УДК 693.547
Гаркави М.С., Трошкина Е.А.
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова
Тепловая обработка является наиболее энергоемким переделом при производстве строительных материалов на основе цемента, поэтому оптимизация этого процесса является важной задачей, решение которой во многих случаях позволяет снизить затраты энергии. Высокое качество изделий обеспечивается проведением тепловой обработки с учетом изменения структурного состояния бетона, т.е. тепловое воздействие на бетон должно быть согласовано во времени с его структурообразованием и изменением устойчивости его структурных состояний.
Длительность теплового воздействия должна ограничиваться продолжительностью периодов существования коагуляционной и коагуляционно-конденсационной структур. Поддержание неравновесности системы при формировании конденсационно-кристаллизационной структуры приводит к снижению прочности цементного камня.
Использование электрофизического метода позволяет определить режим тепловой обработки бетона, наиболее рациональный для данного состава бетона. Изменение структурного состояния бетона при его твердении отражается на кривой изменения электрического сигнала, возникающего в твердеющем бетоне. На этой кривой хорошо фиксируются характерные стадии твердения, позволяющие определить момент приложения и длительность теплового воздействия на бетон.
Сущность назначения такого режима тепловой обработки заключается в следующем. Первоначально задается максимально допустимая скорость разогрева бетона. При формовании образца бетона заданного состава в его центральное сечение устанавливали акваметрический датчик для фиксации возникающего при твердении электрического сигнала.
Длительность разогрева бетона определяется моментом появления скачка на кривой изменения амплитуды электрического сигнала, а температура, при которой он происходит, определяет температуру последующего изотермического прогрева. Длительность изотермического прогрева определяется моментом достижения минимума на указанной кривой (рис. 1).
С этого момента прекращается активное тепловое воздействие и начинается охлаждение бетона. Таким образом, с помощью акваметрического датчика бетон «самостоятельно» назначает рациональный режим тепловой обработки.
Исходя из вышеизложенного были подобраны режимы тепловой обработки бетонов с добавками ЛПМ и С-3 по полученным при электрофизическом исследовании кривым изменения электрического сигнала акваметрического датчика при твердении бетона (рис.2).
Для проведения эксперимента были изготовлены равноподвижные и равнопрочные бетоны с оптимальными дозировками добавок (ЛПМ ж. – 0,4%, ЛПМ сух. – 0,4 %, С-3 – 0,6 % от массы цемента).
В табл. 1 приведены результаты реализации подобранных режимов тепловой обработки по полученным при электрофизическим исследовании кривым и их сравнение с используемыми в настоящее время на предприятиях сборного железобетона г. Магнитогорска (для бетонов с добавками ЛПМ использованы заводские режимы тепловой обработки бетонов с пластификатором ЛСТ).
Таким образом, назначение режима тепловой обработки на основе термодинамических и кинетических закономерностей структурообразования позволяет улучшить физико-механические свойства бетона и снизить температуру прогрева. При этом в 1.2 раза сокращается расход энергии. Назначенные режимы тепловой обработки позволяют получать долговечные бетоны с добавками ЛПМ, характеризующиеся высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами.
