Удлинение периода гелиотермообработки сборного железобетона с применением отражающих систем (стр. 5 )

Рис.2.1 Зависимость прогрева центральных зон затвердевших бетонных образцов размеров 15x15x15 см под СВИТАП при применении плоских отражателей в течение суток

1-прогрев открытого бетона;

2-прогрев под СВИТАП на основе ПВХ (В);

3-то же, с применением плоского отражателя;

а - в январе 1982г.;  б - в июле 1982 г.

Как выше отмечалось, опыты были проведены на затвердевшем бето­не, где отсутствует выделения энергии от гидратации цемен­та, кроме того, затвердевший бетон имеет коэффициент поглощения солнечного cпектра на 30-40% меньше, чем свежеуложенная бетон­ная смесь. А установления оптимальных углов наклона и материала отражателя, могли бы увеличить эффективность гелиотермообработ­ки бетона с применением плоских отражателей. Для обоснования целесообразности применения плоских отражателей при гелиотер­мообработке бетона, а также с целью разрешения поставленных вопросов нами были проведены ряд экспериментов.

Эксперименты были проведены в натурных условиях города Бухары. Изменение прогрева бетона, установливались с помощью по­тенциометра КСП-4 и ХК-термопар, по прогреву стандартных с реб­ром 15 см и представительных с позиции прогрева образцов, раз­мером 40x40x15 см. помещенных в гелиокамеры. Прочность бетона определялась по ГОСТ 10180-80 на образцах 15x15x15 см. В экспе­риментах применялся бетон составом 1:2,82:3,39 с составляющи­ми: Навоийский портландцемент М400, гранитный гравий ФР=5-20мм, кварцевый песок Мкр = 2,34.

Результаты экспериментов проведенных в октябре месяце с началом гелиотермообработки в  800  часов, приведены на рис.3.2. и в таблице 2.1.

Из рисунка следует, что подъем температуры средних зон бетона образцов при гелиопрогреве происходит, при применение отражателя со скоростью 6-7°с/час, и при его отсутствие 2,5-3 °С/час, а остывание в обоих случаях со скоростью 1-1,5°С/час. По­вышение интенсивности солнечной радиации от применения отража­теля на 375 вт/м2 в своем максимуме обеспечивало, несмотря на низкие температуры окружающей среды (14-15°С), прогрев бетона до 63°С,  что при сравниваемом случае составляет лишь 42°С.

Приведенные результата в таблице 3.1 свидетельствуют об увеличении суммарного поступления солнечной радиации в течение cуток на поверхность гелиопокрытия на 70% от применения плоского отражателя, повышение суточной зрелости бетона образцов на 32%, повышение суточной прочности на 37%, вследствие чего достижение бетоном стандартных образцов в суточном возрасте  прочности на сжатие 53% R28.

Статистический анализ результатов лабораторных и производственных исследований в натурных условиях показал, что при эффективной теплоизоляции бортов и поддона металлооснастки форм, интенсивность солнечной радиации в 600-650 вт/м2, в ее максимуме в течение суток обеспечивает достижение бетоном изцелий прочности 45 - 55% R28,  вполне достаточной для распалубливания ряда изделий и конструкций и суточной оборачиваемости форм.

Рис.2.2 Прогрев бетона с применением плоских отражателей

1- естественная интенсивность солнечной радиации;

2-интенсив­ность солнечной радиации с применением плоского отражателя;

3-температура средних зон бетонного образца без примеменения плоского отражателя;

4- то же с применением плоского отража­теля;  5- температура окружающей среды.

Таблица-2.1.

Суточная зрелость и прочность бетона при гелиотермообработке с применением плоских отражателей

Начало гелиотер-мообра-ботки  в течение суток	Суммарная интенсив-ность солнечной радиации в течение  суток, Вт/м2	Суточная зрелость бетона S, град х час	R сж в возрасте 1 сут,  МПа	R28, МПа
Без приме-нения плоского отража-теля	С приме-нием  плоского отража-теля	Без приме-нения плоского отража-теля	С приме-нием  плоского отража-теля	Без приме-нения плоского отража-теля	С приме-нием  плоского отража-теля
800	3800	6486 170	667	884 132,5	7,35 39	10,1 53,2	18,8

Примечание: 1. в столбцах 3,5 в числителе абсолютные величины, в знаменателе прирост относительно соответствующих  без отражателя;

в столбцах 6,7 в числителе абсолютные величины, в знаменателе % от  R28

Для установления эффективности применения отражателей в течение года, т. е. для определения фактической интенсивности солнечной радиации на поверхности гелиопокрытия как в естес­твенном потоке, так и дополнительно в отраженном от плоских отражателей 10, 20, 30 числа каждого месяца года, в 1300 часов дня нами были проведены замеры с помощью альбедометра с портативным  гальвонометром (рис.2,3).

Рис.2.3  Схема замера интенсивности солнечной радиации

1. - плоский отражатель;

2. - альбедометр;

3 - портативный гальвонометр.

Результаты, приведенные на рис.2.4 свидетельствуют о том, что наряду с увеличением интенсивности радиационного потока при применении плоского отражателя на 28-112% в различные месяцы года, при принятии нижнего предела потребной максимальной интенсивности солнечной радиации в 650 вт/м2 для обеспечения технологического цикла производства, применение плоских отражателей позволяет 10 месяцев обеспечить не менее, а болышинстве случаев и значительно большую интенсивность солнечной радиации /2/.

Таким образцом, установлена целесообразность применения плоских отражателей, способствующих увеличению солнечной ради­ации, падающей на поверхность гелиопокрытия, при гелиотермообработке бетона.

Рис 2.4 Интенсивность солнечной радиации в течение года

1 - естественная плотность;

2 - при применении плоского отражателя;

3 - при максимальном отражении ее от отражателя на поверхность гелиокрышки.

II.2. Прогрев и нарастания прочности бетона при применении плоских отражателей в зависимости от начала формовки в течение суток и сезона укладки

Применение различных систем, увеличивающих интенсивности солнечной радиации, падающей на поверхность гелиопокрытия яви­лось одним из основных подходов удлинения периода гелиотермо­обработки в виде увеличения суточной зрелости бетона, увеличе­ние прочности бетона в этом возрасте, возможности формирования изделия после 11 часов утра и тд.

В этой связи была постановлена цель изучение кинетики прогрева и роста прочности бетона при применении плоских отра­жателей в зависимости от начала ГТО в течение суток и сезона укладки.

С целью выявления возможности изготовления изделий в раз­личное время суток были проведены эксперименты по изучению прогрева бетонных образцов, отформованных и помещенных в ге­лиокамеру в 800, 1100, 1400, 1700, 2000 ,  2200  часов эксперименты проводились в июле, и в конце октября.

В экспериментах в качестве отражателя применялось обычное плоское зеркало с габаритными размерами АхВ (высота и длина) равное соответствующим размерам гелиопокрытия камеры. Прогрев бетона проверялся через представительные и стандартные образцы при помощи ХК - термопар и прибор КСП - 4, а набор прочности через стандартные образцы 15x15x15 см. на гидравлическом прес­се. Интенсивность солнечной радиации измерялось альбедометром, подключенным к портативному гальванометру. Угол наклона отражателя регулировался при помощи транспортера.

В экспериментах применялся состав бетона марки 200, с составляюшим на 1м3 Ц=282 кг, В=175 литр Гр=1090 кг, П=783 кг,  В/Ц=0,62 на заполнителелях, описанных в приложении 1 Подвижность во всех случаях составила 0К=1-4см.

На рисунках 2.5, 2,6 приведены результаты эксперементальных исследований замеров температур прогрева бетона изделий, интенсивности солнечной радиации, температуры окружающей сре­ды, в зависимости от начала ГТО.

Эксперименты летом проводились в июле, августе и в силу обьективных прячин, в естественных условиях постоянной интен­сивности солнечной радиации, в течение суток в различные дни экспериментов создать было невозможно, но она изменялась в пределах 600-750 вт/м2 в максимуме. Температура жающей среды поднималась в максимуме до 36-39 0С.

Как следует из рисунков 2.5 и 2.6 прогрев образцов из тяжелого бетона зависит от времени начала гелиотермообработки. Образцы с началом ГТО 800 и 1100 часов дня при применении отражателя, прогреваются примерно одинаково,  со скоростью разогрева 15 0С/час и остыванием 4-5 0С/час, а при его отсутствие соответственно 9-10 0С/час и 4-5 0С/час, с достижением (в центре образцов) максимальных тепмператур, при применении отражаС,  а  при его отсутствие  690С и 72 0С.

Образцы с началом ГТО 1400 прогревает скоростью, отстованием от начала ГТО 800 и 1100 на 2-30С/час, и достигает температуру в своем максимуме при применении отражаС, а при его отсуствие 690С. Образцы с началом ГТО в  1700 и 2000 час прогреваются в основном за счет внутреннего источника энергии – экзотермии цемента со значительней меньшей скоростью. Максимальная температура образцов в этом случае (приходящиеся, в ночное время) достигали, при применении отрожателя соответственно 4900С и 4500С. 

В концу цикла гелиотермообработки до 1500 и 1800 ч. следуещего дня бетонные образцы снова прогревались за счет солнечной радиации, при применении отражателя до температура 760С и 780С, a при отсуствие соответственно до 700С и 72 0С. Следует отметить, при начале ГТО бетона в 1700 и 2000 часов период актив­ного гелиопрогрева приходится на конец цикла ГТО, что и повли­яет на суточной зрелости и прочности бетона. Несмотря на увеличении суммарной интенсивности солнечной радиации в течение суток на 25% (при начале ГТО в 2000 ч. относительно начала ГТО 1700 ч.) суточная зрелость и прочность бетонных образцов имели пониженные значения.