Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Основные принципы гелиотермообработки бетона 9
1.1. Анализ известных решений и опыт использования солнечной энергии для тепловой обработки бетона 9-21
1.2. Эффективные подходы к ускорению твердения бетона путем использования солнечной энергии 22-29
Выводы 30
Глава 2. Теоретические аспекты использования солнечной энергии для тепловой обработки бетона 31
2.1. Современные воззрения на процессы твердения бетона 31-34
2.2. Влияние температурного и влажностного факторов на структу-рообразование бетона 35-71
2.3. Тепло- и массообмен при различных технологиях гелиотермообработки бетона 72-80
2.4. Численное моделирование теплового воздействия на бетон
в условиях солнечной радиации (на примере бетонной плиты) 81-85
2.5. Построение режимов гелиотермообработки бетонов без промежуточных теплоносителей 86-99
Выводы 100-101
Глава 3. Физико-технические характеристики бетонов, подввергнутых гелиотермообработке 102
3.1. Прочность на сжатие и растяжение при изгибе 103-119
3.2. Модуль упругости 120-124
3.3. Сцепление с арматурой 125-129
3.4. Морозостойкость 129-137
Выводы 137-138
Глава 4. Рациональное построение гелиотехнологии при производстве сборных изделий и монолитных конструкций 139
4.1. Материалы для бетонов, подвергнутых гелиотермообработке 139-147
4.1.1. Требования к материалам для бетона 139-143
4.1.2. Пленкообразующие составы и их изменение при гелиотермообработке бетона 143-146
4.2. Технологии производств работ в гелиоформах и светопрозрачных камерах -. 147-152
4.3. Система оперативного контроля за термообработкой бетона 153-157
4.4. Гелиополигоны для производства изделий различного назначения 158-169
4.5. Комбинированные методы прогрева бетона с использованием солнечной энергии 170-183
4.6. Определение оптимальных режимов термообработки бетона с помощью солнечной энергии 184-189
Выводы 189-190
Глава 5. Производственное применение гелиотехнологии и ее экономическая эффективность . 191
5.1. Рациональная область применения гелиотехнологии для производства сборных железобетонных изделий 191-193
5.2. Выбор технологии для производства изделий на гелиополигонах и внедрение их на действующих предприятиях 194-209
5.3. Экономические аспекты использования энергии Солнца в строительной индустрии и в строительстве 210-214
Выводы 215
Основные выводы 216-219
Заключение 220-221
Литература
- Эффективные подходы к ускорению твердения бетона путем использования солнечной энергии
- Влияние температурного и влажностного факторов на структу-рообразование бетона
- Требования к материалам для бетона
- Выбор технологии для производства изделий на гелиополигонах и внедрение их на действующих предприятиях
Введение к работе
Солнечная энергия - практически неограниченный источник, мощность которого на поверхности земли оценивается в 20 млрд.кВт. Это более чем в 100 раз выше прогнозных значений требуемой электрической мощности для планеты в целом на уровне 2000 г.; причем использование этого огромного источника энергии не сопряжено с каким-либо загрязнением окружающей среды. Сегодня в условиях возрастающей ограниченности невоспроизводимых топливно-энергетических ресурсов, усложнения и удорожания их добычи большое значение придается использованию солнечной энергии.
Промышленность сборного железобетона является крупным потребителем тепловой энергии, а наиболее энергоемкий технологический передел, на который расходуется более 70% энергии - тепловая обработка изделий.
Среди применяемых в условиях сухого жаркого климата способов тепловой обработки бетона, самыми рациональными являются методы гелиотермо-обработки. За последние годы были разработаны и внедрены в производство такие эффективные способы тепловой обработки железобетонных изделий с использованием солнечной энергии в условиях открытых цехов и полигонов как гелиотермообработка их с применением светопрозрачных теплоизолирующих покрытий СВИТАП, в том числе в гелиоформах с теплоаккумулирующими элементами; гелиопрогрев с применением специальных пленкообразующих составов. С появлением комбинированных методов гелиотермообработки представляется возможным круглогодичное использование солнечной энергии для тепловой обработки изделий из бетона и железобетона.
Методы тепловой обработки с применением солнечной энергии начинают осваиваться на заводах сборного железобетона, где до недавнего времени применялся только паропрогрев. Многообразие способов гелиотермообработки обеспечивает выбор оптимального и экономичного для прогрева данного вида конструкции с минимальными затратами. Гелиотехнология в производстве бе-
5 тона повышает коэффициент полезного использования энергии при ускорении твердения бетона, а мягкие режимы прогрева и остывания изделий способствуют проявлению внутреннего источника - экзотермии цемента и обеспечению высокого качества прогреваемых изделий.
Несмотря на это, возможности методов тепловой обработки бетона с помощью солнечной энергии далеко не раскрыты и они еще не заняли должного места в промышленности. Это объясняется относительной молодостью большинства методов, недостаточными знаниями производственников техники гелиотермообработки из-за отсутствия информации.
Таким образом, проведенные нами исследования показали, что использование солнечной энергии является перспективным методом тепловой обработки бетонов в условиях сухого жаркого климата, возможности которого еще не исчерпаны. Сегодня необходимы широкие исследования, которые позволили бы развить методы гелиотермообработки, разработать новые и способствовать их внедрению в производство.
В настоящей работе автором разработаны теоретические положения по новым методам круглогодичной гелиотермообработки изделий, проанализированы и обобщены имеющиеся научные достижения по проблеме использования солнечной энергии для тепловой обработки железобетона, рассмотрены вопросы их внедрения в производство, а также обобщены результаты исследований, проведенные автором за последние годы в лаборатории строительных материалов Кызылординского Государственного Университета им. Коркыт Ата.
Целью диссертационной работы является разработка на основе теоретических положений, проведенных исследований новых видов гелиотехнологий и обобщения имеющегося опыта различных методов и технологий производства сборных железобетонных изделий разного назначения с интенсификацией твердения бетона за счет использования солнечной энергии. Автор защищает:
- Разработанные теоретические положения по тепло-массу-переносу, формированию требуемой структуры и свойств новых комбинированных
методов использования солнечной энергии для термообработки сборных железобетонных изделий при обеспечении их высокого качества и долговечности
Установленную взаимосвязь между временем поступления солнечной радиации в течение суток при прогреве изделий и параметрами прочности бетона
Установленное влияние количества поступающей солнечной энергии на характер и равномерность формирования температурных полей в прогреваемых изделиях различной толщины и площади поверхности
Установленные особенности структуры и основные свойства бетонов, прошедших гелиотермообработку, которые не только не отличаются от бетонов, твердевших в нормальных условиях, но часто превосходят их
Разработанные малоэнергоемкие комбинированные методы интенсификации твердения бетона на полигонах с применением восполнимых источников энергии при недостаточном поступлении солнечной энергии в холодную дождливую или пасмурную погоду
- Разработанный высокоэффективный метод комбинированной гелиотер-
мообработки при выдерживании прогреваемых изделий в светопрозрачных
камерах в совокупности с применением пленкообразующих составов
Научная новизна работы:
- Теоретические положения по получению бетонов с качественной
структурой и физико-техническими характеристиками при гелиотермообра-
ботке за счет обеспечения мягких температурно-влажностных режимов
прогрева бетона и формировании благоприятного термонапряженного
состояния изделий вследствие равномерных температурных полей
Влияние солнечной радиации, поступающей для прогрева изделий в разное время суток, на характер структурообразования бетона и его свойства
Зависимость равномерности формирования температурных полей в различных изделиях от количества поступающей солнечной энергии
Особенности структуры и основных свойств бетонов в изделиях, прошедших гелиопрогрев, не отличающихся по сравнению со структурой и
7 аналогичными свойствами бетонов в изделиях, прошедших термообработку традиционными методами или твердевших в нормальных условиях
- Новые малоэнергоемкие методы обработки бетона с помощью
солнечной радиации в комбинации с использованием традиционных
источников энергии для круглогодичной работы полигонов
- Высокоэффективный метод комбинированной термообработки бетона в
светопрозрачных камерах с использованием пленкообразующих составов
преимущественно на базе водорастворимых полимеров
Практическое значение работы:
- разработаны новые и усовершенствованны ранее применявшиеся
методы и технологии производства сборных железобетонных изделий разного
назначения с интенсификацией твердения бетона за счет использования
солнечной энергии;
- показана возможность полного отказа от традиционного паропрогрева
изделий на полигонах в условиях жаркого климата при гелиотермообработке в
светопрозрачных камерах из полимерных материалов с применением вододис-
персионного пленкообразующего состава в сочетании с методами электротер
мообработки, как дублирующих источников, в холодное время года обеспечи
вающих высокое качество сборного железобетона при суточном цикле произ
водств, позволяющее значительно экономить тепловую энергию и создавать
экологически «чистые» производства, в том числе в пасмурную и дождливую
погоду.
Реализация работы:
Основные положения работы доложены на: 1 Всероссийской конференции, посвященной 100-летию Михайлова (г. Москва, НИИЖБ, 2001г.), международной научно-практической конференции «Инженерная наука Казахстана на пороге 21 века, посвященная 10-летию Инженерной Академии РК», (Алматы, 2001г.), международной научно-практической конференции «Строительство на пороге 21 века и импортозамещение», (НИИСтромпроект, Алматы, 2001 г.), международной научно-практической конференции «Валихановские чтения», (Кокшетауский государственный университет им. Ш. Валиханова).
Гелиотермообработка железобетонных изделий в светопрозрачных камерах из полимерных материалов с использованием вододисперсионных пленкообразующих материалов (ВПС) внедрена в 1995 году на гелиополигоне ЖБИ (г.Актау) АО «ПУС»;
Гелиотермообработка железобетонных конструкций в комбинированной гелиокамере с использованием вододисперсионных пленкообразующих материалов (ВПС) внедрена в 2001 году на гелиополигоне комбината строительных материалов (КСМ) АО «Курылыс» г. Кызылорда Республика Казахстан.
Настоящая работа выполнена в 1999-2003 г.г. при научной консультации заслуженного деятеля науки и техники России, академика РААСН, доктора технических наук, профессора Б.А. Крылова.
Эффективные подходы к ускорению твердения бетона путем использования солнечной энергии
Промышленность сборного железобетона является крупным потребите-. лем тепловой энергии, а наиболее энергоемкий технологический предел, на который расходуется более 70% энергии - тепловая обработка изделий. За последние годы в НИИЖБе были разработаны и внедрены в производство такие эффективные способы тепловой обработки железобетонных изделий с использованием солнечной энергии в условиях открытых цехов и полигонов как ге-лиотермообработка их с применением светопрозрачных теплоизолирующих покрытий СВИТАП, в том числе в гелиоформах с теплоаккумулирующими элементами; комбинированная гелиотермообработка на полигонах круглогодичного действия; гелиопрогрев с применением специальных пленкообразующих составов, гелиотермообработка бетонных и железобетонных изделий в светопрозрачных камерах из полимерных материалов с использованием водо-дисперсионных пленкообразующих составов (ВПС). Каждый из применяющихся методов гелиотермообработки бетона имеет свои достоинства и недостатки, с учетом которых и определяется их целесообразная область применения.
Ещё одним направлением использования солнечной энергии для тепловой обработки сборного железобетона можно считать применение гелиоформ с различными светопрозрачными и солнцевоспринимающими покрытиями. Гелиотермообработка железобетонных изделий в гелиоформах с применением таких покрытий была разработана в конце 70-х годов на основании исследований, проведенных в НИИЖБ и во ВНИПИТеплопроекте. В числе ученых, внесших большой вклад в развитие этого способа гелиотермообработки, следует отметить Б.А. Крылова, И.Б. Заседателева, Е.Н. Малинского, А.Р. Соловьянчика, И.В. Быковой и др./20, 30, 31, 32,40,41, 55, 57, 58, 83, 84/. Сущность этой гелиотермообработки заключается в том, что проіревае-мое в форме изделие выполняет функции гелиоприемника, при этом твердеющий бетон является поглощающим и аккумулирующим элементом, металлическая форма - корпусом, а крышка, с определенными светотехническими и теплотехническими параметрами, выполняет роль прозрачного покрытия гелио-форм /55/. Предложены и апробированы различные способы гелиотермообработки бетона с использованием светопрозрачных и солнцевоспринимающих покрытий. Одним из наиболее простых и эффективных способов ускоренного твердения бетона с использованием солнечной энергии, нашедших достаточно широкое применение на практике, является тепловая обработка изделий из тяжелого бетона в гелиоформах со светопрозрачными и теплоизолирующими покрытиями (СВИТАП) /рис. 1.2.1./. Она предусматривает применение гелио-форм, состоящих из двух основных элементов: собственно металлической, деревянной или железобетонной формы и гелиопокрытия СВИТАП, представляющего собой конструкцию из нескольких слоев светопрозрачного материала с организованными воздушными прослойками между ними, параметры которого должны обеспечивать, с одной стороны, максимальное использование энергии солнечной радиации для прогрева бетона, а с другой - аккумулирование тепла в изделии на несолнечное время суток.
Внедренная на ряде заводов по выпуску сборного железобетона гелио-термообработка с применением покрытий СВИТАП оказалась весьма удачным способом тепловой обработки сборного железобетона с использованием солнечной энергии. Этот метод гелиотермообработки в регионах с жарким Климатом позволил отказаться в течение 5-6 месяцев в году (для ряда плитных изделий) от традиционного пропаривания или тепловой обработки с применением других теплоносителей; снизить потребность в воде, используемой для создания насыщенного водяного пара; создавать сезонные полигоны для тепловой обработки бетона с использованием солнечной энергии; создавать экологически чистую среду для производства; и при всем этом, обеспечить суточный цикл производства изделий. Однако для гелиотермообработки с применением покрытий СВИТАП необходимы гелиокрышки, требующие постоянного ухода за светопрозрачными вкладышами; невозможность использовать существующие гелиокрышки для изготовления изделий другого типоразмера; затрудненность изготовления по данной технологии изделий сложной формы и др.
В этом отношении большой универсальностью обладает разработанный в НИИЖБе Б.А. Крыловым, Е.Н. Малинским, И.В. Быковой и В.П. Рыбасовым способ гелиотермообработки бетона с использованием влагонепроницаемых (образуемых пленкообразующими составами) покрытий в сочетании со съемной теплоизоляцией - СГИТИП.
Влияние температурного и влажностного факторов на структу-рообразование бетона
Жаркая и сухая погода, характеристика которой приведена в разделе 1.1., вносит серьезные осложнения в технологию бетона и вызывает много негативных последствий. Поэтому блокирование деструктивных процессов, возникающих при протекании пластической усадки бетона, вследствие интенсивного обезвоживания в условиях сухой жаркой погоды, достигается эффективным уходом за бетоном.
Известно, что наибольшее влияние на формирование структуры бетона оказывает начальный период его твердения, при котором интенсивно протекают различные физико-химические и физические процессы /15/. Влиянию обезвоживания бетона, точнее суточных влагопотерь и связанной с ним величины пластической усадки на формирование структуры и прочность бетона посвящены многие работы /12, 46, 108/. Анализ этих работ показал, что основными критериями формирования структуры бетона при твердении в условиях повышенных температур и пониженной относительной влажности окружающей среды, исследователями принимались величины и характер протекания таких физических процессов, как тепловое расширение бетона, его пластическая усадка и величина влагопотерь.
Особое место среди физических процессов, происходящих в свежеуло-женном бетоне при гелиотермообработке занимает его обезвоживание. При нарушении технологии гелиотермообработки или неправильно ухоженный бетон в жаркую сухую погоду в течение первых суток теряет до 50-70% воды затво-рения, при этом основная ее часть удаляется из бетона в первые 6-7 часов твердения. Вопросы внешнего массообмена свежеуложенного бетона с окружающей средой в жаркую и сухую погоду были рассмотрены в целом ряде работ /60,109,110/.
Исследования, проведенные И.Б. Заседателевым, показали, что для свеже 36 уложенного бетона характерен!своеобразный характер внешнего массообмена с окружающей средой. Согласно работы /55/, интенсивность влаги из свеже-уложенного бетона в отличие от затвердевшего имеет два принципиально разных периода: начальный и конечный.
Интенсивность внешнего массообмена в этот период максимальна, так как не лимитируется внутренним массопереносом (подводом влаги из внутренних зон бетона, к поверхности испарения). Основными факторами является разность парциального давления пара у поверхности испарения и в окружающей среде, а также скорость движения среды и величина площади испарения. Продолжительность начального периода с постоянной интенсивностью испарения зависит от начального влагосодержания бетона, граничных условий и кинетики процесса гидратации.
Конечный период характеризуется падением интенсивности испарения, которое наступает при определенной влажности бетона. При этом массообмен с внешней средой лимитируется процессом внутреннего массопереноса, происходит усугубление зоны испарения и обезвоживания бетона от периферии к центру. Во многих работах установлено, что влагопотери из свежеуложенного бетона, твердеющего в условиях сухой жаркой погоды, определяются двумя группами факторов. К первой группе относятся такие факторы как вид, минералогический состав цемента, вид и характеристика заполнителей, размеры изделий, а ко второй - температура, относительная влажность воздуха, интенсивность солнечной радиации, сила и направление ветра, атмосферные осадки, а также принятый способ и режим ухода за бетоном /94/. Имеются много численные литературные данные /20, 65, 69 и др./, характеризующие нлшшие параметров внешней среды на потери влаги из свежеуложенного бетона, В Руководствах по бетонированию в жаркую погоду Американского института бетона приводятся номограммы, позволяющие оценить интенсивность обезво а) б)
Влияние температур бетона и воздуха, относительной влажности и скорости ветра на интенсивность испарения влаги с поверхности бетона: а) относительная влажность, %; б) температура бетона, С; в) скорость ветра, км/ч живания бетона по следующим исходным параметрам: температуре бетонной смеси, температуре окружающей среды, относительной влажности воздуха и скорости ветра (рис. 2.2.1). Интенсивное испарение влаги из свежеуложешюго ос гона, приводит к: значительной по величине пластической усадке, которая представляет собой в условиях жаркой и сухой погоды физический деструктивный процесс, нарушающий формирующуюся структуру бетона, значительно ухудшающий физии-ко-механические свойства, и одну из причин раннего растрескивания твердеющего бетона.
Исследования, проведенные Р. Шалоном и Д. Равиной, показали, что пластическая усадка бетона и раствора обуславливается как испарением влаги, так и реологическими свойствами материала. Изучая растрескивание бетонов и растворов от пластической усадки, они подтвердили, что основное влияние на него оказывают быстрое испарение воды затворения (чем больше скорость испарения, тем выше скорость протекания усадки) /121,125,126/.
К. Джегерман и Д. Глюкич /120, 121/, рассматривая влияния интенсивного испарения на последующую влажностную усадку и ползучесть затвердевшего бетона, отмечали, что некоторое оптимальное выдерживание свежеуложенного бетона в условиях интенсивного испарения может привести к снижению последующей усадки и ползучести, в то время, как выдерживание бетона в этих условиях сверх оптимального времени отрицательно сказывается на ползучести и прочности. На основании этого они сделали вывод о том, что интенсивное испарение сразу же после укладки бетона в течение ограниченного периода времени в ряде случаев может и не приводить к ухудшению свойств материала. Этот вывод авторы объяснили взаимодействием двух физических процессов, происходящих при раннем интенсивном обезвоживании бетонов: уплотнения цементного теста и его внутреннего растрескивания.
Требования к материалам для бетона
При производстве бетонных и железобетонных изделий с применением гелиотермообработки с использованием пленкообразующих составов, различных видов светопрозрачных гелиокамер в качестве вяжущих материалов могут быть применены портландцемента марок 400 и более, отвечающие требованиям ГОСТ 10178-85 и ГОСТ 22266-78, за исключением пуццолановых, а также другие виды вяжущих, удовлетворяющие специальным стандартам и техническим условиям и обеспечивающие получение заданных свойств бетона при требуемых сроках гелиотермообработки.
Исследования показали, что при ускоренном твердении бетона за счет использования солнечной энергии наиболее эффективными являются быстротвердеющие портландцементы и шлакопортландцементы, а так же цементы, активность которых при пропаривании по ГОСТ 310.4-81 в соответствии со СНИП 5.01.23-83 не ниже следующих величин. В лабораторных условиях, проводившихся в НИИЖБ, применялся портландцемент Воскресенского завода марки М400.
К добавкам для бетонов относят неорганические и органические вещества или их смеси (комплексы), введением которых в состав бетона в контролируемых количествах направленно регулируют свойства бетонных смесей и (или) бетонов, либо бетонам придают специальные свойства. Зерновой состав крупного заполнителя, определенный по ГОСТ 8269- № Вид заполнителя Частный остатокна сите, % при его размере Количество заполнителя, прошедшего через сито размером 5 мм, % 10 5 1. Известняковый щебень Шетпинского карьера 15 80,5 3,5 1,0 2. Гранитный щебень Пикерантского карьера 0 55,5 40,7 3,8 3. Гранитный щебень Тастакского карьера 5,87 60,0 23,22 10,91 химических добавок возможно применение ускорителей твердения по ГОСТ 24211-80, действие которых эффективно при температуре изотермического прогрева бетона 30-70 С /ХК, СН/. С целью снижения водоцементного отношения применялись пластификаторы и суперпластификаторы /С-3, соап-сток/, обеспечивающие интенсификацию начального твердения бетона, в соответствии с пособием по применению химических добавок при производстве сборных железобетонных изделий и конструкций (к СНиП 3.09.01-85).
Подбор состава бетона осуществлялся по стандартной методике, обеспе-" чивающей достижение (при минимальном расходе цемента) требуемой отпуск 143 ной и проектной прочности бетона. Подвижность бетонной смеси должна соответствовала минимально допустимой при принятом режиме уплотнения.
При гелиотермообработке бетонных и железобетонных изделий и конструкций с применением пленкообразующих составов в первую очередь применяются нетоксичные, пожаро- и взрывобезопасные вододисперсные и водорастворимые пленкообразующие составы. Пленкообразующие составы должны хорошо распределяться по поверхности бетона методом распыления; формировать в течение ограниченного времени на поверхности свежеуложенного бетона сплошное влагозащитное покрытие, обеспечивающее максимальный гелио-разогрев бетона изделий; не вызывать коррозии бетона и арматуры; а так же быть стабильным при хранении и транспортировании. Применение пленкообразующих составов на органических растворителях (помароль, лак этиноль, разжиженный битум, петролатум и др.) допустимо при условии соблюдения соответствующих мер предосторожности и техники безопасности (использование средств защиты кожи и органов дыхания).
Для защиты твердеющего бетона от интенсивного обезвоживания и одновременно для обеспечения его максимального гелиоразогрева при гелиотермообработке железобетонных изделий в зависимости от условий производства следует применять один из следующих видов пленкообразующих составов /17/: (табл. 4.1.2.) а) водные дисперсии продуктов депарафинизации масел и масляных дистиллятов на основе мягких парафинов, парафинов, петролатумов и церезина; б) водорастворимые смолы и композиции на их основе; в) водные дисперсии индивидуальных каучуков (латексов) и их смесевые композиции; г) смесевые композиции на основе водных дисперсий каучуков (латексов) и продуктов депарафинизации масел и масляных дистиллятов; д) растворы смол, петролатума, каучуков и др. в органических растворителях.
Выбор пленкообразующих составов и их расход осуществляют в зависимости от их влагозащитной способности, условий твердения изделий, предъявляемых требований к неопалубленной поверхности изделий, стоимости, дефицитности и безопасности состава, а также от способа нанесения его на поверхность изделий. Применяемые составы должны в течение ограниченного времени образовывать на поверхности свежеуложенного бетона сплошное влагозащитное покрытие, характеризующееся защитным коэффициентом (К3), определяемым в суточном возрасте в соответствии с рекомендациями /73/ и составляющим не менее 70 %, или коэффициентом эффективности ухода за бетоном (КЭф), определяемым в возрасте 5 - 6 ч также в соответствии с /73/ и составляющим не менее 0,75.
Выбор технологии для производства изделий на гелиополигонах и внедрение их на действующих предприятиях
Рассмотренные аспекты применения солнечной энергии для тепловой обработки сборных железобетонных изделий и конструкций на полигонах и заводах свидетельствуют о высокой эффективности новых подходов к замещению традиционных видов топлива возобновляемыми источниками энергии. Для рассмотренных нами гелиотехнологий характерно весьма удачное сопряжение новых технологий с базовой. Выбор в качестве базовой технологии полигонного изготовления бетонных и железобетонных изделий в металлических формах предопределил минимальность капитальных затрат и трудоемкость работ при оборудовании обычной металлической формы специальными крышками, гелиокамерами со светопрозрачными теплоизолирующими покрытиями, применение различных пленкообразующих составов. Такой подход позволил широко и многопланово подойти к практической работе и организации гелиополигонов. Это может быть оперативный перевод действующих сезонных полигонов на гелиотехнологию, не изменяющий ни технологию изготовления изделий, ни используемое оборудование, за исключением пропарочных камер или термоформ, которые заменяют гелиоформами. При более капитальной реорганизации производства,-равно как и создании новых гелиополигонов, вопросы комплектации оборудования также не выходят за пределы традиционных решений, ибо гелиотехнология сборного железобетона с применением различных способов гелиотермообработки не требует выпуска специального инженерного оборудования.
Еще один отличительный признак гелиотехнологий - сохранение принятой при базовой технологии суточной продолжительности технологического-цикла и обеспечение тем самым заданной производительности линии, полигона, завода. Это чрезвычайно важное обстоятельство, ибо, как правило, отказ от использования топлива и переход на естественное вызревание изделий сопряжены с удлинением периода отвердения бетона, снижением оборачивав 195 мости форм, повышением трудоемкости ухода за изделиями и уменьшением объема выпуска продукции.
И, наконец, применение гелиотехнологии гарантирует высокое качество изделий и конструкций, поскольку в бетоне не происходят характерные для паропрогрева деструктивные процессы, и физико-механические свойства гелиотермообработанных бетонов аналогичны свойствам бетонов нормального твердения. В результате гелиотермообработка железобетонных изделий и конструкций с применением методов гелиотермообработки становится наиболее доступным способом ускорения твердения бетона в условиях открытых цехов и полигонов Республики Казахстан.
Энергетическая эффективность гелиотермообработки сборного железобетона может и должна быть реализована за пределами периода сезонной эксплуатации, прежде всего гелиополигонов. С этой целью разработаны многовариантные системы комбинированной гелиотермообработки, предусматривающие круглогодичное использование естественного потока солнечной радиации через светопрозрачные покрытия гелиокамер, гелиокрьшіек, дефицит которой покрывается за счет дополнительного источника тепла (пар, электроэнергия и др.).
Энергетическая эффективность круглогодичной гелиотермообработки складывается из высокой тепловоспринимающей и теплоизолирующей способности гелиопокрытий, гелиокамер, а также строгого дозирования расходов традиционного источника тепла. В результате экономия энергии в зимние месяцы составляет 15-35%, в летние - 70-100%, а среднегодовые показатели экономии энергии находятся в пределах от 50 до 75 % в зависимости от класса бетона и толщины изделий.
Один из наиболее простых и эффективных способов ускорения твердения бетона с использованием солнечной энергии, нашедший довольно широкое практическое применение - тепловая обработка изделий в формах со светопрозрачным теплоизолирующим покрытием или гелиотермообработка с применением покрытий СВИТАП. Гелиотермообработке с применением СВИТАП целесообразно подвергать бетонные и железобетонные изделия сплошного сечения толщиной от 100 до 4000 мм из тяжелого бетона класса В15 (М200) и выше. Практика эксплуатации гелиополигонов показала, что гелиотермообработка железобетонных изделий с применением СВИТАП позволяет в районах с жарким климатом в течение 5-7 мес в году полностью отказаться от традиционного пропаривания и обеспечить при этом получение бетона высокого качества при суточном цикле оборачиваемости форм, экономию на каждом кубометре изделий до 70-100 кг условного топлива и более 0,5 т воды, сокращение эксплутационных трудозатрат за счет отказа от части обслуживающего персонала. Такая гелиотехнология была внедрена Малинским Е.Н. в 1982 году на гелиополигоне ЗЖБИ мощностью 5 тыс.м3 изделий в год в г.Нариманове Республика Узбекистан, затем в 1983 году на гелиополигоне завода ЖБИ №2 мощностью 15 тыс.м3 в год в г.Ташкенте. Помимо указанных выше гелиополигоны функционируют также на заводах в г.Душанбё, Чирчике, Намангане и др.
Для оперативной организации гелиотермообработки бетона в условиях открытых цехов и полигонов при часто меняющейся номенклатуре изделий и в других случаях хорошо зарекомендовал себя способ гелиотермообработки бетонных и железобетонных изделий с применением пленкообразующих составов. В этом случае испарение влаги из бетона блокируется образовавшейся на поверхности свежеуложенного бетона при нанесении пленкообразующих составов влагонепроницаемой пленкой. Такая гелиотехнология впервые была внедрена (Быковой Г.В.) в 1987 году на гелиополигоне завода ЖБИ №6 мощностью 3 тыс.м3 в год в г.Бухаре.
