Пособие к СНиП 3.09.01-85 Пособие по тепловой обработке сборных железобетонных конструкций и изделий
ВСЕСОЮЗНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ЗАВОДСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ И ИЗДЕЛИЙ (ВНИИЖЕЛЕЗОБЕТ ОН)
ГОССТРОЯ СССР
ПОСОБИЕ
ПО ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКЕ
СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ И ИЗДЕЛИЙ
(к СНиП 3.09.01-85)
Утверждено
приказом института
ВНИИжелезобетон
от 8 июля 1986 г. № 54
Москва Строй и здат 1989
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие . 2 1. Общие положения . 2 2. Цементы для бетонов, подвергаемых тепловой обработке . 4 3. Тепловая обработка изделий из тяжелых бетонов . 6 Пропаривание изделий в камерах периодического действия . 6 Особенности тепловой обработки в камерах непрерывного действия . 11 Особенности тепловой обработки изделий в термоформах и кассетных установках . 12 Особенности тепловой обработки бетона с повышенными требованиями по морозостойкости . 14 Особенности тепловой обработки преднапряженных конструкций . 15 4. Тепловая обработка изделий из легких бетонов . 17 5. Контроль и регулирование режимов тепловой обработки изделий . 22 6. Особенности контроля прочности бетона при тепловой обработке . 23 Приложение 1 Соответствие заводов-изготовителей группам цементов по эффективности при пропаривании . 24 Приложение 2 Расчет показателя длительности остывания а блока камер с изделиями . 25 Приложение 3 Расчет расхода тепловой энергии при тепловой обработке изделий с применением термосных режимов . 28 Приложение 4 Подбор дроссельных диафрагм .. 32 |
Рекомендовано к изданию научно-техническим советом ВНИИжелезобетона Госстроя СССР.
Содержит основные сведения по назначению режимов тепловой обработки сборных конструкций из тяжелого и легкого бетонов в различных тепловых установках, данные по контролю процесса тепловой обработки и качества бетона. Приведена методика расхода теплоэнерг и и при рекомендуемых режимах тепловой обработки бетона.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Пособие разработано к СНиП 3.09.01-85 «Производство сборных железобетонных конструкций и изделий».
Пособие содержит указания по тепловой обработке изделий из тяжелых и легких бетонов, направленные на снижение энергоемкости этого технологического процесса при производстве сборных железобетонных изделий и конструкций.
Даны классификация цементов по их реакции на тепловое воздействие и рекомендации по режимам тепловой обработки изделий из тяжелого и легкого бетонов в различных тепловых установках (в камерах пропарива н ия, кассетах, термоформах).
Приведена методика расчета и назначения энергосберегающих термосных режимов тепловой обработки бетона. Дан метод расчета расхода тепловой энергии при этих режимах.
Рассмотрены особенности тепловой обработки изделий из бетонов с химическими добавками, а также с повышенными требованиями по морозостойкости и предварительно напряженных конструкций. Пособие содержит сведения по контролю процесса тепловой обработки и качеству бетона.
Пособие разработано ВНИИжелезобетон Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Р.В. В егенер, Г.А. Объещенко, С.Е. Ленский, Э.А. Соколова, С.М . Трембицкий, В.Г. Довжик, инженеры В.П. Иванов, Б.Д. Д ребский, Б.А. Верскайн, М.Г. Парфилова, О.Ю. Артемьев); НИИЖБ Госстроя СССР (доктора техн. наук Б.А. Крылов, Л.А. Малинина, С.А. Миронов, Н .А. М аркаров, кандидаты техн. наук А.И. Ли, Е.Н. Мали нский, Н.Н. Куприянов, М.И. Бруссер, А.В. Лагойда, инж. Н.А. Королева); НИИСФ Госстроя СССР (д-р техн. наук С.В. Александровский, канд. техн. наук В.И. Лукьянов); ВНИПИТеплопроект М инмонтажспецстроя СССР (д-р техн. наук И.Б. Заседателев, канд. техн. наук С.А. Шифрин); ВТУ Металлургического комбината - г. Темиртау (инж. Д.С. Грейль); ЛИИЖ Т МПС СССР (д-р техн. наук П.Г. Комохов, канд. техн. наук Т.М. Петрова); Л ПИ им. Калинина Минвуза РСФСР (д-р техн. наук А.А. Парийский, канд. техн. наук Л.И. Чумадова); ВЗИСИ Минвуза РСФСР (д-р техн. наук А.Н. С частны й, инж. М.М. Палеес); КТБ Мосоргстройматери ал ы Главм оспромстрой материалов (канд. техн. наук Л.Н. Беккер).
1 . ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1 .1 . Настоящее Пособие распространяется на заводы, полигоны и отдельные цеха в составе комбинатов стройиндустрии, изготовляющих строительные конструкции и изделия из бетонов н а плотных и пористых заполнителях и вяжущем на основе портлан дцементного клинкера.
Примечан ие . Пособие не распространяется на тепловую обработку изделий и конструкций из сп е циальных бетонов (ячеистых, автоклавного твердения, жаростойких, на напрягающих цементах и др.), а также бетонов, изготовленных с применением специальных методов уплотнения бетонной смеси (прессование, вибропрессование, центрифугирование и т.д.) или предназначенных для эксплуатации в химически агрессивных водных и газовых средах.
1 .2 . Тепловая обработка сборных бетонных и железобетонных конструкций и изделий производится с применением режимов, обеспечивающих минимальный расход топливно-энергетических ресурсов и ускоренное достижение бетоном заданных значений распалубочной, отпускной, передаточной (для предварительно напряженных конструкций) или проектной прочности.
1 .3 . Под распалубочной прочностью бетона понимается такая его прочность на сжатие, при которой обеспечиваются распалубка (выемка из форм) и безопасное внутрицеховое (внутризаводское) транспортирование изделий без их повреждения.
Значение распалубочной прочности устанавливается технологическими правилами производства для каждого вида изделия предприятием-изготовителем. При этом должны быть обеспечены соответствующие температурно-влажностн ы е условия для достижения при последующем складировании и хранении отпускной прочности к моменту отгрузки изделий с предприятия-изготовителя и проектной прочности в установленные сроки.
1 .4 . Отпускная и передаточная прочности бетона должны соответствовать значениям, указанным в проектной документации, ГОСТах или Технических условиях на данное изделие с учетом требований ГОСТ 13015.0-83 * (изменение № 1 ).
1 .5 . Проектная прочность (класс или марка) бетона указывается в проектной документации, ГОСТах или Технических условиях на данное изделие, и ее достижение должно быть гарантировано предприятием-изготовителем в 28 -суточном возрасте или в любой другой срок, согласованный с проектной организацией-разработчиком изделия и заказчиком-потребителем.
1 .6 . Проектирование составов бетонных смесей для изделий, подвергаемых тепловой обработке, должно производиться любыми известными способами, обеспечивающими достижение бетоном на используемых материалах отпускной и проектной прочности в установленные сроки при наименьшем расходе цемента. При этом не допускается увеличение расхода цемента для достижения требуемой прочности в более короткие сроки по сравнению с необходимым расходом для получения заданного класса (марки) по прочности бетона, установленным при подборах состава, за исключением случаев, предусмотренных СНиП 5 .01 .23-83 , а также с целью экономии топливно-энергетических ресурсов.
1 .7 . Тепловая обработка сборных железобетонных к онструкц ий и изделий может осуществляться в камерах периодического или непрерывного действия, в специальных термоформах, термопакетах и кассетных формах, а также под переносными колпаками. При этом в качестве теплоносителя (источника тепловой энергии) могут использоваться водяной пар, паровоздушная смесь, горячий воздух, электрический ток, солнечная энергия, продукты сгорания природного газа.
1 .8 . Способы, установки и общую продолжительность тепловой обработки следует выбирать на основе технико-экономического анализа в зависимости от технологической схемы производства, конструктивных особенностей изделий , тепловой инерционности установок и фактических ритмов их работы, требуемой продолжительности производственного цикла изготовления изделий, режима работы предприятия, а также климатических факторов (для полигонов).
1 .9 . Режим тепловой обработки долж е н подбираться в каждом конкретном случае экспериментально и назначаться лабораторией с учетом фактического ритма работы тепловых установок и указаний разд. 3 и 4 настоящего Пособия.
1 .10 . В целях снижения расхода тепловой (электрической) энергии следует максимально по пользовать возможности:
тепловой инерционности установок и осуществления за счет этого термосного выдерживания разогретых изделий;
учета набора прочности в период межсменных перерывов, включая выходные и праздничные дни, и снижения за счет этого максимальной температуры разогрева изделий;
учета набора прочности бетона, в том числе после распалубки изделий, при выдерживании в цехе на специальных площадках или в камерах «дозревания», а также в период хранения на складах;
применения цементов с более высоким показателем активности при пропариван и и, а также быст ротвердеющих цементов;
применения химических добавок, интенсифицирующих твердение бетона при тепловом воздействии.
1 .11 . Сокращение при необходимости длительности тепловой обработки с целью увеличения оборачиваемости форм или тепловых агрегатов следует осуществлять за счет применения быстротвердеющих цементов, химических добавок - ускорителей твердения, предварительного электро- и пароразогрева бетонных смесей, двухстадийной тепловой обработки с выдерживанием на второй стадии форм с изделиями или распалубленных изделий в специальных камерах «дозревания» и других технологических приемов, не приводящих к увеличению расхода цемента и тепловой (электрической) энергии.
1 .12 . С целью обеспечения расхода тепловой энергии при тепловой обработке в соответствии с Временными нормами для расчета расхода тепловой энергии при те пло влажностной обработке сборных бетонных и железобетонных изделий в заводских условиях (СН 513 -79 . М .: Стройиздат, 1980 ) необходимо наладить о перативный учет расхода энергии, увеличить коэффициент заполнения тепловых установок и осуществить мероприятия по максимальному снижению непроизводительных энергозатрат (теп лопотерь в окр ужающ ую среду, в том числе при транспортировании теплоносителя, на нагрев форм, тепловых агрегатов и др.).
1 .13 . При строительстве новых и реконструкции действующих установок для тепловой обработки бетона следует предусматривать специальные меры по экономному расходованию тепловой энергии и устранению ее потерь за счет:
теплоизоляции ограждений камер, элементов термоформ и кассетных установок;
изготовления ограждающих конструкций из легкого бетона;
надежного уплотнения торцевых проемов в туннельных и щелевых камерах и т.п.
Примечан ие . Технические решения по повышению эффективности пропарочных камер приведены в Рекомендациях по снижению расход а тепловой энергии в камерах для тепловлажностной обработки железобетонных изделий (М .: Стройиздат, 1984 ) и в типовом проекте 409 -28 -40 «Камеры периодического действия для тепловой обработки изделий из тяжелого и легкого бетона».
1 .14 . При проектировании новых и реконструируемых технологических линий и з аводов сборного железобетона необходимо предусматривать дополнительные площади в цехе выдерживания изделий (в формах или без них), камеры «дозревания», утепленные склады для зимних условий, особенно в районах Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока, технические решения по утилизации отработанного тепла из камер и др. Это позволит при некотором увеличении первоначальных капитальных вложений сократить удельные энергозатраты на тепловую обработку изделий, повысить оборачиваемость формовочной оснастки и тепловых агрегатов и тем самым снизить эксплуатационные расходы.
2 . ЦЕМЕНТЫ ДЛЯ БЕТОНОВ, ПОДВЕРГАЕМЫХ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКЕ
2 .1 . Для производства бетонных и железобетонных изделий, подвергаемых тепловой обработке, могут быть использованы порт л андцементы, бы стротвердеющие цементы, шлакопортландцементы, соответствующие требованиям ГОСТ 10178-85 . Сульфатостойкие и пуццоланов ы е портландцементы следует применять только в случаях, указанных в ГОСТ 22266-76 *.
2 .2 . Одним из основных показателей качества цемента для бетонов, подвергаемых тепловой обработке, является активность его при пропаривании, определяемая по ГОСТ 310.4-81 *.
Активность цемента при пропаривании, характеризующая интенсивность твердения бетона на этом цементе в условиях теплового воздействия, является не нормируемой, а информационной характеристикой, численное значение которой для цементов конкретного завода-изготовителя достаточно стабильно. Она должна учитываться при назначении составов бетона и режимов тепловой обработки.
2 .3 . Учет активности цемента при пропаривании позволяет предприятиям строительной индустрии оптимизировать составы бетона по расходу цемента и режимы тепловой обработки - по продолжительности и удельному расходу энергоресурсов.
2 .4 . В целях учета активности цемента при пропаривании следует определять значение коэффициента его эффективности при тепловой обработке, K п :
K п = R п / R 28 ц ,
где R п - а ктивность цемента при пропаривании по ГОСТ 310.4-81*; R 28 ц - а ктивность цемента при нормальном твердении в возрасте 28 сут по ГОСТ 310.4-81*.
При экспрессном определении коэффициента эффективности за величину R 28 ц следует принимать гарантированную марку цемента, указа н ную в пасп орте.
2 .5 . В зависимости от значения K п цементы всех заводов подразделяются на три группы согласно табл. 1 .
В прил. 1 приведены группы эффективности для цементов различных заводов-изготовителей.
Таблица 1
Группа цемента |
Цемент |
K п |
I |
Высокоэффективный |
0 ,68 и более |
II |
Среднеэффе к тивны й |
0 ,57 - 0,67 |
III |
Низкоэффективный |
0 ,56 и менее |
2 .6 . Цементы I группы характеризуются высоким темпом набора прочности и обеспечивают, как правило, получение 70 %- ной прочности в зависимости от класса (марки) бетона при режимах тепловой обработки с общей продолжительностью менее 15 ч.
2 .7 . Цементы II группы характеризуются средним темпом набора прочности и обеспечивают получение 70 %- ной прочности бетона при более длительных режимах тепловой обработки.
2 .8 . Цементы III группы характеризуются низким темпом набора прочности. Применение этих цементов для производства сборных изделий из бетонов класса В 15 (М200 ) и В22 ,5 (М300 ), подвергаемых тепловой обработке, требует увеличения расхода цемента.
2 .9 . Распределение цементов по группам эффективности при тепловой обработке и их характеристики , изложенные в п.п. 2.6 - 2.8 , распространяются как на портландцемента, так и на шлакопортландцемент ы , но при применении последних получение 70 % прочности достигается при температурах 90 - 95 °С и длительности прогрева на 30 % большей, чем при применении равномарочных портландцементов.
2 .10 . При использовании шлакопортландцемента в условиях тепловлажностной обработки следует иметь в виду, что для обеспечения последующего роста прочности необходима среда с высокой относительной влажностью. В воздуш н о-сухих условиях рост прочности бетонов на шлакопортландцементах значительно замедляется.
2 .11 . Применение пуццоланов ы х портландцементов вследствие повышенной водопотребности бетонной смеси приводит к увеличению расхода цемента (при получении равнопрочных бетонов), повышению усадочных деформаций и понижению морозостойкости бетона. Прочность бетонов на таких цементах при последующем твердении в воздушно-сухих условиях практически не увеличивается.
Поэтому пуццолановые портландцементы и их разновидности при тепловлажностной обработке могут применяться только для изделий спецназначения с повышенными требованиями по водостойкости и соле ст ойкости.
2 .12 . Применение пластифицированных цементов позволяет уменьшить водопотребность бетонной смеси. Однако вследствие замедления сроков схватывания и начального твердения, а также дополнительного воздухововлечения тепловлажностную обработку бетонов на таких цементах следует осуществлять по режимам с более длительным предварительным выдерживанием (не менее 4 - 6 ч), с замедленной скоростью подъема температуры либо производить тепловую обработку под пригрузом или в напорных пропарочных камерах.
2 .13 . Применение глиноземистого цемента при тепловлажностной обработке изделий не допускается.
3 . ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТЯЖЕЛЫХ БЕТОНОВ
Пропаривание изделий в камерах периодического действия
3 .1 . При тепловой обработке бетона в камерах периодического действия (ямн ы х и тупиковых туннельных камерах) прогрев изделий осуществляется при непосредственном их контакте с теплоносителем или кондуктивным способом.
3 .2 . В качестве теплоносителей в этих камерах могут применяться насыщенный водяной пар, паровоздушная смесь, аэрированная горячая вода, продукты сгорания природного газа.
Во избежание значительных влагопотерь при тепловой обработке изделий предпочтительным является использование в качестве теплоносителя насыщенного водяного пара. При использовании других теплоносителей и источников тепловой энергии (продуктов сгорания природного газа, электрообогрева, индукционного нагрева и т.п.), имеющих более высокую температуру, чем бетон изделий, может происходить интенсивное испарение влаги из бетона, приводящее к нарушению формирующейся структуры. Интенсив н ость испарения влаги зависит от режима тепловой обработки, водосодержания бетона, относительной влажности среды и скорости ее циркуляции. При значительных влагопотерях помимо нарушения структуры в процессе тепловой обработки наблюдается замедление процессов гидратации цемента в последующее время и как следствие недобор проектной прочности бетона. В этом случае обязательным является обеспечение влажности среды не менее 90 - 100 % или защита открытых поверхностей изделий влагонепроницаемы ми материалами или пленкообразующими составами. В период подъема температуры допускается снижение относительной влажности среды до 40 - 60 %.
3 .3 . Структура режима тепловой обработки характеризуется длительностью предварительного выдерживания, температурой и скоростью разогрева, продолжительностью и способом (термосным или изотермическим) выдерживания разогретых изделий и выражается как сумма времени отдельных ее периодов в часах, например, 2 + 3 + 6 + 2 = 13 , где 2 - время предварительного выдерживания; 3 - время разогрева до заданной температуры; 6 - время выдерживания в термосных или изотермических условиях; 2 - время остывания до распалубки (для случая с выдерживанием в изотермических условиях); 13 - общая продолжительность тепловой обработки).
Назначение режимов тепловой обработки заключается в установлении оптимальной продолжительности отдельных его периодов с целью обеспечения фактических ритмов работы тепловых установок и получения требуемой прочности без ухудшения конечных физико-механических свойств бетона.
3 .4 . Основным назначением предварительного выдерживания изделий, отсчитываемого от момента закрытия крышкой загруженной камеры до начала тепловой обработки, является создание благоприятных условий для протекания процессов гидратации цементов и формирования начальной структуры бетона, способной без нарушения воспринять развивающиеся при последующем тепловом воздействии деструктивные процессы.
Вследствие влияния многочисленных факторов на темп начального твердения бетона (активности цемента, В/Ц бетона, скорости подъема температуры, температурного уровня разогрева бетона и др.) длительность предварительного выдерживания, необходимая для достижения бетоном требуемой начальной прочности, не является величиной постоянной и колеблется от 1 - 2 до 4 - 8 ч.
Чем выше марка цемента и класс бетона, жесткость бетонной смеси, а также температура, при которой происходит предварительное выдерживание изделий, тем меньше может быть длительность предварительного выдерживания. Введение химических добавок (ускорителей твердения) приводит к сокращению, а поверхностно-активных добавок - к удлинению оптимальной длительности предварительного выдерживания.
Увеличение длительности предварительного в ы держивания особенно целесообразно при пропаривании распалубленных изделий, а также изделий с большими открытыми поверхностями.
С целью снижения энергоемкости процесса тепловой обработки при загрузке изделий в остывшие камеры рекомендуется повысить температуру среды до 40 - 45 °С путем кратковременной подачи пара. При этом струи пара не должны быть направлены на поверхность свежеотформованных изделий.
Примечан ие . Предварительное выдерживание изделий не предусматривается при тепловой обработке изделий в малонапорных камерах, при использовании разогретых бетонных смесей, а также при изготовлении изделий из жестких бетонных смесей с дисперсным армированием.
3 .5 . Скорость нагрева оказывает наибольшее влияние на развитие деструктивных процессов в твердеющем бетоне, причем, чем выше она, тем больше вероятность возникновения структурных нарушений. Поэтому для исключения излишних дефектов скорость нагрева бетона на поверхности изделий не должна превышать 20 °С/ч. Исходя из этого условия следует назначать скорость подъема температуры среды в камере.
Скорость подъема температуры при пропаривании в зависимости от значения начальной прочности, достигнутой в период предварительного выдерживания, может ориентировочно приниматься по табл. 2.
Та бли ца 2
Начальная прочность бетона при сжатии, МПа |
Скорость подъема температуры среды камеры, ° С/ч |
0 ,1 - 0 ,2 |
10 - 15 |
0 ,2 - 0,4 |
15 - 25 |
0 ,4 - 0 ,5 |
25 - 35 |
0 ,5 - 0 ,6 |
35 - 45 |
Более 0 ,6 |
45 - 60 |
Примечан ие . Определение начальной прочности бетона производится на образцах с ребром не менее 10 см при испытании их на прессах мощностью не более 25 кН . |
Повышение температуры среды камеры со скоростью более 60 °С/ч, независимо от начальной прочности бетона, не рекомендуется.
3 .6 . Ввиду конвекти в но-кондуктивного характера теплопередачи при нагреве изделий в камерах скорость подъема температуры оказывает существенное влияние на однородность формирующегося температурного поля. С увеличением толщины изделия увеличивается температурный перепад между центром и поверхностью бетона, что ведет к неравномерному росту прочности. Поэтому при толщине изделий 40 см и более скорость нагрева бетона на поверхности должна быть снижена до 10 - 15 °С/ч.
3 .7 . При изготовлении изделий из высокоподвижных бетонных смесей (с осадкой конуса 8 см и более) скорость подъема температуры должна быть снижена на 20 - 30 %. При использовании жестких смесей (с жесткостью 60 с и более) нагрев может осуществляться с большей скоростью (на 15 - 20 %).
3 .8 . В целях снижения деструктивного воздействия интенсивности нагрева на формирующуюся структуру бетона, особенно при коротких периодах предварительного выдерживания, допускается осуществлять подъем температуры с прогрессивно возрастающей скоростью, при которой учитывается нарастание прочности бетона в процессе подъема температуры: например, в первый час скорость подъема температуры среды в камере принимается 10 - 15 °С/ч, во второй - 15 - 25 °С/ч, в третий - 25 - 30 °С/ч и т.д. до достижения заданной максимальной температуры.
3 .9 . Снижению структурных нарушений в бетоне способствует использование ступенчатых режимов нагрева, когда, например, за первые 1 - 1 ,5 ч повышают температуру в камере до 40 - 50 °С, выдерживают изделия при этой температуре без подачи пара в течение 1 - 2 ч, а затем осуществляют интенсивный подъем температуры до максимального заданного значения в течение 1 - 1 ,5 ч.
При загрузке изделий в неохлажденную камеру с температурой 30 - 45 °С выдерживание в ней в течение 1 ,5 - 2 ч равноценно первой ступени подъема температуры.
3 .10 . Максимально допустимая температура бетона к концу периода нагрева не должна превышать 80 - 85 °С при использовании портландцементов (в том числе с минеральными добавками) и 90 - 95 °С при использовании шлакопортландцементов.
Применение пониженных температур разогрева, обеспечивающих достижение заданной прочности бетона в требуемые сроки, позволяет снизить расход энергии в 1 ,5 - 2 раза по сравнению с расходом при 80 - 85 °С.
3 .11 . Выдерживание разогретых изделий в камерах до достижения заданной прочности может осуществляться путем термосного или изотермического прогрева. С точки зрения достижения минимальных энергозатрат н а тепловую обработку предпочтительным является использование термосного выдерживания.
Изотермический прогрев должен приниматься в том случае, если термосное выдерживание в камере не обеспечивает достижения заданной прочности к моменту распалубки. При использовании изотермического прогрева необходимо до минимума сократить его продолжительность с последующим термосным выдерживанием.
3 .12 . Изотермический прогрев осуществляется путем подвода тепловой энергии в количестве, компенсирующем затраты на нагрев ограждений камеры и потери через них. Режимы тепловой обработки изделий из тяжелого бетона с изотермической выдержкой при 80 °С для двух оборотов тепловых установок в сутки приведены в табл. 3 .
Таблица 3
Класс (марка) бетона |
Режимы тепловой обработки, ч, при толщине бетона в изделиях, мм |
||
до 160 |
160 - 300 |
300 - 400 |
|
В 15 ( 230 ) |
11 (3 ,5 + 5,5 + 2 ) |
12 (3,5 + 6 ,5 + 2 ) |
13 (3 ,5 + 6,5 + 3 ) |
В22 ,5 ( 300 ) |
9 (3 + 4 + 2 ) |
10 (3 + 5 + 2 ) |
11 (3 + 5 ,5 + 2,5 ) |
В30 ( 400 ) |
8 ,5 (3 + 3 ,5 + 2 ) |
9,5 (3 + 4 ,5 + 2 ) |
10 ,5 (3 + 5 + 2 ,5 ) |
В 37,5 ( 500 ) |
8 (3 + 3 + 2 ) |
9 (3 + 4 + 2 ) |
10 (3 + 4 + 2 ,5 ) |
В 45 ( 600 ) |
7 (3 + 2 + 2 ) |
8 (3 + 3 + 2 ) |
9 (3 + 3 ,5 + 2,5 ) |
Примечание . Режимы тепловой обработки включают время подъема температуры среды в теплов о м агрегате, изотермического выдерживания и остывания без подачи пара. |
Таблица 4
Класс (марка) бетона |
За д анная прочность, % от R 28 |
Температура разогрева бетона, °С, при значениях показателя А |
||
10 - 40 |
41 - 80 |
81 - 150 |
||
I группа цементов при об о рачиваемости камер в сутки n = 1 |
||||
В 15 ( 200 ) |
50 60 70 |
60 75 - |
55 70 - |
50 65 80 |
В22,5 ( 300 ) |
50 60 70 |
50 65 80 |
45 60 75 |
40 55 70 |
В30 ( 400 ) |
50 60 70 |
40 50 65 |
35 45 60 |
30 40 55 |
В37,5 ( 500 ) |
50 60 70 |
35 45 55 |
30 40 50 |
25 35 45 |
II группа цементов при оборачиваем о сти камер в сутки n = 1 |
||||
В 15 ( 200 ) |
50 60 |
75 - |
70 80 |
60 70 |
В22,5 ( 300 ) |
50 60 70 |
60 75 - |
55 70 85 |
45 65 80 |
В30 ( 400 ) |
50 60 70 |
45 60 80 |
50 55 75 |
40 50 70 |
В37,5 ( 500 ) |
50 60 70 |
40 50 70 |
35 45 65 |
30 40 60 |
III группа цементов при оборачиваемости камер в сутки n = 1 |
||||
В 15 ( 200 ) |
50 60 |
85 - |
75 - |
65 80 |
В22,5 ( 300) |
50 60 |
75 |
70 80 |
65 75 |
В30 ( 400 ) |
50 60 70 |
65 80 - |
60 70 80 |
50 60 75 |
В37,5 ( 500 ) |
50 60 70 |
55 70 80 |
50 60 75 |
40 50 65 |
I группа цементов при об о рачиваемости камер в сутки n = 1 ,5 |
||||
В 15 ( 200 ) |
50 60 |
75 - |
70 85 |
70 80 |
В22,5 ( 300 ) |
50 60 |
70 80 |
65 75 |
60 75 |
В30 ( 400 ) |
50 60 |
60 75 |
55 70 |
50 70 |
В37,5 ( 500 ) |
50 60 70 |
45 60 80 |
40 55 75 |
40 50 70 |
II группа цемент о в при о борачиваемо сти камер в сутки n = 1 ,5 |
||||
В 15 ( 200 ) |
50 |
85 |
80 |
75 |
В22,5 ( 300 ) |
50 60 |
80 |
75 |
70 85 |
В30 ( 400 ) |
50 60 |
70 85 |
65 80 |
65 75 |
В37,5 ( 500 ) |
50 60 |
50 70 |
45 65 |
45 60 |
III группа цементов при оборачиваемости камер в сутки n = 1,5 |
||||
В22,5 ( 300 ) |
50 |
- |
85 |
80 |
В30 ( 400 ) |
50 60 |
80 - |
75 - |
70 85 |
В37,5 ( 500 ) |
50 60 |
70 85 |
65 80 |
60 75 |
П рим ечание . Приведенные в таблице значения температур разогрева бетона приняты из условия испытания контр о льных кубов-образцов через 0 ,5 ч после окончания тепловой обработки. |
3 .13 . Термосное выдерживание разогретых изделий в ка м ерах осуществляется без дополнительного подвода тепла.
3 .14 . При термосном выдерживании температура бетона изделий принимается согласно данным табл. 4 в зависимости от группы цемента, класса бетона, требуемой оборачиваемости камер в сутки n , заданной прочности бетона изделий ( % от R 28 ) к концу термосного цикла, а также показателя А , характеризующего длительность остывания разогретого блока камер с изделиям и (т.е. его тепловую инерцию).
3 .15 . Показатель А рассчитывается с учетом конструктивных и теплоф и зических особенностей блока камер по при л. 2 .
3 .16 . В табл. 4 приняты следующие постоянные значения:
длительность оборота камеры при n = 1 - 24 ч, при n = 1 ,5 - 16 ч;
предварительное выдерживание изделий в камере - 3 ч;
скорость подъема температуры бетона издели й - 10 °С/ч;
суммарная длительность загрузки и выгрузки камеры - 2 ч .
Длительность подъема температуры в изделиях τ р , ч , определяется по формуле
τ р = t р /10 , ( 1)
где t р - температура разо грева, принимаемая по табл. 4.
Длительность термосного выдерживания τ тв , ч , определяется по следующим формулам:
для п = 1 τтв = 24 - (3 + τр + 2); ( 2)
для п = 1 ,5 τтв = 16 - (3 + τр + 2 ). ( 3 )
3 .17 . С целью снижения энергоемкости процесса при последующем твердении распалубленных предварительно ненапряженных изделий в цехе не менее 12 ч следует уменьшить расчетную температуру разогрева на величину, приведенную в табл. 5 .
Та бли ца 5
Группа цемента |
Температурная поправка, ° С, при числе оборотов камеры в сутки |
|
1 |
1 ,5 |
|
I |
5 |
10 |
II |
5 |
10 |
III |
10 |
15 |
3 .18 . При назначении термосных режимов следует учитывать , что с увеличением заданной прочности (распалубочной или передаточной) резко повышается расход энергии при тепловой обработке. Например, при увеличении заданной прочности с 50 до 70 % от R 28 расход тепловой энергии возрастает в 1 ,5 - 2 раза. В связи с этим следует стремиться к назначению минимально возможных в местных условиях значений распалубочной или передаточной прочности, учитывая последующее нарастание прочности бетона при выдерживании в цехе или на складе готовой продукции при положительных температурах наружного воздуха с учетом отгрузки изделий потребителям.
3 .19 . При производстве сборных бетонных и железобетонных изделий, подвергаемых тепловлажностной обработке, могут применяться различные химические добавки (ускорители твердения, пластификаторы, а также комплексные добавки).
Выбор химических добавок следует осуществлять в соответствии с требованиями ГОСТ 24211-80 * и рекомендациями СНиП 3.09.01-85.
3 .20 . Вследствие различной эффективности действия химических добавок, зависящей не только от вида и марки цемента, но и конкретного завода-изготовителя цемента, а также состава бетона, режимы тепловой обработки бетона с химическими добавками следует назначать опытным путем. При этом следует иметь в виду, что:
применение ускорителей тверде н ия позволяет снизить температуру разогрева бетона на 10 - 20 °С при неизменном общем цикле тепловой обработки или сократить режим на 2 - 3 ч при неизменной температуре разогрева бетона;
при применении добавок-пластификаторов, в том числе суперпластификаторов, корректировка режима тепловой обработки должна быть увязана с технологическим приемом и целью их введения, а именно: при пластификации смесей или экономии цемента при равной удобоуклад ы ваемости бетонной смеси режимы тепловой обработки должны корректироваться в сторону увеличения продолжительности предварительного выдерживания и времени разо грева;
при уменьшении В / Ц и равной удобоукладываемости смеси режимы тепловой обработки могут оставаться неизменными. Для ряда добавок-пластификаторов, особенно суперпластификаторов, возможно снижение температуры разогрева изделий на 20 - 30 °С для цементов I и II групп (для термосных режимов) или сокращение длительности изотермического выдерживания на 1 - 2 ч (для изотермических режимов).
3 .21 . При выгрузке изделий из камер температурный перепад между пов е рхностью изделий и температурой окружающей среды не должен превыш ать 40 °С.
3 .22 . Изделия после распалубки в холодное время года (при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5 °С) необходимо выдерживать в цехе не менее 12 ч с целью уменьшения температурно-влажностны х напряжений, приводящих к образованию трещин в изделиях. Ориентировочный прирост прочности бетона в течение этого периода может приниматься по табл. 6 .
Таблица 6
Класс (марка) бетона |
Коэффициент увеличения прочности бетона изделий при распалубочной прочности, % от R 28 |
||
45 - 50 |
55 - 60 |
65 - 70 |
|
В15 (200 ) |
1 ,1 - 1,15 |
1 ,05 - 1 ,12 |
- |
В22,5 ( 300 ) |
1 ,1 - 1 ,15 |
1,05 - 1 ,12 |
1,04 - 1,09 |
В30 ( 400 ) |
1,09 - 1 ,15 |
1 ,05 - 1 ,09 |
1 ,04 - 1 ,08 |
В37,5 ( 500 ) |
1 ,06 - 1 ,12 |
1 ,05 - 1 ,09 |
1 ,04 - 1 ,09 |
Особенности тепловой обработки в камерах непрерывного действия
3 .23 . При тепловой обработке изделий в камерах непрерывного действия их прогрев осуществляется с применением «глухого» пара (регистров). Для повышения влажности среды следует дополнительно пре д усматривать подачу «острого» пара через перфорированные трубы. В горизонтальных камерах регистры устанавливаются на полу и под потолком. В вертикальных камерах регистры устанавливаются вдоль боковых стен по ее высоте. В качестве теплоносителя используется, как правило, водяной насыщенный пар давлением 0 ,5 - 0 ,6 М Па.
3 .24 . При прогреве изделий в камерах непрерывного действия следует применять изотермические режимы тепловой обработки в соответствии с рекомендациями п. 3.12 .
3 .25 . Отличительная особенность тепловой обработки изделий в камерах непрерывного действия состоит в том, что формы-вагонетки с изделиями перемещаются вдоль камеры, проходя при этом три зоны с различными температур н о-влажностными параметрами: зону предварительной выдержки, зону активной тепловой обработки и зону остывания.
3 .26 . В горизонтальных камерах непрерывного действия температурные зоны должны быть р азделены. Для р азделения зон рекомендуется применять механизированные шторные разделители (по типу СМ Ж-411 конструкции Гипростроммаш а), а при их отсутствии - воздушные завесы (конструкции СКТ Б Г лавмоспромстройматериал ов) или шторы из теплостойкой резины.
В вертикальных камерах непрерывного действия указанные в п. 3.25 зоны предопределены конструкцией камеры и создаются самопроизвольно без использования специальных разделителей.
С целью экономии тепловой энергии торцы горизонтальных камер рекомендуется оборудовать дверьми с механическим приводом (по типу С МЖ -445 конструкции Гипростроммаша) или специальными герметизирующими устройствами конструкции СК ТБ Главмоспромстройматериа лов.
3 .27 . Пребывание изделий в зоне предварительной выдержки (для горизонтальных камер - в форкамере) должно быть не менее одного часа. Рекомендуется создавать в форкамере температуру 40 - 60 °С и относительную влажность 40 - 60 % и за счет рециркуляции паровоздушной среды, отбираемой из зоны охлаждения.
3 .28 . В зоне активной тепловой обработки производится нагрев и изотермическая выдержка изделий. Температура среды в этой зоне должна быть не более 80 - 85 °С при относительной влажности среды не менее 90 %. Отличительной особенностью зоны активной тепловой обработки в горизонтальных камерах является равномерность распределения температур среды по длине зоны, за исключением участков длиной 5 - 10 м у ее торцов.
Для интенсификации теплообмена между средой и изделием рекомендуется осуществлять в зоне активной тепловой обработки рециркуляцию среды. Скорость движения паровоздушной среды не должна превышать 1 м/с.
При двухсменном режиме работы предприятия (по формованию) в третью (нерабочую) смену в зоне активной тепловой обработки должна поддерживаться температура изотермической выдержки.
3 .29 . В зоне остывания горизонтальных камер изделия охлаждаются до 60 °С воздухом, отбираемым из цеха приточной установкой. Отработанный нагретый воздух подается в форкамеру либо удаляется вытяжной установкой в атмосферу.
Применение вытяжного вентилятора при нахождении изделий в зоне остывания менее 1 ч нецелесообразно.
3 .30 . При изготовлении изделий на двухъярусных станах в верхнем ярусе рекомендуется осуществлять нагрев изделий до 60 °С при относительной влажности среды 40 - 60 %, а изотермическое выдерживание при температуре 80 - 85 °С производить в нижнем ярусе стана при относительной влажности не менее 90 % .
3 .31 . При изменении ритма работы конвейера следует производить соответствующую корректировку режимов тепловой обработки изделий.
Особенности тепловой обработки изделий в термоформах и кассетных установках
3 .32 . При тепловой обработке железобетонных изделий в термоформах и кассетных установках прогрев бетона осуществляется контактно-кондуктивным способом путем подачи теплоносителя (па ра, горячей воды, разогретого масла и др.) в тепловые отсеки (в бортах и поддоне форм , в стендах, в кассетных установках) или размещения в этих отсеках электронагревателей.
3 .33 . Конструктивное исполнение тепловых отсеков при использовании любых теплоносителей и электронагревателей должно обеспечивать однородность температурного поля на поверхности теплового отсека, непосредственно контактирующего с бетоном изделий, в процессе всей тепловой обработки. Допустимый перепад температур не должен превышать 10 °С. С этой целью рекомендуется применять эжекторную систему пароснабжения с давлением пара 0 ,3 - 0 ,4 МПа.
3 .34 . При тепловой обработке в термоформах и на обогреваемых стендах изделий, имеющих большие открытые (неопалубленные) поверхности, через которые происходит контакт с окружающей средой, в процессе нагрева и последующего выдерживания происходит испарение влаги из бетона, что может привести к снижению его физико-механических свойств и образованию трещин на поверхности изделий. Для предотвращения интенсивных влагопотерь из бетона и снижения теплопотерь в окружающую среду тепловая обработка изделий в термоформах и на обогреваемых стендах должна осуществляться с обязательным укрытием неопалубленных поверхностей паронепроницаемыми и теплозащитными материалами. В качестве таких укрытий могут быть использованы пленочные покрытия и пленкообразующие составы со слоем плитной теплоизоляции, многослойные пленочные покрытия с воздушными прослойками, инвентарные термовлагоизоляционные покрывала.
В холодный период года каждая термоформа должна быть укрыта теплоизолированной крышкой.
Благоприятные темпера ту рно-влажностны е условия твердения бетона при прогреве в термоформах (особенно в условиях сухого и жаркого климата) могут быть получены путем создания «покрывающих водных бассейнов» толщиной 3 - 5 см.
3 .35 . Для ускорения прогрева изделий целесообразно бетонную смесь укладывать в предварительно подогретые формы, а также применять предварительно разогретые до 50 °С бетонные смеси.
3 .36 . С целью снижения удельных энергозатрат при использовании отдельных термоформ целесообразно осуществлять тепловую обработку в пакете. При установке термоформ в пакет уменьшаются температурные перепады по сечению изделий, так как нагрев их происходит с двух сторон. Верхняя термоформа в пакете закрывается теплоизолированной крышкой. Борта форм должны быть заполнены теплоизоляционным материалом.
3 .37 . При изготовлении объемных элементов (шахт лифтов, коллекторов и т.п.) в термоформах обработка производится с помощью подвижных и неподвижных тепловых секций. С целью снижения продолжительности тепловой обработки объемных изделий рекомендуется применение двухстороннего прогрева путем подачи пара с помощью эжектора, как в тепловые секции, так и во внутреннюю полость сердечника формы.
3 .38 . При изготовлении в термоформах длинномерных предварительно напряженных железобетонных изделий пар подается в тепловые секции, расположенные в поддоне, неподвижных и подвижных бортах формы. Вследствие большой длины изделий реко мендуется распределять пар в секциях с помощью перфорированного трубопровода, уложенного в нижней части секций.
3 .39 . При тепловой обработке изделий в термоформах и кассетных установках с использованием в качестве теплоносителя пара необходимо периодически удалять из тепловых отсеков конденсат, накопление которого приводит к нарушению заданного режима тепловой обработки.
3 .40 . Тепловая обработка изделий в термоформах, обогреваемых отсеках и кассетных установках может осуществляться по режимам, включающим в себя термосную или изотермическую стадию выдерживания. Применение термосных режимов обеспечивает значительное сокращение (в 1 ,5 - 2 раза) расхода тепловой энергии.
3 .41 . Изотермические режимы рекомендуется применять пр и тепловой обработке изделий в одиночных термоформах - по данным табл. 3 . При двух и более оборотах набранных в пакет форм или кассетных машин в сутки режимы тепловой обработки ориентировочно могут приниматься по данным табл. 7 (при расположении паровых отсеков через два рабочих отсека ).
Таблица 7
Класс (марка) бетона |
Толщина бетона в изделиях, мм |
Режим те п лов ой обработки при 80 - 90 ° С, ч |
В 12,5 (150 ) |
До 100 |
9 (1 + 4 + 4 ) |
В12 ,5 (150 ) |
100 - 200 |
11 (1 + 5 + 5 ) |
В15 (200 ) |
До 100 |
8 (1 + 3 ,5 + 3 ,5 ) |
В 15 (200 ) |
100 - 200 |
9,5 (1 + 4 + 4,5 ) |
В 25 (350 ) |
До 100 |
7 (1 + 3 + 3 ) |
В 25 (350 ) |
100 - 200 |
8 ,5 (1 + 3 ,5 + 4 ) |
Примечания : 1 . Режим тепловой обработ ки включает время подъема температуры в т епловом отсеке, изотермического выдерживания с подаче й пара в отсеки, выдерживания без подачи пара в отсеки. 2 . При прогреве изделий с двух сторо н через один рабочий отсек общий цикл тепловой обработки уменьшается на 1 ч за счет изотермического выдерживания. |
3 .42 . При изготовлении изделий в кассетных формах , учитывая, что бетон находится в практически замкнутом жестком объеме и неопалубленная поверхность незначительна, допускается подъем температуры в бетоне осуществлять без предварительной выдержки со скоростью до 60 °С/ч, но при этом максимальная температура на контакте бетона с поверхностью теплового отсека не должна быть выше 100 °С.
3 .43 . С целью увеличения оборачиваемости термоформ и кассетных машин рекомендуется производить двухстад и йную тепловую обработку изделий: первую стадию до приобретения бетоном распалубочной прочности, составляющей, как правило, до 50 % проектной прочности, и вторую - при последующем твердении в соответствующих температурн о-влаж ностны х условиях (камеры дозревания без подачи пара, в цехе или на складе при положительных температурах) до достижения отпускной прочности.
Режимы двухстадийной тепловой обработки изделий, изготовляемых по стендовой и кассетной технологии , принимаются по табл. 8.
Таблица 8
Вид технологии |
Класс бетона |
Толщина изде л ий, мм |
Режимы выдерживания, ч |
|
I стадия при t = 75 - 80 ° С |
II стадия п ри t = 60 - 70 ° С |
|||
Стендовая (термоформы) |
До В 15 |
200 - 400 |
9 (3 ,5 + 5 + 0 ,5 ) |
5 |
Более В 15 |
200 - 400 |
7 ,5 (3 + 4 + 0 ,5) |
4 |
|
Кассетная |
В 15 |
До 100 |
при t = 80 - 90 ° С 6 (1 + 3 ,5 + 1 ,5 ) |
5 |
В25 |
До 100 |
5 (1 + 2 ,5 + 1 ,5 ) |
4 |
|
В 15 |
100 - 200 |
6 ,5 (1 + 4 + 1 ,5 ) |
5 |
|
В25 |
100 - 200 |
5 ,5 (1 + 3 + 1 ,5 ) |
4 |
|
П рим ечания : 1 . Вторая стадия тепловой обработки может производиться в агрегатах любого типа. 2 . Перерыв между первой и второй стадиями тепловой обработки должен быть не более 1 ч. |
3 .44 . При использовании термосного выдерживания разогретых изделий в пакете термоформ или кассетных установках требуемая температура разогрева бетона в зависимости от группы цемента, класса бетона по прочности, заданной распалубочной прочности и оборачиваемости кассет может ориентировочно приниматься по данным табл. 9 (для типовых кассетных машин Гипро ст роммаша с утепленными паровыми отсеками).
Таблица 9
Число оборотов в сутки |
Группа цемента |
Класс (марка) бетона |
Температура разогрева бетона, ° С, в зависимости от заданной усредненной относительной прочности бетона, % от R 28 |
||
50 |
60 |
70 |
|||
1 |
I |
В 10 - В15 (150 - 200 ) |
50 |
60 |
75 |
В22,5 ( 300 ) |
45 |
55 |
65 |
||
II |
В 10 - В15 (150 - 200 ) |
55 |
70 |
85 |
|
В22,5 ( 300 ) |
50 |
60 |
75 |
||
2 |
I |
В 10 - В15 (150 - 200 ) |
65 |
80 |
95 |
В22,5 ( 300 ) |
55 |
65 |
85 |
||
II |
В 10 - В15 (150 - 200 ) |
70 |
85 |
100 |
|
В22,5 ( 300 ) |
60 |
75 |
90 |
||
Примечан ия : 1 . При назначении длительности отдельных стадий термосного режима следует руководствоваться рекомендациями, приведенными в п. 3.16 , исключив при этом время предварительного выдерживания. 2 . При указанных температурах разогрева относительная прочность бетона в периферийном слое изделий меньше усредненной относительной прочности бетона в горячем состоянии примерно на 10 %. |
Особенности тепловой обработки бетона с повышенными требованиями по морозостойкости
3 .45 . К бетонам с повышенными требованиями по морозостойкости относятся бетоны с F = 100 и более по ГОСТ 10060 -76 .
3 .46 . Повышенная морозостойкость бетонов достигается следующими технологическими приемами:
применением соответст в ующего типа цемента;
назначением возможно более низких значений в одоц ементного отношения и удобоуклады ваемости смеси;
введением в бетонную смесь воздухововлекающих , пластифицирующих и комплексных добавок на их основе.
3 .47 . Для получения бетонов повышенной морозостойкости без введения воздухововлекающих, пластифицирующих и комплексных добавок должны применяться морозостойкие заполнители и низко-алюминатные портландцементы (с содержанием минерала С3А не более 6 %) без минеральных добавок типа трепела или опоки.
Применение пуццоланов ы х портландцементов и обычных шлакопортландцементов с повышенным содержанием шлака допускается лишь в бетонах, изготовляемых с приме нением упомянутых выше химических добавок.
3 .48 . Использование воздухововлекающих, пластифицирующих и комплексных добавок для повышения морозостойкости и водонепроницаемости бетона должно осуществляться в соответствии с Пособием по применению химических добавок в бетоне ( М .: Стройиздат, 1981).
3 .49 . При изготовлении изделий с повышенными требованиями по морозостойкости должны соблюдаться общие требования по технологии изготовления, обеспечивающие получение плотного бетона с бездефектной структурой, особенно поверхностных слоев изделий.
3 .50 . Режимы тепловой обработки изделий из бетонов повышенной морозостойкости должны быть мягкими и включающими:
предварительное выдерживание не менее 3 ч;
подъем температуры среды со скоростью не более 20 °С /ч;
изотермическое или термосное выдерживание разогретых изделий до достижения требуемой прочности.
3 .51 . Расчетная температура разогрева бетонов, к которым предъявляются повышенные требования по морозостойкости, должна назначаться минимально возможной для получения в заданный срок требуемой прочности и не превышать 80 °С.
Особенности тепловой обработки преднапряженных конструкций
3 .52 . Режимы тепловлажностной обработки предварительно напряженных изделий необходимо назначать не только из условий получения требуемой прочности бетона (передаточной, проектной , отпускной), но и учитывать ряд особенностей, связанных с наличием напрягаемой арматуры (проволочной, канатной, стержневой), натянутой на упоры стенда или силовой формы, иначе при тепловлажностной обработке может произойти снижение качества предварительно напряженных конструкций вследствие:
возникновения трещин (поперечных и продольных) при нагреве и охлаждении из-за неравномерного прогрева и охлаждения бетона, металлических форм и напрягаемой арматуры;
уменьшения (сверх допустимого по проекту) величины предварительного напряжения в арматуре при стендовой технологий изготовления от температурного перепада (разности между темпера турой напрягаемой арматуры, находящейся в пределах нагретой камеры, и температурой наружной среды, в которой находятся устройства, воспринимающие усилия предварительного напряжения);
обрыва предварительно напряженной арматуры и временных анкеров на свободных участках до передачи усилия обжатия на бет о н;
ухудшения анкеровки арматуры на опорных участках или вдоль конструкции, увеличения зоны передачи напряжения;
увеличения ширины раскрытия трещин при эксплуатационных воздействиях.
3 .53 . С целью предотвращения возникновения трещин при тепловой обработке предварительно напряженных конструкций, изготовляемых на стендах и в силовых формах, необходимо предусматривать:
обеспечение условий, при которых величина перепада между температурой среды в камере и упоров при изготовлении изделий на стендах не превышала 65 °С, а температура разогрева бетона не превыш ала 80 °С;
при изготовлении изделий в силовых формах предварительное выдерживание, не превышающее 1 ч;
регулирование начального предварительного напряжения в арматуре.
3 .54 . Режимы тепловой обработки предварительно напряженных конструкций при изготовлении на стендах приведены в табл. 10 .
Таблица 10
Режимы тепловой обработки |
Время, ч |
Подъем температуры до 80 °С |
7 |
Изотермическое выдерживание при 80 °С |
6 ,5 |
Остывание |
1 ,5 |
При изготовлении предварительно напряженных конструкций в силовых формах время подъема температуры сокращается на 2 ,5 ч, а время остывания на 1 ,5 ч по сравнению с данными, приведенными в табл. 3, при сохранении неизменным общего цикла тепловой обработки.
3 .55 . С целью исключения возможности появления трещин в бетоне при стендовом изготовлении может быть использован метод регулирования предварительного напряжения и при охлаждении изделий. В этом случае регулирование предварительного напряжения производится путем отпуска натянутой арматуры с момента начала охлаждения изделий.
При стендовой технологии изготовления, кроме отпуска напряжения арматуры на неостывающий бетон для предотвращения температурных трещин, рекомендуется также устройство съемных вкладышей и температурных швов в металлических формах, частичная распалубка изделия (удаление фиксаторов при достижении прочности бетона не менее 3 М Па), а также предварительный подогрев формы.
3 .56 . Для предотвращения технологических трещин и ухудше н ия анкеровки предварительно напряженной арматуры, натянутой на силовые формы, рекомендуются следующие мероприятия:
размещение изделий с поддоном в камере сразу после формования;
немедленная после тепловлажностной обработки передача усилия обжатия на горячий бетон и распалубка изделия;
уменьшение величины перепад а между максимальной температурой изделия при распалубке и температурой воздуха цеха (за счет снижения температуры прогрева, ограничения доступа холодного воздуха в цех, уст ройств тепловых завес и др.).
3 .57 . С целью исключения вредного влияния температурных деформаций на качество изделий, изготовляемых по агрегатно-поточной и конвейерной технологии, следует использовать поддоны:
у которых равнодействующая сил натяжения (усилия предварительного напряжения) приложена центрально или с минимальным эксцентриситетом относительно центра тяжести сечения поддона;
открытого профиля (для многопустотных настилов и др.), которые при охлаждении меньше выгибаются и тем самым уменьшается возможность возникновения трещин.
В зависимости от конкретных условий производства , способов тепловлажностной обработки конструкций, перед вводом в эксплуатацию новых силовых форм (поддонов) рекомендуется их опытная проверка для предотвращения в озможности возникновения трещин в бетоне.
3 .58 . Для исключения возможности обрыва стержневой арматуры или высаженных головок и других временных анкеров при нагреве в процессе тепловой обработки предварительно напряженных конструкций , изготовляемых в силовых формах, необходимо применять химические добавки, замедляющие рост прочности бетона в период подъема температур и особенно при использовании бетонов класса В22 ,5 (М300) и более.
3 .59 . Тепловую обработку предварительно напряженных конструкций, изготовляемых в силовых формах, необходимо производить в неглубоких камерах периодического действия с установкой изделий в один ярус или в туннельных камерах с коэффициентом заполнения не менее 0 ,1 .
3 .60 . При изготовлении предварительно напряженных конструкций в зимнее время на полигонах при отрицательных температурах режим тепловой обработки увеличивается на 2 ч за счет периода изотермического выдерживания.
4 . ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЛЕГКИХ БЕТОНОВ
4 .1 . При назначении режима тепловой обработки изделий из легких бетонов существенное влияние оказывают не только особенности применяемого цемента, класса бетона, удобоукладываемость бетонной смеси, но и структура бетона (плотная, поризованная ), наличие в его составе вовлеченного воздуха и объем его, прочность и объемная концентрация крупного пористого заполнителя, гидравлическая активность мелких пористых заполнителей, зол и золошлаковых отходов ТЭС.
4 .2 . Для конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов, применяемых при изготовлении ограждающих конструкций зданий, режим тепловой обработки должен обеспечить минимально возможную отпускную влажность бетона изделий, не превышающую в процентах по объему:
15 - для бетона панелей и блоков производственных зданий и бетонов на вспученном перлитовом песке и золах ТЭС;
13 - для бетона панелей и блоков жилых и общественных зданий (за исключением приготовленных на вспученном перлитовом; песке и золах ТЭС).
4 .3 . Для обеспечения минимальной отпускной влажности тепловую обработку следует проводить в условиях, способствующих испарению влаги из изделий .
Такой прогрев может осуществляться в тепловых установках , периодического и непрерывного действия (в камерах ямного, туннельного и щелевого типа), оборудованных регистрами, ТЭНами, калориферами, инфракрасными излучателями или теплогенераторами для сжигания природного газа. Максимальная температура среды в камерах сухого прогрева может быть повышена в зависимости от необходимой длительности тепловой обработки до 150 °С. С целью обеспечения заданной влажности изделий камеры рекомендуется оборудовать системой вентиляции.
При тепловой обработке в термоформах не следует укрывать открытую поверх н ость изделий.
4 .4 . Тепловлажностную обработку в паровоздушной среде с относительной влажностью 85 - 95 % и температурой 90 - 95 °С допускается проводить для изделий, изготовляемых из конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов с низким начальным водосодержанием, или при производстве панелей для промышленного строительства при условии обеспечения требований п. 4.2 .
4 .5 . При назначении режимов тепловой обработки изделий на конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов следует учитывать следующие особенности кинетики роста их прочности ;
замедление темпа нарастания прочности при тепловой обработке бетонов на гидравлически активных мелких заполнителях (дробленом керамзитовом песке, золе ТЭС) тем сильнее, чем ниже температура в тепловой установке;
увеличение содержания вовлеченного воздуха и снижение проектной прочности и плотности бетона приводят к замедлению темпа нарастания прочности при тепловой обрабо т ке, проявляющегося тем заметнее, чем ниже температура в тепловой установке;
при снижении плотности и прочности крупного пористого заполнителя темп нарастания прочности при прочих равных условиях повышается, и проявляется тем заметнее, чем ниже температура в. тепловой установке.
Ориентировочные данные по кинетике нарастания прочности конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов приведены в табл. 11.
4 .6 . При назначении ре жим а тепловой обработки изделий из конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов необходимо учитывать замедленный темп нарастания прочности бетона в самом изделии по сравнению с кинетикой роста прочности в той же тепловой установке контрольных образцов-кубов. Это обусловлено замедлением прогрева бетона в изделии вследствие низкой его теплопроводности, проявляющимся тем больше, чем ниже плотность бе тона, больше толщина изделия , меньше относительная влажность паровоздушной среды, снижающая величину коэффициента теплоотдачи. Для ориентировочного определения средней прочности бетона в изделиях значение прочности образца-куба следует принимать с коэффициентами, приведенными в табл. 12 .
Таблица 11
Класс (марка) бетона |
Длительность изотермической выдержки, ч |
Прочность легкого бетона через 0 ,5 ч, % от проектной при различных мелких заполнителях и температуре, ° С |
||||||||
песок пористый |
зола ТЭС |
песок плотный |
||||||||
60 |
80 |
95 |
60 |
80 |
95 |
60 |
80 |
95 |
||
В3,5 (50 ) |
6 |
10 - 15 30 - 35 |
20 - 25 40 - 45 |
30 - 40 50 - 60 |
15 - 20 30 - 35 |
40 - 45 50 - 55 |
50 - 60 55 - 65 |
30 - 35 45 - 50 |
45 - 50 55 - 60 |
50 - 55 60 - 65 |
10 |
25 - 30 45 - 50 |
35 - 40 55 - 60 |
55 - 60 70 - 75 |
35 - 40 50 - 55 |
50 - 55 65 - 70 |
70 - 75 75 - 80 |
50 - 55 65 - 70 |
65 - 70 75 - 80 |
70 - 75 80 - 85 |
|
14 |
35 - 40 50 - 55 |
45 - 50 65 - 70 |
70 - 75 80 - 85 |
45 - 50 60 - 65 |
60 - 65 75 - 80 |
80 - 85 85 - 90 |
60 - 65 75 - 80 |
70 - 75 85 - 90 |
75 - 80 90 - 95 |
|
18 |
40 - 45 55 - 60 |
55 - 60 70 - 75 |
75 - 80 85 - 90 |
50 - 55 65 - 70 |
65 - 70 80 - 85 |
85 - 90 85 - 90 |
65 - 70 80 - 85 |
75 - 80 85 - 90 |
80 - 85 90 - 95 |
|
В 5 (75 ) |
6 |
20 - 25 35 - 40 |
25 - 30 45 - 50 |
45 - 45 55 - 45 |
25 - 30 40 - 45 |
40 - 45 55 - 60 |
55 - 60 60 - 70 |
40 - 45 55 - 60 |
45 - 50 60 - 65 |
50 - 55 65 - 70 |
10 |
35 - 40 50 - 55 |
45 - 50 60 - 65 |
60 - 65 70 - 75 |
45 - 50 60 - 65 |
60 - 65 70 - 75 |
75 - 80 80 - 85 |
60 - 65 70 - 75 |
65 - 70 75 - 80 |
70 - 75 80 - 85 |
|
14 |
45 - 50 60 - 65 |
55 - 60 70 - 75 |
75 - 80 80 - 85 |
55 - 60 65 - 70 |
70 - 75 80 - 85 |
80 - 85 85 - 90 |
65 - 70 80 - 85 |
75 - 80 85 - 90 |
80 - 85 90 - 95 |
|
18 |
50 - 55 65 - 70 |
60 - 65 75 - 80 |
80 - 85 85 - 90 |
60 - 65 75 - 80 |
70 - 75 80 - 85 |
75 - 80 85 - 90 |
75 - 80 85 - 90 |
80 - 85 90 - 95 |
85 - 90 90 - 95 |
|
В 7,5 (100 ) |
6 |
25 - 30 - |
30 - 35 - |
40 - 50 - |
35 - 40 - |
50 - 55 - |
55 - 65 - |
40 - 45 - |
50 - 55 - |
55 - 60 - |
10 |
40 - 45 - |
50 - 55 - |
60 - 65 - |
45 - 50 - |
65 - 70 - |
75 - 80 - |
60 - 65 - |
70 - 75 - |
75 - 80 - |
|
14 |
50 - 55 - |
60 - 65 - |
75 - 80 - |
60 - 65 - |
70 - 75 - |
80 - 85 - |
70 - 75 - |
80 - 85 - |
80 - 85 - |
|
18 |
55 - 60 - |
65 - 70 - |
80 - 85 - |
70 - 75 - |
80 - 85 - |
85 - 90 - |
75 - 80 - |
85 - 90 - |
85 - 90 - |
|
Примечан ие . Данные таблицы относятся к бетонам с вовлеченным воздухом, приготовленным на крупном заполнителе с маркой по пр о чности П 100 и более - над чертой и П 50 - под чертой. |
Таблица 12
Длительность тепловой обработки, ч |
Ко э ффициент снижения средней прочности бетона изделий при тепловой обработке в камере при |
|||
пропарива н ии при t = 90 - 95 ° С с использованием песка |
сухом прогреве при t = 100 - 120 °С с использованием песка |
|||
плотного |
пористого или золы |
плотного |
пористого или золы |
|
6 |
0 ,65 - 0 ,75 |
0,4 - 0,5 |
0 ,5 - 0 ,6 |
0 ,1 - 0 ,2 |
10 |
0 ,85 - 0,9 |
0 ,8 - 0 ,9 |
0 ,7 - 0 ,8 |
0 ,3 - 0 ,4 |
14 |
0 ,9 - 0 ,95 |
0 ,85 - 0 ,95 |
0 ,8 - 0 ,9 |
0 ,8 - 0 ,9 |
18 |
0 ,95 - 1 |
0,95 - 1 |
0 ,9 - 0 ,95 |
0 ,9 - 0 ,95 |
Примечан ие . Данные относятся к бетону с средней плотностью 1000 кг/м3 при толщине изделия 35 см.
4 .7 . При тепловой обработке изделий из конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов, изготовленных на гидравлическ и активных мелких заполнителях, содержащих активные пылевидные фракции (золы ТЭС, дробленый керамзитовый песок), следует использовать режимы с максимально высокой температурой среды на стадии изотермического прогрева (95 - 140 °С) для обеспечения наиболее полного протекания реакции между активным кремнеземом мелких пористых заполнителей и продуктами гидратации твердеющего цементного камня и возможности использования этого эффекта для повышения прочности и снижения плотности легкого бетона.
4 .8 . В случаях, когда по условиям организации технологического процесса, например, при формировании изделий в две смены, имеется возможность увеличить цикл тепловой обработки, следует применять энергосберегающие режимы с пониженной температуро й разогрева, назначаемые с учетом кинетики роста прочности легкого бетона в зависимости от его класса (марки), вида мелкого и прочности крупного заполнителей с использованием ориентировочных, данных табл. 11 и 12 .
При назначении таких режимов тепловой обработки следуе т обеспечивать достижение требуемой распалубочной прочности бетона в изделиях, которая должна составлять не менее 2 МПа (20 кГс/см2 ) при наличии кантователей и ЗМПа (30 кГс/см2 ) при их отсутствии, но не менее 35 % от проектного класса (марки) бетона.
4 .9 . В целях экономичного использования тепловой энерги и при назначении режимов тепловой обработки следует учитывать последующее нарастание прочности бетона изделий в процессе их остывания в цехе в течение 12 ч в соответствии с данными, приведенными в табл. 13 .
4 .10 . При установлении продолжительности и температуры тепловой обработки изделий и з конструкционно-тепло изоляционных легких бетонов необходимо проверять после тепловой обработки достижение требуемой отпускной влажности бетона в изделиях ( W , % ) по формуле
W = 0 ,1 [В - 0,15Ц - i τ ( 1 / Δ )], ( 4 )
где В - количество воды в свежеотформованной бетонной смеси с учетом влаги, содержащейся в заполнителе и растворе химической добавки, кг/м 3 ; Ц - расход цемента, кг/м3 ; i - интенсивность испарения воды из изделия, кг/м2 × ч, определяемая по табл. 14 ; τ - общая продолжительность тепловой обработки, ч; Δ - толщина изделия, м.
Таблица 13
Распалубоч н ая прочность, % от проектной |
35 - 40 |
40 - 50 |
50 - 60 |
60 - 70 |
70 - 80 |
Коэффициент увеличения прочности бетона изделий при ост ы вании |
2 - 2 ,3 |
1 ,6 - 2 |
1,4 - 1 ,6 |
1 ,2 - 1 ,4 |
1 ,1 - 1 ,2 |
Значения В и Ц устанавливаются по данным о фактическом составе бетона , а при предварительных расчетах принимаются: Ц - п о СНиП 5 .01 .23-83 , В - п о табл. 12 и 13 Руководства по заводской технологии изготовления наружных стеновых панелей из легких бетонов на пористых заполнителях (М.: Стройиздат, 1980 ).
Таблица 14
Начальное влагосодер ж ание В , л/ м3 |
Интенсивность испарения воды i , к г/м2 × ч, при средней температуре паровоздушной среды ( φ = 40 % ) в камере, ° С |
|||||||
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
140 |
|
230 - 260 |
0 ,55 |
0 ,6 |
0 ,7 |
0 ,8 |
0 ,9 |
1 ,1 |
1 ,3 |
1,6 |
200 - 220 |
0 ,45 |
0 ,5 |
0 ,55 |
0 ,65 |
0 ,75 |
0 ,9 |
1 |
1 ,2 |
160 - 190 |
0 ,4 |
0,45 |
0 ,5 |
0 ,6 |
0 ,7 |
0 ,8 |
0 ,9 |
1 |
Рассчитанная по формуле ( 4) величина W не должна превышать более чем на 2 % требуемую отпускную влажность легкого бетона согласно п. 4.2.
4 .11 . В случаях, когда рассчитанная по формуле ( 4 ) или определенная экспериментально влажность легкого бетона выше требуемых значений, необходимо принять меры для ее уменьшения. Для этого следует, в первую очередь, использовать технологические приемы, снижающие начальное водосодержание бетонной смеси: уменьшение расхода воздухововлекающей добавки, применение одновременно с воздухововлекающей пластифицирующей добавки, исключение возможности применения горячего керамзита, повышение жесткости смеси и др. Во-вторых, следует провести ме роприятия для интенсифицирования процесса испарения влаги: принудительную вентиляцию в период остывания, повышение температуры тепловой обработки, а при отсутствии таких возможностей рассмотреть целесообразность увеличения длительности тепловой обработки.
Таблица 15
Объем вовлеченного воздуха, % |
Жесткость смеси, с |
Время предварительного выдерживания, ч |
0 - 5 |
11 - 20 |
0 ,5 - 1 |
5 - 10 |
5 - 10 |
1 - 1,5 |
5 - 10 |
5 - 10 |
1 ,5 - 2 ,5 |
10 - 15 |
5 |
2 ,5 - 3 ,5 |
4 .12 . Длительность предварительного выдерживания и скорость подъема температуры среды при тепловой обработке изделий из конструкционно-теплоизоляционного бетона принимаются в соответствии с данными табл. 15 и 16 .
Таблица 16
Способы тепловой обработки |
Скорость подъема температуры среды , ° С/ч , не более |
Сухой прогрев в камерах |
50 |
Прогрев в термоформах |
40 |
Пропаривание в камерах |
30 |
Примечан ие . При применении предварительного разогрева смеси или разогрева изделий в форкамерах предварительная выдержка составляет 0 ,5 - 1 ч, а скорость подъема температуры в них - 30 - 45 °С/ч. |
Таблица 17
Способ тепловой обработки |
Продолжительность изотермического прогрева, ч |
Сухой прогрев при температуре до 150 ° С |
6 - 8 |
Пропар и вание в термоформах |
5 - 7 |
Пропаривание в камерах острым паром при температуре 85 - 95 °С |
4 - 6 |
Пропаривание в закрытых формах (кассетах) при температуре 95 - 100 ° С |
5 - 7 |
Тепловая обработка с подогревом в форкамерах при температуре 30 - 40 °С |
5 - 7 |
Тепловая обработка с применением предварительного разогрева смеси |
4 - 6 |
П рим ечание . Большие значения для изделий толщиной 300 - 400 мм, меньшие - при толщине 200 - 300 мм. |
Та бли ца 18
Группа цементов по э ффективности при тепловой обработке |
Класс (марка) бетона |
Длительность изотермического прогр е ва при температуре 80 °С для получения заданной относительной прочности конструкционного легкого бетона через 0 ,5 ч после выхода из камеры, % |
|||
50 |
60 |
70 |
80 |
||
I |
В 12,5 (150 ) |
2 - 4 |
4 - 6 |
8 - 10 |
17 - 20 |
В 15 (200 ) |
2 - 4 |
3 - 5 |
4 - 7 |
8 - 12 |
|
В 25 (350 ) |
1 - 3 |
2 - 4 |
3 - 6 |
7 - 11 |
|
II |
В 12,5 (150 ) |
4 - 6 |
5 - 7 |
9 - 11 |
- |
В 15 (200 ) |
3 - 5 |
4 - 6 |
5 - 8 |
13 - 16 |
|
В 25 (350 ) |
2 - 4 |
3 - 5 |
5 - 7 |
9 - 12 |
|
III |
В 12,5 (150 ) |
6 - 8 |
10 - 12 |
17 - 20 |
- |
В 15 (200 ) |
5 - 7 |
6 - 8 |
8 - 11 |
17 - 20 |
|
В 25 (350 ) |
4 - 6 |
5 - 7 |
7 - 10 |
14 - 17 |
|
Примеч ание . Меньшие значения относятся к тепловой обработке изделий толщиной до 200 мм, приготовленных на п ористых заполнителях минимальной прочност и, большие - толщиной более 300 мм, приготовленных на пористых заполнителях с оптимальной прочностью. |
4 .13 . Продолжительность изотермического прогрева должна определяться временем, необходимым для достижения в центре изделий температуры 65 - 80 °С в соответствии с данными табл. 17 .
4 .14 . Скорость остывания поверхности изделий после изотермического прогрева не должна быть более 40 °С/ч. При выгрузке изделий из камеры температурный перепад между поверхностью и температурой окружающей среды не должен превышать 40 °С.
4 .15 . Скорость остывания поверхности изделий, к которым предъявляются повышенные требования по морозостойк о сти, не должна превышать 20 °С/ч.
4 .16 . Способы и режимы тепловой обработки издели й из конструкционных легких бетонов классов В10 - В30 применяются такие же, как для аналогичных изделий из тяжелых бетонов. При этом следует учитывать: возможность снижения относительной влажности паровоздушной среды в тепловом агрегате; влияние соотношения между прочностью применяемого пористого заполнителя и проектного класса бетона на темп роста его относительной прочности; увеличение длительности изотермического прогрева с увеличением толщины изделия.
4 .17 . Тепловая обработка изделий из конструкционных легких бетонов может производиться по термосному или изотермическому режимам. Время предварительного выдерживания, скорость подъема температуры и температура разогрева бетона должны назначаться в зависимости от начальной прочности бетона, удобоуклад ы ваемости и температуры бетонной смеси, группы применяемого цемента в соответствии с рекомендациями пп. 3.11 - 3.22 .
4 .18 . С увеличением марки по прочности крупного пористого заполнителя при данном классе бетона темп нарастания прочности бетона при тепловой обработке замедляется. В случаях когда марка по прочности пористого заполнителя равна или выше марки бетона, режимы тепловой обработки конструкционных легких бето н ов не отличаются от режимов тепловой обработки равнопрочных тяжелых бетонов. При меньшей прочности заполнителя температура разогрева при термосном выдерживании может быть снижена на 5 - 10 °С (тем больше, чем выше класс бетона и ниже марка по прочности заполнителя), а длительность изотермического периода при температуре 80 °С сокращена до величин, приведенных в табл. 18 .
4 .19 . Длительность охлаждения изделий в камере устанавливается в зависимости от толщины изделия и температуры окружающей среды в момент распалубки в соответствии с данными табл. 19 .
Таблица 19
Толщина изделия, мм |
Длительность охлаждения в камере, ч, при температуре окружающего воздуха, ° С |
||
от + 30 до +20 |
от + 20 до +10 |
от + 10 до -10 |
|
До 200 |
0 ,5 - 1 |
1 - 1 ,5 |
1 ,5 - 2 ,5 |
200 - 300 |
1 - 1 ,5 |
1,5 - 2 |
2 - 3 |
Более 300 |
1 ,5 - 2 |
2 - 2 ,5 |
2 ,5 - 3,5 |
5 . КОНТРОЛЬ И РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ
5 .1 . Эффективный контроль и регулирование режимов тепловой о бработки изделий могут быть осуществлены при выполненном комплексе работ, направленных на нормализацию технологического теплопотреб ления.
Нормализация включает в себя:
паспортизацию действующих тепловых установок на предприятии и расчет агрегатных технологических норм расхода тепловой энергии.
Примечан ие . Расчет агрегатных технологических норм расхода тепловой энергии производится при применении изотермических режимов по СН 513-79 , при термосных режимах - по прил. 3;
стабилизацию работы системы теплоснабжения предприятия путем установки на теплопроводах теплоизоляции (в соответс т вии с нормами допустимых тепловых потерь ВНИПИТеплопроекта для изолированных трубопроводов) и регуляторов давления пара на магистральных трубопроводах, например 21 ч10 НЖ или РД. Настройку регуляторов давления пара рекомендуется производить из условия- поддержания давления пара перед камерами, кассетами и термоформами не более 0 ,3 МП а (2 ат и);
оборудование каждого ввода в тепловую установку дроссельными диафрагмами в соответствии с рекомендациями, изложенными в прил. 4;
устранение утечек пара в паропроводах, запорной арматуре и через неплотности в тепловых установках;
обеспечение работоспособности устройств для отвода и возврата конденсата из тепловых установок.
5 .2 . Обеспечение заданного температурного режима тепловой обработки, позволяющего получить требуемые качественные характеристики бетона изделий, может быть осуществлено с применением :
автоматизированных систем управления и программного регулирования температуры и прочности издел и й;
дроссельных диафрагм, обеспечивающих подачу в тепловые установки расчетного количества тепловой энергии (при отсутствии систем автоматического контроля и регулирования ).
П рим ечание . При пр и менении термосных режимов с использованием систем автоматического регулирования температурный датчик должен регистрировать температуру изделий. С этой целью настройку регулятора следует осуществлять с учетом коррекции между температурой среды и температурой изделия, определяемой отдельно в каждом конкретном случае.
5 .3 . В качестве программных регуляторов температуры рекомендуется использовать:
электронные программные регуляторы типа Р- 31М , выпускаемые Ивано-Франковс ким заводом «Геофизприбор» Минприбора СССР;
пневматические системы программного регулирования типа «Пуск», серийно выпускаемые Усть-Каменогорским заводом приборов Минприбора СССР;
комплексные системы автоматизации тепловлажностной обработки;
систему СПУРТ -1 на элементах пневмоавтоматики (изготовитель - Усть-Каменогорский завод приборов Минприбора СССР);
комплекс СКРЖ на базе блоков Р- 31М (изготовитель - Тернопольский ЭРМЗ Минстроя УССР);
систему СА У- ТО на базе блоков Р-31 М (изготовитель - опытный завод ВНИИжелезобетона).
С той же целью могут быть использованы другие, вновь разрабатываемые программные регуляторы или системы, обеспечивающие регулирование температуры по заданной программе.
5 .4 . Для контроля температуры рекомендуются термометры сопротивления (Т С М, ТСП) и термопары ( ТХК, ТМ К).
Контрольные датчики температуры должны устанавливаться в местах, где температуру среды в тепловой установке можно считать средней. В ямн ы х камерах датчики устанавливаются в специальных нишах внутри камеры на половине ее высоты в месте, исключающем прямое попадание на них потока пара. В камерах непрерывного действия (вертикальных или горизонтальных) контрольный датчик устанавливается в начале зоны с максимальной температурой среды по возможности на уровне изделия.
При прогреве изделий через паровые рубашки контрольный датчик температуры может помещаться н а линии отвода конденсата не далее 0 ,5 м от формы.
Для гара н тии постоянного нахождения датчика в проточном к онденсате на конденсатоотводной линии отвода конденсата за датчиком должен быть установлен кон денсатоотводчик или обратный клапан.
Если контрольный датчик показывает температуру выше 95 °С, то это говорит о непосредственном попадании на него струи пара, и необходимо принять соответствующие меры, например уменьшить подачу пара.
Как исключение допускается производить замер температуры в камерах с помощью ртутного термометра или термощупа.
5 .5 . Для обеспечения заданного режима по нормируемому расчетному расходу пара (тепловой энергии) в установке должны быть выполнены мероприятия, указанные в п. 5.1 , и в первую очередь следует стабилизировать давление пара в магистральных трубопроводах. Расче т часового расхода пара и выбор дроссельной диафрагмы, обеспечивающей этот расход, приведены в прил. 4 .
5 .6 . При всех способах контроля оператор заносит в журнал время загрузки камеры (установки), длительност ь отдельных периодов температурного режима, время открытия камеры или выгрузки изделий из тепловой установки.
В зимнее время оператор регистрирует не реже одного раза в смену и записывает в журнал температуру воздуха в цехе, где хранятся распалубленные изделия.
6 . ОСОБЕННОСТИ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА ПРИ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКЕ
6 .1 . Контроль прочности бетона изделий, подвергаемых тепловой обработке, производится в соответствии с требованиями ГОСТ 13015.1-81 или ГОСТ 18105-86 со следующими особенностями для различных видов тепловых установок.
6.2 . При тепловой обработке изделий в камерах периодического действия с применением изотермических режимов контрольные кубы-образцы следует устанавливать в специальных нишах, оборудованных в стенах камер, или на форме верхнего изделия.
Учитывая, что температура кубов-образцов с достаточной степенью точности следует за температурой среды в камере, при применении термосных режимов эти образцы необходимо устанавливать внутри рабочего объема камеры, например, на форме верхнего изделия или специальных площадках, пристроенных к стенкам (нишам) камеры. Устанавливать контрольные образцы в нишу сте н камер при тепловой обработке изделий по термосным режима м запрещается.
6 .3 . При тепловой обработке и з делий в камерах непрерывного действия контрольные кубы-образцы следует устанавливать на формах-вагонетках с изделиями.
6 .4 . При тепловой обработке изделий в кассетах необходимо иметь в виду, что прочность бетона в наиболее слабых (краевых) зонах панелей, как правило, выше, чем у контрольных кубов, устанавливаемых в специальных нишах в паровых отсеках или на верхних торцах изделий под колпаком. В связи с этим к прочности контрольных кубов-образцов, испытываемых через 0 ,5 - 4 ч с момента их распалубки, рекомендуется вводить коэффициенты: 1 ,15 при их прогреве в нишах и 1,3 п ри прогреве под колпаком.
6 .5 . При тепловой обработке изделий в термоформах контрольные образцы прогреваются в специальных нишах-карманах, расположенных в торцах термоформ. При контроле прочности бетона изделий после завершения их тепловой обработк и к прочности этих образцов, испытываемых через 0 ,5 - 4 ч с момента распалубки, рекомендуется вводить коэффициент 1 ,15 .
6 .6 . Если при отсутствии контроля и регулирования температурного режима контрольные кубы-образцы после тепловой обработки не набирают заданную прочность, то прочность бетона в изделиях должна быть установлена неразрушающими методами в соответствии с ГОСТ 17624-78 . Если и в этом случае прочность бетона не отвечает заданным требованиям, изделия должны быть дополнительно выдержаны в тепловых уст ановках без подачи пара.
6 .7 . Если толщина изделия отличается от размера ребра контрольных образцов более чем в три раза, то режимы тепловой обработки изделий должны корректироваться опытным путем с применением неразрушающих методов контроля.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
СООТВЕТСТВИЕ ЗАВОДОВ-ИЗГОТОВИТЕЛЕЙ ГРУППАМ ЦЕМЕНТОВ ПО ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИ ПРОПАРИВАНИИ
№ пп. |
Завод-изготовитель |
Группа цемента |
№ пп. |
Завод-изготовитель |
Группа цемента |
1 |
А к мянск ий |
II |
46 |
Кувасайский |
II |
2 |
А мв росиевский |
II |
47 |
Липецкий |
II |
3 |
Ангарский |
II |
48 |
Магнитогорский |
II |
4 |
Араратский |
III |
49 |
Михайловский |
II |
5 |
Аха н гаран ский |
I |
50 |
Мордовский |
II |
6 |
Ачинский |
I |
51 |
Н овоийски й |
I |
7 |
Бала к лейск ий |
II |
52 |
Н евьян ск ий |
II |
8 |
Бахчисарайский |
I |
53 |
Нижнетагильский |
II |
9 |
Безмеинский |
I |
54 |
Николаевский |
III |
10 |
Бе к абадский |
II |
55 |
Новотроицкий |
II |
11 |
Белгородский |
II |
56 |
Норильский |
II |
12 |
«Большевик» |
II |
57 |
Одесский |
II |
13 |
Бр о ценский |
III |
58 |
«Октябрь» |
II |
14 |
Брянский |
III |
59 |
Ольшанский |
III |
15 |
В олк овы сск ий |
II |
60 |
«Первомайски й» |
III |
16 |
Волховский |
II |
61 |
П икалевский |
I |
17 |
Воркути н ский |
II |
62 |
«Победа Октября» |
II |
18 |
Воскресенский |
I |
63 |
Под г оренски й |
II |
19 |
«Г игант» |
I |
64 |
Подольский |
II |
20 |
Горноза в одский |
I |
65 |
Поро н айский |
III |
21 |
Днепродзер ж инский |
II |
66 |
«Пролетарий» |
II |
22 |
Душанбинский |
I |
67 |
«Пунане К ун да» |
II |
23 |
Днепропетровский |
II |
68 |
Рижский |
II |
24 |
Е н акиевский |
I |
69 |
Руставский |
III |
25 |
Жигулевский |
I |
70 |
Р ы бн ицкий |
II |
26 |
Здолбуновс к ий |
III |
71 |
Са в ин ски й |
I |
27 |
Иван о-Ф ранковский |
II |
72 |
Серебряк ов ский |
II |
28 |
Каменец-Подольский |
I |
73 |
Семипалатинский |
II |
29 |
Кантский |
II |
74 |
С ланцев ский |
II |
30 |
Карагандинский |
II |
75 |
«Спартак» |
II |
31 |
Карадагский |
III |
76 |
Спасский |
II |
32 |
К арач аевочеркесский |
II |
77 |
Старооскольский |
III |
33 |
К осинск ий |
II |
78 |
С т ерлитам акский |
II |
34 |
Катаев-Ивановский |
II |
79 |
Сухоло ж ски й |
II |
35 |
Киевский |
II |
80 |
Тепл о озерский |
I |
36 |
Корки н ский |
II |
81 |
Тимлайский |
II |
37 |
Кос о горск ий |
II |
82 |
Топкинский |
II |
38 |
Краматорский |
II |
83 |
Усть-Каменогорский |
II |
39 |
Краснодарский |
III |
84 |
Ульяновский |
I |
40 |
Красноярский |
II |
85 |
Чернореченский |
II |
41 |
«Красный Октябрь» |
III |
86 |
Чимкентский |
III |
42 |
Криворожский |
II |
87 |
Чечено-Ингушский |
II |
43 |
Кричевский |
III |
88 |
Щуровский |
II |
44 |
Кузнецкий |
III |
89 |
Якутский |
III |
45 |
Курментинс к ий |
III |
90 |
Яшкинский |
III |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ОСТЫВАНИЯ А БЛОКА КАМЕР С ИЗДЕЛИЯМИ
Показатель длительности остывания А , ч, рассчитывается по формуле
( 1 )
где ( c γ )б, V б - с оответственно объемная теплоемкость, кДж /(м3 × С ), и объем бетона изделий в плотном теле, м3 , в блоке камер; ( c γ )о к , V о к - т о же, ограждающих конструкций блока камер; ( c γ ) м , V м - т о же, для металла в блоке камер:
V м = ( g ф + g кр + g п + g со )/ 7800 . ( 2)
Здесь g ф - м асса металла форм в блоке камер, кг; g м - м асса металлических элементов крышек в блоке камер, кг; g п - масса стоек пакетировщиков (направляющих) внутри блока камер, кг; g со - масса стальной обшивки, учитываемая при теплоизоляции ограждений (например, по типовому проекту 409-28-40 ); K 1 F 1 - с оответственно коэффициент теплопередачи, Вт/( м2 × ° С), и площадь поверхности наружных стен блока камер выше нулевой отметки пола, м2; K 2 F 2 - т о же, для наружных стен ниже нулевой отметки пола; K 3 F 3 - то же, для днища блока камер; K 4 F 4 - то же, для крышек блока камер.
Для расчетов рекомендуется принимать следующие значения объемных теплоемкостей с: для тяжелого бетона изделий и ограждающих конструкций каме р - 2500 кДж/(м3 × °С ); для керамзитобетона ограждающих конструкций камер - 1600 кДж/(м3 × °С ) и для металла форм, стоек и т.п. - 3800 кДж/(м3 × °С ).
Таблица 1
Коэффициент |
Значения к оэффициентов теплопередачи, Вт/(м2 × ° С) |
|||
элементы ограждений камер |
при ограждениях из |
|||
тяжелого бетона |
кера м зитобетон а |
|||
K 1 |
Наружные стены выше нулевой отметки пола |
5,8 |
2,6 |
|
K 2 |
Наружные стены ниже нулевой отметки пола |
2 ,3 |
2 ,2 |
|
K 3 |
Днище |
из бетона |
2,3 |
2 ,2 |
пустотный настил |
1 ,3 |
- |
||
K 4 |
Крышка |
5 ,8 |
5 ,8 |
Значения коэффициентов теплопередачи K 1 - K 4 приведены в табл. 1.
В случае утепления внутренней поверхности ограждений и з тяжелого бетона слоями изоляции толщиной δ , м, с сопротивлением теплопередаче R 0 , (м 2 × ° С)/Вт, значения коэффициентов теплопередачи ограждений принимаются по табл. 2 .
Таблица 2
Материал огражде н ий |
Коэффициенты |
Значения коэффициентов теплопередачи, Вт/(м 2 × ° С), при сопротивлении теплопередаче R 0 , ( м2 × °С )/Вт |
|||||||
0 |
0 ,2 |
0 ,4 |
0 ,6 |
0 ,8 |
1 |
1 ,2 |
1 ,4 |
||
Тяжелый бетон |
K 1 K 2 и K 3 |
5,8 2 ,3 |
2 ,7 1 ,6 |
1 ,8 1 ,2 |
1 ,3 10 |
10 0 ,8 |
0 ,9 0 ,7 |
0 ,7 0 ,6 |
0 ,6 0,6 |
Керамзитобето н |
K 1 K 2 и K 3 |
2 ,6 2 ,2 |
1 ,7 1 ,6 |
1 ,3 1 ,2 |
10 10 |
0 ,9 0 ,8 |
0 ,7 0 ,7 |
0 ,6 0 ,6 |
0,6 0 ,5 |
Сопротивление теплопередаче R 0 , (м 2 × ° С)/Вт, рассчитывается по формуле
( 3 )
где δi - т олщина i-го слоя ограждения (изоляции), м; λi - к оэффициент теплопроводности материала i - го слоя ограждения , В т/(м × ° С). Принимается по прил. 3 СНиП II-3-79** «Строительная теплотехника».
Для конструкций ограждений с теплоизоляцией, имеющих воздушные прослойки, значения сопротивления теплопередаче каждой из воздушных прослоек приводятся в табл. 3.
Таблица 3
Толщина воздушной прослойки, м |
0 ,03 |
0 ,04 |
0 ,05 |
0 ,1 |
0 ,15 |
0 ,2 |
R 0 , (м 2 × ° С)/Вт |
0 ,28 |
0 ,3 |
0 ,32 |
0 ,38 |
0 ,41 |
0 ,45 |
Примечан ие . При наличии n воздушных прослоек величину R 0 следует умножить на n . |
Пример расчета показателя длительности остывания А
I вариант. Тепловая обработка железобето н ных изделий, приготовленных на цементе I группы класса В 22 ,5 (М300 ) осущес тв ляется в блоке, состоящем из трех камер ямного типа. Внутренние размеры одной камеры, м: длина - 7 , ширина - 2 ,5 , высота - 3 ,5 . Заглубление днища камеры в грунт относительно пола цеха - 0 ,5 м. Толщина бетонных стенок, днища и перегородок камеры - 0 ,3 м, материал - тяжелый бетон.
Объем бетона прогреваемых изделий в каждой камере - V б = 6,1 м3; масса находящегося в одной камере металла форм g ф = 18 ,3 т; масса металлических элементов крышки одной камеры g кр = 3 ,13 т; масса металла стоек пакетировщиков в одной камере g п = 1,86 т.
Расчет
Площадь поверхности наружных стен блока камер выше нулевой отметки пола
F 1 = 2 [(7 + 2 × 0 ,3 ) + 3 × 2 ,5 + 4 × 0 ,3](3 ,5 - 0 ,5 ) = 98 м2;
площадь поверхности наружных стен блока камер ниже нулевой отметки пола
F 2 = 2 [(7 + 2 × 0 ,3 ) + 3 × 2 ,5 + 4 × 0 ,3 ](0 ,5 + 0 ,3 ) = 26 м2;
поверхность днища блока камер
F 3 = ( 7 + 2 × 0 ,3 )(3 × 2 ,5 + 4 × 0 ,3 ) = 66 м2;
площадь поверхности крышек принимаем равной площади поверхности днища F 4 = F 3 = 66 м2.
Объем бетона ограждающих конструкций, включая перегородки
V ок = 7 × 3 ,5 × 4 × 0 ,3 + (2 ,5 × 3 + 4 × 0 ,3 )3 ,5 × 2 × 0 ,3 + (7 + 2 × 0 ,3 ) × ( 2 ,5 × 3 + 4 × 0 ,3 )0,3 = 67 ,5 ≈ 68 м3.
Общий объем металла в блоке камер по формуле ( 2)
V м = ( g ф + g кр + g п )/7800 = ( 18300 × 3 + 3130 × 3 + 1860 × 3 )/7800 = 8 ,96 ≈ 9 м3.
Значения о б ъемных теплоемкостей принимаем:
для тяжелого бетона изделий и ограждений ( c γ )б = ( c γ )о к = 2500 кДж/(м3 × °С);
для металла форм, стоек и крышек ( c γ ) м = 3800 кДж/(м3 × °С).
Значения коэффициентов теплопередачи Ki принимаем в соответствии с данными табл . 1.
Показатель длительности остывания А рассчитываем по формуле
II вариант (по типовому проекту 409-28-40 ). Ограждения камер толщиной 0 ,3 м из тяжелого бетона (см. вариант I ) изолированы жесткой минераловатной плитой толщиной 60 мм, покрытой фольгоизолом, с воздушной прослойкой шириной 35 мм и стальным листом толщиной 3 мм. Днище камеры состоит из пустотного настила толщиной 220 мм, песчаной подготовки толщиной 80 мм и слоя керамзитового гравия толщиной 200 мм.
Поскольку тепловая изоляция выполнена с внутренней стороны , расчетные параметры остаются теми же, что в варианте I :
площадь поверхности наружных стен блока камер выше нулевой отметки пола F 1 = 98 м2 ; площадь поверхности наружных стен ниже нулевой отметки пола F 2 = 26 м2; площадь поверхности днища блока камер F 3 = 66 м2; площадь поверхности крышек камер F 4 = 66 м2; объем бетона ограждающих конструкций V ок = 68 м3; объем материала теплоизоляции (минеральной ваты) - 8 м3. По СНиП II-3-79** удельная теплоемкость минераловатны х плит с объемным весом 200 кг/м3 c = 0 ,84 кДж/( кг × ° С), т.е. c γ = 168 кДж/(м3 × °С).
Расход стали на обшивку стен одной камеры g со = 2,6 т.
Расчет
Объем металла в блоке камер (по формуле ( 2)):
V м = (18300 × 3 + 3130 × 3 + 1860 × 3 + 2600 × 3 )/7800 = 10 м3.
Сопротивление теплопередаче слоев ограждения R 0 , (м 2 × °С)/Вт , рассчитывается по формуле ( 3)
R 0 = δ б / λ б + δ из /λи з + R п р ,
где δ б и δи з - с оответственно толщина слоев тяжелого бетона и м инераловатной плиты, м; λ б и λиз - к оэффициенты теплопроводности тяжелого бетона и минераловатной плиты, принимаемые на СНиП II-3-79**: λ б = 1 ,86 и λ из = 0 ,076 В т/(м × °С); R пр - сопротивление теплопередаче воздушной прослойки шириной 0 ,35 мм по табл. 3 R пр = 0 ,29 (м2 × ° С)/Вт.
R 0 = 0,3 /1 ,86 + 0 ,06 /0,0716 + 0 ,29 = 1 ,24 (м2 × °С)/Вт.
Принимаем R 0 = 1 ,25 (м2 × °С)/ Вт и по табл. 2 определяем значения коэффициентов теплопередачи K 1 = 0 ,675 и K 2 = 0 ,6 Вт/(м2 × ° С). Для днища по табл. 1 K 3 = 1 ,3 Вт/(м2 /°С).
Рассчитываем показатель длительности остывания А по формуле ( 1)
Таким образом, для блока камер с ограждениями из тяжелого бетона пок а затель длительности остывания А равен 60 ч, а для теплоизолированных ограждений - 127 ч.
При изготовлении изделий из бетона класса В22 ,5 на портландцементе I группы по активности при пропаривании, требуемой прочности 70 % от проектной марки и одном обороте камер в сутки по табл. 4 назначаем температуру разогрева бетона: для неизолированных камер - 75 °С, для теплоизолированных камер - 70 °С.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
РАСЧЕТ РАСХОДА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКЕ ИЗДЕЛИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕРМОСНЫХ РЕЖИМОВ
В камерах периодического действия
Общий расход тепловой энергии Q , МДж/ м3 при разогреве бетона изделий на
Δt = t р - 15
определяется по формуле
Q = K ( Q б + Q м + Q р п ) , ( 1 )
где K - коэффициент, учитывающий потери тепла с конденсатом. Численные значения коэффициента приведены в табл. 1;
Та бл ица 1
Температура разогрева, ° С |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
85 |
Ко э ффициент K |
1 ,03 |
1 ,04 |
1 ,045 |
1 ,055 |
1,065 |
1 ,07 |
Q б - расход тепловой энергии на разогрев бетона изделий с учетом тепловыделения, МДж/м3; определяется по табл. 2;
Таблица 2
К л асс (марка) бетона |
Расход тепловой энергии, МДж/м 3 , для разогрева бетона на тяжелых заполнителях с учетом тепловыделения цемента до температуры, ° С |
|||||
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
85 |
|
В 15 (200 ) |
54 |
75 |
92 |
109 |
126 |
134 |
В22,5 ( 300 ) |
54 |
71 |
88 |
100 |
113 |
121 |
В30 (400 ) |
50 |
67 |
80 |
96 |
105 |
109 |
В37,5 (500 ) |
50 |
63 |
75 |
84 |
92 |
96 |
Q м - расход тепловой энергии на разогрев металла форм, МДж/м 3 ; определяется по табл. 3;
Таблица 3
Масса металла форм, т на 1 м3 бетона |
Расход тепловой энергии, МДж/м 3 , для разогрева металла форм до температуры, ° С |
|||||
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
85 |
|
2 |
29 |
42 |
54 |
67 |
80 |
84 |
3 |
42 |
59 |
75 |
96 |
113 |
121 |
4 |
54 |
80 |
100 |
121 |
146 |
159 |
5 |
67 |
96 |
126 |
155 |
180 |
192 |
6 |
84 |
113 |
151 |
188 |
214 |
226 |
Таблица 4
Ограждения |
Компоненты тепловых потерь |
Расход тепловой энергии, МДж/м 2 , на разогрев и компенсацию потерь при остывании ограждений из тяжелого бетона при разогреве изделий до температуры, ° С |
||||||
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
85 |
|||
Наружные стены выше нулевой отметки пола при длительности перерывов, ч |
5 |
q 1 |
16 ,7 |
17 ,6 |
18 ,2 |
18 ,8 |
19,2 |
19,5 |
15 |
q 1 ' |
22,2 |
25 ,5 |
29,3 |
31 ,8 |
33 ,9 |
35 |
|
Наружные стены ниже нулевой отметки пола |
q 2 |
10 ,5 |
11 ,7 |
13 |
14 |
15 ,5 |
15 ,9 |
|
Днище |
q 3 |
10 ,5 |
11 ,7 |
13 |
14 |
15 ,5 |
15,9 |
|
Крышка |
q 4 |
5 ,9 |
6 ,3 |
6,7 |
7 ,1 |
7 ,7 |
8 |
|
Перегородки при длительности перерывов, ч |
5 |
q 5 |
7 ,1 |
9,6 |
12 ,6 |
15 ,1 |
18 |
19 ,7 |
15 |
q 5 ' |
12 ,6 |
17 ,6 |
22 ,6 |
28 |
32,6 |
35 ,6 |
Q п р - р асход тепловой энергии на разогрев элементов ограждений блока камер, включая потери тепла за время разогрева, МД ж/м3 .
Q п р = ( q 1 × F 1 + q 2 × F 2 + q 3 × F 3 + q 4 × F 4 + q 5 × F 5 )/ V б , ( 2 )
где F 1 - площадь поверхности наружных стен блока камер выше нулевой отметки пола, м 2 ; F 2 - площадь поверхности наружных ст е н блока камер ниже нулевой отметки пола, м2 ; F 3 - площадь п ов ерхности дни ща, м2; F 4 - площадь поверхности крышки, м 2 ; F 5 - площадь поверхности перегородок, м2; V б - о бъем бетона прогреваемых изделий, м3; q 1 - q 5 - удельные потери тепловой энергии , приходящиеся на 1 м2 поверхности отдельных ограждений при различных температурах разогрева изделий, °С; определяются п о табл. 4 и 5, МДж/ м2 .
Та бли ца 5
Ограждения |
Компоненты тепловых потерь |
Расход тепловой энергии, М Дж /м2 , на разогрев и компенсацию потерь при остывании ограждений из к ерам зитобетона при разогреве изделий до температуры, ° С |
|||||||
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
85 |
||||
Наружные стены выше нулевой отметки пола при длительности перерывов, ч |
5 |
q 1 |
8,4 |
9,2 |
10 ,5 |
11,3 |
12 ,6 |
13 ,2 |
|
15 |
q 1 ' |
10 ,8 |
12 ,1 |
13 ,4 |
14 ,6 |
15 ,9 |
16 ,3 |
||
Наружные стены ниже н у левой отметки пола |
q 2 |
8 |
8 ,4 |
8 ,8 |
9 ,6 |
10 ,9 |
11 ,7 |
||
Днище |
из керамзитобетона |
q 3 |
8 |
8 ,4 |
8 ,8 |
9 ,6 |
10 ,9 |
11 ,7 |
|
из керамзитобетонного пустотного настила с подсыпкой керамзитового гравия |
q 3 ' |
9,2 |
10 ,5 |
12 ,1 |
13 ,4 |
15 ,5 |
16,3 |
||
Крышка |
q 4 |
5 ,9 |
6 ,3 |
6 ,7 |
7 ,1 |
7,7 |
8 |
||
Перегородки при дл и тельности перерывов, ч |
5 |
q 5 |
5 ,4 |
7 ,5 |
9 ,6 |
11 ,7 |
14 ,2 |
15 ,1 |
|
15 |
q 5 ' |
7 ,5 |
10 ,5 |
13 ,4 |
16 ,3 |
19 ,2 |
20 ,9 |
||
При внутренней тепловой изоляции ограждающих конструкций р ассчитывается сопротивление теплопередаче R 0 (м 2 × ° С)/Вт, по формуле
( 3 )
где δi - толщина i - го слоя ограждения, м; λi - коэффициент теплопроводности материала i -го слоя ограждения, Вт / (м × °С). Принимается по прил. 3 СНиП II-3-79** «Строительная теплотехн ика».
Если конструкция ограждений с теплоизоляцией включает воздушные прослойки, сопротивление теплопередаче каждой прослойки назначается по табл. 6.
Таблица 6
Толщина воздушной про с лойки, м |
0 ,03 |
0 ,04 |
0 ,05 |
0 ,1 |
0 ,15 |
0,2 |
R 0 , ( м2 × °С)/Вт |
0 ,28 |
0,3 |
0 ,32 |
0 ,38 |
0 ,41 |
0 ,45 |
Примечан ие . При наличии n воздушных прослоек величину R 0 следует умножить на n . |
По принятым по формуле ( 3) или табл. 6 значениям сопротивления теплопередаче по табл. 7 определяются коэффициенты к компонентам удельных тепловых потерь, значения которых приведены в табл. 4.
Та бли ца 7
R 0 , ( м2 × °С)/Вт |
0 |
0 ,1 |
0 ,2 |
0 ,4 |
0 ,6 |
0 ,8 |
1 |
1 ,2 |
1 ,4 |
1 ,6 |
1 ,8 |
K |
1 |
0 ,64 |
0 ,47 |
0,32 |
0 ,25 |
0 ,2 |
0 ,17 |
0 ,15 |
0 ,13 |
0 ,11 |
0 ,1 |
В тепловых кассетных установках
Удельный расход тепловой энергии при прогреве изделий по термосным режимам в типовых кассетах «Гипростроммаш » приведен в табл. 8.
Таблица 8
Шифр установок и типовых проектов Гипростром м аш |
Габариты установки, м |
Количество изделий |
g м , т/м 3 |
Объем бетона, м3 |
Расход тепловой энергии, Q , М Дж /м3 , при разогреве изделий до температуры, °С |
|||||
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
|||||
С МЖ -253 |
8 ´ 3 ,76 ´ 0,16 |
10 |
2 ,5 |
42 ,05 |
605 |
795 |
965 |
1130 |
1320 |
1485 |
" |
8 ´ 3 ,76 ´ 0 ,14 |
10 |
2 ,9 |
36,79 |
690 |
880 |
1045 |
1235 |
1400 |
1570 |
" |
8 ´ 3 ,76 ´ 0,12 |
12 |
2 ,8 |
37 ,84 |
795 |
965 |
1130 |
1320 |
1570 |
1655 |
СМЖ -3212 (СМЖ- 3312 ) |
6,8 ´ 3 ,3 ´ 0 ,16 |
10 |
3 ,1 |
28 ,8 |
690 |
880 |
965 |
1235 |
1400 |
1570 |
" |
6 ,8 ´ 3,3 ´ 0,14 |
10 |
3 ,6 |
25 ,2 |
690 |
880 |
1045 |
1320 |
1485 |
1655 |
" |
6 ,8 ´ 3 ,3 ´ 0 ,12 |
12 |
3 ,5 |
25 ,9 |
795 |
965 |
1130 |
1400 |
1570 |
1840 |
СМ Ж-3222 |
6 ,8 ´ 3,76 ´ 0 ,05 |
12 |
7 ,5 |
12 ,24 |
1675 |
2010 |
2280 |
2720 |
3160 |
3330 |
" |
6 ,8 ´ 3 ,76 ´ 0 ,05 |
14 |
7 ,4 |
14 ,28 |
1570 |
1925 |
2280 |
2640 |
3055 |
3330 |
СМ Ж -3302 |
8 ´ 3 ,3 ´ 0 ,16 |
10 |
2 ,6 |
34 ,56 |
690 |
795 |
965 |
1130 |
1320 |
1485 |
" |
8 ´ 3,3 ´ 0 ,14 |
10 |
3 |
30 ,24 |
690 |
880 |
1045 |
1235 |
1485 |
1655 |
" |
8 ´ 3,3 ´ 0 ,12 |
12 |
2 ,9 |
31 ,1 |
795 |
965 |
1130 |
1400 |
1570 |
1840 |
СМЖ- 3322 |
6 ,8 ´ 3 ,3 ´ 0 ,06 |
12 |
8 ,2 |
11 ,66 |
1485 |
1840 |
2200 |
2535 |
2890 |
3245 |
" |
6 ,8 ´ 3 ,3 ´ 0 ,06 |
14 |
7 |
13,6 |
1485 |
1840 |
2095 |
2535 |
2890 |
3245 |
7412 /1 |
6 ,5 ´ 3 ,3 ´ 0 ,1 |
10 |
4 ,2 |
18 ,13 |
880 |
1130 |
1320 |
1570 |
1760 |
2010 |
7412 /2 |
6 ,5 ´ 2 ,78 ´ 0 ,1 |
10 |
4 ,5 |
15 ,05 |
880 |
1130 |
1320 |
1570 |
1840 |
2010 |
7412 /3 |
6 ,5 ´ 2 ,78 ´ 0 ,12 |
10 |
3 ,8 |
17 ,4 |
795 |
1045 |
1235 |
1400 |
1655 |
1840 |
7412 /4 |
6 ,5 ´ 2 ,78 ´ 0,12 |
10 |
4 ,1 |
17 ,4 |
795 |
1045 |
1235 |
1400 |
1655 |
1840 |
7412 /5 |
6 ,5 ´ 2 ,78 ´ 0 ,14 |
6 |
6 ,1 |
7 ,69 |
1045 |
1320 |
1570 |
1840 |
2095 |
2365 |
ПРИМЕР РАСЧЕТА РАСХОДА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ТЕРМОСНЫХ РЕЖИМАХ
Для расчета расхода тепловой энергии использованы данные примера, приведенного в прил. 3 настоящего Пособия.
Тепловая обработка железобетонных изделий, приготовленных на цементе I группы класса В 22,5 (М300), осуществляется в блоке камер ямного типа: а) неизолированных с ограждениями из тяжелого бетона, б) теплоизолированных минераловатны ми плитами, мм: толщиной 60 с воздушной прослойкой шириной 35 и обшивкой стальным листом толщиной 3 .
Площадь поверхности наружных стен блока камер выше ну л евой отметки пола F 1 = 98 м2 ; площадь поверхности наружных стен блока камер ниже нулевой отметки пола F 2 = 26 м2 ; площадь поверхности днища блока камер F 3 = 66 м2; площадь поверхности крышек F 4 = 66 м2; площадь поверхности перегородок F 5 = 49 м2.
Объем бетона прогреваемых изделий в блоке камер V б = 18 ,3 м3.
Масса металла форм, приходящаяся на 1 м3 бетона
g м = 18 ,3 /6 ,1 = 3 т /м3.
Расчет варианта I (разогрев изделий в неизолированных камерах до температуры 75 °С).
Расход тепловой энергии на разогрев бетона изделий (по табл. 2) Q б = 107 МДж/м3 ; расход тепловой энергии на разогрев металла форм (по табл. 3) Q м = 105 МДж/м3; расход тепловой энергии на разогрев и компенсацию потерь при остывании ограждений и з тяжелого бетона (по табл. 4):
для наружных стен выше нулевой отметки пола
q 1 = (18 ,8 + 19 ,2)/2 = 19 МДж/м2;
для наружных стен выше нулевой отметки пола
q 2 = ( 14 + 15 ,5)/2 = 14 ,75 МДж/м2;
для днища
q 3 = (14 + 15 ,5 )/2 = 14 ,75 МДж/м2;
для крышек
q 4 = (7 ,1 + 7 ,7 )/2 = 7 ,4 МДж/м2;
для перегородок
q 5 = (15,1 + 18 )/2 = 16 ,55 МДж/м2.
Рассчитываем суммарные уд е льные теплопотери по формуле ( 2)
Q п р = q 1 × F 1 + q 2 × F 2 + q 3 × F 3 + q 4 × F 4 + q 5 × F 5 )/ V б , М Дж /м3.
Q п р = (19 × 98 + 14 ,75 × 26 + 14 ,75 × 66 + 7 ,4 × 66 + 16 ,5 × 49 )/18 ,3 = 247 МДж/м3.
Коэффициент K , учитывающий потери тепла с конденсатом при разогреве изделий до 75 °С , определяется по табл. 1 - K = 1 ,06 .
Общий расход тепловой энергии Q , МДж/м 3 , по формуле ( 1)
Q = K ( Q б + Q м + Q п р ),
Q = 1 ,06 (107 + 105 + 247 ) = 486 ,5 МДж/м3.
Расчет варианта II (разогрев изделий в теплоизолированных камерах до температуры 70 °С)
Рассчитываем сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R 0 , м 2 × °С /Вт, по формуле ( 3)
R 0 = δ б / λ б + δ из /λи з + R п р ,
где δ б и δ из - с оответственно толщина слоя тяжелого бетона (0 ,3 м) и минераловатной плиты (0 ,06 м); λ б и λи з - соответственно коэффициенты теплопроводности тяжелого бетона и минераловатной плиты, принимаемые по прил. 3 СНиП II-3-79**: λ б = 1 ,86 , λ из = 0 ,076 Вт/(м × °С); R п р - сопротивление теплопередаче воздушной прослойки шириной 0 ,35 м; по табл. 6 R п р = 0,29 (м2 × ° С)/ Вт.
R 0 = 0,3 /1 ,86 + 0 ,06 /0 ,076 + 0 ,29 = 1,24 (м2 × ° С)/Вт.
При н имаем R 0 = 1,25 м2 × ° С/Вт и по табл. 7 определяем коэффициент K = 0 ,145 .
Определяем расход тепловой энергии на разогрев и компенсацию потерь при остывании ограждений (по табл. 4 и 5) с учетом коэффициента K = 0 ,145 :
для н аружных стен выше нулевой отметки пола q 1 = 18 ,8 × 0 ,145 = 2 ,7 М Дж/м2 ;
для наружных стен ниже нулевой отметки пола q 2 = 14 × 0,145 = 2 МДж/м2;
для днища из керамзитобетонного пустотного настила (по табл. 5) q 3 = 13 ,4 МДж/м2;
для крышек q 4 = 7,1 МДж/м2;
для перегородок q 5 = 15,5 × 0,145 = 2 ,2 МДж/м3.
Рассчитываем суммарные удельные теплопотери по формуле ( 2)
Q п р = ( 2 ,7 × 98 + 2 × 26 + 13 ,4 × 66 + 7 ,1 × 66 + 2 ,2 × 49)/18 ,3 = 84 ,1 МДж/м3.
Расход тепловой энергии для разогрева бетона (по табл. 2) Q б = 100 МДж/м3.
Расход тепловой энергии для разогрева металла форм (по табл. 3), Q м = 96 МДж/м3.
Общий расход тепловой энергии по формуле ( 1) Q = 1 ,055 (100 + 96 + 84 ) = 295 ,4 МДж/м3.
Таким образом, расход тепловой энергии для тепловой обработки железобетонных и зделий кл асса В22 ,5 (М300 ) составляет: в неизолированн ых камерах - 486 МДж/м3; в теплоизолированных; камерах - 295 МДж/м3.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
ПОДБОР ДРОССЕЛЬНЫХ ДИАФРАГМ
1 . Дроссельные диафрагмы предназначены для обеспечения дозированной расчетной подачи пара в тепловую установку в единицу времени.
Монтаж дроссельных диафрагм следует производить одновременно на всех тепловых установках, питающихся от каждого отдельного магистрального паропровода. В противном случае произойдет перераспределение давления и пар будет поступать в значительно меньшем количестве в установки, оснащенные дроссельными диафрагмами, что приведет к недогреву изделий.
Дроссельная диафрагма.
1 - проходное отверстие диафрагмы; 2 - крепежные отверстия; 3 - клеймо; 4 - рукоятка; 5 - корпус (шайба)
2 . Дроссельные диафрагмы устанавливаются на паровых вводах в установки, как при наличии автоматизированных систем регулирования температурного режима, так и без них. При применении автоматических систем регулирования диафрагма подбирается из условия максимального часового расхода пара. Дроссельные диафрагмы могут эффективно работать только при оснащении магистральных паропроводов регуляторами давления пара.
3 . Дроссельная диафрагма представляет собой стальную пластину толщиной 2 - 3 мм, в которой выполнено отверстие, рассчитанное для пропускания требуемого количества пара (см. рисунок).
4 . Для подбора диаметра отверстий дроссельных диафрагм первоначально определяется удельный расчетный расход тепловой энергии Q в соответствии с рекомендациями прил. 3 .
5 . По удельному расходу тепловой энергии Q , кг/ч, рассчитывается часовой расход пара по формуле
G = QV б 0 ,43/τ ,
где V б - объем пропариваемого бетона в плотном теле, м 3 ; τ - продолжительность подачи пара в установку, ч.
6 . Выбор диаметра отверстия дроссельной диафрагмы, обеспечивающего дозированный расчетный расход пара в час, осуществляется по таблице пропускной способности дроссельных диафрагм для заданного стабилизированного давления пара.
Пропускная способность дроссельных диафрагм
Давление пара, М Па |
Максимальный перепад давления в отверстии, МПа |
Максимальное количество пара, кг/ч, проходящее через отверстие диаметром, мм |
|||||||||||||||||
до отверстия |
за отверстием |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
|
0 ,108 |
0 ,1 |
0 ,008 |
0 ,7 |
1 ,5 |
2 ,6 |
4 ,1 |
5 ,9 |
11 |
16 |
24 |
32 |
42 |
53 |
66 |
80 |
95 |
112 |
129 |
148 |
0,11 |
0 ,1 |
0 ,01 |
0 ,8 |
1 ,7 |
2,9 |
4 ,6 |
6 ,5 |
12 |
18 |
26 |
35 |
47 |
59 |
73 |
88 |
105 |
123 |
143 |
164 |
0,12 |
0 ,1 |
0 ,02 |
1 |
2 ,4 |
4 ,1 |
6 ,5 |
9 ,4 |
17 |
26 |
40 |
50 |
66 |
84 |
103 |
125 |
150 |
176 |
203 |
233 |
0 ,13 |
0 ,1 |
0 ,03 |
1 ,3 |
2 ,9 |
5 ,1 |
8 |
11 ,5 |
20 |
32 |
46 |
62 |
82 |
104 |
128 |
155 |
185 |
217 |
251 |
289 |
0 ,14 |
0 ,1 |
0,04 |
1 ,5 |
3 ,4 |
6 ,1 |
9 ,5 |
13 ,6 |
24 |
38 |
55 |
74 |
97 |
123 |
151 |
183 |
214 |
256 |
297 |
341 |
0 ,15 |
0 ,1 |
0 ,05 |
1 ,7 |
3 ,7 |
6 ,6 |
10 ,4 |
14 ,9 |
26 |
41 |
60 |
80 |
106 |
134 |
166 |
200 |
239 |
280 |
324 |
372 |
0 ,16 |
0 ,1 |
0 ,06 |
1 ,8 |
4 , 2 |
7 ,1 |
11 ,4 |
16 ,9 |
29 |
45 |
65 |
88 |
110 |
147 |
181 |
220 |
262 |
307 |
355 |
408 |
0 ,17 |
0 ,1 |
1 ,07 |
2 |
4 ,5 |
8 |
12 ,5 |
17,9 |
32 |
50 |
72 |
97 |
127 |
162 |
199 |
240 |
287 |
337 |
390 |
448 |
0 ,18 |
0 ,104 |
0 ,076 |
2 ,1 |
4 ,7 |
8,4 |
13 ,2 |
19 |
34 |
53 |
76 |
102 |
135 |
171 |
211 |
255 |
304 |
357 |
414 |
476 |
0,19 |
0,11 |
0 ,08 |
2 ,2 |
5 |
8 ,9 |
13 ,9 |
20 |
36 |
56 |
80 |
108 |
142 |
180 |
223 |
268 |
320 |
376 |
436 |
500 |
0 ,20 |
0 ,115 |
0 ,085 |
2 ,4 |
5 ,3 |
9 ,4 |
14 ,7 |
21 |
38 |
59 |
85 |
115 |
151 |
191 |
236 |
296 |
340 |
399 |
462 |
532 |
0 ,21 |
0 ,121 |
0 ,089 |
2 ,5 |
5 ,5 |
9 ,8 |
15,3 |
22 |
39 |
61 |
88 |
119 |
157 |
198 |
245 |
297 |
353 |
414 |
480 |
550 |
0 ,22 |
0 ,127 |
0 ,093 |
2,6 |
5 ,7 |
10 ,2 |
16 |
23 |
41 |
64 |
92 |
125 |
164 |
208 |
257 |
310 |
369 |
433 |
508 |
576 |
0 ,23 |
0 ,133 |
0,097 |
2 ,7 |
6 |
10 ,7 |
16 ,7 |
24 |
43 |
67 |
96 |
130 |
171 |
217 |
267 |
328 |
384 |
452 |
522 |
602 |
0 ,24 |
0 ,139 |
0,101 |
2 ,7 |
6 ,2 |
11 , 1 |
17 ,2 |
25 |
44 |
69 |
99 |
134 |
177 |
224 |
276 |
334 |
398 |
466 |
540 |
621 |
0,25 |
0,145 |
0,105 |
2,9 |
6 ,5 |
11 ,5 |
18 |
26 |
46 |
72 |
104 |
139 |
185 |
234 |
289 |
349 |
416 |
487 |
565 |
650 |
0 ,26 |
0 ,15 |
0 ,11 |
3 |
6 ,8 |
12 ,1 |
18 ,9 |
27 |
48 |
76 |
109 |
147 |
193 |
245 |
303 |
365 |
435 |
511 |
592 |
682 |
0 ,27 |
0 ,156 |
0 ,114 |
3 ,1 |
7 |
12 ,5 |
19 ,6 |
28 |
50 |
78 |
113 |
152 |
200 |
254 |
314 |
379 |
451 |
536 |
614 |
704 |
0 ,28 |
0 ,162 |
0 ,118 |
3 ,2 |
7 ,2 |
12 ,9 |
20 ,1 |
29 |
52 |
81 |
116 |
157 |
203 |
262 |
323 |
389 |
464 |
545 |
632 |
726 |
0 ,29 |
0 ,168 |
0 ,122 |
3 ,3 |
7 ,4 |
13 ,1 |
20 ,6 |
30 |
53 |
82 |
118 |
160 |
208 |
267 |
329 |
398 |
474 |
556 |
645 |
740 |
0 ,3 |
0 ,173 |
0 ,127 |
3 ,4 |
7 ,7 |
13 ,6 |
21 ,3 |
31 |
53 |
85 |
123 |
166 |
216 |
277 |
341 |
413 |
492 |
577 |
668 |
768 |
0 ,35 |
0 ,202 |
0 ,148 |
4 |
9 |
16 |
25 |
36 |
64 |
100 |
144 |
194 |
256 |
324 |
400 |
484 |
576 |
676 |
784 |
900 |
0 , 4 |
0 ,231 |
0 ,169 |
4 ,6 |
10 ,2 |
18 ,2 |
28 ,5 |
41 |
79 |
114 |
162 |
220 |
290 |
368 |
455 |
550 |
652 |
768 |
890 |
1020 |
0 ,45 |
0 ,26 |
0 ,19 |
5 ,1 |
11 ,5 |
20 ,5 |
32 |
46 |
82 |
128 |
184 |
248 |
328 |
415 |
512 |
620 |
737 |
865 |
1000 |
1150 |
0 ,5 |
0 ,269 |
0,231 |
5 , 7 |
12,9 |
22,9 |
35,7 |
52 |
92 |
143 |
206 |
278 |
366 |
466 |
572 |
693 |
824 |
966 |
1120 |
1285 |
0 ,6 |
0347 |
0253 |
6,8 |
15 ,2 |
26,9 |
42 ,2 |
61 |
108 |
169 |
243 |
326 |
432 |
548 |
676 |
820 |
975 |
1140 |
1320 |
1520 |
0 ,7 |
0 ,405 |
0 ,295 |
7 ,8 |
17 ,7 |
31 ,4 |
49 |
71 |
126 |
196 |
282 |
361 |
500 |
686 |
734 |
950 |
1127 |
1320 |
1535 |
1762 |
0 ,8 |
0 ,482 |
0 ,318 |
9 |
20 ,2 |
35 ,8 |
56 |
81 |
144 |
224 |
328 |
434 |
572 |
726 |
896 |
1080 |
1290 |
1510 |
1754 |
2020 |