📦 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

Ứng dụng Kỹ thuật của Lò Hơi trong Sản xuất Bê tông Đúc sẵn

Đăng vào bởi Thanh Dương

Lò hơi công nghiệp đóng vai trò thiết yếu trong ngành sản xuất bê tông đúc sẵn (Precast Concrete) thông qua quy trình bảo dưỡng bằng hơi nước (Steam Curing). Đây là một phương pháp gia tốc quá trình thủy hóa của xi măng, giúp sản phẩm đạt được cường độ sớm cao hơn đáng kể so với phương pháp bảo dưỡng thông thường.

Bảo dưỡng bê tông bằng hơi nước
Bảo dưỡng bê tông bằng hơi nước

1. Cơ sở Khoa học của Bảo dưỡng bằng Hơi nước

Quá trình thủy hóa (Hydration) là phản ứng hóa học giữa nước và xi măng Portland, tạo ra các hạt gel Canxi Silicat Hydrat (CSH). Sự phát triển và mở rộng của các hạt CSH này lấp đầy không gian trong khối bê tông, được gọi là quá trình đông kết (Setting), quyết định độ bền và cường độ cuối cùng của bê tông.

Phản ứng thủy hóa là phản ứng tỏa nhiệt. Việc tăng nhiệt độ trong môi trường bảo dưỡng sẽ tăng tốc độ của phản ứng hóa học này, nhờ đó đẩy nhanh quá trình đông kết và phát triển cường độ.

Lò hơi cung cấp hơi nước nóng bão hòa, thực hiện hai chức năng quan trọng trong quá trình bảo dưỡng bê tông:

  1. Cung cấp nhiệt: Hơi nước truyền nhiệt vào khối bê tông, làm tăng nhiệt độ bên trong và bề mặt, gia tốc quá trình thủy hóa, giúp bê tông đạt được cường độ sớm (Early Strength) nhanh hơn.
  2. Duy trì độ ẩm: Hơi nước bão hòa tạo ra môi trường ẩm ướt, ngăn ngừa sự mất nước do bay hơi khỏi bề mặt bê tông. Điều này cực kỳ quan trọng vì quá trình thủy hóa đòi hỏi lượng nước liên tục.

2. Các Ứng dụng Kỹ thuật và Lợi ích

Bảo dưỡng bằng hơi nước chủ yếu được áp dụng cho các sản phẩm bê tông đúc sẵn sản xuất tại nhà máy, bao gồm:

  • Các cấu kiện lớn như tường nghiêng (Tilt-up Walls) cho nhà kho, nhà xưởng.
  • Cấu kiện kiến trúc, tấm tường, cống thoát nước (catch basins).
  • Móng cột đèn (light poles bases), dầm cầu đúc sẵn.

Ưu điểm lớn nhất là khả năng đạt cường độ tháo khuôn (Demolding Strength) nhanh chóng.

  • Với bảo dưỡng thường, cần 7-28 ngày để bê tông đạt cường độ cần thiết.
  • Với bảo dưỡng bằng hơi nước, bê tông có thể đạt cường độ tương đương hoặc cao hơn chỉ trong vòng 14 đến 18 giờ (tùy thuộc vào thiết kế cấp phối và chu kỳ bảo dưỡng), thậm chí cường độ 3 ngày có thể vượt qua cường độ 28 ngày của bê tông bảo dưỡng thường.
  • Điều này cho phép quay vòng khuôn (mold turnover) nhanh hơn, tăng số lượng cấu kiện được sản xuất mỗi ngày (thường đạt 1-2 chu kỳ/ngày), từ đó tăng năng suất và giảm chi phí sản xuất.

Nâng cao Chất lượng Sản phẩm:

  • Tăng cường độ: Quá trình bảo dưỡng được kiểm soát giúp cải thiện cấu trúc vi mô, tạo ra sản phẩm bê tông có cường độ cao hơn.
  • Giảm co ngót (Shrinkage) và từ biến (Creep): Bê tông bảo dưỡng bằng hơi nước có xu hướng giảm co ngót khô và từ biến so với bê tông bảo dưỡng trong điều kiện môi trường.
  • Cải thiện độ bền: Sự thủy hóa đầy đủ và nhanh chóng giúp bê tông có khả năng chống thấm và chống chịu tốt hơn với các tác nhân gây hại (ví dụ: tăng khả năng kháng sulfat).

3. Các Phương pháp Bảo dưỡng bằng Hơi nước

Có hai phương pháp chính dựa trên áp suất:

3.1. Bảo dưỡng bằng Hơi nước Áp suất Khí quyển (Atmospheric Steam Curing)

Bao duong be tong bang hoi nuoc 2 result
Bảo dưỡng bê tông bằng hơi nước áp suất khí quyển
  • Nhiệt độ: Thường dao động trong khoảng 40∘C đến 70∘C với nhiệt độ tối ưu được khuyến nghị là 65∘C.
  • Thực hiện:
    • Sản phẩm được đặt trong phòng hoặc hầm bảo dưỡng có che phủ kín (ví dụ: bạt, mái che) để giữ nhiệt và hơi ẩm.
    • Hơi nước từ lò hơi được dẫn vào không gian bảo dưỡng.
    • Phương pháp này được sử dụng phổ biến nhất cho các cấu kiện đúc sẵn lớn.

3.2. Bảo dưỡng bằng Hơi nước Áp suất Cao (Autoclaving)

Bao duong be tong bang hoi nuoc ap suat cao result
Nồi hấp bê tông áp suất cao
  • Nhiệt độ và Áp suất: Sử dụng hơi nước quá nhiệt trong nồi hấp áp suất cao (Autoclave), với nhiệt độ khoảng 160∘C đến 190∘C và áp suất 80 đến 170 psi.
  • Đặc điểm: Phương pháp này thay đổi đáng kể cấu trúc hóa học của sản phẩm bê tông (tạo ra khoáng chất tobermorite), thường được áp dụng cho các cấu kiện nhỏ hơn hoặc sản xuất Bê tông Khí Chưng Áp (AAC).

4. Chu trình Bảo dưỡng Hơi nước Điển hình (Atmospheric)

Để tránh nứt do ứng suất nhiệt và đảm bảo cường độ cuối cùng, chu trình bảo dưỡng hơi nước phải được kiểm soát nghiêm ngặt, bao gồm 4 giai đoạn:

  1. Thời gian Chờ (Delay Period/Pre-steaming): Cho phép bê tông đông kết ban đầu trước khi gia nhiệt. Thường kéo dài 2-3 giờ sau khi đổ khuôn. Việc này giúp bê tông đạt đủ độ cứng để chịu được sự thay đổi thể tích do nhiệt độ.
  2. Gia nhiệt (Heating): Tăng nhiệt độ từ từ, không vượt quá 22∘C đến 33∘C mỗi giờ, để tránh gradient nhiệt lớn gây nứt.
  3. Duy trì Nhiệt độ Tối đa (Constant Temperature): Giữ nhiệt độ ổn định ở mức tối đa cho phép (thường là 65∘C) trong một khoảng thời gian nhất định để đạt cường độ yêu cầu.
  4. Làm nguội (Cooling): Giảm nhiệt độ từ từ với tốc độ tương tự giai đoạn gia nhiệt, tránh sốc nhiệt làm nứt bề mặt.

Việc sử dụng lò hơi để bảo dưỡng bằng hơi nước là một kỹ thuật tiên tiến, cho phép các nhà máy đúc sẵn đạt được hiệu suất cao và sản xuất ra các cấu kiện bê tông chất lượng, bền vững hơn.