Производственный процесс изготовления бетона и изделий из него включает в себя тепловлажностную обработку бетона. Скорость нарастания структурной прочности цементного камня, может быть резко увеличена с повышением температуры среды при тепловой обработке. Чтобы сохранить при этом влагу, которая необходима для процесса гидратации зерен цемента, для тепловой обработки используют пар. Наиболее безопасной и экономически выгодной технологией на сегодняшний день для тепловлажностной обработки бетона является метод производства пара с помощью парогенераторов для пропарки бетона. Высокотемпературный пар, который производится парогенераторами, подается по трубопроводам в специальные пропарочные камеры, где располагают и производят обработку детали из бетона для последующего затвердевания. Тепловлажностная обработка бетона позволяет одновременно воздействовать на твердеющий бетон тепла и влаги, что ускоряет процесс твердения бетона и позволяет использовать детали на более ранних сроках.
В зависимости от технологического процесса может использоваться парогенератор для бетона с паром высокого давления до 0.9 МПа и температурой пара до 170 °С или с паром низкого давления до 0.07 МПа и температурой пара до 115 °С.
Применение быстротвердеющих цементов позволяет сократить продолжительность изотермической выдержки (при более низкой температуре прогрева) и уменьшить общее время пропаривания. Изделия из легких бетонов вследствие их меньшей теплопроводности требуют более продолжительного времени тепловой обработки. Тепловлажностная обработка бетона оказывает существенное влияние на конечную прочность бетона. Следует отметить что, такие факторы, как длительность предварительной выдержки, водоцементное отношение, удобоукладываемость бетонной смеси, вид цемента должны всегда учитываться при назначении режима тепловлажностной обработки бетона.
Жаротрубный парогенератор для бетона российского производства представляет собой одножаровую горизонтальную конструкцию и состоит из двух цилиндров разного диаметра, вставленных один в другой и соединенных между собой фланцами и паросборником. В передней части жаровой трубы размещена топка, а в задней части - конвективный пучок труб.
В верхней части генератора пара для сушки бетона приварен паросборник, представляющий собой полуцилиндр. На паросборной камере устанавливаются не менее двух предохранительных клапанов. На паросборной камере имеются штуцеры для установки электроконтактных манометров.
К фронтовой стороне парогенераторов крепится чугунная фронтовая плита, имеющая крепление для установки вентилятора, который служит для принудительной подачи воздуха в подколосниковое пространство и форсирования процесса горения, либо плита с отверстием и креплением для установки горелки и сжигания газового или жидкого топлива.
На задней крышке парогенератора бетона в основании дымовой трубы выполнен предохранительный взрывной клапан. Образующиеся в топочной камере продукты сгорания проходят конвективный пучок труб и выводятся через трубу дымовую, установленную на корпусе в хвостовой части агрегата.
Промышленный парогенератор для бетона запитывается водой через штуцер. Подпитка ведется из питательного бака через электронасос, соединительную арматуру. На трубопроводе подпитки водой должно быть установлено запорное устройство и обратный клапан. Запорное устройство должно располагаться между паровым генератором и обратным клапаном. Для подпитки устанавливается не менее двух насосов с электроприводом. На стороне нагнетания каждого центробежного насоса до запорного органа должен быть установлен обратный клапан. На трубопроводе выдачи пара, в непосредственной близости от парогенераторной установки, устанавливается запорное устройство. На парогенераторе имеются продувочные штуцера предназначенные для удаления шлама, образующегося в результате работы теплоагрегата, периодической продувки котловой воды и для спуска воды в случае необходимости.
В передней части жаровой трубы в верхней части установлена легкоплавкая пробка – предохранительное устройство прямого действия. В случае повышения температуры она расплавляется, вода через отверстие поступает в топку, пламя в топке затухает, а в парогенераторе понижается давление пара. Такая конструкция обеспечивает безопасность парогенератора для производства бетона. На боковой части корпуса устанавливается датчик уровней воды, связанный с паровым и водным пространством агрегата соединительными трубками.
На боковой части корпуса устанавливается соединительная труба (колонка), служащая для установки двух указателей уровня, и связанная с паровым и водным пространством парогенератора соединительными трубками. На боковой части внизу корпуса имеется ревизия с крышкой для периодического осмотра состояния поверхностей нагрева со стороны водяного объема.
К фронтовой стороне парогенератора для бетона крепится чугунная фронтовая плита, имеющая крепление для установки вентилятора, который служит для принудительной подачи воздуха в подколосниковое пространство и форсирования процесса горения. В нижней части топочной камеры укладываются колосники, на которых происходит горение топлива.
При производстве бетона и изделий из него широкое применение получил дизельный парогенератор для бетона. Технология пропаривания форм требует определенной скорости подъема и охлаждения температуры в камере. Дизельные парогенераторы для бетона полностью автоматизированны. В зависимости от установленного режима пропаривания, пар может подаваться в камеру периодически или постоянно. Агрегат понимает когда нет потребности в паре и встает в режим ожидания.
Дизельная горелка крепится к чугунной фронтовой плите с отверстием и креплением для ее установки и сжигания газового или жидкого топлива.
Принцип работы промышленного парогенератора для бетона основан на теплообмене между водой и дымовыми газами. Водяная рубашка окружает топку и конвективный блок. Нагреваемая вода испаряется и образует собирающийся в верхней части парогенератора насыщенный пар, который по паропроводу отправляется к месту потребления для пропаривания бетона. При этом вода используется без предварительной очистки. Удаление продуктов сгорания происходит через дымовую трубу. Для защиты работы парогенератора для пропарки бетона он оборудуется контрольно-измерительными приборами и пультом управления. При эксплуатации теплоагрегата необходимо избегать резкого сброса давления, так как это может привести к большому объему парообразования. При необходимости парогенератор может быть переведен в водогрейный режим, для этого изменяется схема подключения.
Пропаривание необходимо для получения высокой прочности бетона на ранних стадиях его изготовления. Схватывание бетона, состоящего из цемента, воды и различных наполнителей (песок, гравий, керамзит и т. д.) происходит достаточно длительный период, а достижение необходимой прочности может занимать несколько месяцев. Для ускорения этого процесса, тем более в холодное время года, требуется подогрев и пропаривание.
Пропарка парогенератором для бетона паром высокого давления заготовленных бетонных деталей производится в паровых камерах или автоклавах. Период пропаривания длится обычно несколько часов. Рекомендуется перед пропариванием выдержать изделия в течение короткого времени в обычных атмосферных условиях. Не следует производить слишком быстрый нагрев изделий в камере. По вопросу максимально допустимой скорости нагрева изделий существуют противоречивые мнения. Указываемые различными исследователями величины колеблются от 5,5 до 66° С час. Следует также избегать быстрого охлаждения изделий по окончании пропаривания.
Обработка парогенератором для сушки бетона высокого давления способствует росту кристаллических связей, а в присутствии мелкого кремнистого заполнителя происходит еще реакция между заполнителем и известью в цементе, что способствует значительному увеличению сульфатостойкости бетона. Усадка и влагопоглощение также уменьшаются.
Технология пропаривания при использовании парогенератора для бетона низкого давления заключается в следующем - заготовленные бетонные детали укладываются в специально построенные камеры или же над деталями устанавливаются легкие переносные колпаки, а пар подается по гибким трубопроводам. Последний способ имеет то преимущество, что на нагревание маленьких колпаков требуется меньше времени, чем на нагревание больших камер, в которых установлено много изделий. Отпадает также необходимость перемещать изделия после формования.
Пропарка бетона парогенератором низкого давления увеличивает скорость твердения бетонных деталей, однако не улучшает сульфатостойкости, усадки и водонепроницаемости.
При этом способе, так же как и при обработке паром высокого давления, следует избегать слишком быстрого нагревания или охлаждения изделий.
Если горячие изделия высыхают после того, как они были выдержаны в паровой камере в течение нескольких часов, достаточных лишь для облегчения снятия форм, то снижение предела прочности бетона может быть довольно значительным. Прочность деталей, обработанных парогенератором для бетона высокого или низкого давления, незначительно отличается от прочности форм, выдержанных в атмосферных условиях, если только скорость нагревания деталей не была слишком высока. В последнем случае при последующем выдерживании деталей во влажной атмосфере прочность не увеличивается.
Пропаривание ускоряет затвердевание бетона и улучшает его качества. Для обеспечения успешности этого процесса необходимо соблюдать определенные рекомендации:
Прочность железобетонных изделий, прошедших пропаривание и обработку парогенератором для сушки бетона значительно превосходит прочность изделий, прошедших подготовку в атмосферных условиях.
Для предприятий, на которых уже налажено производство и отработана технология, мощность парогенератора, который необходимо купить, выбирается по проекту, выполненному проектной организацией. Если у вас еще отсутствует проект, и вы хотите купить парогенератор для вновь создаваемого производства, то вам помогут специалисты нашего предприятия, после ответов на следующие вопросы.
