Устройство для контроля твердения смесей на основе минеральных вяжущих при тепловлажностной обработке

Устройство для контроля твердения смесей на основе минеральных вяжущих при тепловлажностной обработке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТВЕРДЕНИЯ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ ПРИ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОЙ ОБРАБОТКЕ, содержащее метгшлические электроды, например из нержавекхдей стали, электрическую цепь и милливольтметр с высокоомным входным сопротивлением , отличающеес я тем, что, с целью повышения чувствительности контроля и совершенствования управления процессом структурообразования , содержит шунт сопротивлением 1-8 кОм, включенный параллельно электродам, а на 5-10% площади поверхности кгикдого электрода выполнена напайка, например свинцово-оловянная , при этом электроды размещены в одной плоскости, а на- . пайки сориентирюваны в одну сторону. Ш OD 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) 3(59 6 01 и 33 38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3477146/29-33 (22) 26.07.82 (46) 28.02.84. Бюл. 9 8 (72) В.В.Архипов, A.È.Áèðþêîâ, Ф.Д.Овчаренко и A.Н.Плугин (71) Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им. С.М. Кирова (53) 691:620.1.08(088.8) (56) 1. Ахвердов И.Н. Основы физики бетона. М., Стройиздат, 1981, с.199-208.

2. Авторское свидетельство СССР .

9 154700, кл. 5 01 N 25/02, 1963. (54 ) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ТВЕРДЕНИЯ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛНЫХ ВЯЖУЩИХ ПРИ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОЙ

ОБРАБОТКЕ, содержащее металлические электроды, например из нержавеющей стали, электрическую цепь и милливольтметр с высокоомным входным сопротивлением, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повыаения чувствительности контроля и совершенствования управления процессом структурообразования, содержит шунт сопротивлением 1-8 кОм, включенный параллегьно электродам, а на 5-10% площади поверхности каждого электрода выполнена напайка, например свинцово-оловянная, при этом электроды размещены в одной плоскости, а напайки сориентированы в одну сторону. 3

1076831

Изобретение относится к производству строительных конструкций, а именно к устройствам для контроля процессов твердения смесей на основе минеральных вяжущих, и может быть использовано для управления структурообразованием цементного камня при тепловлажностной обработке.

Известно устройство для контроля физико-химических превращений в твер- . деющем цементном геле, состоящее из датчиков, измерительного прибора, автокомпенсирующего устройства (АКУ), которое измеряет электросопротивление геля и по его изменениям (спадам и подъемам) дает возможность су- 15 дить о кинетике химических и физических процессов взаимодействия вяжущего с водой, о возникновении новообразований (11.

Недостатком данного устройства 0 является невысокая информативность о процессах структурообраэования, особенно на более поздних стадиях твердения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля твердения смесей на основе минеральных вяжущих при теплэвлажностной обработке, сЬдержащее металлические электроды, например, из нержавеющей стали, электрическую цепь и милливольметр с высокоомным входным сопротивлением (21.

Недостаток известного устройства состоит в наличии больших помех, связанных с поляризацией жидкой фазы и электродов при измерении, что не позволяет обеспечить измерение той части возникающего электрического потенциала, которая непосредственно характеризует процессы струк- 40 турообразования контролируемой смеси, т.е. электроповерхностного потенциала массоэнергопереноса. Это, в свою очередь, приводит к недостаточной точности управления. процессоМ структурообразования.

Цель изобретения — повышение чувствительности контроля и совершенствования управления процессом структурообразования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля твердения смесей на основе минеральных вяжущих при тепловлажностной обработке, содержащее металлические электроды, например. из нержавеющей стали, электрическую цепь и милливольтметр с высокоомным входным сопротивлением, содержит шунт сопротивлением 1-8 кОм, включенный параллельно электродам, а на 5-10% площа- 6О ди поверхности каждого электрода выполнена напайка, например свинцово-оловянная, при этом электроды раз-, мещены в одной плоскости, а напайки сориентированы в одну сторону.

Ба фиг. 1 изображено устройство для контроля твердения смесей на Основе минеральных вяжущих при тепловлажностной обработке;. на фиг. 2 эквивалентная электрическая схема измерительной ячейки с бетоном при измерении элек рипеского потенциала,, возникающего в бетоне при его тепловой обработке; на фиг. 3 — графики изменения электроповерхностного потенциала массоэнергопереноса дЧз п„, измеренного с помощью устройства, представленного на фиг. 1, и электрического потенциала dY, измеренного устройством-прототипом„

Устройство для контроля твердения смесей на основе минеральных вяжущих при тепловлажностной обработке содержит двухэлектродный датчик 1, электроды 2 и 3 из нержавеющей c=.àëê, оловянно-свинцовы напайки 4 и 5 на электродах, шунт б,измерительный прибор 7, включающий милливольтметр 8 с высокоомным вход..ым сопрОтивлением 9.

На эквивалентной электрической схеме ячейки с бетоном при измерении электрического потенциала в нем изображены источник 10 напряжения, экви-" валентно отражающий поляризационную твердую фазу и ее двойные электрические слои, конденсатор 11, соответствующий поляризации жидкой фазы, источник 12 тока, имит рующий электрохимическую реакцию на электродах, конденсатор 13, соо-.Iâетствующий поляризации электродов, сопротивление 14 электромиграционному переносу активных ионов в жидкой фазе, =-опротивление :5 току "..áìåíà электрохимической реакции, На чертежах припяты также следую- щие обозначения: и — изменение =-лзктроповерхностного потен папа ."" ассоэнергопереноса; йч — изменение эле:<трического по-тенциала; ж — направление массоэнергопереноса;

Š— напряженность электрического

ПОЛЯ,"

Е., — напряженность электрического

:ь пОля жидкой )c. зы;

E>> — напряженнос:",ü электрического поля на электродах; величина тока Обмена; сопротивление шунта; д - входное corIротивление прибора у — сопротивление жидкой фазы; сопротивлени» току ОбменаI температура пропариванияр вре, я пропаc „вани устройство работает следующим образом.

1076831

Датчи;. 1 закладывают в контролируемую смесь и подвергают ее тепловлажчостной обработке. При этом возникающие в смеси массоэнергопотоки поляризуют двойные электрические слои исходных цементных зерен и новообразований, а также молекулы воды при их встраивании в кристаллогидраты.

Указанное приводит к возникновению разности электрических потенциалов, названной электроповерхностным потенциалом массоэнергопереноса а д,, которая создает в смеси электрическое поле напряженностью Ег. Оловянно-свинцовые напайки 4 и 5 на 15 электродах 2 и 3 из нержавеющей стали смещают потенциал электродов с 0,3 до 0,65 В. Это вызывает резкое снижение сопротивления току обмена (Рдд = 50 кОм) до величины меньшей, 20 чем сопротивление жидкой фазы

Я =.2," кQ.ë. Соответственно cêoðîñòü электрохимической реакции превышает скорость.электромиграционного переноса ионов ОН . B результате поляризации жидкой Фазы не возникает, а суммарное электрическое поле в смеси равно Е, и соответствует д Р

9ПМ

Сопротивление шунта подбирают по формуле Й„„=й„, — . Для реально

1 используемых велйчйн площади электродов и расстояний между ними Рш =

1 — 8 кОм, что обУсловливает ток во внешней цепи, равный току электрохимической реакции.

В результате поляризация электродов не происходит, величина тока во внешней цепи лимитируется электромиграционным переносом ионов ОН а измеряемый милливольтметром 8 потенциал равен ь 1 дд, кОторый Одно- 40 значно характеризует процессы структурообразования в смеси.

Для измерения величины 8 9 gyp адекватно отражающего процессы структурообразования смеси при тепло- 45 влажностной обработке, необходимо соблюдать такой режим измерения, при котором поляризация жидкой фазы и поляризация электродов отсутствуют,что возможно тслько при соблюдении условия ср

AP дД жс)

Таким образом, предлагаемое устройство для контроля твердения смесей на основе минеральных вяжущих при тепловлажностной обработке позволяет усовершенствовать контроль процессов твердения бетонной смеси при пропаривании. Оно дает возможность определить конец схватывания и конец созревания бетона, не извлекая образцов из камеры. Кроме того, устройство обеспечивает получение

B процессе тепловлажностной обработки смеси(иэделий) ведут отсчет времени и определяют технологические; параметры, характеризующие кинетику тверцения. При этом конец схватывания, совпадающий с окончанием формирования гидросиликатного геля, Опре- 60 деляют путем измерения времени от начала тепловой обработки до пика

Л Ч д„. . К о нHеe ц t, сLоoз3р еeв а нHиHя сcмMеси, например бетона, совпадающий с окончанием Формирования объемного кристал- g5 лического каркаса, определяют путем измерения времени от начала тепловой обработки до максимума Лайзам °

По характерным изменениям л „ эггм контролируют возникновение и соотно-. шение во времени различных (гидроалюминатных, гидросульфоалюминатных, портландитовых, высокоосновных и низкоосновных гидросиликатных и др.) новообразований, а также различных (коагуляционной, гидроалюминатной и гидросиликатной (геля), коагуляционно-кристаллизационной, кристаллизационно-коагуляционной) формирующихся структур.

График изменения Ь Р г,г (Фиг.3) позволяет выделить шесть эон, характеризующих возникновение различных новообразований и видов структур в бетоне при его пропарке: зона 1 развитие дисперсной системы преимущественно из новообразований в виде зародышей с положительным зарядом поверхности (гидроалюминатных ГА, гидросульфоалюминатных -CA, портландитовых П); зона П - формирование первичной коагуляционной структуры преимущественно из новообразований с положительным зарядом поверхности (ГА, ГСА, П) и возникновение гидросиликатных новообразований в виде зародышей с отрицательным зарядом поверхности; зона Ш вЂ” разрушение эттрингита и переход его в моносульфоалюминат; зона 1У вЂ” формирование гидросиликатнего геляу зона У

Формирование объемно-кристаллического каркаса преимущественно из гидроалюминатных, гг дросульфоалюминатных, портландитовых и высокоосновных гидросиликатов с положительным зарядом поверхности; зона У1 — уплотнение и упрочение кристаллического каркаса за счет низкоосновных кристаллических гидросиликатов.

Выделение на графике изменения а",д указанных зон структурообразования выполнено путем идентификации по результатам исследования физикохимическими методами проб цементного камня, отобранных в различное время пропарки по стандартной методике.

При этом применялись рентгеновская и инфракрасная спектроскопия и диф-.

Ференциально-термический анализ.

1076831

S информации о возникновении и соотно- вообразований и формирующихся шенин во времени различных видов но- . структур.

Составитель Д.Мепуришвили

Редактор Н. Стацишина Техред М,надь Корректор Г.Решетник

Заказ 739/42 Тирах 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óàãîðîä, ул.Проектная, 4