Скорость подъема температуры

Период подъема температуры является наиболее ответственным периодом тепло-влажностной обработки. Это связано с тем, что основные дефекты и нарушения в физической структуре цементного камня возникают в период нагрева бетонных изделий, когда цементный камень не достиг еще необходимой прочности, позволяющей ему воспринимать тепловые напряжения без изменения сплошности структуры.

Деструкция цементного камня в процессе подъема температуры проявляется в развитии и увеличении объема капиллярных пор в результате миграции влаги и перемещения заполняющей поры паровоздушной смеси.

В период подъема температуры наиболее интенсивно протекает гидратация цемента, сопровождающаяся, как известно, контракционными явлениями, обуславливающими возникновение стягивающих напряжений в твердеющем цементном камне. Это, как указывает Л.А.Малинина, способствует уменьшению напряженного состояния бетона в целом, возникающего в результате расширения газообразной и жидкой фаз бетона при нагреве.

Можно подобрать такой режим тепло-влажностной обработки, при котором избыточное давление в бетоне не будет превышать атмосферное. Это возможно в том случае, когда приращение объема расширяющихся при нагреве фаз, будет скомпенсировано образующимся внутриобъемным вакуумом. Однако такие режимы требуют продолжительного подъема температуры.

Допустимы также скорости прогрева, при которых будет возникать избыточное давление в газообразной фазе бетона. Однако, в этом случае, прочность его структуры должна быть достаточной для восприятия, возникающих от этого давления напряжений, т.е. соответствовать определенной начальной прочности бетона. В наибольшей степени таким условиям соответствуют режимы со ступенчатым или прогрессивно возрастающим темпом подъема температуры. Быстрый подъем температуры в свежеуложенном бетоне возможен только при создании условий, когда уравновешивается избыточное давление.

Как и для тепло-влажностной обработки, существуют различные точки зрения на допустимые и целесообразные скорости подъема температуры.

Наиболее обоснованными из них являются такие, которые учитывают связь темпа нагрева бетонной смеси с ее структурно-реологическими свойствами в момент приложения теплового воздействия. Последние, в свою очередь, определяются минералогическим и вещественным составом цемента, тонкостью его помола, составом бетона, В\Ц и продолжительностью предварительной выдержки.

В связи с этим, становится очевидной необходимость согласовывать скорость подъема температуры с продолжительностью предварительной выдержки перед термообработкой бетона.

М.Венюа в своем докладе на VI МКХЦ предлагает следующую скорость разогрева в зависимости от длительности предварительной выдержки:

Время предварительной Скорость, град\час

Выдержки, час

3 10

4,5 20

5 30

В этой связи представляют интерес данные, опубликованные в 1963 году в немецком журнале “Бетонштайн” (Betonstein–Zeitung), показавшие, что независимо от вида цемента при медленном подъеме температуры, предварительная выдержка не дает ощутимого эффекта, т.е. медленный подъем температуры может компенсировать отсутствие предварительной выдержки перед термообработкой.

Технологическим приемом, позволяющим форсировать подъем температуры, является применение жестких форм с крышками (лучше герметичных), фиксирующих размеры прогреваемого изделия, предохраняющие его поверхность от увлажнения конденсатом и предотвращающих его остаточное расширение.

Для этой же цели используют жесткие (с низким В\Ц) и хорошо уплотненные (с минимальным содержанием защемленного воздуха) бетонные смеси.

Весьма эффективен, уже упомянутый нами, ступенчатый режим подъема температуры (рис. 20)

В этом случае быстро повышают температуру бетона до 35 – 40 ⁰С, затем следует выдержка при этой температуре в течение 1,5-2,5 часа, после чего осуществляют дальнейший быстрый подъем до заданной температуры изотермической выдержки.

Рис20 Ступенчатый режим подъема Смысл этого приема

температуры заключается в том, что

быстрый нагрев бетона до не вызывает существенных температурных деформаций и нарушений его структуры, выдержка же при заданной температуре придает бетону прочность, необходимую для сохранения плотной структуры с минимальными дефектами при последующем резком нагреве до температуры изотермической выдержки.

Если же изделия загружают в теплую камеру с температурой, то выдерживание в ней без подачи пара равноценно выдерживанию на первой ступени подъема температуры. Режимы со ступенчатым подъемом температуры являются весьма целесообразными, так как при этом уменьшаются температурные перепады по сечению изделия и ослабляются деструктивные процессы.

Теперь мы кратко остановимся на режимах с прогрессивно возрастающей скоростью подъема температуры.

Сущность таких режимов следующая. Свежеотформованный бетон имеет незначительную прочность, поэтому тепловое воздействие на него (скорость подъема температуры) должны быть минимальными. Однако прочность со временем увеличивается и достигает значений, допускающих более интенсивный подъем температуры.

Так как для высокопрочных бетонов с низким В\Ц на высокоактивных цементах характерны ускоренные темпы роста прочности, то подъем температуры при прогреве таких бетонов должен быть более быстрым, чем для обычных цементов и бетонов, т.е. идти по более крутой кривой. [21]

Такие режимы на производстве возможны при наличии автоматического регулирования режима термообработки. В этом случае может быть одна или несколько ступеней подъема температуры, причем каждая последующая ступень должна быть короче предыдущей.

В пределе режимы со ступенчатым подъемом температуры переходят в режимы с прогрессивно возрастающей скоростью подъема

температуры.

Рис.21 Рост прочности бетонов

при разных значениях В/Ц

Применение этих режимов на практике позволяет отказаться от предварительной выдержки и на 2-3 часа сократить общий цикл твердения при неизменном расходе цемента, что способствует снижению себестоимости изделий.

При прогреве массивных изделий (толщиной >400 мм) возможен более быстрый, чем при прогреве тонких изделий (до 200 мм) подъем температуры среды в камере. В этом случае отношение слоя бетона с дефектной структурой к остальной его массе в массивных изделиях будет меньше, чем в тонких.

Поиск по сайту: