Ао = /6,н - fH.B - Д3 =П20 + 15 + 144,5 = 179,5; 'б-к = ?! +:Л2у2 + tH.B = 179,5 • 0,147 - 144,5 - 0,091 - 15 - 2; 600 А2 — 0,01) _ 600 • 144^5 (0,01 — 0,008) ~ J73; Ц ~ ~ ~ Ли Дц Дц ' для портландского цемента марки 500 Дц = 0,76 } 173 ' . . ZZ»— = 227^3; 0,76 92
<1 для Портландского цемента марки 400 Ц = -—- — 289 кг/м*; 0,60 для портландского цемента марки 300 173 Д = о^“ 385 ^/Л13- • ' Сравниваем результаты подбора, полученные для выдерживания бето- на, с добавкой и без добавки хлористого кальция. Модуль поверхности Мп .... Температура наружного воздуха ^н>в в град................... Температура бетона начальная ^б*н в град......... Температура бетона конечная 1 ^б*к в град................. Срок выдергивания Z в сутках Коэффициент, теплопередачи ог- раждений бетона К . . .' . . Удельный расход портландского цемента марки 500 ........... Конечная прочность бетона в процентах от /?28............ Без хлористого кальция С добавкой 34' 4 хлористого кальция 6,65 6,65 -15 -15 . 23 20 4 3 8 - 2 10 \ 0,6 0,7 280 » 229 70 70 Эти данные показывают, что при введении 3% хлористого кальция- постигается снижение начальной температуры бетона На 13%, удельного оасхода цемента на 18% и облегчение теплозащиты бетона на 17%. После окончательного выбора условий рассчитывают температурный . график выдерживаемого бетона, служащий для контроля действительной температуры ' бетона в любой момент времени после начала выдерживания = ^Н У1 4 -^2 (Уз У1) 4 ^н.в ^14^4 ^Н.В • (361 . Для примера рассчитаем температурный график при следующих ис хидных данных: Л4П = 6,65: /<==0,8; /н.в = 16°; ^б.н = 20°; Дн = ^б.н ^н*в — 35°; КМП 8-6,65 Л • 4, =----° = = 0.09; с0 600 ч АиЦ ~xi Л2 = ——-------- = 346; у, = е (где xt = Ах Z); у3 = е , с0 (4, — о) (где = 0,01 Z); » ^2 =35 У1 —' 346 [у2 — У1) — 15 =к 35 у^4 346 (yi — у2) — 15 =*= = 4 ^2 — 15; ty =? 35 у^ /3 == 346 (у^ — у3);
Z /41Z=x1 0,01 Z=x2 У2 6 ie 0 0 0 1,000 1,000 35,0 0 +20,0 10 0,09 1,10 0,914 0,905 32,0 3,1 +20,1 • 50 0,45 0,50 0,634 0,607 22,2 /9,3 + 16,5 100 0,90 1,00 0,407 0,368 14,2 13,5 + 12,7 156 1,35 1,50 0,259 0,223 9,1 12,4 + 9,4 200 1,80 2,00 0,165 0,135 5,8 10,4 + 1,2 240 2,16 2,40 0,115 0,091 4,0 8,6 -2,4 300 2,70 3,00 0,067 0,050 ' 2,3 5,9 -6,8 Подбор наиболее рациональных условий термосного выдерживания бе- тона требует более' или менее длительных расчетов, основанных на варьиро- вании исходных данных (значений начальной температуры, срока выдер- живания бетона, содержания цемента и т. д.). Для ускорения и облегчу ния подбора условий можно использовать приводимые, ниже табл. 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, составленные для бетонов, изготов- ' / Таблица 47 Таблица для подбора условий термосного выдерживания бетона без добавки хлористого кальция ^н.в 1 ^б-н | ^б.к Z Марка Количество цемента »1к в ®/е Л\0 —*\ в град. сутках цемента в кг/м3 ОТ /?2в . -10 10 6 4 300 200 30 15 5 6 300 231' 50 25 3 10 400 ’ 244 70 -15 10 5 5’ 400 231 34 300 309 34 1 ‘ 20 5 6 400 267 53 25 3 . 9,5 600 232 53 4,5 500 -260 70 32 i 90 12 5 4,5. 400 253 17 5 6 600 258 53 500 260 53 25 3 9 600 282 69 1 500 315 69 \ 15 5 4 '400 254 33 —25 17 3 6 6Q0 257 51 500 , , 288 51 25 3 8 600 317' 70 ленных из портландских цементов с добавкой и без добавки хлористого кальция; эти таблицы содержат результаты подбора всех ‘ учитываемых при расчете факторов для наиболее часто встречающихся исходных условий (модуль поверхности, расчетная температура наружного воздуха и конечная относительная прочность бетона). ‘ Таблицы содержат сочетание: 94
7” - i Таблица 48 Таблица для подбора условий термосного выдерживания бетона без добавки СаС12 К п—КЛ4П ^н.в | ^б.н I Л) .к Z Марка Количество цемента В % в град, сутках цемента в кг/м3 ОТ 7?28 15 ' 3 3,5 300 / 222 29 400 203 — 10 20 3 7 300 271 51 600 277 25 3 11 500 310 70 ч 400 15 Г QQ 15 5 4 300 287 ОО 600 262 A Q — 15 15 7 6 50U '293 4 о 600 1 274 25 3 8 500 306 68 R К. О, О 400 184 -20 20 3 4 - 300 244 31 • 600 269 ЕЛ 20 5 б 500 301 DU 600 280 25 , 1 7,5 500 , ) 310 60 500 223 31 25 3 5 400 233 600 285 -25 25 2 6 500 319 DU ( величины £о = КМп; л значения начальной температуры бетона /б.н ; рачения температуры наружного воздуха /н.в; срока термосного выдерживания Z; температуры бетона в конце этого срока' /б-к; удельного содержания Ц и марки портландского цемента, при котором бетон приобретает указанную в таблицах относительную прочность Г В связи с тем, что при высоких значениях Ко и низких /н.в термосное . выдерживание не может обеспечить относительную прочность бетона ^к, достаточно близкую к 50% и 70% #28, в таблицах для этих условий при- ведены максимально достижимые при термосном выдерживании значения ч при предельно высоком удельном содержании цемента Ц = 300 ч- 4-320 кг]м3 и предельно высокой начальной температуре бетона /б.н=25°; * например, по данным табл. 47, можно заключить, что применение термос- ного выдерживания не может обеспечить прочность бетона (без добавки хлористого кальция) выше 60% ’#28 при температуре наружного .воздуха - /и.в = —20° И значении Ко = 5,5 96
Таблица 49 Таблица для подбора условий термосного выдерживания бетона ____________________без добавки СаС12____ Ко=01п ^нчв | ^б.н [ ^б.к Z в сутках Марка цемента Количество цемента 1 в кг/м3 Ч* в % от Ris - в град. — 10 12 25’ 5 3 4 6’ зоб 300 600 • 265 238 269 29 50 68 25 2 9 500 304 / — 15 17 5 4 400 600 239 261 33 50 - 6) 34 20 ' 25 4 3 6 ( ' 7 500 600 500 292 294 229 6,5 21 5 *4 400 290 -20 25 2 6 600 500 268 v300 50 ' —25 23 25 3 3 4 5 500 600 241 280 33 46 Таблица 5KJ 1 аблица для подбора условий термосного выдерживания бетона без добавки. СаС12 Ко=КМп ^н.в | ^б-н I ^б.к Z в Сутках Марка цемента Количество цемента в лга/л3 Чк В в/, от Rii в град. '15 • 5 4 400 230 31 , 600 '246 — 10 20 5 6 500 275 50 400 348 я 1 Л 25 2 8,5 600 314 68 500 243 - 1 18 5 4 400 307 32 -15 .600 275 49' 20 15 5 500 308 - 25 . 1 ' 7,5 600 347 6G 96
НрОДОЛЖе НИ е 1 а и л. ич ^н.в ^б.н ^б.к Z в сутках Марка цемента Количество цемента в кг/м3 ' 'Пк В% От ^?28 1 в град. 600 257 < —20 20 25 4 3 4 5 500 600 289 289 34 48 7,5 • • 500 1 324 ( 600 ‘ 239 28 1 —25 22 5 3 500 400 268 339 25 '* 0 5 600 511 41 - Т а б л и ц а 51 Таблица для подбора условий термосного выдерживания бетона • без добавки СаС12 ^н.в ^б.н ^б«к Z в 1 сутках Марка цемента Количество цемента * в кг)м3 / ’[к В % ОТ -/?28 в град. — 10 20 25 25 3 3 2 4 ’ 6 ' 7,5 300 600 500 400 600 234 231 250 328 313 30 50 59 8,5 к —15 18 25 7 5 3 5 600 500 400 • 600 236 266 333 320 29 50 -20 18 25 4 2 . 3 4,5 600 500 400 600 500 242 270 340 ' 295 330 .28 40 -25' 22 25 3 ’3 , 3 3,5 600 500 600 260 290 ' 296 27 , 35 7 Зак. 1261 j 97
i Таблица 52 Таблица для подбора услЬвий термосного выдерживания бетона ___________________без добавки СаС12______ к0=кмп ^н.в ^б.н I *б.к Z Марка Количество цемента в кг(м3 •Чк В % В град. в сутках цемента от ^?28 - 600 236 — 10 15 3 3 500 ' 263 27 25 3 ‘ 6 400 600 334 237 31 500 321 10,0 -15 22 25 3 0 3 6 600 500 400 500 222 248 301 329 23 49 —20 25 ,/ 3 3 600 500 233 264 26 400 ззс> * —25 | 25 2 3 , 600 , 303 I 27 v Таблица, 53 Таблица для подбора условий термосного выдерживания бетона с добавкой 3% СаС12 ______________________________________ _^н.в | ^б.н | ^б.к Z в Марка Количество цемента Лк в °/о ОТ /?28 сутках „цемента в град. В КЗ1 10 9 2 300 215 33 14 0 . • 6 300 233 52 — 10 18 —2 12 400 203 70' 300 270 10 6 3 300 223 34 10 1 6 300 243 47 - — 15 20 —2 10 400 245 68 • 4,5 300 326 10 2 4 300 237 ' 34 * 1 ' 400 ' 214 * —20 10 — 1 6 300 285 47 600 236 23 —3 10 500 264 72 * 400 334 10 0 4 зоб 256 , 32 \ 400. >226 49 -25 15 —2 6 300 302 \ 24 —2 8,5 . 600 251 70. 500 281 М
' Таблица 54 Таблица для подбора условий термосного выдерживания бетона _______________ с добавкой 3% СаС12 ______ , Кп=КМп ^н.в ^б.н ^б.к Z Марка Количество/ цемента Чк В % в град, В сутках цемента в кг!мъ ОТ /?28 1 10 8 2 300 220 ' .31 -10 10 15 0 0 7 10 зсо 500 237 240 50 70 1 400 305 10 4 3 ' 300 217 31 — 15 400 . 236 1 10 —2 7 1 300 . 316 52 600 234 18 — 1 9 500 262 ' 68 400 328 5,5 / 10 0 4 300 252 32 / 15 500 <229 —20 —3 7 * 400 295 53 300 292 * 20 —2 8 600 274 67 500 - 307 12 -3 4 300 222 30 500 210 —25 20 —3 6 400 . 266 52 300 354 23 —2 7 600 1 279 67 500 312 Таблица 55 Таблица для подбора условий термосного выдерживания бетона _________________с добавкой 3% СаС12 Кп=КМ'г, ^н.в ) I ^б.н I ^б.к Z Марка Количество цемента % в о/9 * \ 0 *' Г,1П в град. сутках цемента в кг/мг от /?38 10 6 3 300 249 32 — 10 12 3 6 400 268 50 » 600 280 6,5 17 —1 10 500 згз 67 10 12 5 3 400 500 233 234 30,5 1 0 6 50 1 и 400 296 ПС —3 . 9,5 600 232 72 25 500 315 7* к 99
П р о д о л ж е н и*е т а б л. 55 Ка—КМп ^н.в | ^б.н | ^б.к Z. Марка Количество цемента в кг 1м? 7)к в % х в град. ’ в сутках цемента от 7?28 10 . 5 > 3 500 243 , 30 > —20 15 3 6 400 600 308 244 50 25 —3 7,5 500 600 273 283 , 69 6,5 500 316 12 4 • 3 600 233 30 —25 20 0 5 500 600 260 248 50 - 25 —2 •,6,5 500 600 278 ‘ 322 64 Таблица 56 Таблица для подбора условий термосного выдерживания бетона с добавкой 3% СаС12 ' бьв ^б.н I ^б.к / Z з Марка Количество цемента -Тк В °/о •ОТ /?28 в град. сутках цемента в кг!м? 10 4 з 300 244 • 30 200 500 379 202 -10 10 — 1 ' 7 400 256 49 • 20 —3 10 600 600 242 237 67 500 265 ‘ 10 2 з 400 215 30 — 15 1 V 1 г4 —3 —3 7 8,5 300 500 283 253 50 67 557 16 25 ' 400 600 322 312 19 -1 ' 4 500 227 35 400 286 -20 20 25 6 300 600 380 256 52 3 со 1 1 . 7 500 600 283 314 69 1 500 206 28 12 -1 3,5 400 * 261 5 6 300 600 346 244 —25 25 25 О СО 1 1 500 600 275 323 00 60 100
Таблица 57 Таблица для подбора условий термосного выдерживания бетона с добавкой 3% СаС12 ^н.в • ^б'.н / ^б.к Z в • сутках Марка цемента ♦ Количество цемента в кг/м3 Чк В 0/0 , ОТ в град. • 10 4 з 400 241 32 300 295 — 10 15 0 6 400 261 50 ‘ 25 —3 10 600 285 69 , • 500 319 I — 15 12 ‘ 17 1 —2 3 6 300 600 273 240 ?—»——— 30 50 500 265 8,5 25 —3 8 ' 600 337 64 • 15 0 3 400 . 600 236 270 30 —20 20 —3 3 50 500 310 25 -3 . 6 600 300 59 —25- 20 25 со сс 1 1 3 6 ' 300 600 251 262 . 31 • 50 / 500 294 Таблица 58 Таблица для подбора условий термосного выдерживания бетона „ с дббавкой 3°/0 СаС13 — f ^н»в ^б.н ^б.К Z в сутках Марка цемента Количество цемента в кг\м3 qK в ®/0 от Я28 в град.» 15 0 4 300 330 35 • ’ 25 —2 6 400 220 51 -10 300 293 10,0 25 -3 9 600 324 65 600 154 —15 4 500 172 30 15 —3 400 219 25 -3 б- 600 269 50 500 301 101
Продолжение табл. 58 ^Н.В Z6.h в град ^б.К Z 1 Р сутках Марка цемента Количество цемента в кг1мг 7]к В% ОТ /?28 -20 15 0 ' 3 600 500 240 ’268 ’ 30 10,0 ' 25 —2 4 • 400 600 500 340 4 283 ~ 31'6 48 / -25 15 ~*>5 —2 —3 3 4 600 500 600 278 310 310 29 47 Глава IV ПАРрПРОГРЕВ И ВОЗДУХООБОГРЕВ БЕТОНА 1. Обогрев бетона в рубашках или плоских тепляках Создание теплового режима, необходимого для приобретения бетоном заданной прочности, только -за счет подогрева бетонной смеси при ее из- готовлении и экзотермии цемента практически осуществимо до пределов, зависящих, главным образом; от модуля поверхности ' бетонируемых кон- струкций Мп и метеорологических условий Кроме того, в практике строительства могут встретиться случаи, когда сроки термосного выдер- живания бетона значительно превышают сроки, допускаемые календарным планом работ. Во всех случаях, когда использование метода термосного выдерживания бетона оказывается невозможным, приходился прибегать к до- полнительному прогреву уложенного бетона. Одним из способов дополнительного прогрева уложенного в конструкции бе- тона является его обогрев в рубашках или плоских тепляках. Этот способ за- ключается в устройстве полной или частичной оболочки, охватывающей вместе с опалубкой выдерживаемую конструкцию или ее элемент и обеспечивающую свободное обтекание прогреваемой поверхности бетона (или опалубки) тепло- носителем (пар или горячий воздух). При выборе в качестве теплоносителя воздуха, нагреваемого печами-сопротивления, конструкция плоского тепляка приспособляется к возможности размещения в нем нагревательных приборов или сами нагреватели конструируются в форме небольших тепляков (напри- мер, отражательные электропечи). При выборе конструкции плоского тепляка необходимо учитывать относительно высокую стоимость ограждений, возрас- тающую с уменьшением массивности выдерживаемого элемента. Выбор кон- струкции теплоограждений должен производиться с1 учетом не только тепло- технических требований, но и экономических соображений. Во всех случаях необходимо обеспечивать плотность сопряжений элементов с целью макси- мального использования теплоносителя и предусматривать меры для предот- вращения увлажнения материалов ограждений, понижающего их теплосопро- тивление. При проектировании конструкций теплоограждений необходимо учитывать возможность наиболее высокой их оборачиваемости. СхемЫ' устройства паровых рубашек и тепляков для паропрогрева наиболее часто встречающихся типов конструкций приведены на рис. 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65. • ’ ' / 102
Разрез I-I Рис. 56. Схема паровой рубашки для двустороннего обогрева бетонных и железобетонных стен и перегородок /—гибкий шланг; 2—заглушина; 3—утеплен- 7- ные щиты 8 Рис. 57. Схема устройства паровой рубашки для одностороннего обо- грева бетонных и железобетонных стен и перегородок; /—гибкий шланг; 2—заглушина; 3—утеплен- ные шиты; 4— опилки Рис'. 58. Схема устройства паровых рубашек для обогрева колонны /—гибкий шланг; 2—заглушина; 3—утеплен- ные щиты; -/—опилки; 5— конопатка щелей с ' войлоком
Рис. 59. Схема устройства паро- вых рубашек для выдерживания железобетонных балок Рис. 60. Схема устройства паровой рубашки для обогрева бетонных и железобетонных балок /—гибкий шланг; 2—утепленные щиты 7—гибкий шланг; 2—утепленные щиты; 3—толь; -/—опилки -Рис. 61. Схема устройства паровых рубашек для обогрева железобетон- ных балок /—гибкий шланг; 2—утепленные ~ щиты; 3—толь; 4— опилки
Рис. 62. Схема устройства паровых рубашек для обогрева железобетонных балок и прогонов /—гибкий шланг; 2—утепленные щиты; 3— толь; 4— опилки; 5—деревянные щиты ных ребристых перекрытий /—гибкий шланг; 2—утепленные щиты; 3—подкладки; 4—настил из досок; 5- толь; 6—опилки; 7—температурные скважины 105
Рис. 64. Схема устройства паровых рубашек для обогрева железобетонных перекрытий по металлическим балкам 1—гибкий шланг; 2—утепленные щиты; 3—настил из досок 2,5X18 см; 4—толь; 5—опилки Рис. 65. Типы щитов для устройства паровых рубашек /—толь; 2-толь между досками; 3— фанера;4—утеплитель; 5—доски 106
g” . 1) Подбор условий выдерживания бетона Выбор условий, обеспечивающих обогрев бетона в рубашках или теп- * «яках, сводится к установлению: ( г уровня температуры -греющей среды* /гр,с и длительности обогрева; > । конструкции ограждений плоского тепляка или паровой рубашки; 5 пикового и полного расхода теплоносителя на единицу объёма вы- тверживаемого бетона. Исходными данными для подбора условий обогрева бетонных конструк- 7 ций являются: ’ конфигурация и размеры выдерживаемого элемента и конструкция ’ его опалубки; ’ относительная прочность бетона к концу выдерживания ^к; срок выдерживания, допускаемый календарным планом работ; ' ассортимент располагаемых площадкой цементов и утеплителей. Описываемый ниже способ расчета применяется, если: модулЬ поверх- ности выдерживаемой конструкции не ниже 5; экзотермические свойства применяемого цемента не выше соответствующих портландскому цементу марки 400; удельный расход цемента Ц не выше 250 кг/м^\ Нарастание прочности бетона в период его остывания после выключе- ния обогрева и влияние экзотермического тепловыделения цемента в рас- чете jie учитываются. При расчете принимается, что температура греющей 1 среды frp,с и наружного воздуха /н.в постоянны в течение всего срока обогрева Z. । Расчет производится в нижеуказанной последовательности: 1) . выбирают, сообразуясь с заданием, длительность выдерживания Z и вид цемента; ( 2) определяют по графику величину средней температуры бетона /б ср, исходя из заданного значения т]к и» выбранного Z; 3) определяют коэффициент теплопередачи Кб от греющей среды к . обогреваемым поверхностям бетона или к его опалубке; если бетон в пределах зоны обогрева полностью заключен в опалубку (например, про- грев колонны), то значение Кб определяют по формуле: при парообогреве , = А Ang , g г ккал/м* час град-, ' (37) VjUUO 4-0,0/ *1оп .при обогреве горячим воздухом 1 Кб = л л ; , с ст —ккал1м2 часград, ' (38) U,vo 4- 0,0/ *1оп где ЛОп — толщина опалубки в м. Подсчитанные для трех различных толщин опалубки значения Кб ' приведены в табл. 59. Таблица 59 коэффициент теплопередачи Кб опалубки, при внешнем обогреве бетона ' Значение Кб Толщина опалубки в мм 25 40 50 При паропрогреве .... 5,80 3,70 2,95 При воздухообогреве^. . . 3,15 2,40 2,05 Для открытых поверхностей бетона, непосредственно омываемых теп- лоносителем, можно принимать: 107
при паропрогреве Кб « 200, при воздухообогреве v Я Кб = 20, -1 При прогреве бетонных конструкций в плоских тепляках тепловосприя- ! тие отдельных граней конструкций зависит от их размеров F и коэффициента теплопередачи, т. е. пропорционально величине: + K^F^-y . . . "* ------------------ккал/м2 час град\ где Уб —общий объем бетона; \ Fi, Ft — площади отдельных граней; К б > К"б — коэффициенты теплопередачи каждой грани. „ F, +2 Так как величины-^— , соответствуют значениям модулей поверх- ности отдельных граней, то приведенное выше выражение примет вид: . кбмп=(м;+<х' (а>: Таким образом, только в случае одинаковых теплоограждений всех граней допустима обобщенная формула: ' ( F1 + • Кб ) = Кб мп. (6) \ Уб . / При различном характере теплоограждений нужно пользоваться форму-, лой (а). Так, например, при паропрогреве железобетонного прогона сечением h X b = 40 X 25 см, заключенного в опалубку, состоящую -из боковых щитов 25 мм и днища 40 мм, ^значения Кб и будут: для боковых граней 0,4+0 4 Кб = 5>80; Мп = о'^о+ = 8,О; ДЛЯ днища п „ 0,25 1 Кб=3,7; Л4п'=о+олб=2,5; (открытой) грани „Ш _ _ _ я .Ш 0,25 Кл = 200; М„ = ------5-— =2,5. 0 " 0,25-0,40 Следовательно, в данном случае необходимая величина Кб^п будет равна: ’ к'б М„ + Кб М„.+ Кб м”' = 5,8 • 8,0 4-3,7 • 2,5 + 200 .2,5 = 555,65. При паропрогреве колонны того же сечения, заключенной в опалубку толщиной 25 мм: для верхней К ^r- м 2<Л + 6) 2(0,40 + 0,25) 6 ’’ п hb 0,40-0,25 Кб 5,8 • 13,0 = 75,4; 1 4) определяют величины Ai по формулам: Ai—боГ или л,= --------- ~ 600 108
f- л кб4 Формула А1 = —применяется в случае однообразных ограждений ' всех обогреваемых поверхностей бетона, например, для рассмотренного случая ; ' ' „ к; < + < х +... парообюгрева колонны, а формула Ai =-------—-------—---------в случае 600 разнохарактерных ограждений, например, для приведенных данных при ,парообогреве пригона; 5) определяют в соответствии с установленными выше величинами Ai и Z значение х: x~AiZ 1 — у • и по графику рис. 47, 48 величину у, а затем и yQ=—-—. А^ • Остается определить начальную температуру бетона и температуру /греющей среды /гр.с« Расчет может быть произведен по одному из следующих вариантов. ( Первый вариант. Задаются значением температуры бетона в на- г чале прогрева te н (обычно принимают ^б-н — 5°) и определяют соответст- k вующее значение температуры греющей среды: I Z / _ ~~ Уо ^б.н /QQ\ I Ггр.с — 7 • (О») ь Уо ' Второй вариант. Задаются уровнем температуры греющей среды ^гр.с и устанавливают соответствующее значение начальной температуры бетона: Z^cp +/гр.с (Уо ~ Z) Гб. н — ' • Уо Температура греющей среды не должна превосходить следующих пре* делов: при парообогреве 70°; при воздухообогреве 60°. Для выдерживания бетона в тонких конструкциях (плиты без ребер, перегородки и т. п.) рубашка, или плоский тепляк, устраивается с одной стороны конструкций (рис. 57), а другая сторона утепляется так же, как и при термосном выдерживании. В этом случае расчет производят, следующим образом: а) устанавливают перечисленные исходные условия; б) устанавливают конструкцию теплоограждения рубашки для про- грева одной стороны и утепления опалубки противоположной стороны бе- тона; после этого определяют значения коэффициента теплопередачи от греющей среды к бетону Кб (по расчету или по данным табл. 59) и от бе- тона к наружному воздуху Кут по правилам, изложенным в гл. III (см. табл. 36); в) определяют модуль поверхности обогреваемой бетонной стенки илй плиты по формуле: л*п = -~, ' : ®0 I где do-—толщина бетона в м; г) определяют величину Aj: , . _ (Kg + Кут) Мп. 1 “ 600 ; д) выбирают уровень температуры греющей среды /гр.с (не выше 70* при парообогреве и 60° — при воздухообогреве) и определяют величину: _ Кб ^Гр.С + Кут ^н.в •°" кб + кут ; е) выбирают в заданных пределах значение длительности выдержи- вания и после выбора вида цемента в соответствии с заданным значе- 109
нием т]к по графикам рис. 44, 45 и 46 определяют значение средней^! температуры бетона ^б-ср; $ ж) в соответствии со значениями Ai и Z определяют x = AiZ и графику рис. 47 и 48—у, а затем величину г/0= ——— ; • ? ч । А ' з) устанавливают значение начальной температуры бетона: , ^б.ср2+^о(Уо 2) с *б.н =----------------. 1 ; Уо . Если полученная величина /б.н оказывается излишне высокой или/’ меньше 5°, производят перерасчет, изменяя величины /гр.с , Z и ?б.ср. 2) Определение теплозатрат Расходуемая в течение всего срока выдерживания бетона теплота за; - трачивается на: а) разогрев бетона от начальной температуры £б.н до конечной * (через Z часов): х Qi = 600 (Zg.к — ^б.н) ккал! м3, так как температура £б»к обычно мало отличается от температуры грею- щей среды /гр с» то можно принимать: Q1 = 600 (/гр.с — *б.н) ккал/м3; (41) - б) прогрев опалубки и ограждений тепляка или рубашки Q2: Q2 = 30 Мп (/гр,.с — £н.в + 30) к$ал/м3\ (42) х в) потери в окружающий воздух через стенки рубашки ^или тепляка (?з, зависящие от длительности обогрева Z, суммарной площади наружной поверхности рубашки F, от величины перепада температур (^гр.с — £н.в ) и от коэффициента теплопередачи ограждения рубашки Кр. В связи с тем, что стенки рубашки, ограждающие различные грани обогреваемого элемента, не всегда одинаковы по конструкции и, следова- тельно, могут иметь различные коэффициенты теплопередачи, при вычисле- нии теплопотерь через стенки ограждения могут встретиться два случая. а) Первый случай—коэффициент теплопередачи всех граней огражде- ния одинаков: Q3 = Z Кр /Лр (t гр.с—’ Лт.в) ккал/м3, (43) где Z — длительность обогрева в часах; Кр — коэффициент теплопередачи ограждений; (3 Ко = а------------------ккал!м* час град; а,+ т~+ + ‘ ‘ ’ Ai Ao A3 ₽ — поправочный коэффициент (см. главу III); а — коэффициент, числовое значение которого при паропрогреве можно принимать равным 0,07, при воздухообогреве—0,20; «ь h3— толщина отдельных слоев ограждения в м; Xi, Х2, — коэффициент теплопроводности материалов отдельных слоев ограждения (значения X — см. табл. 33); Л4р—поверхность ограждений, приходящаяся на 1 м3 выдержи- ваемого бетона, в м2; для приближенного определения можно пользоваться формулами: для колонн и отдельных бал'ок Мр = 2 Мп •> (45) для перекрытий, стен и сводов при двустороннем обогреве 1 2 л.Р = -; - «6). 110
(47) Для перекрытий, стен и сводов при одностороннем обогреве М^Т' чо do — толщина в м наиболее тонкого элемента прогреваемой конструк- ции (например, плиты в ребристом перекрытии); /гр.с — температура греющей среды. б) Второй случай—теплоограждения рубашки или тепляка имеют раз- личное теплосопротивление. 1 В этом случае тенлопотери в воздух — Q3 — определяются по формуле: Q3 = Z (/гр.с - *н.в) (Кр' Alp' + Кр" Л4р" + .. •) ккал]м\ (48) Для определения теплопотерь через стенки ограждения необходимо вы- числить значения и Мр каждой стенки. Для определения Мр необходимо иметь чертежи конструкции ограждений; величины Кр для каждого случая определяются по формуле (44). Пример; Стенки паровой рубашки для обогрева железобетонного про- гона, сечением 40X25 см расположены от всех плоскостей бетона на оди- наковом расстоянии а = 15 см\ боковые стенки сделаны из деревянных щитов толщиной h = 0,02 м, утеплены соломитом (h2 = 0,05 м) и толем, верх — из таких же щитов со слоем опилок (/г3 = 0,12 м), покрытых то- лем, низ —- из деревянных неутепленных двуслойных щитов с прокладкой толя, общей ^толщиной h4 = 0,045 м. Определяем . для Кр и Мр: верха ' 1,6 ---------------- =0,94 ккал/м2 час град; 0,07+ — + — 0,15 0,08 0,25 + 2 . 0,15 Мр = —\ = 5,5 м21м*; р 0,25-0,40 1 ’ для боков 1 6 Х"п =-----------1----------=1,19 ккал1м* час град; ₽ 0.04 0.05 0 07 + + ,г ’ 0,15 0,05 „ 0,40 + 2-0.15 л Д4 = ----------------= 7,0 м2 м3; Р * 0,25 • 0,40 1 для низа ч . 16 к'" _-------»---= 4,32 ккал1м2 час град; АР ~ 0,045 ' 0,07 + —-- ' V ,0,15 0,25 + 2- 0,15 . ал ==--------------= 5,5 м2 м3; , Мр q,25.0,40 ’ 1 (К'р мр + К’рм’р+ , = 0,94.5,5 - 2- 1 + 1,19 - 7,0 + 4,32 . 5,5 = 37,26. Потребный расход тепла в течение' срока выдерживания Z на тона определяется по формуле; Qo = Qi + Q2 + Оз ккал/м*. 1 бе- (49) 111
Рис. 66. Вспомогательный график для расчета длительности остывания бетона Z без учета экзотермии цемента х 2.3Л4 Основная расчетная формула—7=— -час, лл 1 ^б.к ^н.в где M=\gm; т = —-----— * бж *н.в А--^- Л1~ 600 /(—коэффициент теплопередачи ограждений бетона; ^п— модуль поверхности; /н.в—температура наружного воз- духа; ^б»к— температура бетона в начале остывания; {"б-к— температура бетона в конце остывания; 1g—десятичный логарифм Максимальная (пико- вая) теплозатрата в 1 час. будет равна: Qq Qn ккал/м.3 (50) В случае применения пара для обогрева бетона потребное количество пара на 1 м3 бетона определяют приближенно по формуле: Ло = 0,002 Qq кг на 1 м3 бе- тона. (51) Соответствующую мак- симальную часовую потреб- ность в паре на 1 м3 бето- на можно - определить по формуле: Лп—0,002Qn кг пара в час на Ai3 бетона, (52) Пример. Определить условия выдерживания ре- бристого ' железобетонного перекрытия путем обогрева паром при следующих ис- ходных данных: относительная проч- ность бетона в конце вы- держивания Т) =70%/?28>’ расчетное значение тем- пературы наружного возду- ха 20°; срок выдерживания Z< 3 суток; бетон на шлакопорт- ландском цементе марки 400; конструкция перекрытия: плита толщиной d0=8 см\ балки сечением 20X40 см; расстояния между бал- ками а=2 м\ опалубка толщиной hQn = = 25 мм; конструкция теплоограждений рубашки: верх из деревянных (20 мм) щитов с 12-сш слоем опилок^ покрытых толем; низ — из деревянных двойных щитов толщиной 45 мм с проклад- кой толя. Решение. Задаемся длительностью обогрева Z = 48 час.; при этом согласно графику (рис. 46) для 7] = 70% требуется уровень средней температуры бетона /ср 51°. При толщине опалубки 25 мм согласно табл. 59 Кб == 5,8. » Расчет выдерживания должен быть приведен в данном случае приме- нительно к балке как элементу более массивному и цоэтому прогреваю- щемуся медленнее, чем плита. Модуль поверхности балки (если прене- бречь частью входящей в объем плиты): Г12
мп = 2 • (Q,40 —0,08)+ 0,20 • (0,40 — 0,08) 0,20 = 13’1; , К Мл 5,8 • 13,1 А1 ~ 600 - 600 ’ °’ 26; х = Z Ai = 48 • '0,126 = 6,1; y-i = 0,003 (по графику рис. 48); х 1—у' 1—0,003 „„ Уо== А ~ 0,126 - ’ Принимаем А.н = 5°; тогда согласно формуле (39): , Z^cp-^бн 48.51-7,9-5 гр'с Z — у0 = 48-7,9 * 60 ' Значение коэффициентов теплопередачи ограждений паровой рубаш- ки было установлено в разобранных примерах; имеем: ' для верха Кр = 0,94 ккал/м2 час град\ для низа К"р = 4,32. Расчет теплопотерь ведется соответственно модулю поверхности плиты: Л4П = = 12,5,0; Мр = Мп = 12,5. uq U,ио Определяем температуру бетона в конце прогрева: ^'б.к = ^б.н У1 + frp.c (1 —yj = 5-0,003 4- 60-0,997 « 60°. Определяем длительность остывания от = 00° до t"a,K = 5°; *6.К-<И.В 60+20 Q , (Яр+^р)А4п _ т = 7~~Г = ^ = 3’2;Л1=--------------------- -П *б.к гн В 1 _ (0,94 + 4,32)-12,5 _ Q j ! 600 ” ’ Согласно графику (рис. 66) найденному значению т соответствует М = 0,505; при этом Определяем теплозатраты: Qi = 600 (/гр.с — /б.н) = 600 (60 -г 5) = 33 000 ккал/м*', Q2 = 30 Мп (Zrp.c — *н.в + 30) = 30-12,5 (60 + 20 + 30) - 41 200 ккал/м^ Q3 = ZMp (Кр + К”) (Ар с-^н.в) = 48 • 12,5 (0,94 + 4,32) X X (60 + 20) = 252 500 ккал1м^, Q = Qi + Qs + Qi = 33000 + 41 200 + 252 500 327 000 ккал/м^; О0 327 000 Qn = — = ——— = 6 800 ккал/час м3. 8 Зак. 1261 113
3) Определение размеров и схемы сети при прогреве бетона Ц в паровых рубашках «я Для расчета схемы и. параметров пароразводящей сети для обогрева | бетонных конструкций паром необходимо предварительно установить: 4 количество, бетона, укладываемого в смену в кубических метрах; J время, требуемое для сборки ограждений паровой рубашки и присое- динения ее к основной паровой магистрали, а также время на перенос ог- | раждения с одной захватки на другую (монтаж и демонтаж); ' 3 давление пара, используемого для обогрева; - полный юбъем бетона в конструкциях, подлежащих выдерживанию; _ число смен в сутки. ' На основании этих данных и результатов предварительных вычислений составляют график укладки бетона и определяют число сменных захваток, прогреваемых одновременно, и вычисляют максимальные часовые потреб- $ ности тепла для обогрева одной сменной захватки, для чего используются полученные по формулам значения Qn и Лп • • Для примера используем полученные выше данные по прогреву реб- ристого перекрытця. Пусть при этом объем бетона, укладываемого в сме- ну VCM == 15 Л23; так как в данном случае объем бетона на участке пере- крытия , (в плане) 2 • 1 = 2 м2: ‘ ; |/'б = 2,0-1,0-0,08 + 1,0-0,25-0,32 = 0,24 м3 . i или на 1 м2 площади перекрытия 1 > 0.24 , i V6= J—. = 0,12 ж®. 1 • « Площадь захватки: р У™. 125 ai2 см V6 0,12 Пусть в данном случае размеры захватки 6,25X20 м й балки распо- ложены вдоль короткой «стороны ее; выбираем для патрубка, вводящего пар непосредственно в нижнюю полость паровой руба'шки, трубы диаметром t3//'. Пусть давление пара р=1,6 ат. Из уравнения, связывающего пиковый " расход пара с сечением' трубы и имеющего в данном случае вид: где п — количество патрубков;', f — живое сечение трубы в м2; w — скорость пара, равная 15—30 7 — вес 1 м3 пара при давлении п, выбрав w = 17 м/сек и имея f = 0,00037 м/сек; р в кг/м3 (см. табл. 60). Определяем Дп = 0,002 17см 7 = 0; 899 -кг/м3, 204 Qn = 0,002 -15-6 800 = 204 кг/час-. ------------------------ « 10 шт. 0,00037-17-0,899-3600 принять установку двух патрубков 'под днищем Следовательно, можно балки через пролет. Для трубы, питающей патрубки, примем • диаметр’ 272" (f = 0,00363 м2), при этом скорость пара: А w =----------=-----------------------^18 м I сек. /7-3 600 0,00363-0,899-3600 1 * 204 п = Такое же сечение должен иметь стояк, подводящий jiap к верхней .разводящей трубе от основной магистрали, питающей все захватки укла- дываемого бетона; так как единовременно питаются паром четыре захватки, 114
f ;то, выбрав для магистральной трубы диаметр 4", проверяем скорость пара f/(d=113 мм, /=0,0103 м2)‘. - 4-204 ' w = ------— = ——---------------- 25 м сек. Д.3600 0,0103-0,899-3600 Теплофизические параметры водяного пара на линии насыщения и физи- ческие параметры сухого воздуха приводятся в'табл. 60 и 6L 2. Выдерживание бетона в капиллярной опалубке системы А. А. Вацуро Обогрев выдерживаемого бетона можно производить по способу, пред- ложенному А. А. Вацуро, в опалубке специального устройства. Для про- 4 пуска цара в щитах опалубки со стороны, прилегающей к бетону, выби- ваются продольные желоба или пазы («капилляры») глубиной примерно 1 4/s толщины доски опалубки и шириной 30—50 мщ. Желоба 'делаются путем скашивания кромок досок щита до цх сборщ!. Во избежание зате- кания раствора в канал его открытая, обращенная к бетону сторона пе- " *рекрывается полосками кровельной стали или фанеры, тщательно приши- ваемыми к доскам опалубки. При сборке щита доски должны быть плот- но пригнаны друг к другу во избежание утечки пара через стыки. Для впуска пара в начале каждого канала высверливают отверстия площадью, *' равной поперечному сечению канала. В местах выхода отверстий на на- ружную поверхность щита устанавливают паровпускные коробки, присое- диняемые к пароразводящей сети. •5 Т а б л и ц а 60 Теплофизические параметры водяного пара на линии насыщения р t I i' 1" Фисп 1 0 1,1 1 2 99 1 0,579 99,1 - 638,9 539,8 101 8 0,633 101,8 639,9 538,1 104,2 - 0,687 104,3 640,8 536,5 Гз 106,6 0,740 106,7 641,7 535,0 1’4 108,7 0,793 1С8,8 642,5 533,7 1^5 1,6 111,0 0 846 ‘ 111,2 ' 643,4 532,7 112,7 0 899 112,9 644,0 531,1 1 1 8 ( 116,3 1’003 116,5 645,3 528,8 2’0 . 119,6 1,107 119,9 646,5 • 526,6 2’2 2’4 122,6 1,211 ' 122,9 647,5 524,6 125,5 1,313 125,8 648,8 522,7 26 128,1 1 416 128,5 649,4 520,9 - 2’8 130,5 1,517 131 0 650,2 519,2 3 0 132,9 1,619 133,4 651,0 517,6 3 2 135,1 1,720 135,6 651,7 516,1 3’4 137,2 1,820 137,7 652,3 514,6 S З’б 139,3 1,921 139,8 653,0 513,2 3*8 4 0 .141,1 142,9 2,021 2,121 141,8 143,6 653,6 654,1 5Н,8 510,5 4’5 147,2 2 369 148,0 655,4 507,4 :• 5,'о 151,1 2,616 152,1 656,6 504,5 Обозначения. Р —давление в кг/см2; t _ температура насыщения в град', 4 7 —удельный объем,пара в кг/лг3; Zf—теплосодержание жидкости в ккал/кг; i"— теплосодержание пара в ккал/кг', (Эисп— теплота испарения в ккал’^г. 115
Таблица 61 Физические параметры для сухого воздуха при р = 1 кг/см2 t 1 • ср юох 100 а . 106 р. 10» Кв Рг —50 1,534 0,242 1,75' 4,73 1,49 9,54 0,726 —20 1,365 0,241 Г, 94 5,94 1,66 11,93 0,724 0 1,252 0,241 2,04 6,75 1,75 13,70 0,723 10 1,206 0,241 - 2; И 1 7,24’ -4,81 14,70 0,722 20 1,164 0,242 2,17 7,66 1,86 15,70 30 1,127 0,242 2,22 8,14 1,91 16,61 40 1,092 0,242 2 28 8,65 1,96 17,60 50 1,056 0,243 2,25 9,14 2 00 18,60 60 1,025 0,243 ’2 „41 9,65- 2,’05 19,60 70 0,996 0,243 2,46 10,18 2,08 20,45 80 0,968 0 244 2,52 10,65 2,14 21,70 90 0,942 0,’244 2,58 11,25 2,20 22,90 100 0,916 0,244 2,64 11,80 2,22 23,78 Обозначение, t — температура в град.; 7 — удельный вес в кг/м3; ср — удельная теплоемкость в ккал/кг; X — коэффициент теплопроводности ккал/м час град; а — коэффициент температуропроводности в м2/час; Р* — коэффициент вязкости в кг/сек м2; /Св — коэффициент кинематической вязкости в 'м2/сек; Рг — критерий Прандтля. Прошедший по каналу пар выпускается в атмосферу через отверстия, рассверленные на другом конце канала; образующийся .в канале конден- сат стекает в паровыпускную коробку, из 'которой периодически удаляет- ся через специальное отверстие, снабженное пробкой. Применение капиллярной опалубки рекомендуется техническими ус- ловиями только для обогрева вертикальных конструкций. Вследствие незначительной площади поперечного сечения каналов и значительного падения температуры пара с увеличением расстояния от впускного отверстия, максимальная -длина каналов ограничена — /=3,5 м. При обогреве конструкций высотой больше 3,5 м каналы разбивают на отсеки, снабжаемые отдельными паровпускными коробками’ и выпускными отверстиями, причем длина отсека не должна превышать указанного -предела. При обогреве выдерживаемой конструкции в капиллярной опалубке необходимо контролировать температуру бетона и следить за исправностью каналов, учитывая возможность образования в них пробок в результате затекания бетона или замерзания конденсата. Признаками исправной ра- боты опалубки служит непрерывный выход пара из выпускных отверстий, повышенная температура наружной поверхности щита вблизи каналов и влажная полоска вдоль канала (при неутепленных щитах). Образовавшиеся в канале пробки удаляют шурованием стальной проволокой. Основная задача подбора условий выдерживания бетона р капилляр- ной опалубке заключается в установлении длительности прогрева Z, не- обходимой для достижения заданной относительной прочности бетона ^к, , и в определении расхода пара на 1 м3 бетона: Лп (максимального часового) и Л общ (общего)—в течение срока прогрева Z. Исхрдными данными для расчета условий выдерживания бетона в капиллярной опалубке являются: конфигурация и размеры выдерживае- мого элемента; конструкция и размеры опалубки; вид цемента; заданная 116
г/ относительная прочность бетона к концу выдерживания %; температура на- р ружного воздуха ^н.в5 срок выдерживания, допускаемый календарным планом работ. Излагаемый ниже метод расчета выдерживания бетона в капиллярной L опалубке, разработанный лабораторией зимних psf6oT ВНИОМС, основы- 1г. вается на следующих допущениях. т Температура бетона в любой момент времени во всех точках выдер- , живаемого элемента принимается одинаковой. Температура греющей среды /гр.с и наружного воздуха /н в— постоянны / в течение всего срока обогрева Z. ; Расчет выдерживания производится в следующей последовательности. ’ 1.-Устанавливают число, площадь сечения и расположение капилляров, сообразуясь с конструкцией и размерами опалубки 2. Определяют: F модуль поверхности Мп = — , * * " ЛЛ Fк капиллярный модуль Мк = —, где FK — поверхность капилляров, прилегающая к бетону, в м2\ V — расчетный объем бетона в м3. Капиллярный модуль вычисляется по следующим формулам: для кол'онн и стоек прямоугольного сечения в плане Ь^Ьо^м) / для стен толщиной do (в.метрах). Мк = ^; ^0 здесь пк — число капилляров; Ьк — ширина одного капилляра в сечении, прилегающем к бетону, в м; обычно принимают: Ьк —-0,04 м при опалубке толщиной 25 мм и *6к=^0,06 м при опалубке толщиной 40 мм. , 3. Вычисляют температуру пара в капилляре учитывая влияние, дли- ны капилляра 1К, по формуле: tK = 100- 2,5 1\ причем I <3,5 м. 4. Коэффициент теплопередачи от пара 'капилляра к бетону через пе- рекрывающую стенку капилляра принимают: при перекрытии капилляров кровельной сталью Кк.б — 60 ккал/м2/час град; при перекрытии капилляров фанерой Кк.б=25 ккал/м2 час град. 5. Коэффициент теплопередачи от пара к наружному воздуху Кк<в принимают: при неутепленной опалубке Кк.в = 10 ккал!м2 час; при утепленной опалубке Кк.в= ккал/м2 час град, 0,22+/?ут где /?уТ — коэффициент теплосопротивления утеплителя опалубки (вычис- ляется по формуле): Р —1hS- Лут — . > ЛуТ Хут— коэффициент теплопередачи материала утеплителя в ккал/м час град; hyj — толщина утеплителя в м; 0 — поправочный коэффициент (значения ₽ приведены в табл. 35). 117
6. Коэффициент теплопередачи от бетона к наружному воздуху через опалубку Коп принимают: при неутепленной опалубке толщиной 25 мм Коп = 5,5 ккал/м2 час град; ‘ * при неутепленной опалубке толщиной 40 мм КОп = 4,0 ккал/м2 час град. Значение Коп при утепленной опалубке определяют по формуле (24) или (25). . 1 ' 7. Определяют необходимые для дальнейшего- расчета величины Л1 и to по формулам: Л Кк.б ^оп (Мп Мк) Л1=-----------ттт-------->— , (53) 1 600 v 1 to = 4 + 4в — (— -1 К Кк.б UK 1 I ^°п /Л Кк.б\Мк / величину у—е , где x=A\Z по графикам (рис. 47, 48) или ным таблицам. 8. Вычисляют значение температуры бетона /б в любой мени Z после начала прогрева: (54) по специаль-к момент вре- *б = М1'~У)- (55) 9. Выбрав срок выдерживания бетона Z, учитывая календарный план работ, вычисляют значение средней температуры бетона за этот срок: ^б.ср= А 7 ) • (56) Так как длительность прогрева Z до получения относительной проч- ности бетона = 50% К28 составляет обычно не менее 24 час., .то в ря- де случаев величиной у оказывается возможным пренебречь вследствие ее малой величины и определять значение /б.ср с достаточной для практики точностью" по приближенной формуле: z 'б.ср = 4(1-тН (57) или, задавшись значение^ ^б.ср, определять величину Z, необходимую для получения требуемой относительной прочности бетона , преобразовав фор- мулу (57) к виду: Z = -----------. (58) А(^о —А>.ср) 10. Определяют потребный для обогрева 1 м3 бетона расход теплрты: общий в течение всего срока выдерживания Z по формуле: Qo = (1“Ьф) ^о+20[Коп (Мл Мк) (^б-ср ^н.в)+Кк.вМк (/к ^н)]х ккал/м3, (59) где ф» “ 0,10 -5- 1,25; с0 = 600; , максимальный часовой по формуле: Оп = со (*1 Ут) (1 +мр) + Коп (Мп — Мс) (/0 ^н.в) + + Кк.в Мк (tK — ^.^ккал/м3 час, (60) 118
гдеут=е з; значение ут определяют по графику (рис. 47, 48), принимая x = Aj, Максимальный часовой расход теплоты приходится -на первый час на- грева. ' , Определение соответствующей величины Ло и Ап паропотребности производится по формулам (51) и (52). Подсчитанные по формулам (59) и (60) значения Qo и Qn соответ- ствуют идеальному случаю полного (без .потерь) использования всего ко- личества теплоты. В реальных условиях неизбежны потери теплоты с па- ром, выходящим через концевые отверстия в капиллярах; кроме того, про- исходит. утечка пара через возможные неплотности стыков досок опалуб- ки вдоль капилляров и в местах примыкания паровпускной коробки к щиту; поэтому в полученные значения расхода теплоты необходимо ввести поправку. Непроизводительные потери теплоты ориентировочно оцениваются в 25—50% от количества теплоты, необходимой согласно расчету. Пример. Рассчитать условия выдерживания кЬлонны сечением 50Х Х50 см, высотой Я=6 м в капиллярной опалубке, до приобретения бе- тоном относительной прочности =50 %/?28. Бетсон — на шлакопортландском цементе. Опалубка — толщиной 25 мм — нёутешщнная. Температура на- ружного воздуха t и. в = —25°. Принимаем число капилляров пк — 8 с перекрытием их кровельной сталью; ширина капилляра при опалубке толщиной 25 мм 6К =0,04 м. Определяем: 4 = 8,0; Мк и,О -8-0,04 0,5-0,5 = 1,28; Мп-/Ик = 6,72; — = 6,25; 47—1 = 5,25; Мк Мк Чк= 100-0,5-6,0-2,5= 92° (ввиду большой Принимая: высоты колонны капилляры разбиты на два отсека). Коп = 5,5: 7(к.б = 6О;§^ = 0,09, Ак.б . ( определяем? , 60-1,28 + 5,5-6,72 Д = — ® 0,19, 1 600 ' - 92-25-0,09-5,25 to = ? :~ 54°. 1+0,09-5,25 Выбираем длительность срока прогрева Zo = 36 час. Так как при х = Д1 Z = 0,19 • 36 6,8, значение у = 0,001 (по графику рис. 48),. очевидно, величину у в расчете можно не учитывать 'и среднюю температуру бетона ^б.ср определять по приближенной формуле (57): / 1 со — '54 I 1 — р \ 0,19-36, 119
Проверка по графику зависимости прочности бетойа от срокам и тем- пературы выдерживания (рис. 46) показывает, что выбранный срок вы- держивания Z = 36 час. при ^б.ср = 46° обеспечивает приобретение бето- ном колонны относительной -прочности 5б%/?28. Определяем потребный расход теплоты на 1 м3 бетона. Принимаем- < Кк.в=10; Cq = 600; <|> = 0,15. 1. Общий расход теплоты в течение срока выдерживанйя Zo = 36 час: Qo = 1,15-600-54 + 36 [5,5.6,72(46 + 25) + 10-1,28(92 + 25)] = = 37 260 + 148 400 » 185 700 ккал1м3. 2. Максимальный часовой расход теплоты: Qn = 54 • 0,17600 И,15 + 5,5 . 6,72(46 + 25) + + 10 . 1,28(92 + 25) » 10500 ккал/м3 час; —-А. —0,19 _ , _ 1 ут = е 1 = е — 0,83; 1— ут =0,17. з Определяем потребность в паре на 1 лс5 бетона, приняв поправочный коэффициент, учитывающий непроизводительные потери теплоты р- = 1,33; а) паропотребность за весь срок прогрева: Ло = 0,002 |xQ0 = 0,002.1,33.185700 » 495 кг/м3; б) максимальный часовой расход пара: Лп = 0,02 piQn = 0,002-1,33-10 500 » 28 кг/м3 час. Глава V ЭЛЕКТРОПРОГРЕВ БЕТОНА 1. Основные положения Электропрогрев бетонных конструкций обычно применяется тогда, когда выдерживание бетона способом термоса не обеспечивает приобретение бето- ном заданной относительной прочности к концу установленного срока выдер- живания, а также при необходимости получения необходимой прочности бе- тона в короткий срок. Метод электропрогрева бетона основан на преобразовании электрической энергии в тепловую при прохождении по проводнику электрического тока. Электропрогрев бетона мр?кно осуществлять: а) пропусканием то^а непосредственно через s уложенный в конструкции бетон с применением металлических электродов; б) электрическими нагревательными приборами (печами сопротивления); в) при помощи термоактивной опалубки или термоактивного слоя опилок. При электродном методе прогрев конструкций’ производится за счет вы- деления тепла непосредственно в тело бетона путем его включения в элек- трическую цепь, а при применении нагревательных приборов, термоактивной опалубки и термоактивного чслоя опилок — за счет передачи тепла бетону от нагрева промежуточной среды. В качестве нагреваемой промежуточной среды могут быть использованы воздух, вода, влажные опилки, а также гр&ощие элементы в- виде твердых 120
тел, закладываемых в бетон (электроцилиндры Богатырева, электроштык» НИЛЭС). Наиболее широкое распространение получили электродный способ про* грева бетона и прогрев бетонных конструкций через нагреваемый электропе- чами воздух. 2. Электродный прогрев бетона Время выдерживания бетона при ' электродром прогреве может быть разбито на три периода, различающиеся характеристикой теплового режима: 1) период разогрева Zi характеризуется плавным повышением темпера- туры бетона от начальной ^б.н до максимальной расчетной гр; 2) период изотермического выдерживания Z2 характеризуется постоянст- вом температуры бетона /р; 3) период термосного выдерживания Z3 характеризуется постепенным 4 снижением температуры бетона от максимальной, достигнутой к концу перио- да разогрева /р, до конечной ^б.к, при которой начинается его замерзание. Длительность каждого из указанных периодов определяется предвари- тельным теплотехническим расчетом. 1) Расчет температурных режимов при электропрогреве бетона Расчет производится на основании таких же исходных данных, как и при прочих способах выдерживания бетона. Влияние термосного периода на рост прочности бетона при электродном прогреве имеет практическое значение только при массивности конструкций Мп< 8 или применении утепленной опа- лубки. Однако последняя, в связи с ее отнссительно высокой стоимостью и конструктивной сложностью, применяется сравнительно редко, особенно при бетонировании конструкций с большим модулем поверхности. При бетониро- вании1 конструкций в обычной опалубке с модулем поверхности, более 8 вли- яние термосного периода не учитывается и расчет производится на основе требования обеспечения заданной конечной прочности бетона исключительно за счет электропрогрева. С другой стороны, может иметь место такое сочетание основных влияю- щих факторов (массивность, теплоизоляция и метеорологические условия), - при которых может оказаться достаточным разогрев бетона до определенной температуры и последующее термосное выдерживание бетона — электротер- мос (см. рисунок 81,а). / Наконец, могут встретиться случаи, при которых представляется целесо- образным учитывать все три периода: разогрев, изотермическое и термосное выдерживание. В результате расчетов должен быть выбран наиболее целесообразный режим выдерживания бетона, а также установлен характер утепления, об- щий и максимальный расход электроэнергии на прогрев 1 м3 бетона, опре- делены размеры суточного захвата прогрева и необходимое электрооборудо- вание для его осуществления. Кроме того, для возможности последующего контроля за режимом выдерживания должен быть построен температурный график. Определение температурных режимов производится с учетом следующих требований: начальная температура бетона ^б.н назначается «де ниже 5°; температура бетона в конце разогрева /р должна быть не выше значе- ний, указанных в табл. 62. Скорость нарастания температуры бетона в период разогрева не должна превышать 5° в 1 час в массивных конструкциях (с Мп <6) и 8* в 1 час в обычных конструкциях (с МП‘>6). 121
Таблица 62 Предельно допускаемая температура бетона в зависимости от вида и марки цемента И значения Мп Вид цемента Марка Предельная температура в град, при Л4П меньше 10 равном 10-15 больше 15 Шлакопортландский . . 300 80 60 40 Пуццолановый порт- ландский 300 80 60 45 Портландский 300—400 70 50 45 » 50б 40 40 35 ' Температура бетона в конце термосного периода t б. к должна быть не ниже 4°. , При определении коэффициентов теплопередачи ограждения бетона # следует пользоваться нижеприведенными формулами, учитывающими установ- ленные опытом особенности теплосопротивления термоизоляции в условиях электродного прогрева: а) в случае неутепленной опалубки толщиной Лоп в м: 1 К = 7----~-----ккал/м2 час град} 0,05+ЮАОП 1 и (61) б) в случае опалубки, покрытой слоем утеплителя толщиной /гут в К =--------------------ккал[м2 час град; (62) 0,05+10ЛОп+0,7—- Ь , АуТ в) в случае, если, кроме опалубки, имеется наружная деревянная обшив- ка толщиной Лд в м и промежуточная засыпка толщиной Лут, то: К =-------------------------— ккал/м2 час град; (63) 0,05+10(йоп + 0,5Лд) + ! АУТ г) в случае, если ограждение состоит только из рыхлого утеплителя, уложенного по открытой поверхности бетона (например, засыпка опилками поверхности железобетонного перекрытия): К — -------------ккал/м2 час град, (64) 0,05+0,8^ Аут Значения коэффициента теплопроводности 1 берутся из табл. 33 и 34. При учете влияния тёрмосного периода при применении цементов марки не выше 400 экзотермия цемента обычно в расчет не включается (за исклю- чением случаев применения электротермоса). При назначении прочности бетона ^к, требуемой к концу его выдержива- ния, следует учитывать, что нарастание прочности бетона после ,50%7?28 про- текает крайне медленно. Поэтому назначение iqK >50%/?28 влечет за собой значительное повышение сроков прогрева, возрастание расхода электро- энергии и снижение оборачиваемости .электрооборудования. В связи с этим, в 122.
большинстве случаев, при необходимости доведения бетона до прочности, пре- - ‘вышающей 50%/?28, оказывается более целесообразным переход на повышец- ную против проектной марку бетона. Режим выдерживания бетона при электродном прогреве-имеет несколько X ' стадий. Поэтому расчет .температурных графиков проще всего может быть -•>, < осуществлен по способу эквивалентных сроков. * После выбора режима электропрогрева и определения £б.н, Мп - и К производится следующий расчёт. ? Определяют длительность периода разогрева: Гу ^б.Н . , Z1=__—час. . ' , Определяют среднюю температуру бетона в период разогрева: . ^р “Ь ^б.н 1 б.ср= „ Устанавливают по данным лабораторных испытаний или при отсутствии таковых по ориентировочным графикам ТУ (см. рис. 44, 45, 46) длительность выдерживания бетона Zz0 (час.) до заданной прочности т]к при /=15°. При комбинации- электропрогрева бетона с термосным выдерживанием определяют (пренебрегая учетом экзотергмии) длительность остывания бето- на от / рдо /б.к по формуле: / Z3 = — 1g —----------час, А ^б.К 41. в где 1 • 600 ’ й среднюю температуру бетона за этот период: где ”. 1—У _х А) = (4> 4н»в)> -Уо == > у = е ; х = Z3; величину у находят по таблицам или графикам (рис 47, 48). По графикам (рис. 67) находят значения параметров эквивалентных сроков: Pi соответствует температуре ^б.ср,* Pz соответствует температуре Р3 соответствует температуре ^"ср- Определяют длительность изотермического периода: Если прогрев осуществляется без учета термосного периода, то При выдерживании бетона по способу электротермоса расчет охлажде- ния производят без учета влияния периода разогрева по способу расчета обычного термосного' выдерживания. 2) Определение максимальной мощности и общего расхода электроэнергии Часовой расход электроэнергии в период разогрева бетона больше, чем в период его изотермического прогрева, так как он складывается из тепловой 123
Рис. 67. Параметры эквивалентных -сроков выдерживания бетона на различны* цементах энергии, затрачиваемой на повышение температуры бетона соответственно заданному значению А/: , q = 600 М ккал/м3 час, и тепловой энергии, идущей на покрытие теплопотерь через ограждения х бетона в наружный воздух: ’ tz — <н.в) ккал/м^ час,. где tz—температура бетона в рассматриваемый момент разогрева; величина <1 постоянна в период разогрева, Тогда как величина q^ плавно воз- 124
растает по мере повышения iz и достигает _ наибольшего значения при^=гр. Для упрощения расчета потребной нй обогрев бетона электроэнергии ко- личество теплоты, затрачиваемой на прогрев материалов ограждения, и коли- чество теплоты, выделяемое цементом в результате химической реакции в периоды разогрева и изотермического подогрева, принимаются равными и, следовательно, не подлежащими учету. ‘ Максимальная мощность на разогрев 1 м3 бетона в 1 час определяется по формуле: D Vi + <h 600 М + КМп (tp — £н.в) = ;— квт-ч1м3- (65) В течение изотермического прогрева повышения температуры бетона нет (<71=0) и, следовательно,—потребная мощность для поддержания температу- ры в 1 м3 бетона в этот период определяется выражением: ' ==----------------квт-ч!м?. (66) Мощность эта постоянна для всего периода изотермического прогрева. Общий расход электроэнергии для обеспечения выбранного теплового ре-’ жима в течение всего срока прогрева определяется по формулам: а) при разогреве и изотермическом прогреве бетона Ро = сдл (600 (tp ^б.н) 4- КМП [(/б.ср — ^н.в) Zi 4- о04 4- (*р — *н.в) Z2]} квт-ч/м3} (67) б) при разогреве без изотермического прогрева 1 ' о — [600 (£р /б.н) КМП Zt (/б.ср *н.в)]. (68) Порядок расчета температурных графиков выдерживания бетона при электродном прогреве и соответствующих им значений максимальной мощ- ности и общей потребности в электроэнергии показан на следующих примерах. Пример. Требуется определить тепловой режим, максимальную мощность и общий расход электроэнергии в случае выдерживания 'железобетонной ко- лонны сечением 40X40 см при следующих исходных данных: заданная относительная прочность бетона к концу выдерживания: т]к = 5Со/о/?28; бетон на шлакопортландском цементе марки 300 с содержанием цемента на 1 бетона 240 кг; < расчетное значение температуры наружного воздуха ^н.в ~ 20°; опалубка — обычная из неутепленных щитов толщиной 25 мм. Расчет. Учитывая, что модуль поверхности конструкции больше 8 и применение йеутепленной опалубки, пренебрежена возрастанием прочности бетона в период его остывания (Z3=0) и будем вести расчет без учета влия- ния на рост прочности бетона периода остывания. Определяем модуль поверхности: 19К
z на основе *абл. 62 выбираем значения: температуры в конце разогрева Zp = 60°; скорости подъема температуры М = 7° в час. Определяем длительность периода разогрева, приняв значение начальной температуры бетона /б-н=4°: *Р~*б.н 60-4 -------=--------== 8 час. * М 7 и среднюю температуру бетона в период разогрева: ^б.н + tp 4 4- 60 Чср“ 2 ~ 2 ' , Определяем длительность выдерживания бетона до 50% R28 при /=15° (по графику рис. 46): 1 Zzo=9 суток=216 час. * По графикам (рис. 67) находим значения эквивалентных сроков при шла- копортландском цементе? ' для t = *б.ср = 32° А = 3,1;’ для t = tp = 60° P2==10,l. Следовательно: , 216-3,1-8 10,1 ..-«19час- Общая длительность прогрева: Zo = Zj -J- 22 = 8 4 19 = 27 час. Определяем коэффициент теплопередачи опалубки: К — 7ГТ----;---" 1 =3,3 ккал/м2 час град. 0,05 4- 10-0,025 ’ ' Р Определяем максимальную мощность в период изотермического прогрева. и расход электроэнергии: ’ максимальная мощность: -бОРД* 4-#Mi(^p-^.b) m 864 600 . 7 4- 3,3-10 (60 4- 20) ’ == ------------------------= 7,9 кет 1м3; • 864 * мощность в период изотермического прогрева: D WP-4.B) 3,3-10(60 4- 20) ' Рт = -------------- = ------------------ «3,1 кет м3, га 864 864 ’ ' ’ расход энергии: ч ~ 600 (tp ^б.н) + [(^б.СР ^Н.в) 21 4" (^Р "7“ ^в) 212] Го — = ' б) в) «64 600 (60 — 4) + 3,3 • 10 [(32 + 20) 8 + (60 + 20) 19] = -----------------------------------------:------« 113 квт-чм3. 864 ' 1 126
При изменении скорости нагрева kt максимальная мощность может быть снижена, однако общий расход энергии и длительность прогрева возрастают. Например, если в рассматриваемом случае принять Д/=4° в час, то: zi = —“ = 14 час; ^.ср = 60 4-4 — = 32°; Л = 3,1; Ра=10,1; „ 216-3,1 • 14 . Z2------------—------«17 час.; 600.4 + 3,3-10(60 + 20) ' Рт =------------—----------^5,9 квт/М^ 864 п 600(60- 4)+.3,3 . Ю [(32 + 20) 14 + (60 + 20) 17] Pq "==-----------------:——л----------------------120 квт-ч/м3; ' 864 Z'o= 14+17 = 31 час. Внесем следующие изменения в условия предыдущего примера. . , • Выдерживаемая конструкция — железобетонный прогон сечением ЗОХ Х60 см. ‘ Боковые щиты опалубки толщиной 25 мм утеплены войлоком толщиной 10 мм и слоем толя. Верхняя поверхность бетона покрыта толем и слоем опи- лок толщиной 10 см, днище толщиной. 50 мм не утеплено. Остальные исходные условия оставляем без изменения. Расчет. Так как в данном случае три грани выдерживаемого элемен- та сравнительно хорошо утеплены, пренебрегать возрастанием прочности бетона в период остывания не, следует. Определяем модуль*поверхности: 2 0,3 + 0,6 М„ - < = 10, , " 0,3-0,6 принимаем Д /=6° в час; t Р=65° и /б.н=5°. ) Определяем длительность периода разогрева Zi и значение средней тем- пературы-бетона в этот период ^б.ср: 65 — 5 65 + 5 1 _ Z, = —— = Ю час; ;б.ср = —- = ч5°. , О Устанавливаем значения коэффициентов теплопередачи грева): а) для ограждения верхней грани прогона (в период разо- _______1 ' 0,10 O.OS + O.SfS = 0,95; б) для ограждения боковых граней ' Л 0,01 0,05 + 10 < 0,025 + 0,7^. в), для ограждения нижней* грани* ри =-------2---- = 1,82. 0,05+10-0,05 127
Так как теплоограждения граней неодинаковы, то, определив для отрезка прогона длиной 1 м: площадь ограждения верха FB = 1,0 - 0,3 = 0,3 ж2; площадь ограждения боков F6 = 2 • 1,0 • 0,6 = 1,2 л2; ' площадь ограждения низа FH = 1,0 . G,3 = 0,3 ж2, устанавливаем усредненный коэффициент теплопередачи теплоограждения: _ (Кв FB + #б Л? + Кн Гн) = 0,95-0,3 + 2,27- 1,2 4- 1,82-0,3 FB + Fe + Рн к 0,3 4* 1,2 4" 9,3 Определяем величину Ai, необходимую для расчетов по термосному ос- тыванию (приняв р = 1,3)*: М.2.0.Ю 600 600 Далее, задавшись значением температуры бетона, в вания /б.к—5°, определяем длительность остывания от 2,3 65 -1- 20 Z3 = -----1g —-------= 28. 0,043 s 5-^20 По- графику (рис. 48) находим У, предварительно Д1 Z3 = 0,043 - 28 1,21; конце периода осты- tp ДО /б'К' определив значение: у = 0,298; отсюда и Уо = 0,702 0,043 16,3 _ Аоуо б. ср — 7 I *н.в z3 85 ♦ 16,3 28 — 20 28°. По графикам (рис. 67) определяем эквивалентные сроки: для t = t б.Ср=35° . . Р 1 = 3,7 . для Г=Гб.ср=28° . . Р3 = 2,8 для t = tp — 65° ... Р2 =11,8 Определяем длительность периода изотермического проррева: Z'_PZ—PZ • 216 — 3,7 • 10 — 2,8 » 28 Л 7_ = —-------— --—- = —=--------------?« 9 ча< и общую длительность прогрева = Zj 4~ Z2 = Ю 4~ 9 = 19 час. Устанавливаем значение максимальной мощности: 600 A t 4“ К\ А^п/^р ^н.в) v Рт [ 864 = ' 600 • 6 + 2,0 • 10(65 + 20) „ , , == -------------------------« 6 кет м* ' 864 1 128
и общий расход электроэнергии: 600 (65 - 5) + 2,0- 10 [(30 + 20) 10 + (65 + 20) 9] ро = QrA --------------------« 71 квт-ч/м*. 864 3) Организация электродного прогрева бетона В технических условиях установлено, что электропрогрев бетона, как правило, должен производиться с применением трансформаторов при напря- жении тока в пределах 50—90 в. Электропрогрев бетона электродами при напряжении 120—380 в допускается только для неармированных бетонных конструкций и малоармированных железобетонных конструкций с содержа- нием арматуры не более 50 кг на м3 бетона. При напряжении тока 380 в необходимо соединять электроды с нулевым проводом, чтобы рабочее напря- жение в бетоне не превышало 220 в. Непосредственное включение бетона в электрическую цепь осуществляет- ся при помощи металлических электродов (стержней, полос, пластин), вклю- чаемых в разноименные фазы. ; Мощность, необходимая для электропрогрева бетона, определяется выра- жением: t/2 Q = 0,864— Z ккал, , Z 7? где Р^ — мощность, необходимая для электропрогрева бетонируемой конст- рукции; — количество теплоты, выделяемое при электропрогреве бетона; U —напряжение тока; Z — время в час.; 7? — омическое сопротивление прогреваемого бетона. Величина Р % должна обеспечивать тепловое состояние бетона, задаваемое выбранным температурным графиком его выдерживания в любой момент про- грева. Величина Р% в периоде разогрева равномерно возрастает, а з период изотермического прогрева не изменяется во времени. Величина омического сопротивления бетона зависит от сечения электро- дов, от их расстановки, в частности от их расположения по отношению к арматуре, от количества и расположения арматуры в бетоне, от геометриче- ской конфигурации прогреваемого элемента и, наконец, от удельного сопро- тивления бетона р. В свою очередь величина р зависит от вида цемента и удельного содержания его в бетоне, водоцементного отношения и темпера- туры бетона; кроме того, величина р изменяется по мере твердения бетона. Для иллюстрации изменения величины удельного сопротивления бетона в процессе выдерживания можно указать, например, что значение р для пла- стичной бетонной смеси при /=5°4-10° может колебаться в пределах от 800 до 1 500‘ ом см; по мере нагревания бетона величина р сначала уменьшается до 400—600 ом см, а при дальнейшем прогреве, по мере твердения бетона снова возрастает и при достижении бетоном относительной прочности = 50 -ь 60% 7?28 достигает до 3 000 ом см и выше. > Многочисленность/ и многообразие факторов, влияющих на величину оми- ческого сопротивления бетона, чрезвычайно затрудняют определение его зна- чения. Это обстоятельство приводит к тому, что результаты расчетов иногда довольно существенно отличаются от действительных условий электропро- грева бетона. Однако, несмотря на приближенность результатов, получаемых расчетом, опыт осуществления электропрогрева показал пригодность применения изло- Q 129-
жеимых расчетных методов для решения с достаточной для практики полно ’ той и точностью всех' организационных вопросов, связанных с электропро- гревом. а) Электроды и их размещение в прогреваемых конструкциях По расположению относительно прогреваемой конструкции электроды могут быть разделены на внутренние, закладываемые в тело бетона, н поверх- ностные, соприкасающиеся с наружными поверхностями бетона. Внутренние электроды разделяются: а) на стержневые электроды, изготовляемые из круглой стали диаметром б—10 мм и закладываемые в поперечном к прогреваемому элементу направ- лении через отверстия в опалубочных щитах или с открытой стороны бетона; электроды этого Типа применяются для прогрева балок, колонн, стен и пли? ' толщиной не менее 15 см\ б) на струнные электроды, ^изготовляемые из стали диаметром 6—10 мм, длиной 2,5—3 м и закладываемые в тело бетона в продольном к прогревав- мой конструкции направлении (выходящие из тела бетона концы стержней загибаются под прямым углом). Струнные электроды применяются при про- греве слабо армированных стенок толщиной от 25 до 50 см, плиточных фун- даментов небольшого сечения, плит толщиной более 20 см с одинарной арма- турой, массивных балок и ригелей рам с небольшой насыщенностью арма- турой. В качестве струнных электродов может быть использована спиральная стальная стружка, вводимая в опалубку пр*и помощи стержня из круглой стали, который удаляют после укладки и уплотнения бетона. Поверхностные электроды подразделяются: \ а) на нашивные электроды, изготовляемые из круглой стали диаметром б мм или из полосовой стали толщиной 1,5—2 мм и шириной от 3 до 6 см. В качестве нашивных электродов могут быть использованы также отходы от штамповки при условии, что ширина полосы не менее 15 мм. Нашивные элек троды крепятся к внутренней стороне опалубочных щитов гвоздями или кре- пежными планками; ^онцы электродов загибаются и выводятся наружу для присоединения к ним проводов; нашивные электроды применяются для про- грева слабо армированных стен, ленточных фундаментов и балок при тол- щине защитного слоя не менее 5 см\ электроды из полосовой стали приме- няются при прогреве плит перекрытий; б) на плавающие электроды, изготовляемые из стержней диаметром не менее 12 мм (для обеспечения достаточной жесткости). Эти электроды, втап- ливаемые в уложенный бетон на глубину 3—4 см, применяются-для прогрева полов, подготовок и верхних поверхностей массивных фундаментов. Для предотвращения смещения электродов при укладке и уплотнении бетона и особенно для предотвращения соприкасания их с арматурой пр» установке, необходимо: а) обеспечивать, чтобы расстояние между электродами и арматурой: при напряжении 65 в было не меньше 5— 7 см » > 87 > » > > 8—10 > > > 106 > > > > 12—15 > а случаях, когда из-за большой частоты армирования не удается обеспечить соблюдение указанных расстояний между арматурой и электродами, участки электродов в местах,’ ближайших к арматуре, должны быть заключены в изоляционную оболочку (толь, резиновые трубки и т. п.); б) сверлить отверстия, служащие для пропуска электродов через опалуб ку, после установки щитов и укладки арматуры; в) крепить электроды к специальным монтажным прутьям (рис. 72, 73) или к бетонным изоляторам; г) следить, чтобы при уплотнении бетона вибраторы не попадали на эле- ктроды и их крепления. 430 ।
а) От распределительного щита ^=ПРЗх35ММг ШРПС-25ммг Рис. 68. Нагревательные панели а —схема расстановки и присоединения к сети нагревательных панелей; б—план нагревательной панели; в —продольный разрез нагревательной панели; г —поперечный разрез В случае установки стержневых электр^ов после укладки бетона путей ах забивки в бетон диаметр стержней должен быть не менее 8—10 мм. Поверхностные электроды иногда монтируются на так называемых на- гревательных панелях, применяемых для прогрева тонких плит, полов и т. п Эти панели, представляющие собой оборудование инвентарного типа, состоят из щитов^ на внутренней поверхности которых нашиты электроды с выве- денными наружу контактами для крепления проводов (рис. 68). Типы, размеры, количество и расположение электродов должны обеспе- чивать: а) достаточный и равномерный прогрев всех зон выдерживаемого эле- / мента; при этом особенно важно следить за прогревом тех участков, где бетон подвержен наиболее сильному охлаждению (углы конструкций, рабо- чие стыки, места соприкосновения с холодными опорами и т. п.); б) отсутствие перегрева приэлектродных зон бетона; в) равномерность распределения тока в зонах между электродами и в юне между электродами и арматурой; г) минимальный расход электроэнергии. Кроме того, следует стремиться к наибольшему сокращению расхода ме- талла на электроды и к упрощению производства электропрогрева. Электроды независимо рт их типов могут быть включены в разноимен- ные фазы либо по-одиночкег либо группами. Целесообразность применения того или иного метода включения электродов определяется на основе кон- кретных условий прогрева, причем особо существенное влияние на выбор оказывают расположение и количество арматуры в бетоне, а также размеры и геометрическая конфигурация прогреваемых конструкций. Одиночное включение электродов наиболее целесообразно, при прогреве часто армированных конструкций и при большом числе стержней и хомутов, так как в этих условиях равномерность распределения протекающего в бетоне тока н соблюдение необходимых расстояний между электродами, а также 9* 131
Рис. 69. Примерные схемы расположения электродов при одиночном их включении в разноименные фазы ' между электродами и арматурой при* групповом включении — трудно осуще- ствимо. При групповом включении электродов снижается плотность тока, в связи с чем существенно уменьшается возможность опасных перегревов приэле- ктродных зон бетона. Кроме того, в ряде случаев групповое включение по- зволяет применять наиболее простые в конструктивном отношении схемы расстановки и способы крепления электродов. Следует отметить, что при' про- ' греве железобетонных конструкций часто оказывается целесообразным одно- временное применение обоих методов включения электродов. При расчете количества и порядка расстановки одиночно включаемых электродов расстояние между электродами (рис. 69) при напряжении в на- чале прогрева 40—65 в не должно быть меньше 20—25 см, а при напряже- нии в 87—106 в — меньше 30—40 ем. При прогреве армированных конструкций расстояние х между одиночно включаемыми электродами и арматурой должно быть, как правило, равно: x = J,5b, ' • , 1 где b — расстояние между электродами. Число и порядок размещения электродов диаметром d=6 лсЗи при группо- вом включении могут быть установлены в соответствии с данными табл. 63 или графиков (рис. 70). В неармированных конструкциях расстояние от крайних электродов труп-. пы до опалубки принимается равным 0,5Л*. В армированных конструкциях расстояние между крайними электродами группы и арматурой должно быть не меньше половины расстояния между электродами. В табл. 63 приведены данные, установленные ЦНИЛЭПС на основе фор- мулы: г U* Р =---------——------------7--------. (69) b h (0,366 lg — + 0,5 — —0,101) h h * h — расстояние между электродами в группе. 132
- < - - . -с Данные для подбора расстояний между электродами (d= 6 мм) при групповом их bi Таблица' 63 оючении Напряже- ние U в в Расстоя- При значении мощности Р в квпг/м3 ние в см 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 ю 65 Ь 55 50 48 44 42 39 38 36 34 33 32. 31 30 29 29 28 h И 10 ’ 10 9 8,5 8 7,8 7,5 7,5 7 7 6,5 6,5 6,5 6,5 6 87 b 76 67 63 60 56 54 51 49 47 45 44 42 41 40 39 38 h 11 10 10 9 8,5 8 8 7,5 7,5 7 . 7 6,5 6,5 6,5 6,5 6 106 b 91 84 78 73 >69 66 41 59 57 54 53 53 51 50 .48 47 h И 10 10 9 8„5 8 8 7,5 7,5 7 7 6,5 6,5 -6,5 6,5 6 220 b 492 180 166 154 146 140 134 127 122 117 112 110 106 102 100 ( 98 h 11 10 10 9 8,5 8 ' 8 7,5 7,5 7 7 Х 6,5 6,5 6,5 6,5 6 Примечание. Данные для напряжения 220 8 ОТНОСЯТСЯ только к конструкциям из неармированн- □го бет она g Обозначения. b — расстояние между группами электродов; h — расстояние между электродами в группе,
Рис. 70. График для определения расстояний между электродами (d = 6 мм\ при групповом их размещении а — кривая для определения расстояния между группами при напряжении тока 65 «; б)— то же, 87 в; «—то же, 106 «; г—то же,.220 « (тольке для неармированного бетона); д—гр»-/ фик для определения расстояния между электродами в группе^ —расстояние в см ме^сду электродами в группе; Ь— расстояние в см между группами электродов; р —расход энер- гии в кет на прогрев 1 лс3 бетона (графики составлены по данным ЦПЭБ) где Р — значение рассеиваемой в бетоне мощности в квт[м^\ U — напряжение в в; s b — расстояние между смежными группами электродов в м\ h — расстояние между электродами в группе в м\ 1g — десятичный логарифм. Уменьшение расхода электродной стали при электропрогреве может быть z достигнуто размещением электродов по способу эквивалентного диаметра. При этом способе один электрод диаметром D заменяется группой из не- скольких электродов меньшего диаметра d, размещаемых симметрично по ок- ружности диаметром Ь, причем для каждого электрода диаметром D может быть подобрана электрически эквивалентная ему группа из п электродов диа метром d. Данные для прибора электрических эквивалентов, составленных для d= с=6 мм, приведены в табл. 64 и на рис. 71. Струнные электроды рекдмендуется применять в виде парных звеньев из проволоки диаметром 6—10 мм при расстоянии между ними приблизительно 5 см и длине звена не более 3 м. Расстояние 6ЗВ между звеном и продольной 134
, Т а б л и ц i 64 Г Данные для подбора размещения электродов d = 6 мм по методу эквивалентного диаметра (см. график рис. 71) Число •лек- тродов ' лэл Значения диаметра окружности размещения электродов 5 в диаметров D в см см для эквивалентных i 2 ' 3 4 5 7,5 10 15 2 3,3 7,5 14,0 — — 3 ' 2,1 3,9 6,0 8,5 15,5 — — ' 4 1,9 3,25 4,7 6,4 11,0 20,0 — ‘ 6 — 9,0 12,5 20,0 — • — — — — — 17,0 Рис. 71. Размещение электродов- по методу эквивалентного диа- метра (составлено по данным ЦПЭБ) 135
Рис.72. Примерные схемы размещения струнных электродов в колоннах /— расстояние Ь между струнами, включенными в разноименные фазы, при- нимается от 40 до 60 см',*2 — расстояние между* струной и арматурой а принимается равным 0,5 в‘, 3—длина струны I должна быть" не больше 3 м арматурой принимается обычно в пределах от. 20 до 30 см. Если при этом в сечении прогреваемого элемента можно разместить только одно звено, то вдоль' прогреваемого элемента должно быть установлено не менее ''двух< звеньев, включаемых по схеме а (рис. 72). Такое размещение струн следует применять при прогреве бетонных . элементов, у которых расстояние h арм между арматурой (в направлении наи- большей стороны сечения элемента) не превосходит 40—60 см. Если йарм= «=80—120 см, то устанавливают два параллельных ряда звеньев, включаемых по схек^е б. Расположение струн и порядок включения при 80>Лаом>60 приведено1 на схеме в. 136
Рис. 73. Примерная схема размещения струнных и плавающих электродов в железобетонных балках и фундаментах Л —расстояние между струной и арматурой; Ь — расстояние между струнами; Z—длина струны; h — расстояние между электродами в группе; 1 — расстояние 'между струнами, включенными в разноименные фазы, принимаются в пределах от 40 до 60 сл/; 2—расстояние л^жду струной и арматурой принимается равным поло вине расстояния между струнами; 3—длина струны не должна быть больше 3 м> Расстояние между звеньями в продольном направлении Ьо принимается равным 25-г-30 см. , Размещение плавающих электродов, при электропрогреве бетонного фундамента,- имеющего армирование только в зоне основания/ приведено на рис. 73. В этом-случае плавающие электроды (б/Эл =6 мм) располагаются дсрверху фундамента на расстоянии друг от друга h 9Л, подбираемом в сорт- ветствии с данными табл. 63 или по графику рис. 70 А=ЛЭЛ, причем за рас- _стояние Ьо принимается высота фундамента Я; группа плавающих электродов Присоединяется к одной фазе, а арматура подошвы фундамента — к другой. Периферийный прогрев бетона применяется для конструкций большой ' массивности, главным образом, с целью обеспечения прогрева поверхностных слоев бетона. На рис. 74 приведены схемы расположения электродов для случая пери- ферийного прогрева массивов квадратного сечения (Мл =4,004-0,33). Кроме того, на рис. 74 приведены ориентировочные кривые зависимости ^величины рассеиваемой мощности от степени массивности конструкции. . , б) Электрооборудование Как правило, включение электродов' в питающую сеть при электродном ' прогреве производится через понизительные трансформаторы. Из применяемых для электродного прогрева трансформаторов наиболее ^совершенен трехфазный трансформатор типа ТМ-75/6 мощностью 50 кет; он /может быть присоединен к сети напряжением 220 и 380 в и дает на низкой стороне ступени напряжения 106,5—87,5—61,5—50,5 в; при этом одновремен- но может быть снята любая пара из указанных напряжений. Охлаждение- 137
що 12,0 | 10,0 8,0 6,0 2,0 ПритипеА 18 ср аза При типе 6 раза Tuii А . \2-ятаза ' 3-<p&9Q З я фаза 28(раза в Тип Б 6------- J , 18(раза 28 раза id 20 мвМ Тип размер • Число " групп Количество электрода в 8 гриппе п о II! Расстояние „ между Электро даму Ъ (см) Груп- пами, б(м) А 8 S 6 5,5 1,5-3,5 Б S 6 5,5 1,0-2,5 28 (раза 38(раза 5Г I I I 6 групповых электродов при про- Рис. 74. Примерные схемы размещения греве неармированных бетонных конструкций при напряжении тока 220 в (составлены по данным ЦПЭБ) «асляное. Агрегат (трансформатор и распределительный щит) смонтировав на салазках; общий вес — 1 070 кг. При электропрогреве широко применяется однофазный трансформатор7 ТБ-20 мощностью 20 кет с масляным охлаждением; напряжение на вы- сокой стороне 220 и 380 в; на низкой стороне—-две ступени напряжения 51 и 102 в; вес трансформатора с маслом — 250 кг. В случае недостаточной мощности одного трансформатора применяется агрегат», состоящий из трех трансформаторов ТБ-20, смонтированных вместе со щитами на общих салаз- ках. Для электропрогрева могут также применяться сварочные трансформато- ры (РТ-23 и СТ-32), присоединяемые к сети 220—380 в. Агрегат из шести трансформаторов дает следующие ступени напряжения; 65—112; 55—95; 138
Рис. 75. Открытые софиты (размеры в см) а~вариант с-изолированными проводами: /—доска 20x2,5 см; 2—провод ПР-16-25 мм*, < -ролики—30 шт.; 4— наконечники—6 шт.; 5— шнур ПР-1,5 мм2— 27 м (отпайки к электродам): 6—брусок 20X4 см; б—вариант с шинами из круглой стали: 1 — доска 21x2,5 см; 3—деревянные планки 4x6,5х 18*см; 4—стальные шины диаметром 16 мм Номинальная мощность агрегата 19,5 кет, однако вследствие неприспо- собленности сварочных трансформаторов к длительной нагрузке при электро- трогревё может быть использовано не более 70—80% их номинальной мощ- ности. Ток пониженного напряжения передается к групповым распределитель- ным щитам и от последних к софитам, располагаемым непосредственно около прогреваемых конструкций. На рис. 75 представлены два варианта организации электропрогрева бе- тона через софиты. Каждый софит состоит из трех изолированных проводов (ПР-16-25 мм2), укрепленных по, роликам на доске шириной 20 см и длиной 3 м; концы проводов снабжены наконечниками для подключения к питающим проводам; софиты имеют у каждого ролика отпайки длиной 1 м из проводя ПР-1,5 мм2, служащие для непосредственного присоединения к электродам Потребность в электрооборудовании при электродном прогреве- бетона устанавливается на основании следующих данных. Определяют общий объем прогреваемых- конструкций, и его распределе «ие на захватки. В соответствии с установленным режимом прогрева подсчитывают макси- мальную мощность и общий расход электроэнергии, необходимой для элек- тропрогрева каждого элемента конструкций, входящих в захватки. Устанавливают количество рабочих смен по производству укладки бетона в течение суток. На основе этих данных строится график расходуемых мощностей для каждого из элементов, входящих в объем укладки за смену; при построении графика обязательно учитывается последовательность включения отдельных элементов под прогрев. Такой график дает возможность определения момента, когда сумма мощ- ностей, необходимых для разогрева элементов, достигает максимума, а также я величину последнего РМакс- После этого может быть, установлено число трансформаторных, агрегатов для обеспечения электропрогрева: где Ртр — мощность трансформатора. Для ориентировочных подсчетов можно пользоваться данными ЦНИЛЭПС о среднесуточной производительности различных типов трансформаторов, вы- 13»
Рис. 76.^ График для ориентировочного- определения средне- суточной производительности одного трансформатора в зави- сийости от типа трансформатора и модуля поверхности про- греваемой конструкции (производительность трансформаторов показана в кубических метрах прогреваемых бетонных кон- струкций) а—при трансформаторе СТ-23; б"—при трансформаторе ТБ-20; в — при транс- форматоре ТМ-75/5 (график составлей по данным ЦПЭБ) раженной в количестве бетона, прогреваемого одним трансформатором в те- ч чение суток, в зависимости от степени массивности конструкций. Эти данные представлены на рис. 76 в форме графика. При этом количество трансформа- торов; f п == Уб ГТр 140
к* Уб — объем бетона на захватке; У Утр— допускаемая соответственно модулю поверхности нагрузка на - -трансформатор по данным графика. , Потребность во вспомогательных. материалах и приспособлениях может Ч быть определена по данным табл. 65, 66, 67 (данные ЦПЭБ). / ' Таблица 65 Первоначальная (пусковая) потребность во вспомогательных приспо- f соблениях и материалах для электропрогрева бетона на один трансформаторный агрегат мощностью 50 кет - Наименование конструкции Наименование приспособления или материала Единица измерения Количество приспособлений или материала при модуле t поверхности 6 8 10 12 Колонны Софиты ШТ. 18 28 38 » 47 Балки и фун- Провод ПР-ГООО-95 мм2 пог. м 210 210 . 210 210 даменты „ ПР-1000-35 . 600 600 600 600 . ПР-1000-25 . 162 252 342 423 Шнур ШР-2Х15 мм2 288 450 610 753 Плиты пере- ' крытий и по- Тол1 15 цина п 12 литы в 10 1 см 8 крытия сред- ней массив- Нагревательные панели шт. 96 . 112 118 120 ности Провод* ПР-1000—95 мм2 пог. м 210 210 210 210 , ПР-1000—35 . • 600 ’ 600 600 600 Примечание. Количество оборудования и проводов зависит от рас- положения трансформаторного агрегата, размеров и геометрической конфи- гурации прогреваемого участка бетона; поэтому данные табл. 65 являются только ориентировочными. ' Таблица 66 Основные измерительные приборы, инвентарное оборудование и спец- одежда, необходимые для производства работ по электропрогреву' Наименование оборудования и спецодежды При прогреве с помощью трансфор- маторов непосредственно от сети при суточной укладке в л3 Амрерметр переносный 5 а . Вольтметр переносный 140 в . Клещи КЭС 1О0/2ООА .... Козелки для подвески прово- дов ....................... Термометры технические (100°) Перчатки резиновые .... Рукавицы брезентовые . . . Обувь резиновая.......... s и 3 10 | 20 10 1 20 шт. 1 1 1 1 ' 1 1 1 1 * 1 1 . 1 1 4 6 10 15 10 15 10 15 пара 1 1 1 1 14 20 6 10 у 7 10 '3 5 141
Таблица 67/^ Ориентировочный расход стали для электродов на 1 м* бетона а) При групповом включении и диаметре электродов 6 мм Напряжение Расход стали в кг1м3 при мощности в квт^м? в в р-4 Р=6 Г Д-8 1 ’ 65 5,9 8,6 10,7 220 1,8 2,5 3,3 б) При струнных электродах диаметром 6 —10 мм Диам^р элек- трода d в мм Расход стали в кг/м3 при модуле поверхности Мп 6 8 10 12 6 3,5 7,5 7,7 9,0 8 6,4 12,0 12 0 15,0 10 10 0 18,0 18 0 24,0 Работы по осуществлению электропрогрева выполняются специальной бригадой, ориентировочная численность и состав которой приведены ь табл. 68. ш ' Таблица б^ Состав бригады, ведущей работу по электропрогреву бетона Наименование профессий При числе трансформаторов 1 1 2 1 3 Технический руководитель (при су- точном потоке более 50 м3) . . 1 1 ) Старший электромонтер (мастер), он же технический руководитель при суточном потоке менее 50 м3 1 1 1 Дежурные электромонтеры .... 4 4 ’ 5 Контролеры температуры 3 4 5 Электромонтеры-монтажники . . . 2 3 4 Пример. Определить размещение электродов для прогрева ленточного б* тонного фундамента сечением 80X150 см, принимая, что максимальная мощ- ность согласно теплотехническому расчету равна Рма =3 квт[м3\ Принимаем групцовой способ- размещения электродов и выбираем диа метр электродов d=Q мм. Тогда согласно графику (см. рис. 70) ил» габл. 63 устанавливаем два варианта размещения: для U = 220 в Ь9Л « 180 см , Лэл = 10 см; для (/==106 в Ь9Л& 84 см , Лэл = 10 см, • где Ь9Л— расстояние между группами электродов; Лэл— расстояние между электродами в группе. t 142
F;' 1 Н Для обоих случаев число электродов в группе: Л9Л = — « — = 15(Шт. (В — ширина фундамента). Лэл 10 В'первом случае число электродов на 1 м3 бетона: . - Пэл ___ Пэл.м - - — °ЭЛ лэл * во втором: ---------- *= 85 ШТ: 1,76 -0,10 15 ЬэдЛэл 0,85-0,10 Таким образом, экономически выгоднее первый вариант; при этом про- грев производится от сетевого напряжения. । Электроды могут быть либо размещены в теле бетона, либо нашиты на' опалубочные щиты; в последнем случае для возможности разбивки группы на две равные части общее количество электродов в группе необходимо увели- чить до пэл = 16. Последний вариант более эффективен в производственном от. ношении. Пример. Для электропрогрева железобетонного сооружения, состоящего из ряда трехпролетных рам (рис. 78), установлены исходные данные, при веденные в табл. 69. Определить по этим данным размещение электродов, тип и количества трансформаторов. I а). Размещение электродов в стойках Принимаем струнные электроды, состоящие из парных стержней диаме^ ром 8 см; по оси стойки располагаем два звена согласно рис. 78. ( б) Размещение электродов в ригелях Принимаем групповое размещение. Для заданной мощности *=4,0 квт]м3 при £7=65 устанавливаем по табл. 69: Ьзл = 44 см; Лэл == 9 см. Так как ширина балки В=35 см, то количество электродов В 35 Пэл“Аэл ~ 9 ~4‘ Таблица Наименование Элементов ра- боты Размеры элемента в м / Число элементов Объем (общий) эле- ментов в м3 Модуль поверхности' Мп Максимальная мощность в квггЦм3 Длительность в часах при разогреве л при изотерми- ческфм прогре- ве Р% разогрева изотермиче- ского прогрева 7, Стойки . . / 0,35X0,40X6,0 2 ' 1,67 10,7 4,5 з,о. 10 30 Ригели . . 0,35X 0,70X6,0 3 5,03 8,5 ‘ 4,0 2,7 10 30 14>
Рис. 77. Примерная схема осуществления электродного прогрева железобетонных конструкций л—схема расположения и формы прогреваемых монолитных конструкций; ’ б— распределение •лектродов для прогрева ригелей: 7—вариант параллельного размещения групповых электро- ' ' дов; 2 — вариант кругового размещения по способу эквивалентного диаметра 144
Рис. 78. Схема расположения струнных электродов для прогрева железобетонных стоек рами * < _ Определяем расстояние между крайними рядами арматуры диаметром 12 мм при толщине защитного слоя 15 мм\ В' = Ж — 2(1,5 + 1,2) = 29,6 см. ? \ Допускаемое при размещении электродов группы поперек балки расстоя- ние между ними В' —2х 29,6-10 h эл — , = о ~ 6,5 см. ; " . «эл - 1 з V ‘ При таком размещении электродов рассеивание мощности в бетоне уве- 7 личиваетсд; величина последней при групповом размещении электродов полу- чается равной [формула (69)]: 10 Зак. 1261 145
р = и* _ . ЬЛэл(0,3661g лэл+0,5-^--0,101) | лэл 652 ' = ;------------------------—------- » 4,13 квт1м*, .1 44 1е 44.6,5(0,366-0,81’ + 0,5— —0,101) • 6,5 / /в то время как при ЛЭл=9 см формула дает: ** ‘ 652 .: Р =------?--------------------------- % 4,10 кет/ м*. “ 44 44-9(0,366.0,95 + 0,5—— 0,101) д Расхождение для практических целей ничтожное. ( РасстанЬвка электродов по методу эквивалентного диаметра определяет < ся следующими соображениями. Так как в данном случае ширина токоподводящего сечения бетона, рав- ная ширине ригеля, составляет Я=35 см, то по кодограмме рис. 71 устанавли- ваем для диаметра .0=10 см расстояние между группами 6ЭЛ =45 см, причем соответствующая мощность Р^4,2 квт/м3. По данным табл. 64 выбираем соответственно 0=10 см, количество элек- тродов, размещаемых симметрично по окружности диаметром 'd=2.0 см\ п~ <=4; расстояние между смежными группами &эл=45 см. в) Определение необходимой мощности трансформаторной подстанции Пусть'объем бетона в одной раме 1,67+5,03=6,70 м3, суточный поток у* ладки бетона 20 м3 (приблизительно соответствует объему трех рам). Приняв условно, что включение объема бетона в 20 м? под прогрев происходит едино временно с окончанием первой смены, можно построить график распределения во времени расходуемых мощностей при прогреве последовательного ря> суточных захватов. Для этого предварительно определяем для одного за- хвата: требуемая мощность при разогреве стоек Р = 3 • 1,67 • 4,5 = 22,5 квпц 1 требуемая мощность при разогреве ригелей , Р = 3.5,03.4,0 = 60,4 кет; суммарная мощность в период разогрева захвата ? Р = 82,9 квпг, мощность при изотермическом прогреве стоек Р = 3 • 1,67 • 3,0= 15,0 кет; ' мощность при изотермическом прогреве ригелей Р = 3*5,03- 2,8 = 42,3кет. Итого суммарная мощность в период изотермического прогрева захвата-. 57,3 кет. , ' । На рис. 79 приведен график изменения мощности во времени для усло- вий разбираемого примера. Из этого графика можно установить^ что в дан- ном случае одновременнр имеет место совмещение расхода энергии на двух смежных захватах, причем суммарная мощность равна: Рмакс = 82,9 + 57,3 « 140 кет. 446
Рис. 79. Пример графического определения максимальной мощ- ности при электропрогреве бетона - . Так как мощность трансформатора ТМ-75/6 равна 50 кет, а мощность трансформатора ТБ-20 равна 20 кет, то в данном случае рациональнее при- кменить трансформаторы ТБ-20, причем их потребуется По установленному типу и числу трансформаторов определяется схема г расположения всех приспособлений для производства электропрогрева и ко- личество подсобного оборудования и материалов. 3. Прогрев бетона электронагревательными приборами ' Из способов прогрева бетона электронагревательными приборами наи- < большее распространение получили способы воздухообогрева бетона, сходные V s паропрогревом в рубашках и плоских тепляках. При этих способах наруж- .,’кая поверхность бетона вместе с опалубкой частично или полностью покры- вается плоскими тепляками, внутри которых установлены воздухонагреватели в виде электропечей различного типа. В некоторых случаях электронагрева- /теди монтируются в открытом снизу кожухе. Такие приспособления устанав- а &ваются на поверхности бетона, создавая частичные плоские тепляки. К этой Г разновидности плоских тепляков относятся отражательные печи НИЛЭС и /бандуры системы И. И. Богатырева и С. Г. Воловича. 1) Расчет электронагревателей • . - Для расчета нагревательных приборов устанавливается: , а) тепловая мощность QT ккал/Ъас, отдаваемая нагревателем воздуху / Тепляка. ? s б) температура нагретого воздуха в тепляке. Тепловая мощность нагревателя должна обеспечивать нагрев бетона в / его ограждений, а также компенсировать теплопотери тепляка в наружный /.воздух. Метод определения QT изложен в § 1 гл. IV. Температура воздуха .в тепляке согласно ТУ должна быть не выше 60°, i а при прогреве тонких конструкций рекомендуется принимать температуру ^воздуха не выше 40° во избежание пересушивания поверхностных слоев бе- Тона. , НЙ* • Н7
Теплоотдача от нагревания проводника в приборе к воздуху зависит ог-1 его расположения в нагревательном приборе. Поэтому при выводе расчетных^ формул принято, что поверхность проводника, осуществляющая нагревание воздуха, равна: 1 где d — диаметр в мм; ' J /•—длина проводника в м; f р.— коэффициент, значение которого зависит от характера расположения проводника в нагревателе: для свободно расположенных проводни- | ’ков р. =1,00; для проводников, имеющих форму цилиндрических .(свободно в'исящих) спиралей р. =0,80; для проводников, навитых на ~ изолированный держатель (например, трубу) р. =0,60-. Расчеты проволочйых электронагревательных приборов для определения по заданной мощности QT диаметра и длины проволоки производятся основании следующих данных при установленных обозначениях: От — расчетная мощность нагревателя в ккал/час; Ч U — напряжение питающего тока в ё; { р — удельное сопротивление проводника в ом мм2/м; “ /пр—температура накала проволоки; ' tb — температура воздуха, нагретого электропечью; а— коэффициент поверхностной теплоотдачи проводника в ккал/м* час град. | Ниже излагаются указания по расчету d и /, установленные на основе , положений, изложенных Н. И. Пентковским1. Расчетные операции производят в следующем порядке. ' 1 - • 1. Определяют расчетные значения напряжения питающего тока (7 и теп . ловой мощности Q (последняя — путем теплотехнического расчета). 2. Выбирают в соответствии с наличием ассортимента материал и диа- . метр проволоки d. t : 3. Выбирают в пределах, указанных выше (см. табл. 70), температур} * накала проволоки. 4. В соответствии с выбранным значением температуры накала и материа- лом проводника определяют удельное сопротивление р по формуле: Р = #пр + ^пр* t (70) , Значения а и Ь, зависящие от материала проволоки, берутся из табл. 70 Удельное сопротивление р можно определять по графику рис. 80 или установить расчетом. Таблица 70 Значение коэффициентов айв для расчета величины удельного сопротивления проводников Материал проволоки а • / b Пределы темпера- туры накала про- волоки в град. Сталь 0,1092 0 000540 400 Нихром 1,0945 0,002750 900 Фехраль 1,2478 0 000113 800 Константан . ... 0,4795 О’000024 500 Никелин . . 0,4198 0,000008 500 1И. И. Богатырев и Н. И. Пентковский, «Электронагреватель- ные печи в строительстве», гл. VIII. 148
Температура на капа Рис. 80. График для определения удельного сопротивления р'' проводников из различных материалов в зависимости от тем- пературы накала tnp 5. В соответствии со значениями /пр и d по табл. 71 определяют величину коэффициента поверхностной теплоотдачи проводника . Таблица 71 Значения коэффициента поверхностной теплоотдачи а (в ккал!м* час град) металлических проводников разных диаметров при различной темпе- ратуре накала (по данным Н. И. Пентковского) /d ' в мм Значение а при температуре накала в град. 100 | 200 300 400 500 600 700 800 900 1 000 0,3 77 83 99 109 120 132 152 169 200 234 0,4 69 75 87 95 ; 103 1J3 130 154 179 214 0,5 ’ 61 68 81 88 95 107 122 139 172 204 0,6- 55 64 74 82 90 102 118 136 165 192 149
Продолжение табл. 71.Я d в мм Значение а при температуре накала в град. -ЗЯ 100 200 300 400 | 500 | 600 | 700 | 800 1 900 , 1 1 000 0,7 0,8 0,9 ’ 1,0 1,1 1,2 1,3 I,4 1,5 2,0 2,5 з,о 3,5 4.0 6. В с» тером расп 53 50 49 48 47 45 43 42 40 38 36 36 36 36 □ответе оложеь 61 57 55 53 52 49 48 47 -45 42 40 39 39 39 твии с [ИЯ пре 70 66 62 60 57 55 53 52 51 48 46 44 44 43 устанс )ВОДНИЬ 77 72 70 68 63 61 60 59 57 53 49 49 49 49 >вленнь :а в Нс 86 82 80 78 75 73 71 69 66 63 60 58 58 57 1МИ вы 1греват< 98 94 91 ' 88 83 82 80 79 77 - 72 69 67 66 65 ше ве; еле оп] 112 ПО 108 105 100 98 97 95 93 85 82 79 78 76 шчина!^ ределяк 130 126 124 122 121 118 117 115 114 106 100 96 93 91 1И., а т эт тем] 152 148 145 142 138 136 135 135 134 123 118 115 113 112 •акже : ператур 181 1 . 172-1 169 166 163 | 160 1 15i 1 157 1 152‘.j 143 .3 140 Д 139 I 139 1 136 Д карак- )увоз- ,7 духа, достигаемую в результате нагрева его электропечью в принятых уело- виях, по формуле: у Р I IQt V - А* *»“ *пр —469,7— • -j—1-уу) . (7ПД р.а' d Пр \ U ) < Полученное значение t в должно быть не ниже значения t BJ принятого £ при теплотехническом определении величины QT; превышение до 10% до-'у пускается, если температура воздуха не превышает предела по ТУ. При не- / удовлетворительнрм результате определения tB необходимо произвести пе- J ресчет' на измененные условия, расчета (диаметр проволоки, ее материал, температура накала, напряжение). Если величина получается равной или превышающей разность температур, причем ^пр — пре- . . дельно высокое значение температуры накала, a tB— требуемое теплотехни ческим расчетом значение температуры нагретого воздуха, то нагреватель должен быть разделен на п отдельных элементов, включаемых паралелльно. , . При этом расчет каждого элемента производится на тепловую мощность: При этом величина А уменьшается обратно пропорционально квадрату ; величины п: 7. После окончательного подбора всех приведенных выше факторов опре- деляют длину проводника по формуле: /= 0,678^^-л (72k < ₽Qt и производят конструирование нагревателя. 150
При конструировании цилиндрических спиралей можно руководствоваться 8* следующими основными указаниями: к.» а) шаг спирали, т. е. расстояние между смежными витками: * •' Асп = md\ т = 2 ч- 4 | б) средний диаметр спирали: ^сп ~ Kd\ t t, а) длина спирали: для нихрома /С=6ч-8; для фехраля и стали Х=4-г-6. Пример. Определить основные данные для нагревателя, состоящего иэ фехралевой проволоки с/=0,6 мм, навитой на изолированный стержень-дер- У жатель. Нагреватель должен обеспечить теплопотребность QT = 1 800 ккал/час \ для выдерживания бетона в плоском тепляке при tB —50°, напряжение . ГУ==220 в. Принимаем расчетное значение температуры накала фехралевой прово- l" локи: J /пр = 700°; К устанавливаем величину удельного сопротивления фехралевой проволоки при /пр=700°: p-a+Wnp = 1,2478 4-0,000113-700 « 1,327 ом м'/м. По табл. 71 устанавливаем значение коэффициента поверхностной тепло- отдачи проволоки d=0,6 мм при t пр =700°: а === 118 ккал/м* час град] При расположении проводника в соответствии с условиями примера I* —0,60; устанавливаем значение: 1,327 /1 800 \ 2 По условиям задания /Пр=700° и температура нагретого воздуха должна • быть не ниже tB =50°; следовательно, /Пр—/в=700—50=650. Поскольку 1 4>(/Пр— /в), необходимо.разделить нагреватель на два звена, включаемые параллельно. Однако легко убедиться, что этого недостаточно для обеспече- ния требуемого значения 7В, так как при п—2: А 2 715 А « — -------------- 678, /г2 4 t* = гпр — А =-= 700 — 678 == 22<50°. С целью повышения tB увеличим расчетную величину температуры нака- ла, оставляя неизменным d=0,6 мм: ' /Пр = 720°; У путем интерполяции п(о табл. 71 находим: - а «121. - Определяем? при /Пр==720°: ‘ р = 1,2478 4- 0,000113-720 « 1,329. f; 151
Тогда 1,329 Л'-”'70,6-.121.0Г6 670, температура нагретого воздуха = *пр - Л' « 720 — 670 = 50°. Определяем длину проволоки в звене нагревателя. 4 ‘ (220-0,6)2 Л / = 0,678 , м- t ’ 1,329-900 Установим основные данные для конструирования нагревателя 1. Шаг спирали, принимая т = 4: Лсп — md = 4-0,6 = 2,4 мм. 2. Средний диаметр спирали определяем не на основе приведенных выше уравнений, а по конструктивным соображениям; примем, что проволока нави- вается на стальную трубу с наружным диаметром d =12 мм, изолированную асбестом толщиной 1,5 мм\ средний диаметр спирали Псп = 12 + 2 (1,5 4- 0,6) « 16 мм и коэффициент сердечника Dcx\ 16 K = -££L = —• =26,7. d 0,6 При этом длина спирали в звене нагревателя: , т 2,4 Lca = 1 = 3,14-26,7 9,9 ~ 0,26 М' Глава VI КОМБИНИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ ВЫДЕРЖИВАНИЯ БЕТОНА При расчетах выдерживания бетона с применением дополнительного прогрева нарастание его прочности в период остывания при неутепленной опалубке обычно не учитывается. Рднако в ряде случаев, особенно при боль- шой массивности конструкций, влияние термосного периода на рост прочно- сти бетона столь значительно, что путем его учета может быть достигнуто существенное снижение теплорасходов и 'сроков прогрева, уменьшение мощ- ности -обогревающих приспособлений й увеличение оборачиваемости по- следних. Способы выдерживания, заключающиеся в сочетании последовательного ряда стадий нагревания и остывания бетона, называются комбинированными (рис. 81). Независимо от количества стадий нагрева и остывания задача подбора условий комбинированного выдерживания бетона заключается в определении температурных границ ч разогрева и остывания (/б-н и ^б.к) и длительности каждой стадии с тем, чтобы в итоге была обеспечена требуемая конечная прочность бетона.
Рис. 81. Температурные графики при комбинированном выдерживании бетона а — при двухстадийном комбинированном выдерживании бетона; б — при четырехстадий- ном комбинированном выдерживании бетона; Обозначения для схемы а t б*к — температура бетона в конце разогрева ^"б-к — температура бетона в конце остывания f б-ср — средняя температура бетона при разогреве t б-ср— средняя температура бетона при остывании —срок разогрева, — срок остывания (часов) -Обозначение для схемы б . — температура бетона в конце первого разогрева ^2 — температура бетона в конце первого остывания — температура бетона в конце второго разогрева ^бк — температура бетона в конце второго остывания I'б*ср ~ средняя температура бетона при первом разогреве б’Ср — средняя температура при первом остывании tfrr 4 — средняя температура при втором разогреве • ^б-ср* —средняя температура при втором остывании • Обозначения для обеих схем /Гр. с — температура греющей среды ^н*в ~ температура наружного воздуха ^б-н — температура бетона в начале прогрева < Определение условий применения комбинированных способов выдерживания бетона Излагаемый ниже способ расчета применим при условии принятия следу ощих положений: а) модуль поверхности выдерживаемых конструкций не менее 6;* б) экзотермические свойства применяемого цемента не выше соответст дующих портландскому цементу марки 400; в) удельное содержание цемента Ц не больше 250 кг/м3,} г) температура наружного воздуха при способах наружного прогрева бетона и температура греющей среды Gp.c постоянны; д) отношение сроков выдерживания бетона до одинаковой степени проч- ности, но при различных средних температурах является постоянной величи ной, зависящей от температур бетона и вида цемента: ’ 153
(принцип эквивалентных сроков В. С. Лукьянова); значения параметров эк- /Ц вивалентных сроков Р приведены в графиках (рис. 67); , е) прогрев бетона осуществляется пар’ом или нагретым воздухом с при- yj менением рубашек или плоских тепляков. ..1 2. Расчет при двустадийном выдерживании бетона Первая стадия — разогрев бетона от /б.н до /g.K в течение Zj 1 d Вторая стадия — остывания бетона от /б.ждо /бкв течение Z2 час fr| При обозначениях: температура бетона в начале разогрева /б.н; | температура бетона в конце разогрева /'б. к; * температура бетона в конце остывании-/"б.к; средняя температура бетона в течение разогрева Гбср » средняя температура бетона в течение остывания /"б.ср: у , температура греющей среды /Гр с; температура наружного воздуха /н-в: время разогрева в часах Zi; время остывания в часах Z2; ' * коэффициент теплоотдачи от среды к бетону Кб в ккал/м2 час град; } коэффициент теплопередачи от бетона к наружному-воздуху Кр bkkoai»' * час град; ‘ модуль поверхности выдерживаемой конструкции Мп. Исходные уравнения для вывода расчетных формул имеют вид ^б.к аав (*б.н Gp.c) Vi “Ь ^гр.с» (73) ^б.ср ~ (^б.н — ^гр.с)у'о4- ^гр.с! (74) ^б.к ~ ( ^б.к ^н.в) У2 + ^h.bJ (75) . *"б.ср ~ ( ^б.К *Н.в) Уо + ^Н.В» (76) Л *рМп , 1 1 600 * 1 600 ’ • 1 — У1 -х Л> Л1 Zj rr 3^0 Xq ' А9 'г •у О ; У? = а; х2 = A Z2; значения у\ и уъ находят по таблицам или графикам (рис. 47, 48). Значение Кб может быть взято по табл. 59«или вычислено по формулам (37), (38). ; Для исчисления Кр необходимо располагать данными о конструкции ог- раждений рубашки или тепляка; при этом если ограждения одинаковы для всех граней (например, ограждения паровой рубашки колонн), то расчет производится по формуле (24), а если ограждения отдельных граней имеют различный характер, то после определения Кр для каждой грани по формуле (24) устанавливают значения: jK*' Z р" ""“К где F" — поверхность бетона, обращенная к соответствующей грани or 1 раждений тепляка или рубашки; Уб—общий расчетный объем выдерживаемой конструкции 154
После этого определяют: крм„-. Зятям устанавливают величины: Л>“ 600 : Л>~ 600 ' Задавшись значением температуры бетона в конце стадии остывания Г б-к (обычно принимается Г'б.к, =5°), подбирают наиболее выгодное сочетание дли- тельности стадии остывания Z2 и температуры бетона в начале этой стадии, являющейся одновременно и температурой бетона в конце стадии разогрева /'б к по формуле: . <б.к- *Н.В + f б‘к“ » Чем выше значение ^'б.кИ Z2, тем значительнее влияние стадии охлажде- ния бетона на рост прочности бетона; при t бж <30°hZ2<3 суток рост проч- ности бетона в периоде охлаждения не учитывается. Для ориентировочных соображений можно руководствоваться данными габл. 72, содержащей значения ^б.кИ Z2 (в сутках) при f'6.K=5° и при разных сочетаниях Хр и Мп . Таблица 72 Значения температуры батона в конце разогрева t\ к и срока остывания Z2 (в сутках) при различных сочетаниях модуля поверхности Л4П и коэффициента теплопередачи /<р < Л-р Температура наружного воздуха tn в в град. —5 -10 — 15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 л 0,9 4к=65 58 58 53 63 53 59 67 51 Z2=9 7 6 5 5 4 4 4 3 7 0,9 <к=52 58 56 68 ’ 58 66 51 56 62 ’ 6 • 5 5 4 4 3 3 3 3 0,8 <к=56 ' 68 57 50 59 66 52 57 53 Z2=7 6 5 4 4 4 3 . 3 3’ 3 0 0,6 4к=63 53 52 62 54 62 69 52 58 Za=8 6 5 ‘5 4 4 4 3 3 12 1 0,6 53 69 59 47 54 61 , — — Z2=6 5 5 4 3 3 3 — — 35 0,6 4к=56 53 69 54 63 — —’'Т — — Z,=5 4 4 3 3 * — — — 15е.
При выборе значения к необходимо учитывать, что с првышением /к.о *1 возрастает длительность обогрева Zi особенно для массивных конструкций с Ч небольшим модулем поверхности. ' . 1 Значение t's к при паропрогреве до температуры больше 65° и при возду хообогреве больше 55° принимать не рекомендуется. > После определения ?б к и Z2 устанавливают значение средней темпера-, й туры бетона за срок остывания: ' | Ч ср = ( ^б.к •“ *н.в) Уо + ^н.в» (77 > । причем * , _ 1— у 2 , ч Уо a’0z2' ; После этих определений дальнейший расчет производится следующим порядком. По графикам (рис 44, 45, 46) определяют Z— длительность выдержи- вания бетона на цементе выбранного вида до заданной конечной прочности при температуре его +15°. Определяют ориентировочное значение средней температуры бетона За время, разогрева: 4ср«(0,7^0,8)4к. По графику рис. 67 находят значения параметров эквивалентных сроков соответственно температуре /'б.ср ’........Pi соответственно температуре f'g.cp • • Р? Определяют длительность разогрева: Z Z.P 2 Ди == Pl и по графикам рис 47, 48 значение у\, соответствующее величинеX\=A'\Z\ а затем значение , _ 1 -У1 Уо Определяют температуру греющей среды: ^б.к Уо ^б.срУ1 ^Гр.с — ", Уо~У1 и начальную температуру бетона в период разогрева: , * ^б.к ^гр.с О У1) . И — • 1 У1 Если значения £пр.с и ^б.н получаются неудовлетворительными, производя* пересчет, меняя значение Z2. 3. Расчет при многостадийном выдерживании бетона Выдерживание бетона путем последовательного чередования стадий обо- 1 грева и охлаждения можно применять не только для экономии теплоты но и в случаях неравномерного суточного снабжения теплоносителем. Например, на графике рис. 81,6 представлен температурный режим бетона, выдерживаемо- го в, условиях подачи теплоносителя только в течение одной смены. При этом способе следует учитывать неизбежное удлинение общего срока выдержива- 156
. ния'бетона. Порядок и‘характер расчетных операций изложены при решении примера в дальнейшем. Пример расчета двустадийного комбинированного режима выдерживания * бетона (см. график, рис. 81,а) ‘ Конечная прочность бетона т]к = 70% 7?28 > Мп= 12,5; ‘ Кб = 5,8; расчетная температура наружного воздуха %.в =—20°; выдерживание осуществляется прогревом в паровых рубашках; бетон — на портландском цементе; конструкция — железобетонная стена толщиной 16 см. Определяем значение коэффициента теплопередачи ограждений во время •с. остывания опалубки <10 см) и а) во и нагрева расчетного элемента, принимая их состоящими из 25-лм< и деревянных щитов толщиной 20 мм, утепленных соломитом толем: время остывания: 1,60 К0 = ~ 0,80; Р „• 0,045 0,10 0,05 + ' " 0,15 0,66 1 б) во время нагрева: 1,60 « 0,90 0,05+- 0,02 0,10 0,15 + 0,06 После чего определяем кХ 5,8-12,5 = 0,121 л! = и . 1 600 600 fl КрМп 0,80-12,5 = 0,017 А, = — " 1 600 600 * Примем температуру бетона в конце остывания %к =5° и срок остывания <о этой температуры 2г=3 суток=72 часа. Для определения z/г имеем: х2 = Z2=0„017.72e 1,22, ^ему соответствует по графику (рис. 48) £/2=0,295; . 1—у2 Уо = -7~ = Л] 0,705 = - = 0,575; 0,017-72 температура бетона в начале этого срока , 5 + 20 Т — 20 = 85 — 20 = 65°; ож 0,295 средняя температура за этот срок 4ср = (65 + 20) 0,575 - 20 = 49 - 20 = 29°. Согласно данным ТУ (график рис. 44) длительность выдерживания бе- ч гона Znp на портландском цементе при /=15° до % =70% /?28 равна при- близительно 9,5 суткам (228 час.). Назначаем среднюю температуру бетона за время разогрева 4,ср = 0.7^-0,7.65 «45°. 157 •
По сроков: при графикам рис. 67 рпределяем значения параметров эквивалентных, температуре /б ср = 45° 7>i = 3,7; яри температуре £6>ср = 29е Р3 = 2,15. После чего устанавливаем длительность разогрева: Z-P2Z3 228—2,15-72 Zj = ------------=-------—------« 20 час. Pi 3,7 Так как: то Л\ = -^—" = 0,121 и Xj = A'i Zi = 0,12.20= 2,42. 600 ^б.Н — б.к 0,089 71 4°. % 4 У1 = 0,089; Уа = - = 0,376. Ai Zj 2,42 Определяем значение температуры греющей среды: 4кУо~ 4срУ1 65-0,376 — 45-0,089 *г₽,с- Уо-У1 = 0,376 - 0,089 а значение температуры бетона в начале, прогрева: — <гр.с(1 — У1) _ 65 г— 71 -0,911 У1 ~ Определяем теплозатраты: Qi = со (^гр.с ~ ^б.н) = 600 (71 — 4) ® 40 200 ккал/м^ Q9 «= 30 Мп (ггр.с - *н.в + 30) = 30.12,5 (71 + 20 + 30) « 45 400 ккал/м*. Q3 = ZiK' Мп(/гр.с-^.в) = 20.0,9-12,5(71 + 20) « 20 500 ккал/м*. Qq e Qi + Q% + Q3 — 106 100 kkcla}m*\ Qq 106 100 Qn = ~ ~5 300 ккал/м3 час. Zi .20 Пример. Дополним исходные условия предыдущего примера указанием что пар для прогрева бетона подается только в течение одной смены (8 час.; на остальное Имеем: время (16 час.) обогрев выключается (см. график рис. 81,6) 1 600 = -20°; Zt -= Z3 = 8 час.; 4,= -£-Л = 0,017 1 600 = 70% 7?28» Z3 = 16 час. А\ Zi - А[ Z3 = х3 = 0,121 • 8 = 0,97; У1 == 0,379; 1— yi 0,621 Уо = “Г21 “ * °. 640‘ ° A Z. 0,97 158
у3 = 0,763: ,у, I A' Z ,= х3 = 0,017-16 = 0,27; , 1-у2 0,237 Л „„г Л-^ = Т5Г-“'875' Примем: ^б.н = 5о; ^б.к = 5о; £гр.с ==70°. После эт'ого можем определить: а) температуру бетона в конце первой стадии и среднего его темпера- / туру за этот срок t6 ср : > ' h = *б.нУ1 + *гр.с(1 5-0,379 + 70-0,621 «45°, 4ср - «б.к Уо + «гр.с (1 — Уо) = 5-0,640+70-0,360«28°; параметр эквивалентных сроков выдерживания (график рис. 67) порт- $ ландского цемента при /=28° #1=2,05; ' б) температуру бетона в конце второй стадии /2 и среднюю за этот срок t'p, учитывая, что Уз=У1 и /"о=/о: *2в ^Уз + ^н.в (1 — №) = 45-0,763 — 20-0,237 « 29°; «ср = «1 Уо +«н-в (1 - Уо) = 45-0,875 - 20-0,125 « 37*; 2.9; температуру бетона в конце третьей стадии <з и среднюю за этот срок в) (»-Ср: t3 = t^t + frp.c(l —уО = 29-0,379 + 70-0,621 « 54*; С = «2У0 + «гр.С (1 - Уо) = 29-0,64 + 70-0,36 « 44°; Рй =3,60; длительность остывания бетона в четвертой стадии от t—tt до г»1р.. «9 для этого устанавливаем значение: «з «и.в v * - в г Л)', 54+20 ----Х7 = 2,96 /б.к^н.в 5 4-20 затем по графику рис. 66 соответствующее значение величины Л4, которое данном случае равно 0,47. После этого определяем: 2,3 М 2,3-0,471 ' Z4 = —— = ———— » 64 часа; 4 Ах 0,017 x = Xjz4 = 0,017-64 = 1,09; у4 = 0,357; «бхр = «зУо + «н.в (1 - у'о) = 54-0,59 - 20-0,41 « 24*; Р4=1,7, д) общий срок выдерживания, приведенный к. /=15°: Znp = Zjz 4“ Z3 Р% 4“ Z3 Р3 4" Z4 Р4 = 8 • 2,05 4" 16 • 2,90 -f- 4- 8 • 3,60 4- 64 • 1,7 = 200 час. =» 8,3 суток. Обращаясь к графикам ТУ (рис. 44), устанавливаем, что бетон на порт- ландском цементе, выдерживаемый в течение 8,3 суток при средней темпера- туре 15° приобретает в конце этого срока ок!оло 67% #28. * Производить перерасчет ввиду незначительного недобора конечной проч- ности против требуемой по заданию (70%) нет надобности, тем более, что при расчёте не учитывалось влияние экзотермии цемента. 159
Определяем- теплозатраты: . . а) на разогрев бетона • * * . -3 Qi = 6ОО(^ —,^б.н + h ~~ h) = 600 (45 — 5 + 54 — 29) = 39 000 ккал/м^ б) на прогрев опалубки и ограждений < у2 = 30 Мп (^гр.с — /н.в + 30) = 30 • 12,5 (70 4- 20 4- 30) = 45 000 ккал/м* ‘в) теплопотери в наружный воздух ' \ Сз = (21 4- Z3) Кр Л4П (^Гр.с ^н.в) = J «=(8 4- 8)0,9 • 12,5(70 4-20) = 16200 ккал)м^ Qo = Qi 4- Q3 = Оз = ЮО 200 ккал№\ „ Qo 100 200 Qn = 7 , 7- = —“— = 5600 ккал/м*-, , \ 21 4- Z3 16 .• общий срок выдерживания: 2q — 2i -J- Z2 4~ Z3 4~ 2± = 96 час. Результаты приведенных выше расчетов при двустадийном комбиниро ванном выдерживании и при четырехстадийном комбинированном выдержи"’ вании помещены для сопоставления в табл. 72а Таблица 72а'. Сравнительная таблица г Параметры Единица измерения Первый вариант Второй вариант Модуль поверхности Мп — 12,5 12,5 Температура наружного воздуха £н.в град. —20 —20 Температура греющей средй £гр.ср Температура бетона в начале про- V 71 70 грева /б.н Температура бетою в конце осты- • 4 5 ' вания /б.к Коэффициент теплопередачи ограж- • 4 5 дений при остывании Коэффициент теплопередачи ограж- \ 0,80 0,80 - дений при прогревании -— 0,90 0,90 Длительность прогрева Z час. 20 16 Общий срок выдерживания .... » 92 96 Общие теплозатраты Qo ккал/м3 106 100 100 200 Пиковая теплопотребность Qn . . . ккал/м3час 5 300 5 600 Конечная прочность т]к i % ^28 70о/0 67о/о ' Глава VII ЗАДЕЛКА СТЫКОВ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИИ Согласно требованиям технических условий прочность заделки стыков сборных железобетонных конструкций к моменту их замораживания должна бН1ть не ниже 100%/? 28. Для обеспечения этого применяются следующие ме* роприятия: 160
а) предварительный, перед заполнением стыка, прогрев стыковой зоны; б) применение подогретой бетонной смёси; ' в) искусственный прогрев зоны стыка после ее заполнения. При подборе условий прогрева стыков необходимо учитывать ограниче- ния технических условий, определяющих максимальную температуру разогре- ва бетона не выше 40° и скорость подъема температуры не более 4° в 1 час. • Прогрев зоны стыка осуществляется: а) паропрогревом в объемных рубашках; б) прогревом в объемных рубашках, обогреваемых электропечами сопро- тивления; 1 ; в) прогревом электродным способом. г) применением термоактивной опалубки. Для стыков стаканного типа предварительный обогрев зонк стыка может быть осуществлен по следующему способу: после окончательной установки и временного закрепления стыкуемых элементов в оставшиеся промежутки на- ливают воду и прогревают ее либо электродным способом, либо при помощи 'Цилиндрических электропечей сопротивления; при этом наружные поверх- ности стыкуемых элементов в зоне стыка для снижения теплопотерь утеп- ляются; после прогрева в течение 36—48 час. воду удаляют, сгык заполняют подогретой бетонной смесью и укрывают слоем сухих опилок толщиной 15— 20 см. Последующее термосное выдерживание обеспечивает требуемую проч- ность заделки стыка. При прогреве в рубашках зону стыка окружают объемным, тепляком, внутреннюю полость которого прогревают острым паром или электропечами сопротивления. Электродный способ применим только для прогрева заполнения стыка; стержневые электроды диаметром 6—8 мм устанавливаются в теле за- полнения. Преимущество применения термоактивной опалубки заключается в том, что этот способ одинаково пригоден как для целей предварительного прогре- ва, так и для теплового выдерживания заполненного стыка. Однако необходи. мо учитывать основной недостаток этого способа — его большую пожаро опасность \ П Зак. 1261
Раздел третий КАМЕННАЯ КЛАДКА • Глава / ' ПРОИЗВОДСТВО БУТОБЕТОННОЙ КЛАДКИ 1. Основные положения f ] Бутобетонная кладка в зимних условиях выполняется такими же спосо- 1 бами, как укладка и выдерживание бетона. Объясняется это тем, что проч- j ность бутобетона зависит, главным образом, от прочности входящего в eroj состав бетона. Особенности зимнего производства бутобетонных работ сво- j дятся к применению мероприятий, обеспечивающих необходимую прочность бетона. Замораживание бутобетонной' кладки не допускается раньше дости- жения бетоном прочности 25 кг/см2. Применение мороженого бута не- < зависимо от способа выдерживания кладки не допускается — бутовый ка-& мень в момент укладки должен быть не только свободен от наледи, но и находиться в талом состоянии. - Бутобетонные конструкции, как правило, располагаются во рвах или кот- лованах и воздействие на них атмосферных условий меньше, чем на надзем- ные конструкции. Это создает возможность выполнения бутобетонной кладки ? способом термоса. При невозможности применения способа термоса бутобе-1 тонную кладку выдерживают в тепляке или осуществляют дополнительный'J прогрев бутобетонных конструкций. Применение паропрогрева допускается i при отсутствии вредного воздействия конденсата на основание клддки, а элек: >4 тропрогр'ев при помощи закладных или струнных электродов ограничен ус- ;•* ловиями производства кладочных работ (следует учитывать возможность сме- щения электродов прц укладке бута и при вибрировании). 2. Термосное выдерживание бутобетона * В связи с тем, что методы определения прочности бетонных и железобе- ; тонных конструкций, выдерживаемых способом термоса, не могут быть пол- 4 ностью применены для определения условий, обеспечивающих требуемую проч- > ность бутобетонной кладки к моменту ее замерзания, лаборатория зимних работ ВНИОМС разработала приближенный способ расчета термосного вы- ’ держивания бутобетона, в основу которого положены следующие допущения. * Общий объем бутобетона Убб складывается из равных объемов камня ч VK и бетона V& . Отдельные камни полностью втоплены в бетон. J Камень к моменту укладки имеет температуру tK > 5°. i При производстве работ выполняются все требования Технических уело-, > вий по предохранению бетона и камня от чрезмерных теплопотерь при ук- * ладке в конструкции.» \ Прочность бутобетонной кладки при марке камня не ниже 200 опреде- - ляется по формуле А. А. Шищкина: = / 65 \ . #бб = /^б у; , D 4-DJ5 Мсг/слА (78). \45 4- /?б / 162
IГде Rft—прочность бутобетона в кг/см2} й — прочность бетона, входя- щего в состав кладки в кг)см2, или по графику зависимости между прочностью бетона и бутобетона (рис. 82). Поскольку прочность бутобетона Г при заданной марке камня опреде- ляется лишь прочностью входящего i' в’ его состав бетона, расчет может ^.’быть сведен к подбору условий тер- Ь ыосного выдерживания последнего. ' Прочность бетона, обеспечиваю- щая заданную прочность бутобетона i /?бб, определяется выражением: [.Кб •= (— +Г + «о ) кг/см2 (79) /где 71,75 —/?бб L а' “------ТГч---- и а0 = 300 R66. ' V, О , Рис. 82. График зависимости проч- ности бутобетона и бетона (по фор- муле А. А. Шишкина): / 65 \ \ 45-Ь Кб / t, Эта формула дает возможность, зная марку бетона (У?2в), определить от- носительную прочность бетона , обеспечивающую заданную прочность . кладки: : ^б=_^£_100. / К28 £ 1 Для облегчения расчетов служит табл 73 Е Т а б л и ц а 73 }• Зависимость прочности бутобетонной кладки /?бб от прочности бето- на (/?б) при различных его марках (по формуле А. А. Шишкина) #бб R& Относительная прочность бетона в % от /?28 различных марок в кг 1см2 250 200 150 100 50 25 23 9 12 15 23 46 30 30 12 15 20 30 60 35 37 15 19 25 37 74 40 47 19 24 31 47 92 45 57 23 29 38 57 114 50 70 28 35 47 70 — 55 85 34 43 57 85 — 60 102 41 51 68 102 — Л 65 115 46 60 77 115 — 70 139 56 70 93 139 — 2‘ Метод расчета условий термосного выдерживания бутобетона полностью • совпадает с методом расчета условий выдерживания бетонных й железо- бетонных конструкций по способу ВНИОМС. Он основан на использовании L двух формул, определяющих: L значение температуры бетона в кладке через Z час после начала выдер- у; живания: г ^б’к = (*б н — в — ^2)У! 4 А2у2 4- tH в; (80) 163
среднее значение температуры бетона в кладке за срок Z час: v 1 , -1. ' . ' -1 ^б.Ср = у [(^б.Н ^Н.В А2) Уо 4" ^2 Л)] + ^Н.В , (8 0 где. ^б-н—температура бетона в начале выдерживания; J Льв — расчетное значение температуры наружного воздуха; ys Z —срок выдерживания в часах; ’1 У\ — переменная величина, зависящая от срока Z, модуля поверхности * и теплоизоляционных качеств ограждений бутобетона ;- у2 — переменная величина, зависящая от срока Z. { ! Для определения величин у\ и у2 могут быть использованы графики j рис 47, 48 (см. главу III); в данном случае для учета особенностей остыв а- [ ния бутобетона принимается: i A=J^ 1 250 ’ где Д — коэффициент теплопередачи ограждений поверхностей бутобетона; / Л4П — модуль поверхности бутобетонной конструкции, определяемый j . обычным способом. \ По вычислении Ai устанавливают величину Xi=AiZ и х2—0,012. Соот- ветственно полученным значениям Xi и х2 по, графикам (рис. 47,48) опреде- ляют значения у\ и у2, а также J = и Ро= 100(1 -Ъ). Л2 = 6-О-О(Л^ОО1), . где Дц — параметр экзотермии цемента; устанавливается в зависимости от принятой марки и вида цемента по данным табл. 45; Ц — удельное содержание цемента в бетоне, входящем в состав кладки./ • Обычно вычисления по вышеприведенным формулам необходимо про- изводить в нескольких вариантах, чтобы получить приемлемый расход це- мента. Пример. Выдерживаемая конструкция — бутобетонная стена толщиной dCT=0,5 м; температура наружного воздуха ^н.в==—15°; требуемая проч- ность бутобетонной кладки в конце выдерживания /?бб==40 кг/см2; заданный срок выдерживания — Z=5 суток=120 час. По табл. 73 устанавливаем, что соответствующая заданному значению /?бб прочность бетона =47 кг/см2. , Выбираем портландцемент марки 300, для которого Ац=0,45 (по табл. 45). Соответствующую марку бетона (для щебня при В/Д=0,7) определяют по формуле: х , ц 1 /?28‘= 0,5 /?ц ( -0,5) = 0,5*300(—-0,5)^140. I В , 0,7 Определяем относительную прочность бетона в конце выдерживания: 47 ^б - -Г 100 = — 100 = 33»/. Я28. /<28 Принимаем, что теплоограждение бутобетонной кладки устроено в виде короба со значением К = 0,8 (см. табл. 36). Определяем для заданных условий: 2 а0 /<МП *, 250 0,5 0,8 • 4 ------= 0,0128. 250 164
g Значение средней температуры бетона в кладке, требуемое для достиже-. ния бетоном прочности 7? б =0,33% R28 в течение 120 час. (без применения Г; ускорителей), определяем по графику рис. 44 /б ср ^7°. V Устанавливаем величины: ? 1 =0,0128 • 120» 1,53; х2 = 0,01 Z = 0,01 • 120 — 1,20; • после чего’определяем по графикам (рис. 47, 48) значения £/1=0,216 и у2— * =0,301 и подсчитываем значения 4 1 Ро= 100(1 —у2) = 100(1 —0,301) = 69,9. * Для дальнейшего расчёта необходимо задаться какой-либо из оставшихся , трех переменных (^бн, ^б.к и Дг). f Допустим, что te к=5° и попробуем определить значения t б « и Да. I Преобразовав формулы (80) и (81) к виду: . —ДкУо . Лк + Л2(У1—у2) ' г, . f6.H “ I *Н»В ; -РоУ1-УоУз У1 1 4 где для краткости приняты обозначения: , ' , 7?о = (^ср ^н-в^ 2; 1 Ак — (^б.к ^н. в) и подставив полученное выше числовое значение величин, входящих в форму- лы (80) и (81), определим для рассматриваемого примера: . £>0 = (7+ 15) 120= 2 640; ; Дк = (5+15) = 20; 2640-0,216 — 20.61,3 Д2 =------------------------— 195 8; 1 р 69,9 • 0,216-61,3 • 0,301 • < * 20195.8 (0,216 — 0,301) б." 0,216 т\ > Так как - 4 __________________________________________ 9 600 (Al — 0,01) ' то после подстановки известных величин (Дг, Дц» Д1), можем определить \ . удельное содержание цемента: ’’ 600 Л2 (Л, — 0,01) 600.195,8(0,0128 - 0,0100) . Ц' Дц 0,45 ' ’ J Полученное чрезмерно низкое значение для /б.н и высокое значение для К Ц указывает на неудачный выбор исходных условий у Зададимся начальной температурой, (б.н=30° при оставлении без изме- нения значений остальных величин; при этом, определив: До = ^б.н — ^н.в Д2 = 03 ГО,5 = 18, \ ’ 165
по формулам (80) и (81) будем иметь: *б.к = Л0У1 + Д2уа 4- ^н.в = — 18 0,216 4-63 • 0.301 -15» 0.5>°, ^б.Ср = ~ (ДоУо 4" Л>) 4- ^Н.в = - 18 • 61/3 4- 63.69,9 ------------- - 15 « 27,5 — 15 =12,5* 120 3! - По графикам ТУ для портландцемента 3Q0 при Z=5 суток и ^.ср^= 12»5^ относительная прочность бетона т]к =40% /?28- , 4 Таким образом, подобранные условия: /С=0,8; Z=5 суток; ^б.н=30° и при-J менение портландцемента марки 300 с удельным содержанием Ц=235 обеспечивают конечную прочность бетона =40% /?28 (т. е более задав-Zj ной) — (7)=33% /?2в) и положительную температуру бетона в концег> выдерживания ' J конц&> Глава IL ПРОИЗВОДСТВО КАМЕННОЙ КЛАДКИ 1. Основные положения Прочность и устойчивость каменных конструкций от начала их возведения ' до окончательного затвердевания раствора являются величинами переменны- ' ми, причем их изменение зависит лишь от изменения физико-химического со- \ стояния раствора, поскольку прочность и устойчивость камня могут прини- маться постоянными. Так как одним из важнейших факторов, определяющих характер твердения раствора, является тепловое воздействие окружающей 1 среды, то очевидно, что при возведении кладки в неблагоприятных темпера- ’ турных условиях для обеспечения надлежащего-качества кладки необходймо учитывать влияние низких (отрицательных) температур на протекание про* цессов,, происходящих в ее растворе. В результате экспериментального и производственного изучения влияния температуры среды на прочность раствора установлено: 1) длительность полного затвердевания раствора при положительной тем- пературе среды сокращается по мере возрастания температуры (при всех прочих равных условиях); ? 2) прочность замерзшего раствора возрастает по мере снижения темпе- ратуры среды; значение этой прочности может быть определено по формуле А. А. Шишкина: для тяжелых растворов (с влажностью около 20%) /?р = 25 7 в; (82 для легких растворов (с влажностью около 40%) /?₽' = 75 - <н.в; (83) ‘ (прочность замерзшего раствора часто бывает выше проектной прочности раствора); 3) влияние замораживания раствора на способность его твердения после Оттаивания зависит от состава раствора; цементные и сложные растворы эту способность сохраняют, известково-песчаные и известково-глиняные — теряют; 4) замораживание цементных и сложных растворов, уже имеющих 20% расчетной прочности (Т?2з) не приводит к практически значащему снижению величины конечной прочности растворов. При замораживании цементных и сложных растворов в раннем возрасте, т. е. до приобретения ими 20% расчет-, 166
Кной прочности, конечные показатели прочности растворов, а следовательно и №* кладки, значительно, изменяются, а именно: Вл а) цементные и сложные растворы, замороженные в раннем возрасте, К после оттаивания сохраняют способность твердения, но, как показывают опы- р' ты С. А. Миронова и В. Н. Сизова, их конечная прочность может иметь зна- Г чительные колебания в зависимости от состава раствора и условий его замо- раживания (см. табл 74). В технических условиях на производство и прием- ку обшестроительных работ установлено, что конечная прочность цемент- I ных и сложных растворов, - подвергшихся раннему замораживанию, сни- £ жается на одну ступень. И Т) б) сцепление замороженного в раннем возрасте раствора с камнем сни-, gt 'жается, причем для кладки, выложенной из камней правильной формы, сни- 8 жение величины сцепления существенного значения не имеет и его можно не t' учитывать, а для кладки, выполненной из камней неправильной формы (рва- к ный бут и др.), снижение прочности кладки определяется по формуле канд. fe, техн, наук А. А. Шишкина: & / О \ L /?кЛ = 0,8А /?к (1 - _, (84) & b—- 2 Як g*. где Rp, RK—-марки раствора и камня в кг[см\ Г* А , Q и b — эмпирические коэффициенты, имеющие определенные значения для данного вида кладки и марки камня, в частности для бу.то- Ч" ’* вой кладки: Таблица 74 Влияние раннего замораживания на прочность растворов Температура < наружного воз- духа в град. Состав раствора по объему Основание кубиков Возраст образцов в днях 28 | 90 при выносе на мороз средняя sa время пребывания на морозе Прочность в кг 1см2 Потеря прочности в% Прочность в кг}см* Потеря или уве- личение прочно- сти в X контроль- ных подвергав- шихся за- моражива- нию контроль- ных подвергав- шихся за- моражива- нию —22 -20 1:3 1 «0,3:5 1:1:8 Металл Кирпич Металл Кирпич Металл Кдоцич 121 179 45 97 17 5! Н6 148 38 45 14 33 II 11—11 Q0 — СП — — СП 00 СП СП 118 |68 62 94 ? 25 56 132 181 72 95 31 5? +29 +8 + 16 + 1 +24 — / < —15 rj -10 1:3 1:0,3:5 1:1:8 ' Металл Кирпич Металл Кирпич ' Металл Кирпич 35 86 24 62 12 32.. • 28 63 21 39 , 12 18 -ад; -ад -13 -37 -0 ' -«И j 33 7& 21 26 53 91 s 34 : 76 i г 48- —21 — 18 . 4-3 ; —4 0 —85 167
: - ....... в) раннее замораживание растворов обусловливает возможность новы- шейных деформаций и снижение в связи с этим устойчивости каменных конст- £ рукций в период полного оттаивания; г) при оттаивании рано замороженные растворы переходят, из твердого г в пластичное состояние, причем их прочность резко падает. ' Прочность кладки при раннем замораживании раствора за время от на- чала работ до окончательного отвердевания раствора проходит через тр^ стадии: первая — при замороженном состоянии раствора/ вторая — в период оттаивания, третья от начала до окончания твердения раствора; в боль* v шинстве случаев максимальна/! прочность относится к первой стадии, а наи- ” меньшая, так называемая критическая, — ко второй. Примерная продолжи- тельность стадии критической прочности — при цементных растворах 1,5—2 суток, и при сложных—3—5 суток. Поэтому, несмотря на значительные произ- водственное и экономическое преимущества способа замораживания перед другими способами выполнения каменной кладки в зимних условиях, замора- г живание кладки в связи с незначительной прочностью и устойчивостью камен- ных конструкций в период оттаивания не допускается в следующих случаях: а) если конструкции в период оттаивания подвергаются нагрузкам, пре- восходящим допускаемые на свежеуложенную кладку; б) если (конструкции после возведения будут иметь значительные динами4 ' ческие или поперечные нагрузки; в) если при внецентренном загружении эксцентриситет больше ’/з рас- четной толщины конструкции; г) для конструкций из бутобетона. I Для конструкций,. из рваного бута способ замораживания разрешается применять только при температуре наружного воздуха не ниж£ — 15°, добавке в раствор 4—5% хлористого кальция, послойном вибрировании, утеплении кладки по ходу работ путем засыпки пазух талым' грунтом if термоизоляции открытых поверхностей на время перерывов при возведении конструкций. Применение способа замораживания при строительстве жилых домов от- граничивается^ высотой этажа, а также общей высотой' кладки, возводимой этим способом; эти пределы указаны в табл. 75. Таблица <75 Предельная высота стен и столбов, выполняемых методом замораживания Вид кладки., Высота этажа в м Общая вы- сота стен и столбов в м Сплошная кладка из; кирпича и бло- До 4 24 КОВ1 4-5 20 - 5-6 12 Облегченная кладках бетонными вкла- До 4 м, но не более 10-кратной толщины дышами стены 16 То же. при зацолие^ии из засыпок До 4 л/, но не более 8-кратной толщины Г ! ' । f X К стены 8 Кладка из бута-плитняка До 5 м, но не более 7-кратной толщины сте- ! ны 5 » 1 Для стек высота этажа не’ должна превышать 12-кратной толщины стены,'а для столбов высота кладки не должна превышать 10-кратной ве- личины их широкой грани. 168
К’’ > Расчет каменных конструкций, намеченных к выполнению способом за- мораживания, должен производиться по.состоянию кладки во второй и треть- pi ей стадии, т. е. в момент полного ее оттаивания и после окончательного за- * тверд ев а ния раствора. Расчет производится по обычной для каменных конст- рукций методике с обязательным учетом приведенных выше указаний по £;?|бцёнке пониженных значений прочности раствора. Для выбора способа производства зимней кладки необходимо иметь: 1) конструктивные чертежи каменных сооружений и конструкций, с ними V’’ связанных (перекрытий, отдельных прогонов и балок, перегородок и т. п.); ’ 2) календарный план выполнения зимних кладочных и смежных с ними & работ; J 3) частные -и общие директивные сроки выполнения работ, срок ввода в 111 ^эксплуатацию всего объекта; < 4) метеорологические данные; ’ I 5) вид, лимит и основные параметры энергетических ресурсов (пар, элек- V троэнергия);. " 6) количество и характеристику энергетического оборудования; 7) ассортимент кладочных материалов, цементов и утеплителей; 8) наличие ускорителей твердения раствора; \ • 9) стройгенплан площадки и принятые решения по горизонтальному и р вертикальному транспорту материалов. ь 2. Каменная кладка способом замораживания $ I При кладке способом замораживания допускается применение мерзлого камня, но без наледей и снега. Степень подогрева применяемого раствора г должна обеспечивать образование плотного и правильного шва. Минимальные температуры раствора при различных температурах наружного воздуха при- водятся в табл. 76. ' ч Таблица'76 Минимальные температуры раствора при кладке конструкций способом замораживания Температура наружно- го воздуха в град. От 0 до —5 От -6 до' —10 От -11 до —15 От -16 до —20 От —21 до -25 От -26 до —30 Минимальная тем- пература рас- твора в момент укладки (в град.): при слабом ветре . . . +5 + 8 + 10 + 15 + 17 -4-20 '' при сильном ветре . . . +7 + 10 + 15 +20 — —- При производстве каменной кладки методом замораживания допускают- ся все способы перевязки, принятые для летней кладки. Марки растворов должны быть не ниже: должны быть не ниже: для стен и фундаментов из кирпича и бетонных камней : . 10 для стен и фундаментов из постелистого бута...............25 для несущих столбов из постелистого бута..................25 для карнизов, перемычек, армированной кладки..............50 для столбов из постелистого бута..........................50 Применяемые для кладки растворы должны иметь осадку конуса Строй- ЦНИЛ: для кирпичной и блочной кладки — 7—8 см, для обычной бутовой — 5—6 см и для вибрированной бутовой—2—3 см. Можно применять также рас- 169
творы с тонкомолотой негашеной известью при условии проведения провероч-ЗЧ ных испытаний на опытных образцах в соответствии с указаниями «Инструк- з ции по приготовлению и применению молотой негашеной извести • в строи1/*! тельстве» (И-112-48) и при условии приготовления раствора незадолго до его->я укладки в дело. Применение растворов, в которых вяжущим является извест-';Э ковое тесто, при способе замораживания не допускается. *ч| При выполнении каменной кладки по способу замораживания необходимо та соблюдать следующие условия: ' Я а) оконные и дверные проемы перекрывать готовыми железобетонными <3 балками или плитами; рядовые перемычки допускаются только как исклю- ‘3 чение для перекрытия пролетов не более 1,5 м при условии применения под- $ весной опалубки, удаляемой не ранее чем через 15 дней после оттаивания кладки; 1 б) кирпичные карнизы и пояса с выносом до 18 см выкладывают тычко- <4 выми рядами с постепенным напуском рядов кирпича не более чем на J/3 дли- ны кирпича; с выносом 18—38 см — по консольной подвесной опалубке, сни- маемой не ранее чем через 15 дней после оттаивания кладки; при выносе бо- лее 38 см или при величине его, превышающей V2 толщины стены, карнизы и 3 пояса следует выкладывать по сборным железобетонным элементам, прочно'^ закрепленным в кладке стены; во Всех случаях кладки 'карнизов и поясов J применяется цементный раствор марки не ниже 50; 1 4 в) запрещается устройство в кладке горизонтальных и наклонных штраб глубиной более V2 кирпича и длиной более 2 м\ г) для повышения несущей способности столбов и простенков рекомен-1 4 дуется укладывать в горизонтальных швах кладки сетки из 4—§-мм катанки J с расстоянием между прутками 8—12 см; расстояние между сетками по высо- те кладки принимается через 1—5 рядов и при бутовой кладке через 2 ряда J При наличии катанки диаметром 5 мм и малом армировании можно приме- нять сетку «зигзаг»; при этом виде армирования арматура смежных по высо- , 1 те сеток укладывается во взаимно перпендикулярном направлении; д) для повышения устойчивости стен и столбов, возводимых способом за- i мораживания, необходимо производить укладку металлических связей в ме- .у стах пересечения и примыкания стен, а также в углах; по высоте связи следу- ’ ет располагать на уровне перекрытий 2-го, 4-го и каждого из последующих этажей при высоте этажей не более 4 м\ при большей высоте этажей связи устанавливают поэтажно. Схемы расположения связей показаны на рис. 8?. Укладку несущих элементов перекрытий (балки, прогрны и т. п.) необходимо J производить немедленно по окончании кладки очередного' этажа; концы балок и прогонов рледует связывать анкерами с кладкой; конструкция Л связей не должна препятствовать осадке кладки в период ее оттаив^- ния; устройство связей показано на рис. 84, 85, 86; е) конструкции стропил должна исключать возможность передачи на \ кладКу таризонт^льных усилий. ’ d Для повышения прочности и устойчивости кладки в период ее оттацва- ния об-ычн’о проводят следующие мероприятия: I а) устанавливают временные крепления в виде подкосов, сжимов, расча- ? лок; расстояние между креплениями не должно превышать 20-кратной толщи- J ны стены; при большой толщине стен крепления ставят через 15 м', временные крепления устанавливаются также для стен и столбов, имеющих нераскреп- J ленные концы (например высокие парапеты); б) при наличии чрезмерных опорных давлений на свежую кладку под t балки и прогоны' устанавливают временные разгрузные стойки; при этом в 1 случае опирания стоек на кладку должны быть предусмотрены меры против } перенапряжения последней; стойки устанавливаются на клиньях для возмож- , ности регулирования положения их в соответствии с осадками кладки; в) с наступлением оттепели необходимо предельно ограничивать загруз- ку перекрытий материалами, инвентарем и т. п., а также устранять возмож- иостъ передачи на кладку ударов и сильных сотрясений. * В период оттаивания должен быть организован строгий контроль за со- стоянием кладки. i $ 170
Рис. 83. Схемы расположения связей при кладке стен способом замораживания а — схема расположения угловых связей; б — схема расположения связей в местах прохож- дения каналов; в — устройство связей в стенах (по системе Н. С. Попова) £ f F Л'' » Особенности расчета прочности и устойчивости каменной кладки, выпол- няемой способом замораживания, вытекают из необходимости учета влияния на раствор раннего замораживания и сводятся в основном к следующему 1. Прочность кладки из кирпича и камней правильной формы /?Кл опре деляется по формуле проф. Л. И. Онищика: а х > 2R* (85) где /?к — прочность камня, а /?р —прочность раствора на сжатие, А, а, Ь— эмпирические коэффициенты; если расчет ведется для момента перехода кладки из мерзлого в талое состояние, то значение 7?р принимается по данным табл. 77; при определении прочности раствора на 28-й день твердения, прини- мается его марочная прочность, пониженная на одну ступень; для определе- ния прочности раствора в промежуточные сроки твердения при температуре наружного воздуха в пределах от 0 до +10° канд. техн, наук А. А. Шишкин рекомендует применять следующие формулы: * для растворов на портландцементах 4 Z RZ = |>05 р.Г',' -Г ^28«/сл’; (86) 1 60 4- z для растворов на глиноземистом цементе Z • R7 = О’84 - --- - кг/см* (87) 15 4- Z 171
Рис. 84. Схемы заанкеривания конструкций, опирающихся на стены при кладке способом замораживания^ а — заанкеривание деревянных балок; 6 — заанкеривание железобетонных балок; в — кре- пление железобетонных плит; г — заанкеривание балок перекрытия в стене; д—заанкерива- ние балок перёкрыти^ в простенках; 1 — полосовая сталь; 2 — штырь /=50 см; 3 — толь; 4 — раствор; 5 — воздуш- ный прослоек 4 см; 6 — войлок в три слоя; 7— выпущенная арматура ' 1П
Рис. 85. Схемы заанкеривания железобетонных пере- мычек в стенах, выложенных способом замораживания а — заанкеривание в местах пересечения стен; б - заанкеривание по длинеХстены*с целью устройства в ней сплошной связи: 1— железобе. тонная перемычка; 2 — арматура & «6 мм, выпущенная из пере- мычки; 3 - штырь d —12 мм, /—50 см Рис. 86. Схема армирования рядовой кирпичной перемычки при кладке способом замораживания 173
Таблица Прочность раствора зимней кладки при оттаивании ее без прямого воздействия солнечной радиации (для среднеконтинентального 1 климата) 1_. ( Условная прочность раствора в кг 1см2 J 4 Марка • раствора при толщине стен ПРИ минимальном размере ? стороны столба . в 2 <1 в 1 в 2 £/ кирпича в 1 /2 кирпич кирпича в 1 /2 и более кирпича и менее и более кирпича в 1 4? кирпич и менее ' 100 4 2 0 10 4 о .1 50 2 0 0 4 2 0 25—10 для растворов 0 0 0 2 0 с добавкой 3—5% СаС1а Z R7 = 1,25 /?28 кг/см*-, 7,о Н- L о (88Г J ' 5 здесь /?28 —марка раствора для летних условий (так как формулы учитыва ют снижение прочности раствора в связи с его ранним замора - живанием); Z — длительность оттаивания в сутках при /=04-10°. . ' Jf 2. Влияние раннего замораживания на сцепление раствора с камнем учи- J тывается только для бутовой кладки путем понижения ее прочности при ежа- ъ тии на 20% —и для армированной кладки; в последнем случае эта прочность /• принимается:, для кладки через 28 дней после оттаивания при камнях npa-fJ вильной формы Яа = /? 4-40/7; (89) > для бутовой кладки ц < /?а = Я + 25р; (90) J для кладки в стадии оттаивания при камнях правильной формы *.► /?а = Яо + 30 р; (9П для бутовой кладки ? = /?о+ (92) J где /?а, R, /?0 — соответственно пределы прочности при сжатии зимних ^ла- док: армированной, неармированной и отвердевшей или от. таявшей (т. е. критической); р — содержание арматуры в процентах, определяемое по фор* муле: ' Л Р = 200 ' (93) 1 С S /а — сечение отдельного прута в см2; С — расстояние между прутьями в см; > 3 — расстояние между сетками по высоте в см. 4 Последняя формула применима как для прямоугольных сеток с квадрат- * ной ячейкой, так и для сеток «зигзаг»; в последнем случае значение S равно 174
^расстоянию между сетками одинакового направления; величина р принимает- Елся не более 1% 3 Предел прочности армированной кладки в месячном возрасте после Г-оттаивания при внецентренном сжатии определяется по формуле* и / е \ L /?а = я 4- 0,025 атр, | 1 — 2 -]кг/м*, (94) % \ а / |^где R — предел прочности при сжатии неармированной отвердевшей кладки; Ь* о, — предел текучести стали в кг[см?\ Г р — процент армирования; *£ е — эксцентриситет; L ’ а — половина толщины расчетного сечения конструкции в см. =7 4. Коэффициент продольного изгиба принимается без изменений по |** установленным для этого указаниям в соответствии с расчетной гибкостью и ; маркой раствора. 5. Запас прочности для стадии оттаивания понижается на 20% и прини- ‘ мается для кирпичной и бутовой кладок А=2, а для кладок из керамических г камней К=2,5; для отвердевшей кладку запас прочности не изменяется \ =«2,5 4-3,0). .*’ 3. Кладка с применением специальных растворов S-' / J Для ускорения процессов схватывания и твердения растворы, применяе- j4 мые при кладке способом замораживания, часто изготовляются на быстро * твердеющих вяжущих или в них вводятся противоморозные добавки. Эти ме- ; • роприятия расширяют область применения способа замораживания. £ В качестве противоморозных добавок используются водные растворы хло- .7 ристого кальция и хлористого натрия,* а также так .называемая хлорирован- ная. вода. Все эти добавки в разной степени изменяют свойства раствора, ;* а именно: понижают температуру его замерзания, повышают интенсивность < нарастания его прочности при сжатии и обеспечивают достаточное сцепление его с камнем. Однако эти добавки обладают и некоторыми недостатками: до- г бавление в растворы хлористого кальция и поваренной соли часто вызывают г появление высолов на наружных поверхностях кладки и повышают ее гигро- I’- скопичность; растворы на хлорированной воде (по материалам ЦНИПС) в у отвердевшем состоянии имеют пониженную (по сравнению с обычными) ч плотность и повышенную в связи с этим деформативность при сжатии. Эти У' недостатки ограничивают применение добавок при возведении сооружений. В 'ряде случаев применение противоморозных добавок очень эффективно, напри- • мер, при кладке находящихся под землей каменных конструкций, возведении г тонкостенных сводов и перегородок и т. *п. * Зависимость прочностных показателей раствора от вида затворителя (по к - опытам ЦНИПС над кирпичными образцами, сложенными на цементно-извест- ковом растворе состава 1 : 0,2 :3,5) приводится в табл. 78. f/. Допустимость применения растворов с противоморозными добавками устанавливается в зависимости от конкретных условий производства работ и ,.рт результатов испытаний опытных образцов. Для проектирования и предварительных расчетов могут быть использо- ваны следующие указания, рекомендуемые канд. техн, наук А. А. Шишкиным: г1 • 1) прочность рано замороженных хлорированных растворов при сжатии в стадии их перехода из мерзлого в талое состояние может приниматься по h' данным табл. 79; конечная прочность хлорированных растворов-после их от- р; таивания принимается пониженной на одну ступень; £'у. 2) прочность растворов с добавкой хлористого кальция или поваренной соли при сжатии в начале оттаивания принимается по данным табл. 80; конеч- ная прочность этих растворов при кладке из камней правильной формы не снижается против марочной, а при бутовой кладке принимается пониженной л на одну ступень 175
, , - Таблица 7^ Зависимость прочности (при сжатии и при сцеплении), кирпичных . образцов зимней кладки при разных, видах затворите л я (Апытыз ЦНИПС) в процентах от нормального значения ?? Вид эатворителя Возраст1 кладки Предел прочности в % при сжатии | при сцеплении летних | В зимних | уСЛОЕ летних | 1ИЯХ зимних 1 V’1" > 0 — 0 — 0 Обычная вода 28 100' 50 100 30 Хлорированная вода . . . 0 — - 20 — 54 ‘ 28 160 135 200 160 5И-НЫЙ раствор хлористо- п го натрия (поваренная 0 — 5 — 5 соль) 28 120 100 115 70 7° и-ный раствор хлористо- 0 — 3 — 4 го кальция 28 108 90 по 70 1 Для зимней кладки возраст указан после оттаивания. Таблица 79/ Прочность рано замороженных растворов в стадии начала их оттаива'ния \ Вид конструкции Толщина в кирпичах 1 При марке раствора ( 1 ' 100 50 25-10 / Стены ' >2 10 4 2 1*/а 4 2 2 < 1 2 2 2 Столбы Наименьшая сторона 2 10 10 4 1*/а 10 4 2 Таблица 80, Ускорение роста прочности цементного раствора с добавкой хлористого, кальция при температуре твердения t = 10 или 20° в процентах от: прочности такого же раствора без добавки ускорителей твердения (данные ЦНИПС) Добавка хлори- стого кальция о % Ускорение роста прочности раствора в % твердейия Z в сутках при сроке Температура •> замерзания 1 2 3 5 7 затворителя 1 в град. 1 2 3 180 210 240 160 200 230 140 ‘ 170 190 130 150 160 120 130 140 1 1 1 сл Go — 176
,,,, Все перечисленные противоморозные добавки применяются в виде пред- варительно приготовленных на подогретой воде растворов. Процесс их приго- товления осуществляется по указаниям специальных инструкций. / Применение вяжущих, обеспечивающих быстрое нарастание прочности * - раствора, также может позволить, в ряде случаев, довести прочность кладки ? до предела, допускающего ее доследующее замораживание. По данным ЦНИПС, хорошие результаты дает применение растворов й 1 :3 и 1 : 4 на «смешанных» цементах с добавкой хлористого натрия в коли- честве 3% от веса цемента. «Смешанный» цемент составляется из 75—85% портландского цемента и 25—15% глиноземистого цемента. Эти растворы со- t храняют способность твердения до температуры около — 10°. Недостатком применения растворов с добавкой хлористого натрия является повышение гигроскопичности кладки и возможность появления высолов на ее поверхности. ‘ При выполнении работ способом .замораживания, даже с применением ' быстротвердеющих растворов или противоморозных добавок, часто бывают г случаи, когда каменные конструкции не имеют в период оттаивания необходи- мой прочности и устойчивости (неожиданное понижение температуры, произ- водственные условия, вызвавшие замораживание раствора ранее расчетного срока, и др.). В этих случаях применяются дополнительные мероприятия, обе- спечивающие устойчивость конструкций в период оттаивания. ’ Такими мероприятиями являются: 1) обогрев кладки путем использования теплоты отапливаемых поме- • щений; ‘ 2) поверхностный паро- или воздухообогрев каменных конструкций в рубашках; 3) электродный внутренний прогрев кладки; 4) внутренний прогрев кладки при помощи закладных греющих электро- ’ приборов. 4. Отогревание кладки При возведении способом замораживания промышленных и жилых зданий, / заводских труб, водонапорных башен и т. п. может быть создан тепляк, верти- кальцыми ограждениями которого являются-наружные стены, а горизонталь- ' ными либо этажные перекрытия, либо специальные приспособления временно- го характера. При обогреве полученного таким образом тепляка могут быть \ созданы условия для оттаивания и твердения кладки. Обогрев может осуще- , ствляться либо от централизованных установок (от постоянной отопительной ^системы, калориферной воздухонагревательной установки с разводкой на- £ гретоГо воздуха в нагреваемые помещения и т. п.), либо от временных ".'тепловых приборов, устанавливаемых в обогреваемых помещениях (передвиж- '• щые калориферы, электропечи и т. п.). При этом, кроме прогрева кладки, соз- дается возможность ее просушивания, а также выполнения внутренних работ, 1 требующих положительной температуры. L ’ Определение размеров прогреваемых отсеков многоэтажных зданий уста- на вливается с учетом следующих указаний: . а) нагрузка на отогреваемую кладку от вышележащих этажей не должна ^'создавать недопустимых напряжений и осадок отогреваемой кладки (особенно стадии перехода раствора из мерзлого в талое состояние); б) одновременное отогревание допускается производить либо в пределах ^.дсего этажа, либо отсеками, разделенными осадочными швами. Кладка наружных стен под воздействием такого обогрева может быть отогрета только на часть своей толщины. Глубина оттаивания наружных стен ^зависит от массивности, внутренней и наружной температуры, степени влаж- * ности кладки и длительности обогрева; ориентировочные данные для случая ^одностороннего отогрева стен при различных сочетаниях влияющих факторов ^приведены в табл. 81. & Кладка стен и столбов, расположенных внутри тепляка, отогревается пол- ностыо. Ориентировочные сроки оттаивания конструкций при двустороннем ^отогреве приведены в табл. 82. &12 Зак. 12(1 177
х Таблица 8’ljl Глубина оттаивания, мерзлой кирпичной кладки при одностороннем Й 7 ее отогреве з! Толшина стены ^ст Температура среды ^ср в град. " '"л Глубина оттаивания в % от б/ст при продол-^j жительности в сутках наружной внутренней 5 10 15 28 2 кирпича — 5 + 5 20 25 30 35 д 41 2 — 5 + 15 50 60 65 70 -3 2 - 5 +25 65 75 80 80 2 -15 + 5 — — — — 2 — 15 + 15 30 30 35 >35 2 ” — 15 +25 40 45 45 45 2 -25 + 5' — — — — 2 -25 + 15 10 15 15 15/ л. 2 —25 +25 30 30 30 30 »/ 2 >/з . — 5 + 5 15 25 30 35 •S 2*/з . - - 5 + 15 40 55 60 70 Я1/, . - 5 +25 55 70 75 80 2 »/з . — 15 + 5 — 5 5 5 ’г 2 V, . - -15 + 15 ’ 25 30 35 35 'f 2 Vs • -15 +25 35 45 50 50 2 */2 , -25 + 5 — — — — /Л 2 >/2 . -25 + 15 10 15 20 20 2Ъ2 -25 + 25 ' 30 30 35 1 35 Таблица 82 Длительность полного оттаиваний сплошных кирпичных стен при двустороннем тепловом воздействии среды с постоянной температурой Характеристика кладки Влажность (весов) клад- ки в % Начальная темпера- тура клад- ки t кл. н в град. Темпера- тура среды t ср в град. Длительность оттаивания 2' в . сутках при толщине стен U/2 кирпи- ча 2 кир- пича * 2 V, кирпи- ча 3 ки,р-- пича + Из красного кирпича на тяжелом рас- творе 6 -5 + 5 4,5 7 I • — > То же 6 -5 + 15 1,5 1 2,5 4 5,5 V 6 —5 + 25 1,5 2,5 3,5 „ Из красного кирпича на легком растворе 11 -5 + 5 7,5 12 — _ Л То же 11 —5 + 15 2,5 4 6 5,5 ; И -5 +25 2, 1 3 4 3,5 / Из силикатного кир- пича на тяжелом растворе 9 -5 + 5 6 9 То же 9 -5 + 15 2 3,5 5 6,5 V 9 -5 +25 1,5 2 3 4 Л Из силикатного кир-. пича на легком рас- творе И —5 + 5 8,5 13 — То же 14 -5 -4-15 3 4 5 ' 6,5 ь г' * 14 -5 + 25 • 2 3? 4 6 : 178
E;,v Эффективность^ ^оттаивания конструкций при одностороннем прогре- г «е сравнительно невелика, в связи с чем влияние последнего прояв- г ляется, главным образом, в повышении устойчивости и снижении осадок , кладки. Эффективность отогрева конструкций, расположенных внутри отапли- L ваеМ|Ых помещений, в особенности столбов, значительно выше, но при оттаи- р: вании кладки необходимо учитывать понижение устойчивости и возрастание л, осадок при переходе раствора из мерзлого в талое состояние. Эффект просушивания односторонне прогреваемых конструкций опреде- £ - ляется испарением влаги из слоев, близких к обогреваемой поверхности, и миграцией ее в более холодные слои. Поэтому при наступлении оттепелей ;*• х может иметь место обратное движение внутренней влаги и вызываемое этим отсыревание внутренней поверхности стен. £ Зависимость прочности цементных и сложных растворов от срока и сред- л , ней температуры твердения приведена в табл. 83 (данные ЦНИПС). Таблица 83 Прочность цементных и смешанных растворов в зависимости от возраста кладки и температуры твердения в % от 28-дневной прочности при t= +15° (по материалам ЦНИПС) Возраст кладки в сутках Относительная прочность раствора в % /?28 при температуре твердения 1° 5° 10° 15° 20° 25° 30° 35° 40° 50° 1 1 4 6 10 14 19 24 29 34 ' 45 1,5 . 2 6 10 15 20 26 33 39 46 65 9 3 8 13 19 - 25 32 40 48 57 80 3 5 12 19 26 35 44 52 61 70 90 5 10 20 30 39 48 57 65 74 82 100 7 16 27 39 50 59 68 76 84 92 105 10 24 37 51 62 72 80 87 94 100 — ,14 33 48 63 75 84 91 97 102 106 — 21 45 62 78 90 97 102 106 109 — — 28 55 72 88 100 106 НО — . — — — 5. Паропрогрев каменной кладки Паропрогрев каменных конструкций имеет ограниченное применение вви- •V ду значительного расхода древесины на устройство паровых рубашек и слож- S' ности производства работ. Наиболее часто паропрогрев кладки осуществляет- £ ся в капиллярной опалубке системы А. А. Вацуро. При паропрогреве камен- ‘ ных конструкций в капиллярной опалубке опалубка и способ ее использова- F* ' ния те же, что и при прогреве бетона. Схема применяемых приспособлений $ показана на рис. 87. К; При кладке стен и столбов опалубочные щиты устанавливаются сначала р только с трех сторон выкладываемого элемента. Эти щиты могут быть исполь- Г' зованы как шаблоны в процессе кладки. С четвертой, временно незапалублен- ной стороны, производится кладка, после окончания которой устанавливается Г Sr четвертый щит. Во избежание замерзания выкладываемых элементов в период работ в капилляры щитов опалубки трех граней одновременно с началом кладки мо- жет быть пущен пар. Основной прогрев для получения требуемой прочности производится после окончания кладки и установки четвертой грани опалубки. Для контроля нарастания прочности кладки необходимо периодически за- мерять ее температуру. 12* 17Q
Рис. 87. Схема применения капиллярной опалубки системы А. А. Вацуро 4 для прогрева кирпичных столбов и простенков 3 Пределы высоты капилляров сохраняются такие же, как и при прогреве 1 бетона (3,5 м). Полоски металла, перекрывающие капилляры, или фанеры должны пло- д тно прилегать к кладке, так как при наличии воздушного прослойка эффек- тивность теплопередачи от пара к кладке ре’зко снижается. ' Длительность прогрева определяется расчетом и контролируется путем J замеров температуры кладки во время прогрева. Ниже приводится приближенный способ расчета паропрогрева кирпичной J кладки, разработанный лабораторией зимних работ ВНИОМС. . ’ | В основу его положены следующие допущения: - •*; температура кладки в начале теплового выдерживания /кл = 0° (талое состояние); - 'j температура всех точек прогреваемого элемента кладки в любой момент прогрева одинакова; температура наружного воздуха постоянна; экзотермия цемента не учитывается; ’ температура кладки в любой момент Z (в часах) после начала прогрева ,3 определяется по следующей формуле: ’ J — 1 у) » средняя температура кладки за срок прогрева Zo (в часах) определяется по формуле: J / 1 \ ^кл.ср — ^0 I 1 т/’ (96) 1 \ ^1^0/ -5 при этом I _ ^К.КЛ 4~ /(оп (Мп Мк) /н>в °" Хк.кЛЛ*к + Коп(Мп- мк) ' I ^К.КЛ Мк Крп (Мп Мк) — г ♦ га со J 180
где Кк.кл—коэффициент теплообмена между паром и кладкой; в случай пе- рекрытия капиллярного канала металлическим листом ,Лк.кл==50. при перекрытии фанерой Лк.кл=20; : Коп —коэффициент теплообмена между кладкой и наружным воздухом; при опалубке толщиной 2,5 см Доп =5,0; ? 1 Мк— капиллярный модуль; для его определения устанавливается ши- ; рина капилляра &кап со стороны, обращенной к кладке, и коли- чество капилляров пкап в поперечном сечении расчетного участка кладки; тогда j _^кап ^кап . к “ р ’ j J кл Лкл—площадь в м2 поперечного сечения расчетного участка кладки; ' при опалубке толщиной 25 мм принимают дкап =0,04 м и , при ; . ' опалубке толщиной 40 мм 6Кап — 0,06 Afn—модуль поверхности расчетного участка кладки, определяемый так же, как и для бетонных конструкций; при столбах в простен- ках прямоугольного сечения b^b2 м 1 »i i. при стенах толщиной dQ в м ч — средняя температура паровой среды в капилляре; можно пола- ; гать: tK= 100 — 2,5 Якап; (99) #кап— длина капилляра в м (не более 3,5 а<); г ^н.в — температура наружного воздуха; Со — объемная теплоемкость кладки в ккал/м3 град\ в случае кирпич- '7 ной кладки можно полагать со=400; 1 Z — срок прогрева в часах; ' У==б —*^12 — показательная функция; определяется либо по таблицам, либо по графикам (рис. 47, 48) при x—a\Z. •' Пример. Определить условия прогрева в капиллярной опалубке кирпично- го столба сечением 2X2 кирпич-а до момента обеспечения относительной проч- ,—ности раствора не ниже ^к=35% температура наружного воздуха /н.в = •' = —25°; капилляры перекрыты со стороны кладки фанерой; высота столба — . //=3,5 м. < Примем, что в опалубочном щите каждой из сторон столба имеется по три капилляра, следовательно, при опалубке толщиной 25 мм по поперечно- ; . му селению столба число капилляров будет: и = 4 • 3 = 12; модуль поверхности столба « 7,85; яри этом Мп - - 7,85 — 1,85 = 6,00; tK = 1UU — 2,5 • 3,5 « 91°; . • - 20; Коп = 5. 181
©рределим расчетные параметры К'к.клМк + Коп(М„-мк)} 20 • 1,85 + 5 • 6,00 CL-i — — Л! U. 1 /• Со 400 _ ^к-кл М* ^°п (^п £н,в _ 20 • 1,85-91 5-6-25 ~ е *“ Кк.клМк + Коа(М„-Мк) - 20.1,85 + 5-6 Установим по формуле (96) значение средней температуры кладки за сроки: Z = 24 часа , 1 \ <кл.ср = 39 ( 1 0 17 — ).& 29 ; I = 36 час. I л 1 \ <кл.ср = 39,( 1 0) 17 36 ) « 33 . По табл. 83 (зависимость относительной прочности раствора от срока и температуры твердения) путем интерполяции находим, что за срок Z = 24 ча- са = 1 сутки при £=29° относительная прочность раствора т]р — 20% R» и за срок 7=36 ч^с. = 1,5 суток при Z=33 относительная прочность раствора будет равна т]к=35% ,7?28. Таким образом, прогрев должен продолжаться в течение 1,5 суток. После установления режима теплового выдерживания должны быть опре- делены соответствующие теплорасходы — максимальный часовой Q? в ккал/м* час и общий за все время прогрева Qo в кка^/м3. Расход тепловой эне'ргии'в течение всего срока прогрева Zo определяется । в случае кирпичной кладки по формуле: Qo — 500 4~ Zo [/Con (Мп А1к) (^кл.ср ^н. в) + + Як.в (tK— /н.в)] ккал/м*. (Ю0> Максимальный часовой расход для того же случая равен:« QT = 0,05 tQ (1 - ym) [10 000 + /<оп (Мп - Мк)] + /Ск.в-^к *к - ^н.в [Коп (^п Мс) Н- /Ск.в Мк] ккал/я? час, (101) где Ут =£“ai определяют либо по таблицам значений показательной функции е—* либо по графикам, приведенным на рис. 47, 48, полагая x=ai, /Ск.в—коэффи- циент теплопередачи от капилляра к наружному воздуху: /Ск>в =10. Максимальный часовой расход соответствует первому часу прогрева. Подсчитанные по этим формулам, величины Qo и QT должны быть уве- личены за счет непроизводительных потерь в связи с утечкой пара через не- плотности сопряжений капилляров и паровпускных коробок, а также через паровыпускные отверстия капилляров (при выходе отработанного пара). Можно полагать, что эти потери составят 25—50% от расчетных величин Тогда, с учетом этих потерь, общая потребность в паре за весь срок про: грева пара на 1 м3 кладки -будет равна:- Ао = 0,003 QqKc/m*, (102) а максимальная часовая потребность пара на 1 м3 кладки будет составлять: Ат == 0,003 От кг/м3 час. (103> Пример. Для условий, установленных в предыдущем примере, определить потребность в паре при прогреве кирпичного сто'лба; по формуле (100) опре- деляем общий теплор^рход в течение Z=36 час.: Qo == 500 • 39 4- 36 [5 • 6(33 + 25) + 10 - 1,85 (91 + 25)] « 158 600 ккал/м3. 182
Е По формуле (101) определяем максимальный часовой теплорасход; при | этом £ ут = = 0,17 = 0,84-и (1-уга) = 0,16; | QT = 0,05 • 39 • 0,16 [(10000 + 5 • 6)+ t + 10 • 1,85 • 91 + 25(5 • 6+ 10 • 1,85)] « 6 000 ккал/м* час. 1 Определяем соответствующие потребности в паре: ? за весь срок прогрева До = 0,003 . 158 500 « 475 кг/м^ ' . Максимальная часовая Дт = 0,003 • 6 000 = 18 кг/м^час. 4 6. Электропрогрев каменной кладки Электропрогрев каменной кладки основан на преобразовании электри- 11 ческой энергии в тепловую при прохождении электрического тока по провод- ' нцку (в данном случае по раствору кладки). Низкая электропроводность замороженной кладки вызывает необходим о мость применения тока повышенного напряжения, коротких расстояний меж ду группами электродов (что увеличивает расход металла и расход электро- ; энергии). Условия облегчаются, если раствор находится в незамерзшем со- стоянии. L 1) Электродный прогрев В качестве электродов применяют отрезки 6-мм катанки, высечку (отходы ч при штамповке), обрезки листовой или Полосовой стали шириной 40—60 мм. Электроды укладывают в швах кладки и соединяют в группы, подключаемые через софиты и общий распределительный щит к сети. Расстояние между группами зависит от напряжения тока и состояния '• ‘ раствора — при напряжении 220 в и замороженном растворе расстояние меж- ду группами электродов должно быть около 20 см, при том же напряжении и талом растворе — около 40 см. Точное определение расстояний между s электродами устанавливается обычно практически путем опытного прогрева от- ' дельных участков. В процессе прогрева электросопротивление замороженного раствора по * нйжается до момента перехода его в талое состояние, а затем начинает воз- \ растать по мере его твердения. При сетевом прогреве регулирование Напряже- ния,' а следовательно и теплового режима, крайне затруднено и производится только отключением и включением в электрическую цепь прогреваемых участков. При электропрогреве кладки электрическим током, получаемым непосред- г. ственно из сети, необходимо строго соблюдать правила, изложенные в инет рукции по технике безопасности. > В связи с резким повышением расхода электроэнергии при твердений ,• раствора электропрогрев кладки обычно прекращается, как только раствор . приобретает 30—40% проектной прочности. L, На рис. 89 приведена схема одного из способов осуществления электрод- £ ного прогрева замороженной кладки, предложенного А. К. Синчуком (ЦНИЛЭПС). Отдельные электроды вертикально располагаемых групп укла- 3' дывают в горизонтальных швах через 2 ряда кладки; расстояние между труп- С пами 26 см (при напряжении 220 в)\ группы включают в разноименные фазы | Включение всех групп производится при мерзлом состоянии раствора. Пр» оттаивании раствора и понижении его электросопротивления группы вклю-( чаются через одну. Это позволяет регулировать тепловой режим кладки. В табл. 84 приведены ориентировочные значения мощности и расхода электро- энергии при описываемом способе прогрева (данные ЦНИЛЭПС). Другой ’ способ прогрева мерзлой кладки (рис. 90) является комбинированным: про- f. 183 1^ i
Рис. 88. Схема электродного прогрева незамерзшей кирпичной э кладки по способу инженеров Н. М. Мулина и Р. В. Вегенера i Рис. 89. Схема электродного прогрева замороженной кирпичной кладки (по способу А. К. Синчука ЦНИЛЭПС) а — схема включения электродов в начале прогрева; б — схема включения электронов после оттаивания замерзшего раствора: 1 — электроды; 2 — отпайки; 3 — питающие прово- да; 4 — отпайки к электродам, отключаемым после оттаивания раствора; 5 — температурные скважины; 1, 2, 3 — фазы 184
Т а7б л и на 84 Расход электроэнергии при прогреве мерзлой кирпичной кладки от —5° до момента достижения раствором 20% Rzs при средней температуре .прогрева 35° и длительности прогрева в течение 24 час. Г— Модуль поверхности 7ИП Мощность (в кет /м3 час) Общий расход в кет 1 час м3 при отсутствии утепления при наличии утепления при отсутствии утепления при наличии утепления (Я=2,5 ккал[мг час град) 4 2,3 1,2 56 28 6 3,2 13 76 33 8 4,0 1,6 95 38 10 4 ,.7 1,8 113 43 17 7,5 2,5 181 61 грев кладки до талого состояния осуществляется за счет теплопередачи от за- кладных электронагревателей, после чего включаются групповые электроды, обеспечивающие дальнейший прогрев талой кладки. Таким путем создается возможность несколько снизить расход электроэнергии' и улучшить регулиро- вание теплового режима кладки. Электронагреватели имеют форму кирпича и закладываются на глине в оставляемые по ходу кладки тычковые гнезда; применение глиняного раствора имеет щелью улучшить условия теплопередачи и облегчить выемку нагревателей по окончании прогрева. Вкладыши и элек- троды включаются под сетевое напряжение. Вкладыши-грелки соединяются по- следовательно в группы—по 3 шт. при 120 в и по 5 шт. при 220 в. Электроды закладываются в горизонтальные швы кладки, образуя горизонтальные груп- пы, расположенные по вертикали через 4—6 рядов кладки. Вкладыши по верти- кали устанавливаются на один ряд выше электродных групп, а по горизон- тали — на расстоянии не более 75 см один от другого. Ориентировочные сроки прогрева кладки описанным7 способом до приобретения раствором 20% R29 •приведены в табл. 85 (данные ЦНИЛЭПС). Таблица 85 Длительность прогрева мерзлой кирпичной кладки электродным способом в сочетании с предварительным оттаиванием ее при помощи электровкладышей (при достижении прочности раствора не менее 20%'7?28). Вид цемента / , Длительность прогрева кладки в часах при средней температуре в град. + 15 +20 +25 +30 +35 +40 +50 +60 Портландский . . . 40 32 25 19 13 8 4 Шлакопортландский 72 55 42. 30 22 14 8 5' 185
При прогреве кладки, армированной сетками «зигзаг», последние могут^ быть использованы в качестве электродов. Для этого правления, расположенные на расстоянии не более включаются под сетевое напряжение; смежные сетки сетки одинакового на?' 4 рядов (при 220 в)// следует подключать в) 120 !ЙЙЙЙЙ8ИЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЯ б) 1 Рис. 90. Нагревательные кирпичи для предварительного опаивания мерз лой кирпичной кладки при последующем электродном прогреве последней л — общий вид; одного элемента Не больше 80 см а — продольный разрез нагревательного кирпича; б — поперечный разрез; ? — схема расположения нагревательных кирпичей в кладке. Мощность ' —200 вт, температура накала проволоки—не более 400° ,1 не более 4 ж разноименным фазам. Развернутая длина сетки должна быть Достоинством этого способа является резкое сокращение расхода металла на электроды. Этот способ следует считать видоизменением способа, предложен- ного Н. М. Мулиным и Р. В. Вегенером (см. указанный выше рис.’88). Пред- ложенный ими способ предназначен для электродного прогрева неармирован- ной кладки, находящейся в талом состоянии. При этом способе Электроды Таблица 86 Расход электроэнергии при прогреве кирпичной кладки электродным способом (от сетевого напряжения) при средней температуре кладки — 25° и заданной прочности раствора в конце прогрева 20 % (данные ЦНИЛЭПС) § Модуль поверхности 7ИП 4 6 •) 9 Мощность в квт/м5 час ),8 .2,9 3,0 Общий расход энергии в квт/м3 . . 40 55 70 186
располагаются в горизонтальных швах кладки на расстоянии по вертикали В?—6 рядов. №. Группы подключаются к разноименным фазам сетевого напряжения. Ори- Котировочные мощность и расход электроэнергии при этом способе прогрева «приведены в табл. 86. В' Расход электроэнергии при прогреве кладки может быть значительно сни- жен за счет применения термоизоляции наружных поверхностей прогреваемых ргонструкцйй. к 2) Электропрогрев кладки при помощи вкладышей-грелок / В практике производства работ по электропрогреву каменной кладки в ^зимнее время нашли применение способы, основанные на использовании элек- тропечей различного типа. Из них наибольшее распространение получили Ьлектрокирпичи конструкции И. И. Богатырева и С. Г. Воловича, которые р отличаются от описанных выше электровкладышей только размерами ?Д65Х 120X250 мм) Р Электрокирпичи размещаются в гнездах, оставляемых по ходу кладки ;Для прогрева кирпичных стен гнезда располагаются в шахматном порядке * на расстоянии 50—80 см одно от другого (3—4 шт. на 1 м2 стены); при прогреве столбов расстояние между грелками принимается 50 см (около 8 шт ^.на' 1 м3 кладки). После установки электрокирпичей щели между ними и клад- ккой заделывают глиняным раствором. Группу последовательно соединенных £ электрокирпичей включают под сетевое напряжение через софиты и распре- делительный щит. Число электрокирпичей в группе определяется из условия ? обеспечения в кладке необходимого температурного режима. По данным, приводимым канд. техн, наук И. И. Богатыревым, установоч- ная мощность на 1 м2 прогреваемой стены составляет около 0,5—0,7 кет при г. общем расходе электроэнергии от 7 квт/час м2 при температуре наружного ;ri воздуха ^нв=—5° и до 22 квт/час м2 при /н.в ==—20°. [ 7. Производство каменной кладки в объемных тепляках Этот способ целесообразно применять при зимней кладке фундаментов и I каменных конструкций, возводимых ниже'уровня земли. Для возведения фун- S даментов наиболее удобны тепляки переносного типа, изготовленные из ? щитов. £ ' Размеры и формы тепляков определяются конфигурацией возводимой ка ,; менной конструкции и связанных с'ней котлованов, суточным потоком работ и длительностью теплового выдерживания кладки до приобретения ею необ- ходимой прочности к моменту замерзания. Срок выдерживания кладки зави- сит от заданной прочности раствора и от температуры воздуха внутри тепля- ка. Для требуемой относительной прочности раствора др^0,20%/?28 ориен- тировочные сроки выдерживания кладки приведены в табл 87. Таблица 87 £ Ориентировочные минимальные сроки выдерживания кладки Р в тепляках к. к Г ч к __ Марка растворов Срок выдерживания в сутках при температуре воздуха в тепляке в град. +5 + 10 + 15 + 20 1 , 50-100 6 5 4 3 10—25 8 6 5 4 > 187
При засыпке пазух выдерживаемых в тепляках фундаментов талым грун^ том или шлаком и укрытии их поверхности сроки выдерживания фундаментов в тепляках, указанные в табл. 85, могут быть уменьшены на 1—2 суток. Температуру в тепляках следует поддерживать не ниже 5° на уровн^ 0,5 м от отметки подошвы фундамента. Кладку фундаментов следует выполнять из предварительно отогретого^ камня, для чего его заносят в тепляк не позднее чем за сутки до укладки. При выборе способа отопления тепляков следует иметь в виду, что долж^ на быть обеспечена возможность создания положительной температуры воз^ духа во всех зонах тепляка, а сами обогревающие приспособления должньй быть достаточно простыми и портативными. К числу наиболее простых обо;; гревающих приспособлений относятся печи-времянки и огневые калориферы'.^ Основной недостаток временных печей заключается в том, что они создаю^ неравномерную температуру внутри тепляка и огнеопасны. J Число и мощность отопительных приспособлений определяется общей S геплопотребностью, необходимой для поддержания теплового режима в теп-3 ляке. Эта теплопотребность складывается из расхода тепла на прогрев кладкв] и всех материалов, находящихся в тепляке, и теплопотерь через ограждения^ тепляка в наружный воздух, а также в грунт стенок и дна перекрытого теп-Л ляком котлована. . Часовая теплопотребность определяется по следующей приближенной^ формуле: J 'j где Q = [(ДлЛ + K2F2 + K3F3 + ^о^о) (*н.в ~ *н.в) + 2 000 Укл] ккал)час. J й Q — общая часовая теплопотребность на обогрев расчетного объ<^ ем а тепляка в ккал f час; J Ki — коэффициент теплопередачи ограждения тепляка в ккал/м*^ час град} , 3 — то же, дверей тепляка, < К3 — то же, окон; 3 Ко — условный коэффициент теплообмена между воздухом и грун- 2 том внутри тепляка; для ориентировочных расчетов можно принимать Ко=О,5 ккал/м? час град} J F\> ^з> Л) — соответственно величины площадей в м2 ограждений, дверей 3 окон и поверхности грунта в тепляке; .4 ^в.в — температура воздуха (средняя) внутри тепляка; Л /н.в — температура наружного воздуха; Л Ккл — объем выложенной в тепляке кладки и запасов материалов 3 в нем в м\ Таблица 8Н Коэффициенты теплопередачи для частных случаев ограждения тепляков Конструкция ограждения Коэффициент теплопереда<цг Щиты из двух слоев 19-мм теса с прокладкой войлока и обивкой толем ................... То же, из двух слоев фанеры с прокладкой 4 см шевелина с обивкой толем.............. То же, из слоя 19 мм теса с обивкой толем . . Двери деревянные толщиной 40 мм, обшитые войлоком и толем .......................... Окна одинарные............................. 2,5 1,5 5,0 2,0 5,0 188
g ' Значение коэффициента теплопередачи ограждений тепляка ^определяется по формуле’ (из щитов) (Ю4) лдесьЛ^Лз — толщина слоев ограждения в Хп Х2 — теплопроводность материалов ограждения (см. табл. 33); »- (3— коэффициент (см. табл. 35). -1' Для некоторых типовых ограждений тепляков значения /С можно прини- Г мать по данным табл 88 8. Выбор способа производства каменной кладки : в зимних условиях ? Как было отмечено выше, наиболее целесообразный способ производства ц каменных работ в зимних условиях может быть установлен только на основе учета всех частных условий производства: типа и материала конструкции, ' 'метеорологических условий, времени производства работ, расчетных нагру- зок и т. д. Рекомендуемые способы производства зимних каменных работ (по мате. ’ риалам ЦНИПС) приведены в табл. 89. Таблица 81 _ Рекомендуемые способы производства- каменных работ в зимних условиях (по материалам ЦНИПС) г Тип здания или Материал Рекомендуемые способы производ- f ч сооружения Конструкция конструкций ства кладки в зимних условиях , Жилые, культур- Фундаменты Кирпич и Способ замораживания но-бытовые и хо- < зяйственные зда- ’’ ния высотой от 4 этажей (12 м) ; и более и подвальные блоки стены ' Постели- стый или В тепляках или с приме- нением раствора с добавкой рваный бут хлористого кальция h • Стены и Кирпич и Способ замораживания столбы надзем- блоки (определяемый расчетом) с 1Г V ной части искусственным оттаиванием г/ 5 То же, при высо- Фундаменты То же Способ замораживания & те не более 3 и подвальные этажей стены Рваный В тепляках или с приме - бут нением растворов с добав- кой хлористого кальция Стены и Кирпич и столбы надзем- блоки ной части Способ замораживания Бк Промышленные Фундамент Бут В тепляках Ь- здания высотой под основные с: более 6 м элементы кар- каса 189
Продолжение табл. 89; __________________ Тип здания или сооружения Конструкция Материал конструкций ' $ Рекомендуемые способы производи ства кладки в зимних условиях^ Фундамент под сплошные стены Кирпич и блоки То же, что и для жильце зданий, в зависимости qt высоты фундамента ~ Заполнение каркаса, спло- шные стены и внутренние столбы То же В зависимости от срока* ввода под эксплуатацион^. ные нагрузки: на быстро4 твердеющих растворах илИ с искусственным прогревон<| (при коротких сроках) или;* способом замораживания^ (при долгих сроках) Промышленные здания высотой не более 6 м Фундаменты под стены и столбы Рваный >бут В тепляках или на рас; ? творе с добавкой хлори?.| стого кальция , Д Кирпич, блоки и по- стелистый бут Способ замораживания % Стены И столбы То же В зависимости от срока ввода под эксплуатацией- ные нагрузки: на быетро-Д твердеющем растворе или * с искусственным отогрева- * нием (при коротких сроках),^ или способом замораживав; ния (при долгих сроках) Глава III РАСТВОРЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КАМЕННЫХ РАБОТ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ : 1. Составы растворов При кладке методом замораживания Применяются те же виды и составы растворов, что и при летней кладке, но не допускается применение известно- во-песчаных и глинистых растворов. * Марки растворов при кладке из кирпича и камней правильной формы для ' стен и фундаментов должны быть не ниже 10; для столбов — 25; для карни- зов и перемычек — 50; для армированной кладки — 50. е J Марка раствора для конструкций, возводимых с искусственным обогре- J ванием и в тепляках, должна быть не ниже 25. . Ч Цементные растворы значительно улучшаются, если в них вводится из- J весть. Они становятся более пластичными и удобными для работы. Кроме Ц того, добавление извести способствует удержанию влаги в растворе и извест- $ ково-цементные растворы отдают меньше влаги кирпичу. Это обстоятельств» | чрезвычайно важно при кладке в зимних условиях. , Добавление в цементные растворы глины также улучшает их удобоукла- $ дываемость и уменьшает отдачу влаги кирпичу, но качество применяемых глин должно быть тщательно проверено в лабораторных условиях; только 190 ' * |
I после испытания опытных образцов допускается применение глины в качестве добавок. Добавление в растворы хлористого кальция ускоряет схватывание и твер- дение цементных растворов и понижает температуру их замерзания, но уве- личивает гигроскопичность кладки и способствует появлению так называемых высолов (на поверхности кладки выступают белые пятна). Консистенция растворов, применяемых для зимней кладки, должна быть [такой же, как и для летней. 2. Температура растворов !б. Температура раствора при кладке должна обеспечивать нормальную рас- стилку раствора и обжатие шва до замерзания раствора. Минимальные тем- ‘ пературы растворов, в зависимости от температуры наружного воздуха, при- t в-едены в табл. 76. I' Температура раствора, выдаваемого с растворосмесйтельной установки, определяется его температурой при укладке и теплопотерями при транспорти- ровании, перегрузках и во время производства работ. Подсчет теплопотерь производится аналогично подсчету теплопотерь при транспортировании и пе- регрузке бетонной смеси (см. раздел второй). После определения требуемой температуры раствора при выдаче с раство- росмесительной установки устанавливаются (опытным путем) теплопотери при приготовлении раствора и подбираются температуры составляющих рас- гвор материалов с учетом влажности последних. При подборе температур составляющих пользуются следующей фор- ?; , мулой* . (^»2 + + (^В А , 6^ИЗВ — /п £п) /1ЛРА г /см =------;-----------гг—г;--------------* (105> fl, 2 (£ц 4- 4- 0 > 5 gI131{) + где ?См—температура раствора после перемешивания; температура песка в момент загрузки для перемешивания, к' — температура воды в момент загрузки для перемешивания; » ' gn— вес песка в 1 м3 раствора; 5 ‘ — вес Цемента в 1 м3 раствора; к £изв — вес известкового или глиняного теста; f £в—количество воды в л, содержащееся в 1 м3 раствора с учетом влаж-. Ь ' ности песка или глины, известкового или глиняного теста и до- $ бавлении воды; [ Zn — относительная (по весу) влажность песка. Предельные температуры подогрева песка и воды приведены во'втором f разделе. If Подобранные температуры составляющих раствор материалов уточняются г при первых замесах путем проверки фактических теплопотерь при дозирова- * ' нии материалов, их перемешивании, а также при выдаче, транспортировании, к _ перегрузках и укладке раствора Kir 19t
Раздел четвертый ШТУКАТУРНЫЕ РАБОТЫ Глава I ПРОИЗВОДСТВО ШТУКАТУРНЫХ РАБОТ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ 1. Основные положения „ Производство штукатурных работ в зимних условиях разрешается при условии окончания осадки стен здания и достижения 20% запроектирован- ной прочности каменной кладки. Бетонные конструкции должны иметь не менее 50% проектной прочности. Поверхности, подлежащие оштукатуриванию, должны быть очищены от на- леди и инея. Максимальная начальная влажность стен, при которой допу- скается производство штукатурных работ, указана в табл 90. * Таблица 90 Влажность стен, при которой допускается производство штукатурных работ Материал стены Максимальная допускаемая влажность в % Красный кирпич Силикатный чкирпич Шлакобетонные блоки Бетонные блоки 4 3,5 6 4 Штукатурные работы в зимнее время выполняются либо в помещениях, имеющих положительную температуру, либо на • открытом воздухе с приме- нением растворов, обладающих способностью затвердевать при /отрицатель- ных температурах. Производство штукатурных р&бот методом заморажива- ния—запрещается. Нормальное качество штукатурки в помещениях, имеющих положитель- ную температуру, достигается за счет прогрева оштукатуриваемых поверх- ностей и искусственной сушки самой штукатурки. z ч В зависимости от возможнЬстей стройки, помещения, в которых должны производиться штукатурные работы, обогреваются при помощи постоянного (преимущественно) или временного отопления. Температура в оштукатуриваемых помещениях должна быть не ниже +5° на уровне 0,5 м от пола в самом отдаленном месте от источников тепла. Штукатурные работы в этих условиях осуществляются, так же как и летом, но с обязательны^ удалением из помещения избыточной влаги при по- мощи естественной или искусственной вентиляции. Производство штукатурных работ в зимних условиях на открытом воз- духе разрешается только с применением Штукатурных растворов, обладаю- щих способностью затвердевать при отрицательной температуре. К таким растворам относятся: <92
1) цементные или смешанные, растворы, приготовлейные на водной вы- тяжке хлорной извести; 2) растворы, приготовленные на молотой негашеной извести. Производство штукатурных работ растворами, обладающими способ- ностью затвердевать при отрицательных температурах, обходится дешевле, хчем' штукатурка в тепляках, но требует особо тщательного производства ра- бот, и не всегда дает положительные результаты*. 1 2. Влажность материалов и конструкций При выборе способа производства штукатурных работ необходимо учи- тывать, что количество подлежащей удалению влаги из вновь построенных «даний составляет в среднем 20—25 кг^на 1 м3 здания. Удаление влаги в зимних условиях>осуществляется только с внутренних поверхностей стен, так как при отрицательной температуре испарение влаги через-внешние поверхности стен не происходит. Общая влажность зданий складывается из начальной влажности, вноси- мой в здание материалами й деталями, и производственной влажности-—.от выполнения производственных процессов и от атмосферных осадков. Влажность материалов в момент их укладки и влажность конструкций ори окончании процесса их возведения называется начальной. Влажность растворов для кладки зданий указана в табл. 91. Таблица 91 Начальная влажность растворов для кладки Наименование растворов Содержание воды в л в 1 я3 раствора без вычета химически связанной воды тяжелого | легкого Цементные 240 420 Сложные 360 450 Известковые и известковоглиняные 400 480 Как видно из табл. 91, наименьшее количество воды содержат цемент- ные растворы, . а наибольшее — известковые. Содержание воды в сложных растворах увеличивается с повышением количества извести. На влажность растворов существенное влияние оказывает вид ‘заполни- телей; например, влажность шлаковых растворов в 2 раза выше влажнюсти песчаных. Однако абсолютное содержание воды в шлаковых растворах лишь в 1,2—1,6 раза больше, чем в песчаных. чВлажность цементных растворов не вполне точно характеризует коли- чество ^лаги, вносимой раствором в кладку, так как часть воды затрачи- вается на гидратацию цемента, т. е. переходит в химически связанное состо- яние. Количество воды, переходящее в химически связанное состояние, на 30-й день составляет около 15% от веса цемента. Влажность кирпича, в зависимости от условий его хранения, указана .в .табл. 92. Влажность кирпича зависит, главным образом, от атмосферных условий, при которых он хранится в штабелях. Обычно атмосферные осадки ,сильно увлажняют 5 верхних и 5 нижних рядов штабеля, что- составляет 40% его объема. Кирпич в средних рядах штабеля всегда более сухой. Влажность силикатного кирпича обычно значительно выше влажности красного кирпича. В табл. 93 приведена нЬрмальная (расчетная) влажность кирпича. Под нормальной влажностью кирпича понимается его средняя влажность сейчас же после обжига или после непродолжительного хранения на открытом воз- духе. Повышенную влажнрсть кирпич приобретает после длительного воздей- ствия атмосферных осадков. 13 Зак. 1261 193
Таблица 92 г Влажность кирпича в зависимости от условий его хранения Время ♦Атмосферные условия при о м Й § л о 5 = Влажность кирпича Д в % -л года отборе проб с, со g s й S со СХ ’ З'о S “ g 'За мини- мальная макси- мальная сред- . няя о Ч к се Красный кирпич 4 Зима Сухо 18 2 0,02 0,5 0,25 Пасмурно-влажный снег 6 2 0,25 1,2 0,54 Накануне весь день шел дождь 6 8 3,5- 5,2 4,i0 * Весна Сухо 18 2—28 0,04 0,6 0,16 - 6 27 0,07 4,0 1,3 Длительные дожди 6 27 0,22 13,5 3,4 : Лето Длительные дожди 12 1-2 0,06 8,6 1,0 > * \ * 17 3—15 0,40 9,6 3,4 ; Осень Сухо 6 30 0,3 5,5 2,1 Сухо (через 3 дня после дождя) 6 30 1,4 8,5 Двухдневный дождь 6 30 0,3 13,7 5,4' . Силикатный кирпич ( Образцы взяты на заводе пос- - 1,8 5,1 ле пропарки 1 18 0 / Весна Сухо 6 3 2,4 3,6 27 ч Лето ’ Длительные дожди 18 6—14 2,9 6,3 5,4 * V 6 20 4,9 9,8 6,6 V » 6 27 10,5 1 и,з 10,8 ' t Осень / Сухо 6 Длит. 5,6 12,7 8,8' Сухо (через 3 дня после дождя) 6 30 4,2 :9,0 5.3 Двухдневный дождь 6 30 6,0 14,4 , 12 Таблица 93 Нормальная (расчетная) влажность кирпича Вид кирпича Влажность в % нормаль- ная повышен- ная Красный 1 5 Силикатный 6 10 194
Нормальная начальная влажность шлакобетонных блоков на основании данных исследования принимается равной 15%. Влажность крупных шлакобетонных блоков указана в табл 94. Таблица 94 Влажность крупных шлакобетонных блоков (на глубине 10 см от поверхности) Возр'аст в днях Влажность в % минимальная | максимальная | средняя | расчетная 1-2 12,7 18,5 15 . 15 4-6 9,6 14,2 • 12,1 12 90 — — 12,8 12 700 . — — Н,2 10 1600 — — 10,7 10 Начальная влажность кладки складывается из влажности кирпича, влаж- ности раствора, влажности, вносимой в кладку в процессе производства работ, 'и влажности, вносимой атмосферными осадками. Количество влаги, вносимой в кладку каменными материалами и раство- рами, указано в табл. 95. z Таблица 95 Количество влаги, вносимой в кладку каменными материалами и растворами (в л на 1 м3 кладки) Материал стен Объем в кладке г Количество влаги, вносимой в кладку камнем тяжелым раствором легким раствором камня % рас- твора % нормаль- ной влаж- ности повышен- ной влаж- J ности | цементным сложным известко- вым цементным сложным известко- вым г Кирпич крас- ? ' ный 75 25 13 65 55 80 95 90 100 115 ♦ Камни шлако- бетонные 93 7 190 15 23 27 25 29 32 Крупные шла- кобетонные - блоки 97 3 200 — 7 10 11 11 12 14 Количество- влаги, вносимой в кладку в процессе производства работ, в •/'.значительной мере зависит от атмосферных осадков. Однако степень увлаЖ- '1 нения кладки дождевой водой зависит не столько от количества выпавших в |1лёчение месяца осадков, сколько от продолжительности дождя, например, летние > дож ди обычно увлажняют кладку значительно меньше, чем осенние ^моросящие дожди, так как обычно при меньшей продолжительности летних ^’дождей и более высокой средне-суточной температуре наружного воздуха ^/кладка быстро высыхает. Б . По данным ЦНИПС, количество воды, содержащейся в 1 м3 кладки, 'может возрасти на 20—25 л за счет осенних дождей. £> ‘ Общее содержание влаги в штукатурном намете весьма незначительно Ёл.влияет на повышение общей влажности кладкй. Слой штукатурки в 2 см вно- Г/еит 5—9 л воды на 1 м2 стены, повышая тем самым влажность поверхност- Кцых слоев кладки лишь на 0,5—1%. КЗ* ' ' ’195
Из приведенных данных видна степень влияния различных факторов на общую влажность кладки. В случае возведения кладки из кирпича нормаль- ной влажности наибольшее влияние на общую влажность кладки оказывает раствор, а в случае использования кирпича повышенной влажности влияние кирпича и раствора на общий баланс влажности кладки примерно одинаково. В кладках из блоков (обычные шлакобетонные блоки, шлакобетонные в крупные бетонные блоки) влияние влажности, вносимой в кладку раствором, незначительно и основным фактором, определяющим общую влажность клад- ки, является влажность блоков. В Табл. 96 приведены данные о начальной влажности кладки с учетом влияния всех перечисленных факторов. Таблица 96 Начальная влажность кладки, принимаемая при расчетах сушки стен Материал кладки Начальная влажность в % при кладке на растворе тяжелом | легком Красный кирпич 15 17 Силикатный кирпич 19 21 Шлакобетонные блоки / 23 X 23 Указанна?! в табл. 96 начальная влажность дана для кладки, возве- денной из кирпича повышенной влажности. Если кладка возведена из кирпи- ча нормальной влажности, то данные, этой таблицы снижаются на 4,5%; еС&и возведенная кладка была защищена от воздействия атмосферных осадков, то данные таблицы уменьшаются на 2%; если/кладка сложена зимой .методом замораживания, то данные, таблицы снижаются на 4,5%. Значение начальной влажности кладки, приведенные в табл. 96, относятся к кладке, оштукатуренной с одной стороны. В случае отсутствия штукатурки эти значения снижаются на 1%, а при наличии двусторонней штукатурки — повышаются на 1%. Указанная влажность кладки резко увеличивается при применении ле- жалых каменных материалов (кирпич, блоки), заливке кладки жидким рас- твором (прыском), капиллярном подсосе грунтовой влаги, наблюдаемом при засыпке стен землей выше гидроизоляционного слоя. Допускаемая влажность стен определяется: максимальной влажностью, при • которой разрешается производство отделочных работ, и максимальной влажностью, при которой допускается сдача здания в эксплуатацию в соот- ветствии с санитарными требованиями (табл. 97). Таблица 97 Допускаемая влажность стен в соответствия с санитарными требованиями Стены Допускаемая влажность в % при вводе здания в эксплуатацию в сентябре— апреле | в мае | в июне | в июле | в августе Ив красного кирпича, в 2 кирпича толщиной 1,5 5,5 3,5 2,5 2,0 То же, в 2,5 кирпича тол- щиной 1,5 3,5 2.5 2,0 2,0 Из шлакобетонных камней 6 10 9 8 7 196
Влажность стен, при которой допускается производство штукатурных ра- бот, и влажность штукатурки, при которой допускается производство маляр-1 ных работу указана в табл. 90 и 98. ' Таблица 98 Допускаемая влажность штукатурки для производства малярных работ Вид окраски или отделки Допускаемая влажность шту- катурки в % | Вид окраски или отделки Допускаемая влажйость шту-i катурки в X Масляная Клеевая Известковая Известковая или изве- 4—6 6—8 10 Эмульсионная 4 стково-цементная 6 Обои 4-6 Ввод здания в эксплуатацию до окончания просушки стен, штукатурки н покраски не допускается. , । ( Влажность каменных стен определяется по пррбам, взятым, на высоте 0,5 м от гидроизоляционного слоя или пола здания с глубины кладки 2—3 см, а также с глубины 10 см. Пробы выбирают из кладки в измельченном (по- рошкообразном) виде, немедленно помещают в бюксы (стеклянные банки с притертыми пробками) и направляют в лабораторию для испытания. Общее число проб должно, быть не менее 6 в каждом этаже (из 2 мест по три1 пробы). Влажность стен определяется перед началом сушки стен, после их просушки и перед’началом штукатурных работ. Удаление влаги из образцов при испытании их,на влажность производит- ся по одному из следующих способов: а) высушивание проб в сушильном шкафу при температуре 100—105е; б) смачиванием (пропиткой) проб спиртом (или чистым бензином) с по- следующим его сжиганием; в) прокаливанием проб в тиглях. Влажность проб определяется по формуле: де, 1оо> (Ю6) <7с где ТУф — фактическая влажность пробы в %; — вес влажное пробы; qz—вес высушенной пробы. Степень просушки штукатурки определяется по внешним признакам ,(побеление штукатурки) или путем взвешивания проб, взятых из штукатур- ного слоя (не менее двух в каждом этаже) до и после сущки их. Кроме того, можно пользоваться следующим приемом определения готовности шту- катурки под окраску:' на штукатурку ^наносятся раствор медного купороса; окрашивание смоченной раствором поверхности в травянисто-зеленый цвет свидетельствует о достаточной сухостй штукатурки для окраски клеевой или масленой краской; если же на смазанной поверхности образуются потеки лиловатого цвета, производить малярные работы нельзц, так как возможно появление пятен и пузырьков вследствие повышенной влажности штукатурки. Рекомендуемые способы производства штукатурных работ в зимнее время* приведены в табл. 99. Производство внутренних штукатурных работ должно быть организовано по поточному методу. Последовательность производственных операций и продолжительность одного цикла работы указаны в табл. 100. Допускаемая и рекомендуемая температуры воздуха в помещениях при (выполнении внутренних отделочных рдбот приведены в табл; 101. 1 197
Таблица 95 Рекомендуемые способы производства штукатурных работ Объекты работ Характеристика стен । Рекомендуемые способы работы Промышленные цехи, подсоб- ные и складские здания Кирпичная кладка выполнена в теплое время*года и имеет более 20 % проектной прочности; осадка кладки закончена Кладка выполнена зимой из крупных офактуренных блоков способом заморажиг вания Кладка выполнена зимой на растворах с добавкой хлористого кальция^ поваренной соли и др. , _ Внутренняя штука- турка. Для сушки стен ре- комендуются простейшие пере-. движные агрегаты: вентиля- торы, калориферы. Оштукату- ривание производится* при по- мощи растворонасосов; штука- турный раствор должен быть по- догрет-до + 15-4-20°; допускает- ся приготовление раствора на молотой негашеной изве- сти. Сушка штукатурки—искус- ственная—ускоренная, осуще- ствляётся теми же передвиж- ными агрегатами. Малярные работы должны быть механи- зированы. { Штукатурка фасадов производится летом\ после от- таивания и просушки кладки . Внутренняя штука- 4 турка.'Оттаивание стеЦ, суш- , ка стен и штукатурки произ- водятся при помощи простей- ших- передвижных агрегатов (вентиляторы, калориферы). Штукатурные и малярные ра- . боты должны быть механизи- рованы , Отделка фасада не требуется Внутренняя штука- турка производится после того, как кладка наберетz бо- \ лее 20 % проектной прочности и даст осадку. Штукатурный раствор приготовляется навод- ном растворе хлорной извести. Малярные работы должны быть механизированы. Сушка окра- ски производится постоянным отоплением ' Штукатурка фасадов, как правило, производится в теп- лое время года; в особых слу- чаях цо согласованию с архи- тектурным надзором штука- турка фасадов может быть вы- полнена зимой раствором, при- )98
Продолжение т,абл. 99 Объекты работ Характеристика стен Рекомендуемые способы работы / готовленным на водной вы- тяжке хлорной извести с добавлением в раствор крася- щего вещества f 1 Кирпичная кладка выполнена зимой спо- собом замораживания i Внутренняя штука- турка. Отделочные работы целесообразно производить в теплое время года. В случае не- обходимости производства этих работ зимой следует создать условия, обеспечивающие осад- ку кладки и приобретение ею не менее 20 °/0 проектной про- чности. До начала штукатур-- ных работ необходимо просу- шить поверхности, подлежащие z оштукатуриванию. Предвари- тельное выдерживание кладки может быть осуществлено при помощи электропрогрева клад- ки кирпичами-грелками. Шту- катурный слой рекомендуется наносить сразу после оконча- ния выдерживания кладки, применяя при этом растворо- насосы малой производитель- ности Штукатурный раствор дол‘ жен быть подогрет до4-20°; до‘ пускается применение раство“ ров, Приготовленных на моло" той негашеной извести. СуцГ ка штукатурки и окраски осу" ществляется при помощи про" стейших передвижных агрега’ тов. Окраска наносится при помощи механизмов Жилые» дома вы- сотой более трех этажей Кладка чвыполнена в теплое в'ре^я года; прочность кладки более 20 %; осадка кладки закончена Ш тукатурка*фасадов производится в теплое время года и осуществляется после полной просушки Стен Внутренняя штука- турка, сушка стен и штука- турки производится постоян- ным отоплением. С целью ус- корения сдачи домов в экс- плуатацию в двух-трех нижних этажах, в угловых комнатах санитарных узлах и верхних эта- жах сушка стен и штука- 199-
Продолжение табл. 09 Объекты работ Характеристика стен Рекомендуемые способы работы Жилые дома вы- сотой до трех этажей . г . > Кладка выполнена из крупных офакту- ренных блоков спо- собом замораживания Кирпичная кладка выполнена способом замораживания Кладка выполнена до наступления холо- дов, имеет достаточ- ную ^прочность , Осадка кладки за- кончена 1 Кладка стен выпол- нена зимой из круп- ных блоков турки осуществляется при по- мощи простейших агрегатов. Оштукатуривание производит-' ся при помощи растворона- сосов. Допускается примене- ние растворов, приготовлен- ных на негашеной молотой извести; к малярным работам приступают лишь после того, как появится возможность ве- сти их достаточно широким фронтом при помощи механиз- мов. Сушка окраски . осуще- ствляется за счет постоянного отопления Штукатурка фасада производится в теплое время года ' Внутренняя штука- турка. Рекомендуется при- менять облицовку стен пли-' тами сухой штукатурки. Внут- ренние отделочные работы производятся так же, как »и в предыдущем^ случае Отделка фасада не требуется ’Внутренние отделочные ра- боты и штукатурку фасадов реко,мен дуется производить в теплое зремя года;к произ- водству' отделочных , работ следует приступать после осад- ки стен и приобретения клад- кой 20 % прочности и после ее просушки Штукатурку фасадов рекомендуется делать летом после оттаивания осадки, за- твердевания, и просушки- кладки Внутренняя штука- турка. Оттаивание и сушка стен производятся сразу во всех квартирах дома за счет постоянного отопления. Ошту- катуривание производится при помощи растворонасосов ма- лой .производительности; шту- катурный ра,створ должен быть подогрет до темпера- 200'
Продолжение табл. 99 Объекты работ Характеристика стен Рекомендуемые способы работы 7 туры не менее+20°.Допускает- ся применение растворов, приготовленных на молотой негашеной извести. 1 Сушка штукатурки осуществляется при помощи простейших пере- движных агрегатов. Малярные работы начинаются после про- сушки всей штукатурки' и про- \ изводятся при помощи меха- низмов. Сушка окраски осу- ществляется за счет, постоян- ного отопления ! Штукатурка, фасадов, как правило, производится в теплое время года. В случае необходимости, по согласова- нию с архитектурным надзо- ром штукатурка фасада может быть выполнена зимой цемент- Кир'пичндя кладка ным или смешанным раство- ром, приготовленным на водной вытяжке хлорной извести с добавлением в раствор кра- сящегЬ вещества Внутренняя штука- выполнена зимой спо- турка. Внутренние отделоч- собом замораживания ные работы могут произво- . 1 диться только после оттаива- ния кладки на глубину не менее 25 см и приобретения кладкой не менее 20 % проектной проч- ности. Оттаивание производится за счет постоянного отопления и использования простейших агрегатов. После оттаивания, затвердевания и просушки оттаянной части кладки — стены можно оштукатури- вать. Оштукатуривание произ- водится при помощи растворо- насосов; штукатурный раствор должен быть подогрет др 4-20°. 1 / , Сушка штукатурки, произво- дится при помощи простейших агрегатов. Малярные работы должны быть механизированы. Сушка окраски, осуществляется за счет постоянного отопления У., 201
soz; Таблица 106 Продолжительность одного цйкла внутренних Штукатурных й малярных работ в зимнее время (в сутках) Объект ( Характеристика кладки Операции Общая продол- житель- ность цикла оттаи- вание кладки твер- дение кладки сушка кладки штука- турные работы сушка штука- турки подго- товка к .маляр- ным ра- ботам маляр- ные ра- боты сушка окраски Промышленные подсобные и ские здания цехи, склад- Летняя^кирпичная кладка или зимняя кладка из крупных бло7 ков 2 » 2 2 2 — 1 2 11 Кладка возведена на раство- рах с электролитными добав- ками — — 1 2 2 1 2 -8 Кладка возведена способом за- мораживания 5 5 3 2 ' ’ 4 — 1 2 ~ 22 Жилые дома Летняя кирпичная кладка или зимняя кладка из крупных бло- ков: в домах высотой до трех этажей 2^ 2 4 3 2 2 2 17 более трех этажей ' 2 — 2 4 3" 2 2 2 17 - Кладка возведена способом за- мораживания в домах'высотой: до трех этажей 5 5 3 4 2 2 2 27 более трех этажей > 5 5 3 4 4 2 2 2 27 I
( Т а б л и ца 101 Допускаемая и рекомендуемая температуры воздуха помещений при выполнении отделочных работ 1 Внутренние отделочные работы / Температура воздуха в поме- ' щении во время (Производства работ и при сушке конструкций в град. Температура во время ухода за выполненной отделкой в град, не ниже минимальная рекомендуемая Штукатурные ........ Малярные, плиточно-облицо- + 5 От +10 до +15 + 5 (вечные и мозаичное + 10 . +10 » +15 ' + 5 Магнолитовые (ксилолитовые) + 10 . +15 . +20 + 10 Лепные, мраморные и др. . . + 15 • . +15 » +20 + 10 г‘2 ’ 3. Сушка стен и штукатурки 1) Определение времени. сушки Признаком процесса сушки стены или штукатурки, является изменение веса материала высушиваемой конструкции. Зная начальную влажность и начальный вес материала определяю? ха- рактер изменения величины влажности материала по изменению его веса. Полученные результаты могут быть показаны графически. На рис. 91 изображена кривая процесса высушивания материала: в на- чальном периоде процесс высушивания материала протекает весьма интен- сивно, а после того как будет удалена свободная влага, интенсивность про- цесса сушки значительно понижается. При сушке стен для выполнения штукатурных работ и сушки штукатур- ки для выполнения и малярных работ достаточно удалить только свободную влагу. Время, необходимое для удаления свободной влаги при сушке стен и штукатурки, указано в табл. 100. 2) Расчет вентиляционных установок для сушки стен и штукатурки Зная продолжительность суШки стен или щтукатур.ки, можно опреде- лить потребную производительность отопительно-вентиляционных установок. Коли*!ество влаги, удаляемой из 1 м2 3 материала, 'обычно определяют по формуле: Л_7(^Н-1ГК) 10 000 203
где 7 — объемный вес материала; 1ГН — начальная влажность материала; , WK — конечная влажность материала; , х — толщина высушиваемого слоя в см. Количество влаги, подлежащее испарению с поверхности стены или шту: катурки А, может быть определено также по формуле: , А « a^Fх + a%F% 4- clzF3 4~ • • • + anFп* (108) где FbF2 FZi.. .Fn— площади кладки или штукатурки, подлежащие просупг ке в м; значение F принимаются согласно проекта; ^1, ^2, •.. ап— количество влаги в кг, подлежащей испарению с 1 м* поверхности стены или штукатурки. Значения а принимаются по табл. 102 и" 103. 4 Таблица 102 Количество влаги о, подлежащей удалению из стен на глубину 15 см до начала штукатурных работ Материал стены Значение а в кг/м? максимальное . среднее Красный кирпич . 35 25 Силикатный > . . j 40 27 Шлакобетонные блоки .... 40 i 27 Бетонные . . . .' . 30 20 ' Т а б л и ц а 103 Количество влаги о, подлежащей удалению из штукатурки до начала малярных работ, в кг/м2 Основание под штукатурку камень | дерево Окраска штукатурка * 1 1 известковая известково-це- ментная известковая известково- • цементная г Масляная ....... 6 . 5 4 8 6 " Клеевая ... . . , 6 ' 5 8 5 Известковая 5 4 7 5 Количество воздуха а в кубических метрах, которые должно быть по- дано вентилятором в течение часа для удаления влаги из кладки или штука- турки, подсчитывается- по' формуле: где А — суммарное ’количество подлежащей испарению влаги в кг; Z — срок сушки в часах; * * яв—содержание влаги в г в 1 м3 воздуха, удаляемого рз помещения пр» ' сушке кладки или штукатурки; . । ян — содержание влаги в г в 1 м3 воздуха того помещения, откуда заса - I еывается воздух вентилятором. _ , 204
Содержание влаги а в граммах в 1 м3 воздуха при различных его темпе- ратурах и относительной влажности приводится в табл. 104. Таблица 104 Значения а при температуре воздуха дт—30 до + 30°, при относитель- ной влажности от 60 до 100°/0 - - Относительная влажность воздуха в % Температура воздуха в град. 60 70 80 90 100 -30 0,5 0,6 , 0,6 0,7 —25 ч 0,3 0,4 О,4 0,5 0,5 —20 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 -15 1,0 1,1 1,3 1,4 1,6 — 10 I,4 1,6 I,8 2,1 2,3 0 2,9 3,4 3,9 4,4 4,9 ' + 5 4,1 4,8 5,4 6,1 6,8 4-10 5,6 6,6 7,6 8,5 9,4 + 15 7,7 9,0 10,2 11,5 12,8 +20 10,3 12,0 13,8 15,5 17,2 +25 13,7 16,0 18,3 20,6 ' 22,9 +30 18,1 21,1 24,1 27,1 30,1 Пример подбора вентилятора. Требуется определить потребное количество" подаваемого в 1 час воздуха, а также подобрать центробежный вентилятор вязкого давления для просушки 500 м2 известковой штукатурки, выполненной по каменной поверхности под известковую, окраску, при следующих данных: температура наружного воздуха —15°, температура воздуха внутри помеще- ния +Ю°, продолжительность сушки — 72 часа, относйтельная влажность наружного воздуха — 70%, внутри помещения — 80%. Потери напора в воз- духоводах составляют 60 мм вод. ст. По табл. 104 определяем'содержание влаги: в 1 м3 наружного воздуха'— 1,1 г, а в 1 м3 внутреннего воздуха — 7,6. г. Согласно данным табл. 103 при сушке 1 м2 известковой штукатурки не- обходимо удалить 5 кг воды. Следовательно, всего потребуется , удалить 5 • 500=2 500 кг воды. Потребное количество Воздуха для вентилятора будет: 1 000 Л 1 000-2 500' 2 500 000 а‘=----------=-------------=-----------=г» 5 340 м31час. Z (а3—ая) 72(7,6-1,1) 468 1 Согласно расчету необходимо подобрать вентилятор производительностью • е меньше 5 600 м3 воздуха в час. Подбор вентилятора производится по номограммам (рис. 92). На левой вертикальной шкале нижнего графика находим точку, соответ- ствующую требуемой производительности вентилятора. Горизонтальная прямая, идупщя от найденной точки вправо, пересекает ряд наклонных линий, соответствующих номерам вентиляторов — № 4 и 5. Оба вентилятора могут удовлетворить заданным условиям. Из полученных точек пересечения Проводим вертикальную линию до пере- сечения с горизонтальной кривой верхнего графика, соответствующей задан- ной пЬтере напора 60 мм вод. ст. При выборе номера вентилятора следует учитывать, что устанавливаемый вентилятор должен иметь коэффициент полезного действия не менее 0,5. На верхнем графике находим, что при заданной потере напора вентиля- тор № 5 будет иметь к п. д. 0,5, а № 4 — 0,55. 205
Рис. 92. Номограмма для подбора центробежных вентиляторов низкого давления Для данного примера принимаем вентилятор № 4 низкого давления 77= =60,t к. п. д. — 0,55. Для определения числа • оборотов вентилятора надо число Д, нанесенное на верхнем графике, разделить на номер вентилятора. Число оборотов вен- тилятора для данного примера составит: 4250 . п = —-— = 1062 об/мин. тс 206
* Посйе того как выбран вентилятор и установлена его характеристика . нужно подобрать к нему мотор. Мощность мотора определяется по формуле: . J 1,1аЯв м _ --------~ квт м -3 600 ад. 102 где а —производительность вентилятора в м3[сек\ Нв—полное давление, развиваемое вентилятором, в кг/м2\ 102 — количество кгй/'сек, соответствующее 1 кет; т]в — коэффициент полезного действия вентилятора; ц — коэффициент полезного действия ременной передачи, принимаемый равным 0,9. ' Для определения установочной мощности к полученной по формуле (110) мощности мотора обычно вводится коэффициент, равный 1,15. 3) Расчет производительности нагревательных приборов для сушки стен и штукатурки Количество тепла, необходимое для сушки стены или штукатурки, опре- деляют по формуле: ‘ 1J(1,2Q1 + Q2 + Q3)-Q4i (111) где Qi — количество тепла в ккал[час, необходимое для испарения влаги из стены или штукатурки; z Q2 — количество тепла в’ккал/час, необходимое для нагревания подава- емого в помещение наружного воздуха; Q3 — теплопотери 1 через ограждения в ккал/час*, Q4~— производительность постоянного отопления в ккал[час. Количество' тепла, необходимое^ для испарения влаги из штукатурки или кладки, определяется по формуле: Qi = ^, (112) где Z —длительность процесса сушки; А — количество воды, подлежащей испарению; т — скрытая теплота парообразования, определяемая по табл. 105. 4 Таблица 105 Скрытая теплота парообразования в ккал/кг Температура воздуха помещения / в град. т Температура воздуха помещения в град. + 5 603 + 20 593 + 10 600 + 25 589 + 15 596 — — Количество тепла Q2 в ккалf час, необходимое для нагревания подавае- мого в помещение воздуха, определяется по формуле: Qa-0,31<x(/B-fH), < .(ИЗ) ' где а— количество воздуха в ж3,, подаваемое вентилятором в 1 час; tB— температура воздуха в помещении; tn — температура воздуха, входящего в нагревательное устройство. 207 <
Теплопотери через ограждения Q3 в ккал[час для жилых и общественных •’** зданий подсчитываются по формуле: Q3 = ^(^~/H), (1U) ' где ? —удельная тепловая характеристика здания в ккал}#? час град (см . , табл. 106); ' V — объем здания в ж*. Таблица 1 Об Удельная тепловая характеристика жилых и общественных зданий V в ж8 Я V в ж8 Я V в ж8 Я 1000 0,70 6 000 0,53 15 000 0,45 2 000 0,62 7 000 0,52 20 000 0,43 3 000 0,59 /8 000 0,50 30 000 0,39 4 000 0,56 9 000 0,48 — 5 000 0,54 10 000 0,48 50 000 - 0,36 Для промышленных зданий величина Q3 определяется по «Нормам опре- деления теплопотерь через ограждения, зданий и расчетных температур». , Теплопроизводительность постоянного отопления ккал}час принимает, ся согласно проекту; в случае,- если данные по теплопроизводительности по- стоянного отопления отсутствуют, величина мржет быть принята равной й'з. После определения общей потребности тепла по формуле (11) подбираю? обогревательные приспособления. 4) Приборы для обогрева и сушки помещений Для просушки и обогрева помещений применяются: а) нетеплоемкие печи; б)* стальные пластинчатые калориферы; в) электропечи. Часовая теплоотдача кирпичных и металлических печей с металлическими дымовыми трубами принимается по табл. 107. Таблица 107 Теплоотдача печей и металлических 4руб Тип печей чи металлических дымовых труб Теплоотдача в ккал/м* час при отоплении сортовым антрацитом дровами, тор- фом, бурым углем Металлические печи Открытые (без ограждающего кожуха) X С гладкой наружной и внутренней поверхностя- 3 000 2 200 ми С гладкий внутренней и ребристой наружной 4 400 • \ поверхностями 3 300 С ребристыми наружной и внутренней поверх- 5 006 ностями ' / 6 600 208
Продолжение табл. 107 Тип печей и металлических дымовых труб Теплоотдача в ккал 1м2 час ' при отоплении сортовым антрацитом дровами, тор- фом, бурым . углем Закрытые (с ограждающим, кожу- хом) С гладкими наружными и внутренними поверх- ностями • С гладкой внутренней и ребристой наружной поверхностями .• С ребристой .наружной и внутренней поверх- ностями Кирпичные печи Изразцовые, кирпичные с толщиной стенок до 65 мм То же, но в металлическом футляре Кирпичные печи с толщиной стенок в кир- пича \ ......... Металлические дымовые трубы, длиной не бо- лее 10 м, проложенные в помещении .... 2 600 3500 5 600 1000 800 700 1 00Q 1 900 2 500 4 250 / 800 700 600 800 Таблица 108 Конструктивные данные калориферов ГСТМ модели Б 1 Серия Количество трубок в кало- рифере Расчетная по- верхность в ж2 А в мм /7 в мм Диаметр шту- цера в дюй- мах Число пластин толщиной в мм - Вес калорифера с пластинами в кг при толщине пластин в м* 1 0,41 1 0,41 5Б5 24 11,2 562 540 1V4 122 143 65,77 45,0 5Б10 22,2 1034 П/< • 243 285 123,97 81,0 5Б12 27,0 1 283 1‘/< 303 356 152,73 100,0 6Б6 30 16,7 688 642 ll/S 147 173 94,97 64,0 6Б10 27,4 1034 J1/» 243 235 131,91 101,3 6Б12 34,1 1283 lJ/2 303 356 187,27 124,3 147,0 6Б15 41,2 1538 П/з 366 429 223,67 7Б7 34 23,5 770 748 2 173 202 122,30 82,0 7Б10 31,3 1034 2 243 285 170,28 112,5 7Б12 39,2 1318 2 304 356 209,74 139,0 7Б15 47,0 1534 2 356 429 250,45 164,0 7Б17 54,5 1 783 2 433 499 .293,00 189,0 7б22 77,0 2 270 2 530 —• 377,00 — 10Б15 48 67,0 1 С65 1538 21/з 366 429 343,45 227,0 10Б17 77,2 1783 21/2 433 499 403,00 261,5 ЮБ^О • 89,0 2035 2*/2 487 571 453,34 298,6 Примечание. Приведенная в таблице расчетная поверхность опре- делена для калориферов с пластинами 0,41 мм\ при толщине пластин 1 Поверхность несколько меньше расчетной. Теплопроизводительность кал ори- феров с пластинами толщиной 1 мм и с пластинами толщиной 0,41 мм одинакова J 4 Зак. 1261 ' Ч х "209а
Стальные пластинчатые паровоздушные калориферы ГСТМ (рис. 93а) предназначены для нагрева принудительно движущегося через них воздуха' в отопительных, отопительно-вентиляционных и других установках. Подбор калориферов производится по графику (рис. 93) и табл. 108, .109, ПО. 26 6 40 .20 36..18 32-16 1000 300 800 700 28-1 Ь 24-12 20-10 18-9 16-8 12.. 6 600 300 Л '.mil'll Illi ) ! iriiuiil мнпнил’ muni ^/lll llllllllllll IfeNiaiiiiiiiii iiiiiniiiiii «v.r i ................. Vfllililllllllllllllllllll I iiiiiimiiir'"......... 8.4 100 *1ШЧ111111111Г_ “ 741111111111ИИ fiiiiiiinrj::::____________ "lllllllinillllllllllllllll IIIIIIIMIIIII--------- iiiiiimiiiiii_________ IIIIIUIIIIIIIIIIIIIIIIIHI IIIMIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII IMIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII .________________________JSIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII [ГШННИИП1111М111Ш111111111ШШ111 7 11 7л II iuiiiiiiiwl II irjiliiliMllll n ini i min i i min i i min i I mill I i min i i min i i min i I mini in mm i llllllllllll llllllllllll //2 3 46 6 7 8 $10 /4 7 10 • 5 11я» и 6 5 з Л «4 И Рис. 93.; График для подбора пластинчатых калориферов ГСТМ > (по предварительным данным) При подборе калориферов по графику необходимо определить температурный критерий М при теплоносителе — пар = --------- — 0,5 ^г.в А).в при теплоносителе—вода, М — а I -------------------- \ /2 — ti б где tn — температура пара в град.; ^г.в—температура горячей воды в град.; /о.в—температура обратной воды в град,; — температура входящего воздуха в град.; /2 — температур* • выходящего воздуха в град.; а и б—коэффициенты, значения которых! указаны ниже / h—tl \ а Количество последователь- но установленных калориферов б Примечание \ ^г.в ^о-в' 0,20 0,40 ' 0,60 0,80: 1,00 0,76 0,85 0,90 0,96 100 2 3 0,89 0,87 Коэффициент б вводится лишь в случае установки ка- лориферов последовательно по воздуху и параллельно по во- де. При подборе калориферов принимают рекомендуемые ве- совые скорости воздуха в жи- вом сечении калорифера 210
Рис. 93а. Схема пластинчатых кало- ' риферов ГСТМ Таблица 109' Сопротивление калориферов7 модели Б проходу воздуха в мм вод. ст. V 1 в кг {час 3 4 5 6 8 10 12 15 20 Сопротивление в мм вод. ст. 0,8 м* 2,1 2,9 5,1 ' 7, 1 9,3 14,5 24,0 Примечание. При последовательной установке калориферов ( со- противление калориферов складывается. > Решение. Определяем температурный киртерий М: грева 10 000 кг воздуха в 1 час. при 15° и /2=+20°. Теплоноситель — пар, Р—2 ати, t п== 132,8°. Решение. Определяем температурный критерий М: t„-t, 132,8—(—15) . х .м = _п--’_0>5= о ; -'-0,5 = 3,73. х —^2 20— ( 15) 14* 211
По графику при Л1=3,73 имеем (V -у) = Ю,4 кг/сек и q = 460 кг/м9 час. Расчетная поверхность нагрева калорифера По табл. 108 выбираем калорифер 5Б10, имеющий поверхность нагрев» 22,2 ж2. Сопротивление калорифера составляет 7,1 мм вод/ст. (см. табл. 109). Таблица ПО Рекомендуемые скорости проходящего воздуха через живое сечение калорифера в кг/сек в зависимости от критерия ns Лч 5руб Лч $руб пч $руб V? 1 000 3 500 10 300 11 750 9 400 10,5 300 11,5 Обозначения. пч—количество часов работы агрегата я год; «руб—стоимость 1 квт-ч. в руб. 5) Сушка стен и штукатурки электронагревательными приборами . В отдельных случаях для сушки стен и штукатурки можно применять различного типа электронагреватели. - Одним из простейших типов электронагревателей является отрезок трубы, изолированный снаружи асбестом и снабженный ножками; по асбесту нави- вается проволока, включаемая в сеть и служащая для. нагрев,а воздуха, за- ключенного в пространство между обогреваемой поверхностью и панелью Более совершенным электронагревателем является электропечь конструк- ции канд. техн, наук И. И. Богатырева и инж. С. Г. Вадовича (рис. 94, 95, 96), состоящая из двух ящиков, вкладываемых один в другой с зазором в 2 см. 'Зазор заполняется термоизоляцией из двух слоев асбеста и одного слоя войлока. Внешний ящик изготовляется из фанеры, внутренний — из листовой стали толщиной F мм. Спираль делается из нихромовой или стальной проволоки, наматываемой на асбестоцементные трубки, которые вкладывают в гнезда, приваренные к стенкам внутреннего ящика. Ток от питающей сети к спиралям подводится че- рез провода, пропущенные через втулки, вставленные в стенки ящика и при- крепленные к роликам, поставленным на его наружной стенке. Каждая иечь имеет две спирали. Длина и диаметр спиралей определяют- • ся расчетом. Размер печи в плане 0,5X2 м, высота — 12—15 см. Мощность печи — 1,5 кет. ) Применение. электропечей конструкции Богатырева — Валовича эффекти- вно при одновременном действии центрального или местного отопления В этом случае процесс сушки штукатурки значительно ускоряется. При сушке штукатурки печи устанавливают на расстоянии 3—5 см от про- сушиваемой поверхности и перемещают по мере высушивания штукатурки Расход электроэнергии при сушке штукатурки электропечами конструк- ции Богатырева — Валовича в среднем составляет 10—15 квт-ч на 1 лс2 про- сушенной поверхности. Отражательная печь системы инж. К. П. Семенского состоит из деревян- ного короба с параболическим днищем, образующим отражательную поверх- ность. . Источником тепла в этих печах служат нагревательные спирали или трубчатые нагревательные элементы, устанавливаемые вдоль фокусной осв параболического днища. 212
Рис. 95. Установка печей системы И. И. Богатырева Рис. 94. Печь системы И. И. Богатырева для сушки шту- катурки Рис. 96. Печи системы И. И. Богатырева на месте сушки штукатурки 213
Установка отражательных печей при сушке штукатурки производится так же, как и печей системы Богатырева — Валовича. Регулировка темпера- туры осуществляется переключением спиралей на параллельное или последо- ч вательное соединение, а также выключением отдельных спиралей. Отражательные печи в теплотехническом отношении являются более со- вершенными, чем печи сопротивления, но сложность их изготовления и мон- тажа при установке ограничивает их применение. Глава II ПРОИЗВОДСТВО ШТУКАТУРНЫХ РАБОТ С ПРИМЕНЕНИЕМ ХЛОРИРОВАННЫХ РАСТВОРОВ1 1. Приготовление хлорированных растворов 1) Составы хлорированных растворов Известково-цементные илд цементные строительные растворы, приготов- ленные на водной вытяжке хлорной извести, называются хлорированными растворами. Водная вытяжка хлорной извести называется ‘ хлорированной во- дой. С применением хлорированных растворов можно производить только на- ружную штукатурку зданий в случае необходимости ее выполнения при тем- пературе воздуха ниже 5°. Хлорированными растворами можно штукатурить бетонные, каменные и деревянные поверхности. Для изготовления хлорированных растворов применяются следующие ма- териалы. а) Хлорная известь (ГОСТ 1692-42) Хлорная известь получается путем хлорирования гашеной извести (пу- шонки) газообразным хлором, она является сложным комплексом химических соединений свободной извести с продуктами хлорирования. Примерный химический состав хлорной извести следующий: ( активный хлор . 37 И общий хлор................... ,38% * окись кальция.................. 47 И окись магния............ / 1 И сернокислый кальций .... 0,5% вода......................- 10% углекислый газ ....... 0,5Н нерастворимый остаток ... 3% Хлорная известь продукт нестабильный: содержание активного хлора в ней снижается зимой на 0,5—1,0%, летом на 2—3% в месяц, даже если хлор- ная известь хранится в соответствии с требованиями ГОСТ (в стандартной таре, в закрытом, затемненном, хорошо вентилируемом складском помеще- нии при температуре от 20 до 25°, при влажности воздуха не более 20 г/м3). При нестандартных условиях хранения потери активного хлор могут до- стигнуть 10—12% в месяц. б) Цемент Для изготовления хлорированных растворов должен применяться цемент для строительных растворов; допускается применение прртландского и шла- 1 Способ Н. Н. Березина. < 214
копортлан'дского цементов, Применение глиноземистых цементов, запрещает- ся, так как хлЬрированная вода резко снижает прочность растворов, приго- товленных на этих цементах. в) Известь 4 Известь (ГОСТ 1174-51) может применяться в виде теста, пушонки или молотой кипелки. Молотая кипелка должна отвечать требованиям ГОСТ 5 803-51. В качестве пластифицирующих добавок можно применять глину в порош- ке, кальцинированную глину и мелко размолотую смесь сухой глины с грану- лированным или котельным шлаком (20% сухой глины и 80% шлака по вес^). г) Заполнители В качестве заполнителей для растворов можно применять пески естест- венные (речные, озерные, горные) или искусственные (полученные дроблением горных пород или шлаков). Крупность зерен для нижнего слоя должна быть не более 2,5 мм, для верхнего слоя — не более 1 мм, д) Красители Для цветных штукатурок следует применять минеральные красители. Перед применением краситель должен быть проверен на хлрроустойчи- вость. Для этого хлорированный штукатурный раствор с добавкой красителя наносится на деревянные щитки размером 20X60 см и выдерживается’ при комнатной температуре на свету в течение 10 дней. Краситель считается при- годным,k если оттенок раствора за этот срок не изменится. 2. Приготовление хлорированной воды При разведении хлорной извести водой получается жидкость, напомина- ющая известковое молоко. Через 1,5 часа на дно сосуда с разведенной хлорной известью выпадает осадок, а осветленная часть — хлорированная во- да — прирбретает желто-зеленый оттенок. Хлорированная вода содержит, кро- ме извести, хлорита и гипохлорита кальция в растворенном состоянии, так- же мельчайшие взвешенные частицы, придающие хлорированной воде мутный вид. Хлорированная вода замерзает при более низких температурах,.чем обыч- ная вода (см. табл. 111). Растворы на хлорированной воде, в' которой Таблица 111 Температура начала замерзания хлорированной воды с соотношением О общего и активного хлора, равным — = 1,075, и раствора, приготоЬ- Л ленного на ней Содержание активного хлора в хлорирован- ной воде в % Температура начала замерзания в град. хлорированной воды хлорированного . раствора 2 — 1;0 -2,0 3 -2,5 ~з,о 4 —4,6 —4,4 215
Разрез 1-i Деталь А План 2-этажа 21 7 Хлорная известь Холодная всда+2+30 \ Термом.- Подогрета вода , „ ’fl Перетирание извести в краскотерке Лар ,25 25 М ..v-'r / Рис. 97. Установка ВНИОМС для приготовления вод- ного раствора хлорной извести (конструкция Бесцен- ного—Казаринова) * а — чертеж установки; б -г технологическая схема установки; 7 и 25 —бак иля воды; 2 и 22—краскотерка с загрузочным бункером; 3 и 24 — .смесительный бак; 4t 27 и 31—отстойный бак; 5 и 28— фильтр отстойного бака; б и 29 — расходный бак с хлорированной водой; 7—отвод хлорированной воды в растворомешалку; 8 —регистры отоп- лений’; 9 -всасывающие вентиляционные короба; 10—вентилятор * Си- рокко* с электромотором; 11 — электрощиток управления краскотер- кой; 12 — запорный кран; 13 — задвижка „Лудло“ — для спуска шла- ма, 14 — водомерное стекло; 15 — труба водопроводная стальная .0; 16—рпорная рама отстойного бака; 17 и 35 — электромотор краско- терки в кожухе; 18— загрузочный бункер с передвижной задвиж- кой и защитным фартуком; 19 — распределительный кран; 20 — тер- моме!р; 21—склад хлорной извести; 30— фильтр; 32 — центробежкий насос
Навеска хлоряой извести в г Рис. 99. График изменения соотношения солей в увеличением для приготовления I Рис. 98. Схема установки Тагилстроя хлорной извести ^17 схематический разрез хлораторной установки; б —расположение обору- дования хлораторной установки; в—схемд технологии приготбйлеукия войной вытяни хлорной извести: 1 — бдк-бойлер; 2 — тельфер; 3—опрокидывав ль; * — с.ЭДратор-отстойник _с мешалкой; 5 — раздаточный бай; 6 —цейтро- бежный^насос; 7 — бочка с хлорной известью; 8 — калорифер приторной вентиляций^9 — приточная вентиляция; /0-вытяжная вентилйцйй; //—ШТур- z вал: 12 — лопастная мешалка Рис. 100. Графики изменения плотности отстоя в зависимости от увеличения . навески хлорной извести Условные обозначения о. q9 ( Данные химического анализа хлор- 90/чп < ной извести: числитель—процент актив- ок/олл! його» знаменатель — процент общего хлора
отношение общего О хлора (О) к активному (А) отвечает формуле — =* А «=«1,075, по сравнению с обычными штукатурными растворами обладают сле- дующими особенностями: дают повышенный выход и имеют меньший объем- ный вес; удобообрабатываемы на морозе, твердеют* при температурах ниже 0° й не оплывают при оттаиваний. Отношение объема хлорированной воды к весу цемента в хлорированном растворе должно отвечать формуле: (1 15) где X — объем хлорированной воды плотностью dn на 1 м3 раствора или на замес вл; Ц — расход цемента на 1 м3 раствора или на замес в кг; . О — содержание общего хлора в хлорированной воде плотностью d в • процентах; Л — содержание активного хлора в хлорированной воде плотностью dn в процентах. ' Пример. Хлорированная вода имеет плотность dn = l,06, содержит актив- ного хлора 4=3,4%, общего хлора 0=3,6%, Расход цемента Д=100 кг на 1 замес; Расход хлорированной воды плотностью d =1,06 Х= 90 л на 1 замес. г Провернём правильность выбранного отношения ХЩ: । 90 ‘ 1,92 — < --------?0,9 < 0,96. 100 1,06 (3,6-1,70)1 Водоцементное отношение выбрано правильно. Если хлорированный раствор по составу не соответствует формуле (115), то его надо проверить на высолы тем же способом, который применяется при проверке цветного штукатурного раствора на хлороустойчивость (см. п 1,д этого раздела). Прочность хлорированных растворов понижается, если в хлорированной •оде, на которой готовится раствор, отношение — значительно меньше еди- ницы (что возможно в хлорированной воде, изготовленной на гипохлорите < Кальция). ' Хлорная известь имеет колеблющийся состав и меняющуюся активность.' Поэтому при приготовлении хлорированной воды дозировка хлорной извести й воды, необходимая для получения оптимального качества хлорированной воды, в каждом отдельном случае устанавливается‘в лаборатории. Выход хлорированной воды, при котором она имеет оптимальное качест- во (соотношение — < 1,075), принято называть оптимальным выходом. Ему соответствует и оптимальная плотности хлорированной воды. Средний расход рядовой хлорной извести для получения хлорированной воды различной плотности показан в табл. 112. При приготовлении хлорированной воды хлорная^ известь должна разво- диться водой, имеющей температуру +35°. Применение воды с более высокой’ температурой усиливает разложение активного хлора, а с более низкой вызы- вает повышенное ценообразование. Подаваемая в растворомешалку хлориро-- ванная вода не должна содержать частиц крупностью более 0,18 мм в избе- ' жание образования в штукатурке «дутиков». 316
Таблица 112* Средний расход хлорной извести для получения хлорированной воды» различной плотности Плотность хлориро- ванной воды Рагуод хлорной извести в кг Объем отходов7 в % » общему объему смеси хлорной извести водой 4 на 100 л добавляемой воды / на 100 л хлорирован- ной воды 1 С4 8 9 ю . 1,05 ' 9 11 14 1,06 12 15 19 1,07 15 । 20 25 1,08 18 25 29 1,09 21 31 ' 32 Хлорированную воду следует хранить в плотно закрывающейся таре из* дерева хвойных пород или в металлической, обработанной изнутри битумом. Хранение хлорированной воды в незащищенной от коррозии металличе- ской таре нерационально, так как при этом хлорированная вода быстро раз, лагается. > 3) Установки для приготовления хлорированной воды ' В зависимости от потребности хлорированной воды в смену, ее приготов- - *ляют или на упрощенных приобъектных, или на централизованных хлоратор- ных установках. Помещения, где размещена хлораторная установка и рас- творомешалка, должны отвечать требованиям НСП 101-51. Температура- воздуха в помещении для приготовления хлорированной воды должна быть в пределах от.5 до 20°. Выгрузка хлорной извести из тары в приемник уста- новки должна производиться в специальной камере, смонтированной над сме- сителем установки. Камера должна быть снабжена местной вытяжной венти- ляцией, если загрузка производится вручную. Электромоторы, установлённые в местах, в которых возможно появление пыли хлорной извести, должны быть снабжены взрывобезопасными кожухами. Емкость загрузочного бункера дол- жна быть не меньше емкости заводской тары для хлорной извести. Рабочее помещение для перемешивания хлорной извести с водой должно' быть отделено от смежных с ним помещений газонепроницаемыми стенками- . и должно иметь плотно закрывающиеся двери с порогом высотой 0,5 м, так кйк в процессе приготовления хлорированной воды происходит выделение в воздух газообразного хлора. При монтаже централизованных установок для , приготовления хлорированной воды необходимо обеспечить герметичность люков и крышек. Во всех случаях должны быть предусмотрены рациональные способы очистки рабочего помещения от скоплений шлама (отходов при при- готовлении хлорированной воды). Для монтажа хлораторных установок следует применять следующее обо- рудование, ^материалы и детали: емкости — металлические и бетонные с соответствующей защитой, дере- вянные (с защитой при оборудовании стационарных установок) или керами- ческие; трубопроводы — металлические с соответствующей защитой, керамиче- - ские или из винипласта (винипласт — пластмасса,' поддающаяся прессованию, стойкая до +60°); трущиеся детали (валы, подшипники и т. п.) — из, стали марки Ст. 3 с соответствующей защитой или из винипласта; гибкие детали — из резины специальных сортов (для временных устано- вок— из обычной резины) или тканей, покрытых защитным слоем раствора полихлорвиниловой смолы в ацетоне; 217
фильтры — из асбестового или стеклянного волокна или песчано-гравий- гнае. । Защита деталей установок от коррозии может быть достигнута примене- нием обкладок, прокладок, обмазок, замазок, и покрасок из хлороустойчивых материалов. ' Обкладки и прокладки можно изготовлять из резины № 1976, 1751 ,и 2566, листов винипласта или асбеста, пропитанного битумом. Обмазки и замазки можно производить асбовинилом (масса из асбёста, •пропитанного лаком «этиноль»). На установках с ограниченным сроком дей- вгвия в качестве замазок можно употреблять: известь-пушонку с олифой, смесь .из асбестовых отходов с известью-пушонкой (или молотым диабазом), пропитанную кузбасским лаком (раствор 'каменноугольного песка в бензоле или бензине). Для покрасок следует применять перхлорвиниловые смолы, эмали1 ХСЭ-26, ХСЭ-93. В, хлораторных установках с ограниченным сроком действия для покраски можно применять цементное молоко, плавленый битум, кузбас- ский лак, смесь каменноугольного пека и битума со шлаком. Необходимо .помнить, что каменноугольный пек и битум устойчивы до +60°. а) Упрощенная приобъектная установка Металлический бак заполняют подогретой водой. В воду с температурой 4-35° засыпают хлорную известь в соответствии с дозировкой, заданной лабора- торией. После тщательного перемешивания извести с водой раствору дают отстояться в течение 1,5 часов. После снятия пены сливают осветленную хлорированную воду. Осадок (шлам) выгребают, после чего в бак снова за.- ливают подогретую воду для приготовления следующей порции хлорирован- ной воды. б) Стационарные хлораторные установки Установка В Н И ОМ С 1 (см. вклейку рис. 97) Хлорная известь по- дается в загрузочную камеру, растаривается и по рукаву поступает е краско- терку. Перетертая с водой в краскотерке хлорная известь по закрытому желобу поступает в смесительный бак, а затем — в отстойный бак. Отстояв- шаяся хлорированная’ вода необходимой плотности проходит через фильтр или подается сифоном непосредственно в расходный бак. Установка треста Тагилетрой* 2 (см. вклейку рис. 98). Бочки с хлорной известью подаются тельфером или краном на столик перед опро- кидывающим устройством. Верхняя крышка бочки вынимается. После этого бочка поступает в барабан Опрокидывающего механизма Опрокидывание ( бочки производится с помощью штурвала при закрытой дверце барабана опрокидывателя, затем хлорная известь через распределитель поступает в специальный отстойник, где с помощью лопастной мешалки перемешивается с водой и отстаивается до осветления. Через 2—2,5 часа после подачи хлор- ной извести в распределитель хлорированная вода подается в раздаточный бак, расположенный ниже отстойников, откуда перекачивается в разборные баки. z Примечание. Возможно- приготовление хлорированной воды пропу- •сканием хлора через известковое молоко. При этом способе исключается необ- ходимость в хлорной извести. Этот способ еще не освоен в строительном про- изводстве, s ‘ 1 Установка предложена П. X. Бесценным и В. М. Казариновым. Была применена зимой 1949/50 г. в тресте Особстрой. 2 Установка предложена В. С. Бережковым и В. Л. Савельевым (трест Тагилстрой). «18
«V • / Приготовление хлорированных растворов Рабочая плотность (dp) хлорированной воды для приготовления раствора > должна назначаться с учетом температуры воздуха при применении раствора; ' чем ниже температура воздуха, тем выше должна быть плотность хлориро- / ванной воды (табл. 113). ? Наличие влаги в извести (особенно применяемой в виде теста), в песке и пластификаторах, входящих в раствор воду повышенной плотности с .рас? четом на' снижение ее плотности в растворе до заданного значения dp за счет влаги, содержащейся в осталь- ных составляющих раствора. Повышенная плотность dn опреде- ляется по формуле, учитывающей влажность составляющих раствора: ’’ rfn = rfp + -^-(rfp-l), (116) ч D—Dg , вынуждает применять хлорированную Таблица 113 Рабочая плотность хлорирован- ной воды в зависимости от тем- пературы наружного воздуха Температура воздуха в град. Рабочая плотность dp хлорированной воды До -10 1.,04 . -17 1,06 Ниже —17 1,08 где dn — необходимая повышенная плотность приготовляемой хлорированной воды с учетом влажности составляющих раствора; d р— заданная рабочая плотность хлорированной воды; Bg —суммарное содержание воды в составляющих раствора; В —общая потребность в воде на 1 м2 раствора. Пример. Согласно лабораторному подбору общее содержание воды в л<2 3 * * * раствора должно составлять В = 360 л. Суммарное содержание воды в известковом тесте и песке, расходуемых на 1 м3 раствора, В% =120 л. Заданная рабочая плотность dp =1,04. При этих условиях необходимая плотность dn с учетом влажности составляющих бу- дет: 120 <*n = '-04 ----— (1,04-1)= 1,04 + 0,02= 1,06- ooU — 12U Составы растворов устанавливаются лабораторией с учетом свойств ме- стных материалов и заданной плотности хлорированной воды. v Ориентировочные составы растворов: а) для оштукатуривания каменных и деревянных поверхностей — от 7 • 1 : 0,6: 4 до 1 : 1 : 6; б) для затирки бетонных поверхностей — от 1 : 2,6 до 1 : 5 Необходимо учитывать следующие особенности растворов на хлориро- ванной воде. 1. Скорость схватывания хлорированных растворов увеличивается с по- вышением плотности хлорированной воды при — =const; введение пласти- фицирующих добавок замедляет скорость схватывания. 2. Расслаиваемость хлорированных растворов меньше обычных; при од- ной и той же плотности хлорированной воды расслаиваемость7 раствора' по- вышается с увеличением водоцементного фактора. Приготовление хлорированных растворов производится в обычных рас- творомешалках. Дозаторный бачок для хлорированной воды должен быть вы- полнен в соответствии с требованиями, предъявляемыми к емкостям хлора- торных установок. 219
2. Особенности производства работ с хлорированными, растворами , Подготовку поверхностей под штукатурку хлорированными растворам» следует производить так же,' как и под штукатурку обычными растворами* в соответствии с требованиями Технических условий на производство и при- емку общестроительных и Ъпециальных работ. Марки и маяки должныб) 7 выполняться из раствора, которым оштукатури- вается поверхность. Категорически запрещается нанесение штукатурного на- мета на заснеженную или обледенелую поверхность. Температура раствора к моменту его нанесения на оштукатуриваемую поверхность должна быть не ниже +10°. При нанесении штукатурного на- мета механизированным способом шланги ркстворонасосов необходима отеплять. Весь'процесс нанесения штукатурки, включая затирку верхнего на- крывочного слоя, необходимо выполнять в течение одной смены. Каждый последующий слой штукатурки должен наноситься на предыдущий после того, как последний загустеет; время загустевания колеблется в пределах от 15»' до 50 мин. Смачивание накрывочного .слоя штукатурки и инструмента при затирке, должно производиться хлорированной водой; места рабочих стыков штука- турки должны обрабатываться теплым цементным молоком, затворенным, на хлорированной воде. После затирки штукатурка не требует защиты от воздействия низкой температуры. ' . ' Поверхности, оштукатуренные хлорированными растворами* после высы- хания можно окрашивать обычными известковыми, клеевыми и масляными составами в соответствии с Техническими условиями на производство и при- емку общестроительных и специальных работ. \ 3. Химический контроль при работе с хлорированными' растворами Обеспечить должное качество штукатурки с применением хлорирован- ных растворов можно только( при организации регулярного контроля за качеством хлорной извести и особенно—хлорированной воды. Для этого необходимо применять на строительствах упрощенные способы производст- венного химического контроля, доступные лабораториям строительных ор- ганизаций 1) Отбор и приготовление пробы для анализа а) Хлорная известь. Отбор пробы производится согласна ГОСТ 1692-42. Приготовление пробы. Около 50 г пробы хлорной извести отбирается в ступку и тщательно растирается. Берется точная навеска (Р) около 14 г растертой хлорной извести и смешивается в ступке с небольшим' количеством воды до получения однородной кашицы. Кашицу переносят в литровую мер- ную колбу и. доливают ее водой до половины. Взболтав содержимое колбы до получения одонрродной, взвеси, доливают колбу водой до черты. Весовое содержание хлорной извести р в 1 'л водной взвеси будет: Р ' » ' 'Р =—~ г/мл, (1171г л 1 000 б) Хлорированная вода Непосредственно перед началом анализа из расходного бачка пипеткой Мора переносят в колбу, окрашенную в вер- ный цвет, 50 см3 хлорированной воды и плотно закрывают ее резиновой пробкой. ’ • 220
2) Йодометрический метод определения активного хлора В три конические колбы переносят по 2'5 мл хорошо взболтанной взвеси хлорной извести (или по 4 мл хлорированной воды и 46 мл водр). В .каждую колбу насыпают приблизительно по 2 г йодистого кадия, добав- ляют по 30 мл 2-х нормальной серной кислоты и титруют приблизительно децинормальным растворбм гипосульфита натрия до полного обесцвечивания раствора,. Расчет активного хлора А производят по формуле: для хлорной извести Л=14,3т^~г; (118) °прп для хлорированной воды 0-14,3^-', <119). ^0^0 где Гг — титр гипосульфита натрия; Бг — отсчет по бюретке при титровании; Рп—вес 1 мл взвеси хДорной извести; bnv- объем взвеси хлорной извести, взятый для титрования; Ьо — объем хлорированной воды, взятой для титрования; do — плотность хлорированной воды по ареометру' 3) Меркуриметрический метод определения общего хлора Переносят по 20 мл взвеси (или по 4 мл фильтрата хлорированной воды я #6 мл воды) в три конические колбы. В каждую колбу добавляют 3%-ную перекись водорода по каплям до прекращения выделения пузырьков. Затем добавляют по каплям двухнормальную азотную кислоту до осветления рас- твора. После этого приливают во взвесь по 0,4 мл или 0,5 мл (в хлорирован- ную воду) 10%-ного водного раствора . нитропруссида натрия и титруют оепинормальным раствором азотнокислой окисной ртути до появления мути, юе/ исчезающей при взбалтывании. Расчет общего хлора О производят по формуле: для хлорной извести ' 0 = 21,483 T,g<- ; (120) 1 bn рп для хлорированной воды Та Ба 0 = 21,483 ---—— , (121) где ТЛ —титр азотнокислой окисной ртути; 1 * Ба —отсчет по бюретке при титровании; Ьп—объем взвеси, взятой для титрования; рп— вес 1 мл взвеси хлорной извести; Ьо—объем хлорированной воды, взятой для титрования; d0— плотность хлорированной воды. 4) Методы приготовления реактивов • а) Приготовление 1 л приблизительно децинормального раствора гипосульфита натрия (тиосульфата натрия) Отвесить 25 г гипосульфита, приготовить 1 л раствора на. дестиллиро- жанной воде, перенести раствор в склянку темного стекла (или окрашен- 221-
ную в черный цвет), добавить 1 г карбоната натрия, закрыть склянку плотно подогнанной резиновой пробкой с сифоном и. хлоркальциевои1 , трубкой, наполненной натронной известью или аскаритом; через день уста- новить титр гипосульфита натрия. Титр гипосульфита натрия меняется под. ' влиянием углекислоты, растворенной в воде и содержащейся в воздухе. Поэтому ежедневно, вплоть до стабилизации ’(д° 2 недель со дня при- готовления), перед определением активного хлора надо устанавливать , титр гипосульфита: отвесить три навески йодистого калия приблизительно t по 2 г и растворить каждую в 20 мл дестиллированной воды. Перелить ' - растворы в три конические колбы емкостью по 250 мл. Внести, пипеткой в каждую колбу по 8 мл соляной кислоты плотностью d=l,19 (no арео-, метру) и по 25 мл точно децинормального раствора хромпика (бихромат калия, двухромовокислый калий), приготовленного из фиксанала (как1 ска- _ зано ниже), через 5 минут титровать гипосульфитом натрия до перехода цвета раствора из коричневого в желто-зеленый. Тогда добавить несколь- ко капель раствора крахмала (см. ниже) и титровать по каплям до пе- рехода цвета раствора из синего в голубовато-зеленый. Расчет титра производят по формуле: Тг = 0,625 :5Г, (122> Z где Тг — титр гипосульфита натрия; Бт — отсчет по бюретке при установлении титра гипосульфита натрия. б) Приготовление 1 л приблизительно децинормального раствора азотнокислой окисной ртути ' Отвесить в стаканчике на аналитических весах 16,232 г азотнокисл,оД 1 окНсной ртути, добавить 20 мл 6-нормальной азотной кислоты (см. ниже) и налить дестиллированной воды. После растворения кристаллов слить содер- жимое стакана в мерную колбу, сполоснуть стакан и также слить в йее, пос- ле чего в колбу долить до метки воды, хорошо перемешать, перелить раствор в темную склянку с плотно подогнанной резиновой пробкой с сифоном в хлоркальциевой трубкой, наполненной натронной известью или аскаритом, и установить титр. Для установки титра раствора азотнокислой окисной ртути в три ко- нические колбы емкостью по 250 мл отмерить пипеткой по 25,0 мл точно t децинормального раствора хлористого натрия (приготовить из фиксанала, , см. ниже) и по 0,4 мл нитропруссида натрия (см. ниже) и титровать све- жеприготовленным раствором азотнокислой окисной ртути до появления мути, не исчезающей при взбалтывании. Расчет титра производят по фор- муле: Та = 40,575:5а, ' (123> где Та—титр азотнокислой окисной ртути; 5а — отсчет • по бюретке при установке титра азотнокислой окисной - ртути. , * в) Приготовление 1 л 10%-ного раствора нитропруссида натрия Взяв точную навеску 100 г нитропруссида натрия, в стаканчик с на- : веской налить воды и мешать стеклянной палочкой до полного растворе- ния кристаллов. Раствор перелить в мерную литровую колбу. Стаканчик ополоснуть и слить в ту же колбу. Затем долить колбу до черты, закрыть пробкой и хорошо взболтать. Приготовленный раствор перелить в склянку темного стекла и закрыть плотно пробкой. ,, >1 г) Приготовление из фиксанала точно децинормального раствора '< хромпика или хлористого натрия ; С ампулы фиксанала смывают теплой водой надпись и вытирают ее; | в мерную литровую колбу вставляют воронку с установленным в цей i стеклянным бойком, острый конец которого направлен вверх. Затем ам- 7 222
дулу роняют на боек так, чтобы тонкое вогнутое дно ее разбилось пр* ударе об острый конец бойка. После этого пробивают боковое углубле- ние ампулы и осторожно вытряхивают реактив (хромпик или хлори'стый натрий). Затем, не меняя положения амп/лы, тщательно промывают ее через боковое отверстие из промывалки не менее чем шестикратным объемом воды. Потом воронку удаляют. После растворения кристаллов доливают в колбу воды до метки. Приготовив раствор, переносят его в склянку с плотно при- гнанной резиновой или прошлифованной пробкой. д) Приготовление растворов кислот Ареометром проверяют плотность d кислоты. По таблицам определяют процентное содержание кислоты при данной плотности. Рассчитывают объем этой кислоты на 1 л ее X нормального раствора по формуле: ХЭ -100 Ук = ------ , PD где Ук— искомый объем продажной кислоты; Э ~ грамм-эквивалент кислоты; X — заданная нормальность раствора; , Р —крепость кислоты в процентах; D — ПЛОТНОСТЬ КИСЛОТЫ. / Под вытяжным шкафом отмеривают пипеткой Ук лмс кислоты и пере- носят в мерную колбу, до половины наполненную водой. Затем доливают в колбу воды до метки. Двухнормальный раствор серной кислоты. Продаж- * ная серная кислота обычно имеет плотность D=1,84 и содержит 95,6% H^SO^ Грамм-эквивалент ее—49,04. Для двухнормального раствора: 2-49,04 V““9i^10° = 65’6^ Раствор серной кислоты хранят в склянке с отшлифованной стек- лянной или хорошо подогнанной резиновой пробкой. Двукнормальный и шестинорма льный растворы азотной кислоты. Продажная азотная кислота обычно имее4* плот- ность d=l,4 и содержит 65,3% HNO3. Грамм-эквивалент ее—63,02. Для двухнормального раствора: / 2-63,02 Vk= 100 = 137,8 лм. ( 1,4.00,0 1 для шестинормального раствора: 6-63,02 100 - 413,4 МЛ, 1,4•65,о ' Раствор азотной кислоты хранится в склянке темного стекла с при- шлифованной стеклянной или хорошо пригнанной резиновой пробкой. 1 е) Приготовление 1 л раствора крахмала 2 г растворимого крахмала (применяется в текстильной промышлен- ности) и 10 мл иодйда ртути растирают с небольшим количеством воды; полученную массу вливают в 1 л кипящей дестиллированной воды. Ки- пячение продолжают, пока раствор не станет прозрачным. Охлажденный раствор переливают в склянку с притертой пробкой. П римечании я. 1. Все реактивы готовятся на дестиллированной ' воде. 2 . Точные навески берутся на аналитических весах. 3 . Хлорная известь и хлорированная вода взвешиваются в бюксах е крышками. 223J
5) Определение оптимального выхода хлорированной воды На технических весах берут четыре навески испытываемой хлорной «извести: 100, 150, 200 и 250 г. Каждую навеску, приливая понемногу во- лу с температурой 35°, растирают в ступке в течение 15 мин. до состоя- ния кашицы и переносят затем в - литровый мерный цилиндр, в который наливают воду той же температуры до верхней черты. Общее количество воды, пошедшее на разведение хлорной извести, должно быть замерено. Все четыре цилиндра, накрыв стеклянными пластинками, ставят в темное место. По осветлении хлорированной воды в цилиндрах отсчитывают в •миллилитрах объем осветленной части, объем шлама и пены. Затем сифо- ном переливают хлорированную воду в четыре пол-литровых цилиндра и «определяют плотность в каждом из них. После этого производят химический . анализ хлорированной воды из всех, четырех цилиндров. Данные анализа за- писывают в лабораторный журнал по следующей форме. Определение оптимального выхода , *мислитель—актив- ный хлор, 'Знаменатель—об- щий хлор Навеска в г Объем воды В МЛ -Объем смеси В МЛ Объем хлори- рованной воды в _МЛ Суммарный объем шлама и пены в мл Плотность хлорированной воды Данные хими- ческого анали- Z- О за С=----- актив- ный. хлор А общий хлор О По данным таблицы строят три графика. чПо абсциссам графиков от- гадывают навески хлорной извести, по ординате первого графика откла- дывают частное от деления общего хлора на активный хлор С = —— (см. вклейку рис 99), по ординате второго —плотность (см. вклейку рис 100). по ординате третьего—объем хлорированной воды (рис. 101). За оптимальную должна быть принята навеска хлорной извести, соответ- ствующая отношению С => Навеска хлорной извести в кг Рис. 101. График для определения объемных -соотношений при приготовлении водной взвеси хлорной извести. Дробные числа показывают {результаты химического анализа; числитель- процент .активного, знаменатель — процент общего хлора ^224 — =1,075 на первом графи- /1 ке (рис. 99). Объем - хлорированной воды, получаемый при оп- тимальной навеске хлорной извести, определяется по рис. 101, плотность при той же навеске—по рис. 100. При соответствующем подборе масштаба все три графика могут быть совме- щены. Дозировка воды и хлор- ной извести (соответствую- щая оптимальному выходу), определенная лабораторией, передается на хлораторную установку И должна соблю- даться при работе на хлор- ной извести данной партии. Этой дозировки воды и хлорной извести можно при-
держиваться, проверяя качество хлорированной воды* только по плотности (ареометром), до тех пор, пока содержание активного хлора в хлорной изве- сти не снизится более чем на 1%. 6)' Определение плотности хлорированной воды ареометром (денсиметром) Хлорированную воду наливают в цилиндр емкостью 0,5 л и осторож- но погружают в нее ареометр, не выпуская его из рук, пока не убедятся, что он плавает.. Тогда руку осторожно убирают и ареометр принимает нужное положение. При отсчете ареометр не должен касаться стенок и дна цилин- дра, Деление ареометра, установившееся против верхнего края мениска жидкости, укажет удельный вес хлорированной воды. Ареометр градуирован для измерения плотности при температуре 20°. Если измерение плотности проведено при другой температуре хлорирован- ной Воды, то необходимо внести поправку +0,00025 на 1° понижения темпе- ратуры и —0,00025 на 1°.повышения температуры против 20°. 7) Подбор( добавки гипохлорита кальция для повышения содержания < активного хлора в хлорной извести Если хлорная известь содержит недостаточно активного хлора, то соот- ношение весов гипохлорита кальция и некондиционной хлорной извести в смеси их, оптимальной по составу, можно определить по графику рис. 102. Пример пользования графиком рис. 102. На 'складе имеется- хлорная известь с содержанием активного хлора 35% и общего хлора 36% и гипохло- рит кальция с содержанием активного хлора 50% и общего 30%. Найти со- отношение обоих материалов для получения кондиционного продукта с раз- рывом между активным и общим хлором не более 2%. Определяем разрыв- между активным и общим хлором в гипохлорите: 50—30=20%, в хлорной извести: 36—35=1%. Необходимо на оси абсцисс точку 1 и из нее проводим линию, параллельную оси ординат. На оси ординат находим точку 20 и про- водим из нее прямую, параллельную_ оси абсцисс до пересечения. Точка пересечения этих линий совпадает^ с лучом 0,85 Это означает, что на 85 кг хлооной извести надо добавить 15 кг гипохлорита кальция, чтобы получить 1Q0 кг смеси оптимального состава Рис. 102. График подбора соотношения между весом гипохлорита кальция и хлорной извести при составлени и смеси оптимального состава 15 Зак. 1261 225
8) Подбор концентрации водного раствора гипохлорита кальция для повышения качества хлорированной воды ’ Качество хлорированной воды • может быть улучшено добавлением к ней водного раствора гипохлорита кальция Определение необходимой Концентрации активного хлора в растворе гипохлорита производится под-^ бором, причем концентрация активного хлора в растворе гипохлорита по-' степенно повышается от 3 до 9%—до получения необходимого соотноше- / ния солей в смеси. Каждая полученная проба смеси подвергается химиче- скому, анализу. 9) Приготовление хлорированной воды необходимой плотности При наличии хлорированной воды более высокой плотности, чем это нужно по температурным условиям, можно приготовить 'хлорированную воду необходимой плотности d п смешиванием более плотной d2 хлориро- ванной воды с менее плотной d{ или разбавлением ее обычной водой d\ — = 1. Отношение смешиваемых объемов определяют по формуле: V3 ~ dn-dx ' где Ki — объем хлорированной воды плотностью d[ или обычной воды №=1); — объем хлорированной воды плотностью d2, dn— необходимая плотность хлорированной воды, определенная по формуле, причем di<dn<d2. ' Пример. На 1 м3 раствора требуется 240 л хлорированной воды. плотностью d п— 1,06. Имеется хлорированная вода плотностью d2= 1,08 и плотностью Я, = 1,04. Соотношение смешиваемых объемов V2 ‘ хлорированной воды плот- ностью d2 = 108 и V) — хлорированной воды плотностью d\ = 1,04 опреде- ляем по формуле, _ 1,08— 1,06 , V3 1,06—1,04 > V, = v2. ’ Следовательно, для получения 240 л хлорированной воды плотностью dn = 1,06 необходимо взять по 120 'л хлорированной воды плотностью 1,04 и 1,08. Пример. На 1 л<3 раствора требуется 240 л хлорированной воды плот ностью dn — 1,06. Имеется хлорированная вода плотностью d2=l,09. Определяем объем обыкновенной воды Vi плотностью = 1,0, кото- рый необходимо смешать с объемом хлорированной воды У2 плотностью ^,=±1,09 по формуле: _ 1,09 — 1,06 ' У3 ” 1,06— 1,00 ’ нли 1 V2 == 2 * v Следовательно, в данном случае обыкновенной воды (di == 1,0) не- обходимо взять в 2 раза меньше, чем хлорированной (d2 = 1,09). 10) Определение содержания хлора в воздухе Отбор пробы анализируемого воздуха рекомендуется производить прр- пусканием воздуха через поглотительную установку, в которой задержи- вается хлор, содержащийся в воздухе помещения. 226
Поглотительная установка (рис. 103) состоит из двух склянок, содержа- щих по 100 мл 1%-ного раствора йодистого калия, с плотно пригнанны- ми резиновыми пробками, со встав- ленными в них стеклянными трубка- ми и одной 20-л бутыли с тубусом у дна, наполненной водой. Бутыль также закрыта плотно пригнанной пробкой со вставленной в нее стек- лянной трубкой. Все части установки соединены друг с другом резиновыми трубками. Для отбора пробы дают выход воде из бутыли 3 в мерную посуду 4. Скорость вытекания воды дол- жна составлять 0,5—0,3 л/мин. При этом воздух из помещения засасы- вается в первую склянку /, содержа- щийся в нем хлор поглощается иоди- сгым' калием, а очищенный воздух, пройдя че£ез вторую склянку 2, по- ступает в бутыль 3. Раствор йоди- стого калия в первом поглотителе Рис. 103. Поглотительная установка / — склянка для раствора йодистого калия; 2 — склянка для раствора йодистого калия; 3 — 20-л бутыль для воды; 4 — мерная посуда желтеет. Отбор пробы прекращают, как только начнет желтеть поглоти- тель во второй склянке. Пробы сле- дует брать в конце рабочего дня Определение содержа- ния, хлар-г аза в воздухе. Со- держание хлора в растворе определяется йодометрическим методом. Раствор йодистого калия из обоих поглотителей и вода, которой об- мыты склянки (1 и 2) с трубками и пробками, сливаются в одну посуду Процентное содержание хлора в воздухе определяют по формуле: gr-110 (126) где С12 — содержание хлора в воздухе в объемных процентах; Вг — отсчет по бюретке при титровании в мл; ' V — объем воды, вытекшей из бутыли при протягивании анализируе- мого воздуха, в' мл. ' Содержание хлора в мг, принимая, что 1 г хлора занимает объем 311 мл: Х=32мг/л. (127) Глава 777 ПРОИЗВОДСТВО ШТУКАТУРНЫХ РАБОТ С ПРИМЕНЕНИЕМ МОЛОТОЙ НЕГАШЕНОЙ ИЗВЕСТИ Молотая негашеная известь обладает высоким запасом энергии, кото- рая проявляется в виде тепла, выделяющегося во время гидратации (га- шения) извести, схватывания и твердения растворов Выделение большого количества тепла обусловливает возможность ' применения молотой негашеной извести при производстве зимних строи- тельных работ. • 15* . 227
Известковые и смешанные растворы, приготовленные на молотой не- гашеной извести, разогреваясь, ускоряют процессы схватывания и тверде- ния раствора и способствует быстрому высушиванию нанесенного штука- турного слоя. Эти свойства растворов, приготовленных на Молотой нега- шеной извести, позволяют производить штукатурные работы при пониженных положительных и даже отрицательных температурах воздуха. Растворы на молотой негашеной извести до их применения в произ водственных условиях следует проверять на пробных ^лабораторных об- разцах При этом условия изготовления4 и хранения образцов, а также состояние' поверхностей, на которые наносится раствор, должны соответст- вовать тем, которые ймеют место на производстве. Для выполнения штукатурных работ в зимнее время рекомендуются следующие составы растворов, приготовленные на молотой негашеной из- . вести I и II сорта: а) I ч. извести: 1 ч. глины: 5—6 ч. песка; б) I ч. извести : 0,5 ч. глины : 4—5 ч. песка; в) I ч. извести : 0,25 ч. глины : 2—3 ч. песка; г) I ч. извести : 0,3 ч. гипса : 3—3,5 ч. песка; д) 0,5 ч. извести : 0,25 ч. глины : 0,3 ч. гипса : 3—3,5 ч. песка; е) I ч. извести : 3—4 ч. шлакового песка; ж) I ч. извести : 0,5 ч. цемента : 2,5—3 ч. песка. Количество глины назначается по объему сухого порошка. Для оштукатуривания деревянных вертикальных поверхностей реко- мендуется применять' составы «а», «г», «д» и «ж». (Для оштукатуривания потолков, выполнения тяг и карнизов рекомен- дуется применять растворы с повышенным содержанием гипса — 1 ч. из- вести : 0,6 — 2 ч. гипса : 4 ч. песка (по объему). В растворах на молотой негашеной извести, применяемых в зимнее время, величина водоизвесткового фактора колеблется в пределах 130 — 190%. Раствор, употреблямый в дело, должен иметь необходимую удо боукладываемость (подвижность) и водоудерживающую способность. При механизированном способе нанесения обрызга и грунта на оштукатуриваемую поверхность удобоукладываемость раствора должна соответствовать погружению конуса СтройЦНЙЛ на 8—10 см, а для накры- 1 вочного слоя — не менее 9—12 см. Водоудерживающая способность рас- творов, пригодных для механизированного способа оштукатуривания поверхностей, характеризуется их расслаиваемостью и определяется по спо- собу Новикова—Щепетова. Разность в отсчетах между двумя замерами погружения конуса' СтройЦНЙЛ в раствор, выраженная в кубически^ сантиметрах вытесненного раствора, не должна превышать 35. Растворы на молотой негашеной извести применяются в дело сразу же после их изготовления; запас раствора на рабочем месте рассчиты- вается на 30—40 мин. работы. Лучшие результаты от применения раство* ров, приготовленных на молотой негашеной извести, получаются, когда наибольшая температура укладываемого раствора достигает 50—80° не ранее 30 мин. после приготовления. Приготовление растворов с применением молотой негашеной извести производится на строительной площадке в обычных растворомешалках, устанавливаемых в закрытых утепленных помещениях. Процесс приготовления раствора с применением молотой негашеной извести не отличается от процесса приготовления обычных смешанных цементно-глинистых растворов. Внутренние штукатурные работы, выполняемые в осенне-зимний 'пе- риод на растворах, приготовленных на молотой негашеной извести, про- изводятся, как правило, в отапливаемых помещениях, оборудованных дей- ствующими постоянными системами отопления и вентиляции или комнат- ными печами Отопление помещений производится с таким расчетом, чтобы во вре- мя производства работ и во время сушки 'штукатурки температура воз- духа, замеренная на высоте 0,5 м от пола, была бы не ниже +5° Благода- 228
ря высоким экзотермическим свойствам негашеной молотой извести и твердению ее с поглощением воды время, необходимое для высушивания штукатурки, сокращается в 1,5 — 2 раза. Для создания необходимого теплового и влажностного режима, прй производстве штукатурных работ на, растворах с применением молотой нега- шеной извести должны быть проведены следующие мероприятия: а) должно быть полностью закончено наружное ограждение здания; заделаны сквозные отверстия в стенах, застеклены окна, закончена теш ловая изоляция покрытий и навешены все двери; б) за 2 суток до начала работ должно быть введено в действие цент- ральное отопление (в оштукатуриваемой части здания), а при его отсут- ствии—должны быть установлены и введены в действие печи, обеспечи- вающие требуемый температурный режим при 2—3-кратном обмене воз- духа. Перед нанесением штукатурки оштукатуриваемая поверхность долж- на быть смочена подогретой до 20—30° водой. ! Раствор на место работы Додается растворонасосом. Температура раствора должна быть не ниже + 10°. Нанесение штукатурного раствора с молотой негашеной известью про- изводится путем непосредственной подачи йзвести или сухой смеси ее с гипсом в форсунку в струе сжатого воздуха при помощи дозаторов или шнековых питателей. Сроки выдерживания штукатурки из растворов, приготовленных на молотой негашеной извести, приведены в табл. 114 При производстве штукатурных работ' с применением молотой нега- шеной извести должны соблюдаться требования техники безопасности и правила промышленной санитарци для строительно-монтажных рйбот. Таблица 114 Сроки выдерживания в часах штукатурки из растворов, приготовлен- ных на молотой негашеной, извести Температура воздуха в по- мещении в град. Способ веьУгиляций помещения при венти- ляции че- рез-откры- тые окна и двери при венти- ляции че- рез фор- точки в ✓ окнах при вентиляции посредством 2-3-кратного об- мена воздуха в 1 час При вентиляции через откры- тие окна л двери при вентиляции через форточки в окнах при вентиляции Цосредством 2-3-кратного об- мена воздуха i в 1 час Характеристика поверхностей кирпичная и шлако- бетонная деревян- ная г кирпичная и шлако- бетонная деревян- ная кирпичная и шлако- бетонная деревян- ная кирпичная и шлако- бетонная деревян- ная кирпичная и шлако- бетонная деревян- ная кирпичная и шлако- бетонная деревян- ная Обрызг 4- 5 12 18 16 24 12 16’' 16 , 18 18 • 18 10 10 -ь 10 10 12 12 18 10 10 10 12 12 16 6 10 + 15 8 10 1'0 16 6 10 • 6 10 10 16 . 6 6 4-20 6 6 6 12 6 6 8 8 10 4 6 + 30 4 4 4 6 4 4 4 6 8 8 4 4 ; Примечание. Влажность кирпичной кладки должна быть не боль- ше —влажность шлакобетонной—не больше 10%; влажность дерева—не больше 2094. 229
Глава IV РАСТВОРЫ ДЛЯ ШТУКАТУРНЫХ РАБОТ В растворы, приготовленные на основе воздушной извести, в зави- симости от назначения оштукатуриваемого помещения рекомендуется, вво- дить гипс, гипсошлаковый цемент, молотый доменный шлак и другие пы- левато-гидравлические добавки, ускоряющие сроки сушки штукатурки. Применение чисто известковых растворов, требующих длительной суш ки, не рекомендуется. Не ^реко мен дуется также вводить в штукатурные рас- творы волокнистые вещества (очесы, опилки и т. п.), так,как их добавки значительно задерживают сушку штукатурки. \ Содержание воды в растворах должно быть минимальным. Осадка малого конуса в растворах, приготовленных для набрызга, не должна пре- вышать 30—40 мм, в растворах, приготовленных для грунта и накрывки — 10—15 мм. Температура раствора при работе должна быть не меньше 10°. Извест- ково-гипсовые растворы подогревать свыше 25° не рекомендуется. Приме* нение замерзшей извести не допускается. Метод определения температуры раствора, приготовляемого в растворосмесительной установке, тот же, что и растворов для каменных работ. Температура подогрева -составляющих материалов для чисто извест- ковцх растворов определяется по следующей формуле: <(0,2 4- /n)g*nfn + (^в _ 0,5^ИзВ) /в =---------------------;--------- . \ 0,2 (gn + 0.5 £изв) + gn где — температура раствора после перемешивания; , /п— относительная (по весу) влажность, песка; gn — вес песка в Л w3 растворной смесй; gB — вес воды в 1 м3 растворнор смеси; £изв — известкового теста в 1 м3 растворной смеси; /п — температура песка при загрузке в растворомешалку; ttf- температура воды при загрузке в растворомешалку , ।
ОГЛАВЛЕНИЕ ' Стр. 'Предисловие................. . . ... 3 Раздел первый ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ в а I Основные 'положения................................. 5 Глава II. Предохранение грунтов от промерзания ....... 10 1 Предварительная обработка поверхности грунта — 2. Утепление грунта снегом .... . .......... 13 3. Утепление грунта термоизоляционными материалами . . 14 4. Утепление грунта при помощи специальных устройств . 16 Г лава III. Способы разработки мерзлых грунтов , .......... 17 1 . Рыхление грунта взрывам................................— 2 . Рыхление мерзлых грунтов механизмами, механическими при- способлениями и инструментами . . . 21 3 Разработка скважин _ в мерзлых грунтах................. 26 4 Оттаивание мерзлых” грунтов . . /. . .... 29 ' 5 Способ вымораживания водонасыщенных грунтов ^43 6. Разработка грунтов способам гидромеханизации . . . 44 < 7 Основные правила разработки грунта . . . ' . 45 8 Транспортирование грунта ........ ц4 Раздел второй БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ РАБОТЫ Глава I Основные положения.......................................61 -Глава II. Подогрев бетонной смеси и ее составляющих............. — Глава III. Бетонирование ' по способу термоса................... 64 I Основные положения . . . / — 2- Расчет термосного выдерживания бетона по способу 1 Б< Г. Скрамтаева ... .... "65 3. Расчет термосного выдерживания бетона по методу ВНИОМС 88 Глава IV. Паропрогрев и воздухообогрев бетона................. 102 1. Обогрев бетона .в рубашках или плюских тепляках .... — 2. Выдерживание бетона в капиллярной опалубке * системы А. А. Вацуро . . . . . • ./....' 115 Глава V. Электропрогрев бетона............'.....................120 I. Основные положения ... . .... — / 2. Электродный прогрев бетона............................ 121 3. Прогрев бетона электронагревательными приборами . . . 147 Глава VI. Комбинированные способы выдерживания ^.бетона . .152 1. Определение условий применения комбинированных способов выдерживания бетона ..........153 231
Стр. 2. Расчет при ^двустадицном выдерживании бетона..................154 , 3. Расчет при многостадийном выдерживании бетона . . . 156 Глава VII. Заделка стыков сборных железобетонных конструкций 160 Раздел третий ' ' КАМЕННАЯ КЛАДКА Глава I. Производство бутобетонной кладки . . . . 162 1. Основные положения . . * . . . ...............— ч 2. Термосное выдерживание бутобетона...........................— . Глава II. Производство каменной кладки...........................} 116 . 1. Основные положения....................................— 2. Каменная кладка способом замораживания...............169 3. Кладка с применением специальных растворов...........175 4. Отогревание кладки...................................177 5. Паропрог.рев каменной кладки........................... 179 6. Электропрогрев каменной кладки ... ...........183 7. Производство каменной кладки в объемных тепляках ... 187 8. Выбор способа производства каменной кладки в зимних условиях 189 Глава III. Растворы для производства каменных работ в зимних ус- ловиях ......................................................... 190 1 Составы растворов ... 2 . .Температура растворов . . ............1 . . 191 , Раздел четвертый ШТУКАТУРНЫЕ РАБОТЫ Глава,!. Условия производства штукатурных работ в зимних ‘ условиях.....................................................192 1 Основные положения ... ......... ................— 2. Влажность материалов и -конструкций....................193 3. Сушка стен и штукатурки.........................' . 203 Глава II. Производство штукатурных работ с применением • хлориро- ванных растворов . . . А......................................214 4 • A W 1 SXW1W XX VC XXI U4 V 4 и • 4 • • • • • • , 2. Особенности производства работ с хлорированными растворами 220 3. Химический контроль при работе с хлорированными раство- Глава III. Производство штукатурных работ с применением молотой негашеной извести . . . . ......................227 Глава IV. Растворы для штукатурных работ ... ...........230 Редактор издательства Е. /И. Бекетова Технический редактор К. Л. Воронин Подписано к печати 23/1-1953 г. Т-01638 Бумага 60x92/16=7,25 бум.~14,5 печ. л.+1 вклейку. (0,2^ печ л.) 23,2 уч.-изд. л.). Изд. № VI 9248. Зак. 1261. Тираж 30 000 экз. Цена 11 р. 60 к. . Переплет 1р.,/ Типография № 1 Государственного издательства литературы по строительству и архитектуре, г Владимир
Л СЗ р-а О я 8 76 85 86 88 92 97 100 132 210 211 218 ЗАМ ЕЧЕНБЫЕ ОПЕЧАТКИ Строка Напечатано Следует читать По чьей вине 1 сверху Подпись под рис. 45 Подпись под рис. 52 Подпись под рис. 53 и 54 Подпись под рис. 55 20 сверху электропилами на портландцементах с гидрав- лическими добавками на цементах с гидравлическими добавками на пуццолановых портландцемен- тах с гидравлическими добавками з — портландский и шлакопорт- ландский цемент с гидрав- лическими добавками (рис. 52) электроиглами на пуццолановых портландцемен- тах на пуццолановых портландцемен- тах на пуццолановых портландцемен- тах з — пуццолановый портландцемент и шлако-портландцемент (рис. 51) типографии издательства » л научного редактора Таблица- 50, графа 2 справа, строка 1 снизу Таблица 56, графа 1 511 557 311 7,5 автора типографии 2 снизу и2 П - . — - - автора р= ° / b ь \ р / ь \ bh 0,366 1g—+0,5—-0,101 \ h h / bh 0,366lg/t + 0,5 — — 0,101 \ h / / +в Ч~ ^о.в , \ 12 1 лл ~ 1 ? Л к 1 /Г 16 снизу ivi == а \ — и, о / о \ h — h / iVk = а\ — и о / о \ h — h / » 5 снизу 12 сверху Решение. Определяем температур- ный критерий песка Пример подбора калорифера. Тре- буется подобрать калорифер для на- пек а типографии типографии Зик. 1261
Цепа 12 р. 60 к.