Презентация на тему: » Влияние процесса тепловлажностной обработки на структурообразование бетона.» — Транскрипт:
1 Влияние процесса тепловлажностной обработки на структурообразование бетона
2 Тепловлажностная обработка (ТВО) — процесс одновременного воздействия на твердеющий бетон тепла и влаги. ТВО ускоряет процесс твердения бетона, что позволяет использовать изделия и конструкции на более ранних сроках.
Твердение бетонных изделий может происходить в естественных условиях при нормальной температуре или в условиях тепловой обработки (искусственные условия твердения). Тепловая обработка позволяет ускорить твердение бетонной смеси. Тепло может быть получено от сжигания угля (в исключительных случаях), жидкого топлива, горячих газов или от электроэнергии. Наиболее часто в качестве теплоносителя используют воздух, горячую воду или пар, которые подаются в закрытые камеры.
3 а) пропаривание изделий при нормальном давлении (при температуре 60100° С); б) запаривание изделий в автоклавах, насыщенным водяным паром при давлении 913 атм. и температуре ° С; в) контактный обогрев изделий; г) электропрогрев путем пропускания электрического тока через толщу бетона; д) обогрев бетона инфракрасными лучами. В настоящее время применяют следующие виды тепловой обработки:
Бишкекский колледж архитектуры и менеджмента в строительстве: Твой путь к успеху!
5 Кроме того, сейчас исследуется горячее формование, при котором бетонную смесь перед укладкой в форму в течение 812 мин разогревают электрическим током или водяным паром до температуры 75 85° С и выдерживают затем в форме в условиях термоса 46 ч. Для формирования структуры бетона, как уже отмечалось, особенно важными являются влажностные условия твердения, поэтому во многих случаях следует отдать предпочтение именно тепловлажностной обработке (ТВО) бетонных изделий (пропариванию и запариванию). Тепловлажностную обработку изделий в пропарочной камере для бетона проводят до достижения бетоном прочности около 70% от проектной, что позволяет сразу же после ТВО транспортировать и использовать изделия.
Пропаривание при нормальном давлении производят в камерах периодического или непрерывного действия. Такой способ ТВО является наиболее экономичным способом тепловой обработки. Отформованные изделия, находящиеся в формах или на поддонах, загружают в камеру в несколько рядов по высоте, после чего камеру закрывают, препятствуя потере тепла и пара.
Пар в камеру подается из парогенератора постоянно или периодически — в зависимости от установленного режима пропаривания. При этом изделия прогреваются по всему объему и выдерживаются при этой температуре 68 ч, после чего постепенно охлаждаются.
Продолжительность пропаривания зависит от состава бетона и свойства цемента и составляет, как правило, до 20 ч для пластичных бетонных смесей и до 48 ч для жестких. Применение быстротвердеющих цементов позволяет сократить продолжительность изотермической выдержки (при более низкой температуре прогрева) и уменьшить общее время пропаривания. Изделия из легких бетонов вследствие их меньшей теплопроводности требуют более продолжительного времени тепловой обработки. Тепловлажностная обработка оказывает существенное влияние на конечную прочность бетона. Следует отметить что, такие факторы, как длительность предварительной выдержки, водоцементное отношение, удобоукладываемость бетонной смеси, вид цемента должны всегда учитываться при назначении режима тепловой обработки.
Когда строительство — это не твоё
6 Качество и долговечность службы бетонных и железобетонных конструкций, прошедших тепловлажностную обработку, в значительной степени зависят от того, насколько в таких условиях удается сохранить ненарушенными структуру и плотность бетона, достигнутые в процессе формования изделий. Известно, что тепловая обработка всегда в той или иной степени снижает показатели физико- механических свойств бетона по сравнению с достигаемыми при его твердении в условиях нормальной температуры во влажной среде и снижает их в тем большей степени, чем интенсивнее режим ТВО.
Последняя особенно заметно отражается на долговечности бетона. В этой связи исследованию свойств бетонов посвящено множество работ как отечественных, так и зарубежных исследователей, непрерывно возрастают требования к физико-техническим свойствам бетонов, вызывая необходимость создания их новых образцов с комплексом улучшенных показателей, остаются вопросы, требующие дополнительного изучения.
Одним из них является установление влияния тепловлажностной обработки (ТВО) на структуру и эксплуатационные свойства бетона. Структурообразование в твердеющем бетоне при тепловой обработке является комплексным процессом. Повышение температуры интенсифицирует процессы твердения, что приводит к упрочнению структуры. Однако повышение температуры приводит также к усилению деструктивных процессов, так как к происходящим контракционным явлениям добавляются температурно-влажностные деформации [1]. В период нагрева совместным воздействием миграции влаги и температурных перепадов в объеме изделий образуются дефекты структуры, которые фиксируются физико-химическими процессами твердения в период изотермической выдержки.
7 Физико-химические процессы, проходящие в бетоне при тепловлажностной обработке Твердение бетона заключительный этап изготовления искусственного камня капиллярно-пористой структуры из вяжущего, крупного и мелкого заполнителя и воды. При затворении смеси водой вяжущее вступает в химические реакции гидратации, проходя последовательно стадии формирования пространственного каркаса коллоидной структуры, индукционного периода, формирования, а затем упрочнения конденсационно-кристаллизационной структуры.
Уже в начальной стадии процесса гидратации вяжущего (цемента) происходит быстрое взаимодействие трехкальциевого силиката ЗСаО Si02 (элита C3S) и воды с образованием гидросиликата кальция и гидроксида. Трехкальциевый алюминат ЗСаО А 12 О 3 представляет самую активную фазу среди клинкерных минералов: немедленно после соприкосновения С3А с водой на поверхности непрореагировавших частиц образуется рыхлый слой метастабильных алюмогидратов в виде тонких гексагональных пластинок.
Рыхлая структура гидроалюминатов ухудшает прочностные и эксплуатационные свойства бетонов. Двухкальциевый силикат-белит 2СаО SiО 2 (C 2 S) гидратируется медленнее элита и при его взаимодействии с водой выделяется меньше гидроксида Са (ОН) 2. Четырехкальциевый алюмоферрит 4СаО А × Fe (C 4 AF) при взаимодействии с водой расщепляется на алюмогидрид и гидроферрит.
Первичная структура представляет собой малопрочный пространственный каркас из дисперсных частиц продуктов гидратации; к концу периода схватывания формируется основная структура цементного теста, которое превращается в цементный камень. Цементный камень, являющийся минеральным клеем, скрепляющим зерна заполнителя, должен обладать достаточной прочностью и адгезией, хорошо сцепляться с зернами заполнителя.
Эти свойства зависят от степени гидратации цемента, количества и качества новообразований, объема и характера пор. Активным элементом структуры цементного камня, участвующим в образовании гидратных соединений и формировании пор, является вода. Пористость цементного камня зависит от начального водоцементного отношения, а также от форм связи воды с твердой фазой.
Структура цементного камня в значительной степени определяется механизмом его гидратации. В результате взаимодействия цемента с водой образуются «внутренние» продукты гидратации в пространстве, первоначально занятом цементными зернами, и «внешние», заполняющие пространство, первоначально занятое водой.
Внутренний гидросиликат, получающийся в результате непосредственного присоединения воды к твердой фазе элита и белита, имеет тонкую и плотную структуру. Внешние продукты гидратации образуются вне зерен цемента и состоят из небольшого количества внешнего гидросили ката, крупных кристаллов гидроксида и эттрингита. Гидратация цемента относится к химическим реакциям, проходящим с экзотермическим эффектом, т. е. с выделением теплоты. Тепловыделение цементов зависит от минералогического состава и активности вяжущего, тонкости помола, водоцементного отношения, условий и длительности твердения.
8 Эффективными следует считать режимы тепловой обработки, которые позволяют получать бетон заданной прочности без существенных нарушений его структуры при минимальных удельных расходах вяжущего и тепловой энергии. В общем виде полный цикл тепловлажностной обработки бетонных и железобетонных изделий состоит из следующих периодов (рис. 14, а): предварительного выдерживания τ пред ; нагрева изделия τ I ; изотермического выдерживания τ II ; охлаждения τ III. Выбор рациональных режимов тепловой обработки основывается на полной увязке множества технологических и теплотехнических факторов. Длительность предварительного выдерживания, скорость нагрева, температура и продолжительность изотермического выдерживания и т. д. зависят от характеристик материала, условий эксплуатации изделия, конструкций тепловых установок.
9 Выбор вида и режима тепловой обработки следует производить с учетом влияния вяжущего. Так, для бетонов на высокоактивных вяжущих марки М400 и выше рекомендуется паропрогрев при температуре °С при относительной влажности среды %; для бетонов на низкомарочных портландцементах, шлакопортландцементе и пуццолановых портландцементах тепловая обработка эффективна при температурах °С; для цементов, содержащих тонкомолотые кремнеземистые компоненты (например кварцевый песок), обработку проводят при повышенных давлениях и температурах °С. Для изделий из пластифицированных и гидрофобных цементов допускается тепловая обработка по мягким режимам с небольшой скоростью подъема температуры после экспериментальной проверки в условиях, соответствующих производственным. Тепловая обработка бетонных изделий на глиноземистом цементе вообще не допустима. Изделия из шлакощелочного бетона толщиной до 20 см на растворимых силикатных с силикатным модулем Мc = допускается обрабатывать последующему режиму: предварительное выдерживание 2 ч, подъем температуры до 80 ± 5 °С 3 ч, снижение температуры 3 ч. Изделия толщиной более 20 см на содощелочном плаве, кальцинированной соде, растворимом силикате натрия с модулем 2
10 Материалы Крупнопористый бетон БетонБетон с каменным щебнем
11 Состав бетона? Готовая бетонная смесь, она же товарный бетон — подвижный состав из четырёх основных компонентов, замешиваемых в определенной пропорции: цемент, щебень, песок, вода.
Источник: www.myshared.ru
Пропаривание бетона
Тепловлажностная обработка (ТВО) — процесс одновременного воздействия на твердеющий бетон тепла и влаги. ТВО ускоряет процесс твердения бетона, что позволяет использовать изделия и конструкции на более ранних сроках.
Твердение бетонных изделий может происходить в естественных условиях при нормальной температуре или в условиях тепловой обработки (искусственные условия твердения). Тепловая обработка позволяет ускорить твердение бетонной смеси. Тепло может быть получено от сжигания угля (в исключительных случаях), жидкого топлива, горячих газов или от электроэнергии. Наиболее часто в качестве теплоносителя используют воздух, горячую воду или пар, которые подаются в закрытые камеры.
В настоящее время применяют следующие виды тепловой обработки:
а) пропаривание изделий при нормальном давлении (при температуре 60—100° С);
б) запаривание изделий в автоклавах, насыщенным водяным паром при давлении 9—13 атм. и температуре 175—191° С;
в) контактный обогрев изделий;
г) электропрогрев путем пропускания электрического тока через толщу бетона;
д) обогрев бетона инфракрасными лучами.
Кроме того, сейчас исследуется горячее формование, при котором бетонную смесь перед укладкой в форму в течение 8—12 мин разогревают электрическим током или водяным паром до температуры 75— 85° С и выдерживают затем в форме в условиях термоса 4—6 ч.
Для формирования структуры бетона, как уже отмечалось, особенно важными являются влажностные условия твердения, поэтому во многих случаях следует отдать предпочтение именно тепловлажностной обработке (ТВО) бетонных изделий (пропариванию и запариванию). Тепловлажностную обработку изделий в пропарочной камере для бетона проводят до достижения бетоном прочности около 70% от проектной, что позволяет сразу же после ТВО транспортировать и использовать изделия.
Пропаривание при нормальном давлении производят в камерах периодического или непрерывного действия. Такой способ ТВО является наиболее экономичным способом тепловой обработки.
Отформованные изделия, находящиеся в формах или на поддонах, загружают в камеру в несколько рядов по высоте, после чего камеру закрывают, препятствуя потере тепла и пара. Пар в камеру подается из парогенератора постоянно или периодически — в зависимости от установленного режима пропаривания. При этом изделия прогреваются по всему объему и выдерживаются при этой температуре 6—8 ч, после чего постепенно охлаждаются. Продолжительность пропаривания зависит от состава бетона и свойства цемента и составляет, как правило, до 20 ч для пластичных бетонных смесей и до 4—8 ч — для жестких.
Применение быстротвердеющих цементов позволяет сократить продолжительность изотермической выдержки (при более низкой температуре прогрева) и уменьшить общее время пропаривания. Изделия из легких бетонов вследствие их меньшей теплопроводности требуют более продолжительного времени тепловой обработки.
Тепловлажностная обработка оказывает существенное влияние на конечную прочность бетона. Следует отметить что, такие факторы, как длительность предварительной выдержки, водоцементное отношение, удобоукладываемость бетонной смеси, вид цемента должны всегда учитываться при назначении режима тепловой обработки.
Источник: vibromaster.ru
Тепловлажностная обработка. Теоретические основы
Бетоном называют композиционныйматериал,состоящий из цементного камня, заполнителя и контактного слоя между ними.
Скорость нарастания структурной прочности цементного камня, как и скорость любой химической реакции, может быть резко увеличена с повышением температуры среды при тепловой обработке. Чтобы сохранить при этом влагу, которая необходима для процесса гидратации зерен цемента, для тепловой обработки используют пар. Тепловую обработку бетона с условием сохранения влаги в материале называют тепловлажностной обработкой (ТВО). Для представления о принципах такой обработки бетона охарактеризуем материал и условия ее ведения в процессе изготовления сборного бетона и железобетона.
Материал, загружаемый в установку для тепловлажностной обработки, – свежесформованный или предварительно выдержанный бетон, – состоит из твердой, жидкой и газообразной фаз.
Твердая фаза представлена заполнителем (щебень, гравий, песок), имеющим капиллярно-пористую структуру, и формирующейся структурой цементного камня, связывающий заполнитель в конгломерат. Структура цементного камня формируется также в виде пористого тела с различными хаотично расположенными капиллярами диаметром от 2∙10 -7 до 10 -2 см; могут встречаться поры и значительно большего диаметра. В будущем цементном камне на протяжении всего периода твердения происходят процессы гидратации зерен цемента, поэтому твердая фаза – система не стабильная.
Жидкая фаза представлена химически связанной, физико-химически и физико-механи-чески связанной влагой. Влага заполняет систему капилляров и участвует в процессе гидратации. Поэтому количество влаги, связанной с материалом различным способом, все время изменяется.
Количество воды зависит от выбираемого В/Ц и для тяжелого бетона составляет около 170…200 л/м 3 . Вода затворения уже в процессе формования начинает связываться с цементом. В первые один–два часа, считая от начала затворения бетона, количество химически связанной влаги очень невелико, так как в реакции гидратации вступает не более 1% цемента, содержащегося в бетоне. Остальная влага приходится на физико-химическую и физико-механическую. Постепенно в химические реакции вовлекается больше цемента, и идет перераспределение влаги по формам связи. Количество химически и физико-химически связанной влаги возрастает, доля физико-механической уменьшается.
Газообразная фаза состоит из воздуха, вовлеченного при формовании, воздуха, выделившегося при деаэрации воды затворения за счет вибрации при формовании, и газа, выделяющегося из составляющих бетона в результате химических реакций. Количество газообразной фазы, по данным НИИЖБ, оценивается в 30…40 л/м 3 .
Нарастание структурной прочности бетона в естественных условиях и при тепловлажностной обработке делят на два периода. В первом из них, в течение примерно 2…4 часов с момента формования, структурная прочность нарастает медленно.
Второй период характеризуется резким увеличением скорости роста структурной прочности, которая может быть увеличена еще более за счет тепловлажностной обработки. Поэтому для улучшения качества бетона рекомендуется начинать тепловлажностную обработку именно во втором периоде. С учетом этого ТВО в большинстве случаев ведут после предварительной выдержки свежесформованного бетона. Предварительное выдерживание изделий до пропаривания способствует образованию начальной структуры бетона в условиях отсутствия температурных деформаций и миграции влаги, что положительно отражается на прочности и стойкости готовых изделий.
Оптимальное время предварительного выдерживания колеблется от 2 до 10 часов и соответствует началу схватывания бетона, при котором он приобретает прочность около 0,3…0,5 МПа. После этого бетон в закрытой или открытой форме, а иногда после достаточной для предварительного твердения длительной выдержки, со снятой бортоснасткой на поддоне загружают в установку, куда подаётся пар. Пар, как более нагретое тело, отдаёт теплоту парообразования менее нагретым телам – материалу и установке, нагревает их, а сам в виде конденсата удаляется из установки. За счёт нагрева скорость реакций гидратации цемента резко возрастает и ускоряется структурообразование бетона.
Постепенно материал в установке нагревается до температуры паровоздушной смеси (кроме пара в установке находится воздух). Время, которое проходит с начала нагрева до достижения бетоном температуры паровоздушной смеси, называют первым периодом тепловлажностной обработки (рис. 10.1).
tcº, tc’, tc» – температура среды в камере соответственно после загрузки, максимальная и при выгрузке; tmº, tm’, tm» – то же, материала; I, II, III – соответственно периоды подогрева, выдержки и охлаждения
Рисунок 10.1 – Схематичные кривые изменения температуры среды и материала
в установке для тепловлажностной обработки бетона
Во второй период подача пара в установку продолжается. В материале по его сечению постепенно выравнивается поле температур, ибо температура в установке в этот период не изменяется. Это так называемый период изотермической выдержки. Длительность его определяется скоростью выравнивания температурного поля в материале и кинетикой химических реакций.
Далее наступает третий период – охлаждение. В это время пар в установку не подаётся. Для более быстрого охлаждения установку вентилируют воздухом. В этом случае с поверхностей материалов, формы, установки быстро испаряется влага, бетон также начинает терять её.
В процессе тепловлажностной обработки происходит ряд физических, физико-химичес-ких и химических процессов, которые и формируют структурную прочность бетона. Механизм формирования структурной прочности бетона разбирается детально в курсе “Технология бетонных и железобетонных изделий”, поэтому мы остановимся на нём очень кратко, чтобы увязать с ним одновременно идущие и влияющие на него тепло- и массообменные процессы.
В начальный период цемент реагирует с водой, за счёт реакции гидратации образуется пересыщенный раствор новообразований и по теории Байкова А.А. новообразования, выделяясь в виде геля из пересыщенного раствора, формируют первичную структуру цементного камня. Эта первичная структура имеет вид рыхлого каркаса, который по А.А. Байкову и
П.А. Ребиндеру, постоянно упрочняется.
Полученный во время гидратации цементный гель увеличивается в размерах одновременно внутрь и наружу цементных зёрен, занимает почти в два раза больший объём, чем зёрна цемента, из которых он образуется. Поэтому гель вынужден занимать пространство, где ранее находились вода и воздух, уменьшать пористость и радиус пор. Всё это заставляет свободную влагу и воздух перемещаться по бетону, а сам бетон обмениваться влагой и воздухом с окружающей средой.
Передвижение влаги и воздуха (массы) по материалу, а также изменение температурного поля воздействует на формирующуюся структуру материала. Если образующаяся структура не в состоянии противостоять силе, с которой передвигается масса (влага и воздух), слагающаяся с силой возникающих температурных напряжений, то эта структура в большей или меньшей степени может разрушаться. Поскольку, с увеличением скорости нагрева, силы передвижения массы нарастают, то нагрев изделий следует вести с какой-то вполне определённой, безопасной для нарушения структуры скоростью.
Наибольшая скорость формирования структуры бетона наблюдается во второй период тепловлажностной обработки, во время выдержки при постоянной температуре. Разности температуры и влагосодержания по сечению материала в этот период начинают уменьшаться и постепенно выравниваются, что значительно улучшает условия структурообразования. Кроме того, в это время идёт дальнейшая гидратация цемента. Влага из образовавшегося на поверхности геля отсасывается внутренними слоями цементного зерна. Вследствие снижения влагосодержания геля, начинается кристаллизация новообразований, что и обусловливает нарастание процессов структурообразования и упрочнения всей системы.
В третий период – охлаждение, из материала интенсивно удаляется влага, процессы кристаллизации новообразований и структурообразование резко усиливаются, материал цементируется. Однако в это время опять начинают возрастать перепады температур и влагосодержания между поверхностью и центральными слоями материала, возрастает массоперенос внутри материала. Эти процессы опять начинают воздействовать на структуру материала и могут снова привести к её частичному разрушению.
Все сказанное заставляет глубже рассмотреть процессы тепло- и массообмена, увязать их с возникновением напряженного состояния и формированием структуры бетона.
Источник: studopedia.ru
Тепловлажностная обработка
Тепловлажностная обработка (или гидротермальная) – процесс одновременного воздействия на материал теплоты и влаги. В производстве бетонных и железобетонных изделий тепловлажностная обработка (ТВО) является основной технологической операцией, в процессе которой ускоряется твердение силикатных составляющих вяжущих. В качестве теплоносителей для ТВО применяют водяной пар, горячую воду и нагретый воздух с повышенной относительной влажностью. ТВО может осуществляться при атмосферном давлении в камерах, формах и при повышенном давлении в автоклавах и закрытых герметических формах.
[Портик А. А. Все о пенобетоне. – СПб.: 2003. – 224 с.]
Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов. — Калининград . Под редакцией Ложкина В.П. . 2015-2016 .
Полезное
Смотреть что такое «Тепловлажностная обработка» в других словарях:
тепловлажностная обработка — hidroterminis apdorojimas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Autoklavinių ir hidraulinių rišamųjų medžiagų apdorojimas atmosferos ar padidinto slėgio vandens garais. atitikmenys: angl. damp steam curing vok.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
тепловлажностная обработка — hidroterminis apdorojimas statusas T sritis chemija apibrėžtis Betono (ir silikatbetonio) apdorojimas atmosferos ar padidinto slėgio vandens garais. atitikmenys: angl. damp steam curing rus. гидротермическая обработка; тепловлажностная обработка … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Тепловлажностная обработка — 3.6 Тепловлажностная обработка технологическая операция, включающая прогрев насыщенным паром бетонных и железобетонных изделий, в результате которого осуществляется их твердение; в термоформах прямой контакт изделий с паром отсутствует. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Тепловлажностная обработка бетонных и железобетонных изделий — Тепловлажностная обработка технологическая операция, включающая прогрев насыщенным паром бетонных и железобетонных изделий, в результате которого осуществляется их твердение; в термоформах прямой контакт изделий с паром отсутствует. Источник:… … Официальная терминология
Обработка тепло-влажностная — Обработка тепловлажностная – обработка материалов водяным паром или горячей водой с целью ускорения процесса твердения вяжущих или проведения синтеза искусственного камня. [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Термовлажносная обработка бетона — Термины рубрики: Термовлажносная обработка бетона Благоприятное термонапряженное состояние Воздействие синергетическое Воздушный прогрев … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
гидротермическая обработка — hidroterminis apdorojimas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Autoklavinių ir hidraulinių rišamųjų medžiagų apdorojimas atmosferos ar padidinto slėgio vandens garais. atitikmenys: angl. damp steam curing vok.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
гидротермическая обработка — hidroterminis apdorojimas statusas T sritis chemija apibrėžtis Betono (ir silikatbetonio) apdorojimas atmosferos ar padidinto slėgio vandens garais. atitikmenys: angl. damp steam curing rus. гидротермическая обработка; тепловлажностная обработка … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
ЗАПАРИВАНИЕ — тепловлажностная обработка материала водяным паром при повышенном давлении с целью ускорения процессов твердения (Болгарский язык; Български) запарване; пропарване (Чешский язык; Čeština) paření; propařování; zapařování; dekatování (Немецкий… … Строительный словарь
ПРОПАРИВАНИЕ — тепловлажностная обработка изделий при атмосферном давлении и температуре до 100°С (Болгарский язык; Български) пропарване (Чешский язык; Čeština) propařování (Немецкий язык; Deutsch) Bedampfung (Венгерский язык; Magyar) gőzölés (Монгольский… … Строительный словарь
Источник: construction_materials.academic.ru
Что такое тво в строительстве
Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно
РУКОВОДСТВО
ПО ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКЕ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
Руководство содержит основные положения по режимам тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий в заводских и полигонных условиях в различных тепловых установках, по назначению величины отпускной прочности бетона, по выбору цементов, а также указания по контролю тепловой обработки и прочности бетона. Руководство предназначено для инженерно-технических работников заводов железобетонных изделий, проектных и строительных организаций.
С опубликованием Руководства утрачивает силу «Инструкция по тепловой обработке паром бетонных и железобетонных изделий на заводах и полигонах» (Стройиздат, 1969).
ПРЕДИСЛОВИЕ
Руководство содержит указания по тепловой обработке изделий из тяжелых и легких бетонов массового производства, изготовляемых по различным технологическим схемам.
В Руководстве изложены рекомендации по наиболее эффективному применению цементов различных видов: даны указания по режимам тепловлажностной обработки в зависимости от ее способа (в камерах пропаривания, кассетах, термоформах).
Приведены особенности тепловлажностной обработки бетонов с химическими добавками (ускорителями твердения и пластификаторами); особенности режимов для бетонов, к которым предъявляются повышенные требования по морозостойкости и долговечности, а также предварительно напряженных изделий. Даны отличительные особенности тепловлажностной обработки изделий из легких бетонов на пористых заполнителях.
Приведенные в Руководстве таблицы помогут производственникам назначать оптимальные режимы не только в зависимости от марки цемента, бетона, длительности прогрева, но и учитывать последующий прирост его прочности в зависимости от сроков испытания образцов, что позволит экономить цемент при одновременном сокращении сроков тепловлажностной обработки.
В настоящем Руководстве приведены обоснования для назначения и обеспечения распалубочной, передаточной и отпускной прочности бетона в зависимости от сроков испытания контрольных образцов и температурно-влажностных условий последующего твердения изделий.
Руководство содержит сведения по контролю процесса тепловой обработки.
Руководство разработано научно-исследовательским институтом бетона и железобетона Госстроя СССР (д-р техн. наук С.А.Миронов, д-р техн. наук Л.А.Малинина, канд. техн. наук Е.Н.Малинский, инж. Н.Н.Куприянов, д-р техн. наук Г.И.Бердичевский, канд. техн. наук Н.А.Маркаров) и институтом ВНИИЖелезобетон МПСМ СССР (инж. Л.А.Кайсер, кандидаты техн. наук Р.С.Чехова, В.Г.Довжик, М.И.Бруссер).
1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1.1. Настоящее Руководство предназначено для заводов и полигонов, изготовляющих бетонные и железобетонные изделия массового производства из бетонных смесей на плотных и пористых заполнителях на основе портландцементного клинкера, где в целях ускорения твердения бетона применяется тепловлажностная обработка изделий при температурах до 100 °С. Тепловая обработка может осуществляться в пропарочных камерах периодического и непрерывного действия, под переносными колпаками на стендах и других установках или в специальных термоформах, термопакетах, кассетах и т.п., обеспечивающих получение заданных условий твердения.
В качестве теплоносителя при непосредственном его контакте с бетоном изделия могут применяться насыщенный водяной пар или паровоздушная смесь, а при прогреве изделий в обогреваемых формах — водяной пар, горячий воздух и любые другие теплоносители, в том числе электронагреватели различных типов, обеспечивающие равномерность прогрева поверхностей формы.
Технология изготовления бетонных и железобетонных изделий должна отвечать требованиям СНиП, ГОСТ и ТУ.
При изготовлении специальных изделий и конструкций (например: виброгидропрессованные напорные трубы, массивные пролетные строения мостов, железнодорожные шпалы и др.) положения настоящего Руководства могут быть развиты и уточнены применительно к специальным технологическим приемам изготовления этих изделий в соответствующих нормативных или инструктивных документах.
2. ПРОЧНОСТЬ БЕТОНА ПРИ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКЕ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2.1. Тепловая обработка сборных бетонных и железобетонных изделий производится при их изготовлении в целях ускорения твердения бетона и достижения им передаточной, распалубочной, отпускной, проектной прочности, обусловленной проектом, технологическими правилами производства, ГОСТами, Техническими условиями.
2.2. Под передаточной прочностью бетона изделий понимается нормируемая прочность бетона предварительно напряженных изделий к моменту передачи на него предварительного натяжения арматуры.
Величина передаточной прочности бетона регламентируется проектом, ГОСТом или Техническими условиями на данный вид изделий.
2.3. Под распалубочной прочностью бетона изделий понимается такая его минимальная прочность при сжатии, при которой возможны распалубка (выемка из форм) и безопасный внутризаводской транспорт изделий без их повреждения.
Величина распалубочной прочности, условия и сроки ее достижения устанавливаются для каждого вида изделий предприятием-изготовителем в соответствии с технологическими правилами производства.
2.4. Под отпускной прочностью бетона изделий понимается такая нормируемая прочность бетона, при которой изделие разрешается отпускать и отгружать с завода потребителю.
Величина отпускной прочности бетона изделий регламентируется ГОСТом на данный вид изделий, а при отсутствии ГОСТа или если ГОСТом величина отпускной прочности не регламентирована устанавливается предприятием-изготовителем по согласованию с потребителем и проектной организацией в соответствии с указаниями ГОСТ 13015-67*. При этом величина отпускной прочности указывается в согласительном протоколе сторон или в согласованных и утвержденных установленным порядков Технических условиях на данный вид изделий.
Условия и сроки достижения бетоном изделий отпускной прочности устанавливаются предприятием-изготовителем в соответствии с технологическими правилами производства и с соблюдением требований разд.3 настоящего Руководства.
2.5. Под проектной маркой бетона изделий понимается нормируемая прочность бетона в возрасте 28 суток или в другие сроки, при которой возможно загружать их полной проектной нагрузкой.
Проектная марка бетона изделий указывается в проекте, ГОСТах или Технических условиях на данный вид изделий и должна быть гарантированно достигнута в сроки, указанные в проектной документации, независимо от условий твердения бетона.
Если в проектной документации, ГОСТе или Технических условиях на изделия не указан срок достижения бетоном проектной марки, то таким сроком следует считать 28 суток со дня изготовления изделия.
2.6. Величина отпускной и передаточной прочности бетона изделий должна указываться в технической документации на изделия в процентах от величины проектной марки бетона изделий.
2.7. Проектирование составов бетона изделий, подвергаемых тепловлажностной обработке, может производиться теми же проверенными на практике способами, что и подбор составов бетона, твердеющего в нормальных условиях.
2.8. Режимы тепловлажностной обработки изделий должны быть направлены на достижение максимального ускорения твердения бетона при минимально возможных затратах энергетических ресурсов и цемента и при соблюдении требований к качеству и долговечности изделий.
2.9. Бетон изделий сразу после тепловлажностной обработки с общим циклом менее 7 ч в зависимости от ее длительности и отношения достигает лишь 30-60% проектной прочности и продолжает интенсивно твердеть в последующие 12-24 ч, находясь в цехе или на открытом воздухе (при температуре не ниже +10 °С), набирая 50-70% проектной прочности.
Учет последующего нарастания прочности бетона позволяет снизить или устранить перерасход цемента при одновременном сокращении цикла тепловлажностной обработки, что следует иметь в виду при проектировании состава бетона.
2.10. Расход цемента в изделиях сборного железобетона, подвергаемых тепловлажностной обработке, не должен превышать величин, регламентированных «Типовыми нормами расхода цемента в бетонах сборных бетонных и железобетонных изделий массового производства» (СН 386-68).
2.11. Прочность бетона после тепловлажностпой обработки определяется качеством цемента, составом бетона и режимом обработки.
Основное влияние на темп роста прочности тяжелого бетона и получаемую им прочность при тепловлажностной обработке оказывает водоцементное отношение. Величина удобоукладываемости бетонной смеси оказывает влияние только при применении высокоподвижных (ОК>8 см) или весьма жестких смесей (Ж>60 сек).
2.12. При применении одних и тех же цементов и составов бетона получаемая прочность и другие его физико-механические свойства в значительной мере зависят от правильности назначения и осуществления режима тепловлажностной обработки.
При назначении рациональных режимов тепловлажностной обработки изделий следует пользоваться указаниями настоящего Руководства.
3. ОТПУСКНАЯ ПРОЧНОСТЬ БЕТОНА. НАЗНАЧЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ И СРОКОВ ЕЕ ДОСТИЖЕНИЯ
3.1. В соответствии с ГОСТ 13015-67* назначение величины отпускной прочности бетона производится с учетом условий транспортирования, монтажа и срока загружения изделий, а также с учетом технологии их изготовления и возможностей дальнейшего нарастания прочности бетона в изделиях в зависимости от климатических условий строительства и времени года.
При этом отпускная прочность бетона в процентах от его проектной марки должна быть не менее:
50% — в изделиях из тяжелого и легкого бетонов марок 150 и выше;
70% — в изделиях из тяжелого бетона марок 100 и ниже;
80% — в изделиях из легкого бетона марок 100 и ниже.
3.2. В целях экономии цемента, сокращения времени тепловой обработки, а также снижения общей стоимости изделий во всех случаях, когда это допустимо по условиям п.3.1, следует величину отпускной прочности назначать минимально возможной в пределах, допустимых ГОСТ 13015-67*.
3.3. Назначение отпускной прочности бетона сборных изделий, равной его проектной марке, допускается только в исключительных случаях, обусловленных следующими обстоятельствами, предусмотренными проектом организации работ или условиями эксплуатации изделий или сооружений:
в тех случаях, когда изделия подвергаются нагрузке не менее 90% проектной до достижения 28-дневного возраста;
если в процессе транспортирования и монтажа изделия могут быть допущены нагрузки, близкие к расчетным;
в холодный период года, если не могут быть созданы условия для роста прочности бетона в изделиях до их загружения проектной нагрузкой.
3.4. В тех случаях, когда изделия, изготовленные в период холодного времени года или переходный период, будут загружены полной нагрузкой не ранее чем через месяц после наступления теплого времени года по согласованию с потребителем и проектной организацией, допускается отпуск их с завода-изготовителя с прочностью менее проектной, но не ниже 70% проектной.
3.5. Величина отпускной прочности, если она не зафиксирована в ГОСТе на данный вид изделия, устанавливается предприятием-изготовителем по согласованию с потребителем и проектной организацией. Согласованная величина отпускной прочности указывается в Технических условиях на изделия или в согласительном протоколе.
Если в разные периоды года (в зависимости от климатических условий района строительства) величина отпускной прочности бетона изделий должна быть различной, то это, соответственно, должно быть указано в Технических условиях на изделия и в согласительном протоколе.
3.6. Предприятие-изготовитель при отпуске изделий с прочностью бетона ниже его проектной марки обязано гарантировать в соответствии с ГОСТ 13015-67*, что прочность бетона, примененного для изготовления изделий, определяемая по п.7.21 настоящего Руководства, достигнет проектной прочности в возрасте 28 суток со дня изготовления или в ином возрасте, указанном в чертежах изделий.
3.7. Проектная прочность бетона к 28 суткам со дня изготовления без дополнительного специального ухода обеспечивается, если относительная прочность бетона на портландцементе (I и II групп), определенная не позднее чем через 12 ч после окончания тепловлажностной обработки по режимам с общей длительностью не более 13 ч, соответствует величинам, приведенным в табл.1.
Величина относительной прочности тяжелого бетона, обеспечивающая достижение им проектной прочности после 28-суточного твердения в различных климатических условиях
Климатические условия последующего твердения
Относительная прочность бетона после завершения тепловлажностной обработки, в % от проектной
I. Период теплого времени года с устойчивыми среднесуточными температурами воздуха +5 °С и выше
II. При сухой и жаркой погоде (с момента установления устойчивой дневной температуры воздуха выше 25 °С и при относительной влажности менее 50%)
III. Переходный период времени года со среднесуточными температурами воздуха от +5° до -5 °С
IV. Период холодного времени года с устойчивыми среднесуточными температурами воздуха -5 °С и ниже
Примечания: 1. Даты начала и окончания отдельных периодов времени года для различных местностей устанавливаются ориентировочно но сборнику «Климатический атлас СССР», т.I. Главное управление гидрометеослужбы при Совете Министров СССР, Москва, 1960 г. или по другим справочникам.
2. Классификация портландцементов по группам приведена в разд.4 настоящего Руководства.
3.8. Режимы тепловлажностной обработки изделий, сроки достижения их бетоном отпускной прочности (если она меньше проектной) и составы бетона изделий (в том числе: вид применяемого цемента, значение и др.) должны проектироваться и назначаться такими, чтобы была обеспечена в соответствии с требованиями пп.3.6 и 3.7 возможность последующего нарастания прочности бетона изделий и достижения им проектной марки в установленный срок.
3.9. Сроки достижения бетоном изделий отпускной прочности после их тепловлажностной обработки и сроки ее контроля должны устанавливаться предприятием-изготовителем в соответствии с реальными сроками возможной отгрузки изделий с завода потребителю или передачи изделий на склад, если в условиях последующего хранения изделий на складе контроль за нарастанием прочности их бетона невозможен.
Рекомендуется учитывать время пребывания изделий после окончания тепловлажностной обработки в цехе (на постах или линиях отделки и комплектации изделий, на постах контроля) и испытывать контрольные образцы бетона не ранее окончания всех перечисленных операций, предпочтительно не ранее чем через 12 ч после окончания тепловлажностной обработки изделий, но не позднее чем через 24 ч.
Если тепловлажностная обработка изделий производится по режимам, обеспечивающим достижение бетоном изделий только распалубочной прочности, меньшей, чем отпускная, а последующее его твердение до приобретения отпускной прочности происходит в условиях выдерживания изделий при температуре цеха или на открытом воздухе (при температуре не ниже +10 °С), то отпускная прочность бетона может определяться в более поздние сроки, но не более 7 дней, при условии обеспечения проектной прочности в соответствии с п.3.6.
3.10. В условиях складирования, монтажа и в последующий период до загружения изделий расчетной нагрузкой потребитель обязан создавать (в случаях, предусмотренных проектом организации работ), контролировать и учитывать фактические условия твердения бетона. В необходимых случаях, когда контроль показывает, что фактические условия твердения бетона в изделиях не обеспечивают достижения бетоном проектной прочности в установленные сроки, потребитель обязан установить новые сроки загружения изделий расчетной нагрузкой, обеспечивающие достижение в этих условиях проектной прочности бетона.
Потребитель несет ответственность за последствия, вызванные нарушением этих требований.
3.11. Рекомендуется осуществлять контроль за нарастанием прочности бетона изделий, полученных с неполной проектной прочностью, неразрушающими методами в соответствии с действующими нормативными документами (ГОСТ 17624-72; «Руководство по определению прочности бетона приборами механического действия» и др.).
3.12. Контроль и оценка отпускной прочности бетона производятся в соответствии с требованиями ГОСТ 13015-67* или ГОСТ 18105-72, а также разд.7 настоящего Руководства.
4. ЦЕМЕНТЫ ДЛЯ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ
4.1. Для производства бетонных и железобетонных изделий, подвергаемых тепловлажностной обработке при температурах до 100 °С, в качестве вяжущих материалов могут быть использованы: портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент и их разновидности, соответствующие ГОСТ 10178-62*, а также другие виды вяжущих, удовлетворяющие специальным техническим условиям и обеспечивающие получение заданных свойств бетона при требуемых сроках тепловой обработки.
Источник: docs.cntd.ru