О РЕЖИМАХ АВТОКЛАВНОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПЛОТНЫХ И ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ

При выборе и назначении режимов автоклавной обработки изделий из плотных и ячеистых бетонов следует устанавливать не только длительность отдельных ее стадий, но и характер изменения параметров внутриавтоклавнон среды (температуры, давления, состава 1 состояния) на каждой стадии запаривания, а также учитывать условия доавтоклавного твердения бетона.

Вес многочисленные рекомендуемые в последнее время режимы можно свести к двум основным видам: с оставлением воздуха в автоклаве и с принудительным начальным его удалением из автоклава и изделий. В первом случае автоклав после загрузки изделий герметизируют и сразу начинают интенсивную подачу в него пара. Это обеспечивает благоприятные условия твердения бетона в начальный период подъема давления паровоздушной смеси, поскольку давление в бетоне растет в это время медленнее, чем внутравтоклавное, а при низкой начальной (предавтоклавной) прочности бетона появляющиеся температурные перепады в изделиях являются неопасными.

По мере повышения температуры и влагосодержания бетона давление в нем начинает расти быстрее, чем в автоклаве, и становится избыточным по отношению к внутриавтоклавному. В результате этого при низкой прочности материала произойдет нарушение его структуры, а п:ри достаточной прочности из него будут выдавливаться избыточная вода и паровоздушная смесь.

Следовательно, безопасная скорость повышение температуры бетона должна быть такой, чтобы объемные деформации расширения твердого скелета не превосходили его предельной растяжимости.

Решающее влияние на время появления избыточного давления в бетоне оказывает степень заполнения пор водой: чем она больше, тем раньше возникает избыточное давление поэтому продолжительность стадии подъема давления для изделий, отформованных из подвижных смесей, должна быть большей, чем при использовании жестких смесей. Что касается скорости повышения температуры срыли, то она должна быть максимально допустимой в начале стадии с плавным убыванием до нуля к ее концу.

По нашему мнению, воздух в автоклаве целесообразно оставлять лишь при запаривании изделий из тяжелых и легких бетонов плотной структуры. В этом случае решающим преимуществом является -возможность тепловлажностной обработки изделий с практически нулевой предавтоклавной прочностью бетона. Это позволяет работать на бесклинкерных вяжущих и низкоактивных цементах, медленно твердеющих при нормальной температуре, и не требует производственных площадей для предварительной выдержки изделий или для их доавтоклавного прогрева. Отрицательное влияние воздуха при этом оказывается несущественным. Назначаемая длительность стадии подъема давления в автоклаве должна отвечать требованиям Госгортехнадзора СССР о допустимых скоростях нагревания и отхлаждения автоклавов. Согласно этим требованиям, подъем давления до 8—12 кгс/см2 в автоклавах диаметром 2,6 и 3,6 м необходимо производить в течение не менее 2,5 ч (соответственно).

Изделия из ячеистых и поризованных бетонов следует автоклавировать по режимам, предусматривающим обязательное удаление воздуха. Разработанная в ГИСИ методика определения состава паровоздушной среды в автоклаве с использованием прибора пробоотборника 2 позволила получить новые данные о кинетике процессов термообработки изделий в автоклавах.

Эффективность автоклавирования ячеистобетонных изделий в большой степени зависит от соотношения между количеством пара и воздуха, которые находятся в автоклаве и в порах бетона. Чем ниже содержание воздуха в смеси, тем меньше сопротивление переходу тепла от среды к бетону и от поверхностных слоев изделий к центральным зонам, тем быстрее нагреваются изделия, тем меньше перепады температуры и величина внутреннего избыточного давления в изделиях. Как было установлено ранее и подтверждено нашими опыта 1 мн, при режимах с оставлением воздуха опережающий рост давления и автоклаве над давлением в бетоне приводит к перемещению значительной части воздуха из автоклава внутрь изделии и его содержания в порах бетона. Повышение парциального давления воздуха в бетоне усиливает опасность образования в изделиях дефектов в виде подрывов при случайных падениях давления в автоклаве. Принудительное удаление воздуха из автоклава и пор ячеистого бетона снижает эту опасность.

Таким образом, при режимах с удалением воздуха не только сокращается продолжительность изотермической выдержки, но и улучшается качество изделий в результате того, что твердение бетона при подъеме давления протекает примерно с равными скоростями во всех точках изделия и без отрицательного воздействия внутреннего избыточного давления.

Повышению качества продукции и эффективности производства способствует тепловая обработка изделий до автоклава. Этот прием, широко апробированный заводской практикой, дает возможность уменьшить выдержку изделий перед срезкой горбушки и разрезкой массивов (Нарвскин КСМ, Лвто.вский ДСК и Др.), кантовать изделия для отделения поддона и загрузки их в автоклав в рамках (Харьковский завод ЖБК-3) или на одном продольном борте (фирма Итонг), получать распалубочную прочность, достаточную для пе- перенесения изделий за монтажные петли на автоклавные тележки и последующего запаривания без форм (Горьковский завод ЖБК-1 и др.).

При подборе режима продувки автоклавов диаметром 2,6 м на Горьковском заводе ЖБК-1 было установлено, что при избыточном давлении в 0,1—0.15 кгс/см2 воздух удаляется из панелей толщиной 20—24 см только за 1,75—2.5 ч. Повышение давления до 0,7— 0,8 кгс/см2 сокращает это время примерно вдвое, по при этом резко возрастает расход пара. Наиболее целесообразной оказалась продувка при избыточном давлении 0,25—0,3 кгс/см2, создаваемом г, первые 15 мин после начала впуска пара. В этом случае общая продолжительность продувки составляет около 1 ч при минимальном расходе пара4.

После введения ограничений в скоростях нагревания автоклавов запаривание на Горьковском заводе ЖБК-1 ведут по режиму 1,5+1,5+3,54-1,5 ч. С учетом времени охлаждения изделий при открытых крышках (1 ч), загрузки и выгрузки изделий (1 ч) цикл работы автоклавов составляет 10 ч. Насколько нам известно, это самый коротким цикл из применяющихся на предприятиях в нашей стране и за рубежом. Контрольная характеристика прочности для газобетона объемной массой 700 кг/м3 составляет 55—65 кгс/см2.

Осуществляемый в настоящее время контроль продувки по ее продолжительности и температуре среды является неточным. Нами предложен способ контроля процесса удаления воздуха при продувке автоклавов паром с использованием прибора пробоотборника конструкции Прибор позволяет обнаруживать наличие воздуха во внутриавтоклавиой среде при очень низком его содержании, когда термометры или термопары уже не фиксируют разницу между температурой паровоздушной смеси и чистым насыщенным паром. Выполненные нами совместно с С. В. Малыгиным опыты показали, что вакуумировапие автоклава не обеспечивает полного удаления воздуха, требует специального оборудования и разработки мероприятий для исключения возможности последующего проникновения воздуха в автоклав. Сочетание вакуумирования с одновременной подачей пара следует считать более эффективным приемом, позволяющим сократить продолжительность периода удаления воздуха и обеспечить нагревание автоклава при подъеме давления. Однако этот способ должен быть проверен в производственных условиях и получить техиико-экономическое обоснование.

В настоящее время существует тенденция к максимальному сокращению продолжительности стадии снижения давления. Наряду с этим имеются и противоположные мнения. Поэтому требуются дополнительные исследования этого вопроса. На наш взгляд, скорость снижения давления нужно назначать с учетом изменения паропроницаемости бетона и объема образующегося пара, т. е. она должна плавно возрастать от нуля до максимума (примерно до середины стадии по времени и уровню давления), а затем опять плавно уменьшаться до нуля. Целесообразность такого характера изменения давления Доказана также работами других авторов

Мы считаем нерациональным рекомендуемый Инструкцией СН 277-70 ступенчатый режим снижения давления с постоянной средней скоростью на всей стадии. Этот способ основан на неубедительных предпосылках и труден в техническом исполнении. Вместо постепенного приоткрывания паровыпускного вентиля при ступенчатом способе нужно многократно открывать и закрывать вентиль, увеличивая каждый раз по мере снижения давления степень его открытия. Очевидно, такое регулирование сложнее осуществить как при автоматизированном, так и при ручном управлении выпуском пара. Резкое многократное открывание и закрывание паровыпускного вентиля обусловит пульсирующий характер изменения избыточного давления в бетоне, в результате чего количество выходящего из него пара будет всегда меньшим, чем при постоянной максимально допустимой разности давлений в бетоне автоклаве. Кроме того, выпуск пара по такому режиму вызывает толчки в паропроводах и не позволяет использовать перепускной пар для продувки.

Следует также добавить, что при интенсивном снижении давления (по СН 277-70 за 1 ч с максимального до нуля) температура корпуса автоклава к моменту открытия крышек будет превышать температуру насыщенного пара на 35—40°С. Чтобы уменьшить опасность образования трещин на открытых поверхностях изделий от неравномерной усадки из-за мощного теплового излучения стенками автоклава и от последующего резкого охлаждения поверхностных слоев бетона при открытии крышек и выгрузке изделий, придется увеличивать продолжительность выдержки изделий при открытых крышках или длительность вакуумирования.

По нашему мнению, сокращение продолжительности стадии снижения давления менее чем до 1,5—2 и 2—3 ч соответственно для изделий из ячеистых и плотных бетонов нецелесообразно. Таким образом, Инструкция СН 277-70 в части, касающейся рекомендаций по режимам автоклавной обработки, нуждается в серьезном пересмотре.