Загрузка ... Загрузка ...

Подогрев бетонной смеси является одним из наиболее экономичных и эффективных способов сокращения производственного цикла. Разогретая бетонная смесь способствует ускорению наиболее длительной операции в производстве железобетонных изделий — их тепловлажностной обработке. Форсированные режимы тепловлажностной обработки изделий, изготовленных из холодной бетонной смеси, приводят к ухудшению физико-механических свойств бетона из-за нарушения его структуры. Формование изделий из разогретой паром бетонной смеси способствует уменьшению деструктивных процессов в бетоне и повышает скорость экзотермических реакций при твердении бетона. Установлено, что при тепловлажностной обработке изделий, изготовленных из холодной бетонной смеси, максимальное количество теплоты реакций твердения выделяется в конце обработки, при горячем же формовании происходит форсированное выделение теплоты, что позволяет не только сократить количество теплоты, затрачиваемой на тепло-

влажностную обработку, но даже при соответствующих условиях совсем отказаться от подвода теплоты.

Существует два способа подогрева бетонной смеси: электроэнергией или острым паром. Наиболее распространен электроразогрев, который осуществляют в специальных установках, обычно бункерах, снабженных электродами. С помощью электроразогрева можно в несколько минут нагреть бетонную смесь до 323—343 К (50—70 °С). Оборудование при электроразогреве отличается простотой конструкции, надежно в эксплуатации, легко поддастся автоматизации. Однако существенным недостатком этого метода является большой расход энергии при низком КПД оборудования, а также отсутствие типового электротехнического и технологического оборудования.

Вторым наиболее доступным для большинства заводов способом, не требующим расхода электроэнергии, является паропрогрев. Этот способ разогрева в условиях современного производства является весьма перспективным.

В качестве теплоносителя для подогрева бетонной смеси можно применять острый и глухой пар, подогретую воду и горячие газы.

Пар является наиболее эффективным из всех видов теплоносителя, о чем свидетельствует значение коэффициента теплоотдачи: для газа он составляет 1,2—58, для подогретой воды 230—11 600, а при пленочной конденсации пара коэффициент теплоотдачи достигает 4500—17 500 Вт/(м2-К).

Сущность пароразогрева

Сущность пароразогрева состоит в том, что при соприкосновении с холодной бетонной смесью пар конденсируется и бетонная смесь нагревается за счет теплоты конденсации, а также соприкосновения с нагретыми поверхностями смесителя и с конденсатом. Одновременно происходит увлажнение бетонной смеси. Качество разогретой паром в смесителях смеси зависит от правильности выбора режима разогрева, обеспечивающего необходимую для данной бетонной смеси консистенцию, водосодержание и температуру. Не менее важную роль при этом играет и конструкция смесителя. Для пароразогрева бетонной смеси применяют реконструированные бетоносмесители со свободным падением или принудительного действия. В прокатной технологии, особенно нуждающейся в пароразогреве бетонной смеси, применяют смесители принудительного действия.

Бетоносмеситель С-773 предназначен для пароразогрева бетонной смеси. Смеситель оборудован соплами для подачи пара, расположенными по периметру корпуса смесительной чаши. Пар поступает при давлении 0,3—0,4 МПа; до температуры

363—368 К (90—95° С) смесь тяжелого бетона разогревают за 60 с, смесь легкого бетона — за 90 с.

Эффект от применения пароразогрсва бетонной смеси достигается благодаря сокращению сроков тепловлажностной обработки изделий. При подогреве бетонной смеси до 358—368 К (85—95 °С) экономически оправдали себя при соответствующем подборе марки цемента короткие режимы тепловлажностной обработки при температуре изотермической выдержки 353—358 К (80—85ЛС).

Электропрогрев бетона

В технологии бетонных и железобетонных изделий все чаще используют в качестве источника теплоты электрический ток. Электропрогрев в сравнении с паропрогревом отличается рядом преимуществ. Основными достоинствами электропрогрева являются: сокращение цикла тепловлажностной обработки, получение высококачественной продукции, отсутствие вредных газовыделений, возможность применения автоматического регулирования режима тепловлажностной обработки, повышение культуры производства, сокращение капиталовложений на постройку котельных установок, топочных устройств, магистральных трубопроводов, вентиляционных установок.

Электропрогрев бетона можно осуществлять двумя способами. Сущность первого способа состоит в превращении электрической

энергии в тепловую непосредственно при пропускании электрического тока через тело бетона или возбуждении в нем индукционных токов.

Второй способ прогрева состоит в передаче теплоты бетону на расстоянии излучением от электронагревателей, являющихся внешним источником теплоты.

Электропрогрев бетона в кассетах

Заключенный в вертикальные формы кассеты бетон прогревают, пропуская через него трехфазный электрический ток промышленной частоты. Электродами служат разделительные стенки кассеты. Вместо паровых отсеков добавляют формовочные, что увеличивает емкость кассеты.

Для защиты от потерь теплоты наружные стенки покрыты теплоизоляцией и образуют утеплительные секции кассеты. Разделительные стенки во избежание поражения током защищены от бортовой оснастки, закладных деталей, арматурного каркаса, рамы и других токопроводящих частей электроизолирующими текстолитовыми прокладками.

Электропроводность бетона объясняется наличием в нем влаги с растворенными в ней окислами минералов клинкера. По мере протекания реакций твердения бетона происходит уменьшение его влажности, что вызывает увеличение электрического сопротивления и соответственно уменьшение количества выделяемой в бетоне теплоты. Для поддержания требуемого температурного режима тепловлажностной обработки бетона производят регулирование подводимого к нему напряжения. С этой целью кассеты с электропрогревом снабжают многоступенчатыми трансформаторами с широким диапазоном регулирования напряжения.

Температура бетона при электропрогреве оказывается всегда выше температуры окружающей среды, что может привести к значительной потере им влаги из-за ее испарения, если поверхность бетона открыта. Поэтому поверхность изделия требует защиты от испарения из нее влаги и от потерь ею теплоты. В кассетах изделия со всех сторон окружены стенками формы, препятствующими испарению влаги.

По практическим данным предельная температура бетона при электропрогреве в кассетах составляет 363 К (90°С);для легких и ячеистых бетонов с более высокой влажностью она может быть и выше, но не более 373 К (100°С).

Быстрый разогрев бетона в кассетах позволяет сократить время тепловлажностной обработки до 4—6 ч, а также повысить оборачиваемость кассет. Расход тепловой энергии по сравнению с паропрогревом снижается почти в два раза.

Прогрев бетона индукционными токами. Способ прогрева бетона индукционными токами основан на явлении электромагнитной индукции, открытом Фарадсем. Возникновение в замкнутом проводнике электрического тока, называемого индукционным, вызвано изменением вокруг него магнитного поля.

Теория Ампера

Согласно теории Ампера, всякое вещество обладает магнитными свойствами, определяемыми особенностями его строения. Наиболее сильные магнитные поля создаются вокруг железа. При воздействии переменного магнитного поля на металлические стенки формы и арматуру изделий в последних возникают вихревые токи, нагревающие их. Таким образом, источником теплоты является стальная арматура изделия и металлическая опалубка.

Равномерность температурного поля по сечению железобетонных изделий зависит от схемы и степени их армирования и материала опалубки. Металлическая опалубка и жесткий арматурный каркас способствуют наиболее равномерному нагреву изделия. Активная мощность, выделяемая с поверхности стального стержня, пропорциональна удельному электрическому сопротивлению материала и напряженности магнитного поля.

Белорусским политехническим институтом совместно с работниками Минского ДСК-1 разработана полупромышленная установка для тепловлажностной обработки керамзитобстонных панелей в электронндукционной туннельной камере с излучающими поверхностями боковых стен, имеющих металлическую обшивку. Снаружи камеры по слою листового асбеста навита токопод-водящая спираль из медной проволоки. По обмотке уложен слой теплоизоляционного материала, снаружи камера обита асбофанерой. Вагонетки с изделиями устанавливают на рельсовых путях.

При прохождении по обмотке тока промышленной частоты напряжением 380/220 В образуется переменное электромагнитное поле. Магнитный поток, пронизывая стенки камеры, индуктируете них ЭДС, вызывающую вихревые токи, за счет которых металлические стенки за 2,5—3 ч разогреваются до 475— 503 К (200—230° С). Теплообмен   между стенками камеры и изделиями происходит излучением. В сравнении с пропариванием изделий в туннельной камере режим тепловлажностной обработки сокращается на 2—3 ч. Ввиду высокого парциального давления водяного пара в пространстве камеры значительного испарения влаги из изделий не происходит. Конечная влажность их составляет 9— 11%, что на 4—6% ниже, чем при тепловлажностной обработке в паровой среде. Скорость подъема температуры в период разогрева оказывает существенное влияние на сцепление арматуры с бетоном и его прочность при сжатии.

Электропрогрев бетона излучением

При тепловлажностной обработке бетона излучением тепловой поток от электронагревателей может непосредственно воспринимать открытая поверхность изделия, обусловливая быстрый его нагрев, или нагревать стенки формы, от которых теплота соприкосновением передается поверхности изделий и распространяется вглубь.

Эффективность инфракрасного прогрева оправдывается для изделий небольшой толщины — до 15—20 см. Для изделий толщиной более 15 см рекомендуют двусторонний прогрев. Так как быстрый прогрев бетона приводит к интенсивному испарению из него влаги, открытые поверхности изделия следует закрывать влагонепроницаемым, но максимально лучепрозрачным материалом. Для этого используют полиамидную пленку, обладающую незначительным лучепоглощением.

Изделия с повышенной влажностью, изготовленные из ячеистого бетона, как показал производственный опыт, можно нагревать без укрытия их пленкой.

Для промышленного применения используют генераторы инфракрасных лучей с длиной волны 0,76—6 мкм. Наибольшее распространение получили имеющие серийный выпуск ламповые и металлические излучатели.

Ламповыми излучателями типа Зс-3 являются электрические лампы с Z-образной вольфрамовой спиралью сопротивления, нагреваемой током до температуры 2473 К (2200°С). Мощность лампы 0,25—0,5 кВт при напряжении 220 В. Посеребренная внутренняя верхняя поверхность колбы является рефлектором. Интенсивность теплового потока лампы регулируется в соответствии с накалом спирали, изменением напряжения в сети.

ТЭНы получили распространение для тепловлажностной обработки железобетонных изделий в щелевых пропарочных камерах.

Для внутреннего облучения пустотелых изделий тина «многопустотных настилов применяют металлические стержневые излучатели, располагаемые в пустотах. Излучатели представляют собой отрезки труб диаметром 12—18 мм, на которые навита нихромовая проволока диаметрам 0,8—1 мм. Два диска из асбофанеры, расположенные по концам излучателя, фиксируют его стержни строго по центру отверстий. Вокруг изделия создается влажная атмосфера, предохраняющая его от пересушки.

Опытом полигонов ряда железобетонных заводов установлено, что наиболее рациональным способом нагрева линейно-протяженных конструкций в агрегатной или конвейерной технологии железобетона является подача лучистой энергии на наружные поверхности изделия при свободной циркуляции воздуха в камере. Изделия нагревают в передвижных установках, оборудованных ламповыми генераторами инфракрасных лучей.

Имеющийся опыт производственного освоения способа тепловой обработки инфракрасными лучами говорит о его высоком эффективности.

источник: 3 ( см. список литературы )

Комментарии запрещены.

Полезное
Добро пожаловать
На наш новый форум газовиков!

Галерея

images_2 images_3 images_5 images_15