Измерение В/Ц и влажности инертных материалов

Точное измерение В\Ц производится в лабораторных условиях.

Исследования показали, что для вступления всего объема цемента в реакцию требуется вода в количестве ~15% массы цемента. Но для приготовления бетонной смеси необходимо больше воды – от 30 до 60% от массы цемента, что придает бетонной смеси необходимую удобоукладываемость. В то же время избыточная вода ухудшает характеристики бетона. Чем больше воды, тем ниже прочность бетона при одном и том же количестве используемого цемента.

 Для приготовления бетона используют водопроводную питьевую или природную очищенную воду. Главное, чтобы вода для приготовления бетона не содержала компонентов, способных отрицательно повлиять на процесс твердения или другие свойства бетона, а также нарушить антикоррозионную защиту арматуры.

Не вступившая в химическую реакцию вода может:

• остаться в бетоне в виде водяных пор и капилляров;
• испариться, образовав воздушные поры.

От водоцементного соотношения зависит также марка бетона, которая должна соответствовать требованиями СНиП 2.03.11-85.

Измерение влажности инертных материалов и  стабилизация водоцементного отношения

Измерение влажности песка и щебня, поступающих в БСУ возможно в двух местах: при дозировании песка на подающем транспортере и непосредственно в бетономешалке.

Важнейшей характеристикой качества бетонных смесей является неизменность технических параметров в последовательных замесах. Одним из основных интегральных параметров, позволяющих быстро выполнить анализ качества получаемой бетонной смеси, является ее подвижность. Наибольшее влияние на подвижность бетонных смесей оказывает количество воды, а точнее водоцементное отношение, которое. Таким образом, одной из задач по контролю качества бетонных смесей является стабилизация водоцементного отношения, которое в идеальном случае должна была бы выполняться в две стадии. На первой — осуществляется измерение влажности песка и щебня в процессе их дозирования и в соответствии с полученными результатами, выполняется корректировка расхода заполнителей для получения точного рецептурного значения.

 В первом случает это выглядит таким образом.

Рис.1. Датчик помещается над ленточным питателем.

На этой стадии осуществляется измерение влажности песка и щебня в процессе их дозирования и, в соответствии с полученными результатами, выполняется корректировка расхода песка для получения точного рецептурного значения.

На второй стадии производится интегральное измерение влажности заполнителей и, в зависимости от результатов данного измерения, осуществляется корректировка расхода воды. Датчики могут устанавливаться в том числе и в смесителе. Однако, такой метод достаточно дорогой, поскольку с одной стороны требует установки нескольких датчиков влажности, а с другой, определение влажности заполнителей в момент дозирования может быть выполнено только при использовании ленточных питателей.

Это требование обусловлено тем, что только в такой конструкции можно создать условие, когда заполнители одинаковой толщины будут подаваться мимо датчика и с фиксированной скоростью, т.е. будут созданы условия, когда колебания плотности заполнителей не будут влиять на показания влажности, фиксируемые датчиком.

Поэтому на практике зачастую используется одностадийный метод измерения влажности в процессе перемешивания бетонной смеси.

Используется метод, основанный на применении микроволнового зонда. Для определения соответствия между измеренной зондом величиной и реальным значением влажности выполняется калибровка прибора и осуществляется построение зависимости. Микроволной зонд, как и любой другой лабораторный прибор, выполняет измерения в пределах своей паспортной погрешности при одинаковых внешних условиях. Если изменяются внешние условия, т.е. меняются физико-химические свойства материалов, загружаемых при очередном замесе и требуется повторная калибровка.

В российских условиях, очень часто характеристики и влажность заполнителей изменяются. Это происходит вследствие их естественной сепарации при погрузке-разгрузке и попадание воды. под действием дождя, снега, ветра (при применении открытых складов), использовании грязных вагонов при транспортировке, несоблюдении норм производства и т.д. Таким образом, нельзя полностью полагаться на показания микроволнового датчика влажности и осуществлять полностью автоматическую корректировку. В условиях реального производства предлагается комплекс мер, который помогает оператору производить качественную бетонную смесь. К данному комплексу мер относятся:

• измерение активной мощности потребляемой смесителем;
• измерение влажности смеси заполнителей в смесителе и автоматическая стабилизация в/ц на основе полученных данных;
• установка системы видео наблюдения за процессом приготовления бетонной смеси в смесителе;
• комплектование смесителя устройством отбора проб бетона без его остановки.

При работе смесителя в штатном режиме осуществляется стабилизация водоцементного отношения посредством обработки аналогового сигнала, полученного с микроволнового датчика влажности на основании ранее выполненной калибровки. Если значения рассчитанной порции воды укладываются в допустимый диапазон, то работа происходит в автоматическом режиме. Если же расчетное значение дозы воды выходит за допустимый диапазон, то программа ждет подтверждения оператора, о применимости рассчитанного ею значения дозы воды, либо ее корректировки. Аналогично происходит и работа с системой измерения активной мощности, потребляемой электроприводом (электроприводами) смесителя. Если измеренная мощность находится в заданном диапазоне, система после окончания рецептурного времени смешивания позволяет выгрузить замес. В противном случае требуется подтверждение оператора.

Видеонаблюдение в смесителе реализуется посредством высокочувствительной видеокамеры с инфракрасной подсветкой. Объектив камеры автоматически закрывается задвижкой при загрузке заполнителей и цемента для предотвращения его повреждения. Для хорошей работы системы требуется активная аспирация смесителя. Оператор наблюдает за процессом перемешивания бетона и оценивает подвижность смеси по инверсному следу, оставляемому лопатками.

Рис. 2. Схема системы визуального контроля процесса смешивания в бетоносмесителе производства ГК «Элтикон».

1 – блок питания и управления;

2 — стальной цилиндрический корпус с высококачественной цветной видеокамерой с инфракрасной подсветкой;

3 — запирающая ножевая заслонка;

4 — пневматический привод;

 5 — телевизионный приемник с цветным ЖКИ-монитором.

В случае сомнений в качестве бетонной смеси, у оператора имеется возможность, не останавливая замес, взять пробу бетона посредством пробоотборника.

Существует прямой метод измерения подвижности бетонной смеси, основанный на применении прибора Visco Probe (производства датской компании Convi). Прибор основан на измерении реологии бетонных смесей. Однако он не нашел большого применения в России по причине высокой стоимости самого прибора.

Рис. 3. Прибор Visco Probe производства датской компании Convi.

Гомогенность бетонной смеси характеризуется как случайными вариациями в компонентах бетона (заполнителей, цемента и т.д.), так и макроскопическими свойствами самого бетона, которые в свою очередь зависят от содержания воздуха, воды и крупного заполнителя в бетонной смеси, распределения и количестве воздушных пор, наличия агломератов песка или цемента. Измерение В\Ц дает точность достаточно грубую, которая имеет смысл только при подборе воды для товарного бетона. Эта точность начинается с 10 л. При корректировке подвижности бетонной смеси для линии безопалубочного формования требуется использовать точность до 1-2 литров.

Именно поэтому, показатель В\Ц технологи, занимающиеся эксплуатацией технологий безопалубочного формования практически не используют.

Чаще всего используется визуальный контроль в процессе виброформования бетонной ленты ЖБ изделия, а коррекции вносит технолог или оператор формовочной машины. Процедура подбора бетонной смеси описана в 4 Главе этого пособия.

Авторским коллективом AО «Строительные Технологии и Машины» в составе Копша С.П. и Заикин В.А, под редакцией эксперта РАН, д.т.н., профессора Львовича К.И. подготовлено Методическое пособие «Подбор состава бетонной смеси для российской технологии изготовления преднапряженных железобетонных изделий методом непрерывного виброформования на длинных стендах«.

В Методическом пособии подробно рассказывается об основных методиках подбора составов бетонных смесей.
По вопросам приобретения Методического пособия и за консультациями просим обращаться:

+7 903 722 02 98

stm-moscow@mail.ru

Виктор Александрович Заикин