Пропарочные камеры. Особенности конструкции.

Бетон набирает прочность постепенно, по мере твердения цементного камня. Наибольшая скорость нарастания прочности бетона наблюдается в ранние периоды твердения, а далее постепенно уменьшается. Скорость твердения в значительной степени зависит от температуры среды (табл. 6.2).

Прирост прочности бетона практически прекращается при температуре, близкой к нулю, и значительно ускоряется при повышенных температурах среды (примерно 70—90 °С) и максимальной влажности.

Важным условием нарастания прочности бетона является влажность. Во влажной среде бетон приобретает значительно большую прочность, чем на воздухе. При испарении влаги из бетона его твердение практически прекращается.

Скорость нарастания прочности бетона зависит от вида и минералогического состава цемента, причем она может быть значительно увеличена за счет введения в смесь специальных добавок-ускорителей (например, хлористого калия). Действие ускорителей твердения эффективно только в начальный период твердения бетона.

Наиболее распространенный способ ускорения твердения бетона — тепловлажностная обработка. Она является наиболее длительным, ответственным и энергоемким процессом в технологии производства бетонных и железобетонных изделий. Для этого используют установки периодического и непрерывного действия — ямные и туннельные камеры, автоклавы, камеры с обогревом в поле индукционного действия электрического тока.

К установкам непрерывного действия относят туннельные камеры вибропроката. Существуют установки, работающие при атмосферном давлении и выше атмосферного, обогреваемые паром и электроэнергией.

На рис. 6.10. представлены пропарочные камеры ямного типа, а на Рис. 6.11. — стенд-площадка для прогрева бетонных изделий.

Рис. 6.10. Пропарочные камеры ямного типа:
1 — затвор; 2 — траншея для паровой магистрали; 3 — крышка; 4 — цементная стяжка с железнением; 5 — железобетонная плита; 6— шлак; 7— тощий бетон; 8 — слой шлака; 9 — уплотненный грунт; 10 — бетонная стенка

Рис. 6.11. Стенд-площадка для прогрева изделий:
1 – штуцер для подачи острого пара; 2 — петля для захвата при подъеме колпака; 3 — пропарочный колпак; 4 — изделие; 5 — форма (опалубка); 6 — трубы или змеевики для пропуска пара (диаметром 19-25 мм); 7 — бетонная плита; 8 — слой шлака (толщиной 20-40 см); 9 — резиновая или войлочная прокладка; 10 — террациевый слой площадки

Режим тепловлажностной обработки определяют температурой, влажностью и давлением в течение определенного времени. Весь цикл тепловлажностной обработки включает три периода: подогрев изделий до максимальной температуры, выдержка при этой температуре и охлаждение их до температуры окружающей среды. При этом интенсивность нагрева и охлаждения изделий строго регламентируется и контролируется.

Автоматизация тепловой обработки позволяет уменьшить расход теплоносителей, увеличить пропускную способность установок, улучшить качество изделий и повысить культуру производства.

Использование при автоматизации тепловых процессов величины набора прочности изделия в качестве регулируемого параметра наиболее полно соответствует задаче поддержания установленного режима тепловой обработки. Наиболее тесно рост прочности бетона связан с периодом температур в различных сечениях изделия. Надо иметь в виду, что возникающий при пропаривании по толщине изделия температурный градиент должен быть таким, чтобы вызванные им усилия разрушения от объемной деформации не превышали прочности бетона на разрыв в данный период цикла обработки. Следовательно, при автоматизации тепловых объектов процесс в них необходимо вести одновременно по двум регулируемым величинам — прочности бетона /^ и температурному градиенту AG на единичном сечении по толщине изделия. Обе эти величины связаны функциональной зависимостью AG =f(RJ, которая показывает, что любому значению прочности бетона на растяжение соответствует определенный максимально допустимый перепад температуры по толщине изделия, не вызывающий усилий больших, чем прочность на растяжение бетона в данный момент цикла обработки (рис. 6.12).

На рис. 6.13 представлена дискретная система автоматического управления режимом тепловлажностной обработки в пропарочной камере.

Рис. 6.12. Изменение допустимого градиента температур и прочности бетонных изделий:
а — изменение прочности бетона при пропаривании; б — изменение градиента температур по толщине изделия; в — зависимость допустимого градиента температур от заданного уровня прочности

Рис. 6.13. Принципиальная схема автоматизации работы пропарочной камеры:
1 — пропарочная камера; 2 — датчик температуры; 3 — регулятор температуры; 4 — парорегулирующий клапан

Датчиком температуры 2 является стандартный электрический термометр сопротивления, подающий сигнал на программный регулятор температуры 3, который воздействует на отсечный двухпозиционный парорегулирующий клапан 4. Отклонение температуры в паровоздушном пространстве камеры от значения, задаваемого программой, вызывает разбаланс входного моста регулятора и срабатывание парорегулирующего клапана, открывающего доступ пара или полностью перекрывающего его подачу внутрь камеры.

Приведенная схема автоматизации получила наибольшее распространение благодаря своей простоте, надежности и использованию в контуре регулирования минимально необходимого набора функциональных элементов.

Влажностный режим твердения бетона в слоях дорожной одежды автомобильных дорог обеспечивают устройством на их поверхности плен-козащитных слоев из жидких битумов, битумных эмульсий и других материалов. Можно покрывать бетонную поверхность слоем песка толщиной 3—5 см после схватывания бетона с последующей поливкой водой через 4—8 ч в течение 7—15 суток.