Способы ускорения твердения бетона

Ускорение твердения в бетонных и железобетонных изделиях:

- чем обуславливаемся необходимость ускорения твердения бетона? Понятие об отпускной и распалубочной прочности, способы ускорения твердения бетона нормальных, естественных условиях;

- выбор наиболее рационального способа ускорения твердения бетона, в т.ч. целесообразности ТО изделий, влияние на этот процесс металлоемкости форм и расхода теплоносителя;

Известно, что необходимую марочную прочность в естественных условиях бетон набирает в течение 28 суток в соответствии с ГОСТ, что затрудняет выполнение производственной программы ЖБИ, требуя больших складских площадей, дополнительного числа форм, оборудования и т.д. Поэтому требуются мероприятия по ускорению твердения бетона в течение суток. Как известно, прогрев ускоряет химические реакции. Повышение температуры бетона активизирует взаимодействие воды и цемента и ускоряет процесс твердения бетона. При этом фазовый состав продуктов гидратации цемента, твердеющего при разных температурах, практически остается одинаковым. Наиболее распространенным видом ТВО является пропаривание бетона в пропарочных камерах непрерывного и периодического действия. При пропаривании отформованное изделие выдерживают в камере в среде насыщенного пара при t-60-ЮОС" до достижения заданной прочности бетона, которая составляет, как правило. 70% марочной прочности бетона, твердея в нормальных условиях в течение 28 суток.

Отпускная прочность бетона- это минимальная прочность бетона, при которой изделие может отпускаться потребителю, монтироваться, воспринимать временные нагрузки и иметь гарантию, что после 28 суток изделие наберет 100 %-ую прочность. ОПЬ должна быть разной для разных изделий. В соответствии с ГОСТ:

не менее 50 % для изделий из тяжелого бетона R_б > 15 МПа для В 12,5

70 % для изделий тяжелою бетона, В 7,5 и менее.

80 % для изделий легкого бетона, В 7,5 и менее.

100 % для силикатных бетонов, для бетонов, которые подвергаются полному нагружению после монтажа (сваи, и т.д.)

Зимой ОПБ увеличиваемся от 80 90 %, летом ОПБ минимальная.

Распалубочная прочность - это минимальная прочность, при которой изделие можно распалубливать без нарушения структуры и сплошности и перемещать внутри цеха, что дает возможность повысить формования и снизить металлоемкость.

Распалубочная прочность >передаточной прочности.

Способы ускорения твердения бетонов в нормальных условиях:

1. Использование БТЦ с повышенным содержание С₃S, ОБТЦ.

2. Использование цементов с повышенной удельной поверхностью + СП + модификаторы и ультра тонкие наполнители.

3. Использование химических добавок ускорителей твердения, лучше комплексные добавки (ускоритель + СП), использование СП.

4. Активизация цемента, которая заключается в дополнительном помоле цементных зерен в РПА.

5. Предварительный прогрев бетонной смеси паром или электроэнергией.

6. Активизация воды и поверхности заполнителя.

7. Использование жестких бетонных смесей с низким В/Ц .

8. Тепловлажностная обработка бетона при нормальном атмосферном давлении и повышенной температуре.

Возможно использование комбинаций этих способов. Эти способы применяются при нормальных условиях твердения бетона т.е. t ~ 20 ± 5 'С, относительная влажность 90 - 100 %.

Выбор способа и режима ТО производится на основе сопоставления приведенных затрат, связанных с ТО и затрат мри естественном твердении бетона.

Способ ТО зависит от:_

1. Расхода теплоносителя.

2. металлоемкости форм.

При МФ 1 кг/м³ изделий, ТО выгодна при расходе пара менее 400 кг/м³ если расход больше,то лучше естественное твердение.

С увеличением МФ резко возрастает расход пара:

при 2 т/м³ Т О выгодна для 600 кг/м³

при 2,5 т/м³ - до 900 кг/м³

Реально надо использовать комплексный способ ускорения твердения (ТО ⁺ естественное твердение).

Рациональные режимы.

- для В 15 - 25 Т_max= 80 %;

4-5 ч,- прогрев паром до Т_max + 15 ч твердение при остывании изд.

- для В 30 Т_max₌ 70 % : 3 - 4ч +15 ч.

- для В 40 - 45 , Т_max= 60 % : 2,5 - 3 ч 1-15 ч.

Виды ТО:

- Пропарка изделий, т.е. обработка паром при t - 60 100 ° при нормальном атмосферном давлении и влажности среды до 100 %.

- Обработка паром в автоклаве при Р=0,9... 1.3 МПа при t = 175… 191°С.

- Электропрогрев, пропуском электрического тока через бетонное изделие.

- Нагрев в закрытых формах с контактной передачей тепла бетону от различных источников через ограждающие поверхности форм

- Обогрев изделий лучистой энергией и инфракрасным излучением.

- Горячими газами или воздухом.

- Индукционный прогрев (в электромагнитном поле).

- Прогрев с применением солнечной энергии, энергии гидротермальных вод

Режим ТО устанавливается в лаборатории завода и определяется параметрами:

1) Мах. t-ра изотермического прогрева, t- ра энергоносителя;

2) Относительная влажность и давление среды;

3) Продолжительность тепловой обработки в целом и отдельных ее этапов;

4) Скорость нагрева конструкции,

5) Скорость движения изделия в тепловом агрегате.

Эффективность режима ТО определяется: 1) общей длительностью ТО, 2) относительной прочностью бетона после ТО, 3) Количеством тепловой энергии для обработки 1 м³ изделия.

Режим выбирается в зависимости от вида и активности вяжущего, его группы по отношению к пропариванию, жесткости, В/Ц, наличие з-к, t_см, от вида массивности изделия, требований к ним по долговечности, от R бетона перед ТО, от способа ТО и т.д.