СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ, ПРИГОТОВЛЕННОЙ В РАЙОНАХ С СУХИМ КЛИМАТОМ Российский патент 1997 года по МПК C04B28/02 C04B40/00 B28C5/06 

Изобретение относится к способам приготовления бетонных смесей, применяемых при возведении массивных сооружений в районах с сухим жарким климатом.

При строительстве массивных сооружений температурный режим бетона зависит от трех величин: температуры бетонной смеси при укладке, повышения температуры вследствие образования экзотермического тепла и среднегодовой температуры района строительства.

Как видно, одной из главных составляющих температурного режима бетона является температура бетонной смеси, выпускаемой заводом, которая зависит от температуры составляющих и их удельной теплоемкости.

В районах с высокой среднемноголетней температурой воздуха большой эффект имеет искусственное снижение температуры укладываемой в массив бетонной смеси. Известны разнообразные способы охлаждения бетонной смеси: использование для затворения охлаждения воды, введение вместо воды затворения льда, охлаждение крупных заполнителей и т.п. [1]
Недостатком известных способов является то, что заполнители из-за высокой температуры окружающего воздуха и из-за необходимости его хранения в течение некоторого времени в бункерах нагревается и тем самым снижается эффект охлаждения бетонной смеси.

Известен способ охлаждения бетонной смеси при ее приготовлении, применявшийся при строительстве плотины Инанда (ЮАР), когда вместе с другими компонентами в бетоносмеситель подавали жидкий азот [2]
Недостатком этого способа является большая затрата энергии, что определяет высокую стоимость охлаждения бетонной смеси.

Предлагаемое техническое решение лишено указанных выше недостатков.

Достигается это тем, что при приготовлении бетонной смеси в районах с сухим жарким климатом воды затворения вводят на 8-12% больше расчетного количества, готовую бетонную смесь подают в испаритель и непрерывно перемешивают ее в течение 5-10 мин, одновременно пропуская через испаритель сухой естественный воздух со скоростью продувки не более 15 м/с.

Физика массообмена свидетельствует о том, что тело с температурой 40^oC, поверхность которого имеет 100% относительной влажности, находящееся в условиях окружающего воздуха с температурой 40^oC и относительной влажностью 20% за счет испарения с поверхности будет иметь температуру на поверхности 21,58^oC, т.е. остынет на 18,42^oC.

При температуре бетонной смеси 36^oC ее теплоемкость составляет 21,6 тыс. ккал/м³. Для того чтобы снизить температуру до 22^oC, надо уменьшить теплоемкость на 8,4 тыс. ккал/м³ или испарить из этой бетонной смеси 14 кг/м³ воды.

Известно, что для подвижной бетонной смеси увеличение осадки нормального конуса на 1 см требует введения в смесь 3 кг воды затворения, а увеличение воды затворения на 15 кг приводит к увеличению подвижности смеси на 5 см осадки конуса. При необходимости иметь в блоке сооружения при укладке и уплотнении подвижность смеси 3-4 см осадки нормального конуса бетонная смесь до охлаждения должна иметь осадку конуса 8-9 см, что реально без расслоения смеси.

Пример осуществления способа. Для гидроузла "Мерове" был принят бетон марки B 20, W-6, при подвижности смеси 3-4 см осадки нормального конуса следующего состава: цемент 250 кг/м³, вода 150 кг/м³, щебень фрак. 5-40 мм 1360 кг/м³, температурные условия: цемент 70^oC, вода 26^oC, песок и щебень 36^oC. Температура бетонной смеси на выходе из бетоносмесителя могла бы быть 36^oC.

В бетонную смесь вводится дополнительно 15 кг воды. Температура бетонной смеси на выходе из бетоносмесителя 35,7^oC, а подвижность 8-9 см осадки нормального конуса. Эту бетонную смесь подают в испаритель, при постоянном перемешивании сквозь нее пропускается естественный воздух при температуре 40^oC и относительной влажности 20% в течение 5 мин со скоростью 15 м/с. При диаметре испарителя 2,5 м за 300 с пропускается (3,14•2,5²) 4•300•15•0,8 17662 м³ воздуха, который уносит с собой 15 кг воды или 15000:17662 0,85 г/м³ или 15•(539 100-36) 9045 ккал, что понижает температуру смеси примерно на 13^oC.

В результате из испарителя выходит бетонная смесь с температурой 23^o и подвижностью 3-4 см ОНК.

Изобретение относится к способам приготовления бетонных смесей, применяемых при производстве массивных сооружений в районах с сухим жарким климатом. Отличительной особенностью изобретения является то, что приготовление бетонной смеси воды затворения вводят на 8-12% больше расчетного количества, готовую бетонную смесь подают в испаритель, где ее непрерывно в течение 5-10 мин перемешивают, одновременно подавая в испаритель сухой естественный воздух со скоростью продувки не более 15 м/с. Способ позволяет снизить затраты на охлаждение бетонной смеси за счет снижения энергозатрат.

Способ охлаждения бетонной смеси, приготовленной в районах с сухим климатом, с подачей газообразного агента, отличающийся тем, что при приготовлении бетонной смеси воду затворения вводят на 8 12% больше расчетного количества, готовую бетонную смесь подают в испаритель и непрерывно перемешивают в течение 5 10 мин, причем одновременно подают в испаритель и непрерывно газообразный агент сухой естественный воздух со скоростью продувки не более 15 м/с.