Күн сәулесі мен жылулық өңделуге ұшырайтын құрылыстық ауыр бетондардың қасиеттері

Қазіргі таңда отын-энергетикалық ресурстардың қымбаттауынан құрылыс материалдарын өңдеуге кететін шығын мөлшерін төмендету үшін, шикізат көздерін үнемдеп, экологиялық таза технологиялық процесстерді қолдану қажет, ол - күн энергиясы. Күн энергиясы - іс жүзінде шексіз энергия көзі, оның қуаты жер бетінде 20 млрд. кВт-пен бағаланады [1].Осы тұрғыда құрылыс материалдарын, оның ішінде бетонды жылумен өңдеудің ең рационалды әдісі - күн сәулесін пайдалану. Бетон өндіруші өнеркәсіптер жылу энергиясын ең көп тұтынушы болып табылады, 70% - дан астам өңдірілетін бұйымдар жылумен өңделеді.

Құрылыс материалдарың жылумен өндеу саласында күн энергиясымен өңдеудің көптеген әдістері анықталған. Олар конструкция үшін артық шығынсыз болатын ең қолайлы және үнемді жылыту процесін қамтамасыз етеді. Күн сәулесін пайдалану технологиясы бетонды өңдеу жұмыстарында энергияны тиімді пайдалану коэффициентін жоғарылатады. Соңғы жылдарда күн энергиясы негізінде жарық өткізуші жылуоқшаулағыш СВИТАП жабындарыныңкөмегімен ашық цехтарда және полигондарда жылу жинағыш элементті гелиоформаларда күн энергиясымен жылыту арқылы бетондарды өңдеу шаралары жүргізіліп келеді (сурет 1). Біріктірілген әдістердің арқасында бетонды жылумен өңдеу үшін күн энергиясы жыл бойы пайдаланылуы мүмкін.Ауыр бетондардыкүн сәулесі арқылы жылумен өңдеу мәселесі бойынша ТМД және шет елдерде бірқатар зерттеу жұмыстары жүргізіліп, өндірісте гелиоөңдеуді қолданудың тәжірибесі жинақталған .

Лас-Вегас қаласындағы «ВМК Билдерс Продактс К» фирмасы - АҚШ бойынша аралық жылуұстағышы бар гелиожүйелерді 20х20х40 см өлшемдегі бетонды блоктарды өңдеуде қолданған ең алғашқы компаниялардың бірі болды [2].

Күн энергиясы арқылы бетондарды жылумен өңдеудің негізгі бағыттарының бірі - аралық жылуұстағышы бар гелиожүйелерд қолдану. Бұл жағдайда күн радиациясының ағыны бұйымды жылыту процесінде бетонға әсер етпейді, алайда ол аралық жылуұстағыштары (су, май және т.б.) бар гелиоқабылдағыштарға әсер етеді. Сондықтан бұйымдарды күн энергиясымен қыздырылатын-жылуұстағышты қолдану арқылы жылумен өңдеу процесі іске асырылады.

Гелиоколлекторларда қыздырылған су аккумуляторлі бакке жетеді, осыдан кейін, жылумен өңдеу камераларына баратын ауаны қыздырушы және қажет температураны ұстап тұрушыжылуалмастырғышқа түседі. Аталған гелиожүйені қолдану жылдағы 9 ай бойы ешқандай қосымша энергия көздерін пайдаланбай, жылумен өңдеуге мүмкіндік береді. Бұл жүйе қысқы уақытта қажетті энергияның шамамен 50%-ын қамтамасыз етеді [3].

Ауыр бетонды бұйымдарды жылумен өңдеуде күн энергиясын пайдаланудың басқа бағыты әртүрлі конструкциялы гелиокамераларды қолдану болып табылады, және бұл бағыт бұйымдарды қоршаған ортаның зиянды әсерінен қорғауды қамтамасыз етеді. Гелиокамералардың басты шешімдері тәжірибе жүзінде тексерілген жылыжай құрылғыларына негізделген, бұл орайда, камерадағы ортаның жоғарғы температурасы парникті әсер нәтижесінде қамтамасыз етіледі. Жалпы алғанда, бетонды бұйымдардың қатаюын тездету үшін күн энергиясын пайдалану жолдары, гелиокамералардыңбір немесе екі кезеңді (алғашқы буландыру немесе электрлі қыздырудан кейінгі бұйымның жетілу кезеңі) жылу өңдеуінің ұйымдастырылуына әкелді [4].

Бұған дейінгі жүргізілген көптеген зерттеулер бетондарды жылумен өңдеуде күн энергиясын қолданудың құрғақ ыстық климат жағдайындағыерекше әдіс екенін көрсетеді.Қазақстан Республикасының аймағы бойынша күн энергиясының түсу сипаты күндізгі уақытта айтарлықтай өзгеріп отырады, жазғы уақытта толық радиация күніне 6,8-6,3 кВт сағ/м-ге жетеді, ал күздік-көктемдік уақытта 4-2,2 кВт сағ/м-ді құрайды[5]. Бұл бетон беріктігінің жоғарылауына және жылулық өңдеу уақытына айтарлықтай маңызды әсерін тигізеді. Қазіргі уакытта күн сәулесімен өндіру әдістерін дамытуда зерттеулерді кеңінен жүргізіп, жаңа әдістер қолданып, және оларды өндіріске еңгізуге ықпал ету керек. Бұл тұрғыда осы мәселемен көптеген ғалым - зерттеушілер айналысып келеді. Автор [6,7] еңбегінде бұйымдардың жылулық өңдеуді бетон беріктігі көрсеткіштігінің күн сәулесінің әсер ету уақытымен тікелей байланысты екендігін көрсетеді, сонымен бірге күн сәулесімен өңделген бетондардың, қалыпты жағдайда қатайған бетондарға қарағанда нақты қасиеттерінің және құрылымының ерекшелігін атап өтеді. Ыстық құрғақ климат бетон композиттері өндірісі үшін техногендік шикізаттарды қолдану және оларды күн сәулесімен өндірудің экономикалық тиімділігін білдіреді.

Ыстық құрғақ климат жағдайында күн сәулесімен өңделген бетондардың аязға төзімділігі жоғары болатындығы дәлелденген, бұл бетондардың аязға төзімділік коэффициенті 1,005-1,2 аралығында. Өндірістік жағдайдағы күн энергиясымен өңдеу нәтижесі зертханалық тәжірибиелермен толық ұқсастығын айқындап, жылдың жылы кезеңдеріңде күн сәулесімен өңдеу әдістерінің жоғарғы тиімділігін көрсетті. Сонымен қатар, бұйымдарды біріктірілген күн энергиясымен өңдеу және бір мезгілде қосымша қайталанатын энергия көзін пайдалану, қыс мезгілінде де өзіндік ерекшеліктерін танытты[8].

Полигондарда технологиялық жұмыстарды күн сәулесінің энергиясымен өңдеу әдісін жобалағанда бұйымдардың өлшемдерін, беткі қабатының модулін, бетонның түрі мен маркасын, аудандардың климаттық жағдайларын, гелиоформалардың жылу- техтникалық сипаттамаларын және басқа да факторларды жылу баланстарының есебін дайындау, бұйымды жылыту тәртібін тағайындау және бұйымның беріктігін алдын ала болжау үшін ескеру қажет[9].

Қорыта келгенде, технико-экономикалық көрсеткіштер бойынша конструкциялар мен бұйымдарды дайындау үшін жасанды кептіру әдісіне қарағанда, күн энергиясымен өңдеу әдісінің артықшылықтары басым .

Қазақстан Республикасының ыстық құрғақ климат жағдайында бетонды күн сәулесімен өңдеу технологияларына бағытталған жаңа тәсілдер бетонды жылумен өңдеуде дәстүрлі отынның 50-100% мөлшерінде үнемділігін береді. Қазан-пештерден шығатын түтін мен зиянды заттардың жойылуын, қоршаған ортаның экологиялық тазалығын, бұйымдардың кепілдендірілген жоғарғы сапасын қамтамасыз етеді.

 

Әдебиет

  1. Аббот, Чарльз. Солнце М.Л.: ОНТИ. 1936. - 442 с.
  2. Фарбман Л.И. Качество бетонов, изготовляемых на заводах сборного железобетона с применением комбинированнойгелиотермообработки с использованием «СВИТАП»: Автореф. дис. канд. техн. наук. Ташкент. 1993. - 17 с.
  3. Крылов Б.А., Заседателев И.Б., Малинский E.H. Изготовление сборного железобетона с применением гелиоформ //Бетон и железобетон, 1984, №3. - С.17-18.
  4. 4.Зияев Т.З. Исследование по использованию солнечной энергии для тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий //Автореф. дис. канд. техн. наук. Ташкент, 1976, ФТИ АН УзССР. -21с.
  5. Подгорнов Н.И. Использование солнечной энергии при изготовлении бетонных изделий. М.: Стройиздат. 1989. -33 с.
  6. Аруова Л.Б. Гелиотехнология при производстве железобетонных изделий в Республике Казахстан// Бетон и железобетон. - 2005. - № 3. – С. 16.
  7. Щукина Т.В. Повышение энергоактивности гелиотермообработки строительных изделий// Строительные материалы, 2008. -№10 – С. 20-23.
  8. Миронов С.А. Теория и методы зимнего бетонирования.: Стройиздат, 1975.-700 с.
  9. Заседателев И.Б., Малинский Е.Н., Темкин Е.С. Применение гелиоформ для изготовления сборного железобетона //Гелиотехника, 1985, №3. С.39-41.
Жыл: 2016
Қала: Қостанай