ВЫРАБЫ БЕТОННЫЯ I ЖАЛЕЗАБЕТОННЫЯ ЗБОРНЫЯ

Правiлы цеплавiльготнаснай апрацоўкi

Precast concrete and reinforced concrete products

Moist – steam curing rules

Дата введения 2006-01-01

1 Область применения

Настоящий технический кодекс установившейся практики (далее — технический кодекс) распространяется на сборные бетонные и железобетонные изделия, изготавливаемые с применением плотных и пористых заполнителей и вяжущих на основе портландцементного клинкера на заводах, полигонах и в отдельных цехах. Настоящий технический кодекс не распространяется на тепловую обработку изделий, изготовленных из бетонов крупнопористых, специальных (полимербетонов, бетонополи­меров), ячеистых, автоклавного твердения, жаростойких, самонапрягающихся, а также изготовленных с применением сухих бетонных смесей, специальных методов уплотнения бетонной смеси (гидропрессование, центрифугирование и т. д.).

Настоящий технический кодекс устанавливает основные правила назначения и методы расчета рациональных режимов тепловой обработки и последующего выдерживания сборных бетонных и железо­бетонных изделий для различных видов строительства, обеспечивающих сокращение потребляемой тепловой или электрической энергии.

2 Нормативные ссылки

В настоящем техническом кодексе использованы ссылки на следующие технические нормативные правовые акты в области технического нормирования и стандартизации (далее — ТНПА): ¹⁾

СТБ 1112-98 Добавки для бетонов. Общие технические условия

СТБ 1182-99 Бетоны. Правила подбора состава

СТБ 1544-2005 Бетоны конструкционные тяжелые. Технические условия

ГОСТ 310.2-76 Цементы. Методы определения тонкости помола

ГОСТ 310.4-81 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии

ГОСТ 10060.0-95 Бетоны. Методы определения морозостойкости. Общие требования

ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия

ГОСТ 13015.0-83 Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сборные. Общие технические требования

ГОСТ 13015.1-81 Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сборные. Приемка

ГОСТ 17624-87 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

ГОСТ 23464-79 Цементы. Классификация

ГОСТ 26633-91 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 30515-97 Цементы. Общие технические условия

СНБ 2.04.01-97 Строительная теплотехника

СНиП 3.05.02-88 Газоснабжение

____________________

¹⁾ СНБ, СНиП, Пособия к СНиП имеют статус технического нормативного правового акта на переходный период до их замены техническими нормативными правовыми актами, предусмотренными Законом Республики Беларусь «О техническом нормировании и стандартизации».

П1-99 к СНиП 3.09.01-85 Применение добавок в бетоне

П2-01 к СНиП 3.09.01-85 Изготовление сборных бетонных и железобетонных изделий.

Примечание — При пользовании настоящим техническим кодексом целесообразно проверить действие ТНПА по Перечню технических нормативных правовых актов по строительству, действующих на территории Республики Беларусь, и каталогу, составленным по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году.

Если ссылочные ТНПА заменены (изменены), то при пользовании настоящим техническим кодексом следует руковод­ствоваться замененными (измененными) ТНПА. Если ссылочные ТНПА отменены без замены, то положение, в котором дана ссылка на них, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем техническом кодексе применяют термины с соответствующими определениями, установленные в действующих ТНПА.

4 Выбор цементов

4.1 В качестве вяжущих материалов для приготовления бетонов рекомендуется применять портландцемент и его разновидности, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 10178, ГОСТ 30515, П2 к СНиП 3.09.01. Другие виды цементов, соответствующие действующим стандартам и техническим условиям, могут применяться после испытаний их в бетоне и соответствующего технико-эко­номического обоснования.

4.2 Вид цемента для изготовления изделий, эксплуатирующихся в различных условиях, следует принимать в соответствии с требованиями ГОСТ 23464 и ГОСТ 26633.

4.3 При выборе марок цемента следует учитывать класс бетона по прочности на сжатие, активность цемента в возрасте 1 и 2 сут, подвижность или жесткость бетонной смеси, условия твердения изделий в технологической оснастке. Рекомендуемые и допускаемые марки цемента следует принимать в соответствии с таблицей 4.1.

Таблица 4.1

4.4 При использовании в исключительных случаях шлакопортландцемента необходимо обеспечить высокую относительную влажность (до 95 %) среды, в которой осуществляется тепловая обработка изделий.

4.5 Пуццолановый портландцемент и его разновидности допускается применять только для изделий специального назначения с повышенными требованиями по водостойкости и солестойкости.

4.6 Применение глиноземистого цемента для изготовления изделий с тепловлажностной обработкой не допускается.

4.7 Для энергосберегающих режимов тепловой обработки бетона и беспрогревных технологий производства бетонных и железобетонных изделий дополнительно должны учитываться следующие рекомендации.

4.7.1 Целесообразно применять бездобавочный портландцемент 1 и 2 групп по эффективности пропаривания, содержащий в клинкере более 58 % трехкальциевого силиката и 5 %–9 % трехкальциевого алюмината.

4.7.2 Удельная поверхность цемента должна быть не менее 290 м²/кг.

4.7.3 Активность цемента в возрасте 1 и 2 сут должна быть не менее 12 и 20 МПа, соответственно.

5 Выбор химических добавок

5.1 При выборе химических добавок для бетона с целью сокращения затрат тепловой или электрической энергии и сокращения сроков выдерживания изделий в тепловых установках следует руководствоваться указаниями П1 к СНиП 3.09.01 и рекомендациями настоящего технического кодекса. Свойства применяемых добавок должны удовлетворять требованиям СТБ 1112, стандартов и технических условий на конкретные виды добавок.

5.2 Количество добавок должно определяться подбором состава бетона с учетом эффективности их влияния на снижение водопотребности бетонной смеси, на ускорение твердения бетона в различных температурных условиях и на прочность бетона в возрасте 28 сут (см. разделы 7–10). Общее содержание химических добавок не должно превышать пределы, указанные в действующих ТНПА и
в любом случае должно быть не более 5 % от массы цемента.

5.3 Если количество вводимой добавки составляет менее 0,2 % от массы цемента, ее следует вводить только с водой затворения с целью обеспечения ее равномерного распределения по всему объему бетона.

5.4 Если объем раствора добавки превышает 3 л на 1 м³ бетона, то его следует учитывать при определении водоцементного отношения.

5.5 Если используется несколько видов химических добавок (комплексные добавки), их совместимость и общая эффективность, а также их влияние на долговечность (коррозионную стойкость бетона и арматуры, появление высолов и т. п.) должны быть проверены при подборе состава бетона.

6 Основные требования к расчету и устройству теплоизоляции ограждающих конструкций тепловых установок

6.1 С целью сокращения расхода тепловой энергии при тепловой обработке изделий в камерах и установках периодического действия рекомендуется применять термосные (без стадии изотермичес­кого прогрева) режимы выдерживания изделий, которые возможны при осуществлении надежной тепло- и влагоизоляции ограждающих конструкций камер. Скорость остывания среды в таких камерах в период снижения температуры изделий составляет 3–10 °С/ч.

6.2 В качестве элементов ограждающих конструкций камер с повышенным термическим сопротивлением следует применять конструкции из легкого керамзитобетона, защищенного от увлажнения слоем пароизоляции; сборного или монолитного тяжелого бетона с экранной теплоизоляцией с внутренней стороны камер; слоистых элементов с теплоизоляционным слоем, паро- и гидрозащитными устройствами. При этом коэффициент полезного использования тепла должен быть для керамзитобетонных ограждающих конструкций не менее 0,55 и для теплоизолированных ограждающих конструкций — не менее 0,70.

6.3 Теплозащитные свойства днищ камер следует повышать путем устройства теплоизоляции из материалов с повышенными механическими свойствами (пеностекла и др.) и с применением слоистых конструкций с воздушной прослойкой (с ребристыми и плоскими железобетонными плитами).

6.4 Крышки камер должны иметь металлический каркас и теплоизоляционный слой, защищенный с двух сторон металлическими листами.

6.5 Гидравлические затворы камер рекомендуется выполнять из швеллера с высотой полки 150 мм, но не менее 100 мм. Для камер длиной более 10 м, камер, расположенных в один ряд, или при наличии в блоке более четырех камер гидравлический затвор следует выполнять индивидуально для каждой камеры.

6.6 Снижение расхода тепловой энергии в теплоизолированных камерах в полном объеме может быть обеспечено применением систем автоматического регулирования подачи расчетного количества пара или установкой дроссельных диафрагм со своевременным прекращением подачи пара.

6.7 Для регулирования процесса тепловой обработки изделий в камерах могут применяться любые проверенные в производственных условиях автоматизированные системы, обеспечивающие снижение расхода тепловой энергии на 15 %–25 % по сравнению с аналогичными тепловыми установками, режим тепловой обработки в которых поддерживается вручную.

6.8 Расчет термического сопротивления ограждающих конструкций камер тепловой обработки,
а также разработку и осуществление конструктивных решений теплоизолированных камер следует производить по СНБ 2.04.01.

7 Расчет рациональных режимов тепловой обработки изделий в паровоздушной среде и продолжительности последующего выдерживания

7.1 Тепловая обработка сборных бетонных и железобетонных изделий производится с применением режимов, обеспечивающих минимальный расход топливно-энергетических ресурсов и ускоренное достижение бетоном заданных значений распалубочной, отпускной, передаточной (для предварительно напряженных изделий) или требуемой прочности.

7.2 Под распалубочной прочностью бетона (Р _р) 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 для каждого вида изделий устанавливается изготовителем (технологическими правилами производства). При этом должны быть обеспечены соответствующие температурно-влажностные условия для достижения при последующем складировании и хранении отпускной прочности бетоном к моменту отгрузки изделий изготовителем и требуемой прочности —
в установленные сроки.

7.3 Отпускная (Р _отп) и передаточная (Р _п) прочности бетона должны соответствовать значениям, указанным в проектной документации, действующих стандартах или технических условиях на конкретные изделия с учетом требований ГОСТ 13015.0.

7.4 Требуемая прочность бетона на сжатие (Р _тр) определяется по заданному классу бетона с учетом фактического коэффициента вариации прочности на сжатие или принимаемого равным 13,5 % при отсутствии статистических данных о фактической однородности бетона. Достижение требуемой прочности должно быть гарантировано изготовителем в возрасте бетона 28 сут или в любой другой срок, согласованный с проектной организацией-разработчиком и заказчиком.

7.5 Подбор составов бетонных смесей для изделий, подвергаемых тепловой обработке, должен производиться в соответствии с требованиями СТБ 1182.

7.6 Тепловая обработка изделий может производиться в камерах периодического или непрерывного действия, а также под переносными колпаками. При этом в качестве теплоносителя может использоваться водяной пар, паровоздушная смесь, горячий воздух или другая газообразная среда, не снижающая качества бетона изделий.

7.7 Способы, тепловые установки и общую продолжительность тепловой обработки следует выбирать на основании 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).

7.8 Режим тепловой обработки должен подбираться в каждом конкретном случае расчетно-экспериментальным методом и назначаться лабораторией с учетом фактического ритма работы тепловых установок и требований настоящего раздела.

7.9 В целях снижения расхода тепловой энергии следует максимально использовать возможности:

— тепловой инерционности установок и осуществления за счет этого термосного выдерживания разогретых изделий;

— учета нарастания прочности бетона в период межсменных перерывов, включая выходные и праздничные дни, и снижения за счет этого максимальной температуры разогрева изделий;

— учета нарастания 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 пропаривании, а также быстротвердеющих цементов;

— применения химических добавок, интенсифицирующих твердение бетона при тепловом воздействии;

— применения низкотемпературных режимов выдерживания изделий.

7.10 Сокращение, при необходимости, продолжительности 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 тепловой энергии.

7.11 С целью обеспечения сокращения расхода тепловой энергии при тепловой обработке необходимо наладить оперативный учет расхода энергии, увеличить коэффициент заполнения тепловых установок и осуществить мероприятия по максимальному снижению непроизводительных энерго­затрат (теплопотерь в окружающую среду, в том числе при транспортировании теплоносителя, на нагрев форм, тепловых агрегатов и др.).

Особенности тепловой обработки изделий в камерах периодического действия и последующего их выдерживания

7.12 При тепловой обработке изделий в камерах периодического действия (ямных и тупиковых туннельных камерах) их прогрев осуществляется при непосредственном контакте с теплоносителем или кондуктивным способом.

7.13 В качестве теплоносителей в камерах могут применяться насыщенный водяной пар, паровоздушная смесь, аэрированная горячая вода.

7.14 Структура режима тепловой обработки характеризуется продолжительностью предварительного выдерживания t_{пр в}, температурой и скоростью разогрева, продолжительностью подъема температуры среды в камере t_п, продолжительностью и способом (термосным или изотермическим) выдерживания разогретых изделий t_из и продолжительностью остывания изделий до распалубки t_ост.

7.15 Основным назначением предварительного выдерживания изделий (от момента закрытия крышкой загруженной камеры до начала тепловой обработки) является создание благоприятных условий для протекания процессов гидратации цемента и формирования начальной структуры бетона, способной без нарушения воспринимать развивающиеся при последующем тепловом воздействии деструктивные процессы.

Вследствие влияния многочисленных факторов на темп нарастания начальной прочности бетона (активности цемента, В/Ц бетона, скорости подъема температуры, температуры разогрева бетона и др.) продолжительность предварительного выдерживания, необходимая для достижения бетоном требуемой начальной прочности, не является постоянной величиной и колеблется от 1–2 до 4–8 ч.

Чем выше марка цемента, класс бетона и жесткость бетонной смеси, а также температура, при которой происходит предварительное выдерживание изделий, тем меньшей может быть продолжительность предварительного выдерживания. Введение химических добавок (ускорителей твердения) приводит к сокращению, а поверхностно-активных и, особенно, воздухововлекающих добавок — к уве­личению оптимальной продолжительности предварительного выдерживания.

Увеличение продолжительности предварительного выдерживания особенно целесообразно при пропаривании распалубленных изделий, а также изделий с большими открытыми поверхностями.

7.16 Скорость подъема температуры среды в камере тепловой обработки оказывает наибольшее влияние на развитие деструктивных процессов в твердеющем бетоне, причем, чем она выше, тем больше вероятность возникновения структурных нарушений. Поэтому для исключения излишних дефектов скорость нагрева бетона на поверхности изделий должна назначаться в зависимости от значения начальной прочности, достигнутой в период предварительного выдерживания по данным таблицы 7.1.

Таблица 7.1

7.17 При нагреве изделий в камерах скорость подъема температуры оказывает существенное влияние на однородность формирующегося температурного поля. С увеличением толщины изделия увеличивается температурный перепад в его поперечном сечении, что ведет к неравномерному росту прочности. Поэтому при толщине изделий 40 см и более скорость нагрева бетона на поверхности должна быть снижена до 10 °С/ч.

7.18 При изготовлении изделий из высокоподвижных бетонных смесей (с осадкой конуса 8 см и более) скорость подъема температуры среды в камере 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 %.

7.19 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.

7.20 Снижению структурных нарушений в бетоне способствует использование ступенчатых режимов нагрева, когда, например, за первые 1–1,5 ч повышают температуру среды в камере до
40 °С–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 °С–45 °С выдерживание в ней в течение 1,5–2 ч равноценно первой ступени подъема температуры.

7.21 Максимально допустимая температура бетона к концу периода нагрева не должна превышать 85 °С при использовании портландцемента (в том числе с минеральными добавками) и 95 °С — при использовании шлакопортландцемента.

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 °С–85 °С.

7.22 Выдерживание разогретых изделий в камерах до достижения заданной прочности может осуществляться путем термосного или изотермического прогрева. С точки зрения достижения минимальных энергозатрат на тепловую обработку предпочтительным является использование термосного выдерживания. При этом скорость остывания среды в камерах в период снижения температуры изделий должна быть не более 30 °С/ч, а при повышенных требованиях по морозостойкости и водонепроницаемости, а также при тепловой обработке изделий из мелкозернистого бетона, многослойных и с отделочными слоями — не более 20 °С/ч.

Изотермический прогрев должен применяться 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. Изотермический прогрев осуществляется путем подвода тепловой энергии в количестве, компенсирующем затраты на нагрев ограждающих конструкций камеры и потери через них.

7.23 Рекомендуемые режимы тепловой обработки бетонов классов С⁸/₁₀ – С³⁵/₄₅, обеспечивающие достижение около 70 % прочности бетона от проектной, приведены в таблице 7.2.

Таблица 7.2

7.24 При назначении режимов следует учитывать, что с увеличением заданной распалубочной или передаточной прочности резко повышается расход энергии при тепловой обработке. Например, при увеличении распалубочной или передаточной прочности от 50 % до 70 % (от требуемой прочности бетона f_{c cube 28 н в}) 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.

7.25 При производстве сборных бетонных и железобетонных изделий, подвергаемых тепловой обработке, рекомендуется применять различные химические добавки (ускорители твердения, пластификаторы, а также комплексные добавки).

7.26 Вследствие различной эффективности действия химических добавок, зависящей не только от вида и марки цемента, но и от конкретного производителя цемента, а также от состава бетона, режимы тепловой обработки бетона с химическими добавками следует, как правило, назначать опытным путем. При этом следует иметь в виду, что:

— применение ускорителей твердения позволяет снизить температуру разогрева бетона на
10 °С–20 °С при неизменном общем цикле тепловой обработки или сократить режим тепловой обработки 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 удобоукладываемости бетонной смеси режимы тепловой обработки должны корректироваться в сторону увеличения продолжительности предварительного выдерживания и времени разогрева;

— 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 °С–30 °С для цементов 1 и 2 групп по эффективности пропаривания (для термосных режимов) или сокращение продолжительности изотермического выдерживания на 1–2 ч (для изотермических режимов).

7.27 При выгрузке изделий из камер температурный перепад между поверхностью изделий
и температурой окружающей среды не должен превышать 40 °С.

7.28 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-влажностных напряжений, приводящих к образованию трещин в изделиях. Ориентировочные значения коэффициента увеличения прочности бетона в течение этого периода приведены в таблице 7.3.

Таблица 7.3

Особенности тепловой обработки изделий в камерах непрерывного действия

7.29 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 температурно-влажностными параметрами: зону предварительного выдерживания, зону активной тепловой обработки и зону остывания.

7.30 При тепловой обработке изделий в камерах непрерывного действия их прогрев осуществляется с применением «глухого» пара (регистров). Для повышения влажности среды следует дополнительно предусматривать подачу «острого» пара через перфорированные трубы. В горизонтальных камерах регистры устанавливаются на полу и под потолком, в вертикальных — вдоль боковых стен по высоте камеры. В качестве теплоносителя используется, как правило, водяной насыщенный пар давлением 0,5–0,6 МПа.

7.31 При прогреве изделий в камерах непрерывного действия следует применять изотермичес­кие режимы тепловой обработки в соответствии с рекомендациями 7.22 и 7.23.

7.32 В горизонтальных камерах непрерывного действия температурные зоны должны быть разделены. Для разделения зон рекомендуется применять механизированные шторные разделители,
а при их отсутствии — воздушные завесы или шторы из теплостойкой резины.

В вертикальных камерах непрерывного действия указанные в 7.29 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 или специальными герметизирующими устройствами.

7.33 Пребывание изделий в зоне предварительного выдерживания (для горизонтальных камер — в форкамере) должно быть не менее 1 ч. Рекомендуется создавать в форкамере температуру 40 °С–60 °С и относительную влажность 60 % за счет рециркуляции паровоздушной среды, отбираемой из зоны охлаждения. Производитель сборных железобетонных изделий вправе пользоваться другими методиками, не противоречащими обязательным требованиям настоящего технического кодекса.

7.34 В зоне активной тепловой обработки производится нагрев и изотермическое выдерживание изделий. Температура среды в этой зоне должна быть не выше 85 °С при относительной влажности среды не ниже 90 %. Отличительной особенностью зоны активной тепловой обработки в горизонтальных камерах является равномерность распределения значений температуры 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 изотермического выдерживания.

7.35 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 вытяжной установки при нахождении изделий в зоне остывания менее 1 ч нецелесообразно.

7.36 При изменении ритма работы конвейера следует производить соответствующую корректировку режимов тепловой обработки изделий.

Расчет энергосберегающих режимов тепловой обработки и последующего выдерживания изделий

7.37 Энергосберегающие режимы тепловой обработки изделий необходимо рассчитывать в следующей последовательности.

7.37.1 Подбирается состав бетона по СТБ 1182.

7.37.2 Задается ориентировочная средняя температура паровоздушной среды в тепловой установке (камере периодического или непрерывного действия) исходя из опыта производства на конкретном предприятии и с учетом рекомендаций 7.19 – 7.22, 7.33 – 7.35. При этом следует иметь в виду, что средняя температура паровоздушной среды в камере на 10 °С–15 °С ниже температуры изотермического прогрева.

7.37.3 Определяется активность применяемого цемента в возрасте 1 сут (F _{ц 1}), 2 сут (F _{ц 2}) по методике ГОСТ 310.4 или принимается по приведенной в приложении А, а также устанавливается по паспортным данным на цемент содержание трехкальциевого алюмината С_зА в клинкере цемента.

7.37.4 Принимается распалубочная, передаточная и отпускная прочность бетона на сжатие
(соответственно, Р _р, Р _п, Р _оmп) в процентах_. от требуемой прочности бетона f_{c cube 28 н в}, соответствующей проектной марке, по рекомендациям 7.24.

7.37.5 Устанавливаются температурные режимы выдерживания изделий после тепловой обработки.

7.37.6 Рассчитывается количество воды, поглощенной заполнителем,В_п, кг/м³, по формуле

(7.1)

где G _кр, G _м — масса, соответственно, крупного и мелкого заполнителей в единице объема бетона, кг/м³;

W _кр, W _м—водопоглощение, соответственно, крупного и мелкого заполнителей, % по массе; значения приведены в таблицах Б.1 и Б.2 приложения Б.

7.37.7 Рассчитывается водоцементное отношение в бетоне без учета воды, поглощенной заполнителем, W _б по формуле

(7.2)

где В— общее содержание воды в бетоне, кг/м³;

Ц — содержание цемента в бетоне, кг/м³.

7.37.8 Рассчитывается объемная концентрация цементного теста в бетоне m _т по формуле

(7.3)

где r_м, r_кр — плотность (истинная) соответственно, мелкого и крупного заполнителей, кг/м³.

7.37.9 Рассчитываются значения функциональных коэффициентов Ф _{f 1}, Ф _{f 2}, определяющих отношение прочности бетона в возрасте 1 и 2 сут к соответствующей активности цемента F _{ц 1}, F _{ц 2}, по формулам:

— (7.4)

— (7.5)

. (7.6)

7.37.10 Определяются или принимаются в соответствии с таблицей В.1 приложения В значения функциональных коэффициентов прочности К_{f м 1} и К_{f м 2}, характеризующих отношение кубиковой прочности бетона на сжатие, твердеющего в нормальных температурно-влажностных условиях в течение, соответственно, 1 и 2 сут, с химическими добавками, к соответствующей прочности бетона без добавок.

7.37.11 Рассчитывается прогнозируемая прочность на сжатие (кубиковая) бетона, твердеющего
в нормально-влажностных условиях в течение 1 и 2 сут (f_{с cube 1 н в}) и (f_{с cube 2 н в}), соответственно, по формулам:

f_{с cube 1 н в} = F _{ц 1} К_{f м 1}Ф _{f 1}; (7.7)

f_{с cube 2 н в} = F _{ц 2} К_{f м 2}Ф _{f 2}. (7.8)

7.37.12 Принимается средняя температура t _ср и ориентировочная продолжительность тепловой обработки бетона t_пр, сут, на основе имеющегося опыта или по 7.15 и 7.23.

7.37.13 Рассчитывается значение функционального коэффициента , определяющего отношение прочности бетона на сжатие после тепловой обработки к прочности бетона, твердеющего
в нормальных температурно-влажностных условиях в течение того же времени, по формуле

(7.9)

где — коэффициент, зависящий от содержания трехкальциевого алюмината (С₃А) в цементе:

(7.10)

b и n — коэффициенты, определяемые по формулам:

(7.11)

(7.12)

7.37.14 Рассчитывается требуемая прочность бетона на сжатие в возрасте 28 сут по формуле

(7.13)

где — гарантированная прочность бетона по СТБ 1544 или класс бетона по ГОСТ 26633;

n — коэффициент вариации прочности бетона на осевое сжатие, который принимается по данным статистического контроля прочности бетона, или равным 0,135 при их отсутствии.

7.37.15 Рассчитывается общая продолжительность тепловой обработки по формуле

(7.14)

где t_{н в э т о} — продолжительность нормально-влажностного выдерживания изделий до получения прочности, эквивалентной получаемой после тепловой обработки:

(7.15)

здесь ; (7.16)

Р_i — прочность бетона на сжатие (распалубочная Р _р, передаточная Р _п, отпускная Р _оmп) в процентах от требуемой в возрасте 28 сут.

7.37.16 Принимается продолжительность предварительного выдерживания изделий t_{пр в} по 7.15, скорость подъема температуры среды в камере v _п — по 7.16 – 7.19, температура бетона в момент распалубки t _р — по 7.27, скорость снижения температуры среды в камере v _ост — по 6.1 и 7.22.

7.37.17 Рассчитывается продолжительность отдельных периодов тепловой обработки по формулам:

— продолжительность подъема температуры среды в камере

(7.17)

где t _н — температура изделия до начала тепловой обработки, °С;

— продолжительность остывания

(7.18)

— продолжительность изотермического прогрева

(7.19)

7.37.18 Рассчитывается температура среды в камере при изотермическом прогреве изделий по формуле

(7.20)

7.38 Расчет продолжительности последующего выдерживания изделий для достижения отпускной прочности бетона выполняется в следующей последовательности.

7.38.1 Принимается продолжительность выдерживания изделий t_{ф ц} и температура окружающей среды t _{ф ц} в формовочном цехе с учетом 7.2, а также прогнозируется температура окружающей среды t _{с г п} при последующем выдерживании на складе готовой продукции.

7.38.2 Рассчитываются значения функциональных коэффициентов и по формулам:

(7.21)

(7.22)

где — рассчитывается по формуле (7.10);

(7.23)

(7.24)

(7.25)

t_{ф ц} — продолжительность выдерживания распалубленных изделий в формовочном цехе при температуре окружающей среды t _{ф ц};

t_{с г п} — то же, на складе готовой продукции при температуре t _{с г п};

n = 0,458 — при температуре окружающей среды от 0 °С до 20 °С включ.;

n = 0,180 — то же св. 20 °С “ 50 °С.

7.38.3 Рассчитывается продолжительность твердения бетона в нормально-влажностных условиях t_{н в} для достижения заданной отпускной прочности бетона по формуле

(7.26)

где n _{н в} — параметр, рассчитываемый по формуле (7.16);

7.38.4 Рассчитывается продолжительность выдерживания изделий на складе готовой продукции до достижения отпускной прочности бетона по формуле

(7.27)

7.39 Примеры расчета режимов тепловой обработки и последующего выдерживания изделий приведены в приложении Г.

7.40 Рассчитанные режимы тепловой обработки и последующего выдерживания изделий до выдачи в производство рекомендуется проверить в условиях заводской лаборатории и, при необходимости, откорректировать.

7.41 При расчете и назначении производственных режимов тепловой обработки изделий следует учитывать требования П2 к СНиП 3.09.01. При этом допускается использовать другие методики расчета, проверенные в условиях производства.

Особенности назначения режимов тепловой обработки изделий с повышенными требованиями по морозостойкости

7.42 К бетонам с повышенными требованиями по морозостойкости относятся бетоны марки F100 и выше по ГОСТ 10060.0.

7.43 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, изложенные в ТНПА на конкретные виды изделий.

7.44 Режимы тепловой обработки изделий из бетонов с повышенной морозостойкостью должны быть мягкими и включать:

— предварительное выдерживание не менее 3 ч;

— подъем температуры среды со скоростью не более 20 °С/ч;

— скорость остывания изделий не более 15 °С/ч.

7.45 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 назначения режимов тепловой обработки предварительно напряженных
изделий

7.46 С целью предотвращения возникновения трещин в бетоне при тепловой обработке предварительно напряженных изделий, изготавливаемых 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 превышает 65 °С, а температура разогрева бетона не превышает 80 °С;

— предварительное выдерживание не более 1 ч — при изготовлении изделий в силовых формах;

— регулирование начального предварительного напряжения в арматуре.

7.47 Ориентировочные режимы тепловой обработки предварительно напряженных изделий при изготовлении на стендах приведены в таблице 7.4.

Таблица 7.4

7.48 С целью исключения возможности появления трещин в бетоне при изготовлении на стендах рекомендуется использовать метод регулирования предварительного напряжения путем отпуска натянутой арматуры с момента начала охлаждения изделий.

7.49 При стендовой технологии изготовления, кроме отпуска натяжения арматуры на горячий 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 МПа), а также предварительный подогрев формы.

7.50 Для предотвращения технологических трещин и обеспечения надежных условий анкеровки предварительно напряженной арматуры, натянутой на силовые формы, рекомендуются следующие мероприятия:

— размещение изделий с поддоном в камере сразу после формования;

— немедленная, после тепловой обработки, передача усилия обжатия на горячий бетон и распалубка изделия;

— уменьшение величины перепада между максимальной температурой изделия при распалубке и температурой воздуха цеха (за счет снижения температуры прогрева, ограничения доступа холодного воздуха в цех, устройства тепловых завес и др.).

7.51 С целью исключения вредного влияния температурных деформаций на качество изделий, изготавливаемых по агрегатно-поточной и конвейерной технологиям, 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 тепловой обработки изделий перед вводом в эксплуатацию новых силовых форм (поддонов) рекомендуется их опытная проверка для предотвращения возможности возникновения трещин в бетоне.

7.52 Тепловую обработку предварительно напряженных изделий, изготавливаемых в силовых формах, необходимо производить в неглубоких камерах периодического действия с установкой изделий в один ярус или в тоннельных камерах с коэффициентом заполнения не менее 0,1.

7.53 При изготовлении предварительно напряженных изделий в зимнее время на полигонах при отрицательных температурах режим тепловой обработки увеличивается на 2 ч за счет периода изотермического выдерживания.

Особенности назначения режимов тепловой обработки изделий из легких бетонов на
пористых заполнителях

7.54 Режимы тепловой обработки изделий из легких бетонов должны обеспечивать не только распалубочную, передаточную, отпускную и проектную прочность бетона, но и требуемую проектной документацией на конкретные виды изделий отпускную влажность.

7.55 Для обеспечения минимальной отпускной влажности тепловую обработку следует производить в условиях, способствующих испарению влаги из изделий.

Такой прогрев может осуществляться в тепловых установках периодического и непрерывного действия (в камерах ямного, тоннельного 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 продолжительности тепловой обработки до 120 °С. С целью обеспечения заданной влажности изделий камеры рекомендуется оборудовать системой вентиляции, обеспечивающей поддержание влажности среды в камерах не более 60 %.

При тепловой обработке в термоформах не следует укрывать открытую поверхность изделий.

7.56 Тепловую обработку в паровоздушной среде с относительной влажностью 85 %–95 % и температурой 90 °С–95 °С целесообразно производить для изделий, изготавливаемых из конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов с низким начальным водосодержанием.

7.57 При назначении режимов тепловой обработки изделий из конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов следует учитывать ориентировочные данные по кинетике роста их прочности, приведенные в таблице 7.5.

Таблица 7.5

Класс бетона	Продолжительность тепловой обработки, ч	Прочность легкого бетона через 0,5 ч после тепловой обработки, % от проектной, с мелкими заполнителями различных типов и при температуре изотермической выдержки, °С
Песок пористый	Зола ТЭС	Песок плотный
ВЗ,5
В5
В7,5

Окончание таблицы 7.5

Класс бетона	Продолжи­тельность тепловой обработки, ч	Прочность легкого бетона через 0,5 ч после тепловой обработки, % от проектной, с мелкими заполнителями различных типов и при температуре изотермической выдержки, °С
Песок пористый	Зола ТЭС	Песок плотный
В7,5
Примечание — Данные таблицы относятся к бетонам с вовлеченным воздухом, приготовленным на крупном заполнителе с маркой по прочности П100 и более — над чертой и П50 — под чертой.

7.58 Для ориентировочного определения средней прочности бетона в изделиях значение прочности образца-куба следует принимать с коэффициентами, приведенными в таблице 7.6.

Таблица 7.6

7.59 При тепловой обработке изделий из конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов, изготовленных на гидравлически 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 °С–120 °С).

7.60 В случаях, когда по условиям организации технологического процесса, например, при производстве изделий в две смены, имеется возможность увеличить цикл тепловой обработки, следует применять энергосберегающие режимы с пониженной температурой разогрева, назначаемые с учетом кинетики роста прочности легкого бетона в зависимости от его класса, вида мелкого и прочности крупного заполнителей с использованием ориентировочных данных таблиц 7.5 и 7.6.

При назначении таких режимов тепловой обработки следует обеспечивать достижение требуемой распалубочной прочности бетона в изделиях, которая должна составлять не менее 2 МПа при наличии кантователей и 3 МПа — при их отсутствии, но не менее 35 % прочности бетона, соответствующей проектному классу.

Поиск по сайту: