Установка для электропитания греющей опалубки

Производительность (объем прогреваемого бетона)	До 30 м^3
Мощность	126 кВ · А
Регулирование температуры бетона	Автоматическое
Трансформатор	ТМОБ-63,2 шт.
Первичное напряжение	380 В
Вторичное напряжение	49, 60, 70, 85, 103, 121 В
Обслуживающий персонал	1 оператор
Масса	5700 кг
Транспортирование	Установка выполнена на салазках, перевозится автомашиной
Калькодержатель	ЦЭКБ Строймехавтоматика ЦНИИОМТП Госстроя СССР (Москва 127434, Дмитровское, ш. 9)
Номер проекта	1342.00.000

Комплектная трансформаторная подстанция для обогрева бетона КТП-ОБ-63

Производительность (объем обогреваемого бетона)	До 12 м^3/сут
Мощность	63 кВ · А
Регулирование температуры	Ручное
Первичное напряжение	380 В
Вторичное напряжение	49, 60, 70, 85, 103, 121 В
Обслуживающий персонал	1 электрик
Масса	900 кг
КТП	Изготовляет минский электротехнический з-д им. В.И. Козлова

ПРИЛОЖЕНИЕ 23

Пример выбора способа зимнего бетонирования

Исходные данные: фундаменты двухступенчатые, нижняя ступень 5200×3700 мм, высота ступени 600 мм; верхняя ступень 3200×1700 мм, высотой 600 мм; подколонник 1600×1700 мм, высотой 2700 мм. Бетон марки М200 на шлакопортландцементе марки 400, расход цемента 340 кг/м³. Заданная прочность к моменту замерзания должна быть не менее 50 % R ₂₈. Бетонирование производится при температуре -15 °С в феврале в Челябинске. Скорость ветра не более 4 м/с. Суточный поток бетонной смеси 40 м³. Опалубка применяется деревянная щитовая толщина 25 мм, в качестве утеплителя приняты минераловатные плиты. Фундамент армирован сетками Æ 20 мм, вес сеток до 300 кг.

Указанные фундаменты могут быть забетонированы согласно рекомендациям раздела 1, способами термоса, с предварительным электроразогревом бетонной смеси, с периферийным электропрогревом, с применением греющей опалубки, а также с применением бетона с противоморозными добавками.

Определяем технико-экономические показатели вышеперечисленных способов зимнего бетонирования.

Способ термоса

1. Определяем модуль поверхности

где

F _охл = 2 · 5,2 · 3,7 + 0,6 · 17,8 + 0,6 · 0,8 + 2 · 0,7 · 2,7 + 2 · 1,6 · 2,7 = 38,48 + 10,68 + 5,9 + 3,8 + 8,64 = 67,5 м²;

F _опал = 0,6 · 17,8 + 0,6 · 9,8 + 2 · 0,7 · 2,7 + 2 · 1,6 · 2,7 = 29,1 м²;

F _отк =5,2 · 3,7 = 19,24 м²;

V = 5,2 · 3,7 · 0,6 + 3,2 · 1,7 · 0,6 + 1,6 · 0,7 · 2,73 = 18 м³.

При расчете τ_охл принято ориентировочно, что коэффициент теплопередачи в грунт и опалубку равны.

2. Согласно формулы (2) и табл. 4, определим t _б.н для условия: t _см = 35 °С, время транспортирования бетонной смеси 20 мин, автосамосвалом МАЗ-500, время укладки бетонной смеси 10 мин,

t _б.н = 30 °С.

3. Определяем среднюю температуру остывания по формуле (7):

4. Определяем по табл. 26 для t _б.ср = 17,6 °С, время набора прочности 50 % R ₂₈ τ = 144 ч.

5. Определяем коэффициент теплопередачи ограждения по формуле (12):

6. Так как для опалубки из досок (δ = 25 мм) при скорости ветра 4 м/с K = 4,66 Вт/(м² · град) (табл. 21), следовательно, требуется утепление. По формуле (13) находим толщину утеплителя:

откуда δ_ут = 0,014 м.

Принимаем по табл. 22 один слой минераловатных плит толщиной 20 мм. Утеплитель открытой горизонтальной поверхности принимаем из слоя пергамина и минераловатных плит толщиной 40 мм, так как плиты выпускаются толщиной 20 и 40 мм.

7. Определяем затраты:

а) затраты по установке и разборке опалубки, армированию и укладке бетонной смеси по данным п. 17.6:

где 1,15 - районный коэффициент для района Челябинска;

0,359 руб/м², 0,081 чел.-дн/м² - соответственно расценка и норма времени на установку и разборку опалубки (табл. 73);

З _арм = 1,15 (0,237 · 1 + 0,442 · 4): 18 = 0,128 руб/м³;

T _арм = (0,055 · 1 + 0,102 · 4): 18 = 0,026 чел.-дн/м³,

где 0,237 и 0,442 руб/шт., 0,055 и 0,102 чел.-дн/шт. - соответственно расценки и нормы времени на установку сеток; 1 и 4 - соответственно количество горизонтальных и вертикальных сеток в фундаменте;

З _укл = 1,15 · 0,157 = 0,181 руб/м³; T _укл = 0,034 чел.-дн/м³;

б) затраты на подогрев воды и заполнителей по п. 17.7: C _пвз по табл. 74 для t _н.в = -15 °С, t _см = 35 °С с учетом того, что в Челябинске стоимость пара 3,5 руб. за 1 Гкал (табл. 75), следовательно,

З _пвз = 1,15 · 0,031 = 0,036 руб/м³; T _пвз = 0,01 чел.-дн/м³;

в) затраты на установку и разборку утеплителя по п. 17.8 (см. табл. 69):

где 0,019 и 0,060 руб/м²; 0,05 и 0,014 чел.-дн/м² - соответственно расценки и нормы времени по установке и разборке утепления горизонтальных и вертикальных поверхностей (табл. 73);

33,9 руб/м³ - стоимость минераловатных прошивных матов (табл. 22);

0,04 и 0,02 м - толщина утеплителя соответственно открытой и опалубливаемой поверхности;

5 - оборачиваемость утеплителя (табл. 22);

г) затраты по контролю качества (см. п. 17.9)

где 0,049 и 0,0125 руб/замер; 0,0125 и 0,005 чел.-дн/замер - по табл. 73; 6 - количество скважин в фундаменте.

8. Общие дополнительные затраты по формулам (85) - (90):

C ′_мат = 0,534 руб/м³; C″ _мат = 0,17 руб/м³;

З _т = (1,16 - 1) (0,667 + 0,128 + 0,181) + 0,135 + 0,036 + 0,605 = 0,932 руб/м³;

T _т = 0,16 (0,131 + 0,026 + 0,034) + 0,01 + 0,028 + 0,12 = 0,189 чел.-дн/м³,

где 1,16 - K _нр (табл. 72), так как бетонирование ведется в феврале,

S _т = П _т = 1,09 · 0,534 + 0,17 + 1,15 · 0,932 = 1,81 руб/м³.

Предварительный электроразогрев бетонной смеси

1. t _раз = 80° (принимаем по п. 7.9).

2. Согласно формуле (2), табл. 4 определяем начальную температуру бетона после укладки t _б.н для следующих условий: t _б.см = 80 °С, время транспортирования 5 мин автосамосвалом МАЗ-500, время укладки бетонной смеси 10 мин:

t _б.н = 75 °С.

3. Определим среднюю температуру остывания по формуле (7):

4. Для t _б.ср = 36,8 °С и R = 50 % R ₂₈ находим из табл. 26:

τ_ост = 48 ч.

5. По табл. 20, по τ_ост и t _б.ср находим тепловыделение:

Э = 153,6 кДж/кг.

6.

Так как K - требуемое больше K опалубки - 4,66 (табл. 21), уменьшаем температуру разогрева.

7. Принимаем t _см = 60 °С, аналогично вышеизложенному находим:

t _б.н = 55 °С;

t _б.ср = 29,5 °С, τ_ост = 2,75 сут = 66 ч; Э = 165 кДж/кг и вновь определяем

K _{требуемое} = K _опал

8. По формуле (20) определим P:

где 3,2 м³ - объем разогреваемой бетонной смеси.

9. По табл. 66 принимаем трансформатор ТМ-630/6 стоимостью 1600 руб.

10. По формуле (28) определяем расход электроэнергии:

11. По формуле (122) находим C _обор:

где K ₁ = 1600 (табл. 66); K ₂ = 2140 руб.; n _з.см = 342 (табл. 76);

где 0,20 r - среднее время обслуживания одной машины;

V _м - объем разогреваемой бетонной смеси;

8 - продолжительность смены, ч;

η - коэффициент использования установки по времени, равный 0,75.

Удельные капитальные затраты

12. Затраты на опалубку, армирование и укладку бетонкой смеси принимаем такие, как для способа термоса:

З_i = (1,16 - 1,0) (0,667 + 0,128 + 0,181) = 0,156 руб/м³;

T_i = 0,16 (0,131 + 0,026 + 0,034) = 0,03 чел.-дн/м³.

13. Затраты на подогрев воды и заполнителей аналогичны затратам при способе термоса:

З _пвз = 0,036 руб/м³; T _пвз = 0,01 чел.-дн/м³;

для t _см = 10 °С t _н.в = -15 °С

из табл. 74 для Мосэнерго

C _пвз = 0,109,

для Челябинска

14. Заработная плата и трудоемкость, связанная с простоем транспорта на посту разогрева, определена на основании калькуляции, составленной трестом Челябметаллургстрой:

где 12 мин (0,2 ч) - среднее время разогрева бетонной смеси в кузове автомашины; 0,035 руб. - плата за 1 мин простоя автотранспорта;

3,2 м³ - объем разогреваемой бетонной смеси.

15. По расчету опалубка не утепляется, поэтому считаем только затраты на утепление горизонтальной поверхности (δ_ут = 0,02 м и слой пергамина):

16. Затраты по контролю качества (см. п. 17.9):

17. Оплата за электроэнергию по формуле (125)

где C ₁ = 17,9; C ₃ = 0,0068 (табл. 77 - для Челябэнерго).

18. Затраты на обслуживание установок прогрева по п. 17.12.

З _обсл = 11,564/96 = 0,12 руб/м³;

T _обсл = 2/96 = 0,02 чел.-дн/м³.

19. Общие дополнительные затраты по формулам (85), (86), (91) - (94):

C '_мат = 0,04 + 0,17 = 0,21 руб/м³;

C ″_мат = 0,082 + 0,65 = 0,732 руб/м³;

З _пр.р = 0,156 + 0,036 + 0,023 + 0,38 + 0,12 = 0,695 руб/м³;

T _пр.р = 0,03 + 0,01 + 0,005 + 0,1 + 0,02 = 0,165 чел.-дн/м³;

S _пр.р = 1,09 · 0,21 + 0,732 + 1,15 · 0,695 = 1,76 руб/м³;

П _пр.р = 1,76 + 0,15 · 0,11 = 1,78 руб/м³.

Электропрогрев

Дополнительные условия: t _и = 40 °С; P = 5 град/ч; электроды нашивные сечением 40×3 мм.

1. Аналогично вышеизложенному [формула (2), табл. 4] для t _б.н = 5 °С находим при времени транспортирования 15 мин автосамосвалом МАЗ-500 и времени укладки 10 мин - t _см = 10 °С.

2. Согласно примера 1 (разд. 4) определяем продолжительность изотермического выдерживания τ_и = 16 ч для следующих условий:

средняя температура за период подъема (5 + 40): 2 = 22,5 °С;

время подъема температуры (40 - 5): 5 = 7 ч;

средняя температура за период остывания до 5 - 23 °С;

время остывания конструкции без учета экзотермии цемента 40 ч.

3. Мощность в период подъема температуры P _п = 1,51 кВт/м³ [формула (8)], мощность в период изотермического выдерживания P _и = 1,1 кВт/м³.

4. Мощность установки на период подъема температуры с учетом сменного потока бетона 40 м³:

P _п = 1,51 · 40 = 60,4 кВт;

Следовательно, для прогрева необходим один прогревный трансформатор ТМОБ-63.

5. Расход электроэнергии по формуле (11)

W = 1,51 · 7 · 1,1 · 16 = 28,17 кВт · ч/м³.

6. Затраты на опалубку, армирование и укладку бетонной смеси из расчета для способа термоса:

З_i = 0,156 руб/м³; T_i = 0,03 чел.-дн/м³.

7. Затраты на подогрев воды и заполнителей, а также по утеплению аналогичны затратам при способе предварительного электроразогрева:

З _пвз = 0,036 руб/м³; T _пвз = 0,01 чел.-дн/м³;

C _пвз = 0,082 руб/м³; З _ут = 0,023 руб/м³;

T _ут = 0,005 чел.-дн/м³; C _ут = 0,17 руб/м³.

8. По формуле (124) определяем C _обор:

где 280 - стоимость трансформатора ТМОБ-63 (табл. 67);

0,064 и 0,5 - норма амортизационных отчислений;

1 - число трансформаторов;

23 - количество перестановок трансформатора в год.

Удельные капитальные затраты

9. Стоимость электроэнергии по формуле (125)

10. Заработная плата, трудоемкость и стоимость электродов по п. 17.13 и табл. 73.

Для нашивных электродов по табл. 73

T _эл = 0,038 · 1,617 = 0,06 чел.-дн/м³,

где 29,1 и 18 - соответственно опалубливаемая поверхность и объем конструкций;

где 0,12 руб. - стоимость 1 кг стали;

2,82 кг - масса нашивных электродов на 1 м² опалубки;

5 - оборачиваемость электродов.

11. Затраты на обслуживание установок прогрева по п. 17.12:

З _обсл = 11,564/40 = 0,29 руб/м³;

T _обсл = 2/40 = 0,05 чел.-дн/м³.

12. Затраты по контролю качества по п. 17.9

T _к = 0,0125 · 17 · 0,3 + 0,005 · 0,3 = 0,066 чел.-дн/м³.

13. Дополнительные затраты по формулам (85), (86) и (95) - (98):

C '_мат = 0,17 + 0,067 + 0,11 = 0,347 руб/м³;

C ″_мат = 0,082 + 0,427 = 0,509 руб/м³;

З _эп = 0,156 + 0,036 + 0,023 + 0,29 + 0,29 + 0,258 = 1,053 руб/м³;

T _эп = 0,03 + 0,01 + 0,005 + 0,066 + 0,05 + 0,06 = 0,221 чел.-дн/м³;

S _эп = 1,09 · 0,347 + 0,509 + 1,15 · 1,053 = 2,1 руб/м³;

П _эп = 2,1 + 0,15 · 0,05 = 2,11 руб/м³.

Греющая опалубка

Дополнительные условия: греющая опалубка из стальных щитов с минераловатными матами толщиной 40 мм и фанерой толщиной 3 мм, с нагревательным кабелем КНМС (коэффициент теплопередачи опалубки из табл. 45 - 3,44 Вт/(м² · град)).

1. Аналогично вышеизложенному для электропрогрева t _см = 10 °С; продолжительность изотермического выдерживания 13 ч для обеспечения требуемой прочности 50 % марочной выбрана для следующих условий:

температура изотермического прогрева - 40 °С;

средняя температура за период подъема - 22,5 °С;

время подъема температуры - 7 ч;

средняя температура за период остывания - до 5 - 23 °С;

время остывания конструкции без учета экзотермии цемента - 54 ч.

2. Мощность, необходимую для подъема температуры, определяем по формуле (45):

P _п = 0,58 · 64,6 · 1,3 = 48,7 кВт;

где 0,58 кВт/м² - удельная мощность нагревателей (см. рис. 37);

- площадь опалубливаемой поверхности при суточном потоке бетона, равном 40 м³;

1,3 - коэффициент, учитывающий наличие открытых ребер каркаса опалубки.

Для мощности P _п = 48,7 кВт необходима одна установка для электропитания термоактивной опалубки мощностью 63 кВт, стоимостью 2400 руб. (п. 17.10).

3. Расход электроэнергии по формуле (11)

W = 1,22 · 7 + 1,22 · 0,85 · 13 = 22 кВт · ч,

где 0,85 - коэффициент, учитывающий отключение группы щитов по достижении расчетных температур (см. п. 9.56).

4. Аналогично пп. 6 и 7 для электропрогрева находим:

З_i = 0,156 руб/м³; T_i = 0,03 чел.-дн/м³;

З _пвз = 0,036 руб/м³; T _пвз = 0,01 чел.-дн/м³;

C _пвз = 0,082 руб/м³; З _ут = 0,023 руб/м³;

T _ут = 0,005 чел.-дн/м³; C _ут = 0,17 руб/м³.

5. По формуле (124) определяем

Удельные капитальные затраты

6. Стоимость электроэнергии по формуле (125)

7. Затраты по контролю качества по п. 17.9:

T _к = 0,0125(3,5 + 16,75)0,3 + 0,005 · 0,3 = 0,08 чел.-дн/м³.

8. Затраты на обслуживание установок прогрева по п. 17.12:

З _обсл = 11,564/40 = 0,29 руб/м³;

T _обсл = 2/40 = 0,05 чел.-дн/м³.

9. Стоимость дополнительных материалов для греющей опалубки по п. 17.6:

где 41,27 руб/м² - стоимость греющей опалубки (по расчету ЦНИИОМТП); 30 руб/м² - стоимость стальной опалубки (по расчету ЦНИИОМТП); 100 - оборачиваемость опалубки.

10. Дополнительные затраты по формулам (85), (86) и (99) - (102):

C '_мат = 0,182 + 0,17 + 0,133 = 0,485 руб/м³;

C ″_мат = 0,082 + 0,356 = 0,438 руб/м³;

З _гр.о = 0,156 + 0,023 + 0,036 + 0,35 + 0,29 = 0,855 руб/м³.

T _гр.о = 0,03 + 0,005 + 0,01 + 0,08 + 0,05 = 0,175 чел.-дн/м³;

S _гр.о = 1,09 · 0,485 + 0,438 + 1,15 · 0,855 = 1,95 руб/м³;

П _гр.о = 1,95 + 0,15 · 0,175 = 1,98 руб/м³.