Лекция "Теоретические основы тепловлажностной обработки бетона" по профессиональному модулю «Эксплуатация теплотехнического оборудования производства неметаллических строительных изделий и конструкций»
план-конспект занятия по теме

РАЗДЕЛ  1 Установки для тепловлажностной обработки бетона и железобетона.

Тема 1.1  Теоретические основы тепловлажностной обработки бетона.

Физико – химические процессы, протекающие в бетоне при тепловлажностной обработке.

                                       ПЛАН ЗАНЯТИЯ

1Физико – химические процессы, протекающие в бетоне при тепловлажностной обработке.

        На заводах сборного железобетона применяются различные установки ускоренного твердения бетона.

        В качестве теплоносителей при тепловой обработке бетона в настоящее время применяется пар, электрическая энергия и продукты сгорания природного газа. Наиболее распространенным теплоносителем является пар. Объясняется это тем, что технология изготовления бетонных и железобетонных изделий с использование пара наиболее проста и универсальна.

        Пар, получаемый в котельной установке легко можно подать в самые различные установки ускоренного твердения бетона, будь то ямные или туннельные камеры, автоклавы, прокатные станы или какие – нибудь стендовые установки, в которых проходят тепловую обработку специальные изделия (железобетонные трубы).

        Пар можно использовать для нагрева воды, заполнителей бетона, отопления помещений и т.д. Таким образом, завод может воспользоваться паром как единым теплоносителем.

        Но для изделий большой толщины (более 25 – 30 см), изготавливаемых из легких бетонов низких марок и имеющих малый коэффициент теплопроводности пропаривание не является достаточно эффективным методом тепловой обработки. То есть в ряде случаев целесообразно использовать в качестве источника тепла для тепловой обработки бетона электроэнергию и природный газ.

        Существуют три способа применения электрической энергии для ускорения твердения бетонов: электропрогрев бетонных изделий в формах; предварительный электропрогрев бетонной смеси в бункере с укладкой горячей смеси в форму («горячее формование») и последующим термосным выдерживанием бетона; обогрев бетона электронагревательными элементами.

        При электропрогреве твердение бетона ускоряется благодаря теплу, выделяющемуся при прохождении через бетон электрического тока. На этом же основан электроразогрев бетона при «горячем формовании» изделий.

        Эти способы требуют специальных установок (камер) для тепловой обработки бетона.

        При электрообогреве бетона тепло, необходимое для ускорения его твердения, поступает от установленных в камере электронагревателей – электроламп, спиралей, трубчатых электронагревателей (ТЭНов) и др., которые являются источниками инфракрасных лучей.

        В этом случае тепло передается бетону от горячей поверхности нагревателей путем излучения и от нагретой воздушной среды камеры путем конвекции, то есть изделия подвергаются радиационно – конвективному нагреву в сухой воздушной среде.

        Электрические нагреватели могут быть заменены газовыми инфракрасными излучателями, работающими на природном или сжиженном газе, которые дают, в зависимости от конкретных условий, значительный технико – экономический эффект.

        Тепловая обработка бетона продуктами сгорания природного газа производится в камерах, куда поступает газовоздушная смесь заданной температуры, полученная сжиганием газа в выпасной топке.

        Процесс твердения бетонных железобетонных изделий до достижения проектной прочности значительно превышает по длительности все остальные операции их изготовления. Благодаря применению установок тепловой и тепловлажностной обработки освобождаются огромные заводские площади, которые потребовались бы для размещения изделий после формовки при естественном вызревании до выдачи изделий на стройки.

        При тепловлажностной обработке происходят ускоренные процессы гидратации цемента с образованием гидросиликатов и гидроалюминатов кальция (СаО  SiО2  Н2О и т.д.)

        Во влажной среде прочность изделий быстро возрастает, так как водная среда благоприятствует переходу коллоидных гидросиликатов в кристаллические. В относительно сухой среде этот процесс идет медленно.

        Тепловлажностная обработка не рекомендуется для изделий на пластифицированных и гидрофобных цементах и запрещается для изделий на глиноземистых цементах.

        Наиболее высокие результаты дает Тепловлажностная обработка изделий на основе шлакопортландцемента и пуццоланового цемента.

        Автоклавный способ запаривания при давлении выше атмосферного значительно эффективнее пропарки изделий при атмосферном давлении, так как дает не только ускорения твердения, но и повышенные прочности в 2 – 4 раза.

        Сроки автоклавной обработки в 2 – 3 раза меньше, чем при пропарки (4 – 8 час.) Морозостойкость и химическая стойкость запаренного бетона выше обычного (но требуются специальные установки – автоклавный).

Контрольные вопросы

1. Виды тепловой обработки бетона.
2. Пар, как преобладающий вид теплоносителя.
3. Понятие об электропрогреве бетона.
4. Тепловая обработка бетона природным газом.
5. Автоклавная обработка бетона.
6. Физико –химические процессы, протекающие в бетоне при тепловлажностной обработке.