Брусчатка и тротуарная плитка. Пропарка бетона


Пропаривание бетона - Завод ЖБИ

 Сегодня на любом заводе железобетонных изделий или крупнопанельного домостроения можно увидеть сооружения, занимающие достаточно большую площадь. Это – пропарочные камеры. Именно в них изделия после формовки проходят процесс гидротермальной обработки, или пропаривания. Благодаря этому уменьшаются в несколько раз сроки отвердения бетона. 

Пропаривание бетона ускоряет весь процесс изготовления бетонных конструкций. Прежде всего, за счёт уменьшения времени на схватывание бетона. Оно достигается гораздо раньше. А бетонные изделия приобретают достаточную прочность вскоре после бетонирования. Налицо экономическое преимущество данного метода. Именно такой способ позволяет производителям без расширения площадей складирования значительно увеличивать объёмы промышленного производства. 

Особенности пропаривания заключаются в том, что оно протекает при температуре 80–90 градусов по Цельсию. Длительность этого составляет 10–20 часов. Как правило, процесс пропаривания предваряет предварительная выдержка бетонных изделий при обычной температуре. Время здесь варьируется в зависимости от типа бетонных смесей. Изделия из более жёстких смесей выдерживаются не менее одного – двух часов. А особо жёсткие смеси – никак не меньше двух – четырёх часов.

 Пропаривание бетонных изделий включает три временных цикла. Это повышение температуры, прогрев и остывание. Температура повышается постепенно, в зависимости от типа цемента. И составляет от 20 градусов за час до 30 градусов за этот же период времени. Термический нагрев проводится при влажности воздуха в 90–100%.

В силу специфичности пропаривания бетонных изделий, оно применяется в сборных конструкциях. Продолжительность процесса напрямую зависит от требуемого предела прочности изделий из бетона. Летом это никак не менее 70%, а в зимний период – 90%. Эти показатели и будут оптимальными для бетона того или иного типа. При добавлении в них некоторых наполнителей (диамита, сиштофа, тревела и ряда других, включая доменный гранулированный шлак) время пропаривания снижается на 10%.

Кроме того, почти в полтора раза увеличивается конечный показатель прочности бетонных конструкций. Пропарка бетона может осуществляться и так называемым «методом термоса». Он заключается в постепенном увеличении температурного режима до максимального уровня. После этого поступление пара прекращается. Изделия остаются в камере до снижения температуры до 40 градусов Цельсия.

В обычных условиях бетонные конструкции достигают значений заданной прочности через длительное время. Когда применяются парогенераторы, это время существенно снижается. Оно составляет 13–15 часов. А необходимая прочность достигается гораздо быстрее. Пропарка бетона даёт возможность достичь необходимой прочности конструкций в 65–70%.

Требуемые температурные условия пропарки обеспечивает парогенератор. Он и создаёт необходимые показатели температуры и влажности в камере пропаривания. Применение парогенератора снижает сроки получения качественного бетона. Причём, круглогодично. В зависимости от выбранного технологического процесса используются парогенераторы низкого или высокого давления.

пропаривание бетона

Их мощность выбирается, исходя из объёмов промышленного производства. Диапазон применяемого топлива для парогенераторов достаточно широк. Это газообразное, дизельное топливо, либо твёрдое (каменный уголь). Выбор парогенератора низкого давления существенно упрощает его применение. Необходимый режим работы такого парогенератора достигается через непродолжительное время, которое составляет 15–20 минут.

Функционирование парогенератора заключается в нагреве поступающей в него воды до образования необходимой концентрации пара, собирающегося вверху. А затем по рукаву он поступает в камеру пропаривания бетонных изделий. Вода, применяемая в парогенераторах, никакой дополнительной очистки не требует

Как уже говорилось выше, период схватывания бетона в обычных условиях составляет около месяца. Применение же пропарки бетонных конструкций сокращает этот показатель почти в два раза. Что делает этот процесс, несомненно, более экономически выгодным. 

www.domplitki.net

Обработка бетона температурой и давлением — Бетонные работы

Содержание статьи

Способы обработки бетона

Для ускорения твердения бетона в заводских и полигонных условиях применяют следующие способы:

  • вводят добавки химических ускорителей твердения—хлористый кальций, поваренную соль, соляную кислоту и т. д.;
  • домалывают обычные или применяют быстротвердеющие цементы заводского изготовления;
  • пропаривают бетон в ямных или других камерах при нормальном давлении;
  • запаривают в автоклавах при повышенных давлении и температуре.

В теплый период времени нужно считать наиболее эффективным для ускорения твердения бетона применение жестких бетонных смесей, приготовляемых на быстротвердеющих цементах (БТЦ) с добавками ускорителей твердения или без добавок.

Обработка бетона пропариванием

Пропаривание является в настоящее время наиболее распространенным способом ускорения твердения бетона, при котором одновременно повышаются температура и относительная влажность. Эффективность пропаривания повышается при применении жестких бетонных смесей. Общий цикл пропаривания изделий состоит из следующих этапов: подогрева изделий при подъеме температуры до принятого наивысшего уровня; изотермического прогрева при этой температуре, остывания при снижении температуры.

Подъем температуры в камерах следует производить со скоростью, не превышающей 15—25° в час. Температура изотермического прогрева для бетона на портланд-цементе высоких марок и шлако-портланд-цементе 80°. Скорость снижения температуры после окончания прогрева не должна превышать 20—30° в час.

Недостаток обычных пропарочных камер заключается в длительности процесса пропаривания (от 10 до 30 часов), большом расходе пара (от 350 до 750 кг/м3) и неравномерности прогрева изделий.

В настоящее время обработка бетона осуществляется в новых камерах конструкции проф. Л. А. Семенова. В этой камере пропаривание изделий производится при температуре около 100°, длительность цикла составляет 6—8 часов, расход пара — 150—250 кг/м3.

Камера оборудована двумя системами перфорированных труб диаметром 50—60 мм. Одна из них подает паи в верхнюю зону камеры, а вторая — в нижнюю. Кроме того, камера имеет одну обратную трубу диаметром 100 мм с контрольным конденсатором, через который она свободно соединяется с атмосферой. Конденсат из камеры удаляется в канализацию.

Сначала пар подается в нижнюю зону камеры, и в течение 3 часов температура в камере поднимается до 95°. После этого нижняя труба отключается и включается верхняя. При этом чистый пар, как более легкий, заполняет вначале верх камеры и постепенно вытесняет паровоздушную смесь через обратную трубу наружу. В результате за 10— 20 минут вся камера заполняется чистым насыщенным паром нормального атмосферного давления с температурой 100°. По всему объему камеры создаются равномерные и постоянные по времени условия для интенсивного прогрева изделий. Избыток пара выходит из камеры в контрольный конденсатор и конденсируется на змеевике, в который подается вода из водопровода в количестве 50—80 л/час.

Подача пара в камеру регулируется так, чтобы в конденсаторе была постоянная капель и чтобы в то же время не было прорыва пара из него наружу. При прекращении капели пар нужно прибавлять, а при прорыве пара — убавлять. Для удобства регулирования пара его давление в магистрали должно быть в пределах 0,7 атм.

В камере возможно создание и поддержание любого температурного режима в пределах 40—98°.

Для наблюдения за тепловым режимом на обратной трубе перед конденсатором устанавливают два термометра — обыкновенный и контактный. Первый показывает температуру в камере в процессе ее предварительного прогрева, когда выходит паро-воздушная смесь. Контактный термометр регулируется таким образом, чтобы замыкание цепи происходило при температуре 98—99° или при другой заданной. При установлении в камере заданного режима загорается электрическая лампочка, при недостаточной подаче пара она гаснет. Схема камеры проф. Семенова показана на рис. 65.

Ямные камеры периодического действия могут быть легко переналажены с небольшими затратами на новый режим работы. При переналадке следует обратить особое внимание на герметизацию камер.

Рис.65 Полуавтоклавная пропарочная камера проф. Л.А.Семенова:

1 — труба для подачи пара в камеру; 2 — нижние перфорированные трубы диаметром 50 мм; 3 — верхние перфорированные трубы диаметром 50 мм, 4 — отводная труба диаметром 100 мм; 5 — контрольный конденсатор со змеевиком; б —термометр; 7 — водопроводная труба диаметром 25 мм, 8 — водяной затвор крышки камеры.

Запаривание бетона в автоклавах обеспечивает твердение бетона при температуре 174—187° и давлении 8—12 атм. Режим запарки примерно следующий: подъем температуры .и давления 2—4 часа; запаривание при принятом давлении и температуре 4—8 часов; снижение давления с выпуском пара и выгрузка изделий 2—4 часа.

В настоящее время выпускаются автоклавы с внутренним диаметром 2,6 и 3,6 м, длиною 21 м и давлением до 12 атм с быстро открывающимися и закрывающимися крышками с гидроприводом и надежной герметизацией.

Электропрогрев бетона

Электропрогрев заключается в том, что свежая бетонная смесь после ее укладки и уплотнения включается в электрическую цепь как сопротивление. Электрический ток включается не позднее 1,5—2 часов после окончания укладки бетонной смеси при температуре бетона в конструкции не ниже 8—5°. Скорость подъема температуры бетона не выше 6—10° в час. Наивысшие допустимые температуры в бетоне при электропрогреве приведены в таблице 207.

Таблица 207 — Наивысшие допустимые температуры в бетоне при электропрогреве

Цемент для приготовления бетонной смеси Температура в градусах при модуле поверхности конструкций
до 10 10-15 15-20
Шлако-портланд- и пуццолановый портланд-цемент марки 300 80 60 45
Портланд-цемент марки 300 70 50 40
Портланд-цемент марки 500 40 40 35

Электропрогрев бетона производится с помощью электродов. Электроды разделяются на стержневые и поверхностные. Стержневые электроды изготовляются из обрезков арматурной стали диаметром 6—10 нм и закладываются в бетон с открытой поверхности в одиночку или группами. Поверхностные электроды изготовляются из тонкого стального листа и нашиваются на деревянную поверхность опалубки или на специальные деревянные панели.

Для электропрогрева применяют специальные понизительные трансформаторы Электрический ток подводится к софитам от низкой стороны трансформатора. К проводам софитов припаивают куски проводников с изоляцией через 0,4—0,6 м для присоединения к электродам.

Таблица 208 Характеристика трансформаторов, применяемых для электропрогрева бетона

Тип трансформатора Мощность в квт Наибольший допускаемый коэффициент загрузки Суточная загрузка бетона в м3 при модуле поверхности Вес установки в кг
4 6 8 10
TM (75)5 (специальный масляный трехфазный) 50 1.3 17,5 15,4 14 12,4 650
ТБ-20 (специальный масляный однофазный) 20 1,0 5,4 4,7 4,2 3,8 260
ТБ-35 (трехфазный воздушный) . 35 1.0 9,4 8,3 7,4 6,7 362

arxipedia.ru

Ускоренное твердение бетона при тепловой обработке

При тепловой обработке в результате повышения температуры бетона ускоряется физико-химический процесс его твердения, что способствует быстрому достижению отпускной и распалубочной прочности, и тем самым обеспечиваются сокращенные циклы изготовления сборного бетона и короткие сроки выдерживания монолитного бетона в опалубке. Самый распространенный метод производства сборного бетона — пропаривание, горячая обработка и предварительный нагрев компонентов смеси и самой смеси (теплая бетонная смесь). В качестве теплоносителя используют, главным образом, насыщенный водяной пар или паровоздушную смесь. В особых случаях в качестве источника тепла находит применение электроэнергия. Чтобы исключить затраты на устройство дорогостоящих камер напорного типа, эти технологические процессы осуществляют в теплообрабатывающих устройствах при допускаемом незначительном избыточном давлении или без избыточного давления. Поэтому максимальная температура обработки ограничивается 100° С. При использовании в качестве теплоносителя органических жидкостей, которые можно при нормальном давлении доводить до более высоких температур, температура бетона также не должна превышать 100° С, иначе вода в нем закипит. В производстве монолитного бетона ускоренное твердение применяют лишь при дорогой системе опалубки (например, метод туннельной опалубки). В этом случае целесообразнее всего использовать теплую бетонную смесь, иногда в комбинации с горячей обработкой.

Требования к бетону

Хотя при повышении температуры физико-химические процессы твердения значительно ускоряются по сравнению с нормальным твердением, время тепловой обработки, необходимое для достижения распалубочной прочности, в производстве сборного бетона составляет в среднем 8—12 ч, т. е. 80% от всего процесса изготовления изделий. Сокращение времени тепловой обработки на 2 ч означало бы при поточноскоростном методе с туннельной пропаркой с тактом в 12 мин экономию 10 форм на каждой технологической линии. Кроме того, в связи с укорочением туннеля сократились бы денежные расходы. Следовательно, в технологии тепловой обработки имеются еще большие резервы сокращения цикла изготовления продукции.

К сожалению, при наиболее часто применяемом методе пропарки в результате слишком короткого времени предварительного выдерживания или слишком быстрого нагрева изделий нарушается структура бетона и снижается его конечная прочность, что приходится компенсировать повышенным расходом цемента. При производстве изделий из бетона на портландцементе температура обработки выше 80° С хотя и приводит к ускорению набора их ранней прочности, но из-за образования хрупкой структуры цементного геля вызывает и большие потери их конечной прочности.

Режим тепловой обработки Рис. 1. Режим тепловой обработки при пропаривании с изображением камеры пропаривания туннельного типа 1 — температура теплоносителя; 2 — средняя температура бетона; Tv — температура выдержки; TD — температура прогрева; tv — время выдержки; tA — время подогрева tD — время прогрева; tк — время охлаждения; tв — время тепловой обработки

При горячей обработке, обеспечивающей быстрый нагрев без нарушения структуры бетона, требуется сравнительно много времени для равномерного нагрева изделия до желаемой температуры. Теплая бетонная смесь в этом отношении имеет преимущество, так как до укладки в форму уже имеет высокую температуру. В каждом случае необходимо использовать все возможности для максимального сокращения времени тепловой обработки в пределах, обеспечивающих достижение минимально допускаемой отпускной прочности бетона. Таким образом, возможности сокращения времени тепловой обработки изделий имеются, но, как правило, они связаны с увеличением стоимости материала (например, повышением расхода цемента) или с дополнительными техническими издержками (например, при комбинации предварительного нагрева с горячей обработкой или пропаркой). При этом очень важно знать, какую обработку может выдержать бетон без слишком больших повреждений. Увеличение выхода продукции в результате сильного сокращения времени тепловой обработки ведет также к снижению стоимости 1 м3 бетона. Отсюда вытекает, что время тепловой обработки следует максимально сокращать, но в пределах, допускающих минимальную потерю конечной прочности, некоторые технические издержки и небольшой перерасход цемента.

Режим тепловой обработки

Режим тепловой обработки определяется изменением температуры во времени. При этом следует различать температуру теплоносителя и бетона. На рис. 1, 2 показан типичный режим пропарки с отдельными этапами: предварительного выдерживания при нормальной температуре от смешения до начала повышения температуры; нагрева до максимальной температуры; прогрева (изотермическая фаза) и охлаждения в камере. После извлечения изделия из камеры оно продолжает охлаждаться с различной скоростью в зависимости от климатических условий среды (в закрытом помещении или на открытом воздухе). По времени тепловой обработки tв различают режимы: короткий—менее 6 ч; нормальный — от 6 до 12 ч и удлиненный — свыше 12 ч.

Методы тепловой обработки

Пропарку осуществляют в закрытых камерах паровоздушной смесью или водяным паром. Ее применяют почти исключительно в производстве сборного бетона. Для монолитного бетона этот метод пригоден лишь условно в связи с затрудненным под водом пара Камеры загружаются периодически (ямного типа, колпаки) или непрерывно (туннельного и башенного типа). В промышленности сборного бетона этот метод наиболее распространён На рис. 2 показаны типичные пропарочные устройства — камера туннельного типа и камера пропаривания.

Режим тепловой обработки

Рис. 2. Режим тепловой обработки для получения примерно одинаковой прочности Rw1 = 70% Rw28 при различных способах обработки для бетона марки В300

Пропарочные устройства

Потребность в паре зависит от объема камеры и составляет от 200 кг (камера башенного типа) до 500 кг (колпак) на 1 м3 бетона. Бетонные изделия, изготовляемые большей частью в горизонтальном положении. При этом большая часть открытой поверхности вступает в контакт с теплоносителем. При нагреве тепло от теплоносителя передается поверхности бетона или частям формы в основном путем конденсации водяного пара, а во время изотермического прогрева — путем конвекции. Преимущество теплой бетонной смеси — экономия времени, так как отпадает необходимость в выдерживании и нагреве (плавном подъеме температуры). Отрицательная сторона метода ограничение температуры нагрева смеси 60° С, так как даже теплоизоляция формы со всех сторон (метод термоса) и дальнейшее повышение температуры в результате тепловыделения цемента исключают возможность применения короткого или даже нормального режима. Поэтому в производстве сборного бетона предварительный нагрев комбинируют с последующей пропаркой или горячей обработкой. При этом становится возможным использовать короткий режим, хотя с высокими техническими издержками.

При изготовлении монолитного бетона не происходит быстрого твердения, поэтому можно сократить сроки нахождения изделия в опалубке, применяя только предварительный подогрев. Поэтому метод имеет особые преимущества при зимнем строительстве.

Пар еще долгое время будет доминировать при тепловой обработке изделий, так как наряду с рядом технологических преимуществ он гарантирует хорошую передачу тепла путем конденсации и, кроме того, предотвращает схватывание бетона во время нагрева В последнее время начали применять горячий воздух высокой влажности (не менее 85%). В отдельных случаях применяют электроэнергию в виде: электропрогрева, пропуска тока через арматуру и металлическую форму, нагрева инфракрасными излучателями, термоактивной опалубки. В связи с необходимостью особо экономного расходования энергетических ресурсов метод в очень ограниченном объеме применяют даже в странах, являющихся пионерами в этой области.

brusshatka.ru


Смотрите также