В Перми создана технология, которая поможет экономично и качественно возводить монолитные дома в холодное время года

Сейчас основной способ возведения зданий и сооружений — это монолитная технология строительства. Она позволяет быстро выполнять строительно-монтажные работы. Одним из факторов, которые сдерживают высокие темпы строительства жилья, становится медленное затвердевание бетона в холодное время года. На большей части территории России отрицательные температуры воздуха наблюдаются от трех до 10 месяцев. Чтобы справиться с этой проблемой, строители «прогревают» конструкции с помощью электроэнергии, что позволяет бетону быстрее набрать прочность. Ученые Пермского Политеха разработали отечественную систему, которая позволит обеспечить «умный» расход электроэнергии и будет учитывать влияние внешних факторов при строительстве. Это поможет повысить качество конструкций, ускорить темпы возведения домов и сократить затраты компаний.

ПНИПУ

# бетон

# зима

# монолит

# температура

В Перми создана технология, которая поможет экономично и качественно возводить монолитные дома в холодное время года / ©Getty images / Автор: Godefridus Victorinus

Исследование выполнено в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Результаты исследования разработчики опубликовали в журнале «Инженерный вестник Дона». «При возведении монолитных конструкций важно обеспечивать необходимые характеристики бетона, в частности, твердость и прочность. Для этого используют различные способы теплового воздействия, его источником чаще всего является электроэнергия. Заизолированные нагревательные провода крепят к арматурному каркасу и оставляют в железобетонной конструкции. Их подключают к сети после полной заливки бетонной смеси в опалубку.

Но у этого метода также есть недостатки: набор прочности бетона в холодное время происходит недостаточно быстро, а электроэнергия расходуется неэффективно. Наша разработка поможет управлять параметрами электропрогрева конструкций, учитывая температуру бетона и окружающей среды, время теплового воздействия и другие факторы», — рассказывает руководитель проекта, доцент кафедры строительного инжиниринга и материаловедения Пермского Политеха, кандидат технических наук Степан Леонтьев.

Геометрическая модель монолитного железобетонного перекрытия / ©Пресс-служба ПНИПУ

По словам ученых, перерасход электроэнергии связан с тем, что конструкции обогревают, не учитывая их вид, геометрические параметры, температуру окружающей среды и сроки выдерживания бетона. Кроме того, сейчас нет единой методики расчета требуемой мощности трансформатора.

Чтобы построить модель состояния железобетонных конструкций, разработчики собрали исходные данные: геометрические размеры конструкции и опалубки, теплофизические характеристики материалов, параметры окружающей среды и оптимальные режимы тепловой обработки бетона. Затем они построили виртуальную модель конструкции с помощью универсальной отечественной программы Elcut. Далее исследователи проанализировали, как меняются параметры конструкции в зависимости от внешних факторов.

Картина температурного поля монолитного перекрытия в один из моментов времени (построена с помощью программного комплекса Elcut) / ©Пресс-служба ПНИПУ

Затем ученые создали математическую модель, которая отражает влияние температур бетона, окружающей среды и времени электропрогрева на напряжение трансформатора. От его величины зависит температура прогрева конструкций. Использование полученной модели позволяет определить оптимальный расход электроэнергии на всем этапе возведения монолитных конструкций. Результатом работы стала разработка схемы функционирования системы управления, которая будет регулировать параметры электропрогрева железобетонных монолитных конструкций в зависимости от различных условий.

Инновационная система управления станет основой для создания автоматизированного комплекса электропрогрева конструкций, считают ученые Пермского Политеха. Применение разработки сможет сократить затраты строительных компаний на энергопотребление.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.