УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ ОБОГРЕВАЕМОГО БЕТОНА ПО ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ В НАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ

Полезная модель относится к тепловым испытаниям обогреваемого бетона, а именно определения температурного распределения в толще бетона.
Известен способ определения теплофизических характеристик поверхностным преобразователем, используя межгосударственный стандарт «Материалы и изделия строительные» ГОСТ 30290 разработан НИИСФ Российской Федерации.
Недостатком способа является то, что возникает необходимость лабораторных исследований, отбор образцов и их теплотестирование.
Известен способ определения термического сопротивления ограждающей конструкции зданий и сооружений по ГОСТ 26254-84.
Недостатком предлагаемой методики натурных испытаний является отсутствие измерения скорости изменения температуры в исследуемом образце.
Известно, что для прогрева бетона при отрицательных температурах применяются термоактивные опалубки и греющие провода. Бетон, в свою очередь, имеет жидкую и твердую фазы твердения, отличающихся по свойствам электро и теплопроводности. Характер изменения температуропроводности и других теплотехнических свойств бетона на ранних и последующих сроках твердения не определяется. Существующая методика не состоянии определить теплотехнические свойства бетона при непосредственном обогреве в условиях отрицательных температур.
Определение температуры в теле обогреваемого бетона необходимо для выяснения равномерности распределения теплового потока от греющих элементов. При отрицательных температурах, в частности, при зимнем бетонировании, распространенном на большей части территории Российской Федерации, необходимо учитывать необратимые теплопотери при обогреве бетона, а также скорость распространения тепла в толще бетона, которые влияют на скорость его твердения и прочностные характеристики.
Наиболее близким техническим решением является устройство, описанное в патенте РФ №2243543. Способ комплексного определения теплофизических характеристик материалов. Мищенко С.В., Пономарев С.В.
На первом этапе эксперимента подводят постоянную мощность к объемному источнику теплоты и по зарегистрированным данным вычисляют искомую теплопроводность. На втором этапе прекращают подвод мощности к объемному источнику теплоты и по зарегистрированным данным определяют искомую температуропроводность, включающий измерение толщины образца, установку температуры на внешних поверхностях образцов, равной заданной температуре, определяют удельную мощность источника теплоты и измеряют с постоянным шагом во времени температуру в течении всего опыта. Определяют на каждом шаге величину динамического параметра и сравнивают с максимальным значением, лежащем в заданном диапазоне.
Недостатками данного способа являются следующие факты. В прототипе не отражено использование образца при отрицательных температурах, следовательно - невозможность применения при зимнем бетонировании.
Техническим результатом является измерение температуры и скорости ее изменения в теле обогреваемого бетона при изменении температуры окружающего воздуха, вида и режима прогрева, а также непрерывный температурный мониторинг исследуемого образца по всему объему в течение времени обогрева.
Обработка результатов эксперимента возможна в режиме онлайн с выходом в Интернет.
Технический результат достигается тем, что устройство для определения теплофизических качеств обогреваемого бетона по температуропроводности в натурных условиях включает термопары, каждая из которых представляет собой термопарный кабель композиции хромель-копель в гибкой изоляции, сваренные концы которых помещены свободно в обоймы из стеклянных трубок, равноудаленных друг от друга и расположенных на разной высоте в толще исследуемого образца бетона, сваренные концы обеспечивают образование ЭДС, считываемой контроллером, данные от которого через преобразователь интерфейса поступают в компьютер и с помощью программного обеспечения обрабатываются в режиме on-line с выходом в Интернет.
На фиг.1 показана схема устройства для определения теплофизических качеств обогреваемого бетона по температуропроводности в натурных условиях; на фиг.2 показано расположение термопарных кабелей в исследуемом образце бетона; на фиг.3 показан разрез образца бетона со стеклянной обоймой:
1 - исследуемый образец бетона; 2 - термопарный кабель хромель-копель в гибкой изоляции; 3 - контроллер; 4 - преобразователь интерфейса; 5 - компьютер; 6 - сеть Интернет; 7 - обойма из стеклянных трубок равноудаленных друг от друга и расположенных на разной высоте в толще исследуемого образца 1 бетона; 8 - сваренные концы термопар, свободно помещенные в обоймы из стеклянных трубок 7; сваренные концы термопар 8 обеспечивают образование ЭДС, считываемой контроллером 3 (УТК-38), данные от которого через преобразователь интерфейса 4 (RS-232AC2) поступают в компьютер 6 и с помощью программного обеспечения обрабатываются в режиме on-line с выходом в Интернет.
После проведения испытаний, термопарный кабель 2 свободно вынимается из обоймы 7, что делает данную систему определения теплофозических качеств многократно используемой.