ПРОПАРИВАНИЕ
При назначении режима пропаривания бетона следует исходить из наиболее полного использования прочностных свойств применяемого цемента, максимальной оборачиваемости форм и пропарочного оборудования.
Цикл пропаривания изделий может быть подразделен на следующие этапы: 1) выдерживание до пропаривания; 2) разогрев при подъеме температуры до принятого наивысшего уровня;
3) изотермический прогрев; 4) остывание; 5) выдерживание после снятия со стенда или извлечения из камеры.
Изделия из бетона на портландцементе рекомендуется выдерживать до пропаривания в течение 6—8 час. при положительной температуре, при этом изделия из жестких смесей надо выдерживать не менее 1—2 час., а из особо жестких смесей — не менее 2—4 час. (в зависимости от скорости схватывания бетона).
Изделия из бетона на шлако — и пуццолановом портландцемен — тах следует пропаривать без предварительного выдерживания.
^ О 6 8 12 16 20 26 28 32 36 60 66 68 52 56 60 66 68 72 76
Продолжительность прогреби б пасах
Рис, 131. График зависимости между относительной прочностью бетона на портландцементе, температурой и длительностью прогрева
|
Рис. 132. График зависимости между относительной прочностью бетона на шлакопортландцементе, температурой и длительностью прогрева |
Подъем температуры среды пропаривания надо производить постепенно и с учетом массивности прогреваемых элементов.
При наличии нагревательных приборов в камере, стенде или матрице подъем температуры свежеотформованных изделий производят при помощи этих приборов, а пуск пара начинают не ранее чем через 2—3 часа после начала прогрева изделий.
|
Продолжительность прогрева в час і Рис. 133. График зависимости между относительной прочностью бетона на пуццолановом портландцементе, температурой и длительностью прогрева |
Скорость подъема температуры не должна превышать для крупноразмерных тонкостенных изделий ‘(часторебристые и многопустотные плиты перекрытий, ажурные элементы ферм и т. п.) 25° в час, а для более массивных элементов — 20° в час. Для изделий из жестких смесей с низкими В/Ц (менее 0,4—5) скорость подъема температуры может составлять 30—35° в час.
Максимально допустимой и в то же время оптимальной температурой изотермического прогрева является для бетонов на портландцементе 80°, а для бетонов на шлако — и пуццолановом порт — ландцементах — 90°. Для прочих цементов оптимальная температура изотермического прогрева устанавливается опытным путем. Отклонения от оптимальной температуры не должны превышать ±5°.
Бетон на портландцементе при температуре 90—95° сразу после пропаривания может дать большую прочность, чем при 80°. Однако в возрасте одного и особенно трех месяцев прочность бетона в первом случае будет ниже, чем во втором. В быстротвердею — щих бетонах (на портландцементе) при 100° начинается разрушение гидросульфоалюминатов кальция, которое возможно в длительные сроки твердения бетона и при прогреве его при более низкой температуре.
Пропаривание бетона на шлако — и пуццолановом портландце-
і ментах при температуре, близкой к.100°, на прочности бетона вредно не отражается.
і Пропаривание при температуре ниже 60° вызывает увеличение ‘ его продолжительности, особенно для бетонов на пуццолановом, а также шлакопортландцементах.
Изотермический прогрев должен осуществляться при относи — і тельной влажности среды пропаривания 95—’100%.
Ориентировочная продолжительность изотермического прогрева, изделий из малоподвижных смесей с осадкой стандартного конуса j 1—3 см. может устанавливаться по графикам рис. 131—133.
Скорость снижения температуры по окончании изотермического прогрева не должна превышать: для тонкостенных элементов 35° в час» а для прочих элементов — 30° в час. Скорость остывания | изделий из жестких бетонов (с В/Ц меньше 0,4) не должна превы — I шать 40—50° в час.
j Тепловая обработка бетонов из подвижных смесей при обычных f режимах общей продолжительностью 14—16 час. обеспечивает получение бетоном прочности в 65—70% от Rjs, а с применением І ускорителей твердения до 75—85®/о /??а-
Продолжительность пропаривания изделий из малоподвижных бетонных смесей на алитовых цементах при оптимальной темпера — ‘ туре прогрева может быть снижена до 10 час. В случае необходимости выноса изделий сразу после пропаривания на мороз перепад температур бетона и воздуха должен быть не более 40° (рис. 134). Для этого изделия после пропаривания плотно укладывают в штабеля и укрывают шевелином, брезентом или толем до выравнивания температуры бетона и наружного воздуха.
Для увеличения пропускной способности стендовых площадей и пропарочных камер» а также оборачиваемости металлических форм возможно пропаривание изделий общей продолжительностью всего 6—8 час. с последующим выдерживанием их в теплое время года на открытом складе, а зимой — в специальном помещении до получения бетоном отпускной прочности.
При этом необходимо:
а) обеспечить прочность бетона, позволяющую сразу же после пропаривания производить распалубку, снятие со стенда и штабелирование изделий;
б) иметь территорию двора или помещение, где возможно было
бы выдерживать изделия после пропаривания при положительной температуре и относительной влажности воздуха не менее 50%.
Указанное выше краткосрочное пропаривание обеспечивает получение бетоном прочности 40—50% от R&, а с применением специальных цементов и ускорителей твердения может быть достигнута и значительно более высокая прочность.
При обеспечении требуемых «Инструкцией по применению эффективных режимов пропаривания бетонных и железобетонных изделий (с сокращенным периодом подачи пара)» (И 173-53/МСПТИ) температуры изотермического прогрева, скорости снижения температуры в камере или на стенде под покрытием и получения при этом необходимой прочности бетона целесообразно применение режимов пропаривания, рекомендуемых этой инструкцией.
Бетон на портландцементе в процессе пропаривания обычно получает не более 70% прочности от /?28, которая к месячному возрасту составляет около 89*/о и лишь к 3 месяцам достигает 100%
ОТ /?28.
Бетон на пуццолановом портландцементе наиболее значительную часть прочности получает в первые 10—12 час., после 20 час. прогрева нарастание прочности его резко замедляется и часто практически приостанавливается. Прочность пропаренного бетона обычно не превышает 100—110% от R®.
Бетон на шлакопортландцементе в процессе продолжительного прогрева может получить прочность 120—130%, а в дальнейшем (при нормальном твердении) —до 150—170Р/о прочности от Rss.
При тепловой обработке в бетоне происходят физико-механические изменения. Чем меньше прочность бетона, тем больше сказывается влияние прогрева на его структуру. Излишне высокая и неравномерная температура и большие перепады между температурой бетона и окружающей его среды вызывают испарение из него влаги и усиливают происходящее в бетоне температурно-усадочные явления. Все это связано с возникновением внутренних напряжений и появлением микротрещин в бетоне.
Пропаривание высокопрочных бетонов. Исследования НИИЖБ АСиА СССР по пропариванию бетона из жестких смесей (с В/Ц<0А) на портландцементах марок 500 и 600 показали[12], что пропаривание таких бетонов является более эффективным по сравнению с пропариванием бетонов из подвижных смесей на портландцементах марок 300—400. Сопоставление интенсивности нарастания прочности жестких и подвижных бетонов приводится на рис. 135.
При тепловлажностной обработке бетонов на высокоактивных цементах следует подбирать такие В/Ц, которые позволяют, получая максимально жесткую бетонную смесь, доброкачественно уплотнять ее при помощи имеющегося оборудования.
Пропаривание бетонов на цементах активностью 600 кг/см2 и выше является менее эффективным, чем на цементах активностью
500 кг/см2. Получаемые в первом случае относительные (в °/о от? ж) прочности бетона будут на 10—15»/о меньше, чем во втором. Однако при необходимости получения в короткие сроки высокой ібсолютной прочности бетона возможно пропаривание его с приго-
I
I
*
і
Рис. 135. График нарастания относительной прочности
жесткого и подвижного бетонов при паропрогреве
товлением из жестких смесей на цементах активностью 600 кгісм2 ч выше.
Прочность высокомарочных бетонов интенсивно возрастает в червые часы изотермического прогрева (4—8 час.), а затем нара — тгание ее резко замедляется, а иногда приостанавливается.
Что касается температуры изотермического прогрева, то выгоднее вести его при 80°, чем при 60°, так как это дает возможность в сороткие сроки получить высокую прочность бетона.
При пропаривании высокопрочных бетонов из жестких смесей на цементах марки 500 разница в температурах изотермического трогрева 60 и 80° оказывает меньшее влияние на нарастание прочности, чем при пропаривании подвижных бетонов. Например, при нропаривании последних получаемые относительные прочности при 10° обычно превышают в среднем на 20% прочности, получаемые ной 60°, а при бетонах из жестких смесей такое превышение состав — іяет всего около 10%. Это дает основание считать, что пропаривание высокопрочных бетонов из жестких смесей рационально производить также и при 60°.
Последующее нарастание прочности пропаренного высокопроч — того бетона из жестких смесей выше, чем обычного из подвижных.
Наиболее эффективным режимом пропаривания высокопрочных jctohob из жестких смесей на портландцементах марки 500 надо
считать 3-часовой подъем температуры и 4—8-часовой изотермический прогрев при температуре 80°.
Для получения по окончании пропаривания прочности не менее 350 кг! см? (при гладкой арматуре), необходимой для отпуска натяжных приспособлений напряженно армированного бетона и для обеспечения достаточно интенсивного дальнейшего нарастания прочности пропаренного бетона, может быть рекомендован следующий режим пропаривания высокопрочного бетона: подъем температуры в камере 2 часа, изотермический прогрев при 80° от 4 до 8 час. Для получения же с указанной целью прочности 210 кг/см2 (при арматуре периодического профиля) изотермический прогрев может продолжаться всего от 3 до 6 час. Такие режимы дают возможность двойного и тройного оборота камер пропаривания в течение суток.
При оптимальных составах бетона и режимах прогрева может быть получена сразу после пропаривания прочность до 500 кг/см2, а в месячном возрасте — порядка 600 кг/см2.
Величина прочности, получаемой пропаренным жестким бетоном в возрасте 28 суток, несколько уменьшается с повышением температуры и удлинением продолжительности изотермического прогрева. В этом отношении также более эффективными являются температура пропаривания 60° и длительность изотермического прогрева 4—6 час. Такой режим обеспечивает получение прочности после пропаривания около 75%, а в возрасте 28 суток—100%
ОТ #28-
Как показывают экспериментальные исследования, нарастание прочности при пропаривании бетона из жестких смесей (с показателями жесткости от 50 до 150—200 сек.) происходит интенсивнее, чем бетона из малоподвижных и тем более подвижных смесей. Поэтому изотермический прогрев такого бетона может быть более коротким, а для бетонов из особо жестких смесей (с показателями жесткости сверх 200 сек.) сроки изотермического прогрева должны быть кратковременными.
Режим тепловой обработки изделий из жесткого бетона следует устанавливать опытным путем с учетом характеристики применяемых цементов, принятой технологии изготовления изделий и требуемой прочности бетона. При этом принятый режим должен обеспечивать получение бетоном заданной прочности в наиболее короткие сроки при максимальной экономии цемента.
Загрузку отформованных изделий в пропарочные камеры следует производить так, чтобы при максимально возможном заполнении камер обеспечить обтекание изделий паром со всех сторон. При укладке изделий по высоте в несколько рядов между ними оставляется при помощи специальных прокладок зазор не менее 3 см. Расстояние от пола до днища форм нижнего ряда должно быть не менее 15 см, а между верхним рядом изделий и потолком — возможно меньшим.
Температура поверхности стенда или матрицы в процессе формования изделий должна находиться в пределах 20—30°.
По окончании формования производится подъем температуры изделий до максимального уровня со скоростью 15—20° в час путем подогрева пола, пропаривания или сочетания того и другого.
Тепловая обработка изделий на полигоне в летних условиях может производиться:
а) путем подогрева бетонного пола стенда или матрицы паром или водой через находящиеся в них трубы или специальные полости;
б) пропариванием острым паром под брезентовыми укрытиями или колпаками, а также в камерах;
в) одновременным подогревом пола стенда или матрицы и пропариванием.
Для элементов толщиной не более 15 см, изготовляемых на гладкой площадке стенда или в матрицах, рекомендуется применять только подогрев снизу с покрытием брезентом или колпаками. Верхняя поверхность тонкостенных элементов (толщиной до 8 см) перед покрытием засыпается мокрыми опилками или песком во избежание пересушивания бетона.
Для массивных элементов наиболее рациональным является пропаривание острым паром под брезентовым покрытием или колпаками и в камерах. В последнем случае подогрев пола необязателен.
В зимних условиях тепловая обработка элементов должна производиться комбинированным способом, т. е. одновременным подогревом снизу и пропариванием сверху.
Брезентовые покрытия рекомендуется делать в виде одеял из двух слоев брезента с прослойкой из минеральной ваты. Для облегчения свертывания в рулон брезентового одеяла на его поверхность нашиваются рейки. При пропаривании одеяло укладывается по легкому деревянному или металлическому (из арматурной стали) каркасу. Края одеяла прижимаются к стенду металлическими накладками..
Колпаки для покрытия отформованных на стенде изделий изго — ’ товляются из металлического каркаса и двух слоев теса с прокладкой между ними толя. Для большей теплоизоляции можно покрыть колпак легкими термоизоляционными плитами. Размеры колпака должны быть такими, чтобы зазоры между внутренней его поверхностью и опалубкой изделия были равны 50—100 мм. По контуру опирання колпака устраивается гидравлический или песчаный затвор, а также резиновая или войлочная нашивка, обеспечивающая более плотное прилегание колпака к стенду.
Ямные камеры рекомендуется закрывать съемными деревянными крышками с металлическим каркасом и хорошей тепло — и паро — изоляцией как по контуру, так и по поверхности.
Подача пара под покрытия и колпаки осуществляется при помощи гибкого шланга с наконечником из перфорированной трубы.
Подача пара в камеры производится: а) при влажном паре низкого давления — непосредственно из перфорированных труб;
б) при сухом паре с давлением более 0,5 ати — из перфорирован ных труб с предварительным пропусканием его через воду.
Остывание изделия осуществляется путем выключения нагревательных приборов стенда и прекращения подачи пара под покрытие или в камеры. Регулирование скорости снижения температуры производится периодической подачей пара (подключением нагревательных приборов стенда) или же поднятием покрытий — брезента, колпаков, крышек.