Таблица 1
Показатели
Класс бетона по прочности на сжатие* В15
Марка цемента портландцемент 300
Расход цемента Ц, кг/м3 350
Расход стали для армирования, Р1, кг/м3 80
Температура наружного воздуха, t н.в, оС -20
Температура бетонной смеси в момент укладки, tб.н., оС +60
Скорость ветра, м/с 0
Толщина досок деревянной опалубки, δ мм 40
Исходные данные к задаче №1 (по последней цифре номера зачетки – вариант 9):
Размеры:
а1 = 1,8 м b1 = 1,0 м h1 = 2,0 м
а2 = 2,5 м b2 = 2,5 м h2 = 2,0 м
Решение
1. Объем бетона в фундаменте:
V = а1*b1*h1 + a2* b2*h2 = 1,8*1,0*2,0 + 2,5*2,5*2,0 = 16,1 м3;
2. Рассчитываем поверхность охлаждения бетона:
F = 1,8*2,0*2 + 1,0*2,0*2 + 2,5*2,0*4 + 2,5*2,5 = 37,45 м2;
3. Модуль поверхности бетонируемого фундамента:
Мп = F / V= 37,45 / 16,1 = 2,33 м-1;
4. Определяем начальное теплосодержание бетона:
Q1 = Сб * γ1* V* tб.н = 1,05 * 2500 * 16,1 * 60 = 2535750 кДж,
где Сб - удельная теплоемкость бетона, Сб = 1,05 кДж/(кгоС);
γ1 - плотность железобетона, γ1 = 2500 кг / м3;
V – объем бетона в конструкции, V = 16,1 м3;
tб.н - начальная температура бетона, tб.н = +60 оС.
5. Температура системы «бетон + арматура» по формуле:
t1 = (Сб*γ1*tб.н + С3*Р1*t4)/(Сб*γ1 + С3*Р1) = (1,05*2500*60 + 0,48*80*(-20)) / (1,05 * 2500 + 0,48 * 80) = 58,85 оС;
гдеС3 – теплоемкость арматурной стали, кДж /(кг*оС) (таблица 1 приложения), С3 = 0,48 кДж /(кг*оС;
Р1 – расход стали на 1 м3 бетона, Р1 = 80 кг/м3;
t4 – температура арматурной стали, численно равна температуре наружного воздуха, t н.в, t 4 = -20 оС.
6
. Количество тепла, расходуемого на нагрев арматуры, будет равно:
Q2 = С3*Р1*V*(t1 - t4) = 0,48*80*16,1*(58,85 - (-20)) =48748,22 кДж
7. Расчетная температура нагрева опалубки:
tр.оп = (t1 + t н.в) /2 = (58,85 + (-20))/ 2 = 19,43 оС;
8. Тепло, расходуемое на нагрев опалубки (материал опалубки по заданию - хвойные породы дерева), определим по формуле:
Q3 = С2*F*δ1*γ2*(tр.оп - t4) = 2,52*37,45*0,04*550*(19,43 - (-20)) = 81865,67 кДж;
ГдеС2 – удельная теплоемкость материала, из которого сделана опалубка,
кДж /(кг оС) (таблица 1 приложения), С2 = 2,52 кДж /(кг оС);
F - площадь охлаждаемой поверхности, F = 37,45 м2;
δ1 – толщина опалубки, δ1 = 0,04 м;
γ2 – объемная масса материала опалубки, кг/ м3 (таблица 1 приложения), γ2 = 550 кг/ м3.
9