Bilans cieplny

Dla zwykłych cementów portlandzkich o temperaturze + 18°C egzotermia reakcji rozpoczyna się dopiero po upływie ok. 3 godzin od zarobienia wodą, kiedy to mieszanka betonowa może oziębić się już o kilka stopni (program uprawnienia budowlane na komputer).

Pełną intensywność nabiera po upływie 4-^8 godzin. Skrócenie okresu od zarobienia mieszanki betonowej wodą do rozpoczęcia procesu wiązania jest istotnym problemem w robotach zimowych. Beton o temperaturze 18°C zawierający 300 kg cementu portlandzkiego 350 wydzieli w ciągu 3 dni ok. 21 000 kcal, tj. tyle, ile traci 1 m3 betonu oziębiając się o 40°C, ale już w temperaturze 5°C wydzieli tylko ok. 10 000 kcal. Wykorzystanie we właściwy sposób ciepła egzotermicznej reakcji hydratacji cementu jest jednym z ważniejszych momentów wpływających na ustalenie warunków betonowania w zimie (program uprawnienia budowlane na ANDROID).
Bilans cieplny sporządza się w celu ustalenia ilości koniecznego ciepła dla zachowania wymaganej temperatury betonu w okresie wiązania i tężenia.

Najistotniejszym składnikiem w bilansie cieplnym są straty ciepła Qs. Dla zachowania koniecznej temperatury, beton musi zakumulować odpowiednią ilość ciepła Qc, na którą składa się ciepło dostarczane mieszance betonowej Qz i ciepło hydratacji Q/, (uprawnienia budowlane).
Dalszy problem w tej metodzie polega na stworzeniu takich warunków ochrony betonu, żeby utrata ciepła Qs nastąpiła po kresie uzyskania przez beton żądanych właściwości.
W metodzie podgrzewania betonu żądaną temperaturę betonu uzyskuje się z:
1. ciepła początkowego,
2. ciepła hydratacji,
3. ciepła doprowadzanego z zewnątrz (program egzamin ustny).

Problemy obliczeń cieplnych. W praktyce sprowadza się zagadnienie do odpowiedzi na następujące pytania:
a) - Ile ciepła musi zakumulować beton, aby uzyskał żądane właściwości w określonym czasie przy określonych warunkach dojrzewania
b) - Jak długo musi dojrzewać beton, aby uzyskał żądane właściwości przy określonej z góry ilości zakumulowanego ciepła i przy określonych warunkach dojrzewania
c) - Jakie zapewnić warunki dojrzewania, aby beton uzyskał żądane właściwości w określonym czasie przy określonej ilości zakumulowanego ciepła

Ponieważ w praktyce budowlanej trudno jest operować pojęciem ciepła, dlatego pytania I, II i III można sformułować jak następuje:
la - Jaką temperaturę musi mieć mieszanka betonowa, aby beton uzyskał żądane właściwości w określonym czasie przy określonych warunkach dojrzewania
Ha - Jak długo musi dojrzewać beton, aby uzyskał żądane właściwości przy określonej temperaturze i określonych warunkach dojrzewania
Ilia - Jakie zapewnić warunki dojrzewania, aby beton uzyskał żądane właściwości w określonym czasie przy określonej temperaturze dojrzewania (opinie o programie).

Temperatura betonu

Do żądanych właściwości betonu w zimie zalicza się głównie:
a) uzyskanie przez beton warunkowej odporności na działanie mrozu,
b) uzyskanie przez beton pełnej odporności na działanie mrozu,
c) uzyskanie wytrzymałości, przy której można konstrukcję rozdeskować,
d) uzyskanie projektowanej końcowej wytrzymałości betonu (segregator aktów prawnych).

Sposoby obliczeń cieplnych. Dokładne obliczenia cieplne dojrzewającego betonu w konstrukcji są bardzo skomplikowane i dla rzeczywistych warunków budowlanych praktycznie niemożliwe. Stosuje się zazwyczaj obliczenia sposobami przybliżonymi i opartymi na pewnych, także przybliżonych założeniach. Zakłada się mianowicie, że:
a) Temperatura betonu określa jednoznacznie stan cieplny w betonie.
b) Temperatura betonu w dowolnym momencie jego ostygania jest jednakowa we wszystkich punktach konstrukcji i zmienia się tylko w czasie.

Wytrzymałość betonu dojrzewającego w określonym czasie przy zmieniającej się temperaturze własnej betonu jest równa wytrzymałości betonu dojrzewającego w tym samym okresie czasu przy stałej temperaturze własnej betonu, równej średniej ze wszystkich temperatur zmiennych występujących w okresie dojrzewania (promocja 3 w 1).

Sposoby przeprowadzania obliczeń cieplnych podane są oddzielnie przy omawianiu każdej z metod postępowania przy betonowaniu w zimie. Poniżej podano przykłady wykorzystania równań M. Mayera i B. G. Skramtajewa w metodzie zachowania ciepła.