На будь-якому заводі залізобетонних виробів (ЗБВ) значну частину площі займають пропарювальні камери, в яких відформовані вироби піддаються гідротермальної обробці - пропарюванню. Завдяки такій обробці, в кілька разів прискорюється твердіння бетону, що робить його більш економічним.
Пропарювання здійснюється при температурі 80-90 0С і триває 10-20 годин, чим обумовлена висока енергоємність процесу виготовлення виробів, а тому будь-які спроби інтенсифікації твердіння бетону, спрямовані на зниження енергоємності, заслуговують на увагу.
Твердіння бетону обумовлено протіканням хімічної реакції між цементом і водою замішування - гідратацією в'яжучого, з появою новоутворень. Цікаво те, що цей процес - екзотермічний, тобто він не вимагає витрат енергії, а, навпаки, протікає з виділенням тепла.
Виникає закономірне питання, навіщо ж нагрівати бетон∨ Виявляється, тут працює температурний коефіцієнт реакції гідратації. Простіше кажучи, реакція прискорюється з ростом температури, а енергія при пропарюванню витрачається тільки на нагрів цементного тесту, і пов'язано це не з хімічними реакціями, а тільки з теплоємністю нагрівається об'єкта. У точності як зі звичайною побутовою ванній: спочатку витратили енергію на нагрівання води, а потім, остигаючи, вода знову віддає все придбане тепло в навколишнє середовище.
В такому випадку, головна проблема в тому, як швидше, з мінімальними втратами, передати тепло оброблюваного бетону, як прискорити теплообмін. Відомо, що одним із способів прискорення подібних процесів є вплив акустичних хвиль.
Встановлено звукохіміческое прискорення гетерогенних процесів, наприклад, дифузії розчину сульфату міді в гель желатин; показано, що акустична обробка прискорює старіння алюмінієвих сплавів в 75-80 разів; нарешті, з'ясовано, що акустичні впливу прискорюють теплообмін між латунної трубкою і навколишнім повітрям.
Проводилися дослідження, що стосуються твердіння цементного тіста при впливі на нього ультразвуку; було показано, що міцність цементного каменю зростає, однак до практичного застосування справа не дійшла. На це були дві причини: по-перше, ультразвук - дороге задоволення, придатне для академічних експериментів, але не досить економічне для промислового застосування; по-друге, ультразвук дуже швидко згасає у в'язкій бетонної середовищі, проникаючи в виріб лише на глибину 1-2 см. Можна сказати, що для бетон, як і для людей, ультразвук не чує.
Більш доцільним представляється використання звуку низьких і середніх частот. Причому, сумнівна ефективність застосування акустичних хвиль якоїсь однієї фіксованої частоти, оскільки бетон - матеріал полідисперсний, і окремі зерна різних розмірів мають різну частоту власних коливань.
Нашої індустрією випускався промисловий генератор полічастотних акустичних хвиль, під назвою "джерело білого шуму". Близький до "білого шуму" і звук механічного дзвінка.
Перевірка впливу "білого шуму" на твердіння бетону здійснювалася шляхом його термоакустіческой обробки. Було виготовлено дві партії по 24 бетонних зразка одного складу (вагове співвідношення цементу, піску і щебеню становило 1: 2: 4). Обидві партії пропарюють в лабораторній пропарювальної камері, всередині якої змонтований дзвінок гучного бою. При однаковому температурному режимі, одну партію зразків пропарюють з акустичним впливом, а іншу - без. Після обробки зразки холоднішими безпосередньо в камері, потім їх відкликали з форм і відчували на щільність і міцність, а результати випробувань піддавали статистичній обробці.
Встановлено, сто середня щільність зразків обох партій однакова і становить 2370 кг / м3. При звичайній пропарюванню середнє статистичне значення міцності 21, 67 МПа, мінімальна теоретично можлива величина 18, 46 МПа, максимальна теоретично можлива величина 24, 88 МПа. При термоакустіческой обробці ці три показника були істотно вище, вони, відповідно, характеризувалися наступними цифрами: 23, 88; 19, 83 і 27, 93 МПа.
На підставі викладеного, Термоакустичний обробку бетону слід вважати досить перспективною. Приріст міцності більше 10% - начебто, невеликий, але, з одного боку, він може перевести бетон з однієї марки по міцності в більш високу, а з іншого боку, слід враховувати існування більш потужних, ніж використаний, джерел "білого шуму". Слід враховувати невелику енергоємність джерел звуку, можливість їх роботи за скороченим режимом (періодичність), екранізацію джерела шуму кришками пропарювальних камер, то, що термообробка в основному виробляється в нічний час, коли цеху порожніють, нарешті, незначність витрат на реконструкцію камер.
Незважаючи на наведені аргументи на користь термоакустіческой обробки, залишаються сумніви, чи не стануть екологи заперечувати проти шумового забруднення среди∨ Тут виникає спокуса замінити "білий шум" музикою. Але чи не погіршить це технологічні впливу акустікі∨
Для такої заміни є переконливі підстави: а) "білий шум" містить в собі коливання різних частот і повинен впливати на зерна різних розмірів (цемент, пісок, щебінь), але тиск на них буде одночасним, а більш ефективним представляється послідовне вплив, що забезпечується поліфонічної музикою; б) музика містить досить різкі переходи від однієї частоти до іншої, а також часті зміни ритму і гучності, паузи і одночасне звучання декількох нот (акорди); все це, на відміну від монотонного "білого шуму" породжує градієнти механічних впливів, безумовно, корисні для теплообміну; в) музика не викличе такий же негативної реакції екологів, як "білий шум", вона навіть може розглядатися як елемент естетичного виховання персоналу; г) реалізувати музичну обробку досить просто --в кришці пропарювальної камери робиться отвір, що перекривається фольгою, а до нього приставляється динамік (гучномовець, підключений до магнітофона). Залишається з'ясувати, яка музика якого бетону більше подобається.
Звертає на себе увагу той факт, що досягнення підвищеної міцності бетону дає широке право вибору, в залежності від існуючих проблем конкретного цеху: або знизити витрату цементу, або скоротити витрату енергії на пропарювання, або застосувати інші, менш дефіцитні компоненти.