Главная
Бетон
Блог
Виды бетона
Прочность бетона
Деформации бетона
Строительные решения
Добавки для бетона
Бетонная смесь
Твердение бетона
Информация о цементе




Вход на сайт

Тепловая обработка бетона

Автор: admin от 9-02-2012, 00:14

Основными параметрами процесса тепловой обработки бетона, характеризующими ее режим, является продолжительность выдерживания бетона перед нагревом, скорость поднятия температуры до максимальной, длительность изотермического выдерживания при этой температуре и скорость охлаждения изделий. Режим ТО отражается суммой длительностей его отдельных стадий в часах, например, 2 + 3 + 6 + 2 = 13 час. При тепловой обработки бетона в пропарочных камерах важным параметром является также влажность среды на каждой стадии обработки.

Главная цель оптимизации тепловой обработки - обеспечение таких условий, при которых появление внутреннего давления (в связи с резким увеличением объема жидкой и газообразной фаз) не вызывает разрушение структуры твердеющей бетона. Вместе с тем длительность тепловой обработки должна быть минимальной.

При определении наиболее эффективного режима тепловой обработки бетона необходимо учитывать целый ряд факторов, непосредственно влияющих на кинетику процесса структурообразования в этих условиях: вид и минералогический состав цемента, вода цементное отношение, тепловыделения, массивность изделий (модуль поверхности) и др..

По скорости твердения бетона при тепловой обработки портландцементы делят на три группы:

I - низкоалюминатный (С3А до 5%): характерно замедленное возрастание прочности при коротких режимах тепловой обработке бетона (до 8 ч) и интенсивный прирост прочности при увеличении ее влажности и последующем твердении в нормальных условиях; эффективные режимы с общим циклом более 15 ч;

II - середньоалюминатные (С3А до 9%): учащенное нарастание прочности в начальный период ТО и снижение темпа твердения в дальнейшем; прочность пропаренного бетона через 28 суток примерно соответствует прочности нормально твердеющей бетона; целесообразный режим с общим циклом в 15 часов;

III - высокоалюминатный (С3А> 9%): наиболее высокий темп нарастания прочности в начальный период ТО и резкое замедления роста прочности при дальнейшем твердении, через 28 суток после тепловой обработки прочность бетона обычно ниже прочность нормально твердеющего бетона, использование цемента этой группы при тепловой обработке, как правило, нецелесообразно.

Наиболее эффективно при тепловой обработке использовать портландцементы II группы, а также шлакопортландцемент со значительной добавкой шлака, при коротких режимах - быстротвердеющие цементы.

Тепловая обработка шлакощелочных бетонов позволяет не только ускорить процесс твердения и структурообразования, но и изменять их физико-механические свойства. В зависимости от вида шлака, щелочного компонента и качества заполнителей после тепловой обработки прочность шлакощелочных бетонов составляет 40 ... 110 МПа, увеличение прочности продолжается длительное время и после тепловой обработки. Снижение продолжительности и температуры тепловой обработки шлакощелочных бетонов позволяет уменьшить стоимость энергозатрат на этой стадии на 28 ... 30% и более. Существенно повысить оборачиваемость форм и уменьшить удельный тепло затраты производства железобетонных конструкций на 30 ... 35%.

Деформации твердеющей бетона в процессе тепловой обработки (температурное расширение компонентов, контракция, усадка), внешний и внутренний Тепломассоперенос и масса обмен вызывают необратимое увеличение объема, а следовательно и пористости.

При прогреве бетона в нем одновременно протекают конструктивные процессы, обусловленные и ускорения твердения цемента и укреплением структуры бетона, а также деструктивные процессы, которые возникают в результате физически изменений под действием температурных и влажностный факторов. К ним относятся явления, связанные с температурными, линейными и объемными изменениями, внутренними деформациями, капиллярным давлением и миграцией влаги.

При тепловой обработке бетона вода и ущемленный воздух в порах и капиллярах имеют коэффициент температурного расширения более в 20 ... 300 раз, чем заполнителей и новообразований. Поэтому частицы твердых тел раздвигаются при нагревании бетона, создается внутреннее давление, которое вызывает необратимые нарушения структуры, появление микротрещин и других дефектов. Объем бетона увеличивается, плотность структуры уменьшается, происходят температурные напряжения и деформации. Процессы, которыми сопровождается тепловая обработка бетона (конденсация пара на поверхности изделий, испарения влаги с открытых поверхностей, миграция влаги, пара и воздуха в объеме бетона и т.д.), также влияют на характер и развитие деструктивных процессов.


В зависимости от того, в какой степени проявляются указанные деструктивные явления при тепловой обработке бетона, возможно снижение его основных свойств (прочности, стойкости в агрессивных средах, морозостойкости и др.). Сравнению с бетоном нормального твердения. Оптимизация режимов тепло вой обработки направлена, прежде всего на нейтрализацию побочных деструктивных эффектов.

Предварительное выдерживание бетона после тепловой обработки позволяет значительно уменьшить и даже полностью устранить увеличение объема и на этой основе повысить его прочность. При этом во-первых, бетон получает определенную начальную критическую прочность, необходимую для восприятия возникающего при тепловом расширении воды и воздуха внутреннего давления без нарушения структуры, во вторых, вследствие развития процессов гидратации развивается и контракция, появляется внутренне объемный вакуум , что снижает внутренний избыточное давление паровоздушной фазы в бетоне вследствие ее подогрева. Кроме того, предварительное выдерживание позволяет учитывать и кинетика тепло выделения твердеющего бетона.

Оптимальная продолжительность выдержки утрамбованного бетона перед началом нагрева - величина непостоянная, она зависит от вида и активности цемента, температуры середы. Все факторы, которые способствуют ускорению твердения бетона, обеспечивают и сокращение длительности предварительного выдерживания. Обычно она изменяется в пределах1 - 3 часов. Введение добавок ПАВ, как правило, приводит к увеличению длительности предварительного выдерживания.

Необходимо также учитывать и интенсивность нагрева на первой стадии тепловой обработки свежеуложенного бетона. При быстром нагревании физические деструктивные процессы, которые вызывают внутренние избыточное давление, опережают развитие контракции и нарастание прочности, имеет негативные последствия. При медленном нагревании эти процессы развиваются параллельно с контракцией, избыточное давление небольшой, а при определенных условиях может и вовсе не возникать. Поэтому скорость повышения температуры при тепловой обработке является объектом оптимизации, именно на этой стадии тепловой обработки в основном и происходят деструктивные процессы.
Увеличение скорости повышения температуры вызывает необходимость повышения критической прочности в процессе выдерживания. В зависимости от достигнутого в конце предыдущего выдерживания прочности бетона скорость повышения температуры может меняться от 10. .. 15 ° С / ч (при = ОД ... 0,2 МПа) до 35 ... 45 ° С / ч (при = 0,5 ... 0,6 МПа).

Целесообразные режимы с постоянно нарастающей скоростью повышения температуры, а та к же плавное повышение (для уменьшения температурных градиентов по сечению изделия): нагревание смеси до 30 ... 40 ° С в течении полутора часов, выдержки ее при этой температуре один - два часа, затем интенсивный подъем в максимальной температуры за один - полтора часа. Для подвижных смесей (ОК> 8 см) продолжительность подъема должна быть увеличена на 20 ... 30%, для жестких ее можно сократить на 15 ... 20%.

На деформацию свежеуложенного бетона при нагревании влияет также направление движение влаги, а так же капиллярные явления. Поэтому необходимо регулировать процесс испарения влаги из бетона, не допуская резкого обезвоживания слоев, особенно в завершающей стадии тепловой обработки - при охлаждении изделий.

Влажность среды - важный фактор (параметр) процесса тепловой обработки. Установлено, что более благоприятные условия создаются в среде с переменной влажностью, увеличивается при твердении бетона. Так, в период охлаждения в камере целесообразно повышать влажность путем опрыскивания водой в виде мельчайших капель (тумана) специальными устройствами.

Категория: Твердение бетона