Автоклавная обработка бетона
Обработка бетонных изделий в автоклаве имеет ряд преимуществ по сравнению с пропариванием. Наиболее важные:
1 – в течение 12 часов можно получить прочность, превосходящую 28 суточную прочность;
2 – при автоклавном твердении эффективно используются малоактивные вяжущие, которые при обычных условиях не твердеют или твердеют очень медленно.
Наиболее часто автоклавной обработке подвергаются бетоны на известково-кремнеземистых, известково-шлаковых и известково-зольных вяжущих.
Контактный обогрев.
Контактный обогрев
При тепловой обработке с контактной передачей теплоты, изделия нагреваются через ограждающие поверхности закрытой со всех, или почти со всех, сторон формы.
Контактный обогрев осуществляется при помощи примыкающих к закрытым формам тепловых отсеков (рубашек), в которых циркулирует тепловой агент: острый пар; реже – нагретый воздух; в отдельных случаях, при достаточной герметизации отсеков – горячая вода, перегретая под небольшим давлением; разогретое до температуры 130 – 150 ºС масло.
Жесткие термоформы в значительной степени затрудняют температурные деформации бетона, что приводит даже к некоторому дополнительному обжатию твердеющего бетона. Благодаря таким условиям тепловой обработки прочность бетона обычно на 10 – 15 % выше прочности бетона, прошедшего тепловую обработку в открытых формах.
Особенности теплофизических процессов при контактном способе тепловой обработки позволяют применять более жесткий режим:
- отказаться от предварительной выдержки;
- вести повышение температуры форсированными темпами со скоростью до 60 ºС в час;
- продолжительность изотермического прогрева, как и весь цикл тепловой обработки, может быть более коротким, что позволит повысить оборачиваемость дорогих термоформ и установок с тепловыми отсеками.
Такой способ тепловой обработки осуществляется в кассетных установках, в горизонтальных термоформах, в термопакетах.
В кассетных установках в настоящее время изготавливается большая часть изделий для жилищного строительства. Наиболее распространены вертикальные установки, оборудованные специальными тепловыми отсеками. Отсеки, как правило, размещены через две панели, при толщине каждой от 60 до 160 мм. Такие отсеки должны обеспечивать достаточно быстрый прогрев бетона и равномерное распределение температур по всей площади обогреваемых панелей, особенно по их высоте.
В связи с тем, что одновременно прогревается большой объем бетона и дополнительно происходит разогрев от экзотермии цемента, РЕКОМЕНДУЕТСЯ изотермический прогрев бетона в кассетных формах осуществлять в два этапа: 1 – с подачей пара в отсеки в течение 3 – 4 часов; 2 – затем термосное выдерживание при отключении подачи пара.
Стационарные термоформы предназначены для стендового изготовления крупноразмерных конструкций в рабочем положении. Они представляют собой формы жесткой конструкции, боковые стенки которых оборудованы тепловыми рубашками по всей наружной поверхности изделия. Эти рубашки образуют замкнутую со всех сторон полость, в которой циркулирует теплоноситель.
Термопакеты из горизонтальных перемещаемых форм применяются для тепловой обработки крупнопанельных конструкций, изготавливаемых в открытых сверху термоформах на агрегатно-поточных или полуконвейерных линиях. Поддон каждой формы по всей площади оборудован паровой рубашкой, размещенной между ребрами жесткости днища формы. Иногда паровые рубашки устанавливаются и вдоль бортовой оснастки.
Термоформы в количестве 6 – 7 штук укладываются вплотную друг на друга, образуя пакет высотой 1,5 – 2 м и сверху устанавливается термокрышка. Таким образом прогрев панелей осуществляется двухсторонней контактной передачей тепла. Кроме того, пакетирование термоформ создает пригруз от веса вышележащих форм. Все это позволяет закончить тепловую обработку за 6 – 8 часов.
Термопакеты собираются на стационарных постах и подключаются к пароподводящей сети.
Теплообработка с использованием злектричества и других видов энергии.
Электропрогрев бетона
В этом случае, электрический ток промышленной частоты пропускается непосредственно через тело бетона. Электроэнергия тока в результате сопротивления среды преобразуется в тепловую и бетон нагревается по заданному режиму.
Такой способ тепловой обработки имеет ряд преимуществ по сравнению с другими:
1 – обеспечивает равномерный подъем температуры во всех точках изделия, что дает возможность ускорить разогрев бетона до конечной температуры за 0,5 – 1 час (для слабо армированных конструкций);
2 – улучшение санитарно-гигиенических условий труда в цехе;
3 – отпадает необходимость в камерах ТВО, подводке пара, вентиляционных устройств;
4 – легче поддается автоматизации;
5 – снижаются затраты на теплоноситель. Расход электроэнергии невелик, в среднем, от 30 до 90 квт.ч на 1 м3 бетона.
Однако, широкое распространение этого способа сдерживается его недостатками, а именно:
1 – усложняются условия охраны труда из-за необходимости тщательной электрической защиты работающих в цехе;
2 – при электропрогреве в открытых формах с большой поверхностью испарения и охлаждения создаются менее благоприятные условия теплофизического процесса обработки бетона.
Кроме того, наличие арматуры сильно осложняет электропрогрев изделий. Токи концентрируются в арматуре, вызывают ее повышенный нагрев и ослабляют ее сцепление с бетоном, пересушивая его в зоне контакта. Для армированных изделий необходимы медленные и мягкие режимы электропрогрева, при которых температура в бетоне не должна превышать 60 ºС. Процесс тепловой обработки затягивается иногда до 1 – 1,5 суток.
Поэтому электропрогрев изделий не получил распространения в заводской практике и применяется в основном в зимних условиях при полигонном изготовлении изделий и на строительных площадках.
Для электропрогрева применяются пластинчатые, полосовые, стержневые и струнные электроды, помещаемые внутри изделий или на их поверхности. Электропрогрев целесообразен для конструкций простой конфигурации, неармированных или малоармированных.
Наиболее эффективно применение электропрогрева при формовании тонкостенных панелей в вертикальных кассетных формах. В качестве электродов могут служить разделительные стенки, а паровые отсеки использовать для формовки дополнительных изделий.
Электрообогрев бетона
В этом случае тепловое воздействие на бетон осуществляется извне, при помощи нагревательных приборов, воздействующих со стороны открытых поверхностей. Для этой цели применяются: высокотемпературные нагреватели инфракрасного излучения и низкотемпературные нагреватели – ТЭНы.
Во внутренние слои изделия теплота передается за счет теплопроводности.
Основное преимущество электрообогрева состоит в том, что его возможно применять независимо от насыщенности изделий арматурой и от ее расположения. Однако, этот метод имеет довольно низкий КПД.