CC BY
596
TECHNICAL SCIENCE / «Ш11ШетУМ~^©УГМа1>#Щ11)),2©2©
УДК 691.3
Абдулаев Гусейн Алиевич
магистрант,
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
DOI: 10.24411/2520-6990-2020-11287 ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МЕТОДЫ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ
ПРОЦЕССАМИ БЕТОНИРОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР
Abdulaev Huseyn Alievich
Undergraduate,
St. Petersburg state University University of architecture and civil engineering
INNOVATIVE TECHNOLOGIES AND METHODS OF SOFTWARE CONTROL OF CONCRETING PROCESSES IN CONDITIONS OF NEGATIVE TEMPERATURES
Аннотация
В данной статье мы рассмотрели вопрос внедрения инновационных разработок и полезных моделей в процесс управления технологией бетонирования в условиях отрицательных температур. Также мы более подробно остановились на самой инновационной технологии и дали детальное описание процесса ее использования для прогрева бетонных смесей с применением управляющего модуля программного обеспечения, что дает очевидное увеличение коэффициента полезного действия по сравнению с традиционными технологиями прогрева. Выявили достоинства данной технологии в области строительства.
Abstract
In this article, we examined the issue of introducing innovative developments and utility models into the process of concreting technology management at low temperatures. We also dwell in more detail on the most innovative technology and gave a detailed description of the process of its use for heating concrete mixtures using the software control module, which gives an obvious increase in efficiency compared to traditional heating technologies. Revealed the advantages of this technology in the field of construction.
Ключевые слова: зимнее бетонирование, условие низких температур, прогрев бетонных смесей, комплексная оценка, показатель прочности, модуль управления, программное обеспечение, перепад температур.
Keywords: winter concreting, low temperature condition, heating of concrete mixtures, a comprehensive assessment, strength indicator, control module, software, temperature difference.
Согласно последним статистическим данным, российская экономика имеет стабильно положительную динамику, что конечно приносит свои значимые перемены в жизни населения и общества. Нельзя не отметить насколько быстро идет строительство целых жилых комплексов торгово-развле-кательных площадей не только в крупных городах, но и в среднестатистических небольших населенных пунктах.
Также стоит понимать, чтобы соблюсти заданный график и темпы строительных работ, процесс возведения зданий осуществляется круглогодично. На территории России, конечно же, с этим связаны определенные неудобства и особые требования к работам, поскольку низкотемпературные периоды года у нас преобладают.
Поэтому большие затраты идут на постоянную термообработку бетона, который является основным строительным материалом при возведении жилых зданий и торговых площадей. Также не надо забывать и том, что сегодня Россия выступает за эффективное использование энергоресурсов, что в свою очередь приводит к потребности в качественных проектных решениях для строительных организаций и подрядчиков [1, с. 51].
В данном случае отличным подспорьем могут служить инновационные 1Т-решения, которые за
счет частичной или полной автоматизации технологических процессов, позволяют повысить эффективность проектных решений, в том числе и в направлении зимнего бетонирования.
В последнее время все большую популярность среди программного обеспечения в области зимнего бетонирования приобретает компьютерная программа «ELCUT». ELCUT — практически единственный отечественный программный пакет, пригодный для моделирования процессов индукционного нагрева с помощью различных устройств, обеспечивая хорошую точность и быстроту решения поставленной задачи.
Данное программное обеспечение позволяет оптимизировать сам процесс подготовки строительного материала и обеспечить поддержку оптимальных температур прогрева для его наилучшего качества даже в условиях низких температур или их резких перепадов. При этом энергозатраты на использование «ELCUT» остаются минимальными.
Обратим внимание на то, что, при подготовительном процессе бетонирования в условиях отрицательных температур, достаточно сложно:
- соблюдать технологию, а также температурные и временные условия при изготовлении бетонной смеси;
<<Ш11ШетиМ~^©и©Ма1>#Щ51)),2©2© / TECHNICAL SCIENCE
7
- соблюдать и постоянно выдерживать необходимый уровень качества строительного материала.
При этом, даже наличие человеческого контроля за всеми этапами подготовки и дальнейшего прогрева бетонных смесей, во время строительства, как правило, только снижает качество получаемого строительного материала [3, с. 251]. Также возникают ситуации, когда из-за неправильной подготовки и прогрева бетонной смеси, ее дальнейшее использование просто невозможно, не говоря уже об эксплуатации возведенных из данного материала конструкций.
Как правило, сегодня на строительных площадках применяются уже традиционные способы подогрева бетонной смеси при ее использовании в условиях низких температур. Каждая из используемых сегодня систем обогрева основана на преобразовании электрической энергии в тепловую, за счет использования либо гибких нагревательных элементов, либо за счет применения калориферов [4, с. 143].
Согласно исследованиям Журова Н.Н., Комиссарова С.В., Ремейко О.А., Зиневича Л.В.: «Недостаточно лишь поддерживать постоянную температуру смесей в положительном диапазоне, поскольку на качество еще влияют влажность окружающей среды, влажность самой бетонной смеси, а также ветровая нагрузка, которую должны выдерживать элементы конструкции. Невозможность точного регулирования перечисленных выше параметров, а также непосредственно самой температуры бетонных смесей в условиях низких температур, приводит либо к перегреву, либо к замерзанию» [2, 5].
Если рассмотреть более подробно вопрос изотермических процессов, которые возникают в самой строительной смеси, то необходимо обратить внимание на следующие температурные параметры, которые можно фиксировать в разных точках бетонного слоя, и которые могут негативно сказаться на его физических свойствах (см. табл.1).
Таблица 1
Прочностные характеристики бетона в зависимости от температуры
Положение точки Время прогрева, дни Прочность за период прогрева, % Время остывания, час. Средняя температура остывания, ЙС Прочность к концу остывания, %
Виз 4 49 91 16 68
5 58 98 18 76
Верх 4 66 127 26 88
5 76 129 26 91
Середина 4 69 237 27 96
5 79 244 27 97
На основе приведенных выше параметров [6] и требований к ним, было разработано программное обеспечение модуля управления, которое осуществляет контроль и комплексную оценку совокупности всех параметрических характеристик, учитываемых при исследовании качества технологического процесса бетонирования.
Как указывают сами разработчики: «данный программный комплекс позволяет своевременно производить корректировку мощности прогрева, увеличивая или уменьшая поступление электрической энергии на силовые блоки, за счет получения актуальных температурный данных с датчиков, при автоматическом режиме мониторинга» [6].
Рассчитано данное программное решение на рядового пользователя ПК, то есть с управлением справится даже неподготовленный персонал.
Сама модульная архитектура системы управления прогревом достаточно гибкая и многофункциональная, может быть легко адаптирована под требования пользователя. Конфигурирование программного приложение позволяет сделать настройки главного меню и выводить конкретные параметры, которые фиксируются на ключевых
блоках рабочей цепи, независимо от выбранного способа прогрева бетонной смеси (нагревательный кабель, электроды и др.).
Интерфейс самого приложения достаточно информативен и здесь реализованы удобные визуальные компоненты управления, имеется возможность выбора времени снятия утеплителя, за счет точного расчета времени набора прочности бетонной смесью на остаточном тепле, после отключения прогрева.
Описанная выше технология управления процессом приготовления бетонных смесей за счет использования 1Т- решения на базе программной платформы уже достаточно успешно используется и в перспективе будет разработана полная автоматизация данного процесса.
Таким образом, можно сформулировать следующие выводы:
1. Использование программного обеспечения для модуля управления процессом бетонирования в условиях низких температур позволит повысить качество конечного продукта, а также обеспечить специалистов точными температурными данными по сечению бетонной конструкции.
s
TECHNICAL SCIENCE / «Ш[[ШетиМ~^©иГМа[>#Щ11)),2©2©
2. Рассмотренный вариант программного сопровождения и моделирования процессов зимнего бетонирования, обеспечивающих достижение возводимой конструкцией заданной прочности при минимизации материальных и энергетических затрат, может быть применен и для других строительных объектов, конструкций жилых зданий и сооружений.
На основании уже произведенных работ с помощью программного приложения, можно уверенно говорить об энергоэффективности использования данного инновационного подхода, а также о значительном сокращении значений себестоимости проведения работ по бетонированию в зимних условиях, что весьма актуально для современного строительства.
Список литературы
1. Белова Н.Е., Ворона-Сливинская Л.Г., Воскресенская Е.В. Состояние и перспективы развития саморегулирования строительной индустрии в России. Экономика и управление. 2019. № 7 (165). С. 49-55.
2. Гныря А.И. Технология бетонных работ в зимних условиях: учеб. пособие / А.И. Гныря, С.В. Коробков. - Томск: Изд-во ТГАСУ. - 2011. - 412 с.
3. Макаридзе Г.Д., Ворона-Сливинская Л.Г. Применение современных строительных материалов - опилкобетон: функциональные свойства и технология производства. Инновации и инвестиции. 2019. № 10. С. 249-254.
4. Макаридзе Г.Д., Ворона-Сливинская Л.Г. Анализ конструктивных и технологических особенностей применения несъемной опалубки для устройства монолитных перекрытий объектов малоэтажного строительства. Перспективы науки. 2019. № 10 (121). С. 141-144.
5. Молодцов М.В., Пикус Г.А., Русанов А.Е. Опыт моделирования электропрогрева бетона монолитной фундаментной плиты в зимнее время с помощью ПО «ELCUT» / Наука ЮУрГУ: материалы 67-й научной конференции. - Челябинск: Изд. центр ЮУрГУ, - 2015. - С. 229-234.
6. Рекомендации по производству бетонных работ в зимний период Р-НП СРО ССК-02-2014. -Челябинск: НП СРО «ССК УрСиб», 2014.
