ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРЕЩИН В КРУПНОРАЗМЕРНЫХ ПАНЕЛЯХ ИЗ ПЛОТНОГО СИЛИКАТОБЕТОНА

Качество панелей из плотного силикатобетона зависит от ряда технологических параметров характеристики сырьевых материалов и бетонной смеси, параметров виброформовании, режима тепловлажностной обработки, продолжительности и температуры выдерживания изделий до и после гидротермальной обработки. Все эти параметры могут и той или иной степени оперативно регулироваться в процессе производства. Однако качество панелей зависит и от факторов, которые не могут быть оперативно изменяемы в процессе производства, например от конструкции форм, изделий и др.

На Гродненском комбинате строительных материалов по агрегатной технологии из плотного силикатобетона выпускают стеновые панели размером 2840X2250X200 мм. В каждой форме изготавливается два изделия. Поддон размером 5260X2920 MIM состоит из балочной клетки, выполненной из швеллеров № 14, и обшивки из сплошного стального листа: верхнего толщиной 8 мм нижнего толщиной 6 мм. Тепловлажностная обработка производится в автоклавах.

Наиболее трудноустранимыми дефектами изделий являются различного характера трещины. Отмечено, что в панелях с проемами технологические трещины образуются значительно реже, чем в сплошных изделиях. Анализ причин образования технологических трещин позволил предположить, что трещины появляются в результате неблагоприятного сочетания комплекса воздействий, главные из которых температурные деформации поддона и изделий при автоклавной обработке и последующем остывании.

С целью проверки этого предположений проведены измерения температуры по время автоклавной обработки H при остывании изделий. Измерения выполнялись с помощью специально подготовленных хромель-капелевых термопар и потенциометра ПСР-1. Расположение термопар показано на рис. 1,а. По результатам измерения температуры построены графики ее распределения по

Согласно распределению температуры на стадии нагревания поддон удлиняется и прогибается. Удлинение поддона бортов формы опережает удлинен стеновой панели. Максимальное удлинение поддона составляет примерно 2 мм/м а общее по длине формы около 10 мм Величина прогиба поддона (рис. 3)

Прогиб формы вследствие перепада температуры по высоте достигает 25 мм. таком состоянии силикатобетон набирает прочность. Через 1,5 ч поддон начинает выпрямляться и деформирует стеновую панель. На стадии поддон и изделие изгибаются, обратном направлении. Деформации изгиба формы вызывают появление трещин в нижней зоне панели на стадии нагревания (прогиб поддона), в верхней зоне при выравнивании температуры по высоте поддона (выпрямление поддона), а также при остывании.

В процессе тепловлажностной обратим изделие нагревается неравномерно. перепад температуры по высоте 50—90°С (рис. 2). Такое приводит к растяжению бетона и нижней зоне сечения панели и сжатию в верхней зоне. Эти деформации суммируются с возникающими деформациями от прогиба поддона и увеличивают вероятность появления технологических трещин.

Растяжение нижних слоев бетона нагревания и верхних при выравнивании температуры по сечению от деформации поддона совпадает, что увеличивает вероятность появления трещин. Предполагаемый механизм возникновения трещин согласуется с их расположением, временем возникновения, отсутствием трещин на панелях с проемами, где перепады температуры по высоте поддона и изделии меньше, так как в центральной части поддона верхний лист обшивки нагревается сверху. После определения некоторых причин возникновения трещин были предложены мероприятия по их устранению. Для уменьшения температурного градиента по высоте сечения панели, а также в системе изделие — форма в нижнем листе обшивки поддона выполнены отверстия диаметром 150 мм. Площадь отверстии составила примерно 5% площади листа. Жесткость на изгиб поддона уменьшилась на 3%, а температурный градиент по высоте поддона уменьшился в 1,8 раза (перепад температуры снизился с 90 до 50°С). Соответственно уменьшился прогиб поддона с 25 до 14 мм и выгиб (см, рис. 2, 3).

Не менее существенным является и то обстоятельство, что наличие отверстий позволяет приблизить нагревание намели к симметричному (см. рис. 1) и уменьшить перепады температуры по высоте сечения изделия почти и 2 раза (ем. рис. 2, б).Нагревание панели с двух сторон сокращает время прогрева бетона до температуры изотермического выдерживания. Вместе с тем для уменьшения вероятности образования трещин целесообразно в начальный период гидротермальной обработки, и течение первого часа, когда возникают максимальные перепады температуры по высоте сечения и между элементами формы (см. рис. 2), не форсировать скорость подъема температуры.

На основании экспериментов, проведенных в производственных условиях, установлено, что отверстия диаметром 30 мм, образуемые в нижнем листе поддона, не обеспечивают требуемого снижения разности температуры в изделии и между элементами формы. Существенного различия температурного градиента в формах с отверстиями диаметром 150 и 250 мм не отмечено. Таким образом, для рассматриваемых условий производства целесообразно принять диаметр отверстий 150—200 мм. Этот прием позволяет уменьшить количество технологических трещин в 2,5 раза по сравнению с формами, у которых нижняя обшивка поддона выполнена в виде сплошного листа.

Деформации, возникающие в изделиях на стадии тепловлажностной обработки, необходимо рассчитывать на стадии проектирования, и если они превышают предельную растяжимость бетона, следует предусматривать соответствующую конструкцию формы. Порядок расчета следующий. Определяется коэффициент теплопроводности поддона (для приводимого примера в случае со сплошной нижней обшивкой поддона Ш = 433 Вт/(м2-К). Принимается коэффициент теплообмена между изделием и средой п автоклаве и подсчитывается относительная толщина прогрева изделия со стороны верхней плоскости. Во время тепловой обработки коэффициент теплообмена изменяется, однако для приближенного расчета он может быть принят постоянным а = 460 Вт/(м2-К). Тогда относительная толщина прогрева равна у = 0,93, то есть со стороны верхней грани изделие прогревается на 18,6 см и только на 1,4 см со стороны нижней грани через поддон.

Далее подсчитывается максимальный перепад температуры но высоте поддона при нагревании и остывании. Рассчитываются прогиб и выгиб поддона по известным перепадам температуры. Для рассматриваемого примера прогиб составил 2,43 см, а выгиб 0,63 см. Определяются суммарные деформации растяжения с силикатобетона в верхней зоне при выравнивании и пригибе поддона и сравниваются с предельной растяжимостью бетона. Для данного случая

Таким образом, уже на стадии проектирования можно определить вероятность возникновения технологических трещин и принять соответствующую конструкцию поддона. В результате аналогичного расчета для поддона с отверстиями диаметром 150 мм в нижнем листе обшивки получаем в=(3,9 + +0,9) 10 то есть в 1.83 раза меньше, чем для формы со сплошным поддоном. В результате выполненных исследовании можно сделать вывод о том, что одном основных причин образования крупноразмерных панелях на силикатобетона являются температурные деформации поддона, а также напряжения в бетоне, возникающие вследствие разности температуры во сечению изделия. Для предотвращения образования трещин в изделиях целесообразно применение форм, обеспечивающих равномерный прогрев изделия с двух горой Это возможно при свободном поступлении пара в полоть поддона для чего в нижнем листе его вы поляною] отверстия диаметром 150-1 LlK) мм.