КАМЕРА ДЛЯ УСКОРЕННОГО ТВЕРДЕНИЯ БЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ВИДИМОЙ ЧАСТИ СПЕКТРА ИСКУССТВЕННОГО И ЕСТЕСТВЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
CHAMBER FOR ACCELERATED CURING OF CONCRETE ARTICLES WITH USE OF ELECTROMAGNETIC WAVE POWER IN VISIBLE SPECTRUM BAND OF ARTIFICIAL AND NATURAL ORIGIN

Изобретение относится к области строительства и может использоваться для ускоренного твердения бетонных и железобетонных изделий.
Известна пропарочная камера тепловлажностной обработки (см. Руководство по тепловой обработке бетонных и железобетонных изделий. М., Стройиздат, 1974 г., стр.14).
Недостаток устройства - относительно небольшой КПД установки и низкая возможность регулирования процесса.
Наиболее близким по технической сути к предлагаемой установке является пропарочная камера Семенова Л.А. (см. кн Ю.М. Баженов, Л.А. Алимов, В.В. Воронин, У.Х. Магдеев. Технология бетона, строительных изделий и конструкций. М., Изд-во АСВ, 2006 г., стр.105). Она имеет систему паропроводов, паровых регистров, бетонных стен и крышки. При тепловлажностной обработке (ТВО) в данной установке периодического действия в качестве энергоносителя используется насыщенный пар. Основными недостатками такой камеры являются: значительные потери тепловой энергии от источников теплоснабжения; значительные капитальные вложения при использовании в качестве теплоснабжения как центрального, так и автономного источников теплоснабжения; недостаточная экологичность процесса, из-за образования загрязненного конденсата, и невозможности его использования без применения серьезных и дорогостоящих методов очистки; недостаточное качество регулирования технологического процесса, что в свою очередь приводит к появлению брака.
Техническая задача - создание камеры для ускоренного твердения бетонных изделий (УТБИ) лишенной указанных недостатков.
Технический результат - улучшение регулирования технологического процесса, минимизация потерь тепловой энергии, возможность транспортировки.
Он достигается тем, что ограждающие конструкции выполнены из комбинированного материала, включающего металл, листовой асбест и фольгу, с тепловой изоляцией, имеющей воздушную прослойку, ограниченную двумя слоями фольги, при этом слой асбеста на внутренних стенках камеры покрыт фольгой, а на дне камеры, на боковых стенках установлены инфракрасные излучатели, переносной термодатчик, по периметру проведен водопровод со сплинкерами, в верхней части камеры расположено контактное устройство электрозащиты. Крышка камеры выполнена из светопрозрачного материала стойкого к перепадам температур, через который проникает ИК излучение от солнца в видимой части спектра.
Это сделано для того чтобы уменьшить потребление электрической энергии в летний период применительно к южным регионам РФ.
Теплоизоляционный материал - пенополистирол, отличающийся относительной устойчивостью к большим температурам (до 250°С), низким коэффициентом теплопроводности (0,04 Вт/м гр) входит в состав комбинированной ограждающей стены камеры, позволяет уменьшить потери тепла при свободной конвенции воздуха от изделия к ограждению. Твердотельные инфракрасные излучатели, установленные на дне камеры, позволяют значительно сократить продолжительность тепловой обработки изделий, упростить конструктивное оформление, а также создать условия для качественной автоматизации. При нагреве и сушке влажных материалов инфракрасными лучами энергия превращается в тепловую, причем явления тепло- и массообмена развиваются как вне материала - в рабочей камере, так и внутри материала. Конвективная составляющая твердотельных инфракрасных излучателей очень мала. Значительный перенос энергии происходит при лучистом теплообмене, поэтому в ограждающую конструкцию включены три слоя фольги, их чередование в стене с другими материалами позволяет отразить поток лучистой энергии от внутренней стены камеры и тем самым сфокусировать его на изделии. Установка в камере переносного погружного термодатчика, устанавливаемого непосредственно в отформованное изделие, позволяет контролировать температуру изделия, которая не должна превышать 80-90°C, так как при изотермическом прогреве затвердевший бетон увеличивается в объеме и вследствие разницы коэффициентов линейного температурного расширения его компонентов, образуются микродефекты, нарушающие контакт между цементным камнем и наполнителем (снижается прочность). Для своевременного и качественного регулирования процесса применено-параллельное подключение излучателей, что позволяет с учетом возрастания нагрузки подключать дополнительные инфракрасные излучатели.
На рис.1 изображена предлагаемая камера. Она имеет корпус 1, съемную крышку 2, переносной погружной термодатчик 3, твердотельные ИК облучатели 4, стационарный влажностной датчик 5, стационарный термодатчика 6, водопровод со сплинкерами 7, контактное устройство электрической защиты 8, установленные на дне камеры шинопроводы 9. Рядом с камерой установлены электрощит с трансформатором однофазного электрического питания 10, бак с водой 11, электронасос 12 с автоматизированным клапаном 13.
Устройство работает следующим образом. После формования изделий и набора ими предварительной прочности они укладываются в камеру, в среднее изделие помещается погружной термодатчик 3 для качественного регулирования процесса тепловой обработки, камера закрывается съемной крышкой 2, проверяется контактная электрозащита 8, в соответствии с типом изделия устанавливается режим тепловлажностной обработки на электрощите 10, подается напряжение на шинопроводы 9, на которых закреплены ИК облучатели 4. Для качественного контроля ускоренного твердения бетонных изделий в камере установлен стационарный влажностной датчик 5, обработанные данные с которого поступают на электронасос 12 с автоматизированным клапаном 13 забирающим воду из бака 11 для подачи ее в камеру через водопровод со сплинкерами 7.
Положительный эффект предлагаемого изобретения достигается выполнением ограждающей конструкции камеры из изоляционного материала пенополистирола, установкой твердотельных инфракрасных излучателей и применением фольги, как отражателя на всех внутренних стенках, параллельной формой подключения твердотельных ИК излучателей для более мягкой подачи тепловой энергии и установкой переносного погружного термодатчика, показывающего температуру изделия.