Действующий
повышением температуры растянутой арматуры, расположенной у менее нагретой грани бетона, посредством увеличения толщины защитного слоя бетона или устройством наружной теплоизоляции.
9.38 В железобетонных конструкциях из жаростойкого бетона для восприятия растягивающих усилий устанавливают арматуру у менее нагретой грани сечения элемента.
Если в конструкциях от нагрузки растягивающие усилия возникают со стороны более нагретой грани сечения элемента, то арматура может воспринимать растягивающие усилия при температуре, не превышающей предельно допустимую температуру применения арматуры, устанавливаемую по расчету (таблица 5.10).
Для снижения температуры арматуры допускается увеличивать толщину защитного слоя бетона у более нагретой грани сечения элемента до шести диаметров продольной арматуры или предусматривать теплоизоляцию из легкого жаростойкого бетона (рисунок 9.4).
На границе бетонов разных видов следует устанавливать конструктивную арматуру из жаростойкой стали диаметром не более 4 мм, которая должна быть приварена к хомутам.
Температура нагрева конструктивной арматуры не должна превышать предельно допустимую температуру применения конструктивной арматуры, указанную в таблице 5.10.
9.39 Несущие и ненесущие конструкции тепловых агрегатов выполняют из сборных однослойных или многослойных элементов. Сборные ограждающие конструкции предусматривают из блоков, плит и панелей.
В двухслойных панелях, проектируемых из разных видов жаростойкого бетона, теплоизоляционный легкий жаростойкий бетон может предусматриваться как со стороны рабочего пространства, так и с наружной стороны теплового агрегата.
Для улучшения совместной работы отдельных слоев бетона допускается предусматривать установку конструктивной арматуры или анкеров. Арматура заходит в каждый слой бетона на глубину не менее 50 мм. Если в зоне сопряжения отдельных слоев бетона температура превышает предельно допустимую температуру применения конструктивной арматуры, указанную в таблице 5.10, то для усиления связи между слоями устраивают выступы или бетонные шпонки.
В ребристых панелях плиту и ребра выполняют из тяжелого или легкого конструкционного жаростойкого бетона. В местах сопряжения ребер с плитой устраивают вуты. Между ребрами с менее нагретой стороны располагают тепловую изоляцию из легкого жаростойкого бетона или из теплоизоляционных материалов. В ребрах панели предусматривают арматурные каркасы, которые должны быть заведены в бетон плиты не менее чем на 50 мм. При необходимости, ребра могут выступать за наружную поверхность тепловой изоляции. Плиту панели армируют конструктивной сварной сеткой из арматуры диаметром не более 4 мм с расстояниями между стержнями не менее 100 мм.
Температура нагрева сварной сетки не должна превышать предельно допустимую температуру применения конструктивной арматуры, указанную в таблице 5.10. Если температура нагрева плиты панели превышает предельно допустимую температуру применения конструктивной арматуры, допускают плиту не армировать.
Для ненесущих облегченных ограждающих конструкций тепловых агрегатов предусматривают легкие жаростойкие бетоны и эффективные теплоизоляционные материалы.
9.40 В двухслойных панелях на металлическом листе легкий жаростойкий бетон крепят анкерами, приваренными к листу (рисунок 9.5). Анкеры принимают диаметром 6 - 10 мм или в виде полос 3x20 мм. Длина анкера должна быть не менее половины толщины футеровки, а расстояние между ними - не более 250 мм. Металлический лист толщиной не менее 3 мм должен иметь отогнутые края или приваренные "на перо" по контуру уголки.
В панелях с окаймляющим каркасом прямоугольного или трапециевидного сечения ребра предусматривают из тяжелого или легкого конструкционного жаростойкого бетона, а пространство между ребрами на всю толщину заполняют теплоизоляционным легким жаростойким бетоном. Ребра армируют плоскими каркасами, расположенными с менее нагретой стороны.
Крепление панелей к каркасу осуществляют на болтах или на сварке так, чтобы панели могли свободно перемещаться при нагреве.
В конструкциях тепловых агрегатов из монолитного железобетона со стороны рабочего пространства в углах сопряжения стен, а также стен с покрытием и перекрытием предусматривают вуты.
При температуре рабочего пространства теплового агрегата свыше 800°С ограждающую конструкцию, с целью увеличения ее термического сопротивления, делают многослойной с включением в ее состав слоев из эффективной теплоизоляции (рисунок 9.5, г).
Многослойная несущая или самонесущая конструкция со стороны рабочего пространства имеет футеровочную плиту из жаростойкого бетона, а с ненагреваемой стороны - несущее основание в виде железобетонной плиты или металлического листа с окаймляющими уголками. Волокнистые огнеупорные материалы применяют в температурных зонах сечения конструкции, если невозможно применение более дешевых и менее дефицитных материалов, например, плит или матов из минеральной ваты.
9.41 Для обеспечения надежного соединения несущего и футеровочного слоев многослойной футеровки рекомендуется применять пространственные анкеры в виде соединенных между собой крестообразно установленных гнутых стержней, расположенных перпендикулярно к арматурной сетке (рисунок 9.6).
Расстояние между анкерами принимают в пределах 0,7 - 1 м, а расстояние от краев панели до центра пространственного анкера принимают кратным размеру плит теплоизоляции и равным половине расстояния между анкерами. Плита из жаростойкого бетона, закрепленная с помощью анкеров, от действия собственного веса в горизонтальном положении панели работает как двухконсольная система с максимальными растягивающими усилиями в сечениях под пространственными анкерами, где имеются местные арматурные сетки, включенные в пространственный анкер для увеличения площади анкеровки.
9.42 Футеровочная плита из жаростойкого бетона в укрупненных монтажных элементах разрезается швами шириной 2 мм на отдельные части таким образом, чтобы каждый отдельный монолитный участок бетонной футеровки крепился к основанию панели четырьмя или двумя анкерами.
9.43 Конструкции, перекрывающие рабочее пространство теплового агрегата, могут быть свободно опертыми на стены, подвесными или монолитно связанными со стенами. Для покрытий при пролетах более 4 м предусматривают подвесные балки, плиты и панели. Расчетную схему работы подвесной конструкции принимают как для двухконсольной балки, при этом не должно допускаться возникновения растягивающих напряжений в бетоне со стороны более нагретой поверхности. Подвесные конструкции не воспринимают никаких внешних нагрузок, кроме собственного веса, и на них не должны устраиваться мостики или настилы для хождения обслуживающего персонала.
Купола и своды с плоской верхней поверхностью у пяты имеют компенсационный шов шириной 20 - 40 мм на глубину, равную высоте сечения в замке (рисунок 9.7). Предусматривают заполнение шва легкодеформируемым материалом и покраску пят тонким слоем битумного лака. За осевую линию в таких куполах и сводах допускается принимать дугу окружности, проведенную через центр пяты и середину высоты сечения в центре пролета.
В куполах и сводах с плоской верхней поверхностью, при высоте сечения в замке более 250 мм, кроме основной рабочей арматуры, установленной со стороны менее нагретой поверхности, предусматривают конструктивную сетку из проволоки диаметром не более 6 мм с ячейкой не менее 100x100 мм, которую располагают в бетоне с температурой, не превышающей предельно допустимую температуру применения конструктивной арматуры (таблица 5.10). Эту сетку соединяют хомутами с основной арматурой (рисунок 9.7, б).
9.45 Рабочую арматуру в железобетонных конструкциях, перерезаемую различными технологическими отверстиями, приваривают к рамкам из арматуры или проката, обрамляющим отверстия. Вид металла рамки должен приниматься, исходя из предельно допустимой температуры применения арматуры по таблице 5.10.
Площадь сечения рамки в каждом направлении должна быть достаточной для восприятия усилий в перерезанных стержнях.
Отверстия большого размера следует окаймлять армированными бортовыми замкнутыми рамами. Сечение стенок бортовых рам определяют из расчета на усилия от воздействия температуры и нагрузки.
9.46 Фундаменты, борова и другие сооружения, расположенные под землей и подвергающиеся нагреву, должны находиться выше наиболее возможного уровня грунтовых вод. При наличии воды следует предусматривать гидроизоляцию.
9.47 Кожухи тепловых агрегатов из листовой стали допускается предусматривать, когда необходимо обеспечить газонепроницаемость конструкции и когда имеется большое количество отверстий или точек крепления оборудования. Соединение кожуха с бетоном осуществляют арматурными сетками или анкерами, приваренными к кожуху (рисунок 9.7).
9.48 Если жаростойкий бетон подвержен сильному истирающему воздействию со стороны рабочего пространства, то его следует защищать металлической панцирной сеткой, по которой наносится слой торкретбетона, или блоками из наиболее стойкого в этих условиях жаростойкого бетона или огнеупора.
класс бетона по прочности на сжатие и требуемая прочность бетона при температуре во время эксплуатации;
способы обетонирования стыков и узлов, марка и состав раствора для заполнения швов в стыках элементов.
Наименование теплового агрегата | Элементы из жаростойкого бетона | Температура рабочего пространства печи, °С | Рекомендуемый состав бетона по таблице 5.1 (N) |
I. В черной металлургии | |||
| Доменная печь | Фурменные приборы | 1300 | 16, 19 |
| Шахта, пень лещади | 1200 | 11 | |
| Газоотводы и наклонный газопровод | 800 | 23, 24 | |
| Пылеуловитель | 800 | 23, 24 | |
| Вагранки для плавки чугуна | Стены колосника и плавильного пояса | 1300 | 19 |
| Воздухонагреватели доменной печи | Стены (нижняя часть), днище | 1200 | 11 |
| Борова | 800 | 23, 24 | |
| Обжиговые машины агломерационного производства | Нижний коллектор и газоотводы | 800 | 23, 24 |
| Верхний коллектор | 800 | 23, 24 | |
| Нагревательные колодцы | Стенды рабочих ячеек, под, крышка | 1300 | 19, 21 |
| Методически нагревательные печи | Изоляция глиссажных труб и стены на высоту 1 м | 1200 | 19 |
| Ямные печи для замедленного охлаждения | Стены | 800 | 23, 24 |
| Коксовые батареи | Фундаменты и борова | 600 | 23, 24 |
II. В цветной металлургии | |||
| Графитовые печи | Стены | 1200 | 11 |
| Печи кипящего слоя | Своды и решетка | 1100 | 11, 15 |
| Алюминиевые и магниевые электролизеры | Днища | 1000 | 10, 11 |
| Электролизеры сверхчистого алюминия | Днища | 1000 | 10, 11 |
| Термические, нагревательные, обжиговые печи | Стены, свод и под | 1200 | 11, 19 |
| Пылевые камеры | Стены и покрытие | 800 | 15 |
| Печи для плавления лома алюминия | Стены и свод | 1000 | 15 |
| Надземные и подземные газоходы | Днище, стены и свод | 1100 | 11, 15 |
| Фосфорные электропечи | Свод | 1100 | 15 |
| Ферросплавные печи | Днище, стены | 1000 | 10, 11 |
| Свод, стены, под | 1200 | 19 | |
| Электролитические ванны цветной металлургии | Стены | 1000 | 10, 11 |
III. В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности | |||
| Трубчатые печи | Стены камеры радиации | 1000 | 33-37 |
| Своды камеры радиации | 1000 | 33-37 | |
| Стены камеры конвекции | 1000 | 23-26 | |
| Своды камеры конвекции | 1000 | 23-26 | |
| Вертикально-секционные печи | Стены камеры радиации | 900 | 33-37 |
| Трубчатые печи беспламенного горения типа Б | Фундаменты, стены, свод, под, перевальные стенки | 800 | 10, 11 |
| Трубчатые печи беспламенного горения типа 3Р | Стены, свод, под |  | 23-26, 33-37 |
| Трубчатые печи беспламенного горения типа 3Д | То же |  | 23-26, 33-37 |
| Трубчатые печи настильного типа В | Стены, свод, под | 800 | 22 |
| Вертикально-факельные печи типа ГС | Стены камер конвекции и радиации, свод, подовая часть | 900 | 23-26, 33-37 |
| Объемно-настильные печи с разделительной стенкой типа ГН | То же |  | 23-26, 33-37 |
| Цилиндрические, факельные, типа ЦС | Стены камер конвекции и радиации, свод, подовая часть |  | 23-37 |
| Цилиндрические печи типа ЦД настильные с дифференцированным подводом воздуха | То же | | 23-37 |
| Каталитического риформинга и гидроочистки типа Р многокамерные | Стены, свод, подовая часть | 1250 | 19-21 |
| Надземные газоходы трубчатых печей | Все элементы | 600 | 22-32 |
| Подземные газоходы трубчатых печей | То же | 800 | 10, 11 |
IV. В промышленности строительных материалов | |||
| Тоннельные печи для обжига обыкновенного глиняного кирпича | Стены и своды зон прогрева и охлаждения | 800 | 10-11 |
| Стены и свод зоны обжига | 1100 | 19 | |
| Вращающие печи для обжига цемента | Зона цепной завесы и откатная головка | 1000 | 10, 11 |
| Кольцевые печи для обжига кирпича | Покрытие, стены, под | 1000 | 10, 11 |
V. В различных отраслях промышленности | |||
| Борова и газоходы для температур 350°С | Стены, свод | 350 | 2-4 |
| Борова и газоходы для температур 800°С | То же | 800 | 6-9 |
| Паровые котлы, экономайзеры, котлы утилизаторы | Футеровка стен | 800 | 10, 11 |
| Фундаменты тепловых агрегатов | Элементы, нагревающиеся до температуры выше 200°С, но не более 800°С | 800 |  |
| Полы горячих цехов | - | - | 7, 8 |
| Колпаковые печи для обжига металла | - | 800 | 10, 11 |
| Обжиговые печи электродной промышленности | - | 1400 | 20, 21 |
| Сушильные печи | Покрытие, стены, под | 1000 | 10, 11 |
| Котлы различного назначения | Футеровка экранированных стен | 800 | 23-37 |
| Нагревательные, прокатные, кузнечные и конвейерные печи | Стены, под, глиссажные и опорные трубы | 1200 | 19, 21 |
| Печи для обжига сернистых материалов | Стены, свод, под | 1000 | 15-18 |
| Печи для обжига санитарно-технического оборудования | Свод | 1100 | 19 |