Разновидности тепловой обработки бетона
Режим ТО характеризуется длительностью отдельных стадий процесса пропаривания (предварительная выдержка, подъем температуры, изотермическая выдержка, охлаждение изделий) и температурой изотермического прогрева.
С режимом тепловой обработки бетона тесно связаны его строительно-технологические свойства, расход цемента и тепловой энергии. Основная цель выбора рационального режима ТО – это получение на конечном этапе бетона с заданными свойствами при минимальных энергетических затратах и расходе цемента.
Выбор режима зависит:
– от вида применяемого цемента: бетоны на ПЦ целесообразно пропаривать при 80 – 85 ºС, на ШПЦ ППЦ – при 90 – 95 ºС;
– от расхода воды: с понижением расхода воды и В/Ц уменьшаются сроки тепловой обработки;
- от типа добавок;
– от вида бетона;
– от массивности конструкции;
– от величины открытой поверхности;
– от требуемой конечной прочности.
Предварительная выдержка необходима для обеспечения нормальных условий формирования начальной структуры бетона, т.е. создания начальной прочности препятствующей деструктивным процессам при подъеме температуры. Оптимальная продолжительность предварительного выдерживания зависит от марки цемента, В/Ц бетонной смеси, величины открытой поверхности и массивности изделий.
Как правило, при стендовой технологии предварительная выдержка составляет 1 ч, при агрегатно-поточной и конвейерной – 0,5 ч. В кассетных установках и при применении предварительно разогретых бетонных смесей можно проводить тепловую обработку без предварительной выдержки.
Поверхностно активные вещества, снижая расход воды понижают в то же время начальный рост прочности, поэтому необходима предварительная выдержка не менее двух часов.
Скорость подъема температуры влияет на развитие деструктивных процессов. Зависит от времени предварительной выдержки, расхода воды, массивности изделий, величины открытой поверхности.
Подъем температуры может производиться как с постоянной, так и с переменной скоростью (прогрессирующей или ступенчатой). В первом случае скорость подъема температуры должна быть не более 30 ºС в час при жестких смесях и 20 ºС в час при подвижных смесях.
Сущность режима с прогрессирующей скоростью подъема температуры заключается в увеличении скорости по мере повышения начальной прочности: в первый час – 10 ºС, во второй – 15 ºС, в последующие часы 20 – 30 ºС в час.
При ступенчатом подъеме температуры: за первые 1 – 1,5 часа поднимается температура до 30 – 40 ºС, а затем интенсивно – до максимальной.
Режимы ТО с переменной скоростью более эффективны, позволяют на 2 – 3 часа сократить общий цикл ТВО. Также на 2 – 3 часа можно сократить продолжительность ТВО предварительным разогревом бетонной смеси.
В любых случаях не рекомендуется производить подъем температуры со скоростью более 60 ºС в час.
Основной стадией процесса тепловой обработки является изотермический прогрев. Именно на этой стадии происходит интенсивный набор прочности бетоном.
Оптимальной температурой изотермического прогрева при применении портландцемента и его разновидностей является 80 – 85 ºС, при использовании шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента – 90 – 95 ºС.
Длительность изотермического прогрева назначается с учетом требуемой прочности бетона после пропаривания.
При охлаждении бетона могут возникать деструктивные явления из-за температурного перепада в изделии. Поэтому скорость охлаждения следует принимать не более 30 ºС в час.
Температурный перепад между поверхностью изделия и окружающей средой в момент извлечения его из камеры должен быть не долее 40 ºС.
В зимнее время при температуре окружающей среды ниже 0 ºС распалубленные изделия должны выдерживаться после тепловой обработки в цехе 12 часов.
При одинаковых режимах пропаривания, изделия в металлических формах имеют более высокую прочность, чем распалубленные. Открытые поверхности изделий целесообразно изолировать от непосредственного контакта с паровой или паровоздушной средой.
Общая продолжительность цикла пропаривания изделий из подвижных и малоподвижных бетонных смесей составляет 12 – 14 часов, изделий из жестких смесей 10 – 12 часов. Иногда практикуется меньшая продолжительность пропаривания, однако, для достижения такой же прочности бетона требуется увеличение расхода цемента.
Агрегаты периодического и непрерывного действия. Теплообработка при повышенной температуре и давлении.
Пропарочные камеры
Для пропаривания железобетонных изделий применяются камеры периодического и непрерывного действия. Наибольшее распространение получили камеры периодического действия, где тепловая обработка осуществляется циклически с перерывами для выгрузки и загрузки. Это в основном ямные пропарочные камеры.
В камерах непрерывного действия процесс тепловой обработки идет непрерывно с одновременным перемещением изделий (туннельные, щелевые и вертикальные).
Камеры периодического действия применяются обычно при агрегатно-поточной и стендовой технологии, а непрерывного действия – при конвейерной.
Заполнение камер должно осуществляться таким образом, чтобы получить максимальный коэффициент заполнения камеры бетоном и в то же время обеспечить хорошую циркуляцию пара или паровоздушной смеси между изделиями. Промежутки между изделиями должны быть 30 ÷50 мм; от пола до дна нижней формы не менее 150 мм, а от верха изделий до крышки камеры 50 ÷ 70 мм.
Коэффициент заполнения камер бетоном, как правило, находится в пределах 0,07 – 0,15.
Средний расход пара колеблется на практике в значительных пределах – от 250 до 450 кг на 1 м3 бетона. Это зависит:
- от конструкции камеры;
- от ее технического состояния;
- от наличия устройств для автоматического регулирования заданного режима;
- от коэффициента заполнения камеры;
- от массивности изделий.