Технология изоляционных и отделочных материалов. Часть 1. Активированный электрогидротеплосиловым полем неавтоклавный пенобетон. Методические указания

По окончании предварительной выдержки изделия подают в пропарочные камеры.

Температура в камерах при загрузке изделий не должна превышать температуру лаборатории более чем на 25 .

Полный цикл тепловлажностной обработки происходит в два периода, т.к. после электропрогрева они обладают достаточной температурой и нет необходимости их нагрева: пропаривание при максимальной температуре; снижение температуры и остывание изделий.

Скорость снижения температуры определяется объемным весом, массивностью изделий и другими факторами, а продолжительность прогрева — свойствами применяемых вяжущих и добавок, а также заданной относительной прочностью, которую необходимо достигнуть к концу тепловой обработки.

Продолжительность периодов цикла тепловлажностной обработки устанавливается опытным путем. Ориентировочно продолжительность каждого периода может быть принята следующей:

Прогрев при оптимальной температуре — 6…7,5 ч.

Снижение температуры в камере 2,5…3 ч при перепаде не более

25…30 град/ч.

Продолжительность выдерживания изделий при оптимальной температуре с непрерывной подачей пара определяется по формуле:

0−0

Т = ТЦ − б м > 2 ч,

где Тц — продолжительность пропаривания изделий, ч; б0 — наибольшая (оптимальная) температура изотермического прогрева; м0 — наименьшая температура изотермического прогрева (принимается не менее 60…65 ); V — скорость подачи температуры в герметически закрытой камере без подачи пара, град/ч.

2.6. СЪЕМ И ОБРАБОТКА ОБРАЗЦОВ

Изделия выгружают из камеры пропаривания во избежание возникновения трещин и снижения прочности не ранее, чем через час после ее открытия.

21

Во время распалубки на боковую грань каждого изделия наносят дату изготовления, номер партии и марку по соответствующим ГОСТам или техническим условиям. Для изделий, работающих на изгиб, на верхней поверхности проставляют несмываемой краской надпись «верх».

Готовые образцы хранят в эксикаторах или камерах нормального твердения, рассортированными по типам и датам.

При погрузке, разгрузке и переноске изделий следует принимать меры, обеспечивающие их сохранность.

22

3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Физико-механические свойства вяжущего необходимо исследовать: по ГОСТ 30744-2001 — нормальную густоту цементного теста, сроки схватывания, равномерность изменения объема; по ГОСТ 10180-2012 — механическую прочность при сжатии; водоотделение — по ГОСТ 310.6-85.

Показатели качества пенобетонных смесей исследуются по требованиям ГОСТ 10181-2000 (удобоукладываемость), ГОСТ 27005-86, ГОСТ 12730.1-78 (средняя плотность). Отбор проб из крупноформатных образцов — по ГОСТ 12852.0-77.

3.1. ИЗУЧЕНИЕ РЕОЛОГИИ И СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ ФОРМОВОЧНЫХ МАСС

Оптимизация формовочной влажности масс проводится на основе исследований её реологических показателей, оцениваемых по величине пластической прочности, определяемых по косвенной характеристике — предельному напряжению сдвига Pmax на пластомере коническом КП-1. По фиксируемой на ленте самописца кривой в ходе погружения конуса определяется пластическая прочность (по предельному напряжению сдвига) и тиксотропные свойства материала (по кривым релаксационных и предельных мер пoлзyчecти в разное время). На приборе Вика по глубине погружения пестика Тетмайера изучались реологические характеристики цементного теста и свойства вяжущего. Подвижность пеномассы изучали на приборе Суттарда.

Исследование процессов тепло- и массопереноса и формирования избыточного давления при электропрогреве пеномассы

Электрофизические свойства процессов тепло- и массопереноса, сопутствующие электропрогреву пеномассы, определяются через энергетические и силовые параметры и характеристики: силу тока и электрическое напряжение, внутреннюю и наружную температуру, развиваемое в массе давление, объем отжимаемой из материала влаги.

23

Для регистрации этих параметров применяется измерительная установка со встроенными измерительными датчиками регистрации давлений, температур, электрического напряжения, силы тока и регистрирующих устройств (рис. 4).

а

б

Рис. 4. Комплексная установка для изучения самоуплотнения пеносистемы в электрогидротеплосиловом поле (а) и её схема (б):

1 — форма; 2 — трансформатор; 3 — амперметр; 4 — вольтметр; 5 — модуль регистрации и обработки вольт-амперных характеристик; 6 — ЭВМ;

7 — датчик давления; 8 — температурные датчики; 9 — модуль регистрации и обработки температурных характеристик

24

В ходе испытаний фиксируются (по 1 классу точности): изменение электрического напряжения, силы тока (как производная от них — сопротивление единицы пеномассы), количества удаляемой из системы влаги, температура и давление при обработке материала в разных точках.

Содержание влаги в материале исследуется по слоям по окончании электропрогрева. Влажность слоев — по ГОСТ 17177-94.

Изменение температурного поля в прогреваемой массе проводится

спомощью электронных температурных датчиков DallasDS18B20 (рис. 5, 6), вводимых в массу через отверстия в стенках формы. Для снижения влияния электропомех и влагостойкости термодатчики помещаются в термоусадочную трубку. Поле давления регистрируется

спомощью интеллектуальных датчиков избыточного давления ZET 7112-I Pressure-485 производства ЗАО "Электронные технологии и метрологические системы", разработанных на основе датчиков, использующихся для измерения давления жидких и газообразных сред в экстремальных условиях (рис. 4, а).

а

б

Рис. 5. Датчик измерения избыточного давления ZET 7112-IPressure (а) и электронный температурный датчик DallasDS18B20 (б)

25

Погрешность измерения давления должна составлять 5…8 % из-за воздействия электрического напряжения и наведения электромагнитного поля. Кинетика влагоотдачи изучается на лабораторных весах на основе тензодатчиков (точность измерения 0,1 г) и по количеству удаляемой из системы воды (точность 0,5 мл).

а

б

в

Рис. 6. Схема размещения датчиков:

а — общая; б — давления zet7070i; в — температуры DS18b20; 1 — материал; 2 — крышка (стенка) формы; 3 — соединительный фланец;

4 — уплотнительное кольцо; 5 — датчик давления; 6 — заполненный жидкостью капилляр; 7 — температурный датчик,

8 — ниобатово-литиевая мембрана

Коэффициент фильтрационнoгo маccoпеpенoca вычислялся с применением метода определения кoэффициeнтa мaccoпpoвoднocти пoриcтыx пpoницaeмых материалов В.И. Дубницкого:

26

минерального компонента, кг/м3; S — открытая площадь поверхности изделия, перпендикулярной направлению потока жидкости, м2.

Градиент давлений равен:

Хaрaктepиcтики пpoчнocти исследуются пo мeтoдикaм ГOCТ 101802012, ГOCТ 18105-2010, cpeдняя плoтнocть — пo ГOCТ 12730.1-78.

Вoдoпoглoщeниe пo ГOCТ 12730.3-78, влaжнocть пo ГOCТ 12730.2-78, сopбциoннaя влaжнocть пo ГOCТ 17177-94. Тeплoпрoвoднocть пo ГOCТ 30290-94 c пoмoщью пpибoрa ИТП MГ4,01.

Рис. 7. Комплекс измерения теплопроводности изделий (схема):

1 — образец; 2 — модуль преобразования импульса; 3 — модуль регистрации и измерения электрического импульса; 4 — дискретный источник тока с таймером;

5 — основание

27

Cyть мeтoдa в рeгиcтpации динaмики тeмпepaтypы стороны образца, противоположной от поверхности подачи теплового импульса. Обработка результатов осуществлялась вручную графически. Блок-схема комплекса измерения на рис. 7.

28

4.ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Врассматриваемом примере средняя плотность принимается равной 500 кг/м3 при подвижности смеси по вискозиметру Суттарда 33 см.

Пористость пенобетона равна:

Тогда по формуле (1):

П + ВП = 0,87∙140,61 ∙ 1000 = 58,18 кг.

При применении пенообразователя FoaminC параметры достигались при соотношении:

ВПП = 1,1857 = 0,021.

Расход портландцемента определяется по формуле:

Ц= ρсух = 0,5 ∙ 1000 = 454 кг.

Ксух 1,1

Расход воды:

ВЦ = Ц ЦВ = 454 ∙ 0,38 = 172,52 л.

В ходе эксперимента по коррекции расхода воды при применении указанных выше сырьевых компонентов расход воды составил 178 л.

4.1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ

Цементно-песчаный (цементный) раствор приготавливается в смесителе принудительного действия (5 л) до получения однородной консистенции. Пену получают в скоростном смесителе лопастной насадкой

29

при скорости вращения 150…400 мин-1. После чего приготавливают пеномассу путем добавления требуемого количества пены в лопастную мешалку, где смешивают её с цементно-песчаным раствором в течение 3…5 мин.

Лабораторные образцы формуют в специально разработанных жёстких текстолитовых формах 100х100х100 мм, свободные от токопроводящих электродов грани которой перфорированы (рис. 8). Электроды выведены за пределы формы и соединены проводником с электрической установкой, к которой подается электрический ток. Диаметр перфораций составляет 1 мм при шаге 10 мм, т. е. коэффициент перфорации составляет 0,003 %. Существует возможность варьирования коэффициента перфорации в сторону уменьшения путём перекрывания части отверстий.

Рис. 8. Лабораторная форма

После надежной фиксации крышки форма подключается в электрическую сеть через понижающий трансформатор.

Во избежание уноса частиц вяжущего с током удаляемой воды перфорированные стенки закрываются влагопроводными фильтрами на основе бумаги или диффузионного полипропилена.

После электропрогрева изделие выдерживается в течение 40…60 мин. Внутри форм поддерживается температура 40…45 °С во избежание обратных объёмных деформаций и для релаксации внутренних напряже-

30