Способ тепловлажностной обработки бетонных и железобетонных изделий Советский патент 1989 года по МПК C04B40/02 

Изобретение-относится к технологии изготовления бетона и.железобе- , тона, а точнее к способам.тепловлажностной обработки цемен-тньпс строительных материалов.

Язобретение наиболее эффективно можно быть использовано для ускоренного изготовления изделий из бетона и железобетона повышенного качества и более низкой себестоимости как в заводских условиях, так и в условиях стройплощадки.

Цель изобретения - повышение водонепроницаемости, морозостойкости изг,делий и снижение энергозатрат.

Цель достигается тем, что в способе тепловлажностной обработки бетонг: ных и железобетонных изделий в камере, включающем предварительную выдержку изделий, подъем температуры при поподаче диспергированной воды, изотермическую выдержку и охлаждение в среде диспергированной воды, воду диспергируют до получеш я частиц размером см, при этом расход воды составляет 30-50 г/ч на 1 м камеры, а подачу диспергированной воды начинают в процессе предварительной

00 вьщержкио

Сущность описываемого способа тепловлажностной обработки-бетона заключается в том, что в процессе ускоренного твердения применяют частички воды размером 10 -Ю см, получаемые, например, с помощью центробеж-. ного распьшителЯо Эти частички, в отличие от более крупных, не вьтадают в виде ДОЖДЯ, не образуют пленки воды на поверхности бетона, а плавают в воздухе. Они, являясь.ионйзироп. ванными, не сближаются и таким образом, не имеют возможности ни оседать на поверхность бетона, ни сливаться в более крупные. Они,.имея огромную кривизну поверхности, испа ряются в первую очередь, что находи ся в согласии с законом Кельвина, выражаемого формулой - -. где J. - поверхностное натяжение жид кости; f - ее плотность; ff, - плотность насыщенного пара жидкости; R - радиус поля. Поэтому при этом способе тепловлажностной обработки бетон будет .твердеть при упругости пара, JP Р -k 4 Р, где Р - давление, при котором пар и .жидкость, имеющая плоскую поверхнос находятся .в.равновесии при данной температуре; 4Р - дополнительное давление .пара жидкости, обусловленное испарени ее с поверхности капель радиусом R а также температурой, при которой эти капли находятсяс Так, например, упругость насыденных паров воды (Р) при 20 с рав на 17,5 мм рт,ст, ( 0,023 атм) . Если принять oL 70 дин/см; f 1 /J 0,00002 г/см-, .то наличие в камере частичек воды радиусом R 10 см приведет к появл нию дополнительного давления ,Р 2.70. 0 00002 0 00003 атм Ю-ч 1 Т.о., благодаря распьшению воды до частичек размером 10 см представляется возможным увеличить дав ление упругости насьвценных паров. воды при и нормальном атмосфе ном давлении на 0,15%. В этих условиях плотность насьщенного пара составит 0,0000203 г/см- или.20,3 г/ Учитывая, что в камере должен быть избыток капелек размером 10 -10 см, а также то, что пар частично будет конденсироваться не ходимо, например, при 20 С в 1 м меры распьшить 30-50 г воды с цель надежного осуществления предлагаем способа о I. В связи с изложенным Л Р следует рассматривать как своеобразный щи который предотвращает испарение воды затворения из бетона при .гаобой темпе|ратуре во время тепловлажностной обработки. Благодаря этому щиту отпадает необходимость в дождевании бетона, твердеющего по предлагаемому способу.. . Влажностная обработка применительно к нащему способу состоит, таким образом, в осуществлении мероприятий, направленной на сохранение воды затворения в твердеющем бетоне на первоначальном уровне благодаря искусственному созданию -вьпие упомянутого щита и дополнительного давления пара жидкости ДР. Такая влажноетная обработка полностью оправдывает себя, во-первых, потому, что при сохранении воды затворения исключается усадка-набухание твердеющего бетона, а, следовательно, исключается главная причина образования в нем наследственных дефектов строения, во-вто- i рых, 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 улучщает условия твердения, так как благодаря явлению адсорбции в бетоне появляется всестороннее давление порядка 0,1 МПа,.обусловленное капиллярными силами, которое действует как наружньй пригруз, предохраняя твердеющий бетон от разрушения,, Температура среды, в которой твердеет изделие, независимо от процесса обогащения ее ионизированными частичками воды размером 10 -10 см, может автоматически повышаться с за.-г данной скоростью и вьщерживаться на заданном уровне с помощью автономных малоинерционныхисточников тепла, например, электронагревателей. Пример В форму 70x70x210 мм разделенную перегородкой на две равные части, кладывают мелкозернистую бе- / тонную смесь 1:3 с В/Ц 0,4 (песок Вольский, портландцемент марки 300), уплотняют на лабораторной виброплощадке. Затем образец распалубливают, одну часть помещают в лабораторную камеру для пропаривания, вторую -.в/ камеру объемом примерно 0,2 м , в которой установлен центробежный распылитель воды производительностью 50 г/ч и электронагреватель. В камере для пропаривания подъем температуры от 20 до 80 С составил 2ч, изотермическая выдержка при 80 С5,5 ч, охлаждение от 80 до 30 С 1г5 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 распылителя воды и последующий час поддерживалась на этом уровне; охлаждение до ЗОс - 1,5 Чо Воспроизвести процесс тепловлажностной обработки образца бетона на поддоне без предварительной выдержки по способу-прототипу не представилос возможным из-за размыва свежеотформованного образца бетона при его дождевании.

Пропариваемьй образец прочность на-зо способов тепловлажносТной обработки бебирал более медленно; в процессе твер ёетона, освободившись от их основных дения он осел и приобрел бочкообразную форму Деструктивные процессы превалировали над структурообразующипоэтому образец покрылся сетью микро- и макротрещин. В/ образце, твердевшем по предлагаемому способу, пре-. валировапи структурообразующие процессы. Благодаря этому он сохранил прямоугольную форму, сплошность и приобрел д большую прочность. ЗдесЬ положительный

эффект был обусловлен тем что температуру и влажность среды, окружавшей бетон, регулировали раздельно. В начальньй период твердения температура дд дзпсции с единицы заводской площади;, среды специально не повьппаласьс Она . предложенный способ позволяет эконооставалась примерно на исходном уров-:. мить до 5% цемента, интенсифицировать не, в то время как влажность среды не- и вести процесс твердения бетона,с .уклонно увеличивалась, для чего в.ней механическим путем распыляли воду, 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 предот вращал разрыхление свежеотформованного изделия, обусловленное различием . в тепловом расширении скелета бетона.

недостатково

Технико-экономический эффект изобретения складывается из того, что

нения, более рациональному использованию земельных угодий, а, следовательно, увеличению съема готовой просвободной 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 Вболее поздние сроки, по достижении бетоном критической npo iности, она существенно повышалась. Этому способствовало повьш1ение температуры среды (при продолжающемся ее увлажнении с помощью центробежного распьтителя). 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 вьщержки представлялось возможным проводить более быстро, сокращая общее время тепловлажностной обработки бетона, твердевшего по предлагаемому способу, без ухудшения его качества. Таким образом, предлагаемый способ сохранил все достоинства традиционнот го,Пропаривания и других известных 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 загрязрежимами, 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

711087178,

за счет улучшения санитарно-гигиени-массовом, так и единичном выпуске проческих условий на производстве,.этотдукции; предлагаемый способ позволяет

способ применим как в заводских, такрезко снизить затраты топливно-энергеи в полевых условиях, . как при тических ресурсов.

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