Спосіб виготовлення бетону

Реферат: UA 110556 U UA 110556 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі технології будівельних матеріалів і може бути використана при виготовленні бетону та інших будівельних сумішей. Відомим є традиційний спосіб одержання бетону в результаті затужавіння ретельно перемішаної і ущільненої суміші мінеральної в'яжучої речовини з водою, дрібним або крупним наповнювачем, взятих у певних пропорціях [Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы: Учеб. для ВУЗов. - М.: Стройиздат, 1986. - 688 с]. В'яжучі речовини та вода є активними складовими суміші та основними суб'єктами інтенсифікації дії їх властивостей при одержанні бетону, в результаті реакції між ними утворюється цементний камінь, що скріплює зерна наповнювачів. Ознаками, що збігаються з суттєвими ознаками технічного рішення, яке заявляється, є такі: - додавання води до цементно-піщаної суміші (мінеральна в'яжуча речовина та наповнювач), узятих у певних пропорціях, та їх перемішування. До причин, що перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату, слід віднести низьку ефективність протікання фізико-хімічних процесів при взаємодії води із цементом, що впливає на міцнісні властивості бетону. Найбільш близьким за сукупністю ознак до корисної моделі, яка заявляється, є спосіб виготовлення бетону [Патент на корисну модель № 8781, Україна, МПК (2006) С04В 41/00, 15.08.2005, Бюл. № 8], що передбачає попередню обробку та активацію води для приготування розчину й зволоження бетонних виробів за допомогою спеціальної піраміди та ущільненої суміші мінеральної в'яжучої речовини дрібного або крупного наповнювача, взятих у певних пропорціях, та їх перемішування. Ознаками, що збігаються з суттєвими ознаками технічного рішення, яке заявляється, є такі: - додавання попередньо обробленої активованої води до цементно-піщаної суміші (суміш мінеральної в'яжучої речовини та наповнювача), взятих у певних пропорціях, та їх перемішування. До причин, що перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату, слід віднести невизначеність механізму активізації води та його впливу на фізико-хімічні властивості води, що не дозволяє спрогнозувати вплив механізму активації на міцність бетону. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення способу виготовлення бетону шляхом нового виконання операції попередньої активації води, що дозволяє створити у воді об'ємну нелінійну кавітацію та отримати воду із новими фізико-хімічними властивостями, і за рахунок цього підвищити міцність бетону. Суть корисної моделі полягає в тому, що у способі виготовлення бетону шляхом додавання попередньо обробленої активованої води до цементно-піщаної суміші, взятих у певних пропорціях, та їх перемішування, згідно з корисною моделлю, воду активують дією на неї високовольтних імпульсних розрядів із енергією в імпульсі від 312 до 625 Дж та з частотою слідування розрядів від 1 до 4 Гц. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між істотними ознаками корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, необхідно визначити таке. Ознака "воду активують дією на неї високовольтних імпульсних розрядів із енергією в імпульсі від 312 до 625 Дж та з частотою слідування розрядів від 1 до 4 Гц" дозволяє створити у воді об'ємну нелінійну кавітацію та отримати воду з новими фізико-хімічними властивостями і завдяки цьому підвищити міцність бетону. Обробка води високовольтними імпульсами із такими параметрами веде до виникнення в ній об'ємної нелінійної кавітації, яка є чинником, що впливає на структуру води, а саме веде до її подрібнення. Зміна структури води сприяє зміні її фізико-хімічних властивостей, наприклад, водневого показника, питомого електричного опору тощо. На підставі проведених наукових досліджень із посилення водовбирання тонкокапілярними структурами виявлено здатність впливу активованої води, яку попередньо оброблюють дією високовольтних імпульсних розрядів, на процеси замішування цементно-піщаної суміші. Цементні зерна в складі цементнопіщаної суміші необхідно швидко і якомога повніше (від периферії до центру) просочити водою в процесі виготовлення бетону. Використання активованої води за таким способом для замішування цементно-піщаних сумішей дозволяє воді глибоко проникати в цементне зерно, що призводить до підвищення міцнісних характеристик бетонів. Вибраний діапазон параметрів обробки води обумовлено необхідністю створити сукупність факторів для виникнення у воді об'ємної нелінійної кавітації, що є необхідною умовою для попередньої активації води. Суть способу пояснюється кресленням, на якому наведено пристрій для реалізації способу. Спосіб здійснюють наступним чином. Попередньо у реактор, що складається із електроразрядної камери 1, герметичної кришки 2, електродів анода 3 та катода 4, патрубків відведення 5 та підведення 6 води заливають воду 7. 1 UA 110556 U 5 10 15 20 25 30 Підключають електродну систему реактора до генератора імпульсних струмів (на кресленні не показано). Воду активують дією на неї високовольтних імпульсних розрядів із енергією в імпульсі від 312 до 625 Дж та з частотою слідування розрядів від 1 до 4 Гц. При цьому у воді виникає об'ємна нелінійна кавітація, в результаті чого вода набуває нових фізико-хімічні властивостей. Потім оброблену воду додають до цементно-піщаної суміші, взятих у певних пропорціях, та перемішують їх. В ППТ НАН України проведено експериментальні дослідження із визначення залежності міцності бетону від стану води, яку було використано для замішування цементно-піщаної суміші. За результатами отримано емпіричні дані. Приклад. Експериментальні дослідження ефективності способу визначалися лабораторними випробуваннями стандартних бетонних зразків. Для експерименту вибрано: портландцемент марок М300, М500 та пісок річковий (масове співвідношення цементу та піску - 1:3); вода водопровідна або вода водопровідна, попередньо активована дією високовольтних імпульсних розрядів, (масове співвідношення води та цементно-піщаної суміші (водоцементне співвідношення) змінювали від 0,4 до 0,6). Воду активували у реакторі дією на неї високовольтних імпульсних розрядів з енергією в імпульсі від 312 до 625 Дж та із частотою слідування розрядів від 1 до 4 Гц. Після додавання до цементно-піщаної суміші звичайної водопровідної або обробленої високовольтними імпульсами активованої води, взятих у певних пропорціях, та перемішування суміші виготовляли зразки бетону у формі паралелепіпедів. Зразки бетону витримували у відповідних формах за однаковими нормальними температурно-вологістними умовами до повного припинення осідання бетону та вирівнювання його поверхні. Механічні властивості бетону оцінювали за його опором до зрушення, стиснення, розтягання. Межа міцності при стисненні є найважливішою міцнісною характеристикою бетону. Для визначення межі міцності отриманого бетону використовували стандартні методи стискання зразків бетону на розривній машині УММ-20 (точність показань - ±1 %) шляхом їх руйнування. Межу міцності стискання зразків бетону обчислювали з точністю до 0,1 МПа як середнє арифметичне результатів випробувань п'яти зразків.(табл. 1, 2) Виявилося, що міцність зразків бетону на стискання, виготовлених із використанням води після активації шляхом дії на неї високовольтних імпульсних розрядів збільшується, вода із новими фізико-хімічними властивостями приводить до підвищення основних параметрів схоплювання та твердіння цементно-піщаної суміші й підвищення міцності бетону в 1,5-2 рази. Таблиця 1 Міцнісні характеристики бетонних зразків із портландцементу марки М 300. Середня міцність зразків бетону при стисканні, МПа Зразки, виготовлені з використанням Водоцементне Зразки, виготовлені водопровідної води, попередньо співвідношення з використанням активованої дією високовольтними водопровідної води імпульсними розрядами 0,4 30,1 53,4 0,5 32,4 58,7 0,6 29,5 61,2 Збільшення міцності зразків бетону, % 177,4 181,1 207,4 35 Таблиця 2 Міцнісні характеристики бетонних зразків із портландцементу марки М 400. Середня міцність зразків бетону при стисканні, МПа Зразки, виготовлені з використанням Водоцементне Зразки, виготовлені водопровідної води, попередньо співвідношення з використанням активованої дією високовольтними водопровідної води імпульсними розрядами 0,4 39,8 62,2 0,5 40,3 67,4 0,6 36,5 60,0 2 Збільшення міцності зразків бетону, % 156,2 167,2 164,4 UA 110556 U Таким чином, застосування способу виготовлення бетону дозволяє створити у воді об'ємну нелінійну кавітацію та отримати воду із новими фізико-хімічними властивостями та за рахунок цього підвищити міцність виробів із бетону. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Спосіб виготовлення бетону шляхом додавання попередньо обробленої активованої води до цементно-піщаної суміші, взятих у певних пропорціях, та їх перемішування, який відрізняється тим, що воду активують дією на неї високовольтних імпульсних розрядів із енергією в імпульсі від 312 до 625 Дж та з частотою слідування розрядів від 1 до 4 Гц. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3