Расчёт льда и температуры бетонной смеси

Лёд рассчитывают как замену части одобренной воды затворения по измеренным массам и температурам основных компонентов. Результат описывает исходное состояние замеса, но не гарантирует температуру при выгрузке или укладке. Нагрев завода, влажность заполнителей, температура и таяние льда, время смешивания и перевозка требуют проверки.

Смеситель MRC для высокомарочного бетона выбирают по объёму замеса и требуемому качеству смешивания. В открытом каталоге нет гарантированной подачи льда или температуры бетона. Для проекта согласуют порядок загрузки, допустимый размер льда, заполнение смесителя и программу испытаний.

Сначала определите точку приёмки

Укажите, где действует предел: при выгрузке из смесителя, автобетоносмесителя или при укладке. Используйте требование проекта, а не универсальный максимум. Руководство NRMCA показывает, что пределы жаркой погоды задаются проектом и согласуются с применимыми положениями ACI и ASTM.

Измеряйте температуру вяжущих, крупного и мелкого заполнителя, воды и льда непосредственно перед производством. Свободную влагу заполнителя включайте в общий водный баланс.

FHWA относит охлаждение заполнителей и замену воды льдом к способам снижения температуры. Примеры системы качества NRMCA сочетают орошение складов, охлаждённую воду и контролируемое дозирование. Они подтверждают системный подход, но не задают одну дозу для любого завода.

Примените прозрачный тепловой баланс

В упрощённой метрической оценке теплоёмкость сухих заполнителей и вяжущих принимают равной 0.22 теплоёмкости воды, а теплоту плавления льда — около 79.7 kcal/kg. Если лёд при 0°C заменяет воду с температурой (T_w):

[ T_f=\frac{0.22\sum(m_sT_s)+m_wT_w-m_i(T_w+79.7)}{0.22\sum m_s+m_w} ]

Здесь (m_s,T_s) — массы и температуры сухих твёрдых компонентов, (m_w) — вся одобренная вода после поправки влажности, (m_i) — её часть в виде льда. Формула предполагает полное таяние и не учитывает нагрев оборудования.

Если лёд холоднее 0°C или заменяемая жидкая вода имеет температуру, отличную от 25°C в приведённом примере, тепловой баланс необходимо пересчитать.

Условный пример замеса

Только для иллюстрации примем 1800 kg SSD-заполнителя при 35°C, 400 kg вяжущих при 45°C и 180 kg воды при 25°C. Цель расчёта — 28°C.

[ T_0=\frac{0.22(1800\times35+400\times45)+180\times25}{0.22(1800+400)+180}=33.6^\circ C ]

[ m_i=\frac{22320-664\times28}{25+79.7}=35.6\text{ kg} ]

Получается около 35.6 kg льда и 144.4 kg жидкой воды до отдельного распределения влаги заполнителей. Эти числа нельзя переносить в производство: они зависят от всех заданных условий.

Проверьте реализуемость

Масса льда не может превышать доступную для замены долю воды. Бюллетень GCP требует взвешивать лёд и учитывать его как воду; охлаждение ограничено водным бюджетом. Если расчёт требует больше, нужны охлаждённые заполнители, холодная вода или согласованный пересмотр плана.

Проверьте, что форма и загрузка льда не создают комков, повреждений или нерастаявших частиц. Весь лёд должен растаять до выгрузки. Сохраняйте водовяжущее отношение, считая вместе растаявший лёд и свободную воду.

Связанное руководство по поправке влажности заполнителей показывает, как влажный материал меняет массы и добавляемую воду. Эту поправку выполняют до окончательного разделения воды и льда.

Подтвердите пробными замесами

Проводите испытания в характерных жарких условиях. Запишите температуры и массы, влажность, форму и массу льда, порядок загрузки, время смешивания, температуру выгрузки, время и температуру укладки. Повторите замесы, чтобы отличить устойчивую поправку от случайного разброса.

Если выгрузка теплее расчёта, проверьте горячие бункеры и корпус, фактическую температуру заполнителя, задержку загрузки и таяние. Если расхождение возникает при укладке, изучите ожидание и нагрев при перевозке.

Что запросить у поставщиков

Поставщик смесителя и завода должен указать форму и размер льда, точку и последовательность загрузки, блокировки, влияние на время, учёт воды и доказательство полного таяния. Поставщик охлаждения возвращает температуру, точность массы и пиковую производительность льда.

Заключение

Расчёт льда — начало теплового баланса. Используйте измеренные данные, заменяйте воду по массе, соблюдайте водный бюджет и подтверждайте температуру в заданной точке пробными замесами. Возможности оборудования согласуют для фактической конфигурации.