Термоактивный щит опалубки

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована в качестве греющей опалубки при изготовлении железобетонных конструкций.
Известна греющая опалубка, состоящая из греющих щитов (см. RU №10200, кл. E04G 9/10, опубл. 16.06.1999), включающих каркас, палубу, нагревающий слой, выполненный в виде прикрепленного к наружной стороне палубы слоя бумаги с нанесенной на него экзотермической композицией с покрытием из защитной съемной влагонепроницаемой пленки, и теплоизоляционный слой из быстротвердеющего карбамидного пенопласта заливочного типа.
Недостатком известной опалубки является сложность устройства и малоэффективность в использовании из-за отсутствия возможности контроля процесса термообработки.
Термоактивная опалубка с автоматическим программным управлением процесса тепловой обработки бетона (см. RU №2507355, кл. E04G 9/10, опубл. 20.02.2014) включает щиты опалубки с нагревательными элементами и автоматическое программное управление обогревом.
Недостатком данной опалубки известной конструкции является сложность изготовления, несовершенство нагревающего слоя, что приводит к снижению качества и надежности бетонирования.
Известен щит греющей опалубки (см. SU №1604965, кл. E04G 9/10, опубл. 07.11.1990), включающий кожух и герметичную емкость с нагревателями, размещенным в легкокипящей жидкости, теплоизоляцию, при этом щит состоит из греющих плат из теплопроводного материала, в которых размещены вертикальные каналы.
Известно устройство предполагает использование в качестве теплового агента пара от легкокипящей жидкости, при этом для работы необходим постоянный контроль над выравниванием давления пара в системе герметичной емкости. Сложная конструкция, требующая тщательного обслуживания, не способствует надежности работы и широкому использованию в строительстве, в т.ч., например, в условиях Севера.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, выражается в создании простого и надежного устройства термоактивного щита опалубки.
Технический эффект, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении равномерного температурного поля, характеризующегося в равномерном обогреве и остывании бетона после термообработки.
Для решения поставленной задачи термоактивный щит опалубки, включающий каркас с палубой и утеплителем, греющий элемент, заполненный незамерзающейся жидкостью, например антифриз или «Тосол», нагреваемой посредством электронагревателя, температура которой регулируется термодатчиками, отличается тем, что греющий элемент выполнен в виде плоской емкости, причем, в ней для направления потока естественной циркуляции установлены продольные перегородки, условно разделяющие емкость на секции, которые разделены продольным оребрением на каналы вертикальной циркуляции, кроме того, каждая секция снабжена устройством аварийного обогрева, выполненного в виде сквозной изогнутой трубки, нагреваемого при необходимости посредством альтернативного энергоисточника, например газовой горелки, проходящей в нижней части через корпус плоской емкости с жидкостью и с выходами через утеплитель, имеющий съемную верхнюю часть или окошко с крышкой.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, создание простого по конструкции и экономичного в действии щита опалубки, отличающегося с возможностью работы в условиях отсутствия постоянного источника энергообеспечения.
Устройство иллюстрируется чертежом, где на фигуре схематично показан общий вид (а) и продольный разрез щита опалубки (б).
Термоактивный щит опалубки состоит из каркаса 1 с утеплителем 3, палубы 2, греющего элемента в виде плоской емкости 4 с продольными перегородками 5, заполненной незамерзающей жидкостью 9, устройства аварийного обогрева 6, выполненного в виде трубчатого обогревателя от газовой горелки, электронагревателей 7, заливной горловины с выпускным клапаном 8 и термодатчика 10.
К внутренней стороне каркаса 1, изготовленного, например, из металлоконструкций, крепится опалубка 2, выполненная, например, из бакелизированной фанеры. При этом толщина элементов конструкции каркаса соответствует суммарной толщине корпуса плоского греющего элемента 4 и утеплителя 3.
К палубе 2 устанавливается плоский греющий элемент 4, состоящий из двух условных секций, частично разделенных продольными перегородками 5 для направления потока циркуляции жидкости, при этом сохраняется сообщение между жидкостями обоих секций. Каждая секция представляет собой двухканальную емкость, разделенную¸ в свою очередь, оребрением в виде плоской пластины. В нижней части каждой секции, сбоку, размещены электронагреватели 7 известной конструкции, подключаемые для работы к энергоисточнику.
Утеплитель 3 расположен с наружной части щита и может быть выполнен в жесткой форме, причем, верхняя часть – съемной. Например, при стандартной высоте каркаса 1 щита опалубки, равном 3 м, высота съемной части утеплителя составит в среднем 0,09-0,10 м. Возможен другой вариант исполнения, заключающийся в выполнении окошка сопоставимого размера в верхней части утеплителя, закрываемого съемной утепленной крышкой.
Рядом с электронагревателями 7 расположены полые трубки 6 аварийного обогревателя, в качестве которого может быть использована, например, газовая горелка. Трубки 6 выполнены изогнутыми, проходят через корпуса секций, контактируя жидкостью в емкости, и имеют выходы к наружу через утеплитель 3.
Незамерзающая жидкость, например, антифриз («Тосол»), заливаются в плоскую емкость 4 греющего элемента через заливную горловину с выпускным клапаном 8, расположенную в верхней части емкости.
Для регулирования температуры обогрева в палубе 2 встроен термодатчик 10, связанный с блоком управления.
Устройство работает следующим образом.
После монтажа конструкции опалубки и заливки в форму бетона включаются электронагреватели 7 термоактивного щита. При этом например, при сооружении бетонных конструкций прямоугольного сечения, в целях повышения эффективности обогрева могут быть установлены 2 термоактивных щита заявленного устройства с противоположных сторон конструкции.
Нагревателями 7 поднимается температура жидкости 9 плоского греющего элемента 4, при этом за счет образующейся разности плотности между нагретой и холодной жидкостями, нагретая жидкость поднимается выше по каналу секции, обогревая бетон через палубу 2, остывшая же жидкость опускается вниз через средний канал секции, где снова обогревается и поднимается выше по каналу. Направление потока естественной циркуляции жидкости осуществляется посредством перегородок 5.
Температура обогрева регулируется до заданной температуры (в период набора прочности бетонной смеси поддерживается температура, например, на уровне 55-60°С) с помощью термодатчиков 10, встроенных на палубе 2 опалубки.
При аварийных ситуациях, связанных с отсутствием электроэнергии, жидкость 9 в емкости 4 обогревается, например, посредством газовой горелки, которая для этого приспосабливается в полые трубки 6, установленные в корпусе. Газовым пламенем, обогревающим трубки 6, нагревается жидкость в емкости 4 до заданных температур.
После набора прочности бетона нагреватели 7 отключаются и устройство за счет использования незамерзающей жидкости, работает как охлаждающее устройство для остывания бетона.
Для этого снимают съемную часть утеплителя (или открывают специальное окошко) в верхней части щита. Открытая часть утеплителя способствует быстрому охлаждению жидкости 9 в емкости 4, которая, в свою очередь, охлаждает бетон. При этом естественная циркуляция жидкости в секциях продолжается до установления равновесия градиента температуры.
Таким образом, термоактивный щит опалубки заявленной конструкции обеспечивает всесезонное производство работ по возведению бетонных конструкций, что сокращает время их возведения, высокую технологичность работ в зимних условиях, более высокое качество, меньшую энергоемкость, снижение себестоимости строительной продукции.