Особенности электротепловой обработки тонкостенных объёмных железобетонных изделий

Особенности электротепловой обработки тонкостенных объёмных железобетонных изделий

В номенклатуре предприятий КПД присутствуют тонкостенные (толщина стенки 8-10 см) изделия, имеющие объемную конструкцию: элементы шахт лифтов, систем вентиляции и дымоудаления и др. При их изготовлении используется стальная опалубка специальной конструкции, позволяющая осуществлять формовку всего изделия в вер-тикальном положении, с последующей тепловлажностной обработкой (ТВО). Учитывая невысокие показатели энергетической эффективности и высокую стоимость ТВО, в качестве перспективного направления улучшения технико-экономических показателей изготовления указанных выше изделий следует рассматривать применение электротепловой (электротермической) обработки (ЭТО) либо в сочетании, либо взамен ТВО [1-3].

При существующей технологии изготовления объёмных элементов применить один из наиболее эффективных способов ЭТО (электродный метод с разогревом бетона токами повышенной частоты) [3] практически невозможно, т.к. для этого потребовалась бы разработка и изготовление принципиально новой конструкции опалубки, что требует значительных затрат времени и средств (хотя в дальнейшем не следует отказываться и от этого варианта). В такой ситуации, практически без каких-либо переделок и потери энергетической эффективности, можно применить другой способ ЭТО - индукционный прогрев, в данном случае энергия переменного электромагнитного поля преобразуется в тепловую в стенке стальной опалубки и за счет теплопроводности передается бетону [1]. Для осуществления такого способа целесообразно применение источников питания на основе полупроводниковых преобразователей напряжения повышенной частоты, которые хорошо зарекомендовали себя при выполнении ЭТО электродным методом [3].

В соответствии с предложенной методологией разработки процессов электротепловой обработки железобетонных изделий [3] первым и обязательным этапом применения ЭТО является исследование температурных характеристик в объёме обрабатываемого железобетонного изделия. Поэтому были выполнены предварительные расчетные оценки температурного поля в стенке изделия на стадии нагревания ЭТО. Учитывая, что размеры изделий значительно превышают толщину стенок, изменение тем-пературы по толщине бетона может быть найдено на основании расчетной схемы, представленной на рис. 1а, посредством решения одномерного уравнения теплопереноса:

где T - температура, t - время, a - коэффициент температуропроводности бет T

тона, - скорость повышения температуры, ‘ - начальная температура бетона, " - температура окружающей среды.

Пример решения этого уравнения средствами MathCAD (рис. 1б) свидетельствует о достаточно высокой однородности температурного поля в материале. Это позволяет сделать предварительный вывод о возможности использования такого способа ЭТО для рассматриваемых изделий.

Рис. 1 Расчетная схема (а) и расчётные зависимости (б) изменения температуры по толщине стенки изделия в конце стадии нагревания при различной её длительности Ыагр и при T0=60 °C. 1 и 3 - внутренняя и наружная стенки опалубки, 2 - бетонная стенка изделия, 4 - слой теплоизоляции

ЛИТЕРАТУРА

Руководство по прогреву бетона в монолитных конструкциях/ Под ред. Б.А. Крылова,

С.А. Амбарцумяна, А.И. Звездова - М.: НИИЖБ, 2005. -276 с.

Федосов С.В., Бобылёв В.И., Петрухин А.Б., Соколов А.М. Оценка показателей экономической эффективности электротепловой обработки на предприятиях сборного желе- зобетона//Промышленное и гражданское строительство. 2012. № 7.

Федосов С.В., Соколов А.М. Методология исследования процессов теплопереноса и показателей электротепловой обработки железобетонных изделий токами повышенной частоты// Academia. РААСН. 2012. № 2. С. 117-123.

УДК 691.328: 666.015.45

Количество показов: 722