книги из ГПНТБ / Иванов И.А. Технология легких бетонов на искусственных пористых заполнителях учеб. пособие

на: технологический, химический и тепловой. Первый пре­ дусматривает ускорение твердения за счет использования быстротвердегощих цементов, жестких бетонных смесей, предварительной гидроактивизации вяжущих; второй предусматривает применение химических добавок ускоритерей. Третий способ — наиболее распространенный. Ускорение твердения по этому способу достигается за счет применения различных методов прогрева (паром, воздухом, водой, электроэнергией, инфракрасными луча­ ми), тепловых установок (периодического и непрерывно­ го действия), бесклинкерного вяжущего, при использо­ вании которого тепловлажностную обработку ведут при повышенном давлении в автоклавах.

Твердение с применением добавок-ускорителей

Добавки-ускорители обычно применяют при тверде­ нии легкобетоииых изделий, когда температура окружа­ ющей среды ниже 10° С. Из числа изученных добавок наиболее распространенной является хлористый каль­ ций. С. А. Миронов отмечает, что добавка СаСЬ наибо­ лее эффективна при использовании шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента. Добавка в бе­ тонную смесь 2% СаСЬ от массы цемента ускоряет твердение бетона при всех температурах, но особенно при температуре от +10 до 0° С. В этом температурном интервале замедляется химическая реакция взаимодей­ ствия цемента с водой, что увеличивает продолжитель­ ность цикла твердения бетона, снижает оборачиваемость форм и уменьшает съем продукции с 1 м2 производ­ ственной площади. Применение добавок-ускорителей по­ зволяет получить эти показатели примерно такими же, какие они были при нормальной температуре.

Хлористый кальций ускоряет не только твердение, но и схватывание цементного теста. В связи с тем что легко­ бетонные смеси имеют пониженную удобоукладывае­ мость, ускоренное схватывание ухудшает и без того их плохую формуемость. Это необходимо учитывать при вы­ боре вида добавки ускорителя и ее количества.

Добавки-ускорители могут быть полезны не только при пониженной температуре твердения. Весьма эффек­ тивно комбинированное воздействие на процесс тверде­ ния бетона тепловой обработкой и химическими добав­ ками-ускорителями. К их числу, кроме хлористого каль-

220

ция, относятся: хлористый натрий (NaCl) и сернокислый натрий (Na2 S04 ). Применение до 1—1,5% этих добавок позволяет сократить продолжительность теплового про­ грева или уменьшить требуемую при этом темпера­ туру.

Конечный эффект от действия добавок ускорителей носит избирательный характер, поскольку большую роль при этом играет минералогический состав цементного клинкера. Поэтому, учитывая многообразие режимов тепловой обработки легких бетонов, необходимо опыт­ ным путем устанавливать рациональность применения добавок ускорителей применительно к данным конкрет­ ным условиям.

тенсификации твердения бетона наиболее известны ра­ боты С. А. Миронова, П. И. Боженова, А. В. Волженского, Б. А. Крылова, Л. А. Малининой и др.

средственный контакт с твердеющими изделиями в про­ цессе тепловой обработки (пропаривание изделий в ямных камерах, в вертикальных и щелевых к-амерах непре­ рывного действия);

ко второй группе относятся те способы твердения, в процессе которых изделие не контактирует с влажным теплоносителем и где поэтому наряду с прогревом изде­ лий происходит удаление из них влаги (твердение изде­ лий в щелевых камерах непрерывного действия, обору­ дованных ТЭНами, и при прогреве в пакетах термоформ, электроиндукционный прогрев, электропрогрев).

Ямные камеры в зависимости от конструкции пред­

наличие трубы для отвода паровоздушной смеси или из­ бытка насыщенного пара, Камера позволяет использо-

221

вать в качестве теплоносителя чистый насыщенный пар (без примеси воздуха). Поскольку чистый пар легче па­ ровоздушной смеси, он при подаче в верхнюю часть ка­ меры вытесняет из нее паровоздушную смесь. В резуль­ тате температура прогрева выравнивается по высоте камеры, снижается удельный расход пара и сокращается время тепловой обработки.

Широкое распространение ямных камер объясняется не только простотой их конструкции. Главное достоин­ ство состоит в том, что все операции, обеспечивающие работу камеры, выполняются мостовым краном. Для загрузки и разгрузки камер не требуются специальные механизмы.

влажность, которая нежелательна для всех легкобетон­ ных конструкций, но особенно недопустима она для ог­ раждающих изделий — стеновых панелей и блоков. Так например, при повышенной влажности панелей расходы на отопление жилого 90-квартирного дома в течение пер­ вых трех лет больше (в условиях Минска) на 2,5 тыс. руб. в год.

Снижение остаточной влажности достигается в ре­ зультате уменьшения начального водосодержания за счет применения менее водопотребных пористых запол­ нителей, поризации смесей, повышения жесткости легко­ бетонных смесей, использования эффективных режимов уплотнения.

Для удаления части влаги в процессе тепловой об­ работки камеры оборудованы вытяжной вентиляцией, которая отсасывает пар после каждого цикла пропари-

воды. Чтобы удалить такое количество влаги из ямных камер, требуется интенсивная циркуляция воздуха. Суш­ ка подобным образом, однако, неэффективна, она потре­

обдувать панели воздухом, что даст возможность дове­ сти влажность легкобетонных панелей до необходимого значения.

В вертикальной камере непрерывного действия систе­ мы Л. А. Семенова используется уже рассмотренный

222

Рис. VI.21. Вертикальная пропа­

ческие подъемники; / — паровоздуш ­ ная среда; / / — среда чистого насы­ щенного пара

принцип тепловлажностной обработки изделий в чисто

вверх до передаточной тележки, а затем опускают до от­ метки пола.

Распределение зон нагревания и охлаждения по вы­ соте, равно как и скорость движения изделий по верти­

вана на принципе противотока: панели, опускаясь вниз, отдают тепло для подогрева вновь поступающих изде­ лий. В результате этого удельный расход пара составля­ ет 120—140 кг/м3 бетона.

Рекомендуемые режимы пропаривания изделий из легких бетонов (подъем температуры, изотермический прогрев, охлаждение для получения 70%-ной прочности

твердении благодаря резерву влаги в пористых заполни­ телях предотвращают опасность нарушения процесса твердения при пониженной влажности среды и создают возможность использования высокотемпературного сухо­ го прогрева изделий.

При тепловой обработке по сухому режиму наиболь­ шее распространение получили щелевые камеры, обору-

223

Т а б л и ц а VI.12." Рекомендуемые режимы пропаривания легкобетонных изделий в зависимости от их объемной массы и вида цемента

дованные ТЭНами, и пакеты термоформ. В щелевых ка­ мерах можно не только снижать влажность готовых из­ делий, но и подвергать тепловой обработке панели со вставленными деревянными оконными и дверными ко­ робками.

Щ е л е в ы м и называют одноярусные камеры непре­ рывного действия, у которых высота в 4—6 раз меньше ширины. Легкобетонные изделия прогреваются в сухой

условно делится на три зоны: входа и выхода, где темпе­ ратура поддерживается до 40—60° С, и среднюю, в кото­ рой поддерживается температура 120° С. Общая продол­ жительность тепловой обработки составляет 8—11 ч.

Сухой прогрев изделий в камере приводит к интен­ сивному испарению влаги — до 40—60 л на каждый 1 м3 керамзитобетона. В результате изделие на выходе имеет влажность не более 12%.

В табл. V I . 13 приведен баланс электроэнергии для прогрева керамзитобетонных панелей. Расход электро-

224

Т а б л и ц а VI.13. Баланс электроэнергии при тепловой обработке керамзитобетона в щелевой камере

энергии в щелевых камерах на испарение влаги состав­ ляет 30—50% (т. е. 50—80 квт-ч/м3). Недостаток таких камер—замедленный темп прогрева изделий.

Наряду с обычными трубчатыми электронагревате­ лями применяют ТЭНы с инфракрасным излучением, ге­ нерируемым при высоких температурах порядка 600— 1000° С. В генератор инфракрасного излучения, выпол­ ненный в виде трубки, помещены спираль для нагрева и жароупорная масса, не проводящая электрический ток. Инфракрасное излучение характеризуется электромаг­ нитными колебаниями с длиной волны от 0,8 до 40 мк. В отличие от видимого спектра излучений оно хорошо поглощается поверхностным слоем бетона и почти пол­ ностью аккумулируется в виде тепловой энергии.

меньшие капитальные затраты и расход тепловой энер­ гии. Однако тепловая обработка в термоформах не обеспечивает снижение влажности готовых изделий до требуемого уровня.

Наиболее распространены формы с термоподдонами, устанавливаемые на специализированных постах паке­ тировщиком в штабель до шести форм по высоте (рис. VI.23). В перфорированную трубу или регистры термоподдонов подается пар. Каждое изделие прогре­ вается снизу от термоподдона и сверху от термоподдона вышележащей формы. Верх изделия, находящегося в по­ следней форме штабеля, прогревается термоактивной

226

Т а б л и ц а VI.14. Технико-экономические показатели различных видов тепловой обработки керамзитобетонных стеновых панелей

сразогревом бе­

Выбор метода ускоренного твердения и режима теп­ ловой обработки существенно влияет на экономические

тели различных методов тепловой обработки примени­ тельно к изготовлению керамзитобетонных стеновых па­ нелей. Снижение себестоимости тепловой обработки и удельных капитальных вложений происходит по мере интенсификации твердения, которое приводит к сокра­ щению числа форм и соответственно затрат на их амор­ тизацию.

С целью интенсификации твердения и снижения вла­ жности изделий А. И. Конопленко и Е. В. Тихомиров

предложили комбинированный режим: на первой стадии применять воздушный прогрев, а на второй—пропари- вание, т. е. авторы рекомендуют проводить испарение избыточной влаги не в конце твердения, а в его начале. Изделия, поступая в камеры непрерывного действия (на­ пример, щелевую), проходят зону с температурой 120°— 130° С, где они нагреваются с испарением некоторого ко­ личества слабосвязанной влаги. При этом прогрев бето­ на можно интенсифицировать, ослабляя в то же время деструктивные явления, вызванные увлажнением изде­ лия конденсатом. Во второй зоне твердение происходит при более мягком режиме, который характеризуется тем­ пературой 90—100° С и повышенной влажностью среды. Это достигается подачей в камеру пара или паровоздуш­ ной смеси.

Для стеновых панелей из шлаковой пемзы комбини­ рованный режим позволяет снизить длительность тепло­

бетонов. Его преимущество по сравнению с пропариванием или контактным обогревом в термоформах состоит в том, что изделия прогреваются изнутри, поэтому дости­ гается быстрый разогрев бетона до заданной температу­ ры (95—100°С). Так, для керамзитобетонных стеновых панелей толщиной 30—35 см, твердеющих в пропароч­ ных камерах, для равномерного прогрева на всю толщи­ ну до температуры 80° С требуется 4—5 ч, а при элект­ ропрогреве— лишь 30 мин. Кроме того, при электропро­ греве частично испаряется влага из изделий и улучша­ ются санитарно-гигиенические условия труда в цехе.

Сложность метода заключается в том, что необходи­ мо создавать равномерное электрическое поле по всей площади прогреваемого изделия и в то же время обеспе­ чивать безопасность обслуживающего персонала. Требу­ ются тщательная электроизоляция бортоснастки и спе­ циальные методы армирования изделий. В связи с этим затрудняется, широкое распространение метода электро­ прогрева в сборном домостроении-.

Заслуживает внимания опыт Новосибирского ДСК-1, который проводит электропрогрев керамзитобетонных цокольных панелей жилых зданий серии I-464A по сле­ дующей технологии. Электропрогрев ведут током пони­ женного напряжения, но не ниже 52 е. Такое напряже-

228

Рис. VI.24. Схема подклю­ чения керамзитобетоннои панели для электропрогрева

4 — контактные пластины; 5 — поддон

зультате улучшается техника безопасности и предотвра­

занными между собой. Верхняя сетка имеет ячейки 100X150 мм и распределительные стержни с отгибами вверх для подключения тока (рис. VI.24). Эта сеткаэлектрод удалена от бортов формы на 8 см, что позволя­ ет отказаться от специальной изоляции их, учитывая по­ ниженное напряжение тока. Таким образом прогрев ве­ дется через верхнюю «плавающую» сетку и поддон, который соединен с общим контуром заземления.

Режим прогрева 3-1-2+2 ч при максимальной темпе­ ратуре 85° С. При таком мягком режиме несколько уве­

в каждую из них ставят по три панели друг на друга.

индукции состоит в том, что в проводящем контуре, ко­ торый находится в переменном магнитном поле, возни­ кает электродвижущая сила индукции. Если контур замкнут, в нем возбуждается, таким образом, электриче­ ский ток.

Установка предназначена для прогрева керамзитобетонных стеновых панелей. Она представляет собой тун­ нельную камеру с внутренней металлической рубашкой,

229