WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |

БЕТОННАЯ СМЕСЬ НА ВОДЕ ЗАТВОРЕНИЯ, ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОБРАБОТАННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОЛЕМ

Опыт монолитного строительства показывает, что одной из наиболее ответственных операций, входящих в основной комплекс бетонных работ, является приготовление бетонной смеси, и только изза низкой однородности показателей качества бетона перерасход цемента составляет 10–15%.

Около 5–8% цемента перерасходуется изза плохого состояния составляющих компонентов смеси, т.е. для получения необходимых характеристик бетона. С учетом условий стройплощадки завышение расхода цемента приводит к значительному перерасходу материалов и, как следствие, удорожанию строительства.

Общее развитие науки о бетонах позволяет, в известной мере, управлять свойствами этих материалов с позиций ресурсо и энергосбережения, обеспечения высокого качества готовой продукции, создания высоко автоматизированных технологических линий приготовления бетонной смеси, и поэтому остается одним из актуальных направлений исследований в технологии строительного производства.

Проведенный анализ статистических данных позволяет говорить о том, что в последние годы соотношение между производством сборных (около 55% общего объема) и монолитных конструкций начало изменяться в сторону увеличения доли последних. Объясняется это тем, что в некоторых видах строительства уровень сборности приблизился к предельному значению и дальнейшее его повышение становится экономически и технически нецелесообразным. В то же время технический уровень возведения монолитных конструкций настолько возрос, что не уступает строительству из сборных конструкций, а по ряду показателей даже превосходит его. Следует учитывать и то, что дальнейшее увеличение доли сборных конструкций потребует значительно больших, по сравнению с монолитным строительством, удельных капитальных вложений, т.к. себестоимость 1 м3 таких конструкций в настоящее время в 1,5–2 раза выше монолитных, при этом в последних на 15–20% уменьшается расход арматурной стали. Развитие монолитного строительства требует на 35–40% меньше капитальных вложений, чем развитие предприятий по производству сборных конструкций.

Основными причинами, сдерживающими развитие монолитного строительства, являются следующие: низкая степень индустриализации по сравнению с полносборным строительством, слабая производственная база, невысокий уровень организации строительных работ и технологических процессов возведения монолитных конструкций.

Долгое время понятие «индустриализация строительства» отождествлялось с понятием «сборность», что привело к развитию строительства из сборных железобетонных конструкций и к значительному отставанию в разработке и применении индустриальных методов возведения зданий из монолитного бетона.

Растущий интерес к использованию монолитного бетона и железобетона требует решения важных задач по повышению эффективности монолитного строительства. За последние годы выполнен ряд исследований, в результате которых наметились значительные сдвиги в повышении уровня организации и технологии возведения монолитных зданий и сооружений, в том числе в области совершенствования технологии приготовления бетонной смеси.

Одним из направлений в области совершенствования этой технологии является активация сырьевых компонентов, в частности воды затворения. Имеющийся на сегодня парк бетоносмесительных установок, выпускаемых нашей промышленностью, может быть дополнен узлами, совершенствующими технологический процесс приготовления смеси за счет использования опыта исследований по активации сырьевых компонентов. Существующие методы активации практически не требуют изменения основного технологического процесса приготовления бетонной смеси, однако существенно способствуют улучшению ее физикомеханических (прочность, морозостойкость, водонепроницаемость), технологических (удобоукладываемость, перекачиваемость) и эксплуатационных свойств, а также позволяют управлять процессом твердения и снижать расход цемента. Таким образом, при сравнительно небольшом удорожании бетонных смесей существенно повышается эффективность использования бетонов.

Приготовление строительной смеси – важнейший технологический этап в комплексе бетонных работ. В процессе приготовления формируется потенциальный уровень характеристик качества бетона, который не может быть повышен на последующих технологических переделах.



Формирование свойств бетонной смеси начинается с ее приготовления и продолжается при транспортировании, укладке, уплотнении и твердении. Эти операции во многом определяют качество бетона в конструкциях, его эксплуатационные характеристики.

Технология приготовления строительных смесей (цементной, растворной и бетонной) с использованием воды затворения, предварительно обработанной электрическим полем, позволяет уменьшить влияние негативных факторов, повысить эффективность и интенсивность технологического процесса приготовления смесей и получения бетонов и растворов с улучшенными свойствами (повышение качества и прочности, подвижности смеси, морозостойкости, снижения сроков распалубки конструкций и др.).

Использование методов активации компонентов смеси электрическим полем в технологии приготовления бетонной смеси влияет как на процессы коагуляции, структуро и гидратообразования, так и на возникновение конденсационнокристаллизационной структуры цементного камня, которая образуется за счет непосредственного химического взаимодействия частиц с образованием жесткой объемной структуры.

Активация компонентов смеси внешними воздействиями, в частности активация воды затворения электрическим полем растворимых электродов, позволяет исключить химические реагенты (добавки) и автоматизировать как процесс активации самой воды затворения, так и весь процесс приготовления бетонной смеси.

Изучение воздействий электрического поля на воду затворения с последующим использованием ее для приготовления вяжущей системы показало, что оно ускоряет сроки схватывания и увеличивает прочность цементного камня. Регулирование таких параметров электрообработки, как напряженность поля, плотность тока, продолжительность обработки, дает возможность управлять твердением и физикомеханическими свойствами вяжущих материалов. Основные процессы твердения вяжущего, приготовленного на электрообработанной воде, связаны с электродными (во время обработки воды) и электрокинетическими (во время твердения смеси) процессами. Сама вяжущая система рассматривается как дисперсная, характер которой меняется во времени. Структурообразование системы, связанное с коагуляцией дисперсной фазы, приводит к потере агрегативной устойчивости системы. Свободнодисперсная система переходит в связнодисперсную с конденсационнокристаллизационной структурой, которая образуется за счет коагуляции частиц и непосредственного химического взаимодействия между ними с образованием жесткой объемной структуры. Такие структуры придают телу прочность и не восстанавливаются после разрушения.

При обработке воды затворения электрическим полем растворимых электродов основным фактором, влияющим на дисперсии в области слабых напряженностей электрического поля, являются электрохимические процессы растворения электродов и образования гидроксида металла.

Введение в раствор гидроксида алюминия или железа, образовавшегося в результате растворения электродов при наложении электрического поля, многовалентного и обладающего перманентным дипольным моментом с повышенным содержанием ионов и, влияет на формирование кристаллогидратной решетки твердого тела.

За счет введения в раствор многовалентных ионов алюминия или железа, обладающих перманентным дипольным моментом, появляется возможность оказывать влияние на период индукции и тем самым способствовать возникновению центров кристаллизации. Кроме этого, скорость растворения минералов вяжущего увеличивается за счет «обновления» растворителя, в котором полимеризующиеся цепочки гидроксида металла находятся в движении и способствуют перераспределению ионов, за счет чего и увеличивают продолжительность процесса растворения вяжущего.

Электрообработка воды затворения может осуществляться на базе действующих бетоносмесительных установок приготовления бетонной смеси без изменения основного технологического процесса путем установки блока электрообработки на пути движения воды в смеситель (рисунок 1).

Необходимым условием обеспечения эффективности процесса электрообработки воды является точное соблюдение оптимальных параметров: напряженности электрического поля, плотности тока и продолжительности обработки воды.





Оптимальные параметры режима электрообработки и достигаемая эффективность обработки воды затворения электрическим полем растворимых электродов зависят от свойств используемых материалов, физикохимических характеристик исходной воды, температуры среды и времени выдерживания обработанной воды затворения до введения ее в бетонную смесь. Учитывая большое количество условий, оптимальные режимы обработки должны устанавливаться экспериментальным путем. При этом для определения пределов варьирования устанавливаются наиболее вероятные границы изменения отдельных параметров и их сочетаний.

Рисунок 1 – Схема последовательности операций процесса бетонных работ с блоком электрообработки воды затворения (БЭО) Так, напряженность электрического поля при обработке воды может быть назначена исходя из того, что концентрация гидроксида металла при растворении материала электродов в результате электрохимических процессов увеличивается непропорционально напряженности электрического поля. Увеличение напряженности выше 50–60 В/см приводит к нелинейному увеличению концентрации гидроксида. Кроме того, условия безопасной работы установки по обработке воды с позиций охраны труда обязывают использовать напряжение 30–50 В/см.

При плотности тока от 1 до 5 мА/см2 наступает равновесие между процессами растворения металла и образования пассивирующих пленок, и электрод растворяется равномерно, без пассивации. Увеличение плотности тока смещает равновесие в сторону образования пассивирующих слоев и приводит к полной пассивации электродов. Следовательно, плотность тока при обработке воды затворения электрическим полем необходимо поддерживать до 5 мА/см2.

При увеличении продолжительности обработки воды происходит увеличение концентрации гидроксида металла. Время обработки может назначаться в пределах от долей секунд до нескольких десятков минут. В производственных условиях продолжительность обработки воды не должна задерживать основной процесс приготовления бетонной смеси, т.е. время на обработку воды должно примерно равняться времени на дозирование компонентов, их загрузку и прочие операции.

Таким образом, при обработке воды затворения электрическим полем растворимых электродов наиболее вероятные границы изменения напряженности электрического поля должны находиться в пределах от 1 до 50 В/см, плотности тока – от 1 до 5 мА/см2, продолжительности обработки – не более 1–20 мин. Точные значения расчетных параметров устанавливаются экспериментальным путем.

В производственных условиях важно правильно выбрать место установки БЭО. Это позволит устранить влияние неконтролируемых факторов (изменение температуры, перепад давлений и др.) на эффект обработки. Установку по обработке воды затворения устанавливают с таким расчетом, чтобы путь воды после ее обработки до смесителя был наиболее коротким. Время хранения обработанной воды до употребления не должно превышать времени релаксации активированной воды.

Кроме того, установки, используемые для электрообработки воды, должны устанавливаться таким образом, чтобы обеспечивать ламинарный режим потока воды. Гидравлическое давление в месте устройства установки не должно превышать допустимых значений для выбранного блока электрообработки. Межэлектродные промежутки должны заполняться водой полностью, чтобы исключить образование в них воздушных полостей и застойных зон. Для этого наиболее целесообразно подавать воду в установку снизу вверх.

Учитывая возможность изменения различных условий во времени, необходим непрерывный контроль эффективности процессов активации, что требует подключения к узлу автоматики, снабженной микропроцессорной техникой.

Для определения эффекта электрообработки проводится сравнительный анализ проб воды, подвергнутых и не подвергнутых электрическому воздействию, а также параллельное измерение конкретных характеристик: растворимости, скорости кристаллизации, кинетики химических реакций и др. Реже осуществляют последовательные измерения, например, вязкости, поверхностного натяжения и пр. Эффект электрообработки воды целесообразно оценивать после смешения ее с компонентами бетонной смеси.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.