автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Особенности тепловой обработки сборных железобетонных изделий из литых смесей

■Щ 'ia.fi г

. ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАШНИ НАУЧЫО-ИССЛЕДОБАГКЛЬСК№1, ПРОЕШНО-КОНСТРУКГОРСКЖ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ШТОНА И лйЛБЗОБСТОНА. "НИИЗБ"-

На правах рукописи

ХАОТАШЕШМ Вала Николаевич

УДК 666.97. 035:366.972.4

ОСОБЕННОСТИ ТЕШ10Б0Й ОБРАБОТКИ СБОРНЫХ 2ЕЛЕЭ0ШШШХ ' ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЛИТЫХ СМЕСЕЙ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1992

Работа выполнена в Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательском, проектно-конструкторском и технологическом институте бетона и железобетона (НШШБ)

Научный руковадитель- член-корреспондент Международной Инженерной Академии, доктор технических наук,' профессор Б.А.Крылов

■ Официальные оппоненты- доктор технических наук, профессор

В.Г.Батраков

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Д.Ф.Толорая

Ведущая организация- арендное предприятие "Владимирский опытно-экспериментальный ЗЖЕК"

Защита состоится "30" 3 1592 г. ъ/1( час, на

заседании специализированного совета К 033.03.02 по защите диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук в Ордена Трудового Красного Знамени Каучко-исследователъ- \ ском институте бетона и железобетона по адресу: 109423,Москва, Ж-428, 2-я Институтская ул., дом 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИМБ

Автореферат разослан " 2С " Л/ С; 4_1992 г.

Ученый секретарь

Специализированного совета, Л?

кандидат технических наук Г.П.Королева

ОБЩАЯ УАРАКГЕР/ЮТЙКА. РАБОТЫ

11 (

л I Актуальность теми. Переход к рыночным отношениям в народ-артаций |

"Тш 203ЯЙС1В9 и пов;о!ЗШ!0 конкурентоспособности предприятий строительных материалов обусловливает необходаютсть их ускоренного технического развития, расширения гласшгабов внедрения ре-сурсо- к знергосбереггхщнх технологий.

Значительный резерв в решении поставленных за^ач - иырское применение в проагводотве сборного железобетона литьевой технологии ЛЕГотоатеЕпя изделий на основе зысокоэфзБзкгнзнш: разгилителей бетонной смеси - сулерпластнйикаторов. Применение'литых бетонных смесей при изготовлении келезобетенных кзделкй помимо ешкекия трудоемкости и энергоемкости процесса уплотнения бетонной смеси позволяет повысить уровень механизации работ, значительно улучшать условия труда за счет исключения или снижения пугянтах

вибрационных гоздействий. " ( Однако введение супершшстифзхаторов з бетонную смесь при

В/ЦвсопйЬ приводит к замедленна процесса начального структуро-образования бетона, что со своей стороны екосн^ корректив:* при назкаченси режимов тепловой обработки таких бетонов. Постом/ вопросы, связашше с исследованием особенностей тепловой обработки литых бетонов с суперпластификатором, с установлением рациональных резимов прогрева, с изучением кинетики нарастанля их .прочности, структурных особенностей и физико-механических свойств представляв? научный и практический интерес.

Целью лкосзтггчдяонной ряботн является разработка наиболее эффективных резимов тепловоз обработка бетонов кз литых смесей с суперпластифихаторсм. Автор зздпстдет:

- решение по совершенствованию технологии тепловой обра-

ботки железобетонных изделий из литых смесей на линейных греющих стендах, обеспечивающее ее эффективность и сокращение энергозатрат;

- оптимальные конструктивные и электротехнические параметры электростеадов, обеспечивающие заданный режим тепловой обработки и методики расчета электростендов;

- результаты исследований кинетика формирования температурных полей железобетонных изделий разной толщины при их тепловой обработке на алектростенде;

- экспериментальные данные по кинетике нарастания прочности бетонов из литых смесей в процессе прогрева на электростендах;

- результаты исследования структурных особенностей, основа них физико-механических свойств и морозостойкости бетонов из литых смесей, прошедших тепловую обработку на электростендах.

Натчная новизна работы:

- на основе изучения закономерностей протекания физико-химических процессов и нарастания прочности при алектрообогреве бетонов из литых смесей с суперпластификатором С-3, оптимизированы параметры режимов тепловой обработки, при которых отрицательное воздействие деструктивных процессов сводится к минимуму;

- выявлены особенности свойств бетонов из литых смесей с суперпластификатором С-3, прошедших тепловую обработку, которые необходимо учитывать при проектировании и изготовлении различных видов конструкций;

- разработана физико-математическая модель теплообмена в системе "электронагреватель - стенд - бетон" и на ее основе — численный метод расчета в виде програшы, позволяющие определить оптимальные теплотехнические и- конструктивные параметры

греющих стендов и обеспечивающие равномерность температурного поле на греющей поверхности, при минимальных расходах энергии.

| I

Практическое значение работы:

- разработаны рациональные реяимы тепловой обработки изделий из литых бетонных смесей с сулерпластисрикгтором С-3;

- даны рекомендации по расчету электростендов для производства железобетонных изделий в заводских условиях;

- показано, что применение литьевой технологии изготовления сборных .-хелезобетонных изделий на злэктростендах позволяет уменьшить по сравнению с обычным цройариванием бетонов из малоподвижных смесей энергозатраты на 1 м3 бетона на 10,9... 16,7 кг условного топлива и снизить стоимость тепловой обработки на 30^.

Реализация работы

Материалы диссертационной работы использованы:

- при отработке технологических параметров и режимов тепловой обработки бетонов из литых смесей на электростенде на Владимирском заводе железобетонных конструкций.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались:

- на научно-технической республиканской конференции "Качество и надежность строительных материалов и конструкций в сейсмостойком строительстве", ИСМиС, Батуми, 1990 г.

- на республиканской конференции "Научно-технический прогресс в технологии строительных материалов", ААСИ, Алма-Ата, 1990 г.

- на 24-й Международной конференции по бетону и железобетону, Доябай, 1992 г.

- на научно-техническом совещании лаборатории ускорения твердения бетонов НИК2Б.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав,

обидах выводов, списка использованной литературы из 123 наименований, 3 приложений и изложена на 238 страницах, включая122 страницы машинописного текста, 28 таблиц, 53 рисунка.

Содержание работы

Анализ литературных источников показывает, что одним из перспективных направлений энергосбережения и повышения эффективности производства сборного железобетона является применение литых бетонных смесей с суперпластификаторами. Вместе с теш показано, что наиболее эффективным раззшжителем среди отечественных суперпластификаторов является добавка С-3. Особенности литых смесей исклюгчаот передвижение форм из-за нарушения геометрических размеров сважеотфорыованных изделий, поэтому наиболее целесообразно их применять при стендовой технологии в отдельных термоформах. Показано, что при стендовом производстве сборного железобетона для тепловой обработки изделий электрический ток является эффективным теплоносителем как энергетически, так и с технологической точки зрения, благодаря разнообразию модификаций, развитие которых получило в.основном в трудах многих отечественных )

ученых:

Литые бетонные смеси с суперпластификаторами характеризуются более длительным индукционным периодом по сравнению с малоподвижными смесями того же состава, но без добавки /В/Ц=солб1 /. Это требует внесения определенных коррективов при назначении режимов тепловой обработки бетонов из литых смесей. Вместе с тем на сегодня отсутствуют данные электротехнических и теплотехнических параметров электростендов, оснащенных низкотемпературными электронагревателями. Требует уточнения их влияние на режим прогрева в системе электростенд-бетон, влияние контактного электрообогрева литых бетонов с добавкой С-3 на их структурные особен-

поста и физико-механические свойства в затвердеваем состоянии, что сдерживает массовое производственное внедрение литьевой технологии изготовления сборных железобетонных изделий на электростендах.

В связи с изложенным, в диссертационной работе были поставлены следующие задачи исследований:

- Изучение структурных особенностей и физико-механических свойств бетонов из литых смесей, подвергнутых контактному электрообогреву на электростевде.

- Исследование тепло- и электротехнических параметров в системе "злектростевд - бетон" методом численного моделирования.

- Исследование характера формирования температурных полей, температурных режимов и кинетики нарастания прочности бетонов при изготовлении изделий различной толщины из литых смесей при прогреве на электростенде.

- Производственное апробирование и технико-экономическая эффективность электростендовой технологии сборных железобетонных изделий из литых смесей.

Исследования проводились в лаборатории ускорения твердения бетонов НШЗБа, а производственные испытания на ЗЗБК г.Владимира.

При электрообогреве сборных железобетонных изделий на греющих стендах электрическая энергия нагревателей, размещенных либо в боковых частях, либо снизу преобразуется в тепловую, которая через греющие поверхности передается к прогреваемому бетону. С целью изготовления железобетонных изделий широкой номенклатуры /колонны, сваи, шшты перекрытия, несущие стеновые панели и др./ электронагреватели расположены снизу в специально устроенном тепловом отсеке. Причем они расположены на некотором рассто-

яши от поддона, что позволяет применять дешевые недейиштные нагреватели /стержневые, сетчатые/. В этом случае воздушный слой между нагревателем и поддоном обеспечивает безопасность и более равномерный нагрев,поддона. По данной схеме тепловой обработки сборных железобетонных изделий была, построена физико-математическая модель теплообмена в системе "электростенд -бетон", которая включает:

- кондуктивнуи теплопроводность бетона и металлической опалубки с источником тепла в бетоне за счет экзотермии /нестационарное двухмерное поле температур/;

- конвективный перенос тепла в воздушных прослойках между опалубкой, бетоном и электронагревателями;

- внешнюю задачу нестационарной теплопроводности электронагревателя с учетом конвективного и радиационного теплообмена с окружающей средой.

На основе физико-математической модели теплообмена в системе "электростенд- бетон" разработан численный метод расчета в виде программы. Она позволяет определить динамику изменения температурного поля в железобетонных изделиях, температурный режим электронагревателей, изоляции и опалубки при заданных теплофизических и геометрических параметрах системы.

Для оценки адекватности разработанной физико-математической модели теплообмена в системе "электростенд - бетон" и ее численной реализации реальному процессу теплообмена при тепловой обработке бетонных изделий на алектросгеыде, была проведена проверка путем сравнения экспериментальных и расчетных данных, что показало хорошую их сходимость. Отличительной особенностью использованной физической модели от численной являлось применение плоских нагревателей, что потребовало ввести

в численную модель коррективы в части определения углоьых коэффициентов излучения.

При определении тепловых и электротехническая параметров "электростенд - бетон" з расчет принимались: удельная мощность электронагревателей, их компоновка, состояние неопалуйленной поверхности бзтона, температура изотермического ярогрева, зх-зотердшя цемента и температура, наружного воздуха. Тепловые и электротехнические параметры определялись с таким расчетом, чтобы бетон к моменту распалубки достиг прочности га сггтие 70% от

Изучение влияния тепло-технических к конструктивных параметров электростендоз на режиш тепловой обработки бетона показало, что удйльная мощность стержневых нагревателей на. единицу площади обогреваемого поддона долина составлять 2150...2580 ккал/час.м2.

При толщине обогреваемого металлического поддона 15 дел и более изменение расстояния между стераневкг.ш нагревателями з пределах до 100 мм практически не влияет на равномерность температур в бетоне по ширине изделия. Дальнейшее увеличение шага мезду ними оказывает заметное влияние на равномерность температурного поля. С увеличением шага электронагревателей с одной стороны повышается максимальная температура на нагревателе, увеличивается время разогрева до температуры изотермической выдержки и расход энергии на тепловую обработку, с другой -улучшается равномерность прогрева бетона по ьысоте изделия.

Увеличение расстояния меяду электронагревателем и обогреваемым поддоном от 25 дс- 75 юл повышает время разогреЕа до максимальной температуры и расход энергии на тепловую обработку, но в то же вреда улучшает равномерность прогрева бетона по высоте изделия. Комплексный анализ выявленных закономерностей поз-

воляет рекомендовать величину расстояния от нагревателей до поддона, равную 50 мл.

Уменьшение оммического сопротивления стержневого нагревателя /увеличение его диаметра/ повышает время разогрева бетона до температуры изотермического выдерживания и расход электроэнергии на тепловую обработку бетона, при этом равномерность прогрева бетона по высоте изделия улучшается. При увеличении оммического сопротивления нагревателя /при уменьшении его диаметра/ резко возрастает его максимальная температура в процессе тепловой обработки. Исходя аз конструктивных соображений и оптимизации температурного режиьа работы стержневых стальных электронагревателей, их диаметр следует принимать равным 10: ..12 мм. Наличие теплоизоляции на неооалубленной поверхности бетоиа улучшает все технико-экономические показатели термообработки бетона на электростенде, поэтому применение гешгоизоляцгоняых покрытий с термическим сопротивлением не ыеаэе 0,3 м*\°С.час/ккал "следует считать обязательный.

Изучение кинетики прогрева при одностороннем подводе тепла производили на лабораторном электростенде на образца;: из литых бетонных смесей размером в плане 40x40 см и толщиной / 6 / 10, 20 и 30 см, моделирующих изделия разной толщины с модулем поверхности соответственно 30, 20 и 16,7 м~Ч Мощность электростенда позволяет разогревать бетонные образцы со скоростью 5... 30 °С/час.

Температуру различных точек в бетоне измеряли с помощью хромель-копелевых термопар и фиксировали автоматическим потенциометром КСП-4.

Исследования показали, что при разогреве в образцах по высоте изделия устанавливается перепад температур, который дости-

гает своего максимального значения в конце подъема тешературы и составляет 11...1Э°С / с5"=10 см/, 24...30°С / ¿=20 си/ и 37...42°С / д =30 см/ соответственно при скорости разогрева свзясеулояенного бетока 15...20°С/час. Следует отметить, что при отсутствии теплоизоляции неопалубленной поверхности прослехива-ется некоторое увеличение температурных перепадов. При установившемся тепловом потоке температурные перепада либо исчезают /' ¿=10 см/, либо уменьшаются до о...6°С / 6 =20 см/. При дальнейшем увеличении толщины изделия повышается перепад тешературы как на стадии разогрева, так л при изотермической прогреве. Поэтому тепловую обработку на эдектростенде при одностороннем подводе тепла целесообразно проводить дая изделий толщиной дс 20 см.1

Изучение кинетики прогрева при двустороннем подводе тепла на образцах толщиной 30 и 40 см показало, ч,то температурные перепады от греющей поверхности к центру, возникапцяе ка стадии разогрева, исчезают через 1,5...2 часа после наступления периода.изотермического ввдераивгния, и в дальнейшем формируется однородное температурное поле по высоте изделия.

Формирование однородного температурного поля по сечению изделия во время изотермического прогрева уменьшает температурные напряжения' в бетоне и способствует получению равнопрочного материала.

Изучение послойной прочности бетона в образцах из литой бел тонной смеси толщиной 20 см при одностороннем прогреве по режиму 2 + 4 + 5 + 2, 1..13=30оС показало, что в различные сроки испытания попеременно меняется и разница'меаду кизник и верхним слоями /но 10 см кавдый/ я находится в пределах 1...4%. Аналогичная однородность наблюдается при двустороннем подводе тепла к об-

—. 10 -разцу толщиной 30 и 40 си.

Икая картина наблюдается при одностороннем подводе тепла к изделию толщной 30 см. В суточном возрасте разница в прочности между нижним и верхним слоями составляет 11$, а в 23-сут. возрасте - &%.

На следующем этапе исследований изучали кинетику нарастания прочности бетонов из литых смесей с добавкой С-3 при тепловой обработке /ТО/ на электростенде. С целью сравнительного анализа, ТО подвергались бетоны из малоподвижных смесей того не состава, но боз добавки.

Исследования проводились на образцах-кубах с ребром 10 см из бетонов класса В 22,5 и В 30 с В/Ц=0,54 и Б/Ц=0,45 соответственно. В качестве вяжущих применяли портландцемент /ПН/ и шлакопрртландцемент /ШШ/ марки 400 Еоскресенского цемзавода "Гигант". Заполнителями служили гранитный щебень фракции 5...20 ш и кварцевый песок с модулем крупности f^ =2,1. Используемые материалы удовлетворяли требованиям соответствующих ГОСТов.

Для исследованных составов бетона режимы тепловой обработки на электростецде'отличались в зависимости от продолжительности предварительного выдерживания /1...5 час/, скорости разогрева /15...20°С/час/, температуры изотермического выдерживания /70...90°С/ и его продолжительности /3...9 час/. Это позволило определить оптимальные режимы электрообогрева бетонов из литых смесей исследуемых составов.

Изучение влияния предварительной выдержки на кубиковую прочность литого бетона на Щ /В/Ц=0,45/, разогретого со скоростью 20°С/час, показало, что в 28-сут. возрасте бетон не добирает заданную прочность, и это тем очевиднее, чем выше температура изотермического выдерживания. Поэтому в дальнейшем скорость

- 11 -

разогрева принималась равной 15°С/час.

Экспериментальные исследования показали, что при предварительной выдеряке, равной 1 час, прочность литого бетона с добавкой С-3 на обоих цементах после тепловой обработки ниже на 2...8 % соответственно при температурах изотермического прогрева 70..,90°С, по сравнении с бетонами из малоподвианых смесей того га состава, но без добавки. При- этом недобор прочности в 28-сут. возрасте после тепловой обработки составляет 5...17% для литого бетона на Щ и 4...12$ для бетона на ШЦ против 2...7% и 1...5% для бетонов из малоподвижных смесей соответственно на Щ и ШПЦ. Увеличение предварительной выдержки до 3 час. с одной стороны повышает прочность обоих бетонов после тепловой обработки и сня-гает недобор прочности в проектном возрасте. С другой стороны уменьшается разница относительной прочности менду бетонам;-: литой и малоподвижной консистенций. При предварительной выдержка, равной 5 час., бетоны обеих консистенций после тепловой обработки набирают примерно одинаковую прочность, при этом в 2В-сут. возрасте литые бетоны в зависимости от температуры изотермического прогрева /70...90°С/ либо достигают заданную прочность, либо ■имеют ее незначительный недобор /2...8%/.

Таким образом, увеличение предварительной ввдернки приводит к повышении относительной прочности бетонов как из малоподвижных, так и из смесей литой консистенций через 4 часа после тепловой обработки и к снижению недобора прочности в 28-сут. возрасте. Это явление в большей степени проявляется у литых бетонов.

При предварительной выдержке, равной 3...5 часов литые бетоны в зависимости от температуры изотер.чического прогрева в 28-сут. возрасте достигают проектную прочность или имеют- минимальный недобор прочности. Поэтому кинетика нарастания прочности

литых бетонов в процессе тепловой обработки изучалась при предварительной выдернке, равной 3...5 час. Как показывают экспериментальные исследования при повышении температуры изотермического прогреьа с 70 до 90°С интенсивность нарастания прочности литых бетонов увеличивается, особенно при уменьшении В/Ц. Литье бетоны с добавкой С-3 как на ДЦ, так и на ШПЦ при цредварительной выдержке, равной 3...5 час. и температуре изотермического прогрева 70...90°С твердевт примерно с такой же интенсивностью /разница составляет + что и бетоны из малоподвижных смесей, но

бей добавки.

Увеличение предварительной ввдергки от 3 до 5 час. способствует сокращению времени изотермического прогрева на 1...2 час. Следует констатировать, что бетоны как малоподвижной, так н литой консистенций на Щ, прогретые при температуре, равной 80 и 90°С, интенсивно набирают прочность первые часы изотермического прогрева. Далее интенсивность прироста уменьшается. При температуре 70°С бетоны на Щ и при температуре 80 и 90°С бетоны на ШПЦ набирают прочность более.равномерно при всей продолжительности изотермического выдергивания.

На основе результатов экспериментальных исследований были определеня оптимальные режимы тепловой обработки бетонов из ли-, тых смесей на электростендах в зависимости от требуемой прочности сразу после тепловой обработки и температуры изотермического выдергивания для бетонов классов В 22,5 и В 30 на ДЦ и ШПЦ Воскресенского цемзавода "Гигант". В обобщенном вцде они представлены в табл.1.

Изучение влияния влагопогерь на прочность литого бетона проводилась на образцах с ребрсм 10 см.

Таблица I

Рациональные режимы электрообогрова бетонов из литых смесей с супершшстифи-катороы С-3 на злектростендах

Требуемая проч- Температу- Бетоны на портландцементе Вагоны на шлакопортландцементн

• № ность после ра изотеп- Воскресенского цемзавода Воскресенского цемзаЕода

п/п тепловой об- мического "Гигант" класса "Гигант" класса

работки, % прогрева, ----------------------------------------------------------

* ®С Б 22,5 В 30 В 22,5' В 30

1. 3+3,5+5+2ч 3+3,5+4+2ч

70

2. 5+3,5+4+2ч 5+3,5+3+24

3. 3+4+3,5+Зч З+4+2+Зч З+4+б+Зч 3+4+3+34 60 80

4. 5+4+2,5+34 5+4+1+34 5+4+4+Зч . 5+4+2+Зч

5. - 3+5+4+44 3+5+2+44

30

____________________________________-___________-__________5+5+§+4ч_____5+5+1+4Ч

7. 3+3,5+Ю+2ч 3+3,5+&+2ч

70

8. 5+3,5+8,5+24 5+3,5+5+24

9. • 3+4+8+34 З+4+5+Зч 3+4+10,5+31 3+4+9+34 70 80

10. 5+4+6+Зч 5+4+4+34 5+4+8+Зч 5+1+6+Зч

11. - - 3+5+8+4ч 3+5+5+44

90

12. - 5+5+6+4ч 5+5+4+4ч

Как показывает анализ экспериментальных данных при кондуктивном подводе тепла по оптимальным режимам тешгообработки литые бетоны исследуемых составов с открытой неопалубленной поверхностью теряют алагу в количестве 31...42$ от еоды затворення, в результате чего после ТО с последующим твердением в нормальных условиях недобор прочности в 28-сут. возрасте достигает 18. ..23>£. Укрытие неопалубленной поверхности влагонепроницаемой пленкой способствует снижении злагопотерь до 6,5..Л2$. При этом увеличивается прочность сразу после ТО на 13...1&% по сравнению с образцами без укрытия,и недобор прочности в проектном возрасте уменьшается до 2...5%.

Результаты исследований структурных особенностей бетонов как нормального ТЕердения, так и подвергнутых контактному элэкт-рообогреву,показали, что интегральная какропористость литых бетонов несколько выше по сравйнншэ с бетонами из малоподапашх смесей, хотя разница незначительна и повышение ее происходит в основном за счет мелких нор. При уменьшении В/Ц интегральная макропористость бетонов обоих консистенций практически одинакова, при этом литые бетоны более однородные и мелкопористые. Структурные нарушения литых бетонов, подвергнутых злектрообогреву, происходят в основном на контакте "крупный заполнитель - раствор" в виде цепочек пор и трещин. При уменьшении В/Ц дефекты структуры снижаются. Степень гидратации литых бетоноз с добавкой С-3 независимо от условий твердения несколько выше, чем у бетонов из малоподвижных смесей без добавки.

Исследование основных физико-механических свойств литых бетонов проводились по стандартным методикам. Изучение влияния электрообогрева на кинетику нарастания прочности литых бетонов с добавкой С-3 при последующем твердении в нормальных условиях

показало, что интенсивность набора прочности таких бетонов зависит от вида вяжущего и практически одинакова прл В/Ц=0,54 и В/Ц=0,45 на каждом из исследованных вяжущих. При этом бетоны на обоих цементах через 4 часа после ТО"набирают 68...72% прочности от Р^з- ^ 28-сут. возрасте литые бетоны на ПЦ достигают 94...98$ соответственно при В/Ц=0,54 я В/Ц=0,45, на ШПЦ соответственно 101 и 98% от К28- В более позднем возрасте /90...180 дней/ литые бетоны на обоих цементах имеют прочность выше, чем й^д-

Прочность на растяжение при изгибе литых бетонов на ПЦ, прошедших ТО, в 28-сут. возрасте ниже на 3...9%, нежели РрИ соответственно при В/Ц=0,45 и В/Ц=0,54, что объясняется по-видимому некоторым нарушением структуры в процессе ТО. К 90-сут. возрасте у бетонов с В/Ц=0,54 недобор становится минимальным, а при В/Ц=0,45 бетон достигает заданную прочность.

Литые бетоны на ШПЦ, подвергнутые электрообогреву, независимо от В/Ц имеют примерно одинаковую прочность на растяжение при изгибе, что и-бетоны, твердевшие в нормальных условиях.

Коэффициент призменной прочности независимо от условий твердения практически одинаков и находится в пределах ^^=0,75... 0,83. Модуль упругости Е литых бетонов исследуемых составов, твердевших в нормальных условиях, ниже на 4...8% по сравнению с Ев, установленным СНиП 2.03.01-84 для бетонов данной прочности.

Тепловая обработка способствует снижению модуля упругости литых бетонов на 7...10£ по сравнению с такими же бетонами, твердевшими в нормальных условиях. При этом коэффициент Пуассона увеличивается на 7...17$.

Изучение деформашш усадки литых бетонов показало, что независимо от условий твердения /твердение в нормальных условиях, эле.:трообогрев/, она интенсивно протекает в течение 45...50 дней,

после чего интенсивность прироста уменьшается. Максимальная деформация усадки литых бетонов на ПЦ, твердевших в естественных условиях, равна в 120-сут.. возрасте 0£9...0,43мм/м против C\3.'L.0,,37 т/т для литых бетонов на ШЩ, что объясняется большей удельной поверхностью ПЦ по сравнению с ШПЦ. Электрообогрев приводит к снижению деформации усадки на 13...14% для бетонов на ПЦ'и на 29...32$ для бетонов на ПШЦ по сравнению с такими же бетонами, твердевшими в естественных условиях.

Экспериментальные исследования показали, что алектрообогрев литых бетонов по оптимальным режимам не ухудшает прочность сцепления арматуры с бетонами как на ПЦ, так и на ШПЦ.

Исследования показали, что алектрообогрев литых бетонов на Щ с добавкой С-3 снижает морозостойкость на одну ступень марки по морозостойкости по сравнению с бетонами, твердевшими: .в нормальных условиях. Морозостойкость литых бетонов на ШПЦ, подвергнутых алектрообогреву, наоборот, увеличивается, и практически . соответствует морозостойкости бетонов, твердевших в нормальных условиях того же состава, но на ПЦ.

Таким образом, тепловая обработка литых бетонов оказывает аналогичное влияние на его физико-механические свойства, как и традиционные виды ТО на обычные бетоны. . .

Производственное внедрение литьевой технологии изготовления сборных аелезобетонных изделий на электростендах осуществлялось на Владимирском заводе SEK треста "Владимирстройконстружция". Технико—экономические расчеты подтвердили эффективность литьевой технологии изготовления сборных железобетонных изделий на электростендах. За счет снижения трудо- и энергозатрат на формование и энергоресурсов на тепловую обработку, достигаемая экономия оценивается в размере 3,67 руб/м3 бетона /в ценах 1390г./.

-17 -

При этом экономия удельного расхода топливно-энергетических ресурсов по сравнению с пропариванием на линейных стендах составляет 10,5...16,7кг условного топлива.

0В1ЩЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны, обоснованы и практически апробированы оптимальные режимы тепловой обработки сборных изделий из литых бетонных смесей с супергшастификатором С-3. Выявлено, что при тепловой обработке бетонов из литых смесей скорость подъема температуры не должна превышать 15°3/час, а температура изотермического прогрева - 70°С для бетонов на ПЦ и 80°С - на ШПЦ. При этом минимальная продолжительность предварительного выдерживания должна составлять не менее 3 ч. В случае повышения температуры изотермического прогрева, время предварительного выдерживания удлиняется до 5 часов.

2. Разработана физико-математическая модель теплообмена в системе "Злектростенд - бетон" и на ее основе - численный метод расчета в виде программы для моделирования процесса тепловой обработки железобетонных изделий на ЭШ. Показано, что разработанная методика расчета режимов тепловой обработки бетона на алекг-ростенде с достаточной для практики точностью отражает реальные процессы теплообмена в рассматриваемой системе.

3. Разработаны и рекомендованы для расчетов оптимальные электротехнические и конструктивные параметры электростенда для тепловой обработки бетонных изделий высотой до 400 мм:

- удельная мощность электронагревателей электростенда -2150...2580 ккал/час.м2;

- шаг размещения электронагревателей - 80...100 мм;

- диаметр стержневых стальных электронагревателей - 10...12

мм;

- 18 -

- расстояние от электронагревателей до обогреваемого поддона - 50 мм;

- минимальное термическое сопротивление изоляционного покрытия - 0,3 м2.час.°С/ккал.

4. Установлено, что при термообработке изделий на греющих стендах влагопотери до 12^ от воды затворекия не приводит к существенному снижению прочностных характеристик бетонов из литых смесей. Установлено, что структурные нарушения при тепловой обработке таких бетонов происходят в основном на контакте "крупный ' заполнитель - раствор". При уменьшении В/Ц дефекты структуры снн-аавтся.

5. Показано, что нарастание прочности бетонов из литых смесей с добавкой С-3, подвергнутых электрообогреву,при последующем вццержлванш в нормально-влажностных условиях независимо от В/Ц исследованных составов происходит примерно с одинаковой интенсивностью. При этом к 28-сут. возрасту бетоны на ВД имеют некоторый недобор прочности, равный 2...&%. Литые бетоны на основе

нащ достигают заданной прочности. В 90-сут. возрасте и бетоны из литых смесей на Щ также достигают заданную прочность.

6. Выявлено, что прочность на растяжение при изгибе бетонов из литых смесей на ПЦ, подвергнутых■электрообогреву, в 28-сут. возрасте на З...Э$ ниже по сравнению с идентичными показателями у бетонов, твердевших в нормальных условиях. В 50-сут. возрасте они достигают заданную прочность. У бетонов из литых смесей на ШПЦ, прошедших тепловую обработку, прочности на растяжение при изгибе выше, нежели у бетонов нормального твердения.

7. Показано, что модуль упругости у бетонов из литых смесей, твердевших : нормальных условиях на 4...8$ ниже нормативных значений СНиП 2.03.01-84 для бетонов аналогичной прочности.

■ Бетоны кз литых смесей, подвергнутых электрообогреву, обладают более низким - на 7...10% - модулем упругости по сравнению с бетонами того же состава, твердевшими в нормальных условиях,

коэффициент поперечных деформаций увеличивается на 7___17%,

коэффициент призменаой прочности бетонов из литых смесей независимо от условий твердения примерно одинаков и находится в пределах 0,73...О,83: величина деформации усадки меньше, чем у аналогичных бетонов .нормального твердения: для бетонов на основе ПЦ эта разница составляет 0,05...О,03 мм/м, а на ШПЦ - 0,1...О,12 ым/м.

8. Показано, что прочность сцепления арматуры с бетоном из литых смесей с добавкой С-3 как на ПЦ, так И на ШПЦ независимо от условий твердения /нормальные, с электрообогревом/ примерно одинакова.

9. Установлено, что тепловая обработка бетонов кз литых смесей способствует снижению на одну ступень марки по морозостойкости бетонов на осноге ПЦ, по сравнению с бетонами, выдержанными в нормальных условиях. Морозостойкость литых бетонов на ШПЦ,-прошедших термообработку, наоборот, увеличивается.

10. Экономический эффект от применения литьевой технологии при производстве сборных железобетонных изделий с прогревом на электростендах составляет 3,67 руб/м3 /в ценах 1990 г./ по сравнению с изготовлением железобетонных изделий из малоподвижных смесей с паропрогревом. Расход электроэнергии при термосных режимах выдерживания находится в пределах 35...45 кВт.ч/м3. При

»

режимах, включающих изотермический прогрев изделий, расход электроэнергии достигает 60...75 кВт.ч/м3.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. 2ахуташв1ли В.Н., Ли А.й., Козина Н.В. Деформативные

свойства бетонов из литых смесей, подвергнутых бескамерной тепловой обработке // Качество и надежность строительных материалов и конструкций в сейсмостойком строительстве: Тез.докл. Республиканской конференции.- Батутлл: ИСйиС, 1990.- С.73-74.

2. Хахуташвили В.Н. Прочностные характеристики бетонов из литых смесей, прошедших бесжамернуи тепловую обработку // Научно-технический прогресс в технологии строительных материалов: Тез. докл. Республиканской коиф. Адка-Ата: ААСЛ, 1S90.- С.31-32.

S. Хахутаггэили В.Н. Бетоны из легкх смесей с суперхиастша-катором С-3, подвергнутые зяектрэобсгреву// Материалы 24-й Международной конференции по бетону и нелезсбетону.- Домбай, 1992.-С.202-203.

4. Крылов Б.Л., Ли А.И., лахутаизшш В.Н. Тепловая обработка сборных железобетонных изделий из литых смесей на грэыдкх стендах,- В ей.: Совершенствование расчетов, проектирования е технологии изготовления конструкций для сельского строительства.-РостоЕ-на-Дону, СевкавН'.Шагропрока /в печати/.

5. Численное моделирование теплообмена при тепловой обработке железобетонных^изделий на Електроотенде / Петров-Данксов В.Г., Шифрин С.А., Ли А.И., Гордеева В.Н., Хахутапшилл В.Н. // Бетон и железобетон.- 1S92 /в печати/..