Способ управления процессом тепловой обработки строительных изделий Советский патент 1981 года по МПК C04B41/30 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ СТРОИТЕЛЬНЬК ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к строительной технике, в частности к промышленности строительных материалов и изделий, и может быть использовано для j управления процессом тепловой обработки изделий и деталей стройиндустрии.

Известен метод контроля твердения бетонов по изменению электросопротив- д ления l3 .

Однако этот способ не получил- широкого применения. Электросопротивление является сложной функцией состава смеси, технологии приготовления и уплотнения. Существенно также алияет наличие влаги и влагорбмен бетона или раствора на электропроводимость.

Наиболее близким к предлагаемому йвляется способ управления процессом 20 тепловой обработки строительных изделий, включающий программное изменение температуры при подъеме, изотермическую выдержку и охлаждение. Согласно этому способу управление тепловой об- 25 работкой изделий из бетона и железобетона осуществляют по изменению ско- . рости прохождения ультразвуковых импульсов в зависимости от степени набора прочности 2.30

Однако скорость распространения ультразвуковых волн зависит от вида заполнителя, условий твердения, выбора частоты сигналов и зон испытания, степени насыщенности арматурой изделия и ряда других факторов. Кроме того, данный способ отражает не только рост упругих свойств (твердость, упругость материала) и не дает информации о кинетике фазовых превращений при гидратации и структурообразовании вяжущих. Он также малочувствителен для бетонов повышенной прочности (более 40-50 МПа) и имеет некоторые трудности при использовании.

Целью изобретения является повышение точности управления.

Цель достигается тем, что согласно способу управления процессом тепловой обработки строительных изделий; включающему программное изменение температуры при подъеме, изотермическую вьдержку и охлаждение, непрерывно во время программного изменения температуры измеряют электродвижущую силу бетона с помощью электродов,размещенных в теле изделия, а момент окончания изотермической выдержки определяют по моменту наступления стаВильных спадов значений электродвижущей силы.

Сущность способа заключается в том, что вначале при замыкании электрической цепи, состоящей из электродов , размещенных в твердеющем бетонном изделии (источник), проводников и измеряющей аппаратуры, возникает незначительная электродвижущая сила (электрическое напряжение) за счет коммутационного электричества, возникающего при замыкании цепи, обусловленного гетерогенным строением бетона. За счет возникшей . электродвижущей силы в цепи .протекает ток, разность потенциалов стремится выровняться.

Однако коммутационный эффект, как одна из составляющих возникновения ЭДС через весьма малое время, примерно 30 с, стабилизируется и составляет около 2 мВ. Поэтому дальнейшее возникновение и изменение ЭДС при твердении бетонных изделий обусловлеi o. в основном только развитием гидратации минералов цемента и кинетикой фазовых преврсодений.

При гидратации минеральных составляющих цемента цементное тесто приобретает свойства электролита, состоящего из значительного количества ионов , как положительно заряженных так и отрицательных. В результате возникает концентрационная поляризация электродов. За счет различной (локалной) концентрации у электродов потенциалообразующйх ионов получается разность потенциалов и возникает ЭДС.

С развитием степени гидратации количество потенциалооб.разующих ионов увеличивается, а, следовательно, ЭДС возрастает.

Вначале гидратация развивается бурно, в это время ЭДС непрерьшно возрастает. По истечении определенного времени наблюдаются спады значений ЭДС, Это обусловлено тем, что в результате гидратации возникают гели, которые образуют гелеобразныё пленки вокруг непрогидратированных зерен цемента. В результате накопления внутренней энергии-и действия осмотического давления гелевые оболочки разрушаются, обнажаются негидр тированные поверхности зерен, скорость гидратации увеличивается. Это приводит к возрастанию значений ЭДС, наступлению пиков, после каждого спада, до тех пор пока частички вновь 1ф обволакиваются слоем геля.

После определенного времени наступает период стабилизации спадов значений ЭДС, причем эти спады довольно значительны по абсолютной величине. Это .объясняется тем, что значительная часть минералов вяжущего уже гидратировалась с образованием гелевых продуктов, уменьшилось количество потенциалообразующих ионов. В

этот период идет преобладающий процесс кристаллизации гелевых продуктов. Поскольку гидратация в основном произошла, дальнейший прогрев нецелесообразен, а для направленнГого структурообразования необходим отвод тепла.

В связи с этим предусматривается заканчивать изотермический прогрев и начинать охлаждение по наступлению стабильных спадов значений ЭДС.

На чертеже изображена корреляционная зависимость электрофизической величины ЭДС (Е) от времени (г) тепловой обработки (сривая 1) и температура прогрева (ТС) цементного кс№1ня (кривая 2).

Пример 1. Лабораторные испытания с помощью электрофизического способа. Приготавливается водоцементное тесто (В/Ц), отношение О,30..Цемент Амвросиевского завода Марки 500. Тесто укладывается в металлическую форму, размеры 200х100х 100 мм. В тесто погружают электроды. Уплотнение производят на вибростоле в течение 15 с. Образец с электродами помещают в пропарочную камеру.

По наступлению момента ртабильных спадов через 11 ч с начала термообработки (кривая 1), изотермический прогрев прекращают и образец охлаждается в течение 2 ч до (кривая 2). Длительность тепловой обработки составляет 13 ч. Расход тепловой энергии 0,26 гкал/м . Прочность образца 0,73 R..

Данный способ позволяет повысить точность управления.

Формула изобретения

Способ управления процессом тепловой обработки строительны;х изделий, включгиощий программное изменение температуры при подъеме, изотермическую выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления, непрерывно во время программного изменения температуры измеряют электродвижущую силу бетона с помощью электродов, размещенных в теле изделия, а момент окончанья изотермической выдержки определяют по моменту наступления стабильных спадов значений электродвижущей силы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Гершберг О.А. Технология бетонных и железобетонных изделий. М., Стройиздат, 1971, с. 348 (прототип|. 1 г 3 Ц 5 S 7 9 10 11 f2 13 TIL