Пропарка керамзитобетонных блоков

Керамзитобетонные блоки, в силу особенностей производства, способны достичь своей марочной прочности в среднем в течение 29-30 дней, прежде чем будут доступны для реализации на рынке строительных материалов. В обычных условиях прочность в 30% будет набрана за 3 дня, показатель от 60% до 80% — лишь после одной-двух недель отвердевания, а для полного набора отпускной прочности необходим месяц. Чтобы сократить время вызревания блоков, используются парогенераторы различных типов и мощностей, предназначенные для разных типов изделий в обычных или промышленных масштабах.

Зачастую процесс пропаривания выполняется при 80-90°C от 10 до 20 часов непрерывно — этим обуславливается повышенная энергоемкость производства. Тем не менее, крупным производственным компаниям, специализирующимся на изготовлении керамзитобетонных блоков, пришлось бы нести гораздо большие затраты на хранение модулей до их естественного отвердевания.

Отвердевание блока представляет собой химическую реакцию, в которую вступают жидкость и цемент после соединения. Характер затвердевания — экзотермический, поэтому наличие и применение энергии для этого не требуется, напротив, процесс протекает с выделением тепла практически вне зависимости от условий. Прямое влияние на скорость твердения в данном случае оказывает температура окружающей среды. Давайте разберемся, как это происходит.

Показать зависимость скорости твердения бетона от температуры окружающей среды можно с помощью простого графика. Предположим, что используем стандартный раствор, замешанный на портландцементе М400-М500. В этом случае мы получим бетонные блоки марки М200-М300. В таблице ниже мы привели точные цифры как процент набора марочной прочности зависит от температуры и времени выдержки блока.

Таблица 1. График твердения бетона в зависимости от температуры и срока созревания.

В конце XIX века голландский химик Якоб Хендрик Вант-Гофф вывел закономерность: увеличение температуры химической реакции на каждые 10°C ведет к ее ускорению в 2-4 раза. Это применимо для всех реакций в температурном диапазоне от 0°C до 100°C и выражается следующим уравнением:

• V₂ — скорость протекания реакции при температуре t₂,
• V₁ — скорость протекания реакции при температуре t₁
• y (гамма) — температурный коэффициент реакции, то есть число, характеризующее ее ускорение при нагревании на 10 градусов.

Если при температуре 20°C бетон набирает марочную прочность через 28 суток, то при 60°C мы получим следующий результат:

Возведем степень ускорения (мы используем не 2 и 4, а среднее значение — 3) в степень количества десятков, на которые увеличилась температура. По формуле Вант-Гоффа, отвердевание бетона при температуре 60°C будет происходить в 81 раз быстрее.

Значит, на весь процесс набора блоками прочности уйдет всего 8 часов вместо 28 дней. Но это только в теории. На практике же дело обстоит несколько иначе.

По факту, при температуре 60°C процесс тепловлажностной обработки на производстве керамзитобетонных блоков идет по следующей схеме:

Получается, что на практике весь цикл займет 12 часов. За это время блок, в зависимости от своей конфигурации и состава, наберет 90%-105% прочности. Соответственно, при увеличении температуры до 80-90°C на процесс отвердевания бетона понадобится еще меньше времени: всего 6-7 часов, из которых 1-2 часа займет активная фаза пропарки на максимальных температурах.

Итак, мы уже выяснили, что ускорение производства блоков возможно благодаря гидратационному температурному коэффициенту. Естественные реакции отвердевания можно дополнительно простимулировать повышенной температурой, энергоемкость при этом сводится к подогреву цементной массы. Данный процесс не затрагивает химические реакции, а связан с теплоемкостью конечного не отвердевшего продукта. Можно провести параллель с нагреванием воды в ванной, которая затем, остывая, будет выделять тепловую энергию по всей комнате.

Главной задачей производителей является ускорение теплообмена, что значительно сокращает расходы на организацию и изготовление материалов. Однако, первые попытки влияния на созревание блоков заключались в применении дорогостоящего ультразвукового оборудования, малоэффективного и малодоступного. Вязкая бетонная масса препятствовала достаточно глубокому проникновению волн, а полидисперсная структура не позволяла выделить какую-либо наиболее подходящую частоту. В итоге, производители блоков пришли к более рациональным пропарочным камерам и парогенераторам, о которых мы расскажем подробнее.

Процесс пропаривания производится следующим образом. Сформированные модули должны быть помещены в специальную камеру закрытого герметичного типа, к которой подведена налаженная система гидротехнических труб. Пропаривание при высоких температурах в течение требуемого времени (от 10 до 20 часов) существенно ускоряет процесс отвердевания, керамзитобетонный стеновой модуль уже через день будет соответствовать половине своей марочной плотности. Кроме систематической обработки водонасыщенным паром, также требуется поддержание соответствующего уровня влажности. Оптимальный показатель способствует насыщению бетонных блоков влагой, которая необходима для последующего постепенного затвердевания.

По многим характеристикам пропаривание является наилучшим методом обработки керамзитобетонных блоков, а также прочих модулей на цементной основе с наполнителями (например, шлакоблоков).

Для пропарки блоков широко используются камеры тепловлажностной обработки (камеры ТВО) и паровые шкафы, работа которых базируется на различных видах прогрева: направленном, поверхностном или электропрогреве.

Некоторые изготовители предпочитают пропарке тепловую обработку, которая работает не столь эффективно, так как основывается на внешнем воздействии температурами. Здесь используются тепловые пушки, способствующие набору прочности блоков, их применение также рационально на небольших производствах, где использование обширных пропарочных камер не представляется возможным.

Во время применения тепловой обработки требуется учесть немало показателей. Главными из них выступают возможные деформации и расширения модулей. Нагревание и остывание блоков способствует изменению их физического поведения. Препятствием для таких неприятных явлений выступают формы, откуда смесь перед обработкой не извлекается — это позволяет сохранить геометрическое соответствие требуемым стандартам.

Коэффициент увеличения объемов массы после подогрева во многом определяется концентрацией в растворе воздуха и воды.

Пропарочные камеры довольно массивны и чаще применяются в промышленном производстве керамзитобетонных блоков, когда выработка стройматериала происходит в особо крупных объемах. Однако существуют и упрощенные варианты, имеющие необходимые структурные элементы для пропаривания керамзитобетонных блоков в небольших количествах. Они удобны для начинающих производителей и частных компаний, специализирующихся на выпуске стеновых камней под заказ.

Применение парогенераторов позволяет не только в короткие сроки повысить марочную прочность керамзитобетонных блоков, но и увлажнить их, сохраняя первозданную структуру, форму и целостность материалов. Именно благодаря сопутствующему увлажнению модулей, коэффициент которого варьируется от 80% до 100% (в зависимости от необходимых свойств изделия), обеспечивается безопасность обработки. Расходы на пропарку напрямую зависят от требуемых характеристик и скорости обработки блоков.

При организации парового котла неизбежно возникнет ряд условий установки. Потребуется построить котельную, комплексные системы отопления с паровыми радиаторами и каналами водоподготовки. Все эти процедуры будут сопровождаться эксплуатационными затратами, которые связаны с тем, что камерный комплекс пароснабжения не будет возвращать конденсат к котельной. Особые сложности могут возникнуть при подведении автоматических систем управления.

Строительство стационарных камер с парогенератором — процесс довольно трудоемкий и ресурсозатратный. Существует немало руководств и рекомендаций, позволяющих сконструировать пропарочную камеру своими руками, но это будет целесообразно лишь для случаев, когда планируется линейное производство строительных материалов.

Помимо затрат на возведение комплекса, потребуются систематические вложения в поставки твердого топлива, с помощью которого будет функционировать парогенератор. Доступна также эксплуатация агрегатов на газу и с помощью электроэнергии.

Как работает пропарочная камера, можно посмотреть на видео ниже.

Сделать камеру тепловлажностной обработки можно самостоятельно. Для этого понадобится:

Металлическая ванная и коробчатый профиль на треть заполняются водой. Внутри камеры устанавливаются нагревательный элемент (ТЭН) и температурный датчик, соединенные с контроллером (ПИД-регулятором). После этого в ванную помещаются формы с блоками и начинается процесс пропаривания.

А еще можно посмотреть интересное видео о том, как своими руками был создан парогенератор для блоков на небольшом частном производстве.

Нагрев керамзитобетонных блоков может осуществляться при помощи тепловых пушек, которые воздействуют на цементную массу с помощью температур, постепенно нарастающих в процессе обработки. Тепловые пушки подразделяются на виды, в зависимости от используемого топлива: газовые, дизельные, электрические и ряд прочих.

Тепловая пушка, которая использует газ в качестве основного топливного источника, потребляет его продукты практически без остатка. Если выполнить подключение к беспрерывной газовой системе, то устройство становится полностью стационарным и малотребовательным в процессе обслуживания.

Оборудование широко распространено в сельскохозяйственной отрасли и активно используется для просушивания керамзитобетонных модулей в целях ускорения затвердевания раствора.

К преимуществам устройства также относят наиболее равномерное распределение тепла по всему помещению, где находится агрегат. Нагрев воздуха в вентиляторе осуществляется при помощи газовой горелки, интенсивность подачи можно регулировать термостатом. В элементе присутствует пьезорозжиг, для полной эффективности достаточно подачи 140 кВт, электропотребление составляет не больше 500 Вт. Электроэнергия используется только для розжига и непосредственно работы вентилятора. Работа устройства абсолютно экологична, не вредит окружающей среде и людям.

Такой аппарат показывает наилучшую эффективность в условиях зимних строительных работ, однако также может применяться для обогрева блоков.

Функционирует такая тепловая пушка, как уже ясно из названия, при помощи дизельного топлива. Существуют пушки непрямого и прямого нагрева.

Относительно прочих видов, эти устройства для пропарки блоков отличаются высоким показателем мобильности и производительности, однако в отличие от других многотопливных агрегатов, назвать их экономичными можно с большой натяжкой.

Подгруппа электрических пушек содержит в себе обширное количество видов устройств, которые различаются по энергопотреблению и производительности. Рациональность использования тех или иных агрегатов определяется потенциально необходимым показателем выработки, средняя мощность расположена в пределах 1,5 кВт – 45 кВт. Причем пушки с мощностью выше 5 кВт требуют подключения к трехфазной электросети.

Электрическая аппаратура для пропаривания бетона бывает довольно габаритной (массой до 40 кг). Способность работы от сети значительно расширила область применения такой пушки, поэтому ее используют и в быту, и в промышленности.

Стойкий металлический корпус пушки предохраняет устройство от перегревов, ударов, механических повреждений, коррозийных новообразований. Большинство представителей электрических типов функционируют при помощи ТЭНа, который в отличие от спирали не сжигает воздух и имеет увеличенные сроки службы. К преимуществам установки можно отнести ее экологичность и наличие термостата, который при нагревании керамзитобетона помогает контролировать требуемый термический уровень.

Таким образом, можно подвести итог, что продуманная и качественная пропарка блоков из керамзитобетона способна минимизировать сроки отвердевания модулей и набора ими требуемой марочной прочности. Промышленные объекты нередко оснащены пропарочными агрегатами и станциями, но при большой необходимости можно и своими руками сконструировать бытовой вариант.

Тепловая обработка выполняет идентичную цель, но не так эффективна и мобильна, однако гораздо доступнее пропарки.

Если же вы подбираете аппарат для пропаривания небольшой партии блоков, скажем, для строительства собственного дома, рекомендуем еще раз обдумать выгодность этого решения. Затраты на изготовление керамзитобетонных блоков своими руками будут гораздо больше, чем при покупке качественных стеновых камней напрямую у поставщика. Достаточно сравнить цены, оформив бесплатный тендер на нашей площадке: сами убедитесь, насколько выгодно и приятно строить дом с проверенными поставщиками!