Воздушный прогрев легких бетонов

Всe большее распространение о ограждающих стеновых конструкциях получают различные виды легких бетонов. В ряде районов с успехом используется неавтоклавным газошлакобетоном, керамзитобетонов с поризованным цементным камнем и прочие разновидности легких бетонов.

Тепловая обработка легких бетонов в настоящее время проводится, как правило, в пропарочных камерах. Известно, что при пропаривании в период подъема температуры в камере происходит набухание поверхностного слоя бетона вследствие конденсации пара на изделии и миграции влаги внутрь изделия под влиянием температурных и влажностных градиентов Возникающие при этом растягивающие напряжения и деформации отрицательно влияют на структуру, технические свойства и последующее твердение бетона. Кроме того изделия характеризуются высокой остаточной влажностью 20 —30% по весу), сто ухудшает их теплотехнические свойства, снижает морозостойкость, затрудняет отделку.

В Днепропетровском инженерно-строительном институте проведены опыты по сравнению беепаропого прогрева шлакопемзоперлнтобетона с пропариванием.

Опыты по беспароиому прогреву проводились в специальной электрической камере размером 70х8х60 си. оборудованной трубчатыми электронагревателями (тэнами), общей мощностью 13 кег (рис. 1) Автоматическое регулирование температуры и запись режима тепловой обработки осуществлялись потенциометром типа ПРС-01 н термопарой. Схема подключения камеры и потенциометра приведена на рис. 2.

Параллельно с беспаровым прогревом производилось пропаривание образцов в паровоздушной среде при 80°С и в среде чистого насыщенного пара при 100°С в безнапорной пропарочной камере лабораторного типа.

Эксперименты проводились на образцах размером 10Х10Х10 см из легкого бетона марок 50—75 объемным весом 1300 —1450 кг/м3 Исходным материалом служили: цемент М400 Балаклейского завода, крупный заполнитель— шлаковая пемза фракции 5—20 мм объемным весом 905 к г/м3 Криворожского завода, мелкий заполнитель — циклонный перлитовый песок объемным весом 150—200 кг/м3. Бетонная смесь характеризовалась показателем жесткости 80 -100 сек. Формование производилось на вибростоле с амплитудой 0,35 мм и частотой 3000 кол/мин в течение 1,5 мин с при- грузом 35 г/см3. Термообработке подвергались образцы в металлических формах с открытой верхней поверхностью, предварительно выдержанные в течение 2 ч при температуре 18— 20°С.

Подъем температуры в камере беспарового прогрева до 100, 125, 150, 175 и 200°С происходил соответственно за 1; 1,5; 1,5; 2 и 2,5 ч. При пропаривании подъем температуры до 80 и 100С производился соответственно за 3,5 к 4,5 ч. Даже при таких удлиненных периодах подъема температуры у пропаретшых образцов наблюдалось разрыхление верхнего слоя бетона на глубину 0,5—1,0 с.и. При воздушносухом прогреве таких нарушений структуры не наблюдалось, лишь при температурах 175 и 200~С на поверхности образцов появлялись усадочные трещины.

Результаты первой серии опытов предоставленны из рас. 3 Данные показывают что беспаровый прогрев при 1250С обеспечивает получение наиболее высокой прочности, хотя воздух обладает пониженным коэффициентом теплоотдачи, численное значение которого снижается по мере уменьшения влагосодержания теплоносителя. Увеличение температуры прогрева до 150С вызывает повышение прочности по сравнению с пропариванием при коротких режимах в течение 4—5 ч, однако прогрев свыше 6 ч приводит к снижению прочности.

Для определения влияния температуры и длительности беспаровоге прогрева и прочности бетона была проведена серия опытов с доведением максимальной температуры прогрева до 2110°С.



Интенсивный рост прочности бетона в начальный период прогрева при температуре выше 100 связан с уменьшением влагосодержания изделий. Раствор минералов цемента быстрее перенасыщается по отношению к образующимся продуктам гидратации, быстрее кристаллизуется. Образующиеся меньше по величине кристаллы новообразований способствуют снижению внутренних напряжений кристаллизации.

Однако с повышением температуры изотермического прогрева абсолютная максимальная прочность бетона после тепловой обработки и при дальнейшем твердении снижается. Прогрев при 200С не дал положительных результатов.

Кривые на рис. А подтверждают высказывание О. П. Медлова-Петросяна о том, что оптимальное (с точки зрения получения максимальной прочности после тепловой обработки и при дальнейшем твердении) время окончания тепловой обработки следует выбирать на восходящей кривой роста прочности несколько ближе точки перегиба г. В противном случае влаги в бетоне окажется недостаточно для дальнейшего протекания процессов гидратации.


Как видно из таблицы графиков прогрев при 1G0—125°C обеспечивает 70% марочной прочности за то же время. что и пропаривание при 100°С Вместе с тем качество поверхности бетона в первом случае несравненно выше, чем во втором. Прогрев при 125°С позволяет сократить время термообработки на 1,5—2 ч (по сравнению с пропариванием при 8УС) для получения 70% марочной прочности.

Существенным обстоятельством является более низкая влажность прогретых образцов в сравнении с пропаренными. что особенно важно для улучшения теплотехнических свойств наружных стеновых панелей. Из-за высоких адсорбирующих свойств легкого бетона на пористых заполнителях полное просыхание его при естественных условиях зани- гт несколько лет. А это связано с понижение и сопротивления теплопередачи и превышением допустимых норм влажности воздуха в помещениях . Беспаровой прогрев легких бетонов на пористых заполнителях может стать эффективным способом получения готовых изделий с весовой влажностью С—10%.

Таким образом, при коротких режимах тепловой обработки применение беспарового прогрева для легких бета нов с пористыми заполнителями эффективнее пропаривания, поскольку он обеспечивает получение большей прочности за более короткие сроки и с меньшей остаточной влажностью бетона.