Способ тепловлажностной обработки бетонных и железобетонных изделий

 

СПОСОБ ТБПЛОВЛАЖНОСТНОЙ ОБг РАБОТКИ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ в камере, включающий предварительную выдержку изделий, подъем температуры при подаче диспергированной воды, изотермическую выдержку и охлаждение в среде диспергированной воды, отличающийся тем, что, с целью повьппения водонепроницаемости и морозостойкости изделий и снижения энергозатрат, воду диспергируют до получения частиц размером см, при этом расход воды, составляет 30-50 г/ч на 1 м камеры, а подачу диспергированной воды начинают в процессе предварительной выдержкИо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

17 Al (i9iSU(ii) 11 (SD 4 С 04 В 40/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3547122/29-33 (22) 04.02.83 (46) 07,09,89, Бюл, Ф 33 (72) И.-И.Лифанов, Г,И,Горчаков, В.В,Писарев, Э.Н,Юрченко, В,А.Немчинов и А.ГъКим (53) 666.97.035(088.8) (56) Миронов С.А, и др. Ускорение твердения бетона. - М., Стройиздат, 1964, с. 231-233.

Авторское свидетельство. СССР

Ф 413131, кл. С 04 В 41/30, 1974. (54)(57) СПОСОБ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОЙ ОБ ., РАБОТКИ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ

Изобретение. относится к технологии изготовления бетона и железобетона, а точнее к способам тепловлажностной обработки цементных строительных материалов.

Изобретение наиболее эффективно можно быть использовано для ускорен1 ного изготовления изделий из бетойа и железобетона повышенного качества и более низкой себестоимости как в заводских условиях, так и в условиях стройплощадки, Цель изобретения — повьппение водонепроницаемости, морозостойкости из.-,. делий и снижение энергозатрат, . Цель достигается тем, что в способе тепловлажностной обработки бетон-.. ных и железобетонных изделий в камере, включающем предварительную выдерж" ку изделий, подъем температуры при поподаче диспергированной воды, изо2

ИЗДЕЛИЙ в камере, включающий предваритепьную выдержку изделий, подъем температуры при подаче диспергированной воды, изотермическую выдержку и

l охлаждение в среде диспергированной .воды, отличающийся тем, что, с целью повышения водонепроницаемости и морозостойкости изделий и снижения энергозатрат, воду диспергируют до получения частиц размером

10 -10 см, при этом расход воды, составляет 30-50 г/ч на 1 м камеры, S а подачу диспергированной воды начи- . нают в процессе предварительной выдермс и. термическую выдержку и охлаждение в среде диспергированной воды, воду .диспергируют до получения частиц размером 10 . -10 см, при этом расход воды составляет 30-50 г/ч на 1 м3 камеры, а подачу диспергированной воды начинают в процессе предварительной выдержки.

Сущность описываемого способа тепловлажностной обработки бетона заклю.чается в том, что в процессе ускоренного твердения применяют частички

-3 -4 воды размером 10 — 10 см, получаемые, например, с помощью центробежного распылителя. Эти частички, в отличие от более крупных, не выпадают в виде дождя, не образуют пленки воды на поверхности бетона, а плавают в воздухе. Они, являясь,ионизиро . ванными, не сближаются и таким образом, не имеют возможности ни осе 1108717 дать на поверхность бетона, ни сливаться в более крупные, Они,.имея . огромную кривизну поверхности, испаряются в первую очередь, что находится в согласии с законом Кельвина, выражаемого формулой

2.(Р

R У где 1 — поверхностное натяжение жид- 10 кости;

f — ее плотность;

f — плотность насыщенного пара жидкости 15

R — радиус поля.

Поэтому при этом способе тепловлажностной обработки бетон будет твердеть при упругости пара

У=P+ dP, где P - давление, при котором пар и ,жидкость, имеющая плоскую поверхность находятся .в. равновесии при данной температуре;

Д Р вЂ” дополнительное давление .па- ра жидкости, обусловленное испарением ее с поверхности капель радиусом R, а также температурой, при которой эти капли находятся.

Так, например, упругость насыщенных паров воды (P) при 20 С равна 17,5 мм рт.ст. (- 0,023 атм).

Если принять а(= 70 дин/см;

1 г/см ; f = 0,00002 г/смЭ,.то наличие в камере частичек воды ра- 35 диусом R 10 . см приведет к появлению дополнительного давления

Р— P 00603 атм

6Р )ОЧ 1 - °

В связи с изложенным h P следует

41 н рассматривать как своеобразныи щит

Т.о., благодаря распылению воды до частичек размером 10 см пред- . ставляется возможным увеличить дав-. ление упругости насыщенных паров о воды при 20 С и нормальном атмосфер- 45 ном давлении на 0,)5X. В этих ус" ловиях плотность насыщенного пара составит 0,0000203 г/см или.20,3 г/м °

3 3

Учитывая, что в камере должен быть избыток капелек размером 50

-9

10 -10 см, а также то, что пар частично будет конденсироваться необО Э ходимо, например, при 20 С в 1 м ка.меры распылить 30-50 г воды с целью на- надежного осуществления предлагаемого 55 способа, I который предотвращает испарение воды затворения из бетона при любой темпе ратуре во время тепловлажностной обработки, Благодаря этому "щиту" отпадает необходимость в дождевании бетона, твердеющего по предлагаемому способу.

"Влажностная" обработка применительно к нашему способу состоит, таким образом, в осуществлении мероприятий, направленных на сохранение воды затворения в твердеющем бетоне на первоначальном уровне благодаря искусственному созданию -выше упомянутого щита и дополнительного давления пара жидкости ьР. Такая "влажностная" обработка полностью оправдывает себя, во-первых, потому, что при сохранении воды затворения исключается усадка-набухание. твердеющего бетона, а, следовательно, исключается главная причина обравовання в нем наследственных дефектов строения, во-вторых, потому, что при сохранении воды затворения в твердеющем бетоне окажется столько свободной воды, сколько с избытком хватит на полную гид- ратацию цемента и, в — третьих, дополнительное давление пара жидкости при нормальном атмосферном. давлении улучшает условия твердения, так как благодаря явлению адсорбции в бетоне появляется всестороннее давление порядка 0,) ИПа,.обусловленное капиллярными силами, которое действует как наружный пригруз, предохраняя твердеющий бетон от разрушения.

Температура среды, в которой твердеет изделие, независимо от процесса обогащения ее ионизированными частич-З -4 ками воды размером 10 -10 см, может автоматически повышаться с за-. данной скоростью и выдерживаться на заданном уровне с помощью автономных малоинерционных источников тепла, например, электронагревателей.

П р и м е P В форму 70x7px2)0 мм

Разделенную перегородкой на две paBHble части, укладывают мелкозернистую бетонную смесь ):3 с В/Ц = 0,4 (песок

Вольский, портландцемент марки 300), уплотняют на лабораторной вибраплощадке, Затем образец распалубливают, одну часть помещают в лабораторную камеру для пропаривания, вторую - в, камеру объемом примерно 0,2 и, в коЭ торой установлен центробежный распыли5 11087 тель воды производительностью 50 r/÷ и электронагреватель, В камере для пропаривания подъем: температуры от 20 до 80 С составил

2 ч изотермическая выдержка при 80СЭ о

5,5 ч, охлаждение от 80 до 30 С1„5 ч.

Во второй камере после помещения в нее образца был включен лишь центробежный распылитель, затем спустя

3 ч 15 мин, не прекращая работы центробежного распылителя, была включена электропечь, с помощью которой в камере была поднята температура от 30 до. 80 С в течение 15 мин (от 20 до

30 С) температура в камере поднялась от того, что в ней находился работающий электродвигатель центробежного распыпителя воды .и последующий час 29 поддерживалась на этом уровне; охлаждение до 30 С вЂ” 1,5 ч.

Воспроизвести процесс тепловлажностной обработки образца бетона на поддоне без предварительной выдержки 25 по способу-прототипу не представилось возможным из-за размыва свежеотфор мованного образца бетона при его дождевании, Пропариваемый образец прочность на-30 бирал более медленно; в процессе твер дения он осел и приобрел бочкообразную форму. Деструктивные процессы превалировали над структурообразующими, поэтому образец покрылся сетью микро- и макротрещин, В, образце, твердевшем по предлагаемому способу, пре-. валировали структурообразующие процессы. Благодаря этому он сохранил прямо- угольную форму, сплошность. и приобрел40 большую прочность, Здесь положительный эффект был обусловлен тем, что температуру и влажность среды, окружавшей бетон, регулировали раздельно. В начальный период твердения температура среды специально не повышалась. Она оставалась примерно на исходном уров-.. не, в то время как влажность среды не,уклонно увеличивалась, для чего в.ней механическим путем распыляли воду, 50 создавая туман, т,е. частички воды размером 10 -10 " см и, таким образом, облегчали условия ее испарения на всей стадии твердения бетона, Описанный режим начального твердения по предлагаемому способу предотвращал разрыхление свежеотформованиого изделия, обусловленное различием в тепловом расширении скелета бетона, 17 6 свободной воды и вовлеченного воздуха, а также различием в тепловом расширении и усадке компонентов бетона, но не замедлял процесс гидратации цемента, Поэтому в начальный период твердения скорость нарастания прочности бетона не отставала от скорости нарастания прочности пропариваемого бетона, а в более поздние сроки, по достижении бетоном "критической" прочности, она существенно повышалась.

Этому способствовало повышение температуры среды (при продолжающемся ее увлажнении с помощью центробежного распылителя). Поэтому резкое изменение температуры образца уже.не представляло опасности с точки зрения нарушения его сплошности. В этой связи повышение и понижение температуры бетона до и после изотермической выдержки представлялось возможным проводить более быстро, сокращая общее время тепловлажностной обработки бетона, твердевшего по предлагаемому способу, беэ ухудшения его качества.

Таким образом, предлагаемый способ сохранил все достоинства традиционное

ro пропаривания и других известных способов тепловлажностной обработки бебетона, освободившись от их основных недостатков, Технико-экономический эффект изобретения складывается из того что применение предлагаемого способа не связано со строительством дорогостоящих и громоздких котельных установок для получения пара, а также со строительством подземных коммуникаций для распределения пара. Это способствует охране окружающей среды от загрязнения, более рациональному нсполь зованию земельных угодий, а, следовательно, увеличению съема готовой продукции с единицы заводской площади;. предложенный способ позволяет экономить до 5Х цемента, интенсифицировать и вести процесс твердения бетона,с режимами, близкими к оптимальным, исключающими причину его деструкции и активизирующими структурообразование, благодаря применению независимого регулирования и увлажнения, и нагревания среды; предлагаемый способ тепловлажностной обработки бетона позволяет резко повысить производительность, труда за счет сокращения числа работающих, повышения культуры труда, а также

1108717

Редак тор Л, Письман. Техред А. Кравчук Коррек тор С. Черни

Заказ 6795

Тираж 589

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 за счет улучшения санитарно-гигиенических условий на производстве,.этот способ применим как в заводских, так и в полевых условиях, т.е. как при массовом, так и единичном выпуске про" дукции; предлагаемый способ позволяет резко снизить затраты топливно-энергетических ресурсов,