§ 58. Способы и средства тепловой обработки бетонных изделий
При изготовлении сборного железобетона применяют различные виды тепловой и тепловлажностиой обработки бетонных и железобетонных изделий: пропаривание в камерах при нормальном атмосферном давлении пара или паровоздушной смеси при температуре 60..100° С; нагрев бетона в формах при контактной передаче теплоты бетону через поверхности формы; нагрев бетона индукционными токами в электромагнитном поле; предварительный электро- и пароразогрев перед укладкой с последующей тепловой обработкой, инфракрасный прогрев конструкций, солнечные лучи.
Для повышения производительности предприятий ЖБИ стремятся ускорить цикл набора прочности бетона. Для этого используют не только рациональные режимы тепловлажностной обработки, но и применяют бетонные смеси на быстротвердеющих и высокомарочных цементах. Так, некоторые виды цементов позволяют получать 70% прочности бетона после 3...4 ч тепловой обработки изделий. Однако для массового производства таких цементов еще недостаточно.
Оптимальное сочетание различных технологических приемов и прогрессивных средств ускоренного твердения позволяет довести цикл тепловой обработки до 5...8 ч.
Для большинства конструкций процесс тепловой обработки продолжают до получения бетоном не менее 70% проектной прочности, которая позволяет освободить конструкцию от опалубки, воспринять бетону усилия от напрягаемой арматуры; без его разрушения, транспортировать изделия, не опасаясь, что в них появятся трещины, монтировать изделия на строительной площадке.
Для некоторых видов конструкций (например, блоки фундаментов, перегородки и плиты перекрытий) тепловая обработка ведется до достижения бетоном распалубочной прочности 25...30%, т. е. прочности, при которой можно производить распалубливание изделия без нарушения структуры бетона. Дальнейший набор прочности до 70% осуществляется при положительной температуре твердения. В этом случае необходимо иметь производственные площадки для дозревания конструкций.
Наибольшее распространение на полигонах и заводах ЖБИ получило пропаривание конструкций. При остывании конструкций скорость понижения температуры не должна превышать 25...30° С/ч.
Цикл тепловой обработки изделий состоит из трех стадий: подъема температуры, изотермического выдерживания при постоянной температуре и охлаждения изделий. Перед тепловой обработкой бетон выдерживают 2...4 ч, чтобы он получил некоторую начальную прочность.
Чтобы исключить предварительное выдерживание, применяют ускорители схватывания, используют бетонные смеси с низким В/Ц или смеси повышенной жесткости, проводят тепловую обработку с плавным и длительным подъемом температуры. Следует помнить, что быстрая скорость подъема температуры и остывания конструкций может привести к образованию трещин, что вызвано возникновением внутренних напряжений за счет температурного перепада. Это следует учитывать особенно при прогреве изделий сложного профиля или с большим количеством выступов.
Подъем температуры среды в камере со скоростью более 60° С/ч не допускается. С увеличением крупности изделий, что равноценно снижению модуля поверхности, уменьшают скорость подъема температуры. Для изделий толщиной до 10 см скорость подъема температуры не должна превышать 30° С/ч, толщиной до 25 см — 25° С/ч и толщиной более 25 см — 15...20° С/ч.
При тепловой обработке неопалубленных изделий (с немедленной распалубкой) независимо от толщины изделий скорость подъема температуры в первый час принимают 10...15, во второй — 15...20, в третий — 25...35° С/ч.
Тепловую обработку изделий из легких бетонов ведут в одну стадию. Причем период изотермического прогрева несколько увеличивается, так как теплопроводность таких бетонов ниже, чем тяжелых.
Ямная камера паропрогрева (рис. 167) представляет собой напольную или заглубленную в землю герметичную камеру, куда помещают изделия в формах таким образом, чтобы была достигнута наибольшая равномерность тепловой обработки во всем объеме камеры. Между изделием и нижней поверхностью камеры должен быть просвет не менее 150 мм. Нельзя устанавливать формы вплотную друг к другу.
Конструкции стен, пола и крышки камеры должны быть герметичными и теплоизолированными. Для стока конденсата пол камеры устраивают с наклоном. Камеры оборудуют пароразводящим коллектором для циркуляции пара, вентиляционными отверстиями, воздуховодами, гидрозатворами, различными клапанами, манометрами и датчиками температуры.
Удельный расход пара 200...400 кг/м3 бетона.
При изготовлении изделий по стендовой технологии пар подают по трубам, проложенным в заглубленных и утепленных каналах, в паровые отсеки (рубашку) бортов формы. Расход пара 400... 1000 кг/м3.
На ряде заводов ЖБИ используют вертикальные камеры непрерывного действия (рис. 168), в верхней зоне которых, где температура выше, осуществляется изотермический прогрев, а в нижней зоне — прогрев при подъеме температуры и охлаждение изделий.
Камеры оснащают системой автоматического регулирования, что позволяет устойчиво соблюдать теплотехнический режим прогрева. Для опускания в камеры элементов сборного железобетона в формах используют передаточную тележку 1, роликовый конвейер З, гидроподъемник 5 с плунжерным цилиндром 6.
Наиболее прогрессивной является энергосберегающая технология тепловой обработки бетона: индукционный прогрев, тепловая обработка с использованием инфракрасных лучей, использование солнечной энергии. В республиках Средней Азии, Казахстана и Закавказья для тепловой обработки изделий на полигонах используют гелиоустановки со светопрозрачным теплоизолирующим покрытием на основе полиэтиленовых и полихлорви-ниловых пленок. Установки просты в изготовлении и позволяют резко экономить энергию.
