Рис. 3.5 Расспределение энергии солнечного излучения, падающего на Землю по спектру
Поглощение света в веществе описывается законом Бугера-Ламберта :
J = J0 e-мd (3.3)
где, J, J0 - интенсивность солнечной радиации на входе в слои поглощающего материала толщиной ”d” и на выходе из него; м - линейный коэффицент поглощения света веществом, зависящий от длины волн, химической природы и состояния вещества.
Для некоторых веществ при достаточно больших интенсивностях света наблюдается отступления от закона Бугера-Ламберта, в часности коэффициент поглощения убывает с ростом Jo. Это явление объясняется квантовой теорией поглощения света и связана тем, что при больших интенсивностях света, в веществах, у которых сравнительно велико время жизни молекул в возбужденном состоянии, доля возбужденных молекул может быть еще более значительней и тем большей, чем больше Jо /65/.
Анализ ряда экспериментальных исследований, полученных нами при применении плоских отражателей свидетельствуют о неравнозначности повышения интенсивности солнечной радиациина поверхность гелиопокрытия ( Jо ) и суточной зрелости свежеуложенного бетона (S), в особенности в летний период года, составивших соответственно 50-60% и 5-8% в сравнении с гелиотермообработкой бетона без применении плоских отражателей /10/. Вероятно отступления от вьше упомянутого закона Бугера-Ламберта распостраняются и на систему "Солнца - гелиотермообрабатываемый бетон", при применении плоских отражателей.
В связи с этим поставлена цель установить картину изменения козффицента поглощения свежеуложенного бетона от величины воздействуемой длины волны солнечного спектра, при переменных технологических факторах, таких как в/ц, консистенция бетонной смеси, вид бетона.
Исследования проводились на приборе «Пульсар» определемом коэффиценты отражения, поглощения и цветность материалов по схеме, приведенной на рис.3.6, в которой 1-свежеотформованый бетонный образец; 2 - излучатель, 3 - измерительное устройство, 4 - ЭВМ JВMPC. Причем во всех экспериментах, во-первых, не было граничащего материала между измерительным устройством и свежеизготовленным бетоном, типа светопрозрачного материала, во-вторых прикладывание измерительного устройства, возможно было только после образования на поверхности бетонной смеси корки новообразований, что в условиях лаборатории требовало не менее 1 часа времени после формовки.
Рис 3.6 Схема измерения коэффицентов поглоўения бетона спектра солнечной радиации
В экспериментах использовали портландцемент Навоийского завода М400, кварцевый песок Мкр=2,34, гранитный гравий Фр=5-20 мм.
Пределами измерения длин волн спектра (л) были от 0.38-1,1 мк, что в целом охватывает пределы длин волн спектра солнечной радиации с максимальным энергетическим потенциалом /2/. Во всех экспериментах изменения коэффициента поглощения оценивалось, начиная с возраста 1 часа после приготовления и формования бетонной смеси.
В экспериментах сравнивались составы бетонов с В/Ц=0.4, 0,8, при этом О. К.= 1-4 см =const сохранялось во обоих составах. Соотношение компонентов соответственно вышеуказанным в/ц следующее:
1 : 1.62 : 2.27 ; 1 : 3.67 : 5.1 ;
На рис.3.7 приведена картина изменения коэффициента поглощения бетона различных длин волн (л) в зависимости от в/ц. Заметно снижение коэффициента поглощения бетона солнечного спектра с повышением л от 0,38 до 0,596 мк, что на данном участке является почти прямолинейным, при этом на данном участке коэффициент снизился на 6-7%. В пределах л, =0.596-0.71 мк наблюдается выравнивание коэффициента поглощения, а в дальнейшем незначительный его рост, по сравнению с предедущим участкам на 2-3%.
Снижение В/Ц положительно отразилось на коэфициенте поглощения бетона, по видимому, в силу большего содержания вяжущего компонента, интенсивного протекания гидратационных процессов и энергичного распространения сети новообразований, вследствии чего и большего тепловыделения.
При установлении изменении коэффициента поглощения бетона с течением времени, оценивалось его среднее значение при воздействии лучей с длинами волн от 0.4 до 0.6 мкм, как лучей с наибольшими энергетическими потенциалом, в соответствии с /2/.
Изменение во времени коэффициента поглощения бетона спектра длин волн в зависимости от В/Ц приведенные на рис.3.8 свидетельствуют о росте данного коэффициента в течение первых 3-5 часов, причем чем ниже В/Ц, тем этот рост значительней. В дальнейшем же происходит медленное снижение коэффициента, достигшего к концу первых суток 16-17%, к концу вторых суток 28-30%. Такое интенсивное и ритмичное снижение коэффициента поглощения бетона спектра солнечной радиации объясняется выделением в результате гид-ратационных процессов минералов портландцемента, свободной окиси каль-ция, имеюшая белый цвет и способствующая отражению падающих лучей /11/.
На рис.3.9 приведена картина изменение коэффициента поглощения бетона спектра длин волн, в зависимости от консистенции бетонной смеси. В экспериментах консистенция бетонной смеси принималась, в первом случае, ОК=7-8 см, во втором. OK=1-4 см, в третьем - Ж=20-25 сек. Принятые пропорции компонентов смеси, соответственно: 1:2.77:3.83 , 1:2.37:3.31 . 1:2.21:3.08 введенное количество воды затворения 160,180 и 190 л. на 1 м3 бетонной смеси. При этом B/Ц=0.55=const сохранялось во всех случаях.
В соответствии с рис.3.9 тенденция к аналогичному, почти прямолинейному снижению коэффициента поглощения бетоном спектра длин волн до л.= 0.596 мк, также сохраняется, независимо от начальной консистенции бетонной смеси. Сохранена в дальнейшем картина изменения коэффициента поглощения бетона с л>071 мк, как в экспериментах с переменными в/ц. Однако в данном эксперименте четко вырисовывается действие увеличения начального водосодержания.
Рис.3.7 Изменение коэффициента поглощения бетона солнечного спектра в зависимости от В/Ц: 1- в/ц = 0.4 : 2- в/ц = 0.8 .
Рис. 3.8 Изменение коэффициента поглощения бетона солнечного спектре с течением времени в зависимости от В/Ц: 1 - в/ц = 0,4, 2 - в/ц = 0,8.
Поскольку своей глянцевой поверхностью вода, по видимому, старается отражат лучи, то коэффициент поглощения бетона с начальной по движностью OK = 7-8 см составляет 97 - 98% аналогичной величины бетона с начальной Ж = 20-25сек.
Изменение коэффициента поглощения во времени в зависимости от начальной консистенции бетонной смеси, график которой представлен на рис,3.10 подтвердила вышеприведенный анализ рис.3.20 о постепенном и ритмичном снижении, данного коэффициента во времени. Причем интенсивность снижения коэффициента тем выше, чем больше вяжущего в смеси, а следовательно чем больше выделяемой свободной окиси кальция.
Для оценки влияния вида крупного заполнителя, в качестве последного принимался в одном случае гранитный гравий, в другом - керамзит, соотношение компонентов смеси принималось соответственно: 1:2.74:3.33, 1:1.3:2.17 - количество воды затворения также соответственно 160 л. и 170 л. на 1м3 бетонной смеси.
Результаты эксприментов, приведенных на рис.3.11, сохраняя картину изменения коэффициента поглошения солнечного спектра бетоном в интервалах длин волн «л» от 0.38 до 1.1 мк свидетельствуют о заметном различии в коэффицентах поглошения солнечного излучения в одних и тех же интервалах длин волн бетонов на крупном плотном и пористом заполнителях, причем на пористом заполнителе данный коэффицент на 2-З% и более выще по сравнению с бетоном на плотном заполнителе, что по видимому обьясняется. наряду, с другими факторами, большим количеством свободной поверхностной вода у бетона на плотном заполнителе в первые часы твердения, что у бетона на пористом заполнителе впитано в поры заполнителя. К стати данный факт наверное и обьясняет приближённые кинетики прогрева - при гелиотермообработке тяжелого и легкого бетонов, даже при наличии в последнем искуственно вовлеченных пор крупным заполнителем / 11 /.
Рис.3.9 Изменение коэффициента поглощения бетона солнечного спектра в зависимости от начальной консистенции бетонной смеси
1 - Ж= 20-25 сек; 2 – ОК = 1-4 см; 3- ОК = 7-8 см.
Рис. 3.10 Изменений коээфицента поглащения бетона солнечной спектра с
Ж = 20-25 сек; 2 - ОК = 1-4 см; 3 - ОК = 7-8 см
В изменение коэффицента поглощения в зависимости от введенного в бетонную смесь вида крупного заполнителя приведенной на графике на рис.3.12, заметно постепенное увеличение разницы в значениях коэффицента поглощения, что к концу первых суток у бетона на плотном заполнителе составляет 96,6% от коэффицента поглощения бетона на пористом заполнителе. Таким образом, полученные результаты позволяет качественно повысить эффективность использования солнечнего спектра при гелиотермообработке бетона. Коэффициент поглощения бетона солнечной радиации убывает с течением времени после начала гелиотермообрабстки, поэтому наиболее эффективно использовать солнечную энергию в первые часы твердения бетона, чему и свидетельствуют результаты прогрева и нарастания прочности бетона в гелиотермообработки в течение суток (табл.2.2). Увеличение суммарной интенсивности солнечной радиации в течение суток на 25% (при начале ГТО в 2000 относительно, от 17°°) не привело к повышению суточной зрелости и прочности бетона.
Рис.3.11 Изменение коэффициента поглощения бетона солнечного спектра, в зависимости от вида введенного крупного заполнителя
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
