СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ МОНОЛИТНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ Российский патент 2005 года по МПК C04B40/02 E04G11/20 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для ускорения твердения монолитных бетонных и железобетонных конструкций-стен, перекрытий и т.п.

Известен так называемый камерный способ термообработки, при котором в помещение, ограниченное плоскими монолитными конструкциями-стенами и перекрытиями подают нагретый воздух [1].

Недостаток приведенного аналога в том, что тепловая энергия расходуется на равномерный нагрев всего воздуха в помещении, тогда как передача тепла прогреваемым конструкциям происходит лишь из сравнительно тонкого воздушного слоя, прилегающего к конструкции. Это увеличивает длительность прогрева и энергоемкость процесса.

Известен способ термообработки с применением воздуховодов, при котором нагретый воздух подают через перфорированные каналы, уложенные на полу по периметру помещения [2]. В этом случае нагретый воздух направляется через перфорацию непосредственно на прогреваемую стену и далее поднимается к перекрытию. В результате температура воздуха вблизи прогреваемых конструкций оказывается более высокой, чем в центре помещения, прогрев конструкций ускоряется, а энергозатраты снижаются. Этот способ принимается в качестве наиболее близкого аналога - прототипа.

Недостаток прототипа в том, что турбулентные потоки нагретого воздуха, вырывающегося из перфорированных воздуховодов, вовлекают в движение воздух из более холодных центральных зон помещения, подогревая его, на что непродуктивно расходуется часть тепловой энергии, а следовательно, удлиняется цикл термообработки.

Задачей данного изобретения является устранение недостатков прототипа, т.е. снижение энергозатрат и сокращение цикла термообработки.

Решение поставленной задачи обеспечивается за счет новой совокупности и последовательности операций, а также применения новых устройств.

Сущность предложенного способа: он предусматривает нагрев воздуха внутри замкнутого помещения, ограниченного прогреваемыми конструкциями стен и перекрытий; особенность способа в том, что внутри помещения создают по меньшей мере одну замкнутую локальную зону, ограниченную стенкой из мягкого листового материала, а воздух нагревают за пределами этой зоны. Указанная локальная зона может иметь разные конструктивные решения. В простейшем случае - это надутая воздухом полиэтиленовая емкость; в более сложном варианте - это легкий пространственный каркас, обтянутый брезентом; не обязательно вся создаваемая зона должна быть ограничена стенкой из мягкого листового материала типа пленки или брезента, какой-то участок зоны может быть ограничен, например, полом помещения. В любом случае реализуется одна идея: в помещении искусственно создается зона, на нагрев которой расходуется существенно меньше тепловой энергии.

Способ также характеризуется рядом факультативных признаков:

а) объем создаваемой локальной зоны составляет 50-99% объема прогреваемого помещения;

б) стенка замкнутой локальной зоны выполнена из термостойкой полимерной пленки; это отличие позволяет несколько повысить температуру воздуха за пределами зоны, а следовательно, усилить передачу тепла конструкции и сократить цикл термообработки;

в) стенка замкнутой локальной зоны выполнена из светоотражающей зеркальной пленки; зеркальная поверхность отражает не только видимый свет, но и инфракрасное тепловое излучение, что препятствует непродуктивному перетеканию тепла в зону;

г) стенка замкнутой локальной зоны выполнена из брезента;

д) стенка замкнутой локальной зоны выполнена трехслойной со средним слоем из теплоизоляционного материала, например ватина;

е) барометрическое давление внутри замкнутой локальной зоны выше, чем в остальной части помещения; такая особенность позволяет обойтись без внутреннего каркаса и получить максимально легкую мобильную зону;

з) замкнутая локальная зона заполнена малотеплопроводным газом, например углекислым; это снижает непродуктивное перетекание тепла в зону;

и) внутри замкнутой локальной зоны расположен несущий каркас, поддерживающий стенки из мягкого листового материала, а барометрическое давление в зоне не выше, чем в остальной части помещения; такое техническое решение позволяет ускорить монтаж и демонтаж зоны больших размеров и за счет этого сократить цикл термообработки;

к) замкнутая локальная зона частично ограничена конструкцией пола прогреваемого помещения; когда прогревают стены и перекрытие очередного этажа, пол уже не требует прогрева, он воспринимает вес людей, калориферов и пр., в это время пол является нежелательным мостиком холода и потому оправдано его использование в качестве одной из стенок созданной сравнительно холодной зоны;

л) замкнутая локальная зона ограничена стенками в виде штор и подвесного потолка из мягкого листового материала, расположенных на расстоянии 10-50 см от прогреваемых конструкций и подвешенных к этим конструкциям, выполняющим функции несущего каркаса зоны; при наличии инвентарных узлов крепления стенок зоны ее создание и ликвидация требуют минимума времени, а следовательно, сокращают цикл термообработки;

м) в часть прогреваемого помещения за пределами замкнутой локальной зоны подают нагретый воздух, например, от электрокалорифера.

Технический результат: снижение энергозатрат и сокращение цикла термообработки.

Изобретение поясняется графическим материалом. На фиг.1 показано прогреваемое помещение с расположенными в нем калориферами, а также с тремя замкнутыми локальными зонами, выполненными в виде емкостей из мягкого листового материала (полимерной пленки), заполненных воздухом. На фиг.2 - помещение с калориферами, в котором замкнутая локальная зона выполнена в виде несущего каркаса, покрытого мягким листовым материалом (одной из стенок зоны служит холодный не прогреваемый пол помещения). На фиг.3 показано помещение, в котором стенки замкнутой локальной зоны выполнены в виде штор и подвесного потолка из мягкого листового материала, подвешенных к прогреваемым конструкциям, выполняющим функцию несущего каркаса; мягкие стенки зоны подвешены с помощью инвентарных узлов крепления, а одной из стенок зоны является пол помещения.

Обозначения на фигурах: 1 - прогреваемое перекрытие помещения; 2 - прогреваемая стена; 3 - холодный пол; 4 - калорифер; 5 - замкнутая локальная зона, выполненная в виде емкости из полимерной пленки, заполненной воздухом; 6 - стенка замкнутой локальной зоны, выполненная из мягкого листового материала; 7 - несущий каркас; 8 - инвентарный узел крепления мягких стенок замкнутой локальной зоны.

Экспериментальная проверка эффективности предложенного способа производилась в производственных условиях при строительстве в г.Челябинске, по ул.Гагарина, жилого шестиэтажного дома с монолитным каркасом. Сравнивались три способа прогрева: а) известный камерный; б) прогрев с воздуховодами; в) предлагаемый способ.

Для этого были выбраны три одинаковых помещения площадью 6,3×4,3 м и использовались одинаковые калориферы марки СФО-25 мощностью 25 кВт. Температура одновремеменно измерялась в 12 точках исследуемых конструкций с помощью хромелькопелевых термопар и потенциометра типа КСП-4; прочность бетона определялась прибором неразрушающего контроля МСП-Мг-4. Результаты испытаний приведены в табл.1.

Таблица 1Способ прогреваСредняя температура, °ССредняя прочность бетона через 180 сут, МПастенперекрытийКамерный
С воздуховодами
Предложенный15
20
3020
25
3036,9-38,7
39,1-42,5
39,6-41,4

Более высокая температура бетона в конструкциях способствует ускоренному его твердению, т.е. сокращению цикла термообработки, а то, что эта повышенная температура достигнута при той же мощности теплового агрегата, свидетельствует о сокращении удельных энергозатрат. Результаты эксперимента подтверждают достижение заявленного технического результата.

Источники информации

1. Головнев С.Г. Технология зимнего бетонирования. Оптимизация параметров и выбор методов. - Челябинск: Изд ЮУрГУ, 1999, с.10.

2. Рекомендации по обеспечению трещиностойкости монолитных стен. М.: ЦНИИЭП жилища, 1987, с.25.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для ускорения твердения монолитных бетонных и железобетонных конструкций стен и перекрытий. Технический результат - снижение энергозатрат и сокращение цикла термообработки. Способ включает нагрев воздуха внутри замкнутого помещения, ограниченного прогреваемыми конструкциями стен и перекрытий. При этом внутри помещения создают, по меньшей мере, одну замкнутую локальную зону, ограниченную стенкой из мягкого листового материала, а воздух нагревают за пределами этой зоны. 11 з.п.ф-лы, 1 табл., 3 ил.

1. Способ термообработки монолитных тонкостенных железобетонных конструкций, включающий нагрев воздуха внутри замкнутого помещения, ограниченного прогреваемыми конструкциями стен и перекрытий, отличающийся тем, что внутри помещения создают по меньшей мере одну замкнутую локальную зону, ограниченную стенкой из мягкого листового материала, а воздух нагревают за пределами этой зоны.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что объем замкнутой локальной зоны составляет 50-99% объема прогреваемого помещения.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что стенка замкнутой локальной зоны выполнена из термостойкой полимерной пленки.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что стенка замкнутой локальной зоны выполнена из светоотражающей зеркальной пленки.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что стенка замкнутой локальной зоны выполнена из брезента.6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что стенка замкнутой локальной зоны выполнена трехслойной со средним слоем из теплоизоляционного материала, например, ватина.7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что барометрическое давление внутри замкнутой локальной зоны выше, чем в остальной части помещения.8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что замкнутая локальная зона заполнена малотеплопроводным газом, например, углекислым.9. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что внутри замкнутой локальной зоны расположен каркас, поддерживающий стенки из мягкого листового материала, а барометрическое давление в зоне не выше, чем в остальной части помещения.10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что замкнутая локальная зона частично ограничена конструкцией пола прогреваемого помещения.11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что замкнутая локальная зона ограничена стенками в виде штор и подвесного потолка из мягкого листового материала, расположенных на расстоянии 10-50 см от прогреваемых конструкций и подвешенных к этим конструкциям, выполняющим функции несущего каркаса зоны.12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что в часть прогреваемого помещения за пределами замкнутой локальной зоны подают нагретый воздух, например, от электрокалорифера.