25. Выбор методов ускорения твердения жби.

Тепловая обработка является наиболее эффективным способом ускорения твердения бетона. Тепловая обработка может производиться с помощью пара, горячей воды, электроэнергии, инфракрасного излучения.

Тепловая обработка бетонных и железобетонных изделий проводиться до достижения распалубочной, отпускной, а для предварительно напряженных изделий передаточной прочности.

Под распалубочной прочностью подразумевается необходимая прочность бетона, по достижению которой возможны выемка изделий из формы без повреждений и безопасное транспортирование к месту хранения.

Отпускная прочность бетона должна быть не менее:

• для изделий из тяжелых бетонов всех классов и легких бетонов класса В7,5 и выше –70%;

• для легких бетонов класса ниже В7,5 – 80%;

• для бетонов автоклавной обработки – 100% проектной прочности.

Для предварительно напряженных изделий достигают передаточной прочности бетона, которая необходима к моменту передачи на него усилий предварительного натяжения.

Т.к. жби разнообразны по своим размерам, составу, свойствам, способам формования, требования к виду и качеству поверхности применяются различные установки тепловой установки. Эти установки отличаются по принципу действия – периодические и непрерывные.

К установкам периодического действия относятся ямные камеры, автоклавы, кассетные установки и кассетные формы. К установкам непрерывного действия относятся туннельные, щелевые, вертикальные камеры, камеры прокатных станов.

Процесс тепловой обработки состоит из четырех периодов: выдержки изделий, подъема температуры, выдержке при максимальной температуре и остывании до температуры окружающей среды.

Применение предварительного выдерживания особенно целесообразно при пропаривании распалубленных изделий, а также изделий с большими открытыми поверхностями.

При тепловой обработке под пригрузом, в закрытых формах, в малонапорных и индукционных камерах предварительное выдерживание нецелесообразно, а при применении разогретых бетонных смесей - противопоказано.

Допускаемая максимальная скорость подъема температуры:

• для немассивных изделий 30-35⁰С /ч.

• для крупноразмерных тонкостенных изделий 20°С/ч.

Чем массивнее изделие, а также чем больше начальное водосодержащие бетонной смеси, тем медленнее должен быть подъем температуры.

Оптимальная температура изотермического прогрева при использовании ПЦ 80-85°С. При использовании ШПЦ температура прогрева может быть принята равной 90-95°С.

Длительность изотермического выдерживания при пропаривании назначают в зависимости от требуемой прочности бетона изделий.

Скорость охлаждения изделий в камере после отключения подачи пара не должно превышать 30-40°С/ч в зависимости от массивности изделия. С целью снижения деструкции бетона с требованием по морозостойкости скорость снижения температуры должна быть не более 15-20°С/ч.

26. Тво в кассетах, термоформах. Виды теплоносителей.

При ТВО изделий в кассетах прогрев изделий осуществляется контактным способом. В качестве теплоносителей могут использоваться водяной пар, горячий воздух, продукты сгорания топлива, ТЭНы, гибкие сетчатые и другие электронагреватели. Основное требование к теплоносителям заключается в обеспечении равномерного прогревания по всей поверхности изделия. В кассетных формах следует применять подъем температуры со скоростью 60...70°С/ч, а максимальную температуру прогрева — не выше 85°С. Перепад температур по площади разделительных отсеков допускается не более 15...20°С. Для лучшей прогреваемости изделия в кассетах целесообразно укладывать бетонную смесь в подогретую форму или же применять бетонную смесь, предварительно разогретую до температуры 50...60°С с помощью пара или электрического тока.

Для увеличения оборачиваемости кассетных установок ТВО рекомендуется производить до получения бетоном распалубочной прочности (40...50% от проектной). После этого изделия отправляют для последующего их твердения в камеры вторичного пропаривания или в камеры и помещения для их дозревания.

Прогрев изделия в термоформах осуществляется так же, как и в кассетах, с помощью различных теплоносителей. В отличие от прогрева в кассетных формах при ТВО в термоформах часть бетона через формы контактирует с окружающей средой. Поэтому могут создаваться условия для возникновения неравномерных влажностных и тепловых полей по сечению изделий. В процессе прогрева из бетона в окружающую среду интенсивно испаряется влага, а к концу прогрева бетой может пересушиваться. А это, в свою очередь, может привести к образованию трещин и ухудшить физико-механические свойства бетона (прочность, морозостойкость и долговечность).

Для устранения этих явлений, в особенности для изделий с повышенными требованиями по долговечности, следует применять меры по уменьшению испарения влаги в окружающую среду, для чего необходимо открытые поверхности изделий изолировать от окружающей воздушной среды различными влагонепроницаемыми материалами (брезентом, рулонной гидроизоляцией, специальными щитами и другими способами), либо изолировать открытые поверхности изделий слоем воды толщиной 1...3 см (после того как свежеотформоваиный бетон достигнет прочности 0.3...0.5 МПа).

Ориентировочный режим ТВО, изделий в термоформах (при термовлагоизоляции) при максимальной толщине сечения до 300 мм и бетоне М200...300 и обеспечении через 4 ч после окончания прогрева 70%-ной проектной прочности можно принимать следующий: 1) подъем температуры в отсеке термоформы до температуры 80...90⁰С – 1...2 ч;

2) выдержку изделий при максимальной температуре 80...90⁰С – 5...6 ч;

3) выдержку изделий в термоформе без подачи теплоты — 2...3 ч.

С увеличением массивности изделий и понижением проектной марки бетона следует увеличить длительность ТВО бетона в термоформах.

27. Выбор и вид тепловых агрегатов в зависимости от технологии производства СМИ. Коэффициенты оборачиваемости и использования камер.

1. Ямные камеры.

Ямные камеры периодического действия полностью или частично заглубленными в пол или напольными. Камеры работают по определенному циклу в течение которого изделия предварительно проходят все три этапа тепловой обработки - разогрев, изотермический прогрев и охлаждение.

Пар поступает в камеру через трубу, расположенную у пола камеры по ее периметру. Поднимающийся пар смешивается с воздухом и образует паровоздушную смесь. При таком распределении пара трудно создать равномерное распределение температуры по всему объему. Создается перепад температуры по высоте (до 30-40⁰). Наиболее высокая температура вверху, а наиболее низкая внизу. Изделия, находящиеся в нижней части камеры, оказываются в менее благоприятных условиях.

2. Туннельные камеры.

Горизонтальные туннели, в которых по рельсовому пути передвигаются вагонетки с изделиями. Теплоносителем может быть пар, а так-же паровоздушная смесь, подогреваемая в калориферах. Камеры имеют три зоны: подъема температуры, изотермического прогрева и охлаждения. Зоны отделены одна от другой тепловыми воздушными завесами. Недостатком этих камер является большая потеря тепла через торцы.

3. Щелевые камеры.

Оборудованы системами пароснабжения и электронагревателями. Эффективность этих камер обусловлена меньшими потерями тепла.

4. Вертикальные камеры.

В вертикальных камерах используют естественное расслоение пара и воздуха по высоте. В верхней части, где находится пар температура поддерживается около 100⁰С. Нижняя часть камеры, заполненная паровоздушной средой, температура которой при опускании изделий снижается до 30-35⁰С.

5. Автоклав.

Тепловую обработку в автоклавах применяют для производства бетонных изделий на основе известково-кремнеземистых вяжущих, цементно-песчаных, смешанных вяжущих с использованием отходов промышленности (золы и шлаки ТЭС, доменные шлаки, горелые породы и т.д.), также изделий из ячеистых бетонов.

Особенность твердения в автоклавах заключается в том, что при давлении насыщенного пара равном 0,9-13 МПа вода сохраняется в жидкой фазе при температуре 175-190°С, благодаря чему создаются благоприятные условия процесса твердения бетона.

Затаривание в автоклаве состоит из пяти этапов:

• Первый этап от начала впуска пара до установления в автоклаве температуры 100°С.

• Второй этап начинается с подъема давления.

• Третий этап - выдержка при постоянном давлении и температуре.

• Четвертый этап - равномерное снижение давления.

• Пятый этап - охлаждение изделий от температуры 100°С до нормальной.

Продолжительность первого и второго этапов 3-5 ч, третьего - 4-6 ч, четвертого и пятого - 2-4 ч. Цикл автоклавной обработки с учетом времени на загрузку и выгрузку изделий составляет 12-15 ч.

Резкие перепады или снижение давления пара в автоклаве вызывают в изделиях необратимые деформации. Колебания давления не должны прев-шать 0,02 МПа.

Выгружаемые из автоклава силикатобетонные изделия не должны подвергаться резкому охлаждению. Остывание изделий должно происходить в неразобранных штабелях на вагонетках, при естественном или принудительном охлаждении.

Продолжительность принудительного охлаждения изделий должна быть от 6 до 8 час., а естественного остывания крупноразмерных изделий в штабелях форм до распалубки — не менее 20 час.

Для предупреждения образования в изделиях температурных усадочных трещин, разборку штабелей форм и снятие с верхнего изделия щита производят при разности температур поверхности изделий и цеха не более 40°С.

Коэффициент оборачиваемости камер

Где 24 – количество часов в сутках, ч;

– продолжительность оборота камеры, ч.

Коэффициент использования объема камер

Где n – количество изделий, загруженных одновременно в камеру, шт;

– объем одного изделия, м³;

– объем камеры, м³.