7. Расчёт потребности в камерах периодического действия

Количество камер тво периодического действия (N) при заданной производительности по данному виду продукции определяется из соотношения:

N = ,

Где Q ­– годовая производительность формовочной линии, м³,

Q_к – производительность одной камеры тво в год, м³.

Q_к рассчитывается:

Q_к = q.n,

q – объём железобетонных изделий, загружаемых в камеру, м³,

n – число оборотов камеры в год.

Число оборотов камеры в год определяется:

n = 24Р/Т_цо,

Р – число рабочих суток по тво в год,

Т_цо – продолжительность оборота одной камеры, час.

Т_цо =

t_загр, t_тво, t_выг – продолжительность загрузки, тепловой обработки, выгрузки камеры, час,

к – коэффициент, учитывающий перерывы в работе камеры, 0,91…0,94.

к = Т_пол/Т_общая,

Т_пол – продолжительность эксплуатации камеры, час,

Т_общая – общий интервал анализируемого времени, час

Камера может быть на простое, ремонте, техническом обслуживании, поэтому общее число камер на 1…2 штуки больше расчётного количества и уточняется построением циклограмм за продолжительный интервал времени.

Количество камер периодического действия может также определяться на технологическую линию при двух или трёхсменном режиме формования по суточной производительности:

N = ,

Где h – число часов работы технологической линии в сутки,

T_k ­– средняя продолжительность одного оборота камеры, час, определяется по рис. 140, при этом цикл загрузки камеры с одного формовочного поста определяется: t_k = t.m

t – продолжительность цикла формования изделия, мин,

m – число размещаемых форм с изделиями в одной камере.

Величина О = 24/T_k называется оборачиваемость камеры, показывает сколько раз в течение суток в одной камере проводится тво, чем больше эта величина, тем меньшее число камер нужно для определённой технологической линии. Увеличить оборачиваемость можно уменьшением продолжительности одного оборота камеры T_k, применяя различные способы ускорения твердения бетона помимо тепловых, или проводить тепловую обработку в несколько стадий: 1) предварительный разогрев бетонной смеси и формы перед формованием, 2) камерная тво, 3) распалубка изделий при прочности бетона около 50 % от требуемой прочности и доведение прочности бетона до отпускной в камерах дозревания.

Среднее время одного оборота формы Тф в часах при поточно-агрегатном способе производства жби

Тф = Т_кф + t_о/60,

где t_o – прололжительность пребывания формы на всех технологических

постах, мин.

Цикл загрузки ямной камеры, tк, мин

Рис. 140 Определение средней продолжительности оборота ямной камеры.

а – при двухсменной работе формовочного цеха,

б – при трёхсменной.

S – продолжительность тепловой обработки, ч.

Средняя продолжительность пребывания формы в тепловом агрегате Т_кф в час определяется по графику рис. 141.

Пропускная способность камеры тво ямного типа (м³) определяется по формуле:

П = О.V₂.к₁.В_р,

где V₂ – объём одной камеры тво, м³,

к₁ – коэффициент загрузки камеры твердения, к₁ =m₁q₁/V₂,

m₁ – число изделий в камере при полной загрузке,

q₁ – объём одного изделия, загружаемого в камеру тво, м³,

В_р – число рабочих суток в год.

Съём продукции м³ с 1 м³ объёма камеры определяется:

С₁ = Оm₁q₁/V₂= 24к₁/Т_к= Ок_,

а съём продукции в м³ с 1 м³ объёма камеры тво в год определяется:

С₂ = С₁.В_р

Величина С₂ нормируется и должна быть не менее 60 м³/м³, увеличить эту величину можно или уменьшив продолжительность тво, то есть повысив оборачиваемость камер, или увеличив загрузку камеры.

Рис.141 Определение средней продолжительности пребывания формы в тепловом агрегате,

а – при двухсменной работе, б– при трёхсменной.

7. Назначение отдельных этапов режима тво (предварительная выдержка, разогрев, выдержка при максимальной температуре, охлаждение) в камерах периодического действия.

При тво в камерах периодического действия прогрев жби осуществляется при непосредственном их контакте с теплоносителем или кондуктивным сполсобом. В качестве теплоносителей в этих камерах применяется насыщенный водяной пар, аэрированная горячая вода, продукты сгорания природного газа. Во избежание значительных влагопотерь при тепловой обработке изделий предпочтительным является использование в качестве теплоносителя насыщенного водяного пара. При использовании других теплоносителей и источников тепловой энергии (продуктов сгорания природного газа, электрообогрева, индукционного нагрева и т.п.), именющих более высокую температуру, чем бетон изделий, может происходить интенсивное испарение влаги из бетона, приводящее к нарушению формирующейся структуры цементного камня. Интенсивность испарения влаги зависит от режима тво, водосодержания бетона, относительной влажности среды в камере тво и скорости её циркуляции. При значительных влагопотерях помимо нарушения структуры в процессе тво наблюдается замедление процессов гидратации цемента и недобор прочности бетона после тво. В этом случае обязательным является обеспечение влажности среды в камере не менее 90 % или защита открытых поверхностей жби влагонепроницаемыми материалами или плёнкообразующими составами. В период подъёма температуры допускается снижение относительной влажности среды до 40…60 %.

Назначение режимов тво заключается в установлении оптимальной продолжительности отдельных его периодов с целью обеспечения фактических ритмов работы тепловых установок и получения требуемой прочности без ухудшения конечных физико-механических свойств бетона.

Предварительное выдерживание жби отсчитывается от момента закрытия крышкой загруженной камеры до начала впуска теплоносителя. Цель этого выдерживания – создание благоприятных условий для протекания процессов гидратации цемента и формирования начальной структуры бетона, способной без нарушения воспринять развивающиеся при последующем тепловом воздействии деструктивные процессы.

Вследствие влияния многочисленных факторов на темп начального твердения бетона (активности цемента, В/Ц бетона, скорости подъёма температуры, максимальной температуры разогрева бетона и др.) длительность предварительного выдерживания, необходимая для достижения бетоном требуемой начальной прочности, не является постоянной и колеблется от 1..2 до 4…8 часов.

Чем выше марка цемента и класс бетона, жесткость бетонной смеси и температура, при которой проходит предварительная выдержка жби, тем меньше может быть длительность предварительного выдерживания. Введение химических добавок ускорителей твердения приводит к сокращению, а поверхностно-активных добавок – к удлинению оптимальной длительности предварительного выдерживания.

Увеличение длительности предварительного выдерживания особенно целесообразно при пропаривании распалубленных изделий, а также изделий с большими площадями открытых поверхностей.

С целью снижения энергоёмкости процесса тво при загрузке изделий в остывшую камеру рекомендуется на этапе предварительной выдержки кратковременный пуск пара для повышения температуры среды до 40...45^оС.

Предварительное выдерживание изделий не предусматривается при тво в малонапорных камерах, при использовании разогретых бетонных смесей, а также при изготовлении изделий из жёстких бетонных смесей с дисперсным армированием. Жби на шлакопортландцементе, а также на любом цементе при изготовлении в термоформах и кассетных машинах, как правило, прогреваются без предварительной выдержки.

Максимальная длительность выдерживания до начала тепловой обработки изделий, изготовленных из разогретых бетонных смесей должна быть не более:

• Для изделий из тяжёлого и гёгкого конструкционного бетона толщиной до 200 мм – 30 минут, более 200 мм для преднапряжённых конструкций – 20 минут, без предварительного напряжения – 40 минут,

• Для изделий из лёгкого конструкционно- теплоизоляционного бетона толщиной до 300 мм – 45 минут, более 300 мм – 60 минут.

Скорость разогрева оказывает наибольшее влияние на развитие деструктивных процессов в твердеющем бетоне, причём чем выше скорость нагреватем больше вероятность возникновения структурных нарушений в бетоне. Поэтому, для исключения дефектов скорость нагрева на поверхности изделий не должна превышать 20 ^о/час. Исходя из этого условия следует назначать скорость подъёма температуры среды в камере тво. Последняя зависит от значения начальной прочности бетона, достигнутой в период предварительного выдерживания, и может ориентировочно приниматься по табл. 67.

Таблица 67

Зависимость скорости нагрева жби при тво от начальной прочности бетона

Начальная прочность бетона при сжатии, МПа	Скорость подъёма температуры среды камеры тво, оС/ч
0,1…0,2	10…15
0,2…0,4	15…25
0,4…0,5	25…35
0,5…0,6	35…45
Более 0,6	45…60

Определение начальной прочности бетона производится на образцах кубах с размером ребра не менее 10 см при испытании на прессе с предельной нагрузкой не более 25 Кн. Повышение температуры среды камеры тво со скоростью более 60 ^оС/час, независимо от начальной прочности бетона, не рекомендуется.

Ввиду конвективно-кондуктивного характера теплопередачи при нагреве изделий в камерах тво скорость подъёма температуры оказывает существенное влияние на однородность формирующегося температурного поля. С увеличением толщины изделия увеличивается температурный перепад между центром и поверхностью бетона изделий, что ведёт к неравномерному росту прочности. Поэтому при толщине изделий не менее 40 см скорость нагрева на поверхности должна быть снижена до 10…15 ^оС/час.

При изготовлении жби из высокоподвижных бетонных смесей (с ОК не менее 8 см) скорость подъёма температуры должна быть снижена на 20…30 %. При использовании жёстких смесей (с жёсткостью не менее 60 с) нагрев может осуществляться с большей скоростью на 15…20 %.

В целях снижения деструктивного воздействия интенсивности нагрева на формирующуюся структуру бетона, особенно при коротких периодах предварительного выдерживания, допускается осуществлять подъём температуры с прогрессивно возрастающей скоростью, при которой учитывается нарастание прочности бетона в процессе подъёма температуры: напрмер, в первый час скорость подъёма температуры в камере тво принимается 10…15 ^оС/час, во второй – 15…25 ^оС/час, в третий – 25…30 ^оС/час и т.д. до достижения заданной максимальной температуры.

Снижению структурных нарушений в бетоне способствует использование ступенчатых режимов нагрева, когда, например, за первуе 1…1,5 часа повышают температуру в камере до 40…50 оС, выдерживают при этой температуре без подачи пара в течение 1…2 часов, а затем осуществляют интенсивный подъём температуры до достижения заданной максимальной температуры в течение 1…1,5 часов.

При загрузке жби в неохлаждённую камеру с температурой 30…45 ^оС выдерживание в ней изделий без подачи теплоносителя в течение 1,5…2 часов равноценно первой ступени подъёма температуры.

Максимально допустимая температура бетона к концу периода нагрева не должна превышать 80…85 ^оС при использовании портландцементов и 90…90 ^оС при использовании шлакопортландцементов.

Применение пониженных температур разогрева, обеспечивающих достижение заданной прочности бетона в требуемые сроки, позволяет снизить расход энергии в 1,5…2 раза по сравнению с расходом при 80…85 ^оС.

Выдерживание разогретых изделий в камере тво до достижения заданной прочности может осуществляться путем термосного или изотермического прогрева. С точки зрения достижения минимальных энергозатрат на тепловую обработку сборных железобетонных изднлий предпочтительным является использование термосного выдерживания.

Изотермический прогрев должен приниматься в том случае, если термосное выдерждивание в камере тепловлажностной обработки не обеспечивает достижения заданной прочности бетона к моменту распалубки изделий. При использовании изотермического прогрева необходимо до минимума сократить его продолжительность с последующим термосным выдерживанием.

Изотермический прогрев осуществляется путём подвода тепловой энергии в количестве, компенсирующем затраты на нагрев ограждений камеры и потери через них. Режимы тепловой обработки изделий из тяжёлого бетона с изотермической выдержкой при 80 ^оС для двух оборотов тепловых камер в сутки приведены в табл.68.

Таблица 68

Класс (мар--ка) бетона	Режим тепловой обработки, ч, при толщине бетона в изделиях, мм
	До 160	160…300	300…400
В15 (200)	11 (3,5+5,5+2)	12 (3,5+6,5+2)	13 (3,5+6,5+3)
В22,5 (300)	9 (3+4+2)	10 (3+5+2)	11 (3,5+5,5+2,5)
В30 (400)	8,5 (3+3,5+2)	9,5 (3+4,5+2)	10,5 (3 +5 +2,5)
В37,5 (500)	8 (3 +3+2)	9 (3 +4+2)	9,5 (3 +4+2,5)
В45 (600)	7 (3+2+2)	8 (3+3+2)	9 (3+3,5+2,5)

На рис. 142 приведена интенсивность нарастания прочности бетона с В/Ц=0,45 на различных цементах в зависимости от длительности изотермического выдерживания (режим 2+3+5+2 при 80 ^оС по данным НИИЖБ. На рис. 143 приводится нарастание прочности бетона на портландцементе.

Р ис.142 Нарастание прочности бетона на различных цементах.

1 – ОБТЦ,

2 – ПЦ 400 Д-20,

3 – ШПЦ 400,

4 – ШПЦ 300.

Рис.143 Нарастание прочности бетона на портландцементе.

а – температура 100 ^оС, б – температура 80 ^оС, в – температура 60 ^оС,

1 – жесткость бетонной смеси 100 с, 2 – 30…60с, 3 – осадка конуса 3 см.

Двухстадийные режимы тепловой обработки производятся с целью повышения оборачиваемости форм:

- на первой стадии тепловая обработка изделий идёт в формах до распалубочной прочности 40…60 % от марочной с подачей теплоносителя,

- на второй стадии распалубленное изделие выдерживается в камере при 60…80 ^оС до достижения отпускной прочности.

Примерные режимы двухстадийной тепловой обработки изделий с ненапрягаемой арматурой приведены в табл. 69.

Таблица 69

Технология	Класс бетона	Толщина изделичя, мм	Продолжительность этапов, ч
			1 стадия	2 стадия
Поточная или стендовая			t= 80…85 оС
	До В15	До 200	7(3,5+5+0,5)	5
	Более В15	До 200	6(3+2,5+0,5)	4
	До В15	200-400	9(3,5+5+0,5)	5
	Более В15	200-400	7,5(3+4+0,5)	4
Кассетная	В15	До 100	6(1+3,3+1,5)	5
	В25	До 100	5(1+2,5+1,5)	4
	В15	100…200	6,5(1+4+1,5)	5
	В25	100…200	5,5(1+3+1,5)	4

Первая и вторая стадии тепловой обработки могут проходить в тепловых агрегатах любого типа. Перерыв между первой и второй стадиями тепловой обработки должен быть не более 1 часа.

Термосное выдерживание разогретых изделий в камерах тво осуществляется без дополнительного подвода тепла. При термосном выдерживании температура бетона изделий принимается по табл. 70 в зависимости от группы цемента, класса бетона, требуемой оборачиваемости камер в сутки, заданной прочности бетона изделий (% от R₂₈) к концу термосного цикла, а также показателя А, характеризующего длительность остывания разогретого блока камер тво с изделиями (то есть его тепловую инерцию).

Длительность подъёма температуры в изделиях определяется:

= t /10,

где t_р – температура разогрева по табл.

Длительность термосного выдерживания в часах, определяется:

для n = 1 = 24 - (3+ +2),

для n=1,5 = 16 - (3+ +2).

Показатель длительности остывания А рассчитывается с учётом конструктивных и теплофизических особенностей блока камер по формуле:

А= ,

где (с , V_б,– объёмная теплоёмкость кДж/м^3оС и объём бетона в плотном теле, м³, в блоке камер,

(с ,V_ок – то же ограждающих конструкций блока камер тво,

(с , V_м – то же для металла в блоке камер

V_м = ,

где g_ф – масса металла форм в блоке камер, кг,

g_кр – массы металлических элементов крышек в блоке камер, кг,

g_п – масса стоек пакетировщиков внутри блока камер, кг,

Таблица 70

Класс(марка) бетона	Прочность, % от R28	Температура разогрева бетона при значении А
		10…40	41…80	81…150
I группа цементов при оборачиваемости камер в сутки n=1/1,5
В15 (200)	50	60/75	55/70	50/70
	60	75/-	70/85	65/80
	70	-/-	-/-	80/-
В22,5 (300)	50	50/70	45/65	40/60
	60	65/80	60/75	55/75
	70	80/-	75/-	70/-
В30 (400)	50	40/60	35/55	30/50
	60	50/75	45/70	40/70
	70	65/-	60/-	55/-
В37,5 (500)	50	35/45	30/40	25/40
	60	45/60	40/55	35/50
	70	55/80	50/75	45/70
II группа цементов при оборачиваемости камер в сутки n=1/1,5
В15 (200)	50	75/85	70/80	60/75
	60	75/-	70/85	65/80
В22,5 (300)	50	60/80	55/75	45/70
	60	75/-	70/-	65/85
	70	-/-	85/-	80/-
В30 (400)	50	45/70	50/65	40/65
	60	60/85	55/80	50/75
	70	80/-	75/-	70/-
В37,5 (500)	50	40/50	35/45	30/45
	60	50/70	45/65	40/60
	70	70/-	65/-	60/-

Примечания:1)при n=1 длительность оборота камеры 24 часа, при n=1,5 – 16 часов, 2) предварительная выдержка изделий в камере 3 часа, 3) скорость подъёма температуры 10 ^оС в час, 4) суммарная длительность загрузки и выгрузки камер 2 часа.

g_со – масса стальной обшивки, учитываемая при теплоизоляции ограждений, кг.

К₁, F₁ – коэффициет теплопередачи, Вт/м^2оС,и площадь наружных стен блока камер выше нулевой отметки пола, м²,

К₂, F₂ – то же для наружных стен блока камер ниже нулевой отметки пола,

К₃, F₃ – то же для днища блока камер,

К₄, F₄ – то же для крышек блока камер.

Для расчётов рекомендуется принимать следующие значения объёмных теплоёмкостей с : для тяжёлого бетона изделий и ограждающих конструкций – 2500 кДж/м^3оС, для керамзитобетона ограждающих конструкций камер – 1600 кДж/м^3оС и для металла форм, стоек и т.п. – 3800 кДж/м^3оС.

Значения коэффициентов теплопередачи приведены в табл.71.

Таблица.71

Коэффи- циент	Значения коэффициентов теплопередачи, Вт/м2оС
	Элементы ограждений камер	При ограждениях из
		Тяжёлого бетона	керамзитобетона
К1	Наружные стены выше нулевой отметки	5,8	2,6
К2	Наружные стены ниже нулевой отметки	2,3	2,2
К3	Днище из бетона	2,3	2,2
	Из пустотного настила	1,3	-
К4	Крышка	5,8	5,6

В случае утепления внутренней поверхности ограждений из тяжёлого бетона слоями изоляции толщиной , м, с сопротивлением теплопередаче Rо м^2оС / Вт, значения коэффициентов теплопередачи ограждений принимаются по табл.72

Таблица 72

Материал огражде- ний	Коэффи-циенты	Значения коэффициентов теплопередачи, Вт/м2оС при сопротивлении теплопередаче Rо, м2оС / Вт
		0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4
Тяжёлый бетон	К1	5,8	2,7	1,8	1,3	1,0	0,9	0,7	0,6
	К2 и К3	2,3	1,6	1,2	1,0	0,8	0,7	0,6	0,6
Керамзи- тобетон	К1	2,6	1,7	1,3	1,0	0,9	0,7	0,6	0,6
	К2 и К3	2,2	1,6	1,2	1,0	0,8	0,7	0,6	0,5

Сопротивление теплопередачи Rо, м^2оС / Вт, рассчитывается по формуле:

Rо = , м^2оС / Вт,

где – толщина i-того слоя ограждения (изоляции), м,

коэффициент теплопроводности материала i-того слоя ограждения Вт/м^оС, принимается по СНиП.

Для конструкций ограждений с теплоизоляцией, имеющих воздушные прослойки, значения сопротивления теплопередаче каждой из воздушных прослоек приводятся в табл. 73. При наличии n воздушных прослоек одинаковой толщины величину Rо по табл. 73 следует умножать на n.

Таблица 73

Толщина воздушной прослойки, м	0,03	0,04	0,05	0,1	0,15	0,2
Rо, (м2оС) / Вт	0,28	0,3	0,32	0,38	0,41	0,45

С целью снижения энергоёмкости процесса тво при твердении распалубленных ненапряжённых жнлезобетонных изделий после термообработки в цехе не менее 12 часов следует уменьшить расчётную температуру разогрева по термосным режимам на величину, приведённую в табл.74.

Таблица 74

Группа цементов	Температурная поправка, оС, при числе оборотов камеры тво в сутки
	1	1,5
1	5	10
II	5	15
III	10	15

При назначении термосных режимов следует учитывать, что с увеличением заданной прочности (распалубочной или передаточной) резко повышается расход тепловой энергии при тво. Увеличение заданной прочности с 50 до 70 % от R₂₈ расход тепловой энергии возрастает в 1,5…2 раза. В связи с этим следует стремиться к назначению минимально возможных в конкретных условиях значений распалубочной или передаточной прочности, учитывая последующее нарастание прочности бетона при выдерживании в цехе или на складе готовой продукции при положительных температурах наружного воздуха с учётом отгрузки потребителям.

При производстьве сборных жби, подвергаемых тво, могут применяться различные химические добавки (ускорители твердения, пластификаторы, комплексные добавки. Выбор химических добавок осуществляют в соответствии с требованиями ГОСТ 24211 и рекомендациями СНиП 3.09.01-85.

Вследствие различной эффективности действия химических длбавок, зависящей не только от виды и марки цемента, но и от конкретного завода изготовителя цемента, а также состава бетона, режимы тепловой обработки бетона с химическими добавками следует назначать опытным путем. При этом следует иметь в виду:

• Применение ускорителей твердения позволяет снизить температуру разогрева бетона на 10…20 оС при неизменном общем цикле тво или сократить режим на 2…3 часа при неизменной температуре разогрева,

• При применении добавок пластификаторов и суперпластификаторов корректировка режимов тво должна быть увязана с технологическим приёмом и целью их введения. Рпи пластификации смесей или экономии цемента при неизменной удобоукладываемости бетонной смесирежимы тепловой обработки должны корректироваться в сторону увеличения продолжительности предварительного выдерживания и времени разогрева,

• При уменьшении В/Ц и равной удобоукладываемости смеси режимы тепловой обработки могут оставаться неизменными. Для ряда добавок пластификаторов, особенно суперпластификаторов, возможно снижение температуры разогрева изделий на 20…30 ^оС для цементов 1 и II групп (для термосных режимов) или сокращение длительности изотермического выдерживания на 1…2 часа (для изотермических режимов).

Охлаждение изделий в камере производится при отключенной подаче теплоносителя и перепуске пара из охлаждаемой в разогреваемую камеры. При отсоса теплоносителя в охлаждаемую камеру с изделиями подаётся воздух из цеха. При выгрузке изделий из камеры тво температурный перепад между поверхностью изделий и температурой окружающей среды не должден превышать 40 ^оС.

Изделия после распалубки в холодное время года (при среднесуточной температуре наружного воздуха не выше 5 оС) необходимо выдерживать не менее 12 часов в цехе с целью уменьшения температурно-влажностных напряжений, приводящих к образованию трещин в изделиях. Ориентировочный прирост прочности бетона в течение этого периода времени может приниматься по табл.75.

Таблица 75

Класс (марка) бетона	Коэффициент увеличения прочности бетона изделий при распалубочной прочности , % от R28
	45…50	55…60	65…70
В15 (200)	1,1…1,15	1,05…1,12	-
В22,5 (300)	1,1…1,15	1,05…1,12	1,04…1,09
В30 (400)	1,09…1,15	1,05…1,09	1,04…1,08
В37,5 (500)	1,06…1,12	1,05…1,09	1,04…1,09

При реконструкции действующих предприятий в случае отсутствия площадей для 12 часового выдерживания изделий длительность выдержки может быть сокращена до 8 или 6 часов. В этих случаях необходимо длительность изотермического выдерживания увеличить соответственно на 0,5 и 1 час.

Для предварительных технико-экономических расчётов при термическом сопротивлении теплопередаче ограждающих конструкций камер тво не менее 1,32 м^2оС/Вт усреднённые показатели расхода пара в кг на 1 м³ бетона изделий при тво допускается принимать для камер:

• ямного типа – 170 ,

• щелевых непрерывного действия – 200,

• термоформ – 250,

• вертикальных камер – 120,

• кассетных установок – 200.

Расход пара на пароразогрев бетонной смеси принимается из расчёта 1,5 кг на 1 м³ смеси при нагреве на 1 ^оС.

Расход электроэнергии на электротермообработку принимается для изделий из:

• Тяжёлого и конструкционного лёгкого бетона – не более 80 квт.ч/м³,

• Лёгкого конструкционно- теплоизолционного – не более 100 квт.ч/м³.

Расход природного газа при тепловой обработке тяжёлого и лёгкого бетонов класса В10 и выше в закрытых помещениях составляет 18 м³/м³ бетона, для лёгкого бетонакласса В 7,5 – до 10 м³/м³, на открытых полигонах для бетона класса В20 – до 12 м³/м³. Количество удаляемых из камер продуктов сгорания природного газа принимается равным 15 м^{3 ,} а с доувлажнением – 20м³ на 1 м³ сжигаемого газа.

7. Особенности режимов тепловой обработки жби

из конструкционно-теплоизоляционного лёгкого бетона.

При назначении режима тепловой обработки жби из лёгких бетонов существенное влияние оказывает не только особенности применяемого цемента, класса бетона, удобоукладываемость бетонной смеси, но и структура бетона (плотная или поризованная), наличие в его составе вовлечённого воздуха и его объём, прочность и объёмная концентрация крупного пористого заполнителя, гидравлическая активность мелких пористых заполнителей, зол и золошлаковых отходов тепловых электростанций.

Бетонные и железобетонные изделия для наружных стен жилых и общественных зданий – наружные стеновые панели, блоки, камни должны выполнять целый ряд функций:

- быть достаточно прочными, морозостойкими и стойкими к атмосферным воздействиям, а также к воздействию открытого пламени в условиях пожара,

- характеризоваться достаточным термическим сопротивлением, обеспечивая теплозащитные свойства, зависящие не только от средней плотности используемого материала, но и от влажности,

- быть достаточно паропроницаемыми («дышащие стены»), так чтобы конденсирующийся зимой в порах материала водяной пар не накапливался

Для конструкционно-теплоизоляционных лёгких бетонов, применяемых при изготовлении ограждающих стеновых конструкций зданий, режим тепловой обработки должен обеспечивать минимально возможную отпускную влажность бетона изделий, не превышающую в % по объёму:

• 15 % – для бетона наружных стеновых панелей и блоков производственных зданий и бетонов на вспученном перлитовом песке и золах ТЭС;

• 13 % – для бетона панелей и блоков жилых и общественных зданий (за исключением приготовленных на вспученном перлитовом песке и золах ТЭС).

Для обеспечения минимальной отпускной влажности тепловую обработку следует проводить в условиях, способствующих испарению влаги из изделий. Такой прогрев может осуществляться в тепловых установках периодического и непрерывного действия (в камерах ямного, туннельного и щелевого типов), оборудованных тепловыми регистрами, ТЭНами, калириферами, инфракрасными излучателями или теплогенераторами для сжигания природного или искусственного газа. Максимальная температура среды в камерах сухого прогрева может быть повышена в зависимости от необходимой длительности тепловой обработки до 150 ^оС. С целью обеспечения заданной влажности изделий камеры рекомекндуется оборудовать системой вентиляции. При тепловой обработке изделий в термоформах не следует укрывать открытую поверхность.

Тепловлажностную обработку в паровоздушной среде с относительной влажностью до 95 % и температурой до 95 оС допускается проводить для изделий, изготавливаемых из конструкционно-теплоизоляционных лёгких бетонов с низким начальным водосодержанием или при производстве панелей для промышленного строительства, при условии обеспечения требования по отпускной влажности.

Назначение режимов тепловой обработки изделий из конструкционно-теплоизоляционных лёгких бетонов производится с учётом следующих особенностей скорости набора прочности:

• Замеделение темпа нарастания прочности при тепловой обработке бетонов на гидравлически активных мелких заполнителях (дроблёном керамзитовом песке, золе ТЭС) тем сильнее, чем ниже температура в тепловой установке – это является следствие замедления реакции пуццоланизации;

• Увеличение содержания вовлечённого воздуха и снижение проектной прочности и плотности бетона приводят к замедлению темпа нарастания прочности при тепловой обработке, проявляющегося тем сильнее, чем ниже температура в тепловой установке вследствие пониженной теплопроводности лёгкого бетона;

• При снижении плотности и прочности крупного пористого заполнителя темп роста прочности при прочих равных условиях повышается и проявляется тем заметнее, чем ниже температура в тепловой установке, что связано с отсосом пористым заполнителем воды из цементного камня.

Ориентировочные данные по скорости нарастания прочности конструкционно-теплоизоляционных лёгких бетонов приведены в табл. 76.

Таблица 76

Набор прочности лёгкого бетона при тепловой обработке

Класс (марка) бетона	Изотерм. выдерж-ка, час	Rсж через 0,5 час, % от проектной, при различных мелких заполнителях и температуре, оС
		Песок пористый			Зола ТЭС			Песок плотный
		60	80	95	60	80	95	60	80	95
В3,5 (М50)	6	10-15 30-35	20-25 40-45	30-40 50-60	15-20 30-35	40-45 50-55	50-60 55-65	30-35 45-50	45-50 55-60	50-55 60-65
	10	25-30 45-50	35-40 55-60	55-60 70-75	35-40 50-55	50-55 65-70	70-75 75-80	50-55 65-70	65-70 75-80	70-75 80-85
	14	35-40 50-55	45-50 65-70	70-75 80-85	45-50 60-65	60-65 75-80	80-85 85-90	60-65 75-80	70-75 85-90	75-80 90-95
	18	40-45 55-60	55-60 70-75	75-80 85-90	50-55 65-70	65-70 80-85	85-90 85-90	65-70 80-85	75-80 85-90	80-85 90-95
В5 (М75)	6	20-25 35-40	25-30 45-50	40-45 55-65	25-30 40-45	40-45 55-60	55-60 60-70	40-45 55-60	45-50 60-65	50-55 65-70
	10	35-40 50-55	45-50 60-65	60-65 70-75	45-50 60-65	60-65 70-75	75-80 80-85	60-65 70-75	65-70 75-80	70-75 80-85
	14	45-50 60-65	55-60 70-75	75-80 80-85	55-60 65-70	70-75 80-85	80-85 85-90	65-70 80-85	75-80 85-90	80-85 90-95
	18	50-55 65-70	60-65 75-80	80-85 85-90	60-65 75-80	70-75 80-85	75-80 85-90	75-80 85-90	80-85 90-95	85-90 90-95
В7,5 (М100)	6	25-30 -	30-35 -	40-50 -	35-40 -	50-55 -	55-65 -	40-45 -	50-55 -	55-60 -
	10	40-45 -	50-55 -	60-65 -	45-50 -	65-70 -	75-80 -	60-65 -	70-75 -	75-80 -
	14	50-55 -	60-65 -	75-80 -	60-65 -	70-75 -	80-85 -	70-75 -	80-85 -	80-85 -
	18	55-60 -	65-70 -	80-85 -	70-75 -	85-80 -	85-90 -	75-80 -	85-90 -	85-90 -

Примечание. Данные таблицы 76 относятся к бетонам с вовлечённым воздухом, приготовленным на крупном заполнителе с маркой по прочности П100 и более – над чертой и П50 – под чертой.

При назначении режима тепловой обработки изделий из конструкционно-теплоизоляционных лёгких бетонов необходимо учитывать замедленный темп нарастания прочности бетона в самом изделии по сравнению с кинетикой роста прочности в той же тепловой установке контрольных образцов-кубов. Это обусловлено замедленным прогревом бетона в изделии вследствие низкой его теплопроводности, проявляющемся тем больше, чем ниже средняя плотность бетона, больше толщина изделия, меньше относительная влажность паровоздушной среды в камере, снижающая величину коэффициента теплоотдачи.

Для ориентировочного определения средней прочности бетона в изделиях значение прочности образца-куба следует принимать с коэффициентами, приведёнными в табл. 77.

Таблица 77

Длительность тепловой об-работки, ч	Коэффициент снижения прочности бетона в камере при
	Пропаривании t=90…95 оС на песке		Сухом прогреве t=100…120 оС на песке
	плотном	Пористом или золе	плотном	Пористом или золе
6	0,65-0,75	0,4-0,5	0,5-0,6	0,1-0,2
10	0,85-0,9	0,8-0,9	0,7-0,8	0,3-0,4
14	0,9-0,95	0,85-0,95	0,8-0,9	0,8-0,9
18	0,95-1	0,95-1	0,9-0,95	0,9-0,95

Прп тепловой обработке изделий из конструкционно-теплоизоляционных лёгких бетонов, изготовленных на гидравлически активных мелких заполнителях, содержащих активные минеральные пылевидные фракции (зола ТЭС, дроблёный керамзитовый песок), следует использовать режимы с максимально высокой температурой среды на стадии изотермического прогрева (95…140 ^оС) для обеспечения наиболее полного протекания реакции между активным кремнезёмом мелких пористых заполнителей и продуктами гидратации цемента и возможности использования этого эффекта для повышения прочности и снижения средней плотности лёгкого бетона.

В случаях, когда по условиям организации технологического процесса, например, при формовании изделий в две смены, имеется возможность увеличить продолжительность тепловой обработки, следует применять энергосберегающие режимы с пониженной температурой разогрева, назначаемые с учетом кинетики роста прочности лёгкого бетона в зависимости от его класса (марки), вида мелкого и прочности крупного заполнителей.

При назначении таких режимов тепловой обработки следует обеспечивать достижение требуемой распалубочной прочности бетона в изделиях, которая должна составлять не менее 2 МПа при наличии кантователей и 3 МПа без них, но не менее 35 % проектного класса (марки) бетона по прочности при сжатии.

В целях экономного использования тепловой энергии при назначении режимов тепловой обработки следует учитывать последующее нарастание прочности бетона изделий в процессе их остывания в течение 12 часов в соответствии с данными табл. 78.

Таблица 78

Распалубочная прочность, % от Rпр	35-40	40-50	50-60	60-70	70-80
Коэф. увеличения прочности бетона	2-2,3	1,6-2	1,4-1,6	1,2-1,4	1,1-1,2

При установлении продолжительности и температуры тепловой обработки изделий из конструкционно-теплоизоляционных лёгких бетонов необходимо проверить после тепловой обработки достижение требуемой отпускной влажности бетона в изделиях (W,%):

W= 0,1[В – 0,15Ц - i (1/ )] ,

где В – количество воды в свежеотформованной бетонной смеси с учётом влаги, кг/м³,

Ц – расход цемента, кг/м³,

i – интенсивность испарения воды из изделия, кг/м³, по табл.79.

Таблица 79

В, кг/м3	i,кг/м2.ч при влажности в камере тво 40 % и температуре, оС
	70	80	90	100	110	120	130	140
230-260	0,55	0,6	0,7	0,8	0,9	1,1	1,3	1,6
200-220	0,45	0,5	0,55	0,65	0,75	0,9	1	1,2
160-190	0,4	0,45	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1

– продолжительность тепловой обработки, ч,

– толщина изделия, м.

Рассчитанная по формуле величина влажности не должна превышать более чем на 2 % требуемую отпускную влажность лёгкого бетона. В тех случаях, когда рассчитанная или определённая экспериментально отпускная влажность лёгкого бетона выше требуемых значений, необходимо принять меры для её уменьшения. Для этого следует, в первую очередь, использовать технологические приёмы, снижающие начальное водосодержание бетонной смеси: уменьшение расхода воздухововлекающей добавки, применение совместно с воздухововлекающей водоредуцирующей добавки, исключение возможности применения горячего керамзита, повышение жёсткости смеси и др. Во-вторых, следует провести мероприятия по интенсификации процесса испарения влаги: принудительную вентиляцию в период остывания изделий, повышение температуры тепловой обработки, а при отсутствии таких возможностей рассмотреть целесообразность увеличения длительности тепловой обработки.

Длительность предварительной выдержки изделий из конструкционно-теплоизоляционного бетона следует принимать по табл.80.

Таблица 80

Объём вовлечённого воздуха, %	Жёсткость смеси, с	Время предварительного выдерживания, ч
0.5	11-20	0,5-1
5-10	5-10	1-1,5
5-10	5-10	1,5-2,5
10-15	5	2,5-3,5

Скорость подъёма температуры среды в камере (^оС/час) при тво изделий из конструкционно-теплоизоляционного лёгкого бетона должна быть не более:

• При сухом прогреве в камере тво – 50,

• При прогреве в термоформах – 40,

• При пропаривании в камерах – 30.

При применении предварительного разогрева бетонной смеси или разогрева изделий в форкамерах предварительная выдержка составляет не более 1 часа, а скорость подъёма температуры в них не более 45 ^оС/ч.

Продолжительность изотермического прогрева должна определяться временем, необходимым для достижения в центре изделий температуры 65…90 ^оС/ч и зависит от способа тепловой обработки (табл. 81).

Скорость остывания поверхности изделий после изотермического прогрева не должна превышать 40 ^оС/ч., при выгрузке изделий из камеры температурный перепад между поверхностью изделий и температурой окружающей среды не должен превышать 40 ^оС.

Скорость остывания поверхности изделий, к бетону которых предъявляются повышенные требования по морозостойкости, не должна превышать 20 ^оС/ч.

Таблица 81

Способ тепловой обработки	Длительность изотермического прогрева, ч
Сухой прогрев при температуре до 150 оС	6-8
Пропаривание в термоформах	5-7
Пропаривание в камерах острым паром при 85-95 оС	4-6
Пропаривание в кассетах при 95-100 оС	5-7
Тепловая обработка с подогревом в форкамерах при 30-40 оС	5-7
Тепловая обработка с предварительным разогревом смеси	4-6

Примечание: большие значения приведены для изделий толщиной 300-400 мм, меньшие – при толщине 200-300 мм.

Способы и режимы тво изделий из конструкционных лёгких бетонов классов В10…В30 применяются такие же, как и для аналогичных изделий из тяжёлых бетонов. При этом следует учитывать: возможность снижения относительной влажности паровоздушной среды в тепловом агрегате; влияние соотношения между прочностью применяемого пористого заполнителя и проектного класса бетона на темп роста его относительной прочности; увеличение длительности изотермического прогрева с увеличением толщиня изделия.

Тепловая обработка изделий из конструкционных лёгких бетонов может производиться по термосному или изотермическому режимам. Время предварительного выдерживания, скорость подъёма температуры, и температура разогрева бетона должны назначаться в зависимости от начальной прочности бетона, удобоукладываемости и температуры бетонной смеси, группы применяемого цемента также как для аналогичных изделий из тяжёлого бетона.

С увеличением марки по прочности крупного пористого заполнителя при данном классе бетона темп нарастания прочности бетона при тепловой обработке замедляется. В случае, когда марка по прочности пористого заполнителя равна или выше марки бетона, режимы тепловой обработки изделий из конструкционных лёгких бетонов не отличаются от режимов тво равнопрочных тяжёлых бетонов. При меньшей прочности пористого заполнителя температура разогрева при термосном выдерживании может быть снижена на 5…10 ^оС (тем больше, чем выше класс бетона и ниже марка по прочности заполнителя), а длительность изотермического периода при температуре 80 ^оС сокращена до величин, приведённых в табл. 82.

Таблица 82

Группа цементов	Класс (мар-ка) бетона	Изотермический прогрев при 80 оС ,ч, для получения Rрасп. через 0,5 ч после тво, %
		50	60	70	80
1	В12,5(150)	2…4	4…6	8…10	17…20
	В15(200)	2…4	3…5	4…7	8…12
	В25(350)	1…3	2…4	3…6	7…11
II	В12,5(150)	4…6	5…7	9…11	-
	В15(200)	3…5	4…6	5…8	13…16
	В25(350)	2…4	3…5	5…7	9…12
III	В12,5(150)	6…8	10…12	17…20	-
	В15(200)	5…7	6…8	8…11	17…20
	В25(350)	4…6	5…7	7…10	14…17

В этой таблице (82) продолжительность изотермической обработки указана в зависимости от величины распалубочной прочности в % от марочной, причём меньшие значения длительности изотермического прогрева приведены для железобетонных изделий толщиной до 200 мм, приготовленных на пористых заполнителях минимальной прочности, большие – при толщине сборных железобетонных изделий более 300 мм, изготовленных из бетонной смеси на пористых заполнителях с оптимальной прочностью.

Длительность охлаждения изделий в камере устанавливается в зависимости от толщины изделий и температуры окружающей воздушной среды в момент распалубки в соответствии с данными табл. 83.

Таблица 83

Толщина изделий, мм	Длительность охлаждения, ч, при tокр. воздуха , оС.
	От +20 до +30	От +10 до +20	От -10 до +10
До 200	0,5…1	1…1,5	1,5…2,5
200…300	1…1,5	1,5…2	2…3
Более 300	1,5…2	2…2,5	2,5…3,5

7.10 Разновидности и особенности тепловой обработки в камерах непрерывного действия

Камеры непрерывного действия используются для тепловой обработки сборных жби, изготавливаемых поточно-конвейерным способом. Как правило, при этом камера располагается таким образом, чтобы к концу тепловой обработки изделие в форме поступало в начало конвейерной линии. Наибольшее распространение получили туннельные многоярусные и щелевые камеры. В туннельных камерах может быть расслоение теплоносителя и значительные перепады температуры по высоте камеры, чтобы этого не было, высоту камеры уменьшили на высоту одного изделия с формой, так получились щелевые камеры (рис.144).

Рис. 144 Схема (разрез) щелевой камеры.

1 – перфорированные трубы, 2 – стенки камеры, 3 – изделие, 4 – поддон-вагонетка, 5 – регистры из гладких труб.

Щелевые камеры выполняют в виде проходного тоннеля высотой около 1 м, по которому специальными толкателями перемещаются формы-вагонетки с изделиями. Щелевые камеры состоят из форкмеры, где производится предварительный разогрев изделий, затем они поступают в основную камеру, которая может преставлять собой несколько параллельных ветвей (горизонтально, вертикально или наклонно замкнутые конвейерные линии) или прямую и обратную подземные ветви, которые могут выходить за габариты формовочного цеха.

Использование камер непрерывного действия в конвейерном двухярусном стане и в наклонно замкнутом конвейере приведено на рис.145,146.

Рис.145 Схема двухярусного стана

1 – подъёмник, 2 – толкатель, 3 – привод подъёмника, 4 – бетоноукладчик, 5 – вибронасадок, 6 – заглаживающее устройство, 7 – зона выдерживания, 8 – форкамера, 9 – привод снижателя, 10 – снижатель, 11 – форма, щелевая камера тво.

Рис. 146 Схема наклонно замкнутого конвейера.

Рис. 147 Схема вертикальной камеры непрерывного действия

1 –ограждение камеры, 2 – изделия на поддонах, 3 – трубы перфорированного паропровода, 4 – передаточная тележка, 5 – подъёмный стол.

На конвейерных линиях могут использоваться вертикальные камеры (рис. 147), имеющие восходящий и нисходящий потоки форм с изделиями.

Вертикальное перемещение производится гидродомкратами, которые подают формы на расстояние, необходимое для их фиксации на отсекателях. При подъёме пакета форм верхняя автоматически зацепляется транспортирующим устройством и после опускания пакета на отсекатели она перемещается на снижающую ветвь потока, по которой попадает на конвейер для передачи формы на пост распалубки и через снижатель по возвратному конвейеру форма возвращается на формовочную линию.

При прогреве изделий в камерах непрерывного действия следует применять изотермические режимы тепловой обработки. Во всех камерах изделия последовательно проходят зоны нагрева с определённой скоростью, изотермической выдержки, длина которой зависит от требуемой распалубочной прочности бетона изделий, и охлаждения. В туннельных многоярусных камерах теплоносителем является горячий влажный воздух. В щелевых камерах обычно первая ветвь длиной около 50 м разогревается горячим воздухом, температура в камере не более 65 ^оС. Вторая ветвь включает зону изотермического прогрева острым паром длиной до 100 м и зону охлаждения длиной около 50 м. Вертикально замкнутый конвейер оборудуется подъёмниками снижателями, горизонтально замкнутый – передаточными мостами. В вертикальной камере изделие перемещается снизу вверх, проходя среду поро-воздушной смеси, затем попадает в зону насыщенного водяного пара и спускается вновь в среду паровоздушной смеси.

Если при тепловой обработке изделий в камерах непрерывного действия их прогрев осуществляется с применением «гухого» пара (регистры) или электронагревателями (ТЭНами), то для повышения влажности среды следует дополнительно предусматривать подачу «острого» пара через перфорированные трубы. В горизонтальных камерах регистры устанавливаются на полу и под потолком. В вертикальных камерах регистры устанавливаются вдоль боковых стен по её высоте. В качестве таплоносителя используется, как правило, водяной насыщенный пар под давлением 0,5…0,6 МПа.

Отличительная особенность тепловой обработки изделий в камекрах непрерывного действия состоит в том, что изделия поступают в них в формах-вагонетках, которые перемещаются вдоль камеры, проходя три зоны с различными температурно-влажностными параметрами. В горизонтальных камерах непрерывного действия температурные зоны должны быть разделены. Для разделения зон рекомендуется применять механизированные шторные разделители (типа СМЖ-411), или воздушные завесы, или шторы из теплостойкой резины.

В вертикальных камерах непрерывного действия указанные зоны предопределены конструкцией камеры и создаются самопроизвольно без использования специальных разделителей.

С целью экономии тепловой энергии торцы горизонтальных камер рекомендуется оборудовать дверями с механическим приводом (типа СМЖ-445) или специальными герметизирующими устройствами.

Пребывание изделий в зоне предварительной выдержки (для горизонтальных камер – в форкамере) должно быть не менее одного часа. Рекомендуется создавать в форкамере температуру 40…60 ^оС и относительную влажность воздуха 40…60 % за счёт рецеркуляции паровоздушной среды, отбираемой из зоны охлаждения.

В зоне активной тепловой обработки производится нагрев и изотермическая выдержка изделий. Температура среды в этой зоне должна быть не более 80…85 ^оС, при относительной влажности воздуха не менее 90 %. Отличительной особенностью зоны активной тепловой обработки в горизонтальных камерах является равномерность распределения теимпературы среды по длине зоны, за исключением участков длиной 5…10 м у её торцов.

Для интенсификации теплообмена между средой и изделием рекомендуется осуществлять в зоне активной тепловой обработки рециркуляцию среды – вначале зоны теплоноситель отбирается и вдувается в конце зоны. Скорость движения паровоздушной среды не должна превышать 1 м/с.

При двухсменном режиме работы предприятия (по формованию) в третью (нерабочую) смену в зоне активной тепловой обработки должна поддерживаться температура изотермической выдержки.

В зоне остывания горизонтальных камер непрерывного действия изделия охлаждаются до 60 ^оС воздухом, отбираемым из цеха приточной установкой. Отработанный нагретый воздух подаётся в форкамеру либо удаляется вытяжной вентиляцией в атмосферу. Применение вытяжного вентилятора при нахождении изделий в зоне остывания менее 1 часа нецелесообразно.

При изготовлении изделий на двухярусных станах (вертикально замкнутом конвейере) в верхнем ярусе рекомендуется осуществлять нагрев изделий до 60 ^оС при относительной влажности паровоздушной среды 40…60 %, а изотермическое выдерживание при температуре 80…85 ^оС производить в нижнем ярусе стана при относительной влажности воздуха не менее 90 %.

При изменении ритма работы конвейера следует производить соответствующую корректировку режимов тепловой обработки изделий.

11. Интенсификация тепловой обработки изделий в кассетных машинах.

В кассектных машинах плитные жби формуются вертикально, что обеспечивает компактное размещение технологического оборудования. Кроме того, изделия закрыты опалубкой с 5 сторон и только сверху небольшая полоска верхней грани плиты остаётся неопалубленной – на 95…98% от общей поверхности граней изделия укрыты (рис.148 ).

Рис.148 Механизированная кассетная установка

1 – станина, 2 – разделительная стенка, 3 – отсек для формования изделий, 4 – отсек для пара, 5 – фиксирующие упоры, 6 – крайняя утеплённая стенка, 7 – механизм сжатичя кассеты, 8 – привод, 9 – кпорный дожимной винт.

Прогрев контактный по широким граням – благоприятные условия для тво по сравнению с прогревом изделия в горизонтальном положении, когда испаряющая поверхность составляет 43…48 %. Благодаря этому появляется возможность сократить продолжительность тво за счет большей скорости разогрева. Для повышения эффективности тво тепловые отсеки располагаются не реже, чем через 2 формовочных отсека, так как если будет тепловой отсек через 3 изделия, то условия тво у среднего изделия будут существенно хуже, чем у крайних изделий. Схема пароснабжения кассетной машины с отсосом воздуха приведена на рис. 149.

Рис.149 Схема пароснабжения кассеты.

1 – подача пара, 2 – паровой эжектор, 3 – воздушный эжектор, 4,5, 6,7 – электромагнитные клапаны, 8 – тепловой отсек кассетной машины

В качестве теплоносителя используется водяной пар, применение горячего масла существенно сокращает сроки тво. При изготовлении изделий в кассетных машинах учитывается, что бетон изделий находится в практически замкнутом жёстком объёме и неопалубленная поверхность незначительна. При быстром нагреве пароводушная смесь в порах бетона увеличивается в объёме, но опалубка препятствует расширению, что снижает вероятность деструкции бетона, поэтому допускается подъём температуры в бетоне осуществлять без предварительной выдержки со скоростью до 60 ^оС/час. При этом максимальная температура на контакте бетона с поверхностью теплового отсека не должна быть выше 100 ^оС.

Для уменьшения влагопотерь верхнюю открытую грань покрывают утеплёнными резиновыми ковриками или металлической крышкой. Для ускорения тво бетонная смесь укладывается в предварительно разогретую кассету, теплоноситель подаётся через верхнюю и(или) нижнюю перфорированные трубы, температура среды достигает в тепловом отсеку 85…90 ^оС, подъём температуры может быть сокращён до 1…2 часов. Падача пара через нижнюю перфорированную трубу несколько снижает перепад тьемпературы по высоте теплового отсека. Опыт эксплуатации кассет с нижней пароподачей показал, что в первые время прогрева обеспечивается скорость подъёма температуры до 30…35 ^оС/час, а в дальнейшем она снижается до 6…12 ^оС/час. Особенно медленно растет темеература в интервале темератур 80…95 ^оС. При подъёме температуры в тепловом отсеке до 80…90 ^оС бетон в изделии прогреется до 60 ^оС за 2…3 часа, а до 80 ^оС за 5…6 часов. При таком режиме тво распалубочная прочность бетона дотигается за 12…14 часов.

Если пар подавать через верхнюю трубу, то внизу всегда будет скапливаться паровоздушная смесь с пониженной температурой, что приводит к неоднородному набору прочности бетона. В этом случае прочность бетона в нижней части изделий может быть в 2…2,5 раза меньше, чем в верхней части.

Для поваышения эффективности тво в кассетах разработана система эжекторной подачи теплоносителя через верхнюю перфорированную трубу с отсосом воздуха через нижнюю перфорированную трубу (Рис).

В момент впуска пара в верхнюю часть теплового отсека включается газоструйный эжектор 3, открываются клапаны 5 и 6. из нижней части отсасывается холдный воздух, а клапан 7 закрыт, предотвращая попадание холодного воздуха через конденсатопровод. После продува кассеты закрывают клапаны 5 и 6, открывают 4 клапан, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя в тепловом отсеке. За счёт такой системы пароподачи практически устраняется неднородность теплового поля в тепловом отсеке и скорость разогрева может быть повышена в 2 раза.

Таким образом, для повышения эффективности тво в кассетных машинах рекомендуется:

• Предварительный разогрев кассетной машины и бетонной смеси до 50…60 ^оС, что сокращает продолжительность разогрева бетона в изделиях и сокращает продолжительность тво на 2 часа,

• Повторное виброуплотнение бетонной смеси в кассетных машинах позволяет повышать прочность бетона до 25% и сокращает продолжительность тво,

• Эжекторная система подачи теплоносителя с давлением пара 0,3…0,4 МПа предотвращает перепед температуры в тепловом отсеке (не более 10 ^оС по высоте теплового отсека) и сокращает длительность разогрева теплового отсека в 2 раза,

• Автоматический слив конденсата из теплового отсека и предотвращение попадания в него холодного воздуха,

• Прогрев изделий в кассетной машине до набора прочности, равной 50 % от проектной, затем извлечение изделий из кассет и дополнительная тепловая обработка в камерах дозревания до обеспечения отпускной прочности.

11. Бескамерная тепловая обработка железобетонных изделий, особенности тво изделий в термоформах.

К бескамерной тепловой обработке относится контактная тепловая обработка через греющее днище (большепролётные конструкции, линии безопалубочного формования), в этом случае сверху изделие в форме закрывается брезентом или прорезиненным пологом, под который может подаваться острый пар, а также прогрев изделий под тепло влаго изолирующим колпаком впуском острого пара. К наиболее эффективному способу бескамерной тепловой обработки относится использование термоформ ­ ­– в них по бортовым элементам и в днище устраиваются теплоизолированные снаружи тепловые отсеки, в которые пускается теплоноситель и из которых отводится конденсат, если теплоноситетем является водяной пар. Особенно благоприятные условия создаются при тепловой обработке в пакетах термоформ, в этом случае обеспечивается наиболее равномерное тепловое воздействие на железобетонное изделие – каждое изделие греется со всех сторон. Пакетировшик термоформ приведён на рис.150.

Рис.150 Пакетировщик термо-форм.

1 – отсекатели,

2 – термоформы,

3 – эстакада,

4 – передаточная вагонетка,

5 – автоматические клапаны подачи пара,

6 – передвижной подъёмный стол.

Автоматическое включение и выключение пара упрощает управление, снижает потери пара и улучшает условия производства. К недостатком тепловой обработки в термоформах относитеся усложнение конструкции, повышение стоимости и металлоёмкости форм.

При тепловой обработке жби в термоформах прогрев бетона осуществляется контактно-кондуктивным способом путем подачи теплоносителя (водяного пара, горячей воды, разогретого масла и др.) в тепловые отсеки (в бортах и поддонах форм, в стендах) или размещение в этих отсеках электронагревателей.

Конструктивное исполнение тепловых отсеков при использовании любых теплоносителей и электронагревателей должно обеспечивать однородность температурного поля по поверхности теплового отсека, непоследственного контактирующего с бетоном изделий в процессе тепловой обработки. Допустимый перепад температур не должен превышать 10 ^оС. С этой целью рекомендуется применять эжекторную систему пароснабжения с довлением пара 0,3…0,4 МПа.

При тепловой обработке в термоформах и на обогреваемых стендах изделий, имеющих большие открытые (неопалубленные) поверхности, через которые происходит контакт с окружающей средой, в процессе нагрева и последующего выдерживания происходит испарение влаги из бетона, что приводит к снижению его физико-механических свойств и образованию трещин на поверхности изделий. Для предотвращения интенсивных влагопотерь из бетона и снижения теплопотерь в окружающую среду тепловая обработка изделий в термоформах и на обогреваемых стендах должна осуществлятьсмя с обязательным укрытием неопалубленных поверхностей паронепроницаемыми и теплозащитными материалами. В качестве таких укрытий могут быть использованиы плёночные покрытия и плёнкообразующие составы со слоем плитной теплоизоляции, многослойными плиточными покрытиями с воздушными прослойками, инвентарные термовлагоизоляционные покрывала.

В холодный период времени каждая форма должна быть укрыта теплоизолированной крышкой.

Благоприятные температурно-влажностные условия твердения бетона при прогреве в термоформах (особенно в условиях сухого и жаркого климата) могут быть получены путём создания «покрывающих водных бассейнов» толщиной 3…5 см.

Для ускоренного прогрева изделий целесообразно бетонную смесь укладывать в предварительно подогретые формы, а также применять предварительно разогретые до 50 ^оС бетонные смеси.

С целью снижения удельных энергозатрат при использовании отдельных термоформ целесообразно осуществлять тепловую обработку в пакете. При установке термоформ в пакет уменьшаются температурные перепады по сечению изделий, так как нагрев происходит со всех сторон. Верхняя термоформа в пакете закрывается теплоизолированной крышкой, борта форм должны быть покрыты снаружи теплоизоляционным материалом.

При изготовлении объёмных элементов в термоформах (шахт лифтов, коллекторов, элементов элеваторов и др.) обработка проихводится с помощью подвижных и неподвижных тепловых секций. С целью снижения продолжительности тепловой обработки объёмных изделий рекомендуется применение двухстороннего прогрева путём подачи теплоносителя с помощью эжектора как в тепловые наружные секции , так и во внутреннюю полость сердечника формы.

При изготовлении в термоформах длинномерных преднапряжённых жби пар подаётся в тепловые секции, расположенные в поддоне, подвижных и неподвижных бортах формы (рис. 151).

Рис. 151 Схема пароподачи в термоформы

1 – пароподача, 2 – тепловая секция подвижного борта, 3 – тепловая секция неподвижного борта, 4 – датчики температуры, 5 – перфорированный паропровод, 6 – поддон термоформы, 7 – коллектор для удаления конденсата, 8 – коллектор для ввода пара

Вследствие большой длины изделий рекомендуется распределять пар в секциях с помощью перфорированного трубопровода, уложенного в нижней части секций.

Из тепловых отсеков термоформ, использующих в качестве теплоносителя водяной пар, необходимо периодически удалять конденсат, накопление которого приводит к нарушению заданного режима тепловой обработки. Слив конденсата из тепловых отсеков производится дистанционным открыванием электромагнитного клапана, установленного на конденсатопроводе.

Тепловая обработка изделий в термоформах, обогреваемых отсеках и кассетных увтановках производится по режимам, включающим термосную или изотермическую стадию выдерживания. Применение термосных режимов обеспечивает значительное сокращение (в 1,5…2 раза) расхода тепловой энергии.

Изотермические режимы рекомендуется применять при тепловой обработке изделий в одиночных термоформах (по данным табл. 68). При двух и более оборотах набранных в пакет термоформ или кассетных машин в сутки режимы тво ориентировочно могут приниматься из табл. 84. В этой таблице режим тво включает вемя подъёма температуры в тепловом отсеке, изотермического выдерживания с подачей пара в тепловые отсеки и выдерживания без подачи пара в отсеки. При прогреве изделий с двух сторон через один формовочный отсек общий цикл тво в табл. 84 уменьшается на 1 час за счёт изотермического выдерживания.

Таблица 84

Класс (марка)	Толщина бетона в изделиях , мм	Режимы тво при 80…90 оС
В12,5 (150	До 100	9 (1+4+4)
В12,5 (150)	100…200	11 (1+5+5)
В15 (200)	До 100	8 (1+3,5+3,5)
В15 (200)	100…200	9,5 (1+4+4,5)
В25 (350)	До 100	7 (1+3+3)
В25 (350)	100…200	8,5 (1+3,5+4)

С целью увеличения оборачиваемости термоформ и кассетных машин рекомендуется производить двухстадийную тепловую обработку изделий:

1. в термоформе или кассете до приобретения бетоном распалубочной прочности около 50 % проектной прочности,

2. в камерах дозревания без подачи пара, в цехе или на складе при положительных темературах окружающей среды до достижения бетоном изделий отпускной прочности.

Режимы двухстадийной тепловой обработки изделий, изготавливаемых по стендовой технологии в термоформах или кассетных машинах приведены в табл. 85. Перерыв между первой и второй стадиями тепловой обработки железобетонных изделий не должен превышать 1 час.

Таблица 85

Технология	Класс бетона	Толщина изделий, мм	Режим выдерживания, ч
			1 стадия при темпе-ратуре 75…80 оС	11 стадия при 60…70 оС
Термоформы	До В15	200…400	9(3,5+5+0,5)	5
	Более В15	200…400	7,5(3+4+0,5)	4
Кассеты	В15	До 100	6 (1+3,5+1,5) 80…90оС	5
	В25	До 100	5 (1+2,5+1,5) 80…90оС	4
	В15	100…200	6,5 (1+4+1,5) 80…90оС	5
	В25	100…200	5,5 (1+3+1,5) 80…90оС	4

При использовании термосного выдерживания разогретых изделий в пакете термоформ или в кассетах с утеплёнными тепловыми отсеками требуемая температура разогрева бетона может приниматься по табл.86

Таблица 86

Число оборо-тов в сутки	Группа цемента	Класс бетона	Температура разогрева при Rб в % от R28
			50	60	70
1	1	В10…В15	50	60	75
		В22,5	45	55	65
	11	В10…В15	55	70	85
		В22,5	50	60	75
2	1	В10…В15	65	80	95
		В22,5	55	65	85
	11	В10…В15	70	85	100
		В22,5	60	75	90