Введение к работе
Актуальность темы. В современном строи-льстве бетон является основным материалом. Объемы его произ-дства в мире постоянно растут. В нашей стране из бетона еже-дно изготоаляется свьше 260 млн.м изделий и конструкций.
Наиболее распространенным способом ускорения твердения бе-на в настоящее время является термообработка. В СССР лрактиче-и весь обье;.. сборного бетона и железобетона, т.е. свыше О млн.м , и 35...40 млн.м монолитного, укладываемого в холод-э время года, подвергается термообработке. При этом у тради-онных способов термообработки фактический расход энергии в ..10 раз больше теоретически необходимого и наблюдаются се-езные нарушения структуры бетона. Для производства тепловой ергии в промышленности сборного бетона и железобетона страны егодно сжигается в многочисленных заводских котельных свыше млн.т условного топлива, что приводит и к ухудшенио экологи-ской ситуации в городах, где размещаются предприятия этого офиля.
В условиях возрастающего дефицита энергоресурсов, их удоро-кия и постоянно ужесточающихся требований по ох^іне окружаю-й среды все более актуальным становится переход на энергосбе-гащие и экологически чистые технологии, В этой связи наиболее рспективным представляется предварительный электроразогрев тонных смесей, который имеет самый высокий тепловой КПД тер-обработки.
В то же время в последние годы начали применяться различ-е способы, основанные на комплексном воздействии на бетонную есь ряда физических и химических факторов, которые дают воз-кность при одинаковых с обычными способами термообработки мпературах выдерживания бетона добиваться значительно более сокой прочности или соответственно снизить энергозатраты на рмообработку бетона. Непрерывный виброэлектроразогрев бетон-It смеси (ВЭРС), соединяющий в одно целое положительные черты эктрораэогрева и комплексной обработки смеси, а также неслож-й: в техническом плане для реализации, представляется весьма рспективным.
Однако непрерывное виброэлекгробетонирование ещё не пол чило распространения в практике строительства, ив основном, из-за отсутствия надежных и отработанных в производственных условиях устройств для такой термообработки, так и исследований по энергетической эффективности отой технологии, в т.ч. на сопоставимой основе в сравнении с другими способами термообработки бетона.
Цель работы; снижение енергозатрат при термооС работке бетона за счет создания эффективного устройства для не прерывного ВЭРС с разработкой элементов энергосберегающей технологии.
З а д а а и исследования;
определить энергетическую эффективность термообработки бето} ной сиеси в различных устройствах для ее непрерывного вибро-электроразогрева;
исследовать особенности внесения тепла в бетонную смесь посредством электроэнергии в закрытом объеме (трубе) и в проц< се непрерывного виброперемещения смеси;
разработать методику конструирования устройств для непрерывной комплексной виброэлектрообрабогки бетонной сиеси и на э-основе создать энергоэконокическое устройство такого рода;
_ нг*лхи;к хн^акте" изменения температуры изделий и конструкпи! иг виброэлектроразогретого бетона за парвые 6,..12. ч выдерх вання ж набор его прочности;
определить энергетическую эффективность виброэлектробетонир вания в целом и сравнить ее с другими способами теркообрабо ки бетона с точки зрения енергозатрат на единицу прироста е прочности;,
проверить результаты исследований в заводских и построечных условиях с разработкой различных технологических схем изготовления сборных и монолитных изделий и конструкций, опреде лить экономическую эффективность виброэлектробетонирования я рациональную область его применения.
Объект исследования: устройства для не прерывного ВЭРС и бетон, подвергнутый комплексной виброажектр обработке.
яЗя»
Научна» и о з и з и а р » б о ї к : пределенз энергетическая эффективность термообработки бетон-ой смеси в устройствах для е<з непрерывного виброэлектроразо-реза и виброэлектробетонирования в целом; азработаиа методика сопоставимой оценки энергетической эффектности различных способов термообработки бетона, основанная і сравнении энергозатрат на единицу прироста прочности бато-1 за одинаковое время его выдвраиваняя; редложен способ комплексной обработки бетонной смеси, сэче-шций ее электроразогрев при достижении повышенной (свыше ЮС) температуры в растворной составляющей (вода + цемент + 2сон) з процессе непрерывного виброперемещения смзс.1 в закрыли емкости (трубе) с воздействием, выделяющимся из нее паром,
создано устройство для реализации этого способа, которые яіособ и устройство) защищены а.с. Jf I40S5IO и патентами :сти стран (а соавторстве );
ізработана методика расчета изменения средней температуры іделий и конструкций из виброэлекгроразогрегого бетона на :нове формулы регулярного режима остывания тел, отражающей
ікон сохранения энергии;
лучена зависимость, позволяющая прогнозировать прочность
.броэлектроразогретого бетона с учетом температуры и времени
'о выдерживания. Практичвйяое значение работы:
едлоаека методика конструирования устройств для непрерывного
ЗРС - вяброэлекгрореакторов, которая может быть использована
и их серийной производстве;
зработана рабочая документация на устройства для непрерывно-ЗЗРС и "Временные технические условия по виброэлектробето—
рованию. ВІУ-90", утвердценные Минсевзалстроеы РСФСР;
строены номограммы, позволяющие производить ориентировочные
счеты изменения средней температуры изделий (конструкций) из
броэлектроразогретого бетона за первые 12 ч после его
ладки, и в зависимости от их модуля поверхности, коэффициен-теплопередачи форм (опалубок) и температуры наружного воз-
ха назначать энергоэкономичные режимы выдерживания такого
тона;
- предложены схемы привязки виброэлектробетонирования для заво;
ских и построечных условий и соответствующей технологической
линии для изготовления сборного бетона и железобетона
(а.с. Xі 1588552 ,полученное в соавторстве);
проведена в производственных условиях проверка результатов и< следований с гпределениэм прочности виброэлектроразогретого і тона в зависимости от температуры и времени его выдернивания;
рассчитан экономический эффект виброэлектробетонирования по сравнении с пропариванием, составляющий 5,1 р./м3 бетона, утвержденный ТСО "Владимирстрой";
обоснована целесообразная область применения непрерывного виброэлектробетонирования.
Реализация работы. На основе результатов выполненных исследований изготовлены устройства для непрерывно
ГО ВЭРС, КОТОрЫе ПрОШЛИ ПрОИЗБОДСТВеННЫв ИСПЫТаНИЯ В ХОДЄ ОПЫТ'
ного бетонирования на заводах сборного бетона и железобетона и
объектах Владимирской, Ленинградской, Архангельской, Ростовско
и Рязанской областей.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы долокены:
на научно-технических конференциях преподавателей и сотрудников НЖ (Владимир, 1984 - 1991 гг.);
на Всесоз-зных каучно=тсхккческкх ко«|еренциях в Иркутске (1985 г.), в Ростове-на-Дону (1985 г.), в Белгороде, во Владимире (1987 г.), в Ленинграде (I99J г.), а также на Всесоюзном семинаре при ВДНТП в Москве (J987 г.), на научнс-техни ческом совещании в НИИЖБе Госстроя СССР (1988 г.), и на расширенном научно-методическом семинаре кафедры ОПУС ЛИСИ (1990 г.).
Структура и объем работы. Циссертаци-онная работа состоит из введения, 4 глав, основных выводов, списка основной использованной литературы, 7 приложений и соде жит 160 страниц машинописного текста, 23 таблицы, 26 рисунков. Список литературы включает 212 наименований (из них 18 на иностранном языке). Общий объем диссертации составляет 259 страйк