ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Опалубочная система принципиально новой конструкции, основанная на использовании пневмоформ с элементами совмещения в себе функции средств подмащивания и формообразующих систем, состоит из отдельных пневмокаркасных элементов.

Отдельный элемент (опалубочный модуль) внешне представляет собой баллон цилиндрической формы, изготовленный из прорезиненной ткани, в котором создается избыточное давление, необходимое для поддержания его в проектном положении при восприятии технологических нагрузок. Несколько модулей, соединенных в определенном порядке, позволяют возводить конструкции, имеющие в плане различные размеры.

Для адаптации пневмомодульной опалубки к зимним условиям (до настоящего времени оставалась не доказанной возможность осуществления строительного процесса с применением такой опалубки при отрицательных температурах) был обобщен опыт применения мягких формующих систем в качестве греющих и предложено воздух, идущий на создание избыточного давления, нагревать и использовать как теплоноситель.

На основе проведенного анализа процессов тепломассопереноса определено, что для создания нормальных условий твердения бетонной смеси теплоноситель во внутримодульном пространстве должен находиться в режиме циркуляции.

Решение использовать нагретый воздух привело к тому, что при обогреве конструкционного бетона образуется ранее не встречавшаяся в практике пневмовозведения термодинамическая система - многослойная цилиндрическая, для функционирования которой потребовалась разработка методики расчета температурных полей.

В основу методики было заложено условие соблюдения теплового баланса между количеством теплоты, подводимым с теплоносителем, и количеством теплоты, необходимым для создания нормальных температурно-влажностных условий твердения бетонной смеси.

При наличии циркуляционной схемы движения нагретого воздуха из уравнения теплового баланса находится его расход через поперечное сечение формы. Полученные величины позволяют рассчитать скорость движения теплоносителя во внутримодульном объёме, а затем на основании критерия Рейнольдса описать режимы его течения. Отмечено, что преобладающим является турбулентный режим с числом Рейнольдса, находящимся в пределах 7000<><>

Характеристика режимов движения позволяет рассчитать безразмерный критерий Нуссельта и далее коэффициент теплоотдачи от теплоносителя в стенку опалубки. Используя методы теории тепломассопереноса рассчитываются значения стационарных температурных полей.

Тепловой режим при функционировании многослойной цилиндрической системы устанавливается зависимостью температуры теплоносителя от температуры окружающей среды. Математическое определение этой зависимости основано на методе ограничений, а именно наложении граничных параметров на значения температур в контактных плоскостях для обеспечения требуемых технологических условий возведения. Составлена система линейных неравенств, регламентирующих технологические параметры.

Для регистрации температурных полей процессов, входящих в производственный цикл, когда наблюдается изменение температуры в термодинамической системе (нагрев или охлаждение) , следует использовать численные методы расчета нестационарных температурных полей. Окончательные значения температур произвольной точки теплового поля определяются методом элементарной суперпозиции. Полученные результаты использованы при обосновании временных параметров нагрева и остывания бетонного слоя.

Совместное описание течения стационарных и нестационарных тепловых процессов позволило определить, что технология производства работ по возведению конструкций на греющих пневмокаркасных модульных опалубках меняется в зависимости от температуры окружающей среды. При температурах выше -3,5°С прогрев воздуха подоболочечного пространства до +12 - +18°С обуславливает в выдерживаемой смеси набор критической прочности за 45-50 часов. При температурах ниже -3,5°С необходимо применение поверхностного утеплителя.