Оборудование для прогрева бетона в зимних условиях

Чтобы обеспечить высокое качество производства бетона при отрицательных температурах окружающего воздуха, необходимо соблюдать определенные требования.

Твердение бетона должно протекать в теплой и влажной среде за счет внутреннего запаса теплоты бетона. Оно достигается путем подогрева инертных материалов до 20 градусов, подогрева воды для бетонной смеси, в зависимости от марки бетона, от 40 до 80 °С. Бетонная смесь на выходе из бетоносмесителя должна иметь температуру 25–35 °С.

При производстве бетона в зимний период в бетонные смеси вводятся противоморозные добавки, которые могут ухудшить структуру и долговечность бетона, а от воздействия солей высока вероятность коррозии арматуры. Поэтому в ответственных конструкциях не рекомендуется применять бетон с противоморозными добавками. В решении, принятом на совещании, прошедшем 15 октября 2009 г. в НИИЖБ (г. Москва) по теме: «Пути регулирования качества бетона на рынке», один из пунктов решения рекомендует производителям доставлять теплую бетонную смесь на объекты строительства с последующим доведением бетона до проектного класса путем прогрева в опалубке, а не применять противоморозные добавки.

Следовательно, при производстве бетона в зимних условиях, необходимым условием для прогрева инертных материалов, является наличие оборудования, обеспечивающего необходимую температуру бетонной смеси на выходе. При этом необходимым критерием энергоэффективности является скорость прогрева заполнителей.

Традиционные системы прогрева заполнителей, использующих промежуточный теплоноситель (горячая вода или пар), имеют небольшую эффективность и низкий КПД. Эти системы до сих пор применяются на стационарных бетонных заводах с большим объемом бункеров, заглубленных в землю, что позволяет им аккумулировать нагретые материалы для работы с необходимой производительностью. При этом, прогрев паром имеет целый ряд существенных недостатков: избыточное увлажнение материала, залипание на стенках бункера, нарушение водоцементного соотношения и, соответственно, снижение качества производимого бетона. После окончания прогрева материал в бункере замерзает, по причине оставшейся в бункере влаги, — то есть при начале нового цикла прогрева необходимо тратить дополнительные время и энергию для его разморозки. Кроме того, прогрев паром приводит к коррозии бункера, и, как следствие, к сокращению срока его службы.

Наиболее эффективными являются современные динамические системы прогрева заполнителей, которые работают по принципу прямой передачи тепловой энергии песку или щебню. В настоящее время в Северной Америке, Европе, в том числе Скандинавских странах, наметился переход на прогрев инертных материалов горячим воздухом. Такой вид прогрева инертных материалов имеет множество технологических преимуществ по сравнению с традиционными способами. Применяя горячий воздух для прогрева инертных материалов, обеспечивается не только прогрев щебня и песка, но и подсушка материала, что значительно упрощает корректировку содержания воды по влажности заполнителей при задании рецептуры бетона на БСУ. Следовательно, обеспечивается оптимальное водо-цементное соотношение бетонной смеси. Как правило, такие системы автономны и используют различные виды топлива (газ, дизельное топливо, отработанное масло, мазут и т.д.). Динамические системы являются более экономичными. При автономном отоплении отсутствуют сети теплоцентралей, и соответственно потери тепла в них. Время прогрева заполнителей во много раз меньше времени прогрева в статических системах. Автономные системы могут работать периодически, и при достижении заданного режима обогрева автоматически отключаются, экономя топливо.

Благодаря высокой тепловой мощности таких установок стало возможным производство бетона по проектной производительности бетонного завода, при любых температурных условиях, даже во время самых холодных зим, соответственно, увеличить ежегодное производство и продажу бетона. Автономные системы динамического прогрева обладают небольшими габаритами и устанавливаются рядом с БСУ.