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Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur hydrothermischen Härtung von Zellenbetonteilen.
Ein weitgehend verbreitetes Verfahren zur hydrothermischen Härtung von Zellenbetonteilen besteht darin,
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einem Druck von 8bestimmte Zeit imAutoklaven stehen, worauf der Druck bis zum atmosphärischen und die Temperatur auf 1000C herabgesetzt werden. In einigen Fällen entlüftet man hiebei den Autoklaven durch Wasserdampfdurchblasung.
Bei einem solchen Verfahren ist aber die Behandlungszeit verhältnismässig gross und ausserdem treten im Quer- schnitt der Betonteile hohe Temperaturgefälle auf.
Bei einem weiteren bekannten Verfahren werden die zu behandelten. Betonteile zunächst in einer Dampfkammer und/oder in einem Autoklaven etwa auf 95 C mit Wasserdampf von 101 bis 1030C vorgewärmt. Darauf entlüftet man den Autoklaven durch etwa 2- bis 3stündige Durchblasung mit Wasserdampf und erhöht die Temperatur und den Druck darin bis zu den Maximalwerten. Nach Ablauf der vorgeschriebenen Behandlungszeit setzt man die Temperatur bis 100 C und den Druck bis zum atmosphärischen wieder herab (s. beispielsweise den Aufsatz A. Ch. Einre i drugie, "Intensifikatija progrewa kruphych panelei iz slanzewogo gazobetona pri autoklawnoi obrabotke" im Sammelband "Issledowanie po stroitelstwu"Gosstroi SSSR, 1966).
Bei diesem Verfahren sind die in Betonteilen auftretenden Temperaturgefälle erheblich niedriger und die Behandlungszeiten in vielen Fällen kürzer. Da hier aber eine Vorwärmung der Teile in einer Dampfkammer und/oder im Autoklaven sowie die zeitraubende Entlüftung des Autoklavens erforderlich sind, ist dieses Verfahren kompliziert in der Durchführung.
Es ist das Ziel der Erfindung, die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur hydrothermischen Härtung von Zellenbetonteilen zu entwickeln, bei dem die Temperaturerhöhung im Autoklaven über 100 bis 110 C unter solchen Verhältnissen vorgenommen wird, unter denen die Temperaturgefälle in den behandelten Teilen geringer und die Behandlungszeiten kürzer als bei bekannten Verfahren sind, und eine Vorwärmung meistenfalls entfällt.
DieseAufgabe wird durch das erfindungsgemässe Verfahren zur hydrothermischen Härtung von Zellenbetonteilen im Autoklaven, bei dem die Temperatur und der Druck im Autoklaven bis zu den vorgegebenen Maximalwerten erhöht werden, die Betonteile unter diesen Verhältnissen eine bestimmte Zeit im Autoklaven stehen bleiben, worauf die Temperatur auf 1000C und der Druck bis zum atmosphärischen herabgesetzt werden, in der Weise gelöst, dass während der Temperaturerhöhung bis zum Maximalwert der Autoklav mit Sattwasserdampf erst dann gefüllt wird, wenn im Autoklaven eine Temperatur von 100 bis 110 C herrscht und sodann die Temperatur-und Druckerhöhung im Autoklaven erst nach Erreichung des Temperaturschwellwertes 65 bis 700C in der Mitte des Betonteiles fortgesetzt wird.
Nachstehend wird das Verfahren in näheren Einzelheiten erläutert.
Das erfindungsgemässe Verfahren beruht auf dem Gedanken, die Behandlung unter den Verhältnissen des molaren Wärmetransportes durchzuführen. bei dem der Dampf in den Beton eindringt und darin unter Abgabe der latenten Wärme kondensiert. Dadurch erfolgt die Erwärmung von ganzstückigen oder in Blöcke zerschnittenen Teilen beliebiger Dicke sehr intensiv und wird zum Zeitpunkt der Erreichung des Temperaturmaximums im Autoklaven praktisch vollendet. Unter solchen Bedingungen beschleunigt sich die Betonerhärtung, und die für die hydrothermische Härtung erforderlichen Behandlungszeiten werden entsprechend kürzer.
Die zusätzliche Betonanfeuchtung durch den molaren Wärmetransport ist relativ gering (2 bis 3%, bezogen auf Trockengewicht des Teiles), weil der an den offenen Flächen kondensierende Dampf auch bei Vorwärmung durch Wärmeleitung unter der Wirkung von Kapillarkräften in den Teil eindringt.
Aus den zahlreichen Versuchen hat sich ergeben, dass der molare Wärmetransport im Beton bei einem Überdruck im Autoklaven einsetzt, u. zw. dann, wenn folgende zwei Bedingungen erfüllt sind : a) die Atmosphäre im Autoklaven ist praktisch Sattwasserdampf, b) die Temperatur in der Mitte des Teiles liegt am oder über dem Schwellwert 65 bis 75 C.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht im folgenden.
Den Autoklaven setzt man vor dem Dampfeinlass mit der Atmosphäre in Verbindung und erhöht die Temperatur darin beim Atmosphärendruck auf 100 bis 1100C, bevor der Dampf eingelassen wird. Sind sodann zu diesem Zeitpunkt die Bedingungen a), b) gegeben, so schliesst man den Autoklaven ab und erhöht die Temperatur und den Druck bis zu seinen Maximalwerten. Unter diesen Verhältnissen lässt man die Betonteile im Autoklaven stehen, bis die notwendige Betonhärte erreicht wird bzw. bis die Erhärtung vollendet ist. Darauf werden die Temperatur auf 1000C und der Druck bis zu Atmosphärendruck herabgesetzt. Ist aber eine von den beiden Bedingungen nicht erfüllt, so lässt man die Teile im Autoklaven beim Atmosphärendruck bei 100 bis 110 C stehen, bis die betreffende Bedingung erfüllt ist.
Darauf setzt man die Behandlung fort.
Der wichtigste Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens gegenüber den bekannten Verfahren mit Vorwärnung auf 950C mittels Dampf besteht darin, dass die notwendige Vorwärmtemperatur (65 bis 70 C) vor der Autoklavenbehandlung bereits beiFertigung durch Wärmeentwicklung infolge Hydratation des Bindemittels sowie durch \nmachwasservorwärmung und andereFaktoren erreicht wird.
Dadurch fällt die Notwendigkeit, die Teilemittels 3ampf vorzuwärmen, weg. Und wenn auch eine Vorwärmung im Autoklaven sich erforderlich macht, vollzieht
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sich diese bei einem viel grösserem Temperaturgefälle (etwa 101-70 = 310C gegenüber 101 -95 = 6 C bei be- kannten Verfahren), so dass die Vorwärmzeit viel kürzer ist.
Ein anderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens gegenüber den bekannten Verfahren mit Vorwärmung der Teile im Autoklaven bis 950C liegt in den kürzeren Behandlungszeiten. Zum Beispiel dauert die hydro- thermische Härtung der 240 mm dicken Platten aus Kalk und Quarzsand bzw. der senkrecht zerschnittenen Ber tonteile bei einem Druck von 12 kp/cm2 und einer Anfangstemperatur der Teile von 500C etwa 13 h gegenüber
9 h bei dem angegebenen Verfahren. Bei der Anfangstemperatur der Teile von 700C verkürzt sich die Behand- lungszeit von 11 auf 7 h.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend ein konkretes Beispiel der hydrothermischen Här- tung von 6000 x 1500 x 600 mm grossen Zellenbetonplatten mit Raumgewicht 700 kg/m3 auf Kalkgrundlage angegeben.
Die Plattentemperatur zu Beginn der Autoklavenbehandlung betrug 700C. Die Platten wurden im Autoklaven bis 1030C unter Atmosphärendruck vorgewärmt. Zum Zeitpunkt der Erreichung dieser Temperatur war der Autoklav bereits luftfrei und mit Sattwasserdampf gefüllt. Sodann wurde die Temperatur im Autoklaven bis 1830C und der Druck bis 10 kp/cm2 erhöht. Die Plattenbehandlung unter diesen Bedingungen dauerte etwa 4, 5 h bis zur Vollendung der Betonerhärtung in der Teilmitte. Darauf wurde der Druck bis Atmosphärendruck und die Temperatur bis 1000C herabgesetzt und die Teile wurden aus dem Autoklaven ausgeladen.
Die vorstehende Beschreibung veranschaulicht die beigefügten Schaubilder, in denen der Verlauf der wichtigsten Parameter der hydrothermischen Härtung bei dem bekannten und bei dem angegebenen Verfahren dargestellt sind, wobei die Kurve 1 - der Temperaturverlauf im Autoklaven die Kurve 2 - der Temperaturverlauf in der Mitte der Betonplatte bei der Behandlung nach dem ange- gebenen Verfahren, die Kurve 3 - der Verlauf des elektrischen Widerstandes in der Mitte der gleichen Betonplatte, die Kurve 4 - der Temperaturverlauf in der Plattenmitte bei Plattenanfangstemperatur 700C und bei
Dampf-Luft-Atmosphäre im Autoklaven ;
die Kurve 5 - der Temperaturverlauf in der Plattenmitte bei Plattenanfangstemperatur 60oC, die Kurve 6 - der Verlauf des elektrischen Betonwiderstandes bei Plattenanfangstemperatur 60 C,
Abszisse-Zeit-T-in Stunden, linke Ordinate-Temperatur in C, rechte Ordinate-Widerstand des Betons-P-in Ohm im Mittelteil der Platte, sind.
Aus den Schaubilder ist ersichtlich, dass der Wärmeumtausch bei Einhaltung der oben angegebenen Bedingungen a) und b) sehr intensiv vor sich geht und die Vorwärmung des Betonteiles zum Zeitpunkt der Erreichung
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maximalenDampfeinlass in den Autoklaven. Dies ist durch das Konstantwerden des elektrischen Widerstandes des Betons (Punkt-A-auf der Kurve-3-) erkennbar.
Bei Nichteinhaltung auch nur einer der oben angegebenen Bedingungen erwärmt sich der Teil langsamer (Kurven-4, 5-) und die Temperaturgefälle im Querschnitt des Betonteiles (Kurven-1, 4 oder 1, 5-) sind beträchtlich grösser. Die Betonerhärtung vollendet sich in 21 h nach Dampfeinlass in den Autoklaven (Punkt-B- auf der Kurve-6-).
Obwohl vorstehend ein Beispiel der Herstellung der Platten aus Kalk und Sand gebracht wird, kann dieses Verfahren natürlich auch bei der Herstellung von Erzeugnissen aus Zellenbeton auf der Basis von ändern Rohstoffen (Asche, Schlacke, Zement usw.) verwendet werden.