RU113287U1

RU113287U1 - DEVICE FOR HEAT TREATMENT OF CONCRETE MIX IN MONOLITHIC CONSTRUCTIONS

Info

Publication number: RU113287U1
Application number: RU2011142414/03U
Authority: RU
Inventors: Александр Петрович Свинцов; Неонила Константиновна Свинцова; Юрий Васильевич Николенко; Лариса Константиновна Гладченко
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2012-02-10

Abstract

Устройство для тепловой обработки бетонной смеси в монолитных конструкциях, содержащее инфракрасный излучатель с рефлектором-отражателем, опалубку, теплоизоляцию, отличающееся тем, что поверх уложенного бетона установлено укрытие в виде блока из рам с замкнутыми воздушными камерами, образованными между прозрачными для инфракрасных лучей элементами, закрепленными на рамах с обеих сторон по контуру. A device for heat treatment of concrete mixture in monolithic structures, containing an infrared emitter with a reflector-reflector, formwork, thermal insulation, characterized in that a shelter in the form of a block of frames with closed air chambers formed between elements transparent for infrared rays fixed on top of the laid concrete on frames on both sides along the contour.

Description

Полезная модель относится к области строительства, а именно к устройствам для возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций в холодный период года, когда требуется обогрев бетонной смеси.The utility model relates to the field of construction, and in particular to devices for erecting monolithic concrete and reinforced concrete structures in the cold season, when concrete mixture is required to be heated.

Одной из проблем зимнего бетонирования является обеспечение оптимальных условий протекания химических реакций в бетонной смеси при ее твердении и наборе прочности. Несмотря на то, что процесс твердения и набора прочности имеет экзотермический характер, температуры наружного воздуха в зимний период года, как правило, не позволяют нормально протекать химическим реакциям. Это существенно сдерживает темпы строительства различных объектов и сооружений. Для предотвращения указанного недостатки используют искусственный подогрев уложенной и уплотненной бетонной смеси, применяя различные технические устройства.One of the problems of winter concreting is the provision of optimal conditions for chemical reactions in the concrete mixture during its hardening and curing. Despite the fact that the hardening and curing process has an exothermic character, the outside air temperatures in the winter season, as a rule, do not allow normal chemical reactions. This significantly slows down the pace of construction of various facilities and structures. To prevent these drawbacks, artificial heating of the laid and compacted concrete mixture is used, using various technical devices.

Известно техническое решение термоактивного опалубочного щита (Патент РФ №2135713. E04G 9/10. 27.08.1999), палуба которого выполнена многослойной с основанием из фанеры и верхнего защитного слоя в виде ламинированной фанеры. Ламинированная фанера предназначена для предотвращения адгезии бетона к опалубке, а также для повышения влагостойкости опалубки. Между слоями размещен плоский термоактивный элемент. Термоактивный элемент служит, источником тепловой энергии для обогрева бетонной смеси, уложенной на опалубочный щит. Между основанием и термоактивным элементом расположен экранный слой из алюминиевой фольги, который предназначен для ориентации теплового потока в направлении обогреваемой бетонной смеси. Теплоизоляционные блоки шарнирно соединены с элементами каркаса с возможностью их открывания на период остывания конструкций на угол до 90°. Теплоизоляционные блоки предназначены для повышения эффективности обогрева бетонной смеси за счет предотвращения ее охлаждения со стороны опалубочного щита, имеющего непосредственный контакт с наружным воздухом.A technical solution is known for a thermoactive formwork board (RF Patent No. 2135713. E04G 9/10. 08/27/1999), the deck of which is multilayer with a base of plywood and an upper protective layer in the form of laminated plywood. Laminated plywood is designed to prevent the adhesion of concrete to the formwork, as well as to increase the moisture resistance of the formwork. Between the layers there is a flat thermoactive element. The thermoactive element serves as a source of thermal energy for heating the concrete mix laid on the shuttering board. Between the base and the thermosetting element there is a screen layer of aluminum foil, which is designed to orient the heat flow in the direction of the heated concrete mixture. The heat-insulating blocks are pivotally connected to the frame elements with the possibility of their opening for the cooling period of structures at an angle of up to 90 °. Thermal insulation blocks are designed to increase the efficiency of heating the concrete mixture by preventing it from cooling on the side of the shuttering board having direct contact with the outside air.

Недостатком указанного технического решения является повышенное испарение влаги с неопалубленной поверхности уложенной бетонной смеси. Это приводит к повышенным усадочным напряжениям в бетоне и не позволяет обеспечить заданные качественные параметры бетона или железобетона.The disadvantage of this technical solution is the increased evaporation of moisture from the undecked surface of the laid concrete mixture. This leads to increased shrinkage stresses in the concrete and does not allow to provide the specified quality parameters of concrete or reinforced concrete.

Известна термоактивная опалубка (Патент №РФ2178492. E04G 9/10. 20.01.2002), содержащая палубу и прикрепленный к ней нагреватель, выполненный на основе углеродного волокнистого материала с изолирующими слоями. Резистивный слой электронагревателя выполнен зигзагообразной формы и имеет вертикальные и горизонтальные полосы, причем ширина вертикальных полос уменьшается от середины к краям. Ширина горизонтальных полос остается постоянной по всей длине резистивного элемента и равна среднему геометрическому ширин первой от середины и последней полос. При этом образующиеся зоны обогрева имеют различную степень нагрева, которая увеличивается от середины к краям как в одну, так и в другую стороны.Known thermosetting formwork (Patent No. RF2178492. E04G 9/10. 01/20/2002) containing a deck and a heater attached to it, made on the basis of carbon fiber material with insulating layers. The resistive layer of the electric heater is made in a zigzag shape and has vertical and horizontal stripes, and the width of the vertical stripes decreases from the middle to the edges. The width of the horizontal strips remains constant over the entire length of the resistive element and is equal to the geometric mean widths of the first from the middle and last strips. At the same time, the resulting heating zones have a different degree of heating, which increases from the middle to the edges both on one side and the other.

Недостатком указанного технического решения является невозможность его использования для бетонирования строительных конструкций при низких и отрицательных температурах наружного воздуха из-за отсутствия теплоизоляционного слоя на тыльной поверхности щитов опалубки, а также интенсивное обезвоживание бетонной смеси через неопалубленную поверхность. Это не позволяет обеспечить требуемое качество монолитных бетонных и железобетонных конструкций, а также производство работ на строительной площадке при отрицательных температурах наружного воздуха.The disadvantage of this technical solution is the impossibility of its use for concreting building structures at low and negative outside temperatures due to the absence of a heat-insulating layer on the back surface of formwork panels, as well as intensive dewatering of the concrete mixture through an undecked surface. This does not allow to ensure the required quality of monolithic concrete and reinforced concrete structures, as well as the performance of work on a construction site at negative outside temperatures.

Известна разборно-переставная опалубка, состоящая из щитов, деревянных опалубочных балок, боковых щитов, поддерживающих телескопических стоек (Теличенко В.И., Терентьев О.М., Лапидус А.А. Технология возведения зданий и сооружений: Учеб. Для строительных вузов. - М.: Высш. шк., 2008. - С.276, рис.22.11).Known collapsible formwork, consisting of shields, wooden formwork beams, side shields supporting telescopic racks (Telichenko V.I., Terentyev O.M., Lapidus A.A. Technology of construction of buildings and structures: Textbook. For construction universities. - M .: Higher school, 2008. - P.276, Fig. 22.11).

Недостатком данного технического решения является невозможность обогрева уложенной и уплотненной бетонной смеси для обеспечения химических реакций при твердении бетона в холодный период года. Кроме того, интенсивное испарение влаги с открытой поверхности бетонной смеси приводит к усадочным напряжениям в бетоне и снижению его качественных показателей.The disadvantage of this technical solution is the inability to heat the laid and compacted concrete mixture to ensure chemical reactions during hardening of concrete in the cold season. In addition, intensive evaporation of moisture from the open surface of the concrete mixture leads to shrinkage stresses in the concrete and a decrease in its quality indicators.

Прототипом заявляемого технического решения является устройство для инфракрасного нагрева монолитных бетонных и железобетонных конструкций, состоящее из инфракрасного излучателя с рефлектором-отражателем, опалубки и теплоизоляции (Теличенко В.И., Терентьев О.М., Лапидус А.А. Технология возведения зданий и сооружений: Учеб. Для строительных вузов. - М.: Высш. шк., 2008. - С.386, рис.28.4). Устройство предназначено для тепловой обработки бетона при его твердения с целью сокращения продолжительности выдерживания бетона и приобретения им необходимой или проектной прочности в период низких температур наружного воздуха.The prototype of the claimed technical solution is a device for infrared heating of monolithic concrete and reinforced concrete structures, consisting of an infrared emitter with a reflector-reflector, formwork and thermal insulation (Telichenko V.I., Terentyev OM, Lapidus A.A. Technology of construction of buildings and structures : Textbook. For construction universities. - M .: Higher school., 2008. - P.386, Fig. 28.4). The device is intended for heat treatment of concrete during its hardening in order to reduce the duration of concrete curing and to acquire the necessary or design strength during the period of low outdoor temperatures.

Недостатком указанного технического решения является значительная трудоемкость и высокая удельная потребность тепловой энергии в ветреную погоду. Ветер обдувает щит опалубки, что приводит к охлаждению этого щита с передачей низкой температуры в тело бетона. Это приводит к снижению эффективности обогрева бетонной смеси и не позволяет обеспечить выполнение требований, предъявляемых к монолитным бетонным и железобетонным конструкциям, а также сдерживает производство работ на строительной площадке при отрицательных температурах наружного воздуха.The disadvantage of this technical solution is the significant complexity and high specific heat demand in windy weather. The wind blows around the formwork shield, which leads to cooling of this shield with the transfer of low temperature to the concrete body. This leads to a decrease in the efficiency of heating the concrete mixture and does not allow to meet the requirements for monolithic concrete and reinforced concrete structures, and also inhibits the execution of work on the construction site at negative outside temperatures.

Технический результат полезной модели заключается в повышении качества бетона за счет обеспечения благоприятных условий протекания химический процессов.The technical result of the utility model is to improve the quality of concrete by providing favorable conditions for the flow of chemical processes.

Технический результат достигается тем, устройство для тепловой обработки бетонной смеси в монолитных конструкциях, содержит инфракрасный излучатель с рефлектором-отражателем, опалубку, теплоизоляцию, при этом поверх уложенного бетона установлено укрытие в виде блока из рам с замкнутыми воздушными камерами, образованными между прозрачными для инфракрасных лучей элементами, закрепленными на рамах с обеих сторон по контуру.The technical result is achieved by the fact that the device for heat treatment of concrete mixture in monolithic structures, contains an infrared emitter with a reflector-reflector, formwork, thermal insulation, while on top of the laid concrete a shelter is installed in the form of a block of frames with closed air chambers formed between transparent for infrared rays elements mounted on frames on both sides along the contour.

Необходимость установки укрытия, выполненного из рам, снабженных термостойкими и прозрачными для инфракрасных лучей элементами поверх уложенной и уплотненной бетонной смеси обусловлена тем, что при этом обеспечивается изоляция уложенной и уплотненной бетонной смеси от непосредственного воздействия внешней среды. Одновременно обеспечивается эффективный прогрев бетонной смеси, уложенной в конструкцию.The need to install a shelter made of frames equipped with heat-resistant and infrared-transparent elements on top of the laid and compacted concrete mix is due to the fact that this ensures isolation of the laid and compacted concrete mix from the direct impact of the external environment. At the same time, efficient heating of the concrete mix laid in the structure is ensured.

Укрытие выполнено из блока рам, на которых закреплены термостойкие и прозрачные для инфракрасного излучения элементы для того, чтобы пропускать инфракрасные лучи на поверхность уложенной и уплотненной бетонной смеси. На облучаемой поверхности энергия инфракрасного спектра преобразуется в тепловую и, благодаря теплопроводности бетона, распространяется по толщине бетонной смеси.The shelter is made of a block of frames on which heat-resistant and transparent elements for infrared radiation are fixed in order to pass infrared rays to the surface of the laid and compacted concrete mixture. On the irradiated surface, the energy of the infrared spectrum is converted into heat and, due to the thermal conductivity of concrete, spreads through the thickness of the concrete mixture.

На рамах закреплены термостойкие и прозрачные для инфракрасных лучей элементы с образованием замкнутых воздушных камер между этими элементами. Замкнутые воздушные пространства в указанных камерах являются теплоизоляторами и обеспечивают предотвращение охлаждения бетонной смеси, возможное из-за действия холодного воздуха. Ближайшая к наружному воздуху воздушная камера сдерживает охлаждение поверхности бетонной смеси обдуванием ветром. Воздушная камера, расположенная у поверхности бетонной смеси, сдерживает отток теплоты из нее в атмосферу. В практических целях наиболее целесообразно применение не менее двух воздушных камер (при трех слоях прозрачного материала).Heat-resistant and transparent for infrared rays elements are fixed on the frames with the formation of closed air chambers between these elements. Closed air spaces in these chambers are heat insulators and provide prevention of concrete mixture cooling, which is possible due to the action of cold air. The air chamber closest to the outside air restrains the cooling of the surface of the concrete mix by blowing by the wind. An air chamber located at the surface of the concrete mixture inhibits the outflow of heat from it into the atmosphere. For practical purposes, it is most advisable to use at least two air chambers (with three layers of transparent material).

Термостойкие и прозрачные для инфракрасных лучей элементы необходимы для того, чтобы, не деформируясь и не расплавляясь, пропускать инфракрасные лучи от инфракрасных излучателей, направленных на поверхность бетонной смеси для ее прогрева. При этом прозрачные для инфракрасных лучей элементы частично поглощает энергию инфракрасного спектра, которая преобразуется в тепловую энергию и нагревает этот материал. Поэтому элементы должны быть устойчивыми к нагреванию в диапазоне температур, применяемых для твердения бетонной смеси. В качестве указанного элемента может быть использовано стекло. Однако стекло характеризуется относительно высокой стоимостью. Кроме того, в условиях производства работ на строительной площадке уберечь стекло, установленное на элементах укрытия, от повреждений чрезвычайно сложно. Более целесообразно использовать термостойкую пленку из полиэтилентерефталата. Такая пленка значительно дешевле стекла. При нарушении ее целостности (при ее разрыве) по каким-либо причинам восстановление работоспособности элемента укрытия сложностей не вызывает.Heat-resistant and transparent elements for infrared rays are necessary in order to, without deforming and not melting, pass infrared rays from infrared emitters directed to the surface of the concrete mixture for its heating. At the same time, the elements transparent to infrared rays partially absorb the energy of the infrared spectrum, which is converted into thermal energy and heats this material. Therefore, the elements must be resistant to heat in the temperature range used for hardening the concrete mixture. Glass may be used as the indicated element. However, glass is characterized by a relatively high cost. In addition, in the conditions of work at a construction site, it is extremely difficult to protect the glass installed on the shelter elements from damage. It is more advisable to use a heat-resistant film of polyethylene terephthalate. Such a film is much cheaper than glass. If its integrity is violated (when it is broken) for some reason, the restoration of the operation of the shelter element does not cause difficulties.

Схема устройства для тепловой обработки бетонной смеси в монолитных конструкциях представлена на фиг.1.A diagram of a device for heat treatment of concrete mix in monolithic structures is presented in figure 1.

Устройство состоит укрытия, выполненного из блока рам 1, на которые натянуты термостойкие и прозрачные для инфракрасных лучей элементы 2 с воздушными камерами 3 между собой. Бетонная смесь 4 уложена с последующим уплотнением в опалубку, состоящую из щитов 5. Щиты 5 опираются на опалубочные балки 6, закрепленные на поддерживающих телескопических стойках 7. Между опалубочными балками 6 вплотную к щитам 5 установлена теплоизоляция 8. Над укрытием из блока рам 1 установлены инфракрасные излучатели 9.The device consists of a shelter made of a block of frames 1, on which are stretched heat-resistant and transparent for infrared rays elements 2 with air chambers 3 among themselves. Concrete mixture 4 is laid with subsequent compaction in the formwork, consisting of boards 5. The boards 5 are supported by formwork beams 6, mounted on supporting telescopic racks 7. Between the formwork beams 6, insulation 8 is installed adjacent to the boards 5 8. Infrared is installed above the shelter from the frame unit 1 emitters 9.

Устройство для тепловой обработки бетонной смеси в монолитных конструкциях работает следующим образом. Укрытие из блока рам 1 с натянутыми термостойкими и прозрачными для инфракрасных лучей элементами 2 предохраняют уложенную и уплотненную бетонную смесь 4 от чрезмерного обезвоживания из-за испарения воды, а также защищают бетонную смесь 4 от обдувания и охлаждения ветром. Термостойкие элементы 2 пропускают инфракрасные лучи от излучателей 9, направленные на уложенную и уплотненную бетонную смесь 4. На облучаемой бетонной смеси 4 поглощенная энергия инфракрасного спектра преобразуется в тепловую энергию и, благодаря теплопроводности бетонной смеси, распространяется по ее толщине. Несколько слоев термостойких и прозрачных для инфракрасных лучей элементов 2, установленных с воздушными камерами 3 между собой на рамах блока 1, предохраняют бетонную смесь 4 от непосредственного влияния наружной среды (ветра) на температуру уложенной бетонной смеси 4. Замкнутые воздушные камеры 3 между элементами 2 служат теплоизолятором. Ближайшая к наружному воздуху камера 3 между элементами 2 предотвращает бетонную смесь 4 от обдувания ветром и сдерживает ее охлаждение. Замкнутое пространство камеры 3, расположенной у поверхности бетонной смеси 4, сдерживает отток теплоты из нее в атмосферу. При этом термостойкие и прозрачные для инфракрасных лучей элементы 3, пропуская лучи от инфракрасных излучателей 9, частично воспринимают тепловую энергию инфракрасного спектра, которая нагревает эти элементы. Однако устойчивость элемента к нагреванию до технологически приемлемых температур при обогреве бетонной смеси 4 позволяет обеспечить работоспособность устройства.A device for heat treatment of concrete in monolithic structures works as follows. Shelter from the frame unit 1 with tensioned heat-resistant and infrared-transparent elements 2 protects the laid and compacted concrete mixture 4 from excessive dehydration due to evaporation of water, and also protects the concrete mixture 4 from blowing and cooling by wind. Heat-resistant elements 2 transmit infrared rays from emitters 9 directed to the laid and compacted concrete mixture 4. On the irradiated concrete mixture 4, the absorbed infrared energy is converted into thermal energy and, due to the thermal conductivity of the concrete mixture, spreads through its thickness. Several layers of heat-resistant and infrared-transparent elements 2 installed with air chambers 3 on each other on the frames of block 1 protect the concrete mixture 4 from the direct influence of the external environment (wind) on the temperature of the laid concrete mixture 4. Closed air chambers 3 between elements 2 serve heat insulator. The chamber 3 closest to the outside air between the elements 2 prevents the concrete mixture 4 from being blown by the wind and inhibits its cooling. The enclosed space of the chamber 3, located at the surface of the concrete mixture 4, inhibits the outflow of heat from it into the atmosphere. In this case, the heat-resistant and transparent for infrared rays elements 3, passing rays from infrared emitters 9, partially absorb the thermal energy of the infrared spectrum, which heats these elements. However, the resistance of the element to heating to technologically acceptable temperatures when heating the concrete mixture 4 allows to ensure the operability of the device.

Реализация устройства для тепловой обработки бетонной смеси в монолитных конструкциях осуществляется следующим образом. На проектный уровень устанавливают поддерживающие телескопические стойки 7, на которые закрепляют опалубочные балки 6. На опалубочные балки 6 устанавливают щиты 5 опалубки. На щиты 5 опалубки в соответствии с технологическим регламентом устанавливают арматуру и укладывают бетонную смесь 4 с последующим ее уплотнением. Поверх уложенной и уплотненной бетонной смеси 4 устанавливают укрытие из блока, выполненного из рам с закрепленными на них теплостойкими и прозрачными для инфракрасных лучей элементами 2. Термостойкие и прозрачные для инфракрасных лучей элементы 2 натягивают на рамы 1 по контуру. При этом указанные элементы 2 устанавливают с образованием воздушных камер 3 между элементами 2. На противоположную сторону щитов 5 опалубки устанавливают теплоизоляцию 8. Над укрытием из блока рам 1 устанавливают и включают инфракрасные излучатели 9. После завершения процесса твердения бетона и набора им требуемой прочности указанные составные части устройства демонтируют и переходят к следующему технологическому процессу.The implementation of the device for the heat treatment of concrete in monolithic structures is as follows. Supporting telescopic racks 7 are installed at the design level, onto which formwork beams are fixed 6. Formwork boards 5 are installed on formwork beams 6. In accordance with the technological regulations, reinforcement is placed on the formwork panels 5 and concrete mixture 4 is laid with its subsequent compaction. On top of the laid and compacted concrete mixture 4, a shelter is installed from a block made of frames with heat-resistant and transparent elements for infrared rays 2. The heat-resistant and transparent elements for infrared rays 2 are pulled onto the frames 1 along the contour. At the same time, these elements 2 are installed with the formation of air chambers 3 between the elements 2. On the opposite side of the formwork panels 5, thermal insulation is installed 8. Infrared emitters 9 are installed and turned on above the shelter from the frame unit 1. After the concrete hardening process has been completed and the required strength has been set for them, these components parts of the device are dismantled and transferred to the next process.

Совокупность новых элементов позволяет обеспечить эффективную тепловую обработку бетонной смеси в монолитных конструкциях.The combination of new elements allows for efficient heat treatment of concrete mix in monolithic structures.

Claims

A device for heat treatment of concrete mix in monolithic structures, containing an infrared emitter with reflector-reflector, formwork, thermal insulation, characterized in that a shelter is installed on top of the laid concrete in the form of a block of frames with closed air chambers formed between elements transparent to infrared rays fixed on frames on both sides along the contour.