Методы термообработки сборного и монолитного железобетона с использованием солнечной энергии

• Автор: Подгорнов, Николай Иосифович
• Шифр специальности: 05.02.22, 05.23.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 455 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. МЕТОДЫ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ БЕТОНА

1.1. Энергоносители, применяемые для интенсификации твердения бетона

1.2. Потребление традиционных топливноэнергетических ресурсов на ускорение твердения бетона

1.3. Особенности твердения бетона в экстремальных условиях сухого жаркого климата

1.4. Анализ теории и практики использования солнечной энергии в технологии бетонных работ
1.5. Основные направления использования солнечной энергии при производстве бетонных работ. Цель и задачи исследования
ГЛАВА II. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В ТЕХНОЛОГИИ БЕТОННЫХ РАБОТ
2.1. Прямой нагрев бетона солнечной радиацией. Математическая модель процесса теплопереноса в бетоне при прямом воздействии на него лучистой энергии
2.2. Преобразование солнечной энергии в тепловую в низкопотенциальных энергетических установках

2.3. Аккумулирование солнечной энергии в энергоемких материалах

2.4. Системы концентрации плотности потока солнечной радиации. Определение геометрических и энергетических параметров отражателей гелиотехнических устройств для тепловой обработки бетона
2.5. Комбинированные гелиотехнические системы Выводы по главе II




3
9

ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕЛИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ БЕТОНА
3.1. Методики исследований. Материалы и лабораторное оборудование для проведения экспериментальных работ
3.2. Исследование оптических свойств полимерных пленок
3.3. Физические модели эксперименальных гелиотехнических устройств и систем и их энергетическая оценка
3.4. Простейшие устройства
3.5. Гелиокамеры
3.6. Аккумулирование солнечной энергии в заполнителе Выводы по главе III
ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ТЕРМООБРАБОТКИ БЕТОНА В РАЗЛИЧНЫХ ГЕЛИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ И СИСТЕМАХ НА ЕГО ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
4.1. Свойства бетона, приготовленного на предварительно нагретых солнечной энергией заполнителях и воде
4.2. Твердение бетона с открытой поверхностью при прямом нагреве его солнечной энергией
4.3. Исследование послойной прочности бетона
4.4. Кинетика роста прочности бетона
4.5. Оптимизация продолжительности тепловой обработки бетона с использованием солнечной энергии
4.6. Долговечность бетона Выводы к главе IV
ГЛАВА V. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В ПРАКТИКУ СТРОИТЕЛЬСТВА И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
6
9
1
3
9
8
4
6
ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ БЕТОННЫХ РАБОТ
5.1. Методы выдерживания свежеуложенного бетона моно 1 8 литных конструкций
5.2. Производство сборных бетонных и железобетонных из делий
5.3. Техническая эксплуатация низкопотенциальных гелио технических устройств
5.4. Особенности методики определения экономической эф фективности использования солнечной энергии при производстве бетонных работ
5.5. Экономическая эффективность использования солнеч ной энергии для ускорения твердения бетона
Выводы к главе V
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


В качества аккумулятора тепла могут быть бетонные стены толщиной 0 мм и днище толщиной 0 мм . Принципиальная схема теплостенда ВНИИТеплопроекта не отличается от гелиокамеры, разработанной физикотехническим институтом им. Стародубцева рис. Максимальная температура нагрева бетонной плиты в гелиостснде толщиной 0 мм при бетонировании в час до час утра следующего дня составила С. Максимальная температура нагрева бетона, покрытого пленкообразующим составом достигает С 0, а набор прочности в суточном возрасте для бетона М 0 составляет 1, М 0 1 М 0 1 9, 1. Ранее в работах 4, 5, 0 получены такие же данные. Производство сборных железобетонных изделий на открытых местных полигонах в гелиоформах требует наличия на предприятии рабочих площадей для их горизонтального размещения. Гелиоформы с любым покрытием бетона могут экспонировать только в этом положении, что является одним из недостатков этой технологии выдерживании изделий и сдерживает ее применение на ряде заводов. Ограниченность заводской территории побуждает к поиску иных технических решений при разработке гелиоустройств. Для изготовления полимербетона предложена комбинированная гелиокамера с двухслойным светопрозрачным покрытием крыши и электроподогревом днища 3, 2. Режим тепловой обработки полимербетона при начальном отверждении производится при С в течение 1,,0 часов, а изотермический прогрев в течение часов при температуре С. Стабильный температурный режим в гелиокамере обеспечивается рациональным сочетанием солнечной, экзотермической и электрической энергии. Повышение эффеетивности использования солнечной радиации достигается применением в полигонном производстве керамзитобетонных и стеновых панелей эффекта вакуума и лучистой энергии. Имплозивный метод укладки керамзитобетонной смеси позволяет сократить на расход цемента. Однако, для работы полигона требуется дополнительное тепловое воздействие, в качестве варианта предлагается инфракрасное излучение 6. Для изготовления бетонных изделий в холодный период года, в пасмурную и дождливую погоду в летний и переходный периоды года предложено применение дополнительнодублирующие источники энергии инфракрасные установки для гслиоформ, инфракрасные установки и низковольтные термоэлементы для гелиокамер . Исследование кинетики формирования температурного поля в теле изделий толщиной 0, 0, 0 мм и при инфракрасном обогреве их снизу показало, что температурный градиент по высоте бетона в период изотермического прогрева составляет 1 см. При одном и том же режиме для изделий толщиной 0 мм расход электроэнергии составил соответственно ,7 и ,5 квтчм3 при температурах на поверхности нагрева и С, для изделий толщиной 0 мм расход электроэнергии составил ,4 и ,7 кВтчм , а для изделий толщиной 0 мм соответственно ,3 и ,5 кВтчм3. При этом получили прочности для изделий толщиной 0 мм соответственно и , 0 мм и , 0 мм и 1 , . Для гелиоустройств разработано гелиопокрытие, представляющее собой призму с изменяемым углом преломления для требуемой концентрации солнечной энергии. Призма выполнена в виде емкости, образованной светопрозрачным основанием и наклонными гранями, шарнирно соединенными друг с другом и укрепленными на пространственном каркасе из телескопических элементов и заполненной светопрозрачной жидкостью . Исследования показали, что для получения прочности И. Втчм3 . Разновидностью комбинированного метода тепловой обработки бетона является изготовление железобетонных плит пакетным способом с использованием солнечной и электрической энергии. При использовании только солнечной радиации для нагрева пакета из 4х плит наиболее быстрый нагрев бетона со скоростью сч произошел в верхний плите. При этом температура в центре за 5 ч достигла С в углах за 4 ч С и у продольных бортов за 5 ч ,5 С при начальной температуре бетонной смеси С. Разогрев центральной зоны нижней произошел за ч до температуры ,5 С, углов за ч до С и у продольных бортов за ч до ,5 С. При этом максимум температуры в нижней плите по сравнению с верхней плитой был достигнут с опозданием на ч с до ч.