Магистерский диплом (ВКР) на тему Совершенствование технологии строительства в жаркое время

Содержание:

Введение. 4

Глава
1. Анализ проблем при бетонировании. 8

1.1
Проблемы бетонирования. 8

1.2
Описание проблем. 14

1.2.1
Проблема правильного проведения бетонирования. 14

1.2.2
Проблема трудоемкости возведения монолитных конструкций. 15

1.2.2.1 Влияние преждевременного обезвоживания на свойства
бетона. 15

1.2.2.2 Факторы, влияющие на скорость обезвоживания бетона. 16

1.2.3
Проблема связанная с погодными и климатическими условиями. 18

Глава
2. Существующие методы бетонирования и ухода за бетоном в жаркое время года
(или в условиях жаркого и сухого климата) 25

2.1
Описание существующих методов бетонирования при жарких климатических условиях. 25

2.2
Уход за бетоном в жаркое время. 27

2.2.1
Примеры ухода за монолитными конструкциями возведенными в жарких климатических
условиях. 27

2.3
Комплекс конструктивно-технологических мер в условиях сухого и жаркого климата. 39

2.3.1 Технологические меры.. 39

2.3.2 Технологический метод ускорения твердения бетона,
основанный на использовании солнечной энергии и применении защитных покрытий из
полимерных пленок. 46

2.3.3 Конструктивные меры.. 50

2.3.3.1 Бетонирование дорожных и аэродромных покрытий (оснований) 50

2.3.3.2 Способ непрерывной форсированной
электротермообработки бетона в конструкции. 53

2.4
Рекомендации по заливке бетона в жаркую погоду. 65

Глава
3. Экспериментальное исследование прочностных показателей образцов бетона
твердеющих в разных климатических условиях. 71

3.1
Описание образцов. 71

3.2
Исследование первоначальных характеристик бетонных образцов. 71

3.3
Выявление различий и отклонений от нормативных прочностных показателей образцов
на 7 сутки. 74

3.4
Выявление различий и отклонений от нормативных прочностных показателей образцов
на 28 сутки. 76

3.5
Выводы по результатам обследования. 77

3.6
Разработка рекомендаций по совершенствованию бетонирования в различных условиях. 78

Заключение. 80

Библиографический список  81

Введение:

Под сухим жарким климатом понимается присущая данной
местности совокупность характерных метеорологических условий, отличающихся
продолжительным знойным летом (более 100 дней в году), высокими температурами
воздуха — абсолютной максимальной, равной или превышающей +40°С и средней
максимальной самого жаркого месяца, равной или превышающей 29-30°С при средней
относительной влажности воздуха самого жаркого месяца менее 50-55%.

Сухой жаркий климат характеризуется также большими
перепадами температуры и относительной влажности воздуха в течение суток (днем
и ночью), сильным циклическим нагревом в течение суток открытых поверхностей
почвы и строительных конструкций в результате интенсивной солнечной радиации и
наличием суховеев, особенно в равнинных районах.

К районам с сухим жарким климатом относятся в основном
обширные территории, расположенные в южных областях Российской Федерации.

Под жаркой и сухой погодой понимается состояние атмосферы
в определенный отрезок времени, характеризующееся температурой воздуха в 13 ч
выше +25° С и относительной влажностью менее 50 %.

Циклический нагрев — повторяющееся каждые сутки
нагревание в течение дня открытых поверхностей конструкций до 60-80 °С в результате
прямой солнечной радиации и охлаждение ночью с суточными перепадами температур
40 °С и более.

Жаркая и сухая погода создает значительные трудности в
приготовлении, транспортировании, укладке и уходе за монолитным бетоном и
отрицательно влияет на физико-механические свойства и долговечность
затвердевшего бетона.

Основные факторы, влияющие на бетон в жаркую погоду:
высокая, температура окружающей среды, ее пониженная относительная влажность, а
также интенсивная солнечная радиация, отрицательное воздействие которых
значительно возрастает по мере увеличения скорости ветра.

Жаркая и сухая погода вносит серьезные осложнения в
технологию бетонных работ, вызывая:

а) увеличение водопотребности бетонной смеси
повышенной температуры для обеспечения ее отпускной подвижности и расхода
цемента для получения требуемой прочности бетона;

б) быструю потерю бетонной смесью подвижности в
процессе ее транспортирования или выдерживания до укладки за счет ускоренного
схватывания цемента и интенсивной потери воды затворения, приводящую к
нарушению принятых условий транспортирования и укладки бетонной смеси, а также
отделки поверхности конструкций;

в) интенсивное обезвоживание бетона и снижение
вследствие этого его прочности на сжатие в месячном возрасте до 50%,
значительное ухудшение других физико-механических свойств бетона, а также
снижение его долговечности.

Скорость испарения воды из бетонной смеси и уложенного
бетона в значительной степени определяется температурно-влажностными
параметрами окружающей среды.

Например, если при температуре воздуха t=20°С, влажности j=70% и скорости ветра Vв=4,5 м/с скорость испарения составляет примерно 0,3 кг/(м2×ч), то в условиях жаркой и сухой погоды при t =35°С, j=30% и Vв=4,5 м/с скорость испарения составит 1,2 кг/(м2×ч), т. е. в четыре раза выше.

Увеличение скорости ветра до 10 м/с в этих условиях
повышает скорость испарения еще в два раза;

г) значительную пластическую (начальную) усадку
твердеющего бетона, приводящую к раннему растрескиванию бетонных и особенно
железобетонных конструкций и сооружений, ухудшению основных физико-механических
свойств бетона и резкому снижению их долговечности;

д) трудности в регулировании содержания вовлеченного
воздуха в бетонных смесях, имеющих различную температуру;

е) формирование неравномерного температурного поля в
монолитных конструкциях под действием солнечной радиации, приводящее к
термическим напряжениям, интенсивному внутреннему массопереносу и в конечном
счете к трещинообразованию;

ж) значительное усложнение условий производства
бетонных работ и повышение их стоимости.

Климатические условия в районах с сухим жарким
климатом отрицательно влияют на свойства затвердевшего бетона конструкций и
сооружений, приводя к следующим основным неблагоприятным последствиям:

а) повышенной последующей усадке бетона,
способствующей его трещинообразованию;

б) расшатыванию структуры бетона, вызывающему его
растрескивание, снижение прочности и других физико-механических свойств, а
также его долговечности вследствие воздействия на бетон конструкций и
сооружений сильного циклического, нагрева (суточный перепад 40° и более);

в) частому замораживанию до малых отрицательных
температур и оттаиванию (повышенное число переходов температуры бетона через
0°С) открытых бетонных конструкций и сооружений, требующему их повышенной
морозостойкости;

г) значительной коррозии арматуры за счет
растрескивания бетона и увеличения его водопроницаемости, с одной стороны, а
также за счет наличия в большинстве районов с сухим жарким климатом агрессивных
грунтовых вод — с другой.

Цель работы – разработка, на основании рассмотрения
задач исследования на тему «Совершенствование технологии строительства в жаркое
время», рекомендаций по совершенствованию бетонирования в жарких условиях
климата.

Задачи работы:

— рассмотрение особенностей бетонирования в условиях
сухого и жаркого климата;

— анализ существующих методов бетонирования, а также
ухода за бетоном в условиях сухого и жаркого климата;

— экспериментальное исследование влияния на твердение бетона солнечной радиации при
выдерживании его под поливинилхлоридной пленкой;

— разработка рекомендаций по совершенствованию
бетонирования в условиях сухого и жаркого климата.

Объект исследования – бетон в условиях сухого и
жаркого климата.

Предмет исследования — монолитные работы в условиях
сухого и жаркого климата.

Теоретико-методологические основы работы –
аналитико-эмпирические.

Новизна состоит в обобщении имеющихся в литературе
теоретических и экспериментальных данных по теме исследования с целью выработки
рекомендаций по совершенствованию процесса бетонирования в условиях сухого и
жаркого климата.

Заключение:

Под сухим жарким климатом понимается присущая данной
местности совокупность характерных метеорологических условий, отличающихся
продолжительным знойным летом (более 100 дней в году), высокими температурами
воздуха — абсолютной максимальной, равной или превышающей +40°С и средней
максимальной самого жаркого месяца, равной или превышающей 29-30°С при средней
относительной влажности воздуха самого жаркого месяца менее 50-55%.

Сухой жаркий климат характеризуется также большими
перепадами температуры и относительной влажности воздуха в течение суток (днем
и ночью), сильным циклическим нагревом в течение суток открытых поверхностей
почвы и строительных конструкций в результате интенсивной солнечной радиации и
наличием суховеев, особенно в равнинных районах.

К районам с сухим жарким климатом относятся в основном
обширные территории, расположенные в южных областях Российской Федерации.

Под жаркой и сухой погодой понимается состояние атмосферы
в определенный отрезок времени, характеризующееся температурой воздуха в 13 ч
выше +25° С и относительной влажностью менее 50 %.

Циклический нагрев — повторяющееся каждые сутки
нагревание в течение дня открытых поверхностей конструкций до 60-80 °С в результате
прямой солнечной радиации и охлаждение ночью с суточными перепадами температур
40 °С и более.

Жаркая и сухая погода создает значительные трудности в
приготовлении, транспортировании, укладке и уходе за монолитным бетоном и
отрицательно влияет на физико-механические свойства и долговечность
затвердевшего бетона.

Основные факторы, влияющие на бетон в жаркую погоду:
высокая, температура окружающей среды, ее пониженная относительная влажность, а
также интенсивная солнечная радиация, отрицательное воздействие которых
значительно возрастает по мере увеличения скорости ветра.

Жаркая и сухая погода вносит серьезные осложнения в
технологию бетонных работ, вызывая:

а) увеличение водопотребности бетонной смеси
повышенной температуры для обеспечения ее отпускной подвижности и расхода
цемента для получения требуемой прочности бетона;

б) быструю потерю бетонной смесью подвижности в
процессе ее транспортирования или выдерживания до укладки за счет ускоренного
схватывания цемента и интенсивной потери воды затворения, приводящую к
нарушению принятых условий транспортирования и укладки бетонной смеси, а также
отделки поверхности конструкций;

в) интенсивное обезвоживание бетона и снижение
вследствие этого его прочности на сжатие в месячном возрасте до 50%,
значительное ухудшение других физико-механических свойств бетона, а также
снижение его долговечности.

Скорость испарения воды из бетонной смеси и уложенного
бетона в значительной степени определяется температурно-влажностными
параметрами окружающей среды.

Например, если при температуре воздуха t=20°С, влажности j=70% и скорости ветра Vв=4,5 м/с скорость испарения составляет примерно 0,3 кг/(м2×ч), то в условиях жаркой и сухой погоды при t =35°С, j=30% и Vв=4,5 м/с скорость испарения составит 1,2 кг/(м2×ч), т. е. в четыре раза выше.

Увеличение скорости ветра до 10 м/с в этих условиях
повышает скорость испарения еще в два раза;

г) значительную пластическую (начальную) усадку
твердеющего бетона, приводящую к раннему растрескиванию бетонных и особенно
железобетонных конструкций и сооружений, ухудшению основных физико-механических
свойств бетона и резкому снижению их долговечности;

д) трудности в регулировании содержания вовлеченного
воздуха в бетонных смесях, имеющих различную температуру;

е) формирование неравномерного температурного поля в
монолитных конструкциях под действием солнечной радиации, приводящее к
термическим напряжениям, интенсивному внутреннему массопереносу и в конечном
счете к трещинообразованию;

ж) значительное усложнение условий производства
бетонных работ и повышение их стоимости.

Климатические условия в районах с сухим жарким
климатом отрицательно влияют на свойства затвердевшего бетона конструкций и
сооружений, приводя к следующим основным неблагоприятным последствиям:

а) повышенной последующей усадке бетона,
способствующей его трещинообразованию;

б) расшатыванию структуры бетона, вызывающему его
растрескивание, снижение прочности и других физико-механических свойств, а
также его долговечности вследствие воздействия на бетон конструкций и
сооружений сильного циклического, нагрева (суточный перепад 40° и более);

в) частому замораживанию до малых отрицательных
температур и оттаиванию (повышенное число переходов температуры бетона через
0°С) открытых бетонных конструкций и сооружений, требующему их повышенной
морозостойкости;

г) значительной коррозии арматуры за счет
растрескивания бетона и увеличения его водопроницаемости, с одной стороны, а
также за счет наличия в большинстве районов с сухим жарким климатом агрессивных
грунтовых вод — с другой.

Цель работы – разработка, на основании рассмотрения
задач исследования на тему «Совершенствование технологии строительства в жаркое
время», рекомендаций по совершенствованию бетонирования в жарких условиях
климата.

Задачи работы:

— рассмотрение особенностей бетонирования в условиях
сухого и жаркого климата;

— анализ существующих методов бетонирования, а также
ухода за бетоном в условиях сухого и жаркого климата;

— экспериментальное исследование влияния на твердение бетона солнечной радиации при
выдерживании его под поливинилхлоридной пленкой;

— разработка рекомендаций по совершенствованию
бетонирования в условиях сухого и жаркого климата.

Объект исследования – бетон в условиях сухого и
жаркого климата.

Предмет исследования — монолитные работы в условиях
сухого и жаркого климата.

Теоретико-методологические основы работы –
аналитико-эмпирические.

Новизна состоит в обобщении имеющихся в литературе
теоретических и экспериментальных данных по теме исследования с целью выработки
рекомендаций по совершенствованию процесса бетонирования в условиях сухого и
жаркого климата.

Фрагмент текста работы:

Под сухим жарким климатом понимается присущая данной
местности совокупность характерных метеорологических условий, отличающихся
продолжительным знойным летом (более 100 дней в году), высокими температурами
воздуха — абсолютной максимальной, равной или превышающей +40°С и средней
максимальной самого жаркого месяца, равной или превышающей 29-30°С при средней
относительной влажности воздуха самого жаркого месяца менее 50-55%.

Сухой жаркий климат характеризуется также большими
перепадами температуры и относительной влажности воздуха в течение суток (днем
и ночью), сильным циклическим нагревом в течение суток открытых поверхностей
почвы и строительных конструкций в результате интенсивной солнечной радиации и
наличием суховеев, особенно в равнинных районах.

К районам с сухим жарким климатом относятся в основном
обширные территории, расположенные в южных областях Российской Федерации.

Под жаркой и сухой погодой понимается состояние атмосферы
в определенный отрезок времени, характеризующееся температурой воздуха в 13 ч
выше +25° С и относительной влажностью менее 50 %.

Циклический нагрев — повторяющееся каждые сутки
нагревание в течение дня открытых поверхностей конструкций до 60-80 °С в результате
прямой солнечной радиации и охлаждение ночью с суточными перепадами температур
40 °С и более.

Жаркая и сухая погода создает значительные трудности в
приготовлении, транспортировании, укладке и уходе за монолитным бетоном и
отрицательно влияет на физико-механические свойства и долговечность
затвердевшего бетона.

Основные факторы, влияющие на бетон в жаркую погоду:
высокая, температура окружающей среды, ее пониженная относительная влажность, а
также интенсивная солнечная радиация, отрицательное воздействие которых
значительно возрастает по мере увеличения скорости ветра.

Жаркая и сухая погода вносит серьезные осложнения в
технологию бетонных работ, вызывая:

а) увеличение водопотребности бетонной смеси
повышенной температуры для обеспечения ее отпускной подвижности и расхода
цемента для получения требуемой прочности бетона;

б) быструю потерю бетонной смесью подвижности в
процессе ее транспортирования или выдерживания до укладки за счет ускоренного
схватывания цемента и интенсивной потери воды затворения, приводящую к
нарушению принятых условий транспортирования и укладки бетонной смеси, а также
отделки поверхности конструкций;

в) интенсивное обезвоживание бетона и снижение
вследствие этого его прочности на сжатие в месячном возрасте до 50%,
значительное ухудшение других физико-механических свойств бетона, а также
снижение его долговечности.

Скорость испарения воды из бетонной смеси и уложенного
бетона в значительной степени определяется температурно-влажностными
параметрами окружающей среды.

Например, если при температуре воздуха t=20°С, влажности j=70% и скорости ветра Vв=4,5 м/с скорость испарения составляет примерно 0,3 кг/(м2×ч), то в условиях жаркой и сухой погоды при t =35°С, j=30% и Vв=4,5 м/с скорость испарения составит 1,2 кг/(м2×ч), т. е. в четыре раза выше.

Увеличение скорости ветра до 10 м/с в этих условиях
повышает скорость испарения еще в два раза;

г) значительную пластическую (начальную) усадку
твердеющего бетона, приводящую к раннему растрескиванию бетонных и особенно
железобетонных конструкций и сооружений, ухудшению основных физико-механических
свойств бетона и резкому снижению их долговечности;

д) трудности в регулировании содержания вовлеченного
воздуха в бетонных смесях, имеющих различную температуру;

е) формирование неравномерного температурного поля в
монолитных конструкциях под действием солнечной радиации, приводящее к
термическим напряжениям, интенсивному внутреннему массопереносу и в конечном
счете к трещинообразованию;

ж) значительное усложнение условий производства
бетонных работ и повышение их стоимости.

Климатические условия в районах с сухим жарким
климатом отрицательно влияют на свойства затвердевшего бетона конструкций и
сооружений, приводя к следующим основным неблагоприятным последствиям:

а) повышенной последующей усадке бетона,
способствующей его трещинообразованию;

б) расшатыванию структуры бетона, вызывающему его
растрескивание, снижение прочности и других физико-механических свойств, а
также его долговечности вследствие воздействия на бетон конструкций и
сооружений сильного циклического, нагрева (суточный перепад 40° и более);

в) частому замораживанию до малых отрицательных
температур и оттаиванию (повышенное число переходов температуры бетона через
0°С) открытых бетонных конструкций и сооружений, требующему их повышенной
морозостойкости;

г) значительной коррозии арматуры за счет
растрескивания бетона и увеличения его водопроницаемости, с одной стороны, а
также за счет наличия в большинстве районов с сухим жарким климатом агрессивных
грунтовых вод — с другой.

Цель работы – разработка, на основании рассмотрения
задач исследования на тему «Совершенствование технологии строительства в жаркое
время», рекомендаций по совершенствованию бетонирования в жарких условиях
климата.

Задачи работы:

— рассмотрение особенностей бетонирования в условиях
сухого и жаркого климата;

— анализ существующих методов бетонирования, а также
ухода за бетоном в условиях сухого и жаркого климата;

— экспериментальное исследование влияния на твердение бетона солнечной радиации при
выдерживании его под поливинилхлоридной пленкой;

— разработка рекомендаций по совершенствованию
бетонирования в условиях сухого и жаркого климата.

Объект исследования – бетон в условиях сухого и
жаркого климата.

Предмет исследования — монолитные работы в условиях
сухого и жаркого климата.

Теоретико-методологические основы работы –
аналитико-эмпирические.

Новизна состоит в обобщении имеющихся в литературе
теоретических и экспериментальных данных по теме исследования с целью выработки
рекомендаций по совершенствованию процесса бетонирования в условиях сухого и
жаркого климата.