Организационно-технологическое обеспечение производства железобетонных изделий в полигонных условиях с использованием солнечной энергии

• Автор: Коротеев, Дмитрий Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.02.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИМЕНЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
1.1. Физико-технические процессы, протекающие в бетоне при твердении его в высокотемпературной сухой среде
1.2. Технические решения гелиотехнических устройств и установок для термообработки железобетонных изделий
1.3. Организационные и технологические решения применения солнечной энергии при изготовлении железобетонных конструкций на полигонах
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ДОСТОЧНОСТИ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
2.1. Критерии достаточности солнечной энергии для термообработки бетона
2.2. Математическая модель тепло- и массообменных процессов при термообработке бетона в гелиотехнических устройствах
2.3. Солнечная энергия как теплоноситель для термообработки бетона
2.4. Тепловые потери из гелиотехнических устройств в окружающую среду
2.5. Тепловыделение при твердении бетона в результате экзотермической
реакции гидратации цемента
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ТЕМПЕРАТУРНО-ВЛАЖНОСТНЫХ УСЛОВИЙ НА ФОРМИРОВАНИЕ
СТРУКТУРЫ БЕТОНА
3.1. Методика и материалы для проведения экспериментальных исследований
3.2. Формирование структуры бетона при термообработке его с исполь-

зованием солнечной энергии
Выводы
ГЛАВА 4. ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЛИГОННОГО ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ
4Л. Номенклатура изготавливаемых железобетонных изделий в полигонных условиях
4.2. Состояние современных нормативных документов по организации производства железобетонных изделий
4.3. Надежность и стабильность производства железобетонных изделий с использованием солнечной энергии
4.4. Организационно-технологическое обеспечение мобильных полигонов, разворачиваемых для ликвидации последствий техногенных и природных катаклизмов
Выводы
ГЛАВА 5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
5.1. Затраты энергоресурсов на тепловую обработку бетона
5.2. Полимерные материалы прозрачных ограждений гелиотехнических устройств и исследование их оптических свойств
5.3. Оценка экономического эффекта от замещения органического топлива солнечной энергией при полигонном изготовлении железобетонных
изделий
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Обеспечение современной цивилизации энергией осуществляется за счёт углеводородного топлива, запасы которого непрерывно истощаются, а новых месторождений становится всё меньше. Углеводородная энергетика исторически себя исчерпала. Использование ядерной энергии, как и углеводородного топлива, связано с опасностью загрязнения окружающей среды. На сегодняшний день нигде в мире не решена, и, возможно, является фундаментально нерешаемой, проблема захоронения радиоактивных отходов. В то же время, численность населения неуклонно возрастает и по прогнозам ОЕСН к 2050 году составит 9 млрд. человек, а мировое потребление энергии достигнет к этому времени 25 млрд. т.н.э. (тонн нефтяного эквивалента). При отсутствии решения энергетической проблемы человечеству придется адаптироваться к принципиально новому уровню энергопотребления и испытывать нарастающие продолжительные экологические кризисы, связанные с индустриальным загрязнением биосферы.
В настоящее время в разных странах мира, и особенно в странах Европейского союза, проводится политика, направленная на разработку энергосберегающих технологий и использование альтернативных источников энергии, сопровождающаяся стимулирующими правовыми и экономическими актами и законами, принятыми в этих странах.
Проблема энергосбережения для строительной отрасли, одной из наиболее энергоёмких отраслей народного хозяйства, является актуальной. Основные затраты энергии при производстве железобетонных изделий на предприятиях стройиндустрии приходятся на их термообработку при температуре 70-80 иС. Доступность получение таких температур в гелиотехнических устройствах позволяет использовать солнечную энергию при изготовлении различных железобетонных конструкций в стационарных призаводских или временных полигонах, срочно организуемых при ликвидации последствий техногенных и природных катастроф.
теплоносителя ведет к увеличению капитальных затрат на его изготовление, монтаж и эксплуатацию.
Для использования солнечной энергии при изготовлении конструкций, имеющих сложную геометрическую форму, большую высоту, формующихся в нестандартной технологической оснастке ЦНИИС Минтранстроя создал систему, в которой солнечная энергия используется как дополнительный источник теплоты. Система состоит из гелиоприемника, термоформы с греющими элементами-регистрами, по которым циркулирует теплоноситель (минеральное масло высокой подвижности), электрического терморегулятора, циркуляционного насоса, бака-аккумулятора и маслопроводов (рис. 1.15.).
Рисунок 1.15. Схема стенда, на котором при изготовлении балки пролетного строения моста используется комбинированная гелиотехнология
1 — насос; 2 - кран; 3 - трубопровод; 4 - теплогенератор с ТЭН; 5 - коллектор;
6 - гибкие шланги; 7 - греющие регистры; 8 - двухслойное прозрачное покрытие; 9 - железобетонная балка; 10 - контрольные образцы-кубы;
11 - термоизоляция; 12 - бак-аккумулятор
Эксперименты выполнены в условиях Москвы в августе-сентябре. Разогрев поверхности солнечного коллектора и циркулирующего масла начинается одновременно с началом облучения. В первые часы эксперимента скорость разогрева масла составляет 8 °С/ч. Незначительный дополнительный электроподогрев масла обеспечивает разогрев железобетонных конструкций со скоростью до 10 °С/ч, что регламентируется нормативными документами. Исследования показали принципиальную возможность использования комбинирован-