Файл: Зимнее бетонирование на Южном Урале..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 43

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Производительность установки — 80

м3 за смену.

Наиболее рационально от одного

трансформатора

иметь два нагревателя. Это позволяет поднять произ­ водительность труда, улучшить коэффициент загруз­ ки трансформатора, уменьшить вероятность простоя автотранспорта.

Повсеместному распространению предварительно­ го электроразогрева препятствует недостаточная раз­ работка технологии, в частности, вопросов, связан­ ных с назначением температурных режимов выдер­ живания, уменьшения подвижности бетонной смеси при разогреве и т. д.

В настоящее время температура разогрева бетон­ ной смеси зачастую назначается произвольно, без учета массивности конструкций, температуры наруж­ ного воздуха и т. д. В результате исследований, про­ веденных кафедрой «Строительное производство» ЧПИ по определению времени остывания различных конструкций при предварительном электроразогре­ ве, предложена табл. 5 для определения прочности бетона к моменту остывания до 0° С. Таблица может быть рекомендована для выбора начальной темпера­ туры разогрева, при которой бетон на шлакопортландцементе М400 приобретает за период остывания до 0° С заданную прочность (в случае применения деревянной опалубки и при скорости ветра не более

5 м / с е к ) .

Необходимость совершенных и надежных спосо­ бов контроля за процессом разогрева бетонной смеси не вызывает сомнений Этот контроль может осуще­ ствляться либо по температуре, либо по электриче­ ской мощности.

При прохождении через бетонную смесь электри­ ческого тока происходит превращение электрической энергии в тепловую с нагреванием проводника. Об­ ладая ионной проводимостью, бетонная смесь харак­ теризуется нестабильностью сопротивления во време­ ни за счет протекания в ней физических и химиче­ ских процессов. Ее электропроводность определяется количеством и химическим составом жидкой фазы на различных этапах прогрева.

Благодаря работам НИИЖБа, ВНИИСТа, НИИЦемента, ЦНИИЭПЖилища и других институтов

29


 

 

 

 

Т а б л и ц а 5

 

Прочность бетона

 

 

к концу остывания, % от R28

 

 

 

Температура

наружного воз­

 

*б-н’

 

духа, °с

 

 

 

 

 

 

 

°С

- 5

- 1 0

-2 0

-3 0

 

 

3

50

60

55

45

35

60

70

65

55

45

 

70

75

70

65

60

4

50

50

45

35

30

60

55

50

40

35

 

70

65

60

50

45

5

50

40

35

25

20

60

45

40

30

25

 

70

55

50

40

35

 

50

35

25

20

15

6

60

40

35

25

20

 

70

45

40

30

25

установлена качественная картина изменения электро­ проводности бетонной смеси, но нет единого взгляда на причины, вызывающие эти изменения.

Характер изменения удельного электросопротив­ ления изучался на составах тяжелых бетонов, приме­ няющихся в тресте «Челябметаллургстрой» (табл. 6).

В качестве вяжущего применяли портландцемент М400 и шлакопортландцемент М400 Коркинского и

Т а б л и ц а 6

 

 

Состав

бетона

 

 

 

 

Едини­

Номер состава (лаборатория „Челябметал-

Показатели

 

 

 

лургстроя11)

 

 

ца из­

 

 

 

 

 

 

 

 

мерения

135

|

150

133

148

130

146

 

 

Марка бетона

кг

150

 

150

200

200

300

300

Цемент

260

 

280

290

350

445

470

в /ц

0,78

0,78

0,62

0,62

0,46

0,46

Осадка конуса

см

4

 

8

4

8

4

8

Песок

кг

840

 

905

825

835

750

715

Щебень

кг

1100

1000

1050

1000

1000

1000

Вода

л

200

 

215

200

215

205

215

30


Магнитогорского цементных заводов, а для сравне­ ния — сульфатостойкий цемент М400 и портландце­ мент М500 завода «Большевик». Для бетона исполь­ зовали песок Федоровского карьера и гранодиорит-

ный щебень.

Удельное сопротивление определяли способом ам­ перметра-вольтметра. Бетонная смесь укладывалась в форму размером 10ХЮХ20 см, у которой боковые стенки и днище были изготовлены из текстолита, а торцевые стенки, служащие электродами,— из метал­ ла. Образец включали в электрическую цепь с током строго фиксированного напряжения, подача и регу­ лирование которого осуществлялись лабораторным автотрансформатором.

Для замеров температуры использовали ртутные термометры, так как попытка применить термопары показала, что электрическое поле вносит существен­ ные изменения.

По результатам замеров U и I определяли удель­ ное сопротивление:

где

р — удельное

сопротивление;

 

 

U — показания

вольтметра;

 

 

 

I — показания

миллиамперметра;

 

БЭл — площадь электродов;

 

 

 

h — расстояние

между

электродами.

электроэнер­

 

Кроме того,

определялись

расходы

гии по формулам:

Pi =

Шт,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р 2 =

CTV (tK- t H) =

2,09 (tK— tH),

где

С — удельная

теплоемкость

бетонной

смеси;

 

Ч— объемный

вес бетонной смеси;

 

 

V — объем образца.

 

 

 

 

Основные данные сведены в табл. 7.

 

 

Процесс

изменения

удельного сопротивления

можно разделить

на три

четко выраженных этапа:

понижение р до минимального значения, относитель­ ная стабилизация при экстремуме и возрастание при дальнейшем прогреве. Каждый этап отражает комп­ лекс физико-химических процессов, происходящих в бетонной смеси.

31


I

Т а б л и ц а 7

Зависимость параметров электроразогрева от технологических факторов

Помер

Марка

Вид и марка

 

Осадка

t нач.,

t ком.,

 

 

 

р

 

а —

рР =

<3

 

в / ц

At

 

 

Pinin’

_ Рнач

1

состава

бетона

 

цемента

конуса,

°С

°С

мин

нач.,

Pn^Pmin

1

 

 

 

 

 

 

см

 

ом-см

ом-см

Pfnin

2

Б

с**0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ом-см

Сч *

 

135

150

П Ц

4 0 0

 

0 , 7 8

4

14

50

36

22

8 8 8

6 3 9

1 , 3 9

76 3 ,5

9 7 , 6

7 5 , 2

150

150

П Ц

4 0 0

 

0 , 7 8

8

16

52

35

20

7 9 9

5 8 7

1 , 3 5

694

9 9 , 5

7 5 , 2

133

2 0 0

П Ц

д о р .

 

0 , 6 2

4

17

5 1 ,1

3 4 ,1

22

8 3 2

6 0 5

1 , 3 7

7 1 8

1 0 5 , 3

7 2 , 7

148

2 0 0

П Ц

4 0 0

 

0 , 6 2

8

1 7 , 8

52

3 4 , 2

9 )

 

7 5 4

5 2 2

1 , 4 4

6 3 8

120

7 1 , 4

133

2 0 0

Ш П Ц 4 0 0

0 , 6 2

4

1 8 , 2

5 1 , 8

3 3 , 6

25

 

9 2 9 , 4

7 0 5 , 9

1 ,3 1

8 1 8

115

7 3 , 2

148

2 0 0

Ш П Ц 4 0 0

0 , 6 2

8

18

52

34

2 4

 

8 5 8 , 5

6 1 5 , 4

1 , 3 4

7 5 7

118

71

1 3 3

2 0 0

П Ц

4 0 0 с у л ь ф .

0 , 6 2

4

1 6 , 5

51

3 4 , 5

28

1 0 7 7 , 6

7 0 2 , 3

1 ,5 3

889

1 1 6 ,1

7 1 , 2

148

2 0 0

П Ц

4 0 0 с у л ь ф .

0 , 6 2

8

1 7 , 3

51

3 3 , 7

2 3

 

9 2 5 , 4

6Э2

1 , 3 4

8 1 0 ,7

1 0 9 , 8

7 0 , 4

130

3 0 0

П Ц

4 0 0 с у л ь ф .

0 , 4 6

4

1 6 , 3

5 0 , 5

3 4 , 2

24

 

9 2 9 , 3

6 4 4 , 5

1 , 4 4

78 6 ,9

1 0 9 , 9

7 1 , 5

146

3 0 0

П Ц

4 0 0 с у л ь ф .

0 , 4 5

8

1 5 , 2

83

6 7 , 8

16

8 4 5

4 9 8

1 ,6 S

6 7 1 ,5

1 2 8 , 8

9 3 , 4

130

3 0 0

П Ц

4 0 0

д о р .

0 , 4 3

4

1 6 , 5

7 5 , 5

59

11

 

6 4 8 , 7

3 7 5

1 , 7 3

5 1 1 ,8

1 2 7 , 4

8 1 , 4

146

3 0 0

П Ц

4 0 0

д о р .

0 , 4 6

8

2 0

8 0

6 0

12

6 0 0

3 4 7 , 8

1 , 7 2

4 7 3 ,9

1 5 2 , 5

8 2 , 7

148

2 0 0

П Ц

4 0 0

д о р .

0 , 6 2

8

2 0

82

6 2

15

6 8 5 , 6

4 5 2

1 , 4 8 5

57 3 ,8

1 5 5 , 2

5 5 , 5

148

2 0 0

 

»

 

0 , 6 2

8

16

8 5

69

20

 

9 1 5

5 8 0

1 , 5 7

74 7 ,5

1 4 8 , 5

9 6

148

2 0 0

 

»

 

0 , 6 2

8

11

85

7 4

18

9 1 5

5 4 0

1 , 6 9

72 7 ,5

1 3 8 , 8

10 .2,8

146

3 0 0

П Ц

4 0 0

 

0 , 4 6

8

12

88

7 6

14

6 6 5

3 7 0

1 , 8 5

5 1 7 ,5

1 4 4 , 8

1 0 5 , 7

130

3 0 0

П Ц

с у л ь ф .

0 , 4 6

4

11

8 4

73

15

8 5 9

4 3 5

1 , 9 7

6 4 7

118

9 2 , 6

148

2 0 0

Ш П Ц 4 0 0

0 , 6 2

8

12

83

71

16

833

5 0 0

1 , 6 7

6 6 9

1 3 4 , 6

38


Роль воды и расхода цемента в изменении удель­ ного сопротивления подчеркивается рядом работ. Так, Р. В. Вегенер указывает, что при расходе цемен­ та в пределах 100—300 кг/м3 р цементного раствора изменяется довольно резко, при дальнейшем же уве­ личении расхода цемента — в меньшей . степени. По данным В. Э. Лейриха и В. Я. Гендина, удельное соп­ ротивление возрастает с увеличением В/Ц (при од­ ном и том же расходе воды на 1 м3 бетона). Исследо­ вания, выполненные в НИИЖБе, показывают, что расход цемента в количестве, применяемом на про­ изводстве, существенно не влияет на изменения р.

Паши исследования свидетельствуют о том, что удельное электросопротивление в значительной мере определяется видом цемента. Наибольшие значения р характерны для бетонных смесей на сульфатостойком цементе, наименьшие — на дорожном. Для шлакопортландцемента характерно повышение р по сравне­ нию с портландцементом, что можно объяснить уменьшением содержания окислов калия и натрия, оказывающих доминирующее влияние на величину электропроводности, ввиду адсорбционного связыва­ ния ионов калия и натрия частицами добавок.

С увеличением расхода цемента (повышение мар­ ки бетона) наблюдается уменьшение р благодаря бо­ лее быстрому росту концентрации ионов К+ и Na+ в жидкой фазе.

Увеличение содержания воды снижает удельное электросопротивление в связи с увеличением объема проводящей фазы в бетонной смеси. Но вместе с этим увеличение В/Ц в меньшей степени сказывается на изменении рт щ.

Применение шлаковой пемзы вместо обычного гранодиоритного щебня приводит к незначительному уменьшению р.

Итак, основываться на удельной электропровод­ ности при разработке системы автоматизации режи­ ма электроразогрева чрезвычайно сложно. Это потре­ бовало бы построения бесчисленных графиков зави­ симости р от технологических факторов и постоянной переналадки системы. Поэтому необходимо брать за основу более стабильные характеристики. Ими могут быть температура бетонной смеси и расход электро-

зз

Рис. 7. Принципиальная схема автоматизации про цесса разогрева по температуре бетонной смеси

энергии. Действительно, анализируя данные табл. 7, приходим к выводу о стабильности величины Р2, что дает основание сделать заключение о возможности регулирования электроразогрева по расходу элек­ троэнергии.

Предварительно расход электроэнергии может на­ значаться на основе данных табл. 7. Более точные значения должны устанавливаться на основе экспе­ риментальных определений в производственных усло­ виях для конкретного состава бетонной смеси и оп­ ределенной технологии.

Особенностью системы контроля по температуре разогреваемой бетонной смеси является замер темпе­ ратуры с помощью термосопротивлений не в одной,

а в нескольких

(в данном

случае — в двух) точках.

Датчики — малоинерционные

платиновые

термосоп-

ротивления типа

ТСП-95 — располагаются

возле од­

ного из электродов и в углу

кузова, то есть в точках

с максимальной и минимальной температурами. Ре­ гулирование же осуществляется по среднему значе­ нию показаний датчиков.

Автоматическое устройство выполнено на полу­ проводниках (рис. 7). Термосопротивления, соединен­ ные последовательно, включены в одно из плеч урав­ нительного моста, на который подается регулируемое по величине и постоянное по значению напряжение (0,5—1,0 в). С диагонали этого моста сигнал, опре­ деляемый температурой бетонной смеси, подается на вход усилителя, а с выхода последнего — на триггер. Выходной сигнал триггера через эмитерный повтори­ тель идет на выходное реле.

При нагреве бетонной смеси до заданной темпе­ ратуры реле срабатывает и замыкает своими контак­ тами цепь катушки отключения автоматического вы­ ключателя: при этом последний отключает установку электроразогрева бетонной смеси от питающей под­ станции.

Контроль путем замера потребляемой электриче­ ской мощности основан на практическом постоян­ стве теплофизического параметра — теплоемкости бе­ тонной смеси. При прохождении через бетонную смесь заданного количества электроэнергии, что соответ-

35