Утеплить свайный фундамент: обзор материалов и технологии утепления свайных фундаментов.

Содержание

Утепление свайного фундамента: всё самое актуальное

Вступление

Свайный фундамент прост в устройстве, подходит практически для любых типов грунта, однако имеет один серьезный недостаток. Подполье дома на сваях ничем не защищено и температура под домом равна температуре на улице. То есть, если дом строится в холодных и прохладных регионах, нужно подумать про утепление свайного фундамента.

Что такое свайный фундамент: теория

Когда в частном домостроении речь заходит про свайный фундамент, обычно имеют в виду свайно-винтовой тип фундамента. Это ограничивает представления о свайных фундаментах, так как свайно-винтовой лишь отдельный тип свайного фундамента.

Например, панельные многоквартирные дома строят на бетонно-свайном фундаменте. «Свайное поле» фундамента из бетонных свай забивают в грунт не дольше недели. Скорость строительства с таким фундаментом высокая, качество отменное, ограничений на вид почвы практически нет.

В теории свайные фундаменты принято различать по типу монтажа. Свайный фундамент может быть:

Забивной: сваи забиваются в грунт специальным гидравлическим молотом.

Набивной: в месте установки сваи бурят отверстие, которое заливают бетоном.

Винтовой: сваи изготавливают из стальных труб небольшого диаметра с винтовой спиралью на конце. Винтовая свая буквально ввинчивается в грунт, вручную или механическим способом.

Оболочный: в грунт погружаются открытые снизу стальные трубчатые сваи. Стальные трубы для свай нормативного оболочного фундамента имеют большой диаметр от 520 мм. Это нужно для того, чтобы внутрь трубы оболочки поместить дополнительную сваю любой конфигурации. Дополнительную сваю закрепляют в оболочке, а пространство между внешней оболочкой сваями заполнить, так называемым грунтовым ядром.

Такая конструкция из стальных труб выдерживает большую динамическую нагрузку и лучше принимают изгибающие моменты по сравнению со сваями ЖБИ.

Объединяют все типа свайного фундамента устройство ростверка по верхнему уровню свай. Ростверк может быть монолитным, либо сборным. Он объединяет все сваи в единую конструкцию и выводит нулевой уровень для дальнейшего строительства. Альтернатива ростверка бетонная плита. В фундаменте из стальных труб ростверк дополнительно опирается на бетонную плиту.

Утепление свайного фундамента

Сваи свайного фундамента утеплять не нужно. Они отлично справляются со своей задачей при любой погоде. Однако дом на свайном фундаменте получается поднятым над землей. Пространство между подпольем дома и землей открыто, не защищено от холода, снега, морозов, непогоды.

Это безусловно сказывается на температуре пола первого этажа дома и утепление свайного фундамента подразумевает, во-первых, утепление пола первого этажа дома.

В теории частного домостроения сказано, что утепление пола дома на свайном фундаменте, должно быть таким же, как утепление стен дома. Расчет утепления зависит от климатической зоны, где дом строится.

Кроме этого, во-вторых, утепляется подполье дома.

В домах с подпольем менее 20 см проводится его засыпка, например керамзитом.
Если подполье дома на сваях больше 20-30 см, то делают утепленную ограждающую конструкцию по всему периметру дома. По углам делают продухи для вентиляции.

Утепляющую конструкцию подполья, обычно, делают вместе с отмосткой к дому.

К сваям прикручивают горизонтальные направляющие;
На них крепят плиту экструдированного утеплителя;
Утеплитель цоколя стыкуют с таким же утеплителем отмостки. Если нужно, то делают дренаж;
Плиты отмостки засыпают песком и/или гравием;
По песку укладывают тротуарную плитку;
Утеплитель цоколя закрывают пластиковыми панелями или другой отделкой для цоколя.

©opolax.ru

Как и чем можно провести утепление свайного винтового фундамента

Фундамент – это основа всего дома. Существуют много разновидностей этой конструкции. Но в последнее время все чаще стали использовать свайный фундамент. Во-первых, его возведение обойдется дешевле обычного. Во-вторых, свайный фундамент очень просто сделать. Плюс для его создания не нужно проводить большие земляные работы. Но, если вы решили возводить дом с использованием именно свайного фундамента, то может возникнуть вопрос: а чем утеплить пространство между грунтом и домом? В этой статье мы как раз и затронем этот вопрос. Здесь будет рассказано о таких работах, как утепление свайного фундамента.

А нужно ли это делать?

Возведение дома на винтовых сваях становится все популярней. Такие конструкции прекрасно подходят для тех участков, где грунтовые воды близко расположены к поверхности. Именно свайные конструкции более надежно защищают дом от проникновения влаги.

Но свайные фундаменты имеют свою особенность. Дело в том, что дом как бы весит в воздухе. Между грунтом и нижней кромкой здания имеется промежуток. Такая особенность делает утепление фундамента более сложной задачей.

Утепление нужно обязательно. Если этого не сделать, что в зимний период вы будете терять тепло, а значит и расходы на отопление вырастут. Чтобы провести утепление свайно-винтового фундамента возводится специальный элемент – утепленный цоколь дома.

Чем утеплить?

Сегодня в строительных магазинах можно найти самые разнообразные материалы для утепления. Большинство из них прекрасно подходят для теплоизоляции свайного фундамента. Наиболее часто для утепления используют:

минеральная вата. Это довольно распространенный материал. Он стоит недорого, легко монтируется и служит долго;
пенопласт. Это, наверное, самый распространенный материал для утепления любого фундамента и других конструкций дома. Пенопласт стоит недорого, служит долго и к тому же он легкий. Утеплитель можно приклеить к любой поверхности при помощи мастики или клеевой массы;
пеноплекс – это более современный материал для утепления. Он прослужит дольше, чем пенопласт, абсолютно не боится влаги и легко монтируется;
в последнее время появились новые материалы – это Пеностекло, экструдированный пенополистирол и аэрогель. Такие утеплители, кроме теплоизоляционных свойств, смогут защитить строение от проникновения излишней влаги. При их монтаже о гидроизоляции можно не думать.

Выбор того или иного материала для утепления винтового фундамента будет зависеть от особенностей самого строения и от ваших финансовых возможностей.

Проводим утепление

Работы по утеплению винтового фундамента будут проходить в несколько этапов. А именно:

Гидроизоляционные работы по защите самих свай и ростверка.
Возведение каркас имитации цоколя.
Монтаж теплоизоляционного слоя.
Устройство декоративной финишной отделки цоколя.
Присыпка грунтом или керамзитом.

Разберем каждый этап более подробно.

Гидроизоляция

Сами сваи и ростверк необходимо защитить от проникновения влаги. Всем известно, что если какая-либо конструкция долгое время остается открытой, то она обязательно начнет гнить (в случае с деревом) или подвергаться коррозии (если деталь из металла). Поэтому деревянные элементы необходимо пропитать антисептиком. Данную процедуру лучше выполнить еще до установки детали на свое место. Такая пропитка надежно защитит конструкцию от насекомых и плесени.

Для гидроизоляции винтового фундамента можно использовать подходящий рулонный материал. Чаще всего применяют рубероид. Он стоит недорого, но при этом легко монтируется и надежно защищает от влаги. Сами сваи и участки, где использовать рулонный материал невозможно, покрывают специальной водостойкой мастикой. Лучше не экономить гидроизоляционный материал, так строение прослужит намного дольше.

Каркас имитации цоколя

Так как у винтового фундамента нет капитального цоколя, создается конструкция, имитирующая его. Это можно сделать двумя способами:

возведение легкой кирпичной стенки;
использование деревянных или металлических направляющих для монтажа финишных панелей.

В первом случае по всему периметру здания роется неглубокая траншея. Затем заливается армированный фундамент. Делать его мощным не стоит, так как стенка будет легкой. Затем возводится легкая кирпичная кладка. Именно на нее и будет монтироваться теплоизоляционный слой.

Если используется второй вариант, с направляющими, то к сваям крепятся деревянные горизонтальные брусья (при помощи болтов) или привариваются металлические направляющие. Тут также не стоит забывать о защите каркаса от коррозии и других пагубных явлениях. Деревянные брусья необходимо обработать антисептиком. Металл покрывается мастикой.

Монтаж утеплителя

После возведения каркаса имитации цоколя приступаем к монтажу теплоизоляционного материала. Работы будут зависеть от используемого утеплителя.

Минеральная вата укладывается между направляющими. При этом пространство должно быть на 1 см меньше, чем ширина самого утеплителя. Это необходимо для того, чтобы вата плотно облегала направляющие и не появлялись незащищенные участки. Также минеральную вату необходимо закрыть пароизоляцией.

Пенопласт и другой листовой материал просто приклеиваются к поверхности при помощи мастики или клеевой массы. Все стыки необходимо запенить. Некоторые марки пенопласта не любят влагу, к тому же они могут «понравиться» грызунам. Чтобы защитить от этих неприятностей пенопласт (и некоторые другие материалы) необходимо дополнительно закрыть гидроизоляционным слоем.

Устройство декоративной финишной отделки цоколя

В качестве финишных панелей можно использовать металлический или виниловый сайдинг. Также в последнее время стали популярны ПВХ панели. Они могут быть сделаны под имитацию кирпичной кладки или дикого камня. Монтируются они легко и служат довольно долго.

Присыпка грунтом или керамзитом

Для более надежной защиты внутри, имитацию цоколя можно присыпать грунтом или керамзитом. Это защитит фундамент от проникновения влаги и уменьшит продуваемость подпольного пространства. Но полной герметичности добиваться не нужно. Если под полом будет полностью замкнутое пространство, то там обязательно возникнет конденсат. А это приведет к образованию плесени. Поэтому в имитации цоколя делается вентиляционное отверстие.

Заключение

Свайные фундаменты в последнее время стали довольно распространены. Такие конструкции обходятся дешевле и при этом легко возводятся. Но у такого типа фундамента есть одна, не очень приятная, особенность – пустое пространство под полом. Поэтому винтовые фундаменты необходимо утеплять. Для этого (после гидроизоляции свай и ростверка) возводится каркас имитации цоколя дома. Затем на него монтируется теплоизоляционный слой и все закрывается финишной отделкой. Такие конструкции надежно защитят полжилого дома от проникновения холода, а саму конструкцию винтового фундамента — от пагубного воздействия влаги. А это значит, что само строение прослужит намного дольше.

<center><ins class="adsbygoogle" style="display:block" data-ad-client="ca-pub-1812626643144578" data-ad-slot="3076124593" data-ad-format="auto" data-full-width-responsive="true"></ins> <script>(adsbygoogle=window.adsbygoogle||[]).push({});</script></center>

Автор: Андрей Витальевич Васильев

Фундамент для этого пассивного дома состоит из плиты на уровне земли с утолщенным фундаментом по периметру, который термически изолирован от земли высотой восемь дюймов. -плотный, конструкционно-расчетный утеплитель EPS (R-38). Слой изоляции загибается на краю плиты и соединяется с изоляцией стены выше уровня пола, создавая непрерывную тепловую оболочку, лишенную тепловых мостов, что является ключевым компонентом пассивных домов. Пароизоляция Stego Wrap располагается под плитой и также загибается по периметру. Он будет приклеен и герметизирован к ZIP-оболочке, которая действует как воздушный барьер в стенах. Это создаст герметичную связь между двумя сборками, еще один столп набора стратегий пассивного дома. Кроме того, защита от замерзания обеспечивается пятифутовой горизонтальной изоляцией по периметру; и вся система располагается на слое уплотненного структурного наполнителя.

Щелкните первое изображение ниже, чтобы просмотреть слайд-шоу изображений, подробно описывающих процесс строительства фундамента. И следите за обновлениями для следующего сообщения в блоге, в котором будет рассказано о каркасе, изоляции и герметизации стен и крыши!

Пароизоляция Stego Wrap была заклеена лентой и загерметизирована по швам. Обратите внимание, как пароизоляционный слой наматывается на бордюр из пенополистирола, чтобы иметь достаточную слабину, чтобы позже приклеить его к обшивке ZIP.

Еще в 2017 году мы написали серию сообщений в блоге, когда строили пассивный дом для клиента на Грязевом озере в Макфарланде, штат Висконсин. Мы пригласили наших читателей присоединиться и следить за нашим процессом строительства этого пассивного дома — от фундамента до систем стен и крыши и далее.

Устойчивое строительство и реконструкция
Экологичность вашего дома может означать многое. Этот пост в блоге разбивает его на три легко усваиваемые части: от экологически чистой реконструкции до глубокой энергетической модернизации и строительства пассивного дома.
Подробнее
Обновление дома в Грязевом озере: механические системы
Следите за продолжением этой серии блогов, где мы сначала расскажем вам о механических системах (отопление и вентиляция), которые мы использовали для дома, а затем поделимся некоторыми интересными данными о энергоэффективность дома.
Подробнее
Стеновые и кровельные системы
Стены этого дома представляют собой конструкцию 2×8 с плотной целлюлозной изоляцией (R-27), обшивкой ZIP для воздушного барьера и 6-дюймовой изоляцией Roxul (R-24) с общей изоляцией Р-43.
Подробнее
Написано Кристи Вебер, дизайнером проекта в TDS и первым сертифицированным консультантом по пассивному дому в Висконсине. Она работает в сфере дизайна уже 10 лет, специализируясь на жилых проектах, пассивных домах, Net-Zero и высокопроизводительных домах.
Опубликовано 01 ноября 2017 г.
Последнее обновление 18 августа 2021 г.
Тепловое моделирование бетона основания моста Вудро Вильсона 0202 — Отчеты о проектах MCL — Ресурсы — MCTC — Бетон — Тротуар и материалы — Тротуары многомиллиардный проект, реализуемый Управлением автомобильных дорог штата Мэриленд и Министерством транспорта Вирджинии. Консорциум инженерных и подрядных фирм (TKC) строит конструкцию. Значительную часть общей стоимости нового моста составляют работы, необходимые для фундамента опор. Фундаменты расположены как на суше, так и в реке Потомак. Забивные сваи обеспечивают несущую способность фундамента. Залитые на место наголовники и пьедесталы завершают конструкцию фундамента. Залитые на месте верхушки свай и пьедесталы отражают размер моста и, таким образом, могут считаться массовыми бетонными укладками.
Моделирование сочетания различных температур воздуха, температуры речной воды, температуры бетона, графика укладки и изоляции бетона ранее выполнялось CTL для TKC. Офис отделения FHWA в Мэриленде запросил помощь у мобильной бетонной лаборатории FHWA для проведения независимой проверки с использованием полуадиабатического калориметра, сбора данных и программного обеспечения для моделирования. Полуадиабатический калориметр и программное обеспечение имеют торговое наименование Quadrel ^{TM 9.0072 , продукт компании Digital Site Systems из Питтсбурга, штат Пенсильвания. Лаборатория FHWA PCCP в Исследовательском центре Turner Fairbank Highway была задействована, поскольку сотрудники контактной лаборатории имеют опыт работы с аппаратным и программным обеспечением Quadrel. В данном отчете рассматриваются конкретно результаты моделирования укладки бетона ростверка сваи.}
Постановка задачи : Прогнозирование производительности укладки бетона оголовка сваи при различных температурах воздуха, температуре речной воды, температуре бетона и времени укладки. Прогнозируйте максимальную температуру бетона, максимальный перепад температур и проверяйте нарастание прочности бетона. Необходимо моделировать различные сечения и условия. Обратите внимание, что моделирование в Quadrel не позволяет включать охлаждающие трубы в бетонную массу, как это разрешено в собственном программном обеспечении CTL .
Процедура : Материалы с рабочей площадки были защищены и отправлены в TFHRC. Офис отделения FHWA в Мэриленде предоставил информацию о конструкции бетонной смеси. Лабораторная смесь была собрана и перемешана, а полученные данные о пластиковом бетоне были записаны. Испытания на прочность на сжатие проводились через 2, 7, 14, 28 и 56 дней. Данные по бетонной смеси приведены в Таблице №1. Расчетная смесь для оголовков вместе с партией Квадрель представлена в таблице 9.0005
Наконечники свай, представляющие особый интерес, были выделены. В Quadrel можно моделировать три типа условий. Условия таковы; симметричное поперечное сечение с обеими гранями с одинаковыми граничными условиями; несимметричное поперечное сечение с каждой гранью с различными граничными условиями; и состояние фундамента, когда бетон находится в контакте с основным материалом и открытой поверхностью. Геометрия поперечного сечения наголовников свай и условия окружающей среды определяли наиболее подходящий выбор для моделирования.
Таблица № 1 Данные по бетонной смеси — Расчет смеси для покрытия свай
Pile Cap Mix As Designed WBJS-PC40-S75 Quadrel Mix 20206-1 Yield Adjusted
Lehigh Type I/II (Pcy) 159 162
Newcem Grade 120 GBFS 476 486
# 67 Гравий (E.L. Gardner) 1500 1888
90 Натуральный
3 1400 1064
W/C +P ratio 0.40 0.40
Water Content (pcy) 250 255
Plastic Air Content 6. 5 % 4,5%
спад (дюймы) 4 -8 6
Вторжение воздуха Admixture Darex II (OZ/CWT) Не дано 0,45 . -35 (унции/центнер) 3 3
High Range Water Reducer Type G Daracem-100 Addition Rate oz/cwt 8 8
Relative Yield 1.00 0.978
Theoretical Unit Weight ( lb/ft ³ ) (Yield Adjusted) 140.3 142.8
Measured Unit Weight (lb/ft ³ ) — 143.1
Concrete Temperature (°F) — 72°F
Compressive strength at 2 Days (psi) 720
7 days 4380 4490
14 days — 5700
28 days 5720 5200
56 days 6180
Compressive strength data is also found in Table #1. Двухдневные тесты потребовались из-за низкой скорости гидратации.
Данные Quadrel : На рис. 1 представлены данные зависимости температуры от времени вместе с рассчитанными эквивалентными часами созревания для образца Qdrum Mix 20206-1. Скорость тепловыделения (скорость реакции) и кумулятивное тепловыделение, выраженное в БТЕ/фунт вяжущего, представлены на Рисунке 2 как функция часов созревания в логарифмической шкале
Время созревания Mix 20206-1
Рисунок №2 Адиабатические тепловые характеристики — Mix 20206-1
Моделирование укладки бетона с помощью Quadrel : Для укладки бетона оголовка сваи используются два метода строительства. Это:
Изолированные опалубки, контактирующие с атмосферным воздухом : (Большинство наголовников) Внешняя сторона опалубки подвергается воздействию температуры окружающего воздуха в процессе укладки и отверждения.
Неизолированные опалубки, соприкасающиеся с рекой Потомак (Несколько глубоководных свай) Несколько наиболее массивных наголовников свай находятся на большой глубине и не имеют коффердамов вокруг наголовника сваи. Это означает, что бетонные формы находятся в контакте с водой реки Потомак. Кроме того, эти формы не имеют такого же уровня изоляции, как большинство оголовков свай, рассмотренных ранее.
Моделирование: оголовки свай — изолированные формы, контактирующие с атмосферным воздухом . Глубина этих наголовников свай варьируется от минимальной 9 футов до максимальной глубины 16 футов. Ширина наголовников свай варьируется от 40 футов до 53 футов. Все они отлиты на бетонной плите. Критическим размером для теплопотерь от укладки будет глубина наголовника сваи. Основываясь на приведенной выше информации, наилучшей моделью для изолированных оголовков от Quadrel является модель фундамента. Таблица № 2 содержит диапазон условий, смоделированных для изолированных оголовков свай. Предполагается, что температура бетонной плиты tremie составляет 60 °F.
Таблица № 2- Крышки свай — изолированные формы, контактирующие с атмосферным воздухом. Детали моделирования
Model Factors Range (°F) Comments
Foundation Model Air Temperature 30-90 Tremie Slab= 60°F as foundation Concrete against (foam insulation + сталь) из окружающего воздуха, слой пены на поверхности укладки
Бетон Температура 50-90
Глубина установки (футы) 9 футов-16 футов
Моделирование неизолированных форм (наконечники глубоководных свай) в контакте с рекой 90 изолированный. Потенциально возможны два пути теплопотерь для оголовков глубоководных свай. При соотношении длины к глубине 5,4 (длина 87 футов против глубины 16 футов) можно было бы ожидать, что глубина будет определять распределение температуры в укладке массивного бетона. Однако при контакте лицевой стороны неизолированных форм с водой, теплопроводность которой находится в диапазоне 7,0 БТЕ дюйм/ч·фут·9.0071 2 по сравнению с 0,31 БТЕ дюйм/ч фут ² [1] для воздуха, это условие также требует изучения. Для исследования случая, который определяется глубиной бетона, наиболее подходящей моделью была модель фундамента. Для исследования влияния воды, окружающей формы, наиболее подходящей моделью было симметричное поперечное сечение.
Таблица №3- Неизолированные формы, контактирующие с рекой Потомак Детали моделирования
Модель Factors Range (°F) Comments
Foundation Model Air Temperature 30-90 Tremie Slab= 60°F as foundation
Concrete Temperature 50-90
Модель симметричной стены Температура речной воды 40-70 Стороны оголовка сваи бетонируются (фанера + стальные опалубки) против реки Потомак.
Температура бетона 50-90
Детали моделирования Quadrel:
Моделирование минимум на 1 месяц (672 часа)
Температура окружающего воздуха поддерживалась постоянной на уровне схемы эксперимента.
Температура воды в реке также поддерживалась на постоянном уровне во время моделирования.
«Толщина» воды вокруг бетонной поверхности для модели, участвующей в передаче тепла, была принята равной пяти футам.
Скорость течения реки не была включена в модель.
Результаты моделирования
Результаты — оголовки свай — изолированные формы в контакте с атмосферным воздухом . Пример вывода Quadrel показан на рисунке №3. Это средний диапазон допустимой температуры укладки бетона 70°F и температуры окружающего воздуха 60°F. Наносятся температурные кривые для различной глубины бетонного массива и двух поверхностей
16 футов
Комментарии к результатам Оголовки свай — изолированные опалубки в контакте с атмосферным воздухом Модель:
Центр бетонной массы все еще находится при повышенной температуре через месяц после укладки для всех температур укладки бетона.
Минимальная температура бетона будет наблюдаться либо на стыке треугольной плиты, либо на поверхности ростверка в зависимости от времени после укладки бетона.
Изначально граница треугольной плиты представляет собой место минимальной температуры бетона. По мере того, как тепло передается через границу раздела к тремовой плите, температура повышается до тех пор, пока не будет найдена точка с минимальной температурой бетона на границе раздела бетон-изоляционный слой (окружающий воздух) в верхней части ростверка 9.0012
Результаты моделирования показывают, что для того, чтобы верхушка сваи глубиной 16 футов не превышала перепад 35°F, начальная температура укладки бетона должна быть ниже 65°F (см. рис. 4).
Результаты моделирования показывают, что для того, чтобы верхушка сваи глубиной 9 футов не превышала перепад 35°F, начальная температура укладки бетона должна быть ниже 70°F (см. рис. 4).
Изменения температуры окружающего воздуха не оказали существенного влияния на результаты моделирования
Значимыми были только температура укладки бетона (большой эффект) и глубина ростверка сваи (незначительный эффект).
Максимальный перепад температур : Влияние температуры укладки бетона и максимальный перепад температур представлены на рисунке №4. На график нанесены максимальные перепады температур для всего диапазона предполагаемых температур укладки бетона и глубины наголовника сваи. На графике показано, что основным фактором максимального перепада температур в поперечном сечении оголовка сваи является начальная температура укладки бетона при изменении глубины укладки от 16 футов до 9 футов.стопы с незначительным эффектом.
Рис. 4. Максимальный перепад температур бетона для изолированных опалубок, находящихся в контакте с атмосферным воздухом
Пиковая температура бетона Температура окружающего воздуха не является существенным фактором. Температура укладки бетона является основным фактором, влияющим на максимальную температуру бетона.
Рисунок №5 – Максимальная температура бетона для изолированных опалубок, контактирующих с атмосферным воздухом
Время пика и максимальная температура δ возникают максимальные перепады температур. Влияние температуры укладки бетона и толщины ростверка показано на рисунке №6. Существует как минимум удвоение времени достижения пиковых температур бетона и максимального перепада температур при снижении температуры укладки бетона с 9от 0°F до 50°F.
Рисунок № 6 Время пиковых и максимальных температурных событий δ для изолированных оголовков свай, находящихся в контакте с атмосферным воздухом

результаты моделирования для этой модели представлены на рисунке №7. На рис. 9 представлены результаты моделирования для температуры укладки бетона 70°F и температуры воды 70°F. Данные моделирования графика зависимости температуры от времени помечены для облегчения идентификации. Моделирование проводилось в течение двух месяцев (1320 часов).
Рисунок №7- Оголовки свай — Неизолированные опалубки, находящиеся в контакте с рекой Потомак — Исследование стальной формы — Модель симметричной стены — Температура воды = 70°F и температура бетона при укладке = 70°
Комментарии к результатам Deep Крышки водяных свай — неизолированные формы, контактирующие с рекой Потомак .
Адиабатические условия все еще существуют в центре массы через 2 месяца.
Поверхность бетонного массива в этом случае также является минимальной температурой бетона.
Поверхность бетонного массива приближается к температуре речной воды в течение длительного периода времени.
Максимальный перепад температур возникает намного позже, когда температура поверхности бетона приближается к температуре воды
Пиковая температура бетона зависит только от начальной температуры бетона.
Перепад температур для глубоководных неизолированных оголовков свай больше по сравнению с моделью изолированной формы, контактирующей с окружающим воздухом.
Температура речной воды является весьма существенным фактором, определяющим максимальный перепад температур в поперечном сечении оголовка сваи.
Максимальный перепад температур На рис. 8 показан максимальный перепад температур для неизолированных оголовков свай. Как обсуждалось ранее, максимальный перепад температур возникает в более позднем возрасте в ростверке сваи, поскольку центр поперечного сечения остается в адиабатических условиях, в то время как поверхность опалубки охлаждается до температуры речной воды. Максимальные перепады температур почти в два раза выше, чем у изолированных оголовков свай, подвергающихся воздействию воздуха, о которых говорилось выше 9.0005
Рисунок № 8. Крышки глубоководных свай — максимальный перепад температур (δT) для неизолированных конструкций, находящихся в контакте с речной водой Потомак от границы раздела речной воды и неизолированной формы верхушки глубоководной сваи наиболее подходящей моделью является модель изолированной формы на фиксированной глубине 16 футов. Тепло, выделяемое при гидратации, уходит либо через бетонную плиту, либо через изоляцию на поверхности. Результаты обсуждались ранее.
Наложение двух моделей — оголовки глубоководных свай Основное различие между двумя моделями заключается в возможном снижении температуры в центре бетонной массы с течением времени для модели изолированного фундамента, находящегося в контакте с окружающим воздухом. Фактический максимальный перепад температур при размещении глубоководного оголовка сваи находится где-то между двумя значениями модели. То есть максимальный перепад температур не такой сильный, как у неизолированной модели стены, контактирующей с рекой Потомак, или такой умеренный, как у изолированных форм, контактирующих с окружающим воздухом. Это связано с тем, что температура в центре бетонной массы контролируется потерями тепла вверху и внизу (поскольку высота является наименьшим размером), а температура вблизи краев контролируется потерями тепла в реку (из-за большей теплопроводность воды). Измеряя температуры через дискретные интервалы, расчетный перепад температур можно определить с помощью суперпозиции. Сравнивается минимальная температура двух моделей и выбирается самое низкое значение. Дифференциал на временном интервале t затем определяется путем вычитания пиковой температуры модели изолированной формы — минимальной температуры. Результаты представлены на рисунках 9, 10 и 11.
Рисунок №9 – Расчетный максимальный перепад температур – 50°F Укладка бетона – Наконечник глубоководной сваи
F Укладка бетона – Крышка глубоководной сваи
Рисунок №11 – Расчетный максимальный перепад температур – 90°F Укладка бетона — Крышка глубоководной сваи
Изучение рисунков с 9 по 11 показывает, что перепады температур превышают предел в 35 °F для большинства сценариев. Фактически, перепады температур превышают 35 ° F в течение длительных периодов времени. Опять же, чем ниже начальная температура укладки бетона, тем меньше перепад температур при укладке глубоководного оголовка сваи. При понижении температуры укладки бетона до 50°F и воздействии теплой речной воды с температурой 70°F разница составляет не более 30°F. Лучше всего это показано на рисунке №12. Наиболее эффективным способом уменьшить перепад температур бетона было бы размещение оголовков глубоководных свай при повышении температуры реки при условии, что температура укладки бетона может быть снижена до 60°F. Достижение температуры укладки 60 ° F должно быть возможным при сочетании методов охлаждения бетонных материалов и процесса смешивания.
Рис. 12. Перепады температур при укладке оголовка глубоководной сваи при — речной воде 70°F полученные, смешанные и испытанные материалы:
Общие :
Геометрия оголовков свай создает близкие, если не фактические, адиабатические условия в центре бетонной массы.
Удаление изоляционных покрытий или изолированных опалубок для «ускорения» охлаждения бетонной массы приведет только к увеличению температурного градиента от центра бетона к открытой поверхности. Риск превышения предела прочности бетона на растяжение из-за увеличения напряжения, вызванного температурным градиентом бетонной массы, значительно перевешивает выгоду от снижения тепла, поскольку тепло не отводится непосредственно от центра размещения наголовника сваи
Изолированные оголовки свай, подвергшиеся воздействию окружающего воздуха
Температура окружающего воздуха в смоделированном диапазоне не оказала существенного влияния на результаты бетонирования оголовков свай.
Реакции пиковой температуры бетона, максимального температурного градиента, времени пиковой температуры поперечного сечения и времени максимального температурного градиента в массе бетона сильно зависят от температуры бетона во время укладки. Например, снижение температуры укладки бетона с 9От 0°F до 70°F снизит пиковую температуру бетона в центре массы с 160°F до 140°F для наголовника сваи глубиной 16 футов. Кроме того, контроль температуры укладки бетона обеспечит пассивные средства контроля общей производительности и качества бетона, которые не зависят от активных систем охлаждения.
Основываясь на этом анализе с соответствующими предположениями о постоянной температуре укладки бетона и начальной температуре бетонной плиты 60 °F, температура укладки бетона не должна превышать 65 °F, чтобы гарантировать, что максимальный перепад температур на месте не превышает 35 °F. Следует отметить, что температура бетона, выходящего из бетонного завода перед транспортировкой баржей, должна быть на несколько градусов ниже 65°F, чтобы учесть повышение температуры бетона во время транспортировки перед укладкой.
Достижение температуры укладки бетона менее 65°F при текущем составе смеси для покрытия свай может быть достигнуто многими методами. Они включают следующее:
Снижение температуры компонентов бетона за счет:
Источники поливочных агрегатов
Источники затеняющих агрегатов
Охлаждающая вода
Использование льда вместо части воды для затворения
Использование жидкого азота для охлаждения бетона во время перемешивания
Более экономичный подход к минимизации разницы температур бетона может быть достигнут с использованием системного подхода. Уменьшение общего тепловыделения конструкции смеси позволило бы обеспечить более высокие температуры укладки бетона, сохраняя при этом заявленный максимальный перепад температур в 35 ° F через бетонную массу. Бетон будет менее чувствителен к контролю температуры составляющих его материалов и температуры окружающего воздуха во время транспортировки. Снижение общего тепловыделения смеси может быть достигнуто за счет:
Общее снижение общего содержания вяжущего в смеси для снижения общего тепловыделения
Состав бетонной смеси с более низким уровнем тепловыделения на фунт вяжущего материала (например, использование летучей золы и т. д.).
Глубоководные неизолированные оголовки свай, подвергшиеся воздействию речной воды
Температура речной воды не влияла на пиковую температуру бетона в оголовке сваи
Температура окружающего воздуха не влияла на пиковую температуру бетона в ростверке сваи.
Пиковая температура бетона в ростверке зависит только от начальной температуры укладки бетона
Температура речной воды оказывает очень существенное влияние на пиковый перепад температур в верхней части сваи.
Глубокое размещение свай должно производиться при повышении температуры реки. Температурные градиенты уменьшаются при повышении температуры воды.

	Pile Cap Mix As Designed WBJS-PC40-S75	Quadrel Mix 20206-1 Yield Adjusted
Lehigh Type I/II (Pcy)	159	162
Newcem Grade 120 GBFS	476	486
# 67 Гравий (E.L. Gardner)	1500	1888
90 Натуральный	3	1400	1064
W/C +P ratio	0.40	0.40
Water Content (pcy)	250	255
Plastic Air Content	6. 5 %	4,5%
спад (дюймы)	4 -8	6
Вторжение воздуха Admixture Darex II (OZ/CWT)	Не дано	0,45	. -35 (унции/центнер)	3	3
High Range Water Reducer Type G Daracem-100 Addition Rate oz/cwt	8	8
Relative Yield	1.00	0.978
Theoretical Unit Weight ( lb/ft ³ ) (Yield Adjusted)	140.3	142.8
Measured Unit Weight (lb/ft ³ )	—	143.1
Concrete Temperature (°F)	—	72°F

Compressive strength at 2 Days (psi)		720
7 days	4380	4490
14 days	—	5700
28 days	5720	5200
56 days		6180

Model	Factors	Range (°F)	Comments
Foundation Model	Air Temperature	30-90	Tremie Slab= 60°F as foundation Concrete against (foam insulation + сталь) из окружающего воздуха, слой пены на поверхности укладки
	Бетон Температура	50-90
	Глубина установки (футы)	9 футов-16 футов