Удлинение периода гелиотермообработки сборного железобетона с применением отражающих систем (стр. 7 )

Рис.2.9 Изменение прогрева бетонных образцов при твердении иx в гелиокамере с различным месяцам года:  а - март в 11 часов;  б - июль в 11. часов;

1- естественная интенсивность солнечной радиации, 2- интенсив­ность солнечной радиации с применением отражателей; 3- в 75 мм от верхней поверхности представительного образца; 4- то же с применением отражателей; 5- температура окружающей среды.

Рис 2.10 Изменение прогреьа бетонных образцов при твердении иxвгелиокамере с различным месяцам года а - сентябр в 11 часов; б - октябр в 8,00  часов;

1- естественная интенсивность солнечной радиации, 2- интенсив­ность солнечной радиации с применением отражателей; 3- в 75 мм от верхней поверхности представительного образца; 4- то же с применением отражателей; 5- температура окружающей среды.

волит осуществлять выпуск изделий с дос­тижением суточном возрасте и сохранением суточного цикла оборачиваемости форм, в течение 9.5-10 месяцев в году с начала ГТО в любое время в течение суток, против 5-6 месяцев в году при применении известных нам способов гелиотермообработки бетона, как СВИТАПовская, использование пленкообразущих составов, применение гелиоформ с теплоаккумулирующим массивом и др.

Построение графика для определения длительности эксплуатации гелиополигонов с применением плоских отражателей в зависимости от различных марок бетона и толщины изделия

Анализ лабораторных и производственных исследований пока­зал, что при тепловой обработке в гелиоформах изделий сплошного сечения толщиной 100-400 мм и скорость прогрева бетона 5-7 град/час, tmax=55-70°С, а остывание 1-2 град/час обеспечивают всуточном возрасте для бетонов класса В15-В30 относительнуюпрочностпрочность 45-70% R28  при суммарном числе градусочасов не менее 950-1000.

Ориентировочные значения требуемой энергии Qtp, квтч/м2, для обеспечения таких режимных параметров в твердею­щем бетоне в зависимости от толщины изделий принимают следую­щими /21/:

для изделий толщиной 100мм  -  2,5 квтч/м2;

то же,  200мм - 3,9:

то же,  300мм - 6,0:

то  же,  400мм - 9,0:

Потребность энергии отнесена к 1 м2 солнцевоспринимащей поверхности изделия. Согласно  известной методике /35/ и учиты­вая для обеспечения набора бетонном изделий прочности в суточ­ном возрасте 45-50% R28 , нами был построен расчетный график определения длительности эксплуатации гелиополигонов при при­менении плоского отражателя для изделий с толщинами д=0,1- 0,4 м из бетона классов В15-В30,  для регионов расположен­ных в пределах от  38° до 44° с. ш. /8,9,10/.

Построенный график свидетельствует о том, что изделия толщиной до  0,2 м из бетона класса В15 (200) можно изготовлять в  теплоизолирующих гелиокамерах снабженных плоскими отражателями с 15 февраля по декабрь,  а из  бетона класса В22.5 (300) с начала февраля по 15 декабря месяца. Изделия толщиной 0.3 м можно изго­товлять из бетона класса В22.5 (300) с 15 февраля по 15 ноября, а из бетона класса В15 (200)  с марта по 20 октября независимо от времени начала гелиотермообработки в течение суток. В другое время года, чтобы обеспечить суточный технологический цикл обо­рачиваемости форм, необходимо применять дополнительно-дублируюшие источники тепловой энергии. График выглядит так, как это приведено на рис.2.11.

Таким образом, эксприментальными и расчетным путем обоснова­на возможность и целесообразность выпуска сборных железобетон­ных изделий и конструкции в гелиокамерах с применением плоских отражателей в течение 10 мес. в году без подвода дополнительной традиционной энергии, с обеспечением суточного технологического цикла производства и началом формовки в любое время в течение суток.

Рис.2.11 График сезонной эксплуатации гелиополигонов с применением плоских отражателей

II.3. Исследование роли тепловыделения цемента при прогреве бетона в теплоизолирующих гелиокамерах снаб­женных плоскими отражателями Как известно,  при гелиотермообработке тяжелого бетона с применением покрытий ОБИТАП до 45-50% тепла, идущего на прогрев бетона, поставляет внутренний источник энергии экзотермия цемента /9/. Поэтому применение гелиоформ нестолько замена одного вида энергии на другой, сколько реализация новых подходов к созданию технологии ускоренного твердения бетонных изделий и конструкций, при которой внешнее тепловое воздействие обеспечивает высокую степень использования теплоты гидратации цемента наиболее энергоемкой стадии процесса – разогреве  бетона. Степень участия теплоты гидратации цемента в общем расходе тепла на прогрев КТКБ при термообработке его в теплоаккумулирующих гелиокамерах составляет: м = 31,1% /42/. Определенный интерес представлял вопрос о роли экзотермии цемента при тепловой обработке сборных изделий из тяжелого бетона теплоизолирующих гелиокамерах снабженных плоскими отражателями и при их отсутствие. С целью выявления степени участия экзотермии цемента в прогреве тяжелого бетона при гелиотермообработке его в теплоизолирующих гелиокамерах, снабженных плоскими отражателями были проведены эксперименты в условиях сухого жаркого климата. Эксперимента проводились на тяжелом бетоне класса В15 с одом портландцемента М400 -282 кг/м3. Формировались две серии образцов в деревянных формах раз­мером 40x40x15 см с модулем открытой поверхности 6.7 м-1. В первой серии образец был изготовлен из тяжелого бетона (В/Ц=0.62), а  образец второй серии представлял собой модельное тело /18/, изготовленное из тех же материалов, взятых в том же соотношении, что и у исходного бетона, однако цемент в нем был заменин тонкомолотым кварцевым песком, имеющим примерно одинаковую с портландцементом тонкость помола. Эксперименты параллелно проводились на двух камерах, одна из которых снабжалась индивидуальным плоским отражателем. Поэтому наряду с установлением роли экзотермии цемента при тепловой обработке тяжелого бетона в гелиокамере, была возможность установить влияние плоского отражателя на тепловыделение цемента. Температура бетона в центре образцов по высоте измерялась и записывалась с помощью ХК - термопар, подключенных к автоматическому потенциометру типа КСП-4. Роль экзотермии цемента в прогреве тяжелого бетона при тепловой обработке в гелиокамере определялась по сопоставлению темпратурных режимов в твердеющем бетоне и модельном теле. Иследования показали, что вследствие экзотермии цемента цент­ральные зоны образцов из тяжелого бетона, прогревшие с применением отражателя и без него за 9-10 ч. имели температуру в своем максимуме соответственно 76 и 68 °С, в то время как темпратура этих зон образцов модельных тел в первом случае составляла 59,5°С, а во втором 55,5°С  (рис. 2.12). На стадии разогрева образцов разность их теплосодержания () при достижении нормальных температур составляет /18/:        3.5) Где, С - удельная теплоемкость бетонной смеси и модельного тела, равная 0,25 ккал/кг х град; г - объемная масса бетонной смеси и модельного тела, равная 2400 кг/м3; х  -  объем образцов (0,024 м)*, tH, t'H  -  начальная температура бетонной смеси и модельного тела,0C мак- tM, t’M-  симальная температура нагрева бетонного образца и модельного тела,°С; Рис.2.12 Прогрев центральных зон бетонных образцов и модельных тел в теплоизолирующей гелиокамере: а - с применением отражателей; б - то же без отражателей; 1- тяжелый бетон; 2- модельное тело; 3- температура окру­жающей среды;  4- интенсивность солнечной радиации. Для рассматриваемого эксперимента превышение теплосодержания бетонного образца над модельным телом составило в случае без применения отражателя:   ∆J = 0.25 х 2400 х 0.024 х( (68-30)-(55.5-30)) = 180 ккал. - в случае с применением отражателя:   ∆J =0.25 х 2400 х 0.024 х( (76-30)-(59.5-30)) = 237,6 ккал Оценим степень участия теплоты гидрации цемента (м.) в общем расходе тепла на прогрев бетона в обоих условиях твердения. Эта величина определяется следующим оброзом:   м  =                                 (3.6) где - количество теплоты, выделенное в бетоне при гидра­тации цемента к моменту достижения максимальной температуры, ккал; При допущении, что теплопотери бетонного образца и модельного тела на стадии подьема температуры одинаковы  можно принять:                                (3.6) то тогда, - в случае без применения плоского отражателя:         - в случае с применением плоского отражателя:                   Таким образом, при гелиотермообработке тяжелого бетона в гелиокамере до 30 - 35% тепла, а в случае применения плоских отражателей 35 - 40% тепла, идущего на прогрев бетона, постав­ляет внутренний источник энергии - экзотермия цемента. III.  Установление параметров плоских отражателей  при их применении в гелиотермообработке бетона

III.1.  Определение углов наклона плоских отражателей к гелиопокрытию и установление эффективного материала плоского отражателя