ПОСОБИЕ
ПО ГЕЛИОТЕРМООБРАБОТКЕ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОКРЫТИЙ СВИТАП (к СНиП 3.09.01-85)

     Печатается по решению секции технологии бетонов НТС НИИЖБ Госстроя СССР от 28 ноября 1985 г.

Содержит основные положения по гелиотермообработке бетонных и железобетонных изделий в условиях открытых цехов и полигонов с применением покрытий СВИТАП, а также материалы по проектированию гелиополигонов. Приведены обобщенные климатологические данные по радиационно-температурным режимам основных районов, рекомендуемых для расположения гелиополигонов, и методика определения сезонного периода эксплуатации гелиополигонов.

Изложены требования и гелиоформам и гелиокрышкам, а также даны конструктивные решения их с применением различных светопрозрачных материалов.

Пособие включает справочный и вспомогательный материал, необходимый для организации гелиополигонов и организации работ на них.

Для инженерно-технических работников предприятий сборного железобетона и проектно-конструкторских организаций.

УТВЕРЖДЕНО директором НИИЖБ 6 апреля 1986 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Институтами НИИЖБ Госстроя СССР и ВНИПИТеплопроект Минмонтажспецстроя СССР совместно с Минстроем УзССР и Агропромстроем УзССР разработана новая технология изготовления сборных бетонных и железобетонных изделий в условиях открытых цехов и полигонов с тепловой обработкой их за счет использования солнечной энергии - гелиотермообработкой.

Сущность предложенной гелиотермообработки заключается в том, что прогреваемое в установленной на полигоне форме изделие выполняет функции гелиоприемника, при этом твердеющий бетон является поглощающим и аккумулирующим элементом, металлическая форма - корпусом, а гелиокрышка - светопрозрачным покрытием гелиоформы.

Особенности предложенной гелиотермообработки заключаются в возможности использования потока солнечной радиации естественной плотности без применения концентраторов энергии и промежуточных теплоносителей, а также - простоте реализации.

Одним из наиболее простых и эффективных способов гелиотермообработки, который нашел широкое практическое применение, является тепловая обработка изделий в гелиоформах со светопрозрачным теплоизолирующим покрытием (гелиотермообработка с применением покрытий СВИТАП).

Настоящее Пособие содержит: основные положения по гелиотермообработке сборных бетонных и железобетонных изделий с применением покрытий СВИТАП в открытых цехах и на полигонах в условиях жаркого климата без использования дополнительно-дублирующих источников энергии; обобщенные климатологические данные по радиационно-температурным режимам основных районов, рекомендуемых для расположения гелиополигонов; методику расчета продолжительности сезонного периода эксплуатации гелиополигонов; требования к материалам для бетона, гелиокрышкам и гелиоформам; рекомендуемые конструкции гелиокрышек, а также основные положения по проектированию гелиополигонов.

Пособие позволит инженерно-техническому персоналу проектно-конструкторских организаций и производственных предприятий, выпускающих сборный железобетон, добиться эффективного использования солнечной энергии для тепловой обработки изделий, значительно повысив при этом качество выпускаемой продукции и снизив ее себестоимость. А главное - применение гелиотермообработки приведет к экономии топливно-энергетических затрат, достигающей 70-100 кг усл. топл. на 1 м железобетонных изделий.

В соответствии с решением Госкомизобретений СССР и указанием Госстроя СССР открытая публикация всех материалов по гелиотермообработке изделий с применением покрытий СВИТАП по проектируемым и действующим гелиополигонам, использующим данную технологию, без согласования с НИИЖБ запрещается.

Пособие разработано НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук Б.А.Крылов, кандидаты техн. наук Е.Н.Малинский, В.П.Рыбасов; д-р техн. наук Н.А.Маркаров; инженеры И.В.Быкова, В.П.Маслов и М.О.Орозбеков), ВНИПИТеплопроектом Минмонтажспецстроя СССР (д-р техн. наук И.Б.Заседателев, кандидаты техн. наук С.А.Шифрин, В.Г.Петров-Денисов, инженеры П.В.Мазманян, В.Б.Трегубов), Отделом строительства Совета Министров УзССР (канд. техн. наук Е.С.Темкин), проектным институтом ПИ 2 Госстроя СССР (инж. Р.А.Великолепов) и НИИСК Госстроя СССР (кандидаты техн. наук М.В.Сидоренко и А.М.Лещинский), при участии Минстроя УзССР (инженеры А.Г.Мананников и Н.А.Ходырев), Узагропромстроя (инж. Б.С.Хамидов), СКТБ "Стройиндустрия" Минстроя УзССР (инженеры М.С.Халиев и А.В.Тириакиди), РПО "Узагропромстройиндустрия" Узагропромстроя (инж. Л.И.Фарбман), ЦСЛ Узагропромстроя (инж. В.Г.Кривошлыков), Бухарского технологического института пищевой и легкой промышленности (кандидаты техн. наук М.М.Абдуллаев и М.М.Вахитов), РПО "Узстройиндустрия" Минстроя УзССР (канд. техн. наук Л.Б.Гершберг и инж. Б.Б.Горбунов) и Госстроя ТаджССР (инж. А.М.Приев).

Общее руководство по составлению настоящего Пособия осуществлено канд. техн. наук Е.Н.Малинским (НИИЖБ Госстроя СССР) и д-ром техн. наук И.Б.Заседателевым (ВНИПИТеплопроект Минмонтажспецстроя СССР).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее Пособие распространяется на тепловую обработку в гелиоформах со светопрозрачным теплоизолирующим покрытием СВИТАП* бетонных и железобетонных изделий сплошного сечения толщиной от 100 до 400 мм из тяжелого бетона марки М200 (класса В15) и выше, изготавливаемых в условиях открытых цехов и полигонов (гелиополигонов).

________________

* А.с. 1050185 СССР, В28 В 7/00, С 04 В 41/30. Форма для изготовления изделий из бетонных смесей при естественном твердении в условиях жаркого климата. /И.Б.Заседателев, Е.Н.Малинский, С.А.Миронов и др. (СССР) //Открытия. Изобретения. - 1983. - N 39.

1.2. Гелиотермообработке с применением покрытий СВИТАП, в первую очередь, рекомендуется подвергать различные плоские изделия: плиты (перекрытий, дорожные, фундаментные, цокольные, балконные, карнизные, теплотрасс, лестничные площадки и др.); панели, в том числе внутренние стеновые; блоки ленточных фундаментов, колонны, балки, ригели, рамные конструкции, сваи, перемычки и т.п.

1.3. Для тепловой обработки других изделий из тяжелого бетона, в том числе тонкостенных (<0,1 м), массивных (>0,4 м), имеющих сложную конфигурацию, с пустотами, из бетона марок менее М200 (класса В15), а также различных изделий из легкого бетона на пористых заполнителях целесообразно применять и другие способы гелиотермообработки, технологические параметры которых в каждом конкретном случае должны быть отработаны с участием НИИЖБ и ВНИПИТеплопроекта.

1.4. Гелиотермообработке рекомендуется подвергать и предварительно напряженные конструкции, в первую очередь, конструкции, армированные стержневой арматурой класса не выше А-IV, при условии проведения проверочных расчетов. Без таких расчетов гелиотермообработке могут подвергаться конструкции, для которых величина передаточной прочности по проекту составляет 50% от марки (класса) бетона. В этом случае передача усилия обжатия на бетон (отпуск арматуры) должна производиться плавно гидродомкратами или другими устройствами с контролем величины втягивания арматуры в торец конструкции.

Гелиотермообработка конструкций действующих серий, для которых передаточная прочность составляет 70-80% от марки (класса) бетона, допускается только при достижении бетоном конструкции требуемой прочности к моменту передачи усилия обжатия на бетон, что при необходимости обеспечивается применением дополнительного источника тепловой энергии.

Массовое изготовление преднапряженных конструкций с использованием гелиотермообработки может быть разрешено, если результаты их испытаний по ГОСТ 8829-85* будут соответствовать требованиям проекта по прочности, жесткости и трещиностойкости.

______________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 8829-94. - Примечание изготовителя базы данных.

Во всех случаях возможность изготовления преднапряженных конструкций с применением гелиотермообработки должна быть согласована с авторами проекта и НИИЖБ Госстроя СССР.

1.5. На гелиотермообработку сборного железобетона следует переходить при наступлении теплой солнечной погоды и температуре воздуха в 13 ч не ниже плюс 20-25 °С. При применении составов, повышающих степень поглощения бетоном солнечной радиации*, гелиотермообработку изделий можно осуществлять при наступлении солнечной погоды при температуре воздуха в 13 ч не ниже плюс 18-20 °С. При применении быстротвердеющих цементов, соответствующих химических добавок, предварительно разогретой бетонной смеси (в том числе за счет применения воды затворения, подогретой солнечной радиацией с помощью систем инженерного гелиооборудования) и других технологических мероприятий, позволяющих интенсифицировать твердение бетона в гелиоформах, переход на гелиотермообработку изделий можно осуществлять при наступлении солнечной погоды при температуре воздуха в 13 ч не ниже плюс 15 °С.

________________

* А.с. 1018343 СССР С 04 В 41/30. Способ ухода за свежеуложенным бетоном. /Е.Н.Малинский, И.Б.Заседателев, Е.С.Темкин и др. (СССР) //Открытия. Изобретения. - 1983. - N 18.

В прил.1 приведены данные по среднемесячным температурам наружного воздуха для некоторых районов, где целесообразно применять гелиотехнологию, в зависимости от месяца года и времени суток.

1.6. Гелиотермообработка с применением покрытий СВИТАП предусматривает использование гелиоформ, состоящих из двух основных элементов: собственно формы (обычной металлической, деревянной, дерево-металлической, железобетонной и т.п., применяемых в производстве сборного железобетона) и гелиокрышки (покрытия СВИТАП) со специальным вкладышем, устанавливаемой на форму таким образом, чтобы между поверхностью свежеуложенного бетона и нижней поверхностью вкладыша создавалась замкнутая воздушная прослойка определенного размера. Вкладыш выполняют, как правило, из двух слоев светопрозрачного материала с замкнутой воздушной прослойкой между ними. Возможны однослойные или трехслойные вкладыши.

1.7. Основные особенности гелиотермообработки изделий с применением покрытий СВИТАП приведены в прил.2, а ее технико-экономические показатели - в прил.3.

2. РАСЧЕТ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ СЕЗОНА ЭКСПЛУАТАЦИИ ГЕЛИОПОЛИГОНА И ВРЕМЕНИ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ В ТЕЧЕНИЕ СВЕТОВОГО ДНЯ

2.1. Определение продолжительности сезона использования гелиоформ с покрытием СВИТАП и допустимого периода формования изделий в течение светового дня производится путем сравнения суммарного количества солнечной энергии, поступающей на единицу неопалубленной поверхности твердеющего изделия, и количества тепла, выделяющегося при гидратации цемента с требуемым расходом энергии для обеспечения необходимого температурного режима твердения бетона.

2.2. Количество солнечной радиации, поступающей на поверхность изделия, определяется:

потоком прямой и диффузной радиации, поступающей на горизонтальную поверхность;

высотой Солнца;

оптическими характеристиками используемых светопрозрачных материалов.

2.3. Данные о поступлении солнечной радиации на горизонтальную поверхность и высоте Солнца приведены в виде номограмм (прил.4, рис.3, а - 3, ж).

2.4. Почасовой поток солнечной радиации, поступающий к поверхности изделия, выдерживаемого в гелиоформе, определяется по формуле

,                                                      (1)

где - почасовое поступление солнечной радиации на поверхность изделия, Вт/м; - коэффициент пропускания потока солнечной радиации двухслойным светопрозрачным вкладышем покрытия СВИТАП (для пленки полиэтиленовой и ПВХ(В) при механическом натяжении 0,75; для пленки полиэтиленовой при термоусадочном натяжении 0,78; для стекла 0,71); , - диффузная и прямая солнечная радиация, Вт/м, - коэффициент ослабления прямого радиационного потока за счет угла падения к светопрозрачной поверхности СВИТАП (принимается по табл.1).

Таблица 1

2.5. При нахождении почасовых параметров радиационного режима (, ) необходимо:

по прил.4 выбрать номограмму, которая наиболее близко по широте относится к месторасположению гелиополигона;

установить на номограмме окружность, отвечающую необходимому для расчетов месяцу;

найти точку пересечения установленной окружности с линиями, соответствующими потоку радиации и высоте Солнца для того времени суток, в которое определяются параметры радиационного режима;

по найденным значениям суммарной и прямой радиации для каждого момента времени вычисляется диффузная радиация по формуле

.                                                                (2)

2.6. Вычисляют поток солнечной радиации за все время выдерживания изделий на солнце и вводят поправку на поглощательную способность поверхности изделия:

,                                                            (3)

где - поток солнечной радиации, поступившей в изделие за весь период его выдерживания на солнце, кВт·ч/м; - степень черноты поверхности изделия (принимается для бетона 0,9); - общая продолжительность выдерживания изделия на солнце, ч.

2.7. Собственное тепловыделение бетона в период выдерживания изделия на солнце, отнесенное к 1 м поверхности изделия, определяется по формуле

,                                                            (4)

где - собственное тепловыделение бетона, кВт·ч/м; - удельное тепловыделение бетона, кВт·ч/кг (в зависимости от сезона и времени формования изделий принимаются следующие значения :

с мая по сентябрь