Федеральное агентство по образованию

На заводах имеют место заметные потери согласно расчетам на нагрев 1 куб. м бетона в стальной форме до 80 градусов (температура изотермического выдерживания) требу-ется примерно 60 тыс. ккал. Поскольку нагрев происходит постепен-но - со скоростью не более 20 градусов в час, то этот процесс не-минуемо сопровождается значительным выделением тепла в окружаю-щую среду. При исправном оборудовании, необходимом для термообра-ботки изделий, эти потери достигают 150 тыс. ккал, что в 2-2,5раза больше полезно затраченного тепла. При неисправном или небрежно эксплуатируемом оборудовании, а также при неоправданно завышенной длительности термообработки к потерям обязательным (планируе-мым)добавляются потери, непроизводительные Они колеблются в весь-ма широких пределах и на некоторых заводах достигают почти 200 тыс. ккал на куб. м бетона. Таким образом, суммарные теплопотери в несколько раз превышают количество тепла, затраченного на нагрев бетона с формой.

Сократить теплопотери при термообработке изделий можно не допуская неисправности в работе оборудования. Пропарочные ямные камеры очень часто работают с неисправны-ми крышками - не действуют или плохо действуют водяные затворы, в результате чего наблюдается перекос крышек, это приводит к боль-шим потерям пара. В цехе для работающих создаются неблагоприятные гигиенические условия, высокая влажность способствует быстрому корродированию металлических конструкций, оборудования. Избежать больших потерь тепла можно путем своевременного ремонта и профи-лактического осмотра камер.

Исследования, проведенные сотрудниками НИИЖелезобетона пока-зали, что суммарные потери тепла в ямных камерах в процессе обра-ботки изделий доходят до 70% от общего расхода тепла на термооб-работку изделий. Причина такого положения - устройство стенок и днища камер из тяжелого бетона, отличающегося высокой теплопрово-димостью. Положение это можно исправить только совершенствованием конструктивного решения камер. Такие решения разработаны ВНИИЖе-лезобетона.

Одно из таких решений заключается в замене тяжелого бетона керамзитобетоном. В этом случае можно снизить теплопотери пример-но на 50%.Если ограждения ямных камер делать из такого бетона, но с внутренними пароизоляцией и теплоизоляцией, то теплопотери мож-но снизить в 3 раза. Аналогичного эффекта можно добиться при уст-ройстве стен камер из тяжелого бетона с несколькими воздушными прослойками.

Серьезного внимания заслуживает стендовая технология изго-товления сборных плоских железобетонных плит. По этой технологии в виде пакета изготовляется сразу несколько изделий, разделенных тонкими прокладками из стального листа или пластика с вмонтиро-ванными в него электронагревателями. Расположенные между изделия-ми электронагреватели практически все тепло отдают в обе сторо-ны, т.е. изделиям, так что теплопотери в окружающую среду происхо-дят только через торцы, поверхность которых невелика.

Применение пакетного метода изготовления и термообработки плоских железобетонных изделий оказало большое влияние на орга-низацию всего технологического процесса производства сборного железобетона. Вместо обычных форм начали использовать формы с си-ловыми бортами и плоским дном, которые значительно менее металло-емки. Изменились и многие технологические операции. Все это спо-собствовало увеличению продукции на тех же производственных пло-щадях в 1,5-2 раза, уменьшению металлоемкости оборудования на 30-35%,повышению производительности труда на 10-15%.Но главное -появилась возможность резко снизить энергопотребление на тепловую обработку изделий. Есть все основания полагать, что пакетный спо-соб термообработки сборных железобетонных изделий по достоинству будет оценен производственниками и получит широкое применение на заводах ЖБИ.

В настоящее время разработан целый ряд методов электротермо-обработки бетона при изготовлении сборных железобетонных изделий на заводах. Одним из наиболее экономичных (с точки зрения затрат энергии) способов электротермообработки бетона является способ электропрогрева или электродного прогрева, т.е. включение бетона в электрическую цепь как бы в качестве проводника. При этом электрическая энергия превращается в тепловую непосредственно в самом бетоне ,что сводит к минимуму всякого рода потери. В зависи-мости от мощности электрического тока можно нагреть бетон до температуры 100 градусов, причем за любой промежуток времени - от нескольких минут до нескольких часов. Таким образом, появились ши-рокие возможности выбирать оптимальные режимы термообработки из-делий и благодаря этому обеспечить высокую производительность технологических линий.

В последние годы за рубежом широко рекламируется метод предварительного разогрева бетонных смесей непосредственно в смесителях с помощью пара: в смеситель загружаются заполнители и цемент и в процессе их перемешивания подается пар. Нагревая бе-тонную смесь, пар охлаждается и конденсируется. Количество поедаемого пара рассчитывается таким образом, чтобы после его полной конденсации водоцементное соотношение бетона соответствовало проектному. В смесителе бетонная смесь нагревается до температуры не более 60 градусов, после чего подается к месту формования из-делий.

ТЕХНОЛОГИИ ЭКОНОМИИ ЦЕМЕНТА

Цемент - один из наиболее широко применяемых, важных и дефи-цитных строительных материалов, и хотя в нашей стране ежегодно выпускается достаточное количество цемента, его нехватка постоян-но ощущается. Причина не только в том, что масштабы строительства огромны - в большей степени дефицит цемента зависит от его из-лишнего расхода при приготовление бетонов и растворов, от сверх-нормативных его потерь при транспортировке и хранении.

Одна из главных причин перерасхода цемента - необеспечен-ность высококачественными заполнителями и потеря им активности при неудовлетворительном хранении. Высокоактивные цементы при хранении в открытом виде (не в герметичной таре) быстро вступают в реакцию с содержащейся в воздухе влагой, в результате чего их марка снижается..

Неудовлетворенно обстоит дело и с транспортированием цемен-та. Перевозка цемента в крытых вагонах, навалом приводит при его разгрузке и перегрузке к значительным потерям. К тому време-ни, когда цемент дойдет до смесителя, потери его превышают норма-тивные (равные 1%)в несколько раз.

Специалисты считают, что можно сократить расход цемента (и при этом повысить качество и долговечность конструкций), если приготовлять бетон из чистых фракционированных заполнителей. Ор-ганизация производства таких заполнителей потребует значительных капиталовложений, но для народного хозяйства это значительно вы-годнее по сравнению с затратами на ремонты и замену железобетон-ных конструкций, часто выходящих из строя значительно раньше сро-ков, на которые рассчитана их эксплуатация. В зарубежной строительной практике ни одна фирма не производит бетон на заполните-лях одной фракции 5-20 мм. Например, в Финляндии он готовится на четырех фракциях чистого крупного заполнителя и двух фракциях -мелкого. При этом однородность выпускаемого бетона настолько вы-сока, что его прочность определяется по испытанию одного образ-ца: фирма, производящая бетон, гарантирует его марочную прочность.

Мощным средством экономии цемента являются химические добавки, и в первую очередь пластификаторы. До недавнего времени в нашей стране в качестве пластифицирующих добавок применялись разного рода отходя промышленности. Как правило, эффект от дейс-твия таких добавок был невысок, их химический состав часто не стабилен. Отечественная промышленность специально для бетонов на-чала выпускать эффективную пластифицирующую добавку - суперплас-тификатор С-3,котороая по своему действию не уступает лучшим за-рубежным образцам аналогичного класса, а по стоимости в 5-6 раз дешевле. При введении в бетон этой добавки можно сэкономить до 20% цемента (при неизменной пластичности бетонной смеси). Не сни-жая расход цемента и не увеличивая пластичности бетонной смеси, но, снизив ее водоцементное соотношение, можно повысить проч-ность бетона на 20-25%.

Эффективность цемента можно повысить (а, следовательно, сни-зить его расход), увеличив тонкость его помола. На предприятиях сборного железобетона для того, чтобы бетон как можно скорее дос-тиг распалубочной прочности, часто идут на завышение марки бетона путем увеличения расхода цемента. Можно избежать этого, если ис-пользовать вяжущее более тонкого помола: на таком вяжущем тверде-ние бетона в раннем возрасте производит быстрее. Можно сэкономить цемент и другим путем: ввести в цемент песок, известняк или ка-кой-либо другой наполнитель и с ним осуществить помол цемента. Од-нако, как показывают исследования, при этом марка вяжущего снижа-ется, хотя и не совсем в прямой пропорции от количества введенно-го заполнителя. Для получения бетона марок до 200 и даже выше та-кое вяжущее вполне приемлемо. В зависимости от количества введен-ного заполнителя (30-50%)можно сэкономить до 50% цемента. Эффект может еще большим если применить суперпластификаторы.

Определенные резервы уменьшения расхода цемента имеются в раздельной технологии приготовления бетонной смеси. Хотя этот ме-тод давно известен, однако до сих пор не нашел применения в тех-нологии бетона. Для получения желаемого эффекта прежде всего, не-обходимы высокоскоростные смесители емкостью, соответствующей ко-личеству раствора, необходимого на один замес бетонной смеси в обычном смесителе.

В Японии раздельный метод приготовления бетона применяется с успехом. Компактный турбулентный смеситель, необходимый для тако-го метода, смонтирован там непосредственно на основном бетоносме-сителе, и их производительность полностью увязана между собой.

Отмечается, что один из больных вопросов проблемы экономии цемента - его потери при транспортировании хранении, значительно превышающие нормативные. Нельзя допускать доставку цемента в ва-гонах навалом, разгружать его вручную, хранить навалом под навеса-ми и в сараях, транспортировать с большим количеством перегрузок с одного вида транспорта на другой. Особенно велики потери цемен-та при доставке в районы, где нет железных дорог и его приходится перегружать с железнодорожного транспорта на речной, а затем на автотранспорт. Этого можно избежать, если в такие районы достав-лять не цемент, а цементный клинкер, качество которого не теряется при транспортировании и хранении. На месте его можно помолоть и всегда иметь свежий цемент высокой активности.

Имеются и другие пути экономии цемента - применение высоко-качественных форм для контрольных образцов, учет последующего на-растания прочности бетона рациональные подборы составов бетонов и растворов, применение автоматических устройств по дозированию составляющих и т.д. Если все это внедрить в производство и пра-вильно использовать, проблема дефицита цемента была бы снята, так как это дало бы дополнительно не менее 30% цемента от производи-мого его объема.

ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ

В зарубежном промышленном и гражданском строительстве бе-тон и железобетонные конструкции прочно занимают ведущее положе-ние по сравнению с другими материалами и конструкциями. Глав-ное, на что направлены внимание и усилия фирм, - обеспечить высо-кое качество изготовляемых и возводимых конструкций. Только с учетом этих требований они разрабатывают технологические реше-ния, требующие наименьших затрат труда, энергии и материалов. За рубежом экономия ресурсов ни в коем случае не должна нанести ущерб качеству и долговечности конструкций. Особое внимание уде-ляется качеству цемента и заполнителей.

В США для приготовления бетонов и растворов довольно широко применяются расширяющиеся цементы позволяющие получать изделия высокого качества, надежные и водонепроницаемые. Любопытно, что в основу разработки такого цемента легли исследования нашего уче-ного, профессора В.В. Михайлова, который предложил такие вяжущие еще в довоенное время (в отечественной практике они так и не нашли применения вплоть до 60-х годов, когда стало известно об их производстве в США). Некоторые из таких цементов носят название "М" в честь первой буквы фамилии В.В. Михайлова.

Как правило, фирма, выпускающая цемент, гарантирует его высо-кое качество и стабильность состава. Так, во Франции на мешках с цементом указываются не только его цена, но и состав, и все необходимые свойства. Во избежание путаницы и случайностей на произ-водстве на мешках с цементом ставится цветной штамп, удостоверяю-щий их содержимое (портландцемент, рапид-цемент и др.). Каждый вид цемента маркируется своим цветом (красным, синим, зеленым и др.). Это полностью исключает ошибки, которые могут привести к браку конструкций.