5. Установка для интенсифицирующего воздействия дегазации воды затворения на процесс структурообразования бетона

Вода затворения является активным компонентом бетонных смесей. Скорость реакции гидратации вяжущего зависит от физико-химического состава воды. Существует ряд методов воздействия на воду затворения, которые повышают ее активность в процессе гидратации. К ним относятся конизация, магнитная обработка, тепловая дегазация, ультразвуковая обработка, вакуумная деаэрация. Но современные способы энергоемки и недостаточно производительны.

По нашим представлениям наиболее простым и менее энергоемким процессом дегазации воды является обработка ее в достаточно сильном центробежном поле.

При центробежной дегазации воды пузырьки газа устремляются от периферийных участков по направлению к оси вращения. Газовые пузырьки выходят из слоя воды и покидают ротор центрифуги. Тяжелые фракции, содержащиеся в воде, собираются по периферии вращающегося цилиндра. Причем на границе раздела «вода - воздух» при выходе газовых пузырьков из воды происходит «вскипание» воды.

Газовые пузырьки в результате действия центробежных сил скапливаются в слое воды, граничащем с воздушной средой. Этот слой воды полностью не дегазируется и поэтому решено было использовать для затворения бетонной смеси среднюю фракцию воды. Положительное влияние средней фракции обработанной воды заключается в том, что она полностью дегазирована и очищена от примесей. Это способствует ускоренному протеканию реакции гидратации вяжущего. Центрифугирование приводит к снижению количества О₂ и СО₂ что делает более стабильными физико-химические свойства воды затворения. В связи с изложенным была разработана конструкция дегазационной центрифуги, предусматривающая разделение воды на фракции.

Принцип работы установки заключается в следующем. Посредством включения электродвигателя приводится во вращение ротор установки

П ри этом поворотная гайка устанавливается в такое положение, чтобы были перекрыты отверстия .

Заполнение ротора водой производится через верхний патрубок . Вода, попадая на вращающуюся тарелку, разбрызгивается в радиаль

Н

Рис.1 Принципиальная схема дегазационно-разделительной установки

1. – корпус; 2. – ротор; 3. – выпускная труба; 4. – поворотная гайка; 5. – кронштейн; 6 – стойки; 7 – шкивы ротора и двигателя; 8 – электродвигатель; 9. – отверстия для выпуска средней фракции воды; 10 – отверстия для выпуска донной фракции воды; 11 – патрубок для заливки воды; 12 – приемная тарелка; 13 – патрубок выпуска воды; 14 – отверстия переполнения; 15 – сливной патрубок.

ом направлении и растекается по стенкам ротора. Когда объем воды превысит 10 литров, толщина вращаемого слоя жидкости достигнет отверстий переполнения и избыточный объем воды удаляется через сливной патрубок. При остановке ротора вода занимает горизонтальное положение, заполняя донную часть ротора. При этом часть воды, составляющая примерно 10% объема, через трубу попадает в патрубок выпуска воды и удаляется из центрифуги. Затем поворотом гайки совмещаются отверстия и производится слив средней фракции воды, которая используется непосредственно для затворения бетонной смеси. Донная фракция воды выпускается из центрифуги посредством совмещения гайкой выпускных отверстий.

Для определения степени дегазации воды проведены исследования плотности каждой фракции. После дегазации содержащаяся в роторе вода была разделена на три фракции:

10% объема – верхняя фракция;

80% объема – средняя фракция;

10% объема – нижняя фракция.

При помощи пикнометра объемом 50 мл производилось определение плоьности всех фракций воды. Одновременно для контроля производилось определение плотности обычной воды из городской водопроводной сети. Результаты измерений представлены в табл. 1.

Таблица 1.

Результаты определения плотности воды

Обычная вода		Центрифугированная вода
		Верхняя фракция		Средняя фракция		Нижняя фракция
Масса	Плотность	Масса	Плотность	Масса	Плотность	Масса	Плотность
Г	Г/см3	Г	Г/см3	Г	Г/см3	Г	Г/см3
49,5623	0,9912	50,6869	1,0137	52,640	1,0528	52,911	1,0582
49,3912	0,9678	50,4031	1,0081	51,998	1,0340	52,002	1,0401
49,4573	0,9891	49,7892	0,9958	52,874	1,0575	52,680	1,0536
Прирост плотности	-	-	1,004%	-	5,93%	-	6,038%

Таким образом при центрифугировании воды средняя фракция оказалась менее газонасыщенной (имеет большую плотность) и в отличие от донной фракции не содержит примесей. Поэтому именно этот слой воды следует использовать для затворения сухой бетонной смеси.