Энергоэффективные режимы тепловой обработки бетонов
Термодинамические закономерности твердения вяжущих веществ. Разработка оптимальных параметров технологии бетонов, обеспечение необходимой скорости роста их прочности. Использование электрофизического метода для изотермического прогрева цементных смесей.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.01.2018 |
| Размер файла | 145,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Магнитогорский государственный технический университет
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ РЕЖИМЫ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ БЕТОНОВ
Гаркави М.С., Синкевич И.С.
г. Магнитогорск
Главная задача при разработке оптимальных параметров технологии бетонов - управление процессами изменения структуры при их твердении. Одним из путей решения этой задачи является учет принципа соответствия, который применительно к технологии бетонов утверждает: вид, интенсивность, время приложения и длительность воздействия на бетон необходимо согласовать с его структурообразованием. В то же время принцип соответствия является частным приложением более общего принципа самоорганизации. В соответствии с этим принципом проведение самопроизвольного процесса в нужном направлении возможно только при согласовании внешних воздействий с внутренними процессами.
Основой разработки рациональных режимов тепловой обработки, являются термодинамические закономерности твердения вяжущих веществ [1]. Тепловое воздействие на бетон должно быть согласовано во времени с его структурообразованием, т.е. высокое качество изделий обеспечивается проведением тепловой обработки с учетом изменения структурного состояния бетона и его термодинамической устойчивости.
Образующаяся после приготовления бетонной смеси коагуляционная структура является термодинамически устойчивой и характеризуется высокой энергией активации структурообразования, поэтому именно в этот период необходимо осуществлять разогрев бетона. Для предотвращения развития деструктивных явлений в бетоне скорость его разогрева должна быть соизмерима со скоростью роста прочности.
После окончания индукционного периода, в течение которого и существует коагуляционная структура, развивается интенсивная гидратация цемента, которая приводит к возникновению термодинамически неустойчивой коагуляционно-конденсационной структуры. Образование этой структуры носит автокаталитический характер и сопровождается резким снижением энергии активации структурообразования. В этот период твердения целесообразно осуществление изотермического прогрева, длительность которого определяется, исходя из величины энергии активации структурообразования и температуры прогрева. Поддержание в результате теплового воздействия возмущенного состояния в бетоне позволяет обеспечить необходимую скорость роста прочности, что исключает развитие деструктивных явлений. Следует отметить положительный эффект использования температуры изотермического прогрева, не превышающей 80оС, т.к. при этом снижается интенсивность деструктивных процессов в бетоне. При замедлении процесса гидратации в бетоне формируется стационарная конденсационно-кристаллизационная структура. Эта структура формируется в условиях, близких к равновесным, и обладает наибольшей прочностью и долговечностью, поэтому на данном этапе твердения необходимо производить охлаждение бетона. Скорость охлаждения при этом также определяется, исходя из величины энергии активации структурообразования в этом периоде твердения.
На основании обработки большого количества экспериментальных данных по изучению процесса твердения разных видов цементов и бетонов установлена возможность использования электрофизического метода [2] для фиксирования отдельных периодов структурообразования по кривой изменения электрического сигнала, определяемого акваметрическим датчиком (рисунок 1).
Рисунок 1. Аппаратный комплекс для регистрации электрического сигнала, возникающего в твердеющей системе
Получаемая при электрофизическом исследовании кривая изменения электрического сигнала является интегральным отражением процессов, протекающих при твердении бетона, следовательно, с помощью электрофизического метода можно определить режим тепловой обработки бетона, наиболее рациональный для данного состава бетона (рисунок 2).
Рисунок 2. Схема назначения режима тепловой обработки бетонов
цементный вяжущий бетон прочность
Сущность назначения такого режима тепловой обработки заключается в следующем. Вначале задаётся максимально допустимая скорость разогрева бетона. При формовании образца бетона заданного состава в его центральное сечение устанавливается акваметрический датчик для фиксации возникающего при твердении электрического сигнала.
Длительность разогрева бетона определяется моментом появления скачка на кривой изменения амплитуды электрического сигнала (рисунок 2), а температура, при которой он происходит, определяет температуру последующего изотермического прогрева. Длительность изотермического прогрева определяется моментом достижения минимума на указанной кривой (рисунок 2). С этого момента прекращается активное тепловое воздействие и начинается охлаждение бетона.
На основе вышеизложенного был разработан режим тепловой обработки железобетонных плит, изготовленных из тяжелого бетона класса В15. Физико-механические показатели бетона после тепловой обработки по разработанным режимам приведены в таблице 1.
Таблица 1. Влияние режима тепловой обработки на прочность бетона
|
Режим тепловой обработки |
Прочность при сжатии, МПа |
|||
|
базовый |
разработанный |
базовый режим |
разработанный режим |
|
|
2+3+10+3 t=950C |
1,5+3,5+4+3 t=800C |
13,9 |
14,2 |
|
|
2+3+10+3 t=950C |
3+3+8+3 t=800C |
13,8 |
14.0 |
Как следует из данных таблицы 1, использование предложенного режима позволяет сократить длительность и температуру тепловой обработки и достигнуть необходимой отпускной прочности бетона. На рисунке 3 приведен расход энергии на тепловую обработку указанных изделий по разработанному режиму.
Рисунок 3. Расход энергии на тепловую обработку железобетонных плит:
Таким образом, при использовании электрофизического метода бетон «самостоятельно» назначает рациональный режим тепловой обработки.
Реализация изложенного подхода к назначению режимов тепловой обработки позволяет на 20% сократить расход энергии без снижения физико-механических и эксплуатационных характеристик бетонов.
Список литературы
1. Гаркави М.С. Термодинамический анализ структурных превращений в вяжущих системах - Магнитогорск: МГТУ, 2005. -243 с - ISBN 5-89514-584-9.
2. Адамович Е.А., Гаркави М.С. Электрофизический метод контроля твердения вяжущих веществ // Цемент. - 1999. -№ 5-6. - С. 34-36.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение и краткая история высокопрочного бетона. Общие положения технологии производства бетонов: значение качества цемента, заполнителей, наполнителей и воды. Основные характеристики структурных элементов бетона. Способы повышения его прочности.
реферат [25,9 K], добавлен 07.12.2013Создание новой шкалы классов бетонов по прочности. Необходимые свойства искусственных каменных облицовочных плит. Рассмотрение основных способов формования плотных бетонов. Использование пропиточных составов для насыщения пористых строительных материалов.
контрольная работа [20,0 K], добавлен 12.12.2012Факторы и условия формирования структуры бетона. Водопроницаемость цемента и водостойкость бетона. Особенности структурообразования в цементных растворах. Процесс формирования модифицированных бетонов. Характеристика структуры водостойких бетонов.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 14.03.2019Виды строительных бетонов и их особенности. Дорожные и гидротехнические бетоны. Пропариваемые бетоны. Бетоны с активными минеральными добавками. Мелкозернистые бетоны. Бетоны термосного твердения. Бетоны с противоморозными добавками. Легкие бетоны.
реферат [26,9 K], добавлен 26.05.2008Расчет теплоизоляционного слоя стен печи. Определение состава обычных и огнеупорных бетонов на цементных вяжущих. Расчет огнеупорного бетона заданной марки. Определение количества кирпичей и состава воздушно-твердеющего раствора для кладки арочных сводов.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 03.12.2010Изделий крупнопанельного домостроения как одна из областей применения самоуплотняющихся бетонов, общая характеристика составов строительного материала. Рассмотрение путей получения самоуплотняющихся песчаных бетонов с применением различных наполнителей.
презентация [148,4 K], добавлен 20.03.2019Виды и марки цементов, применяемых при изготовлении сборных железобетонных конструкций и изделий из бетонов. Отличительная особенность гидратации и твердения цементов. Тонкость помола и сроки схватывания и твердения. Качество минеральных добавок.
курсовая работа [32,5 K], добавлен 25.01.2011Бетон - искусственный каменный материал, полученный в результате твердения рационально подобранной смеси вяжущего, заполнителя и воды. Описание напряжённых лёгких бетонов и определение их основных характеристик. Возможности эффективного применения смесей.
курсовая работа [29,5 K], добавлен 18.12.2010Основы обеспечения качества бетонов и бетонных смесей. Технологии контроля качества продукции при погрузке, транспортировке и укладке. Характеристика деятельности ООО "ПКФ Стройбетон"; предложения по ее совершенствованию. Требования к безопасности труда.
дипломная работа [220,7 K], добавлен 20.06.2014Характеристика бетонов на основе естественных компонентов и техногенных отходов. Технологии изготовления строительных материалов на основе золошлаковых отходов и пластифицирующих добавок. Разработка рецептуры тяжелых бетонов с использованием отходов.
дипломная работа [831,1 K], добавлен 08.04.2013Назначение и классификация ячеистых бетонов. Виды сырьевых материалов, требования, предъявляемые к ним; вяжущие вещества, кремнеземистый компонент, порообразователи, корректирующие добавки. Технология крупноразмерных изделий. Контроль качества продукции.
курсовая работа [253,7 K], добавлен 18.11.2009Использование в строительстве бетонов, приготовленных на цементах или других неорганических вяжущих веществах. Расчет состава тяжелого бетона методом объемов. Виды химических добавок. Подбор состава легкого бетона. Декоративные (архитектурные) бетоны.
курсовая работа [4,6 M], добавлен 22.12.2015Бетон как искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердения перемешанной и уплотненной смеси из вяжущего вещества, воды, мелкого и крупного заполнителей. Проектирование состава легких бетонов и их свойства, классификация и типы.
курсовая работа [776,3 K], добавлен 17.02.2016Вяжущие материалы - минеральные и органические вещества, применяемые для изготовления бетонов и строительных растворов. Характеристика их разновидностей – гидравлических вяжущих и специальных; химический и минералогический состав, свойства, применение.
реферат [71,2 K], добавлен 30.03.2010Виды и классификация бетонов. Основание из "тощего" бетона в конструкции дорожной одежды. Возможности использования механической активации для улучшения свойств портландцемента. Влияние времени твердения на прочность при сжатии исходных образцов.
курсовая работа [370,9 K], добавлен 26.06.2014Основные требования к качеству составных бетонов. Технология приготовления и транспортировки бетонной смеси, последовательность загрузки материалов и время перемешивания, транспортировка, укладка и уплотнение. Уход за бетоном, контроль качества работ.
реферат [293,7 K], добавлен 26.10.2010Современная строительная техника. Качество жаростойких бетонов, правила их приемки. Приготовление бетонных смесей на портландцементе или глиноземистом цементе. Приготовление жаростойкого бетона. Изготовление сборных бетонных и железобетонных изделий.
курсовая работа [51,4 K], добавлен 25.07.2011Классификация бетона по маркам и прочности. Сырьевые материалы для приготовления бетонов. Суперпластификаторы на основе поликарбоксилатов. Проектирование, подбор и расчет состава бетона с химической добавкой. Значения характеристик заполнителей бетона.
курсовая работа [52,7 K], добавлен 13.03.2013Назначение и классификация ячеистых бетонов. Виды сырьевых материалов и требования, предъявляемые к ним. Технические характеристики пенообразователей. Особенности технологии производства стеновых блоков из ячеистого бетона. Контроль качества продукции.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 15.11.2009Технико-экономическое обоснование района строительства. Выбор способа производства и организация технологического процесса. Факторы, обусловливающие прочностные и деформативные свойства, а также долговечность затвердевших смесей вяжущих веществ с водой.
курсовая работа [48,0 K], добавлен 06.01.2011
