Тепловлажностная обработка изделий

Как вы знаете при естественном твердении в нормальных условиях изделия набирают марочную прочность в 28 суточном возрасте. Для ускорения процесса твердения бетона, уменьшения времени оборачиваемости форм, увеличения производительности заводов прибегают к различным приемам сокращения срока твердения изделий.

Это достигается применением тепловлажностной обработки изделий, применением БТУ, повышением активности цемента и различных ускорителей твердения. Наиболее эффективным из перечисленных способов является тепловлажностная обработка железобетонных изделий.

Технологический процесс тепловлажностной обработки изделий заключается в воздействии на него горячей и влажной среды – парами при температуре 80-100 ºС. Процесс твердения ускоряется в 10-20 раз за счет ускорения процессов гидролиза и гидратации цемента.

Тепловлажностная обработка обеспечивает набор прочности бетона > 70 % от R₂₈. Затем в процессе дальнейшего выдерживания изделие набирает марочную прочность.

Какие отрицательные моменты происходят при тепловой обработке?

При форсированном воздействии температуры создаются большие температурные градиенты по толщине изделия. В результате их действия наблюдается усиленная миграция влаги в начале во внутренние слои (т.к. Δt направлен к наружным слоям), затем перераспределение по всему объему (при изотермическом прогреве изделия) и миграция влаги к наружным слоям.

В результате усиленной миграции влаги материал может иметь повышенную пористость. В таком случае он будет обладать пониженными МРЗ, воздействию, а значит прочностью и долговечностью.

В связи с этим бетонное изделие должны выдерживать некоторое время до пропаривания, затем плавно повышать температуру, осуществлять изотермический прогрев и плавное снижение температуры.

Автоматизация процесса тепловой обработки обеспечивает заданные точность и стабильность регулирования температуры по установленному режиму, непрерывный контроль технологического процесса с соответствующей сигнализацией.

Таким образом, продолжительность полного цикла тепловлажностной обработки изделия при автоматизированном контроле будет складываться:

τ = τ₁ + τ₂ + τ₃ + τ₄ + τ₅,

где: τ₁ – период предварительной выдержки сформованных изделий до тепловлажностной обработки; (τ₁ = 1,5-3,5 ч);

τ₂ – период нагрева изделий. Это время определяется допустимыми (критическими) скоростями нагрева во избежание температурных деформаций смеси. Период τ₂ зависит от пластичности смеси, массивности изделий. Скорость подъема температуры не должна превышать 35-40 град/ч для жестких смесей и 20-25 град/ч для пластичных смесей.

τ₃ – период изотермического нагрева зависит от жесткости смеси и величины температуры изотермического прогрева, размеров и формы изделий. τ₃ = 6-12 ч.

τ₄ – период охлаждения изделия. Период τ₄ должен быть таким, чтобы резкое снижение температуры не повлекло к образованию температурных напряжений. Скорость охлаждения смесей: жестких – 50-60 град/ч, пластичных – 30-35 град/ч.

τ₅ – период выдерживания изделий после пропаривания и охлаждения до t_в.

Допустимая скорость остывания изделия 8-10 град/ч.

Способы тепловлажностной обработки классифицируют по следующим признакам:

По источнику тепла – пропаривание

а) при повышенной температуре более 100 ºС;

б) при пониженной температуре менее 100 ºС.

Электронагрев, прогрев различными жидкостями (водой, маслом), методом горячего формования.

По способу передачи тепла – непосредственное соприкосновение изделия с теплоносителем, нагрев через поверхность (контактный), излучением, токами высокой частоты.

По давлению среды – при нормальном давлении (автоклавы).

По режиму работы – периодический, непериодический.

Наиболее распространенный способ – пропаривание при нормальном давлении при температуре 80-100 ºС.

Пропаривание осуществляют в камерах ямочного, ячеистого или тоннельного типа – однорядные и многорядные.

Автоклавный нагрев заключается в пропаривании изделий из железобетона при повышенных температурах (175-193 ºС) насыщенных паром под давлением 9-13 атм.

Автоклавы представляют собой герметически закрывающиеся камеры длиной 20-30 м, внутри которых изделия перемещаются на вагонетках по рельсам.

Режим пропаривания в автоклаве:

τ₁ – 2-4 ч; τ₂ – 3-4 ч; τ₃ – 4-5 ч; τ₄ – 2-3 ч; τ₅ – 1-2 ч; Итого 12-18 ч.

Расход пара на 1м³ бетона составляет 300-330 кг/м³.

Электронагрев заключается в пропускании через изделие переменного тока и преобразовании его в тепловую энергию.