PL227974B1 - Sposób i układ elementów urzadzenia do przyspieszonego wiazania betonu w formach stalowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ elementów urządzenia do przyspieszonego wiązania betonu w formach stalowych w masowej produkcji prefabrykatów, zwłaszcza strunobetonowych słupów i rur.

Znane są różne sposoby przyspieszonego wiązania betonu w formach. Wszystkie opierają się na odpowiednim, zaprogramowanym według krzywej, utrzymywaniu co najmniej dwóch parametrów tj. wilgotności i temperatury w funkcji czasu.

Jednym ze sposobów jest parowanie elementów betonowych w środowisku pary wodnej o c iśnieniu atmosferycznym. Jest to najczęściej używany sposób w masowej produkcji prefabrykatów. Pozwala na osiągnięcie w ciągu kilku godzin wytrzymałości betonu pozwalającej na rozformowanie elementu, nie zawsze jednak wytrzymałość ta pozwala na zmniejszenie warunków dalszej pielęgnacji betonu. Często w celu użycia ponownie formy do produkcji, elementy rozformowane wymagają dalszej pielęgnacji w celu zabezpieczenia ich przed wysychaniem. Jest to proces skomplikowany ze względu na podwyższoną wilgotność i temperaturę w którym się odbywa.

Innym rozwiązaniem sposobu, również często używanym zwłaszcza przy produkcji elementów sprężonych jest przetrzymywanie elementów betonowych w formach wewnątrz komór naparzalniczych w celu osiągnięcia wytrzymałości pozwalającej na dalsze wiązanie betonu bez potrzeby dostarczania wody, gdyż woda potrzebna do hydratacji cementu jest już zawarta w masie betonu. Zabetonowane formy, zwłaszcza elementów rurowych, w komorach są podgrzewane ciepłem doprowadzanym z grzejników lub dozowników pary w celu podniesienia temperatury betonu. Ze względu na fakt, że dostęp do wnętrza formy jest ograniczony przekazanie ciepła do betonu odbywa się poprzez płaszcz formy. Niesie to za sobą wydłużenie czasu podgrzewania wnętrza betonu i/lub nadmierne nagrzanie płaszcza formy i w pierwszej kolejności stwardnienie warstwy betonu przyległego bezp ośrednio do formy, co jest niekorzystne, gdyż to z kolei utrudnia dyfuzję ciepła do wnętrza betonu i późniejsze rozformowanie prefabrykatu oraz prowadzi do zwiększonych strat energii cieplnej.

Znany jest sposób przyspieszonego wiązania betonu, w którym stosuje się czynnik grzewczy w postaci mieszaniny powietrza i rozprężonej pary wodnej z japońskiego zgłoszenia wynalazku JP H1087379 A.

Znany jest też sposób i urządzenie do pielęgnacji wyrobów betonowych w procesie dojrzewania betonu z polskiego zgłoszenia wynalazku P. 385730. Znany sposób polega na tym, że do pielęgnacji stosuje się mieszaninę powietrza ze spalinami, którą nawilża się poprzez zamgławianie rozbryzgiem kropel wody porywanych przez wtłaczaną do komór mieszaninę.

Znane urządzenie z wyżej wymienionego wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera komory dojrzewania oraz zespół grzewczo-wentylacyjny wyposażony w zespół dysz do operowania ogrzewaniem, nawilżaniem i schładzaniem mieszaniny wprowadzanej do komór. Ponadto zawiera dysze do cyrkulacji i nawilżania, przy czym na drodze strumienia mieszaniny powietrza ze spalinami wtłaczanego do komór ma umieszczone dysze wodne sprzężone z modułem nawilżającym, a ponadto urządzenie jest wyposażone w sterownik, do którego doprowadzane są sygnały z ustalonych punktów pomiarowych.

W znanym sposobie czynnik grzewczy zawierający szkodliwe związki chemiczne spalin połączonych z wodą ma niekorzystny wpływ na jakość betonu oraz środowisko naturalne. Urządzenie uniemożliwia prowadzenie przyspieszonego procesu wiązania betonu w formach.

Celem wynalazku jest opracowanie rozwiązań sposobu i układu elementów urządzenia, eliminujących obecne niedogodności i pozwalających na skrócenie czasu nagrzewania betonu w formach z równoczesnym zmniejszeniem energochłonności procesu wiązania i ułatwiających rozformowanie elementów.

Sposób przyspieszonego wiązania betonu w formach stalowych, umieszczonych wewnątrz komory, według wynalazku realizowany za pomocą zwiększonej wilgotności i temperatury w funkcji czasu, w którym to sposobie czynnikiem grzewczym jest mieszanina powietrza i rozprężonej pary wodnej polega na tym, że czynnik grzewczy: stanowiący mieszaninę powietrza i rozprężonej pary wodnej ma temperaturę nieprzekraczającą 60°C i wilgotność nieprzekraczającą 95%, który to czynnik grzewczy jest wprowadzany dozownikami do wnętrza przelotowego otworu w prefabrykacie betonowym i utrzymywany z pomocą wentylatora w ciągłej wymuszonej cyrkulacji. Przy czym powietrze do cyrk ulacji pobierane jest z wnętrza komory.

PL 227 974 B1

Układ elementów urządzenia do przyspieszonego wiązania betonu w formach stalowych według wynalazku, zawiera izolowaną termicznie komorę z dolnym odprowadzeniem kondensatu, a istota wynalazku polega na tym, że izolowana komora zawiera wewnątrz kolektor z odprowadzonymi od niego dozownikami, podłączonymi do każdego otworu przelotowego w prefabrykatach betonowych, a wspomniany kolektor podłączony jest do mieszalnika, który ma połączenie z wentylatorem i przewodem rurowym doprowadzający gorącą parę wodną. Przy czym zarówno wentylator jak i czujnik temperatury umieszczony w kolektorze i napęd zaworu w elemencie regulacyjnym zainstalowanym na przewodzie rurowym są połączone mikroprocesorowym systemem sterującym.

Sposób i układ według wynalazku umożliwiają skrócenie czasu nagrzewania, poprzez bezpośrednie oddziaływanie czynnika grzewczego na beton, ułatwioną dyfuzję, efektywne wykorzystanie ciepła z hydratacji cementu. Podczas twardnienia betonu w stalowej nie rozgrzanej formie następuje zmniejszenie wymiarów prefabrykatu, wywołane skurczem betonu i powstanie mikroszczeliny pomiędzy prefabrykatem a płaszczem wewnętrznym formy stalowej, co z kolei ułatwia wyjmowanie prefabrykatu betonowego z formy.

Przy stosowaniu rozwiązań według wynalazku zmniejsza się ryzyko przegrzania betonu ponad temperaturę, która jest szkodliwa dla betonu tj. powyżej 70°C.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ elementów urządzenia do przyspieszonego wiązania betonu w stalowych formach.

Układ elementów urządzenia składa się z izolowanej komory 2 z odprowadzeniem kondensatu 12, w której umieszczone są zabetonowane formy 1 prefabrykatu betonowego 11. Wzdłuż form 1 przebiega kolektor 4, od którego odprowadzone są dozowniki 7 i skierowane do otworów przelotowych 14 w prefabrykatach betonowych 11. Kolektor 4 połączony jest z mieszalnikiem 6, który ma połączenie z wentylatorem 5 i przewodem rurowym 13 doprowadzającym parę wodną. Wentylator 5 jak i czujnik temperatury 9 znajdujący się w kolektorze 4 na wyjściu z mieszalnika 6 oraz napęd M zaworu w elemencie regulacyjnym 10 są połączone mikroprocesorowym systemem sterującym 8.

Czynnikiem grzewczym jest mieszanina 3 powietrza z wnętrza komory 2 i rozprężonej pary wodnej z przewodu rurowego 13. Mieszaninę 3 transportuje się systemem kolektorów 4 do wnętrza każdego z prefabrykatów betonowych 11. Z drugiej strony prefabrykatu 11, wydostaje się do komory 2 mieszanka częściowo schłodzona. Cyrkulację czynnika grzewczego zapewnia pracujący wentylator 5, który pobiera wilgotne i ciepłe powietrze z komory 2 i tłoczy je do mieszalnika 6 i dalej do dozowników 7, kierując je ponownie do prefabrykatów betonowych 11. Nad procesem czuwa mikroprocesorowy system sterujący 8 z czujnikiem temperatury 9 i elementem regulacyjnym 10, dozowania gorącej pary wodnej. Cały proces przyspieszonego wiązania betonu prowadzony jest według krzywej nagrzewania, zaprogramowanej i utrzymywany przez mikroprocesorowy system sterujący 8.

W sposobie według wynalazku na początku naparzania podnoszona jest temperatura betonu przez dyfuzję ciepła przede wszystkim od strony wewnętrznej prefabrykatu, a gdy temperatura betonu podwyższy się do temperatury ponad 30°C, następuje znaczne przyspieszenie procesu hydratacji cementu i w konsekwencji zwiększenie wydzielanego ciepła z wnętrza betonu. Ilość doprowadzanej energii cieplnej może być automatycznie pomniejszona, do poziomu aby utrzymać zadaną temperaturę procesu. Część energii cieplnej wydzielanej podczas reakcji hydratacji cementu podgrzewa stalowe formy i pokrywa straty cieplne obudowy komory.

Przyspieszenie wiązania betonu w formach stalowych stosowane według wynalazku pozwala na skrócenie czasu nagrzewania betonu o ok. 15%, z zachowaniem wymaganej wilgotności betonu, a ilość energii cieplnej użytej według wynalazku, może być mniejsza o ok. 30%.

Claims (3)

1. Sposób przyspieszonego wiązania betonu w formach stalowych, umieszczonych wewnątrz komory, realizowany za pomocą zwiększonej wilgotności i temperatury w funkcji czasu, w którym to sposobie czynnikiem grzewczym jest mieszanina powietrza i rozprężonej pary wodnej, znamienny tym, że czynnik grzewczy stanowiący mieszaninę powietrza i rozprężonej pary wodnej ma temperaturę nieprzekraczającą 60°C i wilgotność nieprzekraczającą 95%, który to czynnik grzewczy jest wprowadzany dozownikami (7) do wnętrza przelotowego otworu (14) w prefabrykacie betonowym (11) i utrzymywany z pomocą wentylatora (5) w ciągłej wymuszonej cyrkulacji.

PL 227 974 Β1

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powietrze pobierane jest z wnętrza komory (2).

3. Układ elementów urządzenia do przyspieszonego wiązania betonu w formach stalowych, który zawiera izolowaną termicznie komorę z dolnym odprowadzeniem kondensatu, znamienny tym, że izolowana komora (2) zawiera wewnątrz kolektor (4) z odprowadzonymi od niego dozownikami (7), podłączonymi do każdego otworu przelotowego (14) w prefabrykatach betonowych (11), a wspomniany kolektor (4) podłączony jest do mieszalnika (6), który ma połączenie z wentylatorem (5) i przewodem rurowym (13) doprowadzającym gorącą parę wodną, przy czym zarówno wentylator (5) jak i czujnik temperatury (9) umieszczony w kolektorze (4) i napęd (M) zaworu w elemencie regulacyjnym (10) zainstalowanym na przewodzie rurowym (13) są połączone mikroprocesorowym systemem sterującym (8).