Ускорение твердения бетона

Заданную проектом прочность правильно подобранный и твердеющий в естественных условиях бетон набирает в течение четырех недель. Чтобы извлечь изделие из формы, не повредив его и с необходимой степенью безопасности (при его поднятии могут вырваться подъемные петли), требуется выдержка при нормальной температуре в течение нескольких суток. После извлечения из формы при достижении бетоном так называемой распалубочной прочности изделие нужно выдерживать еще какое-то время в цехе или на складе готовой продукции, прежде чем оно может быть отправлено потребителю. По действующим нормам завод имеет право отпускать изделия тогда, когда бетон наберет не менее 70% прочности от проектной марки. А для ответственных конструкций, которые изготовляют и применяют в зимнее время, отпускная прочность должна быть равна проектной.

Выдерживать твердеющие изделия в течение такого длительного времени завод не может: требуется огромное количество форм, а в зимнее время — закрытых площадей. И то и другое настолько подняли бы стоимость изделий, что сборный железобетон стал бы неконкурентоспособным с монолитными конструкциями. Заводское производство железобетонных конструкций стало возможным только тогда, когда был найден способ ускорения твердения бетона, позволяющий наладить непрерывный технологический процесс и приемлемую скорость оборачиваемости форм при относительно небольших площадях в цехе, которые необходимы для размещения твердеющих изделий.

Оказалось, что если бетон нагревать, химический процесс образования цементного камня ускоряется. Чем выше температура нагрева бетона, тем скорее он набирает заданную проектную прочность. Но это происходит до определенного предела. По мере того как температура нагрева при атмосферном давлении будет приближаться к точке кипения воды, начнется падение прочности бетона, а потом и разрушение его. Поэтому наилучшей температурой нагрева является: для бетона на портландцементе 80—85°С, на шлакопортландцементе 90—96°С.

При естественном твердении бетона как наружные, так и внутренние его слои находятся примерно в одинаковых условиях, мало изменяясь в объеме при испарении излишней воды или разогреве в результате химической реакции. При тепловой обработке происходит быстрый разогрев наружных слоев, они расширяются в объеме больше, чем внутренние. Это обстоятельство, а также быстрое расширение пор, в которые попадает нагретый воздух и пар при охлаждении, приводят к появлению трещин в еще слабом бетоне в связи с тем, что температура бетона выше, чем температура окружающего воздуха, и из внутренних слоев его начнет испаряться влага, увеличивая пористость цементного камня. Чем быстрее идет процесс нагрева бетона изделий и его остывания, тем больше снижается прочность пропаренного изделия. При замедленной тепловой обработке это явление уменьшается. При существующих в настоящее время режимах тепловой обработки бетон в 28-суточ-ном возрасте имеет прочность меньшую, чем при нормальном твердении. Это значит, чтобы получить заданную проектную марку, расход цемента в таком бетоне приходится увеличивать.

Для нагревания изделий применяют пар, горячий воздух, горячую воду, электроэнергию. В большинстве случаев на заводах применяют пар. Обрабатывают изделия или в камерах твердения (пропарочные камеры), или в формах, прогревая бетон через их стенки.

Существует способ обработки изделий паром при повышенном давлении до 8—12 ат в стальных сосудах — автоклавах. Но автоклавную обработку применяют только для твердения бетонов, изготовленных на извести (силикатные бетоны) и ячеистых бетонов.

Расход цемента для бетона и длительность тепловой обработки.

Минимальный расход цемента для тяжелого бетона сборных конструкций, приближающийся по величине к расходу при нормальном (естественном) твердении, принимается при продолжительности тепловой обработки 18—20 ч. Но такая длительность не экономична, так как значительно увеличиваются количество тепловых агрегатов и занимаемая ими площадь и что, пожалуй, еще более важно, «количество форм: чем длительнее обработка, тем больше форм находится в тепловом агрегате при неизменном цикле формования. Прикассетном способе уменьшается оборачиваемость кассет и нужно увеличивать количество этих массивных машин. Поэтому действующими нормами установлена несколько укороченная продолжительность пропаривания.

Новости светотехники