Электропрогрев бетона, армированного стальными волокнами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.08, кандидат технических наук Молодцов, Максим Вилленинович

• Молодцов, Максим Вилленинович
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Молодцов, Максим Вилленинович

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1 Анализ методов зимнего бетонирования.

1.2 Свойства и область применения сталефибробетона.

1.3 Анализ методов определения технологических параметров электропрогрева.

1.4 Цель и задачи исследования.

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТАЛЕФИБРОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ.

2 Л Материалы и методика проведения исследований.

2.2 Электрическое сопротивление сталефибробетона в процессе электропрогрева.

2.3 Исследование реактивной составляющей мощности при электропрогреве сталефибробетона.

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СТАЛЕФИБРОБЕТОНА ПРИ ЭЛЕКТРОПРОГРЕВЕ.

3.1 Материалы и методика проведения исследований.

3.2 Зависимость прочности сталефибробетона нормального хранения от технологических параметров.

3.3 Влияние электропрогрева на прочность сталефибробетона.

3.4 Определение методики контроля прочностных показателей сталефибробетона.

4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЫДЕРЖИВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ СТАЛЕФИБРОБЕТОНА.

4.1 Материалы и методика проведения исследований.

4.2 Температурные режимы выдерживания.

4.3 Разработка методики расчета параметров остывания конструкций из сталефибробетона.

4.4 Температурные и прочностные поля.

5 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭЛЕКТРОПРОГРЕВА СТАЛЕФИБРОБЕТОНА.

5.1 Общие положения электропрогрева сталефибробетона.

5.2 Разработка методики расчёта электрических и температурных полей при электропрогреве сталефибробетона.

5.3 Опытно-промышленное внедрение результатов исследований.

5.4 Технико-экономические показатели.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электропрогрев бетона, армированного стальными волокнами»

Актуальность

Решить современные проблемы по обеспечению эффективности строительства, сокращению трудозатрат и продолжительности процессов, экономии топливно-энергетических ресурсов, обеспечению безопасности и надёжности зданий и сооружений возможно на основе применения новых видов строительных материалов, передовых технологий, а также совершенствование уже существующих.

В технологии бетонных работ одним из наиболее продолжительных и энергоемких процессов является выдерживание бетона, особенно в зимний период. Увеличение оборачиваемости опалубки, сокращение продолжительности бетонных работ возможно за счет уменьшения времени достижения бетоном требуемой прочности путем применения широко известных методов тепловой обработки. Одним из наиболее эффективных и универсальных из них является электропрогрев. Расширить возможности метода и избежать основных недостатков электропрогрева позволит введение в бетонную смесь стальных волокон (фибр). Получаемый при этом материал, называемый ста-лефибробетоном, обладает повышенной, по сравнению с бетонами, не армированными фиброй, прочностью на растяжение, трещиностойкостью, морозостойкостью, выносливостью при динамических и ударных нагрузках и долговечностью.

Применение сталефибробетона ставит новые научные проблемы в технологии зимнего бетонирования, а, учитывая то обстоятельство, что значительная часть бетонных работ в регионах Урала и Сибири производится в зимний период, можно говорить об актуальности проведения исследований, направленных на разработку технологии производства работ по электропрогреву бетонов, армированных стальными волокнами.

В результате была сформулирована цель диссертационной работы, заключающаяся в разработке технологии производства работ по электропрогреву бетонов, армированных стальными волокнами и повышении на этой основе эффективности и качества строительства при обеспечении заданных физико-механических свойств сталефибробетона.

Научная новизна представлена:

- разработанной технологией электропрогрева бетона, армированного стальными волокнами;

- аналитическими зависимостями влияния технологических параметров на электрофизические характеристики сталефибробетона;

- зависимостями изменения реактивной составляющей мощности при электропрогреве сталефибробетона;

- зависимостями влияния температур на прочностные характеристики сталефибробетона;

- аналитическими выражениями, позволяющими контролировать и прогнозировать процессы остывания конструкций из сталефибробетона;

- алгоритмами и программами, позволяющими расчитывать технологические параметры электропрогрева сталефибробетона и контролировать физико-механические характеристики сталефибробетона.

Практическая значимость

Доказана целесообразность и возможность осуществления электропрогрева бетона, армированного стальной фиброй, используя существующее оборудование. Полученные данные о технологических свойствах разогретых сталефибробетонных смесей и электрофизических характеристиках стале-фибробетонов в процессе их твердения, разработанная методика расчета оборудования и параметров электропрогрева сталефибробетона, способы расчета технологических параметров выдерживания сталефибробетона позволили разработать с научно-обоснованных позиций технологию электропрогрева сталефибробетона, обеспечивающую сокращение сроков строительства, уменьшение энергозатрат, снижение себестоимости работ.

Внедрение результатов

Материалы исследований и разработанная технология электропрогрева сталефибробетона используются для проведения на предприятии ЗАО "ЗЖБИ-1" г. Челябинска работ по разработке технологии возведения новой серии сборно-монолитных каркасных зданий с монолитными стыками из сталефибробетона. Разработанная методика расчетов технологических параметров электропрогрева была применена при возведении монолитных железобетонных конструкций при строительстве Бизнес-Центра в г. Челябинске.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на ежегодных научно-технических конференциях в Южно-Уральском государственном: университете (Челябинском государственном: техническом университете) в 1995. 1998 гг. и на научно-техническом симпозиуме "Применение сталефибробетона в транспортном строительстве", проводимом корпорацией "Трансстрой" в Москве, в 1998г.

Достоверность экспериментальных данных, полученных аналитических выражений и зависимостей, разработанных расчетных алгоритмов и выводов подтверждается достаточным количеством проведённых экспериментов, использованием поверенного оборудования и стандартных методик, адекватным выбором математических моделей, применением современных методов математической обработки результатов исследований, сопоставлением полученных данных на ЭВМ с результатами экспериментов, выполненных в лабораторных и натуральных условиях на реальных конструкциях.

Публикации Основные положения представленной работы изложены в 8 печатных работах.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Заключение диссертации по теме «Технология и организация строительства», Молодцов, Максим Вилленинович

Выводы:

1. Для сталефибробетона, из-за наличия стальных волокон распределенных по всему объему бетона, характерно более интенсивное и более равномерное перераспределение температур по сечениям конструкций, что уменьшает неравномерность прогрева и способствует возникновению более благоприятного термонапряженного состояния для набора прочности бетоном. Ориентированное расположение стальных волокон уменьшает градиенты температур по сечениям прогреваемых конструкций в 2 раза и повышает однородность прогрева.

2. В начальный период остывания сталефибробетона, за счет процессов тепловыделения и перераспределения температур, происходит значительное повышение температуры всего объема бетона, за исключением только периферийных, угловых зон, непосредственно соприкасающихся с внешней средой и опалубкой. Величина повышения температуры составляет 3 . 12°С в зависимости от положения точки и массивности конструкции.