Назначение и обоснование традиционных режимов тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий

В статье рассмотрены сравнительные характеристики наиболее распространенных режимов тепловлажностной обработки (ТВО), их достоинства и недостатки, а также предложения по оптимизации этапов ТВО для получения максимального эффекта ускорения твердения бетона за счет использования тепловой энергии. Тепловлажностная обработка бетона – один из самых сложных этапов в технологии сборного и монолитного бетона. Основой долговечности конструкций, их бесперебойной службы в течение проектного срока эксплуатации является правильно подобранный режим ТВО, который обеспечивает повышение качества изделий и снижает материальные затраты в виде сокращения энергозатрат. Поэтому неприемлемы до сих пор практикуемые упрощенные методики подбора режима ТВО. Только при условии строгого и научно обоснованного учета комплекса факторов, оказывающих влияние на протекающие процессы формирования структуры цементного камня и бетона и взаимодействия между ними, возможно получение бетона с требуемыми характеристиками. В зависимости от требований, предъявляемых к готовому материалу на основе знания механизма тепломассопереноса, могут быть рассчитаны рациональные методы и режимы термообработки бетонных и железобетонных изделий. Разнообразие режимов ТВО обусловлено стремлением уменьшить возможность образования дефектов в структуре бетона (например, режимы со ступенчатым либо криволинейным набором температуры, что снижает градиент температур по сечению изделия), сократить энергозатраты (режимы с исключением стадии изотермической выдержки) и др. В процессе ТВО бетонных и железобетонных изделий происходит ряд химических и физических преобразований бетонной смеси (бетона), в результате которых возможно появление различных дефектов в структуре материала, ухудшающих его свойства (прочность, проницаемость, усадку, ползучесть и в целом долговечность бетона). Современная технология производства бетонных и железобетонных изделий и конструкций предусматривает введение разнообразных химических добавок, влияние которых на твердение бетона при повышенных температурах, к сожалению, недостаточно отражено в специальной литературе. Например, длительность общего цикла ТВО бетона при использовании химических добавок – ускорителей твердения может быть сокращена за счет уменьшения периодов предварительной выдержки, подъема температуры и продолжительности изотермической выдержки; а применение пластификаторов в зависимости от их вида и содержания может привести к удлинению цикла. Необходимо иметь аналитические зависимости для расчетов режимов ТВО и компьютерную модель процесса твердения бетона при повышенных температурах.

1. Михайлов, В. В. Новая технология тепловлажностной обработки конструкций / В. В. Михайлов, А. К. Караковский, В. С. Волков // Бетон и железобетон. 1988. № 12. С. 4–10.

2. Синякин, А. Г. Совершенствование режимов твердения бетонов с учетом неизотермического тепловыделения цемента: автореф. … канд. техн. наук / А. Г. Синякин. Харьков, 1995. 18 с.

3. Дворкин, Л. И. Проектирование состава бетона при термосном выдерживании конструкции / Л. И. Дворкин, Ю. В. Гарницкий // Бетон и железобетон. 2000. № 6. С. 6–8.

4. Мчедлов-Петросян, О. П. Тепловыделение при твердении вяжущих веществ и бетонов / О. П. Мчедлов-Петросян, А. В. Ушеров-Маршак, А. М. Урженко. М.: Стройиздат, 1984. 224 с.

5. Шифрин, С. А. Кинетика тепловыделения цемента и выбор эффективных режимов теплового воздействия на монолитный бетон / С. А. Шифрин. М., 1979. 20 с.

6. Лысов, В. П. Формирование ресурсосберегающих технологических процессов возведения конструкций из монолитного бетона / В. П. Лысов. М., 1984. 38 с.

7. Бобко, Ф. А. Обоснование режимов возведения бетонных и железобетонных конструкций на основе оптимизации энергетического потенциала технологических процессов. Результаты исследований, основы моделирования и прогнозирования / Ф. А. Бобко. Минск, 1998. 39 с.

8. Ахвердов, И. Н. Высокопрочный бетон / И. Н. Ахвердов. М.: Стройиздат, 1961. 163 с.

9. Ахвердов, И. Н. Основы физики бетона / И. Н. Ахвердов. М.: Стройиздат, 1981. 464 с.

10. Ахвердов, И. Н. Теоретические основы бетоноведения / И. Н. Ахвердов. Минск: Вышэйшая школа, 1991. 188 с.

11. Шеин, В. И. Некоторые особенности структурообразования бетонов при повышенных температурах / В. И. Шеин // Управляемое структурообразование в производстве строительных материалов. Киев: Будивельник, 1968. С. 34–40.

12. Ушеров-Маршак, А. В. «Термобетон-М» – информационная технология монолитного бетона / А. В. Ушеров-Маршак, Ю. Б. Гиль, А. Г. Синякин // Бетон и железобетон. 2000. № 4. С. 2–5.

13. Марцинкевич, В. Л. Энергосберегающая технология ускоренного твердения бетона / В. Л. Марцинкевич. Минск: Навука и тэхніка, 1990. 248 с.

14. Интенсификация теплообмена при ТВО изделий / В. П. Абрамов [и др.] // Бетон и железобетон. 1988. № 4. С. 10–14.

15. Миронов С. А. Температурный фактор в твердении бетона / С. А. Миронов. М.: Госстройиздат, 1948. 236 с.

16. Миронов, С. А. Бетоны, твердеющие на морозе / С. А. Миронов, А. В. Лагойда. М.: Стройиздат, 1975. 158 с.

17. Рост прочности бетона при пропаривании и последующем твердении / С. А. Миронов [и др.]. М.: Стройиздат, 1973. 95 с.

18. Малинина, Л. А. Тепловлажностная обработка тяжелого бетона / Л. А. Малинина. М.: Стройиздат. 1977. 159 с.