17.09.2019
На сегодняшний день услуги профессионального клининга пользуются большим спросом среди разнообразных коммерческих учреждений и...


17.09.2019
На сегодняшний день многие люди относятся к подоконнику как к чему-то само собой разумеющемуся и применяют его, как максимум, в...


17.09.2019
На сегодняшний день автоматизация производственных процедур является важнейшим этапом развития любой компании. Ленточный конвейер...


17.09.2019
Мебель из дерева издревле является наиболее популярной. Известно, что даже трон у египетского Фараона был выполнен из массива...


17.09.2019
В нынешнем темпе жизни городского жителя, очень часто можно наблюдать картину, когда окружающая среда настолько начинает влиять...


16.09.2019
Выбор букмекерской конторы – важный этап, без правильного прохождения которого успешная и длительная игра на ставках будет просто...


Изменение влажности бетона в процессе автоклавной обработки

19.07.2019

Одним из важнейших вопросов в технологии автоклавных бетонов является получение после тепловой обработки изделий с минимальной влажностью. Как влияют на уменьшение влажности бетона в процессе автоклавной обработки режим запаривания, объемный вес бетона, вид применяемого вяжущего и кремнеземистого компонента, а также теплофизические параметры среды, до настоящего времени остается неясным. Вместе с тем эти данные необходимы для управления процессами влагообмена между паровоздушной средой автоклава и бетоном и, следовательно, для получения изделий с требуемой влажностью.

Для исследования изменения влажности бетона в процессе автоклавной обработки нами были разработаны два варианта приборов.

Первый вариант прибора изображен на рис. 60. Он предназначен для изучения изменения влажности образцов размером 7x7x7 или 10x10x10 см, общим весом до 10 кг. По сечению таких образцов не возникает заметных температурных перепадов. Второй вариант прибора изображен на рис. 61 и предназначен для исследования изменения влажности в блоках размером 800x500x200 мм и весом до 200 кг. Температурные перепады по сечению таких блоков имеют примерно те же значения, что и в крупноразмерных изделиях. По условиям тепло- и влагообмена они с достаточной для практических целей точностью имитируют крупноразмерные изделия аналогичной толщины.

Прибор для определения изменения влажности бетона на небольших образцах весом до 10 кг (см. рис. 60) состоит из следующих основных частей: стойки 1, несущего коромысла 2, подвешенного к коромыслу весов платформы 3, на которой помещается исследуемый образец 4, стержня-указателя 5, связанного с коромыслом 2 и перемещающегося под действием изменения веса образца в герметичной прозрачной трубке 6, выведенной за пределы автоклава, и оптического микроскопа 7. Стойку 1 с коромыслом 2 весов, платформой 3 с образцом и стержнем-указателем 5 помещают внутрь. В процессе автоклавной обработки вес образца 4 изменяется, коромысло 2 весов прогибается и соответственно перемещается стержень-указатель 5. Микроскоп 7 фиксирует величину перемещения градуированного стержня-указателя 5. Коромысло 2 представляет собой стальную линейку с определенными размерами, которые устанавливается в зависимости от веса образцов, подлежащих изучению на изменение влагосодержания. В образце весом Р, равным до 10 кг, выбор размера упругой линейки производится следующим образом. Принимается максимальное изменение веса в 15%. Увеличение веса P1 составит: Р1 = 10x0,15= 1,5 кг.

Устанавливаются допустимые размеры линейки от веса P1 с таким расчетом, чтобы перемещение конца линейки на 0,5 мм соответствовало изменению влагосодержания образца на 0,5%. В этом случае точность отсчетов составляет 0,5% и является вполне приемлемой. Дополнительный прогиб линейки от изменения влагосодержания образца на 15% составит 15 мм. Задаемся длиной линейки 80 см и из этого расчета определяем момент инерции:

Задавшись шириной линейки 60 мм, мы определим ее толщину:

По установленным размерам определяется истинное напряжение, возникающее в линейке при максимальном прогибе. Необходимо, чтобы напряжение от общего прогиба линейки при максимальном весе не превышало предела текучести выбранного материала. Так, например, если взять сталь 30ХГСА, то ее предел текучести составляет 13 000 кГ/см2. В нашем случае фактическое напряжение составляет о = Ммакс/W = 3080 кГ/см2, т. е. примерно в 4 раза меньше.

В связи с тем что при изменении температуры от 0 до 200° С модуль упругости стали меняется в пределах 5—3%, что в свою очередь влияет на изменение прогиба стальной линейки, нами была проведена тарировка прибора. Нагружение производилось стальными гирями весом 4 кг. В процессе запаривания снимались показания по прогибу линейки в зависимости от температуры и на основании полученных данных была построена тарировочная кривая, учитывающая изменение прогиба линейки в зависимости от температуры.

Изменение веса образца P в процессе автоклавной обработки определяется с учетом поправки на температуру:

где n — число делений по шкале подвижного стержня;

k — цена одного деления, равная 30 а;

Kt — коэффициент, учитывающий прогиб упругой линейки от изменения модуля упругости стали в зависимости от температуры;

Робр — начальный вес образца в г (до запаривания);

Pплат — вес металлической платформы в г.

Увлажнение W бетона подсчитывается по экспериментальным данным изменениям веса в процессе запаривания:

где Pt — вес образца при изменении температуры среды автоклава;

P0 — первоначальный вес образца до запаривания.

В настоящее время исследования по изменению влажности в процессе автоклавной обработки проведены в основном для газобетона.

В табл. 18 приводятся перечень и описание исследуемых образцов, а на рис. 62, а и б — результаты опытов.

Полученные данные показывают, что до 100° C увлажнение газобетона объемным весом 700—1000 кг/м3 незначительное ч составляет 1,5—3%. После достижения в автоклаве температуры 100° C наблюдается более интенсивное увлажнение образцов. Это объясняется тем, что до этой температуры передача тепла в газобетонных образцах осуществляется в основном за счет молекулярной теплопроводности. Увлажнение газобетона при этом происходит в основном вследствие конденсации и впитывания сконденсировавшейся влаги поверхностными слоями. При температурах выше 100° C тепло передается в основном за счет диффузии пара, и увлажнение образцов резко возрастает.

Непосредственное наблюдение через смотровое стекло за состоянием паровоздушной среды в автоклаве показывает, что до 100° C при попадании в. автоклав насыщенного пара, имеющего температуру 174° С, происходит его интенсивная конденсация, которая сопровождается образованием капель на стенках форм и внутренней поверхности автоклава. Видимость при этом ухудшается вследствие образования в автоклаве тумана (переувлажненного пара, содержащего мельчайшие капельки жидкости). По мере повышения температуры выше 100° C туман в автоклаве постепенно рассеивается, а интенсивность образования капель снижается. На поверхности газобетона, однако, не наблюдается скопления влаги в виде капель.

Падающие на поверхность газобетона капли со стенок автоклава быстро впитываются. Максимальное увлажнение у образцов наблюдается к моменту достижения в автоклаве температуры 174° С и давления пара 9 ат. В дальнейшем при изотермической выдержке независимо от ее продолжительности изменения веса не наблюдается.

Для газобетона объемным весом 700—1000 кг/м3 независимо от состава и длительности режимов на отдельных стадиях запаривания увлажнение газобетона при давлении пара в автоклаве 9 ат достигает 6—8% первоначального веса.

В образцах размером 20x20x20 см, находящихся в форме, увлажнение при достижении давления пара в автоклаве 9 ат составляет 4—6%, т. е. несколько меньше, чем в открытых образцах размером 10x10x10 см. Это можно объяснить тем, что стенки форм препятствуют прониканию пара и влаги в образец.

При спуске давления пара в автоклаве до 1 ат и снижении температуры до 100° C влага интенсивно испаряется. В исследуемых образцах (независимо от состава и скорости спуска давления пара) потеря влаги составляет 6—8% по весу. В ряде дополнительных опытов нами было установлено, что при остывании образцов со 100° до 20—30° С они теряли в весе еще 3— 5%. Примерно такие же данные по увлажнению образцов из ячеистого бетона размером 7х7х7 и 20х20х20 см в процессе автоклавной обработки были получены Н.А. Калийной и Н.О. Дубровиной с применением других приборов.

В опытах К.Ф. Ломунова в период изотермической выдержки образцов из пенобетона наблюдалась, однако, потеря влаги. Причем при подъеме давления пара в автоклаве до 9 ат за 1—1,5 ч вес пенобетона начинал уменьшаться на стадии подъема температуры и давления.

Имеющиеся расхождения в опытах по изменению влажности бетона в процессе подъема и изотермической выдержки можно частично объяснить тем, что большое влияние на увлажнение бетона оказывает паровоздушная среда, свойства которой при проведении исследований практически не контролируются. Очевидно, в том случае, когда в автоклаве будет перегретый пар, увлажнение бетона в процессе запаривания будет незначительным, а в период изотермической выдержки он будет высыхать. С другой стороны, при наличии в автоклаве переувлажненного пара насыщение бетона влагой будет максимальным.

Большое влияние на увлажнение бетона оказывают также размеры и форма образцов. Процессы влагообмена в небольших образцах протекают иначе, чем в крупноразмерных изделиях. Данные по изменению влажности бетона, полученные на небольших образцах размером 10х10х10 или 20х20х20 см, не могут быть перенесены на крупноразмерные изделия.

Для изучения изменения влажности бетонных образцов, в которых температурные перепады по сечению имеют примерно те же значения, что и в крупноразмерных изделиях, применялся прибор (см. рис. 61), позволяющий с точностью до ±1% определять изменение веса бетонного образца размером 800х500х200 мм и весом до 200 кг. Прибор имеет передвижную тележку 1, на которую через пружины 2 опирается форма 3, заполненная бетоном. На передвижной тележке закреплена разъемная рама 4 с рычажной системой. С формой 3 жестко скреплена рамка 5 с регулируемым упором 6, на который опирается рычаг 7, соединенный с призмой 8 и имеющий на противоположном конце передвижной инварный стержень 9. При насыщении образца влагой в процессе тепловлажностной обработки происходит увеличение веса бетона, и пружины 2, на которых подвешена форма, прогибаются.

Одновременно опускается рама 5 с регулируемым упором и соответственно поворачивается рычаг 7. Соотношение рабочих плеч рычага 1:20 или 1:30 обеспечивает соответствующее увеличение прогиба. Дальнейшее повышение точности отсчета прогиба пружин 2 достигается применением микроскопа 10 марки МИР-1М. Вместо микроскопа для замера перемещений инварного стержня 9 прибор может быть оборудован специальным индуктивным датчиком с автоматической записью показаний.
Изменение влажности бетона в процессе автоклавной обработки

На рис. 63 приведен график изменения влажности газобетона на цементе объемным весом 700 кг/м3 при запаривании по режиму 2+8+2 ч. В период подъема температуры до 100°C образец практически не увлажняется. Это связано с тем, что вследствие низких значений коэффициента теплообмена паровоздушной среды а и коэффициента теплопроводности газобетона X образец размером 800x500x200 мм прогревается до 100°C медленно. Поэтому количество сконденсировавшейся влаги в материале на этом этапе весьма невелико. Интенсивное увлажнение образца происходит после того, как температура достигла 100°C и в автоклаве создалось избыточное давление пара. Максимальное увлажнение (около 8% первоначального веса образца) наблюдается при температуре 174° С и давлении пара 9 ат. Непосредственное наблюдение за состоянием поверхности газобетонного образца в автоклаве показывает, что в этот период образования видимых капель не наблюдается.

В процессе изотермической выдержки влажность газобетонного образца непрерывно уменьшается, особенно интенсивно в первые 2—3 ч, когда потеря влаги составляет около 4%. Через 8 ч изотермической выдержки она уже достигает 8%.

Таким образом, в процессе изотермической выдержки газобетонный образец теряет столько же влаги, сколько он приобрел в период подъема давления пара. При спуске давления пара с 9 до 1 ат образец за счет испарения теряет дополнительно еще около 8%. Следовательно, в процессе автоклавной обработки происходит высушивание газобетона; при этом потеря влаги по весу составляет около 8% первоначального веса (до запаривания). Высушивание газобетона происходит, по-видимому, частично за счет выделения тепла при гидратации минералов портландцемента и связанного с этим образования гидросиликатов. По мнению К.Ф. Ломунова, основной причиной потери влаги в этот период является возникновение в порах избыточного давления. Вопрос этот, однако, остается невыясненным и для окончательного суждения требует проведения специальных опытов.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна