СПОСОБ ЭЛЕКТРОРАЗОГРЕВА БЕТОННОЙ СМЕСИ Российский патент 1994 года по МПК B28B17/02 

Изобретение относится к строительству и промышленности сборного бетона и железобетона и может быть использовано для разогрева токопроводящей смеси, преимущественно бетонной, при производстве бетонных работ, изготовлении сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций.

В строительной практике широко известен способ электроразогрева бетонной смеси с помощью неподвижно расположенных в ней электродов [1]. Однако этот способ имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что из-за адгезии цементного теста к металлу при выгрузке разогретой смеси вследствие испарения влаги с разогретой открытой поверхности электродов цементное тело быстро переходит в цементный камень. Постепенное "нарастание" цементного камня на электродах приводит к их электроизоляции и прекращению работы.

Известен также способ электроразогрева бетонной смеси с помощью вращающихся электродов [2] . Однако по этому способу электроды перемещаются практически одновременно с бетонной смесью, в лучшем случае, совершая относительно нее поступательное движение. Поскольку при использовании этого способа также неизбежно "зарастание" электродов цементным камнем, необходимо специально предусматривать механическую очистку электродов от цементного теста, т.е. усложнять способ. Кроме того, необходимость специальной операции по очистке электродов уменьшает стабильность процесса разогрева в целом.

Наиболее близким техническим решением является способ разогрева свежеуложенных бетонных и подобных смесей, заключающийся в том, что воздействие электрического тока осуществляют с помощью электродов, перемещаемых в свежеуложенной неподвижной смеси [3]. При реализации этого способа, как показала практика, электроды, поступательно перемещаясь относительно уложенной бетонной смеси и находясь в ней, постоянно очищаются от цементного теста самой бетонной смесью. Однако этот способ разогрева может быть реализован для весьма ограниченного круга конструкций, таких как дорожные и аэродромные покрытия, облицовки оросительных каналов, полы промзданий и т.п. конструкций в тех случаях, когда разогреву подвергается бетонная смесь, уже уложенная в конструкцию.

Целью предлагаемого способа является обеспечение стабильности процесса разогрева смеси до укладки ее в конструкцию за счет очистки электродов смесью.

Поставленная цель достигается тем, что в способе электроразогрева бетонной смеси, включающем введение в нее электродов, воздействие на смесь электрическим током и вывод электродов из контакта с разогретой смесью, согласно изобретению, электроды, введенные в смесь, вращают вокруг собственной оси.

Именно вращение электродов вокруг собственной оси в бетонной смеси исключает возможность постепенного образования на их поверхности слоя цементного камня и постепенного уменьшения электропроводности электродов, поскольку по предлагаемому способу они систематически очищаются абразивным материалом - бетонной смесью, что и обеспечивает стабильность процесса разогрева.

Сопоставительный анализ предлагаемого решения с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается от известного новым видом взаимодействия между смесью и электродами, а именно вращением последних в смеси. Благодаря этому осуществляется очистка электродов смесью, но не уложенной еще в конструкцию, и следовательно, неуплотненной. Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них совокупности признаков, отличающих предлагаемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию изобретения "существенные отличия".

На фиг. 1 показано устройство для реализации предлагаемого способа, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Предлагаемый способ электроразогрева бетонной смеси может быть реализован по одному из трех вариантов.

В а р и а н т 1. Бетонную смесь через открытую верхнюю часть бункера 1 загружают в нее. С помощью механизма 2 подъема-опускания системы электродов раму 3 со смонтированными на ней электродами 4 устанавливают в виде крышки на загрузочную верхнюю часть бункера 1. Устройство с подготовленной для разогрева смесью имеет вид, показанный на фиг.1. На электроды 4 подают напряжение и разогревают смесь. Затем электроды 4 отключают от напряжения, включают привод вращения электродов 5, который через механизм 6 вращения каждого электрода вокруг собственной оси обеспечивает их вращение, например, со скоростью 50-150 об/мин в течение 0,5-2 мин. Затем отключают привод 5, с помощью механизма 2 подъема-опускания системы электродов извлекают раму 3 с электродами 4 из бетонной смеси и отводят ее в сторону, освобождая тем самым бункер 1. Затем последний с помощью подъемного механизма (не показан) за подъемные петли 7 транспортируют к месту укладки смеси и выгружают ее с помощью рукоятки 8 затвора бункера. После выгрузки смеси бункер 1 возвращают на место разогрева и цикл повторяют.

В а р и а н т 2. Этот вариант реализации способа отличается от предыдущего тем, что сначала осуществляют очистку электродов 4 путем их вращения вокруг собственной оси в подготовленной к разогреву смеси, затем прекращают вращение электродов и подают на них напряжение для электроразогрева смеси.

В а р и а н т 3. Этот вариант реализации способа электроразогрева смеси отличается от варианта 1 тем, что разогрев смеси осуществляют вращающимися вокруг собственной оси электродами 4, например, со скоростью 1-90 об/мин.

Наиболее оптимальной является реализация предлагаемого способа по варианту 3, который в сравнении с вариантами 1 и 2 имеет следующие преимущества:
обеспечивает надежный контакт поверхности электродов с разогреваемой бетонной смесью, поскольку при работе по варианту 3 электроды вращают во время разогрева смеси;
характеризуется пониженным износом электродов из-за возможности их вращения с меньшей скоростью, чем при реализации способа по варианту 1 и 2, поскольку продолжительность вращения электродов в последних случаях должна быть меньшей (в технологическом плане это потери времени), а скорость их вращения, естественно, большей;
исключает биение электродов из-за меньшей скорости их вращения, чем при реализации способа по вариантам 1 и 2;
обеспечивает сокращенный цикл разогрева смеси, поскольку операция по очистке электродов бетонной смесью совмещена с ее электроразогревом, т.е. из технологического цикла исключается время для выполнения специальной операции для разогрева электродов с целью их очистки.

П р и м е р. Бетонную смесь состава 1:1, 78:3,3:0,5 (цемент:песок:щебень: вода) по массе с подвижностью 4-6 см разогревали в форме из текстолита размерами в плане 0,2х0,2 м и высотой 0,1 м двумя опускными стальными электродами диаметром 0,01 м. Электроды были выполнены с возможностью вращения вокруг собственной оси со скоростью 0-90 об/мин.

Порции свежеприготовленной бетонной смеси объемом 0,004 м³ загружали в форму, погружали в смесь электроды на глубину 0,09 м, располагая их по диагонали формы на расстоянии 0,2 м друг от друга и подавали на электроды напряжение 220 В в течение 10 мин. Электроды при этом вращали с различной скоростью во время разогрева смеси. Замеры температуры осуществляли после разогрева пятой порции свежеприготовленной бетонной смеси по заданному режиму осуществления способа.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Как видно из таблицы, в опытах 1-3 параметры вращения электродов вокруг собственной оси находятся в пределах предлагаемого решения, бетонная смесь с начальной температурой 17-18^оС разогревалась за 10 мин до 76-78^оС.

В опыте 4, в котором была завышена скорость вращения электродов, бетонная смесь разогревалась также до 77^оС. Однако наблюдалось биение электродов и, кроме того, высокая скорость их вращения вряд ли целесообразна из-за соображений быстрого истирания электродов.

В опыте 5, в котором скорость вращения электродов была, наоборот, заниженной, бетонная смесь разогревалась до 76^оС, т.е. практически не отличалась от предыдущих случаев. Однако нет полной уверенности в том, что очистка электродов при данной скорости их вращения окажется эффективной при более длительной эксплуатации устройства.

Как видно из таблицы, разогрев смеси без вращения электродов (аналог, опыт 6) наименее эффективен: смесь разогревалась только до 64^оС, т.е. на 12-14^оС меньше, чем в предыдущих опытах.

Использование предлагаемого способа электроразогрева бетонной смеси позволяет обеспечить стабильность процесса разогрева за счет сохранения неизменными электрические параметры электродов и высокую их работоспособность, повысить производительность законструированных на его основе устройств за счет исключения их остановок для очистки электродов от затвердевшего цементного камня и растворной части бетона, обеспечивая повышение производительности устройства на 20-25%.

Предлагаемый способ найдет широкое применение при конструировании устройств для электроразогрева бетонной смеси, позволит начать широкое применение предварительно разогретых смесей для ускорения твердения бетона в монолитном строительстве и в технологии сборного железобетона, обеспечивая по сравнению с паропрогревом сокращение расхода теплоты в 3-5 раз.

Изобретение относится к строительству и промышленности сборного железобетона, предназначено для обеспечения стабильности процесса разогрева смеси до укладки ее в конструкцию за счет очистки электродов смесью путем их вращения в смеси вокруг собственной оси. Электроды вращают со скоростью 3 - 60 об/мин. 1 табл., 2 ил.

СПОСОБ ЭЛЕКТРОРАЗОГРЕВА БЕТОННОЙ СМЕСИ путем введения в нее электродов, воздействия на смесь электрическим током и вывода электродов из контакта с разогретой смесью, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильности процесса разогрева за счет очистки электродов смесью, электроды вращают вокруг собственной оси со скоростью 3 - 60 об/мин в процессе электроразогрева.