Оценка эффективности энергоиспользования при тепловлажностной обработке бетона (стр. 14 )

Сm =(dU/dθ)T (1)

где (dU/dθ)T - частная производная от удельного влагосодержания по потенциалу влагопереноса при постоянной температуре.

Влагообмен между соприкасающимися телами будет происходить до состояния термодинамического равновесия. Тогда по аналогии с тепловым равновесием соприкасающихся тел, когда наступает равенство температур, можно считать, что в состоянии влажностного равновесия будет соблюдаться равенство:

θ1= θ2 , или = (2)

В плане достижения общей цели весьма важным этапом для нас является определение удельной влагосоемкости и потенциала переноса влаги наиболее вероятных в нашей постановке задачи посредников

В наши экспериментальные исследования были включены материалы, которые обладают довольно большими показателями открытой пористости и могут использоваться в качестве влагоемкой «подложки» при контактно-диффузионном способе сушки, В качестве таковых использовались: пеношамот со средней плотностью pm=300 кг/м3 и цементный камень с В/Ц 0,4. В качестве объекта сушки использовался образец-сырец пластического формования, изготовленный из высокочувствительной глины Семилукского месторождения.

Рассчитанные по методике значения потенциала переноса и изотермической влагоемкости представлены в таблице 1.

Таблица 1

Значения потенциалов переноса и удельной изотермической влагоемкости материалов подложек

Наименование материала	Удельная изотермическая влагоемкость Сmм-10-3,кг/(кг..°М)	Потенциал переноса θ , °М
Пеношамот pm=300 кг/м3	0,234	47
Цементный камень с В/Ц=0,4	1,034	135
Сырец из Семилукской глины	0,465	352

Полученные показатели удельной изотермической влагоемкости, на наш взгляд, достаточно объективно отражают особенности структуры исследуемых материалов. Цементный камень, в котором объем пор целиком состоит из мезо-капиллярной пористости, обладает наибольшей влагоемкостъю. Несколько меньшую способность поглощать влагу имеет пеношамот, что свидетельствует о преобладании в его структуре макропор. Сырец по величине удельной влагоемкости занимает промежуточное положение.

Полученные результаты потенциала переноса влаги материалов-подложек и глиняного сырца показывают, что при контакте этих материалов влага будет перетекать из изделия с большим потенциалом к телу с меньшим потенциалом, т. е. из сырца в подложку.

На рисунках 1 и 2 представлены экспериментальные данные по высушиванию глиняного сырца контактно-диффузионным способом на подложках из пеношамота и цементного камня с В/Ц=0,4, Сушка осуществлялась при температуре теплоносителя t=200C и относительной влажности воздуха ф=80%.

В ходе эксперимента непрерывно фиксировалось изменение влажности сырца, а также влажность подложек

Полученные кривые изменения влажности подложек (рис. 1 и 2 б) соотносятся с ранее определенными значениями удельной изотермической влагоемкости Сm и потенциала переноса в. Как говорилось выше, неравенство потенциалов влаги соприкасающихся материалов предопределяет направление влагопереноса - сырец, обладающий большим потенциалом, высыхает, теряя влагу (рис. 1 и 2 а), а подложка увлажняется, причем количество поглощенной влаги пропорционально величине удельной изотермической влагоемкости (рис. 1 и 2 б).

Рисунок 1 - Кривая сушки сырца а) и кривая изменения влажности

подложки из пеношамота с р=300 кг/м3 б) при параметрах теплоносителя t=20°C, ф=80%

Рисунок 2 - Кривая сушки сырца а) и кривая изменения влажности

подложки из цементного камня с В/Ц=0,4 б) при параметрах теплоносителя t=20°C, ф=80%

Обладая самым большим значением удельной влагоемкости цементный камень в начальный срок интенсивно забирает влагу. Но через некоторое время устанавливается новый, более высокий уровень влажности (рис, 2 б), который свидетельствует о насыщении подложки влагой. При этом скорость диффузии влаги из сырца замедляется, процесс контактно-диффузионной сушки ослабевает и в дальнейшем идет, но очень медленными темпами. В отличие от цементного камня пеношамот в начальный период так же интенсивно поглощают влагу, но в то же время он сравнительно легко отдает ее. О чем свидетельствует почти одинаковый уровень влажности в начале и в конце процесса сушки (рис. 1 б). В этом случае процесс высушивания идет сравнительно быстро.

Таким образом, установлено, что при тесном контакте посредника из рассмотренных материалов и глиняного сырца влага будет перетекать из тела с большим потенциалом к телу с меньшим потенциалом, т. е. из сырца к посреднику, что позволит обеспечить контактно-диффузионную сушку сырца; скорость контактно-диффузионной сушки зависит не только от пористости посредника и, как следствие, поглощающей способности, но от того с какой легкостью этот материал может отдавать поглощенную влагу в окружающую среду; сходя из полученных результатов, пеношамот возможно использовать для жестких режимов сушки, цементный камень необходимо применять для мягких режимов сушки для крупногабаритных изделий или изделий сложной конфигурации.

СПИСОК литературЫ

1. Заявка 017355 РФ, МПК С 04ВЗЗ/30. Способ сушки отформованного кирпича-сырца / , , (РФ). -№ 000/03, дата подачи заявки 27.05.2004. Приоритет 27,05,2004.

УДК 666.9

, аспирант

Красноярская государственная архитектурно-строительная академия

ТЯЖЕЛЫЙ БЕТОН С ПРОТИВОМОРОЗНОЙ ДОБАВКОЙ НА ОСНОВЕ
ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Актуальным вопросом технологии товарных и монолитных бетонов является обеспечение благоприятных условий твердения при низких положительных и отрицательных температурах, когда бетонирование конструкций производится на строительной площадке.

Известно, что при снижении температуры среды, в которой происходит твердение цементных бетонов до 5…00С, процесс гидратации минералов цемента резко замедляется, соответственно снижается темп набора прочности. При достижении температуры ниже 00С вода в цементном камне и бетоне замерзает, в результате чего полностью прекращается реакция гидратации и твердение цемента и бетона. Кроме этого, замерзающая вода, увеличиваясь в объеме, создает в теле бетона внутренние напряжения, которые могут привести к растрескиванию структуры и последующему разрушению бетона.

Для предотвращения замерзания воды в бетоне при проведении бетонных работ в зимних условиях существуют специальные методы: прогревные и беспрогревные. К прогревным методам относятся: предварительный разогрев бетонной смеси в процессе ее приготовления или транспортирования; метод «термоса» при выдерживании в термоизолированной опалубке; подогрев бетона в термоактивной опалубке или в тепляках; прогрев электрическим током с помощью специальных электродов. Основная проблема таких методов заключается в том, что все они требуют дополнительного технологического оборудования и высоких расходов электроэнергии.

Менее энергоемким методом зимнего бетонирования является беспрогревный метод, основанный на применении противоморозных добавок. К ним относятся специальные соли-электролиты, которые снижают температуру замерзания воды. Бетон с такими добавками способен твердеть и набирать прочность при отрицательных температурах.

Номенклатура противоморозных добавок разнообразна, вид и количество их для введения в бетонную смесь зависит от температуры, при которой будут проводиться бетонные работы, причем большинство таких добавок являются дефицитными и дорогостоящими.

Одним из способов решения этой проблемы является возможность применения жидких отходов металлургической промышленности.

Применение солевых стоков металлургической промышленности в составе бетонной смеси подтверждено патентом РФ № 000 «Способ приготовления бетонной смеси» от 10. 09.2004г. и ТУ 2152-003-05055017-2002 «Стоки минерализованные».

Анализ химического состава солевых стоков металлургической промышленности показал, что основные компоненты, входящие в их состав, представлены хлоридами кальция и натрия, поэтому они могут являться противоморозными добавками, снижающими температуру замерзания воды.

Оценка эффективности действия любых химических добавок, применяемых в бетонах, в том числе и противоморозных, производится в соответствии с ГОСТ 30459-96 «Добавки для бетонов. Методы определения эффективности».

Эффективность противоморозной добавки определяют по набору прочности бетона, твердевшего при отрицательной температуре в сравнении с прочностью образцов, твердевших в нормальных условиях.

Изменение прочности бетона DR в процентах после твердения при отрицательной температуре вычисляют по формуле:

DR = RД28*100

RК28

где RД28 – прочность бетона основных составов после нахождения в морозильной камере в течение 28 сут и оттаивания на воздухе, МПа;

RК28 – прочность бетона контрольного состава после твердения в нормальных условиях, МПа.

В проведенной работе эффективность действия солевых стоков оценивали при твердении бетонов в условиях постоянной отрицательной температуры, создаваемой в лабораторной морозильной камере и в естественных условиях (в зимнее время года на улице), при колебании температур наружного воздуха от 0 до –18 0С.

Для сравнения применялись традиционные противоморозные добавки: нитрит натрия NaNO2 (ГОСТ 19906-87), поташ К2СО3 (ГОСТ10690-79) и рекомендуемые последними научно-техническими разработками: формиат технический пентаэритрита ФТП (ТУ 2432-011-00203803-98) и ПМП-1 (ТУ 5870-001-56025130), а также специально приготовленный синтезированный раствор солей хлорида кальция и

хлорида натрия, в котором соотношение между СаCl2 и NaCl было принято равным их соотношению в солевых стоках.

Кривая естественных отрицательных температур, при которых производились испытания. представлена на рис.1.