Исследование и разработка методов повышения энергетической эффективности тепловлажностной обработки строительных материалов

• Автор: Синельников, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 177 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Тепловые процессы и установки в технологии

строительных материалов

1.1. Тепловая обработка бетона

1.2. Конструкции тепловых аппаратов.

1.3. Пути снижения расхода тепловой энергии в производстве строительных материалов.

1.4. Исследование управления процессами структурообразования

через влажностный режим.

1.5. Методы решения проблемы влажности при тепловлажностной обработке строительных материалов продуктами сгорания

1.6. Выводы.

2. Оценка теоретической эффективности энергоиспользования при тепловлажностной обработке строительных материалов
2.1. Расчет энергозатрат при тепловлажностной обработке строительных материалов в традиционной пропарочной камере.
2.1.1. Энергозатраты на водоподготовку
2.1.2. Энергозатраты на производство пара в паровом котле
2.1.3. Энергозатраты на транспортировку пара
2.1.4. Энергозатраты на тепловлажностную обработку бетона
в пропарочной камере
2.1.5. Тепловой баланс технологического процесса тепловлажностной обработки бетона в пропарочных камерах.
2.2. Расчет энергозатрат при производстве бетона в камере
тепловой обработки продуктами сгорания природного газа
2.3. Сравнение тепловых балансов технологических процессов пропарочной камеры и камеры тепловой обработки бетона продуктами сгорания природного газа.
2.4. Выводы
3. Экспериментальная кахмера тепловой обработки бетона продуктами сгорания природного газа.
3.1. Описание экспериментальной установки тепловлажностной обработки бетона продуктами сгорания.
3.2. Описание опыта производства бетона в экспериментальной
камере обработки бетона продуктами сгорания природного газа
3.3. Тепловые балансы двух экспериментальных камер
при проведении опыта.
3.3.1. Тепловой баланс камеры тепловой обработки продуктами сгорания природного газа.
3.3.2. Тепловой баланс безнапорной пропарочной камеры
3.3.3. Сравнение тепловых балансов двух экспериментальных
камер тепловлажностной обработки бетона.
3.4. Выводы
4. Математическая модель процесса тепловлажностной обработки продуктами сгорания природного газа
Заключение
Библиографический список
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Например, при уменьшении времени пропаривания в кассетах изделий из бетона марки М 0 с до 6 часов, расход портландцемента марки 0 возрастает на %, а марки 0 - на %. Расход цемента, близкий к минимальному, достигается при длительности пропаривания примерно часов. На практике, часто оказывается приемлемой общая длительность пропаривания, имеющая промежуточное значение. При этом во всех случаях должны обеспечиваться требуемые проектные свойства бетона и необходимая отпускная или передаточная прочность. Рис. Предварительное выдерживание изделий до начала тепловой обработки способствует формированию начальной структуры бетона, необходимой для восприятия им теплового воздействия. Длительность предварительного выдерживания зависит от всех факторов, которые определяют темп начального твердения бетона (В/Ц, активность цемента, подвижность смеси и др. Чем выше темп начального твердения бетона, тем может быть короче время предварительного выдерживания. Оно колеблется от 1-2 до 4-8 часов. Снижать длительность предварительной выдержки можно также при введении добавок - ускорителей твердения. Большее предварительное выдерживание до пропаривания требуется при применении цементов и бетонных смесей, содержащих поверхностно-активные вещества. Подъем температуры среды в камере может производиться как с постоянной, так и с переменной скоростью [3]. В первом случае скорость подъема температуры должна быть не более град/ч при жестких и град/ч при подвижных смесях. Во всех случаях не рекомендуется подъем температуры со скоростью более °С в час. Режимы тепловой обработки с прогрессивно возрастающей или ступенчатой скоростью подъема температуры позволяют на 2-3 часа сократить общий цикл твердения при неизменном расходе цемента. При неправильно выбранной скорости подъема температуры по сечению изделий возникает перепад температур и развиваются деструктивные процессы. Одним из способов ослабления деструктивных процессов и сокращения длительности тепловой обработки служит применение предварительно разогретых смесей. В условиях возведения монолитных конструкций нашел широкое применение предварительный электроразогрев бетонных смесей. При заводском производстве изделий применяется также пароразогрев. Предварительный разогрев смесей позволяет сократить цикл тепловой обработки на 2-3 часа. В условиях крупнопанельного домостроения [2] применение горячих смесей приводит к сокращению металлоемкости форм до 2-3 кг/м3. В изделиях из горячих смесей предотвращается образование на поверхности волосных трещин, ускоряется выделение экзотермического тепла, что позволяет сократить расход тепловой энергии. Бетонную смесь разогревают до -°С. При температуре смеси -°С скорость твердения бетона резко снижается. Однако повышение температуры разогрева бетонной смеси требует увеличения мощности источника энергии, усложняет конструкцию бетоносмесительного оборудования. С повышением температуры смеси растут также теллолотери при ее транспортировании и укладке в формы. В связи с этим в ряде случаев может оказаться предпочтительным низкотемпературный разогрев. Оптимальной температурой изотермического прогрева при применении портландцемента и его разновидностей является -°С. При использовании композиционных цементов (шлако- и пуццолановые портландцементы) желательно достигать температуры пропаривания -°С. Длительность изотермического прогрева назначается с учетом требуемой прочности бетона после пропаривания и последующего роста прочности при выдерживании изделий на складе при положительных температурах в возрасте 1 сутки. В таблице 1. В условиях достаточно хорошей теплоизоляции камер после 2-4 - часового выдерживания подачу пара можно прекращать, при этом понижение температуры среды камеры составляет не более 4-6°С в час. При выдерживании таким образом изделий в течение 1-3 часов они остывают на 5-°С. Снижение температуры среды в камерах должно производиться плавно. Рис. Рис. При выгрузке изделий максимально возможный перепад между их поверхностью и температ>грой наружного воздуха не должен превышать °С.