Основні параметри вібраційного ущільнення бетонної суміші
Основні параметри вібраційного ущільнення бетонної суміші - раздел Химия, ПРЕДМЕТ І ЗАДАЧІ ФІЗИКО-ХІМІЧНОЇ МЕХАНІКИ Навколишній світ та дисперсні системи Ущільнення Суміші Як Пружньов’Язкопластичного Тіла Може Відбутися, Якщо Енерг...
Ущільнення суміші як пружньов’язкопластичного тіла може відбутися, якщо енергетичні параметри зовнішніх впливів достатні для подолання граничного опору зсуву бетонної суміші. При відповідності параметрів вібрації, а саме – амплітудно-частотної характеристики реологічним властивостям бетонної суміші досягається особливий ефект вібраційного впливу як фактора легкоукладальності. У віброваній бетонній суміші, на відміну від недеформованого твердого тіла, коливання часток відбуваються несинхронно і несинфазно, виникають різні амплітуди. Ці особливості коливального руху пов'язані з розходженнями в крупності і масі частинок і зумовлюють виникнення градієнта швидкості зсувних деформацій частинок у дисперсійному середовищі, що і спричинює тиксотропне розрідження суміші в цілому. Необхідною умовою безладного руху зерен заповнювачів є наявність у бетонній суміші порожнеч, зокрема заповнених водою пор. Об'єм цих пор і пустот може збільшуватися у результаті активного тиску, що виникає у середовищі.
Вібрування тим більше впливає на рухливість бетонної суміші, чим ширше діапазон розмірів зерен заповнювача, залучених у коливальний рух, тому що зерна різних розмірів мають неоднакову частоту коливань. Основні параметри вібраційного впливу на бетонну суміш при періодичних синусоїдальних коливаннях - амплітуда (половина розмаху коливань R) і частота коливань f. Для кругових коливань характеристикою частоти є кутова швидкість W. Частотні характеристики вібраційного впливу зв'язані між собою:
W = 2 π f (9.2)
Похідними параметрами, що відбивають інтенсивність коливального руху часток, є:
амплітудна швидкість коливань
V =A· W = 2A π f (9.3)
амплітудне прискорення коливань
а = А W 2=4А π2 f2 (9.4)
інтенсивність несинусоїдальних коливань
(9.5)
інтенсивність синусоїдальних коливань
І = А2 f 3 (9.6)
Слід зазначити, що найбільш повно ефект вібрації характеризується інтенсивністю синусоїдальних коливань, що представляє собою функцію швидкості й прискорення.
Доведено, що однакового ступеня ущільнення бетонної суміші одного і того самого складу можна досягти за однакові проміжки часу при різних сполученнях амплітуд і частот вібрування, якщо між цими параметрами дотримується залежність (9.7). В цьому випадку потужність вібраційних імпульсів, що впливають на бетонну суміш, залишається незмінною:
(9.7)
Інтенсивність вібрування І для більшості бетонних сумішей, що використовуються у будівництві, змінюється від 80 до 300см2·с–3. Частота й амплітуда коливань повинні бути погоджені одна з одною так, щоб забезпечити при вібруванні незатухаючі коливання часток. Знаючи оптимальну інтенсивність коливань суміші по номограмах, можна визначити граничну амплітуду, за якої досягається найкраще ущільнення бетонної суміші.
Амплітуда коливань залежить від розмірів крупного заповнювача бетонної суміші. Із зменшенням крупності заповнювача амплітуда повинна зменшуватися при відповідному збільшенні частоти коливань. При крупності заповнювача 40; 30 і 10мм оптимальна частота коливань відповідно дорівнює 33; 50 і 100Гц. Для дрібнозернистих бетонних сумішей оптимальна частота коливань-133Гц.
Вібрування з високою частотою (більше 100Гц) і малою амплітудою коливань дає високий ефект тиксотропного розрідження цементного тісту й розчину в бетонній суміші. Однак при цьому частки великого заповнювача слабко утягуються в коливальний рух. У результаті розріджене цементне тісто й розчин швидко стікають донизу, а крупні заповнювачі занадто повільно поринають у нього, і рухливість суміші в цілому збільшується незначно (суміш стає неоднорідною). Тому для підвищення ефективності вібраційного впливу доцільно викликати в бетонній суміші різночастотне вібрування. Накладені одна на одну частоти змушених коливань значно підвищують градієнти швидкостей зсувових деформацій. Зміна результуючої амплітуди, а отже й швидкості коливань при накладенні коливань із різними амплітудно-частотними характеристиками, забезпечує несинусоїдальний характер коливального руху часток бетонної суміші. Вплив цього складного коливання відрізняється від впливу кожного з коливань і не може розглядатися як проста сума складових його.
Якщо бетонна суміш, що складається з розчину й великих заповнювачів, буде піддана вібруванню при низьких частотах (порядку 500хв-1), то розчин і заповнювачі набувають практично однакової амплітуди (можливо, заповнювач навіть більшої, у силу резонансу). У результаті заповнювачі будуть коливатися, не викликаючи розрідження розчину.
При збільшенні частоти амплітуда коливань заповнювачів значно зменшиться. Майже вся кінетична енергія коливань акумулюється в такому випадку в розчині, ефект вібрування значно зростає й розрідження розчину приводить до розрідження бетонної суміші в цілому (виникає змащення між зернами великого заповнювача).
Тривалість вібрування залежить від інтенсивності коливань і жорсткості бетонної суміші. Зі збільшенням інтенсивності тривалість ущільнення зменшується й, навпаки, при зменшенні збільшується. Співвідношення між інтенсивністю І1 й тривалістю вібрування t рухливих і малорухомих сумішей може бути виражено емпіричною залежністю (9.8):
(9.8)
де: «к»– показник, що залежить від консистенції суміші, при жорсткості Ж = 5 - 50с «к», = 2.
Оптимальна тривалість вібрування дорівнює показнику жорсткості суміші, помноженому на 4 і збільшеному на 30 с.
Поширення енергії коливань у бетонній суміші - хвильовий процес, що є результатом пружної деформації, що супроводжується зростанням потенційної енергії, яка трансформується потім у кінетичну енергію змушених коливань часток суміші. Залежно від способу передачі коливань хвилі можуть бути плоскими, якщо вібрування здійснюється на вібромайданчику або поверхневим вібратором (знизу нагору або навпаки) і кільцевими, якщо віброзбуджувач розташований усередині бетонної суміші. Поширення хвиль і їхнє згасання в міру віддалення від збудника коливань пов'язане з акустичними параметрами середовища, коефіцієнтом відбиття й заломлення хвиль на границях розподілу середовищ.
Процес поширення коливань у бетонній суміші можна поділити на два етапи. На першому етапі коливання передаються від вібрувального органа до середовища, при цьому ефективність ущільнення можна оцінити коефіцієнтом передачі коливань у суміші (Кс):
Кс = Іс / Ів (9.9)
де: Іс, Ів – інтенсивність коливань суміші і вібрувального органа, см2·с–3, відповідно.
На другому етапі коливання поширюються в бетонній суміші. Внаслідок того, що – бетонна суміш є пружнов’язкопластичним тілом, енергія коливань у суміші в міру віддалення від джерела коливань поглинається, амплітуда вібрації затухає. У процесі вібрування змінюються реологічні характеристики бетонної суміші, тому характер поширення коливань також змінюється в процесі ущільнення. При розміщенні збудника коливань усередині бетонної суміші амплітуда частинок затухає за експоненційним законом (9.10):
(9.10)
для плоских хвиль:
(9.11)
де: А1, А2 – амплітуда коливань на відстані r1 і r2 від вібратора; h – товщина шару бетонної суміші, що ущільнюється, β – коефіцієнт затухання коливань у бетонній суміші.
За експериментальними даними коефіцієнт βзалежить від консистенції бетонної суміші, частоти коливань, форми й розмірів зерен заповнювачів і виду хвиль. Для кільцевих хвиль β = 0,02-0,08 см-1 при f = 150–200Гц, для плоских хвиль β = 0,07-0,1см-1 при f = 50-100 Гц.
Амплітуда коливань згасає за експоненційним законом тільки в межах товщини вібрувального шару. Якщо ця умова не виконується, необхідно враховувати вплив відбитих від границь виробу хвиль і можливість власних коливань усього ущільненого шару.
Зі збільшенням рухливості та ступеня ущільнення суміші затухання коливань зменшується, а швидкість їхнього поширення зростає до граничного, відповідно до даних умов коливань. В одній і тій же бетонній суміші коливання високих частот затухають більш інтенсивно, ніж низьких.
Навколишній світ та дисперсні системи
Навколишній світ існує багато в чому завдяки існуванню тіл, що створені сполученням, злипанням, зростанням найтонших часток (їх коагуляції) або, навпаки, здатності цих часток знаходитись у завислом
Особливості властивостей колоїдних систем
1.4.1. Всі колоїдні системи здатні розсіювати світло (опалесціювати). Якщо через колоїдну систему пропустити пучок проміння, що сходиться, поставивши між джерелом світла
Короткий історичний огляд
Перша робота, яка згодом послужила народженню фізико-хімічної механіки, відноситься до 1928 р. і пов'язана з адсорбційним пониженням міцності твердих тіл. П.О. Ребіндер встановив, що розколювання н
Поверхнева енергія і її природа
Поверхневі шари на межах тіл поводяться абсолютно інакше, ніж в об'ємі кожного граничного тіла.
Змочування і набухання
Явище змочування спостерігається на межі розділу трьох фаз, одна з яких звичайно є твердим тілом (3), інша рідиною, наприклад водою (1) і третя газом (2) (рис. 2.3). При неповному змочуванні рідка
Спонтанні процеси на межі розділу фаз
З термодинаміки відомо – система знаходиться в стійкій рівновазі, якщо її вільна енергія мінімальна в даних умовах:
F = Fmin (2.21)
Якщо над
Теорія мономолекулярної адсорбції Ленгмюра
Розглянуто на прикладі газ – тверде тіло – Г/Т.
Передбачається: тверда поверхня однорідна, тобто активні центри поверхні мають залишкові валентності і здатні зв'язати кожний по одній молек
Полімолекулярна адсорбція
Поряд з ізотермою адсорбції, що наведено на рис. 3.3, часто на практиці зустрічаються ізотерми без прямолінійної ділянки, що паралельна осі абсцис і відповідає насиченню поверхні адсорбенту молекул
Рівняння Гіббса. Двомірний тиск
Величина адсорбції Г (моль∙см-2) визначається як надлишок маси даного (адсорбованого) компонента, що припадає на одиницю площі поверхневого шару:
Правило Дюкло-Траубе
Адсорбція та орієнтація молекул поверхнево-активних речовин на поверхні розділу фаз – це самовільні процеси, що приводять до мінімуму вільної енергії системи. Знаходячись
Правило зрівнювання полярності П.О. Ребіндера.
Відповідно до цього правила речовина С може бути сорбованою на поверхні розподілу фаз А і В, якщо вона в результаті своєї присутності в поверхневому шарі буде вирівнювати різницю полярності цих фаз
Склад і фізико-хімічна природа ПАР
Речовини, що при розчиненні навіть у дуже малих концентраціях здатні різко знижувати поверхневий натяг розчинника, називають поверхнево-активними речовинами (ПАР), а їх властивість знижувати поверх
А. Мила карбонових кислот
1. Карбоксильна група пов’язана безпосередньо з гідрофобним радикалом. Надалі розподілення залежить від характеру гідрофобного радикала (наприклад, мила жирних кислот, каніфольні мила і ін.).
Катіоноактивні ПАР
Катіоноактивні ПАР підрозділяються на наступні основні групи: аміни різного ступеня заміщення і четвертичні амонієві основи, азотвмісні основи (гуанідини, гідрадини, гетероциклічні сполуки і т. ін.
Класифікація ПАР за механізмом дії
За механізмом дії ПАР поділяються на чотири основні групи:
4.5.1. До першої групи відносяться речовини, поверхнево-активні на границі рідина – газ, і насамперед
Класифікація ПАР за механізмом дії
За механізмом дії ПАР поділяються на чотири основні групи:
4.5.1. До першої групи відносяться речовини, поверхнево-активні на границі рідина – газ, і насамперед
Використання ПАР в техніці
На даний час ПАР широко використовують у багатьох галузях господарства. Наприклад, у текстильній і паперовій промисловості, у виробництві косметики, фармацевтичних, бактерицидних, фунгіцидних і зас
Будова колоїдних міцел
Частки дисперсної фази ліозолів несуть на своїй поверхні заряд, що обумовлений наявністю на їх поверхні подвійного електричного шару, який представляє собою тонкий поверхневий шар із просторово роз
Стійкість і коагуляція дисперсних систем
Існує два поняття – агрегативна і кінетична нестійкість дисперсних систем. Агрегативна нестійкість виявляється в самовільному утворенні агрегатів з часток дисперсної фази системи з наступним їхнім
Молекулярно-адсорбційна стабілізація дисперсних систем
У неполярному дисперсійному середовищі частки дисперсної фази позбавлені електричного заряду. Електричний фактор стабілізації відсутній. Між дисперсними частками діють тільки сили взаємного притяга
Поняття про структурно-механічні властивості
Найважливіші властивості фізичних тіл, насамперед твердих тіл, їх механічні властивості: в'язкість, пружність, пластичність, міцність. Вони визначають здатність тіл чинити опір руйнуванню під дією
Загальні відомості про структуроутворення в дисперсних системах
Згідно з уявленнями П.О. Ребіндера, структури в колоїдних і мікрогетерогенних системах можна розділити на коагуляційні (тиксотропно-оборотні) і конденсаційно-кристалізаційні (необоротно руйнуються)
Деформації і течії
Реологія – наука про деформації і течії різноманітних реальних тіл.
Реологія – це наука про поведінку матеріалів (систем, тіл) з вра
Методи реологічного моделювання
Для характеристики тіл з комплексними властивостями використовують класичний для реології спосіб механічного моделювання. Структурними елементами реологічних моделей є пружина, поршень (або куля) т
Методи реологічного моделювання
Для характеристики тіл з комплексними властивостями використовують класичний для реології спосіб механічного моделювання. Структурними елементами реологічних моделей є пружина, поршень (або куля) т
Методика побудови реологічних кривих
В'язкість можна вимірити при постійному крутильному моменті (постійне навантаження), прикладеному до однієї з поверхонь, чи при постійній швидкості обертання однієї з поверхонь
Моделі і рівняння течії структурованих дисперсних систем
У світлі молекулярно-кінетичних уявлень процес течії структурованих рідин, на відміну від ньютонівських, складається з декількох елементарних актів. Якщо немає зовнішньої зрушувальної сили, тиксотр
Моделі і рівняння течії структурованих дисперсних систем
У світлі молекулярно-кінетичних уявлень процес течії структурованих рідин, на відміну від ньютонівських, складається з декількох елементарних актів. Якщо немає зовнішньої зрушувальної сили, тиксотр
Моделі і рівняння течії структурованих дисперсних систем
У світлі молекулярно-кінетичних уявлень процес течії структурованих рідин, на відміну від ньютонівських, складається з декількох елементарних актів. Якщо немає зовнішньої зрушувальної сили, тиксотр
Моделі і рівняння течії структурованих дисперсних систем
У світлі молекулярно-кінетичних уявлень процес течії структурованих рідин, на відміну від ньютонівських, складається з декількох елементарних актів. Якщо немає зовнішньої зрушувальної сили, тиксотр
Формування структури цементного каменю
За сучасними поглядами, у початковий період (перша стадія гідратації) при змішуванні цементу з водою в процесі гідролізу трикальцієвого силікату виділяється гідроксид
Фізичні основи ущільнення і формозміни бетонних сумішей
Свіжоприготовлена бетонна суміш має пухку нестабільну структуру з високою пористістю (П0 до 15%) і значним об'ємом залученого повітря (особливо при низькому водоутриманні суміші). Необхі
Вібродиспергування та виброперемішування суміші
Вібродиспергування. Робота, що необхідна для руйнування твердого тіла, не залежить від того, яка машина буде використана для подрібнення. Роботу руйнування можна підраховувати
Шляхи інтенсифікації ущільнення сумішей
9.4.1. Принциповий зміст процесу перемішування сумішей
Технологія виробництва асфальтових та дьогтевих бетонних сумішей і бетонів складається з двох осно
Шляхи інтенсифікації ущільнення сумішей
9.4.1. Принциповий зміст процесу перемішування сумішей
Технологія виробництва асфальтових та дьогтевих бетонних сумішей і бетонів складається з двох осно
Бітумополімерні в’яжучі і асфальтобетони на їх основі
Органічні в'яжучі речовини являють собою групу природних чи штучних термопластичних твердих, в’язкопластичних чи рідких речовин, що складаються із суміші органічних, від
Бітумополімерні в’яжучі і асфальтобетони на їх основі
Органічні в'яжучі речовини являють собою групу природних чи штучних термопластичних твердих, в’язкопластичних чи рідких речовин, що складаються із суміші органічних, від
Склад, структура і властивості нафтових дорожніх бітумів
Під терміном «бітум» розуміють суміш рідких, напівтвердих чи твердих сполук вуглецю і водню, що містять у невеликій кількості кисень-, сірку- й азотовмісні речовини і метали, а також значну кількіс
Галузь застосування.
10.3.1. Визначення. Склад. Класифікація.
– Дорожні бітумні емульсії являють собою дисперсні системи з двох не розчинних одна в одній рідин. Перша
Бітумні емульсії – мікрогеторогенні дисперсні системи
Дослідники розглядають емульсію як дисперсну мікрогетерогенну стабілізовану систему рідина – рідина. У емульсії виділяють дві фази: дисперговану (переривну) і диспергуючу (або непереривну). На пове
Технологія виробництва
Процес утворення емульсії складається з розподілення однієї рідини в іншій і утворення стійких крапель при наявності ПАР у системі, яка знижує поверхневий натяг середовища. Рідина з низьким поверхн
Приготування аніонної і катіонної емульсій.
Температуру бітуму і розчину емульгатору визначають таким чином, щоб сума цих двох температур не перевищувала 2000С. В противному випадку може відбутися закипання суміші бітуму і розчину
Фізико-механічні властивості та технологічні вимоги.
Згідно з вимогами ДСТУ БВ.2.7-2005 “Емульсії бітумні дорожні” вони повинні відповідати наступним вимогам (табл. 10.8).
Емульсії повинні бути стійкими при транспортуванні, тобто не повинно
Галузі застосування.
Таблиця 10.9
Клас емульсії
Вид роботи
ЕА - Ш
ЕАМ – Ш
Доглядання за свіжоукладеним цементобетоном і цементогрун
Водостійкість асфальтополімербетонів
Використання бітумів, що модифіковані полімерами (БМП) у промислово розвинених країнах набирає усе більш широкі масштаби. Близько 10 % всіх застосовуваних у дорожньому будівництві бітумів модифікую
Дьогтебетон
Дьогтебетон – це штучний будівельний матеріал, одержуваний ущільненням перемішаної до однорідного стану при оптимальній температурі суміші дьогтю, щебеню, піску і мінерального поро
Асфальтобетон
Відповідно до ДСТУ Б В. 2. 7 – “Суміші асфальтобетонні і асфальтобетон дорожній та аеродромний” асфальтобетонні суміші підрозділяються на щебеневі, гравійні і піщані.
За температурою уклад
РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА ДО ВИВЧЕННЯ ТЕОРЕТИЧНОГО МАТЕРІАЛУ
1. Баженов Ю.М. Технология бетона. – М.: Высш. шк., 1987.– 415 с.
2. Берлин А.А., Басин В.Е. Основы адгезии полимеров. М.: Химия, 1969. – 319 с.
3. Братчун В.И., Золотарёв В.А. Мо
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
(9.5)
(9.7)
(9.8)
(9.10)
(9.11)
Новости и инфо для студентов