WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |

Внешние механические воздействия в технологии бетонов.

Ружинский С.И.

1 Виброактивация цемента – как все начиналось http://www.ibeton.ru/a156.php Во многих регионах отсутствуют качественные заполнители для производства бетонов. И в первую очередь качественных крупных песков.

Мелкий песок Средней Азии (т.н. барханный песок) обладает повышенной пустотностью и чрезвычайно развитой наружной поверхностью – это обуславливает повышенную водопотребность бетонной смеси и значительный перерасход цемента. Кроме того, при изготовлении бетона мелкий песок и цемент комкуются, что влечет за собой повышенную неоднородность бетона и, опять же, значительный перерасход цемента.

Первые успешные опыты по применению ультрамелких дюнных песков были предприняты во время Отечественной Войны на одном из крупных строительств на Черноморском побережье. Изза условий военного времени строительство было лищено возможности получать привозной высококачественный песок, а местный дюнный песок был забракован, т.к. попытки его применения вызывали непомерный расход цемента.

Грузинские бетоноведы, задействованные в решении этой проблемы, и в частности Ю.Я.Штаерман, предложили для снижения эффекта комкования отказаться от традиционного метода изготовления бетона и перейти к его изготовлению в два приема: предварительно тщательно изготавливать цементнопесчаный раствор, а затем этот раствор вводить в бетономешалку совместно с крупным заполнителем. Эти рекомендации выполненные в условиях военного времени позволили строителям успешно закончить строительство с применением дюнных песков для изготовления бетона.

В послевоенные годы исследования в данном направлении были продолжены – ведь проблема использования тонких золовых дюнных песков очень актуальна для регионов Средней Азии и Закавказья. Продолженные в начале 50х годов исследования показали, что изготовление растворов с обычным расходом воды вредное комкование песка и цемента устраняется лишь частично. Для ликвидации этого вредного явления необходимо предварительно вводить в смесь песка с цементом лишь строго ограниченное количество воды. Но в этом случае требуется очень энергичное перемешивание такой очень вязкой полусухой массы недостижимое в обычных лопастных смесителях. Естественным стало предложение задействовать для перемешивания таких полусухих масс внешние вибрационные возмущения.

Для лабораторных экспериментов по виброактивации цементов были изготовлены три вида виброактивирующих установо – две разновидности электромагнитных вибраторов и электромеханический вибратор.

  10.1.1 Электромеханический вибратор и первые результаты экспериментов по виброактивации цементных паст.

В лабораторных условиях был изготовлен электромагнитный вибратор обеспечивающий плавное изменение частоты вибраций в диапазоне 0т 50 до 2000 Гц. В качестве источника (задатчика) переменного тока звуковой частоты был применен стандартный звуковой генератор с диапазоном частот от 20 до 20000 Гц.

Переменный то к требуемой звуковой частоты, от звукового генератора подавался в специально собранный усилитель низкой частоты (усилитель мощности). Назначением этого усилителя заключается в повышении мощности переменного тока звуковой частоты до 100 – 120 Вт.

Вырабатываемый усилителем переменный ток звуковой частоты подавался на специальным образом изготовленный вибратор.

Вибратор представлял собой мощный динамик (80 – 100) Вт, предназначенный для воспроизведения звука. Диффузор динамика был снят и заменен пустотелым узким конусом, к концу которого была прикреплена жесткая мембрана, представляющая собой источник колебаний. Переменный ток звуковой частоты подавался в звуковую катушку динамика и приводил в колебательное движение конус с мембраной. Конус, мембрана и звуковая катушка представляют подвижную часть вибратора и в общей сложности весят 60 – 70 гр.

Электрическая мощность, потребляемая вибратором, поддерживалась неизменной следующим образом: сопротивление звуковой катушки динамика составляло 5 Ом; ток в сети вуковой катушки поддерживался постоянным (4 Ампера), поэтому потребляемая мощность оставалась неизменной W = I2R = 42 * 5 = 80 Вт Ток регулировался грубо при помощи реостата ( в цепи усилителя) и точно при помощи регулятора громкости.

Амплитуда колебаний вибратора регулировалась путем изменения величины зазора между катушкой электромагнита и сердечником вибратора.



Опыты по виброактивации цементных паст проводились на двух портландцементах А и Б, обдадающих следующими характеристиками (см. Таблица 10.1.11) Таблица 10.1. Параметры цемента Портландцемент “А” Портландцемент “Б” Нормальная густота 0. 0.   Начало схватывания, через, в часмин 0 5 – Конец схватывания, через, в часмин 6 7 –   Тонкость помола остаток на сите 900, в % 1. 0. остаток на сите 4900, в % 90. 96. проход через сито 10000, в % 76. 80.   Активность цемента R28, в кг/см Прочность при растяжении стандартных восьмерок Rr28, в кг/см 20. 16.   Химический состав, в % CaO 61. 60. SiO 21. 21. Al2O 6. 7. Fe2O 3. 2. MgO 3. 1. SO 2. 1. влага 0. 0. посторонние примеси 0. 4.   Минералогический состав (по расчету), в % C3S 34. 25. C2S 34. 43. C3A 11. 14. C4AF 11. 7. Примечание: данные в таблице приведены по стандартам относящимся к 1959 г.

Цемент “Б” является белитовым и его активность, несмотря на более высокую тонкость помола, оказалась ниже, чем у цемента “А”.

Цементное тесто приготовлялось вручную, перемешиванием воды и цемента в металлической чашке. Ввиду небольшой мощности вибратора объем замеса был принят 1.5 л. Из одного замеса изготовлялись образцы, как контрольные (невибрированные), так и с виброобработкой.

Цементное тесто, подлежащее виброобработке, помещалось в круглую стеклянную банку емкостью 2 л. Банка устанавливалась под вибратором. Вибратор был прикреплен к подвижной раме станины вибрационной установки; рама при помощи ходового винта с прямоугольной нарезкой могла опускаться и подниматься.

При опускании вибратора его рабочая часть погружалась в банку с цементным тестом, а после окончания виброобработки извлекалась из нее обратным движением винта.

Малая мощность вибратора и малый объем замеса продиктовали переход к изготовлению малых образцов с последующим испытанием на прессе усилием 5 т. Форма образцов была принята цилиндрическая, диаметр 3.0 см, высота 4.5 см.

Из одного замеса цементного теста изготовлялось несколько групп образцов (по 6 штук): первая, контрольная без виброобработки, остальные при различной продолжительности виброобработки (от 1 до 20 минут).

Хранились образцы во влажных опилках в помещении с температурой воздуха 14 18 °С. Испытание и сравнение результатов производилось в возрасте 7 дней.

Из результатов испытания шести образцовблизнецов вычислялось среднеарифметическое значение. Если значение прочности одного или двух образцов отличалось от среднеарифметического больше чем на 15%, то вычисление среднеарифметического значения прочности производилось вторично, исключив из партии образцы со значительными отклонениями.

Виброактивация проводилась на частотах 50,200 и 450 герц при различных амплитудах, разной длительности вибрации и разных водоцементных соотношениях.

Наиболее оптимальными оказались следующие параметры вибровоздействия: амплитуда – 0.15 мм, частота – 200 Гц. Эти результаты сведены в таблицу (см. Таблица 10.1.12) Таблица 10.1. Продолжительность виброобработки Прирост относительной прочности по сравнению с необработанным цементом, в % (цемент типа “А”) Прирост относительной прочности по сравнению с необработанным цементом, в % (цемент типа “Б”) В/Ц = 0. В/Ц = 0. В/Ц = 0. В/Ц = 0. В/Ц = 0. В/Ц = 0. 0 мин.

1 мин 2 мин.

3 мин.

4 мин 5 мин.

10 мин.

15 мин.

20 мин.

Примечание: Использование “относительной прочности” снимает вопрос о необычной форме образцов.

Сравнение результатов виброактивации, цементов А.и Б подтверждает существенное влияние минералогического состава цемента на эффект виброобработки.

Оптимальное водоцементное отношение для цемента “Б” оказалось равным 0.22, т. е. 0.88 от нормальной густоты этого цемента.

Для цемента “А” оптимальное В/Ц составляет 0.96 нормальной густоты. При опытном определении оптимального В/Ц можно рекомендовать ориентироваться на В/Ц, равное 0.9 нормальной густоты с небольшими колебаниями в обе стороны от этого значения.

Разница в минералогическом составе особо ясно сказалась в количественном эффект виброактивации. Коэффициент повышения прочности для цемента “А” оказался равным 1.23 (прирост относительной прочности по сравнению с необработанным цементом – 23%).для цемента “Б” 1.63 (прирост относительной прочности по сравнению с необработанным цементом – 64%).





Результаты опытов, проведенных с применение; вибратора звуковой частоты приводят к следующим неоспоримым, выводам:

а) Оптимальный расход воды на увлажнение активируемого цемента составляет определенную долю от расхода воды на затворение того же цемента для получения теста нормальной густоты (НГ);

б) Эффект от длительности виброобработки проявляет себя не линейно – он нарастает в первые минуты, затем стабилизируется. При длительной виброактивации наблюдается снижение полученного эффекта;

в) Степень проявления эффекта виброактивации в значительной степени зависит от минералогического состава цемента.

10.1.2 Первые опыты по активации цементной пасты при помощи серийно выпускаемого вибратора.

Первые же опыты по активации принесли неожиданные и неоднозначные результаты, весьма важные для последующего правильного понимания и применения эффекта виброактивации цементных паст. Для их уточнения и переноса в практическую плоскость была проведена серия экспериментов с использованием промышленного, серийно выпускаемого и массово используемого в строительной индустрии погружного вибратора типа И21 с частотой вибровозмущений – 7000 колебаний в минуту (116.7 Гц).

Ход экспериментов представлен ниже.

Цементное тесто из портландцемента типа “А” приготовлялось вручную перемешиванием в металлической чашке. Объем замеса равнялся 14 л (36 образцов 7x7x7 см). Половина замеса помещалась в стальной цилиндр для виброобработки, а другая половина оставлялась временно в чашке.

В цилиндр с цементным тестом погружался наконечник вибратора с гибким валом так, чтобы он не доходил до дна цилиндра на 2 3 см. Вибратор включался на заданное время, причем наконечник вибратора находился примерно на оси цилиндра.

Провибрированная паста укладывалась в формы 7x7x7 см. Применялись 12ти гнездные формы, причем 6 ячеек заполнялись провибрированной пастой, а остальные 6 невибрированным цементным тестом. Форма устанавливалась на вибростоле, который запускался на 30 секунд для уплотнения образцов из цементного теста и пасты. Таким образом, условия укладки в формы и уплотнение образцов, как цементной пасты, так и цементного теста (контрольных образцов) были совершенно одинаковые.

Образцы приготовлялись на 3 срока хранения: 7, 28 и 90 дней (по 6 образцов близнецов на каждый срок хранения). Таким образом, одновременно изготовлялось 18 образцов из провибрированной пасты и 18 образцов из невибрированного цементного теста, служивших контрольными.

Образцы извлекались из форм через сутки после изготовления и помещались во влажные опилки на весь срок хранения. Температура в камере хранения колебалась в пределах 17 – 24 °С.

Были изготовлены образцы при пяти водоцементных отношениях: 0.20; 0.23; 0.26; 0.29 и 0.32. Продолжительность виброобработки каждого состава изменялась от 5 до 40 мин. Испытывались образцы на прочность на сжатие на 50тонном прессе.

Из результатов испытания отбрасывались два наименьших значения, а из оставшихся четырех значений выводилось среднеарифметическое.

Результаты испытания образцов в возрасте 7 90 суток представлены в форме таблицы (см. Таблица 10.1.21) Таблица 10.1. Длитель ность вибро активации Прирост относительной прочности по сравнению с необработанным цементом, в зависимости от сроков твердения и от В/Ц, в % В/Ц = 0. В/Ц = 0. В/Ц = 0. В/Ц = 0. В/Ц = 0. 7 суток 1 месяц 3 месяца 7 суток 1 месяц 3 месяца 7 суток 1 месяц 3 месяца 7 суток 1 месяц 3 месяца 7 суток 1 месяц 3 месяца 0 мин. (контроль) 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 5 мин 9. 5. 26. 7. 5. 9. 4. 4. 5. 3. 6. 4. 0. 0. 0. 10 мин.

9. 30. 26. 20. 30. 38. 9. 5. 9. 8. 10. 8. 0. 1. 1. 15 мин.

6. 29. 27. 19. 30. 37. 13. 15. 16. 9. 11. 10. 0. 1. 2. 20 мин 4. 28. 27. 17. 28. 36. 16. 21. 21. 11. 11. 11. 1. 1. 3. 25 мин.

5. 30. 25. 14. 30. 36. 17. 20. 21. 10. 12. 12. 1. 2. 7. 30 мин.

6. 31. 25. 13. 31. 37. 17. 18. 21. 10. 13. 12. 4. 4. 10. 35 мин.

8. 33. 23. 16. 34. 35. 18. 18. 21. 10. 14. 12. 6. 5. 9. 40 мин.

9. 35. 23. 20. 35. 34. 18. 17. 21. 9. 15. 12. 10. 7. 9..Примечание:

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |










© 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.