8121
.pdf30
уплотнение. Известно, что под действием вибрации бетонная смесь ведет себя как вязкая жидкость. Возникающее при этом гидростатическое давле-
ние воспринимается стенками формовочного отсека. Если формовочный отсек заполняется бетонной смесью, а соседний остается не заполненным,
то в этом случае может деформироваться разделительная стенка. Для
исключения возможных деформаций формовочных отсеков под действи-
ем давления бетонной смеси необходимо чтобы разница в уровнях бе-
тонной смеси в соседних отсеках не превышала 0,5 м. Если по каким-
либо причинам соседний отсек нельзя заполнять бетонной смесью, то в нем должна быть оставлена панель от предыдущего цикла формования.
Бетонная смесь к кассетной установке подается пневмотранспортом,
бетононасосами, по ленточным конвейерам или с помощью консольного бетонораздатчика. От гасителя (в случае подачи бетонной смеси пнев-
мотранспортом) через гибкий шланг или специальную течку (в слу-
чае подачи бетонной смеси по ленточным конвейерам или консольным бе-
тонораздатчиком) смесь поступает в формовочные отсеки. Бетонирование следует вести с одной стороны кассетной формы, подавая бетонную смесь одновременно во все отсеки.
Уплотняется бетонная смесь вибрацией при включении навесных вибраторов, укрепленных на консолях разделительных стенок.
После укладки и уплотнения бетонной смеси верхнюю открытую по-
верхность изделий заглаживают и укрывают пленкой или брезентом, что-
бы предотвратить испарение влаги из бетона, уменьшить усадку и терми-
ческие напряжения при тепловой обработке.
Особенностью формования изделий из горячих бетонных смесей яв-
ляется то, что смесь должна подаваться и укладываться со скоростью не менее, чем 0,5 м3 за 1 мин. Перерывы в формовании не должны превышать
3 мин., так как уложенная и зависшая на арматурных каркасах смесь очень быстро теряет свою подвижность, что создает дополнительные трудности при формовании, а в изделиях могут появиться зоны недоуплотненного бетона.
31
При применении для формования изделий из смесей с подвижностью
6...8 см (более эффективных по расходу цемента) часто применяют ком-
плексное виброуплотнение, когда наряду с вибрированием бетонной смеси через разделительные стенки применяют виброуплотнение с помощью глубинных вибраторов, подвешенных на гребенке и опускаемых в отсек с помощью мостового крана.
4.7.4. Тепловая обработка
В условиях почти полностью замкнутого формовочного отсека
(1,5...6,0 % открытой поверхности изделия) создаются наиболее благопри-
ятные условия для твердеющего бетона. Возникающее избыточное давле-
ние в порах бетона почти полностью воспринимается жесткими стенками отсека. Нарушения структуры бетона при этом оказываются минимальны-
ми. Именно по этому в ряде случаев появляется возможность отказаться от предварительной выдержки перед тепловой обработкой, более интен-
сивно проводить стадию нагрева изделий, что в конечном итоге приводит к существенному сокращению продолжительности тепловой обработки.
Верхнюю, открытую поверхность изделий, чтобы защитить бетон от вы-
сыхания, необходимо укрывать брезентом, резиной, пленками, колпаками или заливать водой после схватывания цемента.
Режимы тепловой обработки назначаются в соответствии с
[20...22] и уточняются в ходе освоения выпуска изделий.
Для интенсификации изготовления изделий в кассетных установках следует применять двухэтапную тепловую обработку. Первый этап тепло-
вой обработки при этом проводится в кассете до достижения бетоном из-
делия распалубочной прочности (50...75 кг/м3). Затем после распалубки изделия твердеют в камерах дозревания. Длительность технологического цикла при этом сокращается на 2...3 часа, а в некоторых случаях и более.
Камеры дозревания могут быть ямного типа с внутренним утеплением.
Камеры дозревания устраиваются напротив каждой кассетной установки.
32
4.8. Определение толщины теплоизоляции кассетной установки
Определение толщины теплоизоляции кассеты производится по ме-
тодике, изложенной в [29]. |
Теплоизоляция |
двух |
вертикальных по- |
|||
верхностей крайних |
тепловых |
отсеков выполняется, как правило, |
||||
из минераловатных плит с защитой их металлическим листом |
|
|||||
толщиной δ з ащ=1...3 мм. |
Свойства материалов |
для выполнения |
тепло- |
|||
изоляции кассеты приведены |
в |
приложениях |
к |
настоящим |
«Мето- |
|
дическим указаниям....». |
|
|
|
|
|
|
Для определения толщины теплоизоляции вертикальных поверхно-
стей крайних тепловых отсеков кассетной установки рассчитывают после-
довательно коэффициенты теплоотдачи конвекцией ( α к ) и лучеиспуска-
нием ( α л ), коэффициент теплопередачи (К). Задаваясь материалом тепло-
изоляции (его коэффициентом теплопроводностиλи), определяется тол-
щина теплоизоляционного слоя ( δи ). Расчет можно выполнять либо вруч-
ную, либо с применением ЭВМ по программе IZOL.XLS, составленной доц. В.В.Крюковым с использованием электронных таблиц EXEL 5.0.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией αк , Вт/(м2×°К), можно рассчитать по следующей формуле
α |
к |
= 1,66 × 3 t |
'' |
− t |
о с |
, |
(8) |
|
|
с т |
|
|
|
где - температура наружной поверхности ограждения тепловой ус-
тановки. Принимается не выше 30...45 ОС из условий техники безопасно-
сти, экономических и гигиенических соображений. Для уменьшения теплопотерь в окружающую среду целесообразно принимать меньшие значения температуры;
tос- температура воздуха в цехе. Принимается равной 15...20 ОС.
Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием α л , Вт/(м2×°К), опре-
деляется по формуле
33
|
|
|
|
|
273 + t с''т |
4 |
|
273 + t о с |
4 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
С × |
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
||||
α |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
(9) |
л |
|
|
t |
'' |
|
− t |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
о с |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
с т |
|
|
|
|
|
|
где С - коэффициент излучения наружной поверхности защитного слоя,
Вт/(м2×°К4). Для наиболее распространенных строительных материалов коэффициент излучения приведен в приложениях к настоящим «Методи-
ческим указаниям», а также в [29].
Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2×°К), можно определить по формуле
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'' |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
К = |
(α к + α л ) × tст − tос |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
(10) |
||
|
|
|
|
tc − tос |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где |
t с - |
температура среды в ямной пропарочной камере в период |
|||||||||||
изотермической выдержки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Толщину слоя теплоизоляции можно вычислить из следующего со- |
|||||||||||||
отношения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
δн |
δи |
|
δз ащ |
αк + αл − К |
|
|||||
|
|
|
|
+ |
λи |
+ |
|
= |
|
, |
(11) |
||
|
|
|
λн |
λ з ащ |
(αк + αл ) × К |
||||||||
где |
δн |
- толщина несущего слоя, м. В качестве несущего слоя в |
данном случае принимается стенка парового отсека, которая выполняется из стального листа δн =0,024 м.
δи - |
толщина слоя тепловой изоляции, м; |
|
δз ащ - толщина защитного слоя, м. δз ащ= 0,001...0,003 м. |
|
|
λн, λи, |
λг и - коэффициенты теплопроводности, Вт/(м2×°К), |
соот- |
ветственно, |
несущего слоя, слоя теплоизоляции и защитного слоя. |
Опре- |
деляются по справочным данным для известного материала каждого из слоев.
34
4.9.Теплотехнический расчет кассеты
4.9.1.Исходные данные для теплотехнического расчета
Теплотехнический расчет кассеты производится вручную или с при-
менением ЭВМ по программе "KASS_MAT.EXE" (при использовании матричного принтера) или "KASS_LJ.EXE" (при использовании лазерного или струйного принтера), составленной доцентом Н.М.Конновым. Для этой же цели можно использовать программу "KASSETA.XLT", со-
ставленной с применением электронных таблиц "EXSEL 5.0". Для удоб-
ства выполнения теплотехнического расчета все исходные данные систе-
матизируются в табличной форме. Перед систематизацией исходных дан-
ных должны быть выполнены все необходимые вспомогательные расчеты по ниже приведенным формулам:
1. Объем бетона в кассете при тепловой обработке, м3
|
|
Vк ас= Vб × N |
к ас |
, |
(14) |
|
|
|
б |
и |
фо |
|
|
где Vб |
- объем бетона в изделии, м3; |
|
||||
|
и |
|
|
|
|
|
N |
к ас |
- число формовочных отсеков в кассете, шт. |
|
|||
|
фо |
|
|
|
|
|
2. Ориетировочная длина, ширина (толщина) и высота пакета формо-
вочных и тепловых отсеков, м
|
|
|
|
L = lиз д + 0,5 |
|
, |
|
|
|
|
|
(15) |
|||||
|
|
|
|
N |
к ас |
|
|
|
|
|
N |
к ас |
|
|
|
||
|
к ас |
|
ф |
|
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|||
B = bи × N |
ф |
+ 2δи + |
|
|
|
+1 |
× 015, |
+ |
|
|
|
−1 |
× 0,024 , |
(16) |
|||
|
2 |
|
2 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Н = hиз д + 0,25 |
|
|
, |
|
|
|
|
(17) |
где bи - ширина (толщина) изделия, м;
lи - длина изделия, м;
hиз д- высота изделия, м;
35
Nфк ас - число формовочных отсеков в кассете.
3.Площадь изолированной поверхности кассеты, м2
|
F1 = 2 × L × H |
, |
|
(18) |
4. |
Площадь верхней неизолированной поверхности, м2 |
|
||
|
F2 = L × B , |
|
|
(19) |
5. |
Площадь боковой неизолированной поверхности, м2 |
|
||
|
F3 = 2 × (2 × B × H) |
, |
(20) |
|
6. |
Площадь нижней неизолированной поверхности пакета формо- |
|||
вочных и тепловых отсеков, м2 |
|
|
|
|
|
F4 = 2 × (L × B) |
|
, |
(21) |
7. |
Коэффициент теплопередачи ( К ), Вт (м2 × ° К) , для |
боковой |
||
|
|
1 |
|
|
изолированной поверхности крайних |
тепловых отсеков (см. рисунок 6) |
|||
определяется в следующей последовательности: |
|
а) коэффициент теплоотдачи конвекцией (α1к), Вт (м2 × ° К)
|
α1 = 2,2 × 4 t" |
− t |
о с |
, |
(22) |
|
|
к |
с т |
|
|
|
|
где tо с |
- температура окружающего воздуха в цехе. Принимается |
|||||
равной 15...17 °С; |
|
|
|
|
|
|
t" |
- температура боковой изолированной поверхности снару- |
|||||
с т |
|
|
|
|
|
|
жи, °С. На стадии подъема |
температуры |
и изотермической выдержки |
принимается равной t"с т=20...25 °С;
б) коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием (α1л),
Вт (м2 × ° К) , для боковой изолированной поверхности
36
|
|
|
273 + t |
" |
|
4 |
|
|
273 + t |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
с т |
|
|
о с |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
С × |
|
|
|
_ |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
100 |
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
α1 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
(23) |
|
|
|
|
− t |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
л |
|
|
t" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
о с |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
с т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
коэффициент излучения поверхности, |
|
(м2 |
4 |
|||||||||||||
где С - |
Вт |
× ° К ) . |
Определяется по таблицам приложений к данным “ Методическим указа-
ниям”. Для железа матового окисленного можно принять С=5,52.
в) коэффициент теплопередачи изолированной боковой поверхности
крайних тепловых отсеков на стадии подъема температуры (К1 ) ,
Вт (м2 × ° К)
|
|
|
= |
(α1к + α1л )× (tс" |
т− tо с) |
(24) |
||||
|
К |
|
|
|
|
|
|
, |
||
|
1 |
tс − tо с |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где |
tс - температура изотермической выдержки, °С. |
|
||||||||
8. Коэффициент теплопередачи ( К |
2 |
), Вт |
(м2 × ° К) , для верхней |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
неизолированной поверхности (см. рисунок 6) определяется в следующей последовательности:
а) коэффициент теплоотдачи конвекцией (α2к ), Вт |
(м2 × ° К) , для |
||||||
этой поверхности |
|
|
|
|
|
|
|
|
α2 |
= 2,8 × 4 |
|
|
|
|
|
|
t" |
− t |
о с |
, |
(25) |
||
|
к |
|
с т |
|
|
|
|
где t" |
- температура верхней неизолированной поверхности сна- |
||||||
с т |
|
|
|
|
|
|
|
ружи, °С. Принимается равной на стадии подъема температуры и изотер-
мической выдержки t"с т= tс ;
37
б) коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием (α2л ),
Вт (м2 × ° К) , для верхней неизолированной поверхности
|
|
|
|
273 + t |
" |
|
4 |
|
|
273 + t |
|
|
4 |
|
|
|
||
|
|
|
|
с т |
|
|
о с |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
С × |
|
|
|
_ |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
100 |
|
|
100 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
α2 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
(26) |
|
|
|
|
|
− t |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
л |
|
|
t" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
о с |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
с т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
коэффициент излучения поверхности, Вт |
(м2 |
4 |
|||||||||||||
где |
С |
- |
× ° К ) . |
Определяется по таблицам приложений к данным “ Методическим указа-
ниям”. Для бетона можно принять С=4,89.
в) коэффициент теплопередачи неизолированной верхней поверхно-
сти пакета формовочных и тепловых отсеков на стадии подъема темпера-
туры (К2), Вт |
(м2 × ° К) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
К |
|
= |
(α2к + α2л )× (t |
с" т− tо с) |
(27) |
|||||||
|
|
2 |
|
|
tс − tо с |
|
, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
9. Коэффициент |
|
теплопередачи |
( К |
3 |
), Вт |
(м2 × ° К) , для |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
боковой |
неизолированной поверхности (см. рисунок 6) определяется в |
|||||||||||||
следующей последовательности: |
|
|
|
|
|
|
||||||||
а) коэффициент теплоотдачи конвекцией (α3к ), |
Вт (м2 × ° К) , для |
|||||||||||||
этой поверхности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
α3 |
= 2,2 × 4 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
t" |
− t |
о с |
, |
(28) |
||||||||
|
|
|
|
к |
|
|
|
с т |
|
|
|
|
||
где |
t" |
- температура боковой неизолированной поверхности сна- |
||||||||||||
|
с т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ружи, °С. На |
стадии подъема температуры и изотермической выдерж- |
|||||||||||||
ки принимается равной t |
" |
= t |
с |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
с т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) коэффициент |
теплоотдачи |
|
лучеиспусканием (α3л,), |
|
||||||||||
Вт (м2 × ° К) , для боковой неизолированной поверхности |
|
|||||||||||||
|
|
|
" |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
273 + t |
|
|
|
273 + t |
|
|
4 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
с т |
|
о с |
|
|
|
|
|||||||
|
С × |
|
|
_ |
|
|
|
|
|
|||||
|
100 |
|
100 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
α3 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
(29) |
|
|
|
|
− t |
|
|
|
|
|
|
||||
л |
|
t" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
о с |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
с т |
|
|
|
|
|
|
|
|
С- коэффициент излучения поверхности, Вт (м2 × ° К4 ) .
Определяется по таблицам приложений к данным “ Методическим указа-
ниям”. Для железа матового окисленного можно принять С=5,52.
в) коэффициент теплопередачи неизолированной боковой поверхно-
сти пакета формовочных и тепловых отсеков на стадии подъема темпера-
туры ( К |
3 |
), Вт (м2 |
× ° К) |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
|
= |
(α3к + α3л )× (tс" |
т− tо с) |
(30) |
|||
|
|
|
3 |
tс − tо с |
|
, |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
10. Коэффициент теплопередачи ( К |
4 |
), Вт |
(м2 |
× ° К) , для нижней |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
неизолированной поверхности (см. рисунок 6) определяется в следующей последовательности:
а) коэффициент теплоотдачи конвекцией (α4к ), Вт |
(м2 × ° К) , для |
|||||||||
этой поверхности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α4 |
= 1,6 × 4 |
|
|
|
|
|
|
||
|
t " |
− t |
о с |
, |
(31) |
|||||
|
к |
|
|
|
с т |
|
|
|
|
|
где t" |
- температура нижней неизолированной поверхности сна- |
|||||||||
с т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ружи, °С. На стадии подъема температуры |
и изотермической вы- |
|||||||||
держки принимается равной t |
" = t |
с |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с т |
|
|
|
|
|
|
|
39
б) коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием (α4л ),
Вт (м2 × ° К) , для нижней неизолированной поверхности
|
|
|
|
" |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
273 + t |
|
|
|
273 + t |
|
|
4 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
с т |
|
о с |
|
|
|
|
|||||||
|
|
С × |
|
|
_ |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
100 |
|
100 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
α4 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
(32) |
|
|
|
|
− t |
|
|
|
|
|
|
|||||
л |
|
|
t" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
о с |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
с т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
С- коэффициент излучения поверхности, |
|
|
(м2 × ° К |
4 |
|||||||||||
Вт |
) . Опре- |
деляется по таблицам приложений к данным “ Методическим указаниям”.
Для железа матового окисленного можно принять С=5,52.
в) коэффициент теплопередачи неизолированной нижней поверхно-
сти пакета формовочных и тепловых отсеков на стадии подъема темпера-
туры ( К4 ), Вт (м2 × ° К)
К |
|
= |
(α4к + α4л )× (tс" |
т− tо с) |
(33) |
4 |
tс − tо с |
, |
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Заимствованные из справочной и нормативной литературы данные, а
также рассчитанные в ходе предварительных расчетов, систематизируют-
ся в таблице 2.