Материал: 1082
|
5-я |
28,5 |
1-30 |
5-20 |
+ |
24,3 |
Цемент |
6-я |
28,0 |
1-20 |
5-15 |
+ |
23,0 |
60 %, |
7-я |
28,5 |
1-25 |
5-15 |
- |
24,9 |
зола 40 % |
измельч. при |
|
|
|
|
|
|
оптим. реж. |
|
|
|
|
|
Примечание. «+» – образцы выдержали испытания на равномерность изменения объема; «–» – не выдержали.
Водоотделение имеет большое значение для получения однородного бетонного тела для надежного сцепления твердеющего вяжущего с заполнителем. В зависимости от условий использования смесей, целесообразно знать и регулировать водоудерживающую способность вяжущих. Характер изменения данного свойства в зависимости от состава смеси приведен в табл. 7.15. Полученные результаты свидетельствуют о том, что введение золы в цемент увеличивает водоотделение причем чем меньше сроки схватывания исследуемых смесей (у измельченных составов), тем меньше их водоотделение.
Для определения активности золоцементного вяжущего проводится испытание образцов-балочек из золоцементо–песчаного раствора состава 1:3 малопластичной консистенции с водоцементным отношением 0,4 (ГОСТ 310.4), по определению прочности при сжатии и прочности при изгибе.
Из полученных результатов (см. табл. 7.16) видно, что механическая обработка смешанного вяжущего в дезинтеграторе позволяет не только сохранить свои прочностные показатели, но и увеличить их до марки 400.
Таблица 7.16
Показатели прочности образцов-балочек на золоцементного вяжущем, испытанных через 28 суток твердения в воде
Состав смеси |
№ пробы |
Предел прочности, МПа |
||
|
|
|||
при изгибе |
при сжатии |
|||
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
4,57 |
10,78 |
|
Цемент 100 % |
неизмельч. |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
2 |
3,21 |
8.03 |
|
Цемент 60 %+ |
3 |
1,88 |
4,56 |
|
4 |
4,19 |
6,40 |
||
зола 40 % |
неизмельч. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
5,90 |
41,38 |
|
|
6 |
6,08 |
44,25 |
|
Цемент 60 %+ |
7 |
5,22 |
40,50 |
|
зола 40 % |
измельч. |
|
|
|
|
|
|
|
|
7.4. Методика выбора рациональных параметров дезинтегратора
Целью настоящего раздела является установление возможности регулирования качества золоцементного вяжущего за счет выбора рациональных параметров дезинтегратора.
В данном случае выбор рациональных параметров дезинтегратора должен производиться по алгоритму, приведенному на рис. 7.11. Необходимо учитывать зависимость прочности золоцементного вяжущего Rсж от энергии активации при изменении действующего напряжения на материал (рис. 7.12). При этом исходными данными для расчета оптимальной скорости служат экспериментальные зависимости прочности RСЖ, энергии активации U золоцементного вяжущего и энергозатрат Э, затраченных на его измельчение (рис.7.13).
1.Ввести основные параметры дезинтегратора
2.Ввести требования к качеству золоцементного вяжущего
3.Ввести параметры сырья
5.Расчет:
1.Расчет необходимого значения энергии активации
2.Расчет необходимого значения энергии удара
3.Расчет скорости вращения дисков
4. Изучить исходные параметры сырья
Критерии оптимальности процесса
Э Эmin U Umin
Rсж Rсжmax
6. Блок оптимизации 
7. Вывод на печать Rсж, 1 , 2 , З/Ц, ц
|
Рис. 7.11. Алгоритм выбора основных параметров дезинтегратора |
|||||||||
Rсж, |
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МПа |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ц/З=60/40 |
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ц/З=100/0 |
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
130 |
135 |
140 |
145 |
150 |
155 |
160 |
165 |
170 |
175 |
|
|
|
|
|
U, kДж/моль |
|
|
|
|
|
|
Рис. 7.12. Зависимость прочности золоцементного |
|
||||
|
|
|
вяжущего от энергии активации золоцементного |
|
||||
|
|
|
|
|
вяжущего |
|
|
|
|
Rсж, U, кДж/моль Э, кВт.ч |
|
|
|
|
|||
|
МПа |
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
170 |
|
|
U |
|
Rсж |
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
160 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
40 |
150 |
5 |
|
|
|
|
Э |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
140 |
3 |
|
|
|
|
|
|
20 |
130 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
|
|
|
|
|
|
|
, с-1 |
|
|
Рис. 7.13. Зависимость прочности, энергии активации, энергозатрат от скорости |
|||||||
|
|
|
|
вращения роторов дезинтегратора |
|
|
||
Для золоцементного вяжущего Ц/З=100/0 %: |
|
Rсж = аU + b, |
(7.14) |
где а, b – корреляционные коэффициенты; а = –0,674 моль/м3; b = |
|
130,162 МПа. |
|
Для золоцементного вяжущего Ц/З=60/40 %: |
|
Rсж = сU2 + dU + e, |
(7.15) |
где с, d, e – корреляционные коэффициенты; с = 0,089 моль/м3; d =
1,411 моль/м3; е = 2,968 МПа.
Критерием оптимизации является функция прочности изделия золоцементного вяжущего в зависимости от отношения энергии активации к полной энергии ударного взаимодействия (рис.7.14). Он показывает соотношение энергии активации и расходуемой энергии, при которой наблюдается наибольшая прочность золоцементного вяжущего.
На графике (рис. 7.14) хорошо видна точка экстремума, которая равна численному значению 14 1/моль отношения переданной энергии от дезинтегратора к измельчаемому золоцементному материалу к полной механической энергии. При этом экстремальная точка соответствует оптимальной скорости вращения роторов дезинтегратора, равной 50 с-1 (см. рис.7.13). Дальнейшее увеличение скорости ведет к повышению энергозатрат на измельчения и к уменьшению прироста прочности готового изделия из золоцементного вяжущего, что в итоге ведет к уменьшению эффективности процесса измельчения.
Вышеуказанные зависимости (см. рис. 7.13, 7.14) получены при фиксировании конструктивных параметров дезинтеграторной установки. Поэтому при изменении конструкции дезинтегратора для выявления оптимальной скорости вращения роторов следует найти свои экспериментальные значения прочности RСЖ, энергии активации U золоцементного вяжущего и энергозатрат Э, затраченных на его измельчение.
Rсж, |
|
|
|
|
|
|
МПа |
|
|
|
|
|
|
52 |
|
|
|
|
|
|
48 |
|
|
|
|
|
|
44 |
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
36 |
|
|
|
|
|
|
10 |
14 |
18 |
22 |
26 |
30 |
34 |
|
|
|
|
|
|
U/Э, |
|
|
|
|
|
|
1/моль |
Рис.7.14. Зависимость прочности изделия от отноше- |
||||||
|
ния энергии активации к энергозатратам |
|
||||
7.5. Технологический регламент получения золоцементного вяжущего
1. Общая характеристика производства.
Настоящий технологический регламент распространяется на выпуск одной партии механоактивированного золоцементного вяжущего для укрепления грунтов. Механоактивированное золоцементное вяжущее – вяжущее, в состав которого входит 40 % золы и 60 % цемента, прошедшие механическую обработку в дезинтеграторе. Производство состоит из одной технологической линии, размещенной в заводском цехе.
Данный технологический регламент предусматривает отработку технологического процесса получения золоцементного вяжущего, подбор оптимальных технологических параметров, а также физико-механических показателей продукции.
2. Характеристика производимой продукции.
Техническое наименование получаемого продукта – механоактивированное золоцементное вяжущее (МЗЦВ). Количество МЗЦВ зависит от вида применяемой для его производства золы, используемого типа и марки вяжущего – цемента, а также от режимов обработки МЗЦВ в дезинтеграторе. МЗЦВ должно соответствовать нормам, указанным в табл. 7.17.
|
|
|
Таблица 7.17 |
Характеристика золоцементного вяжущего |
|||
Наименование показателей |
|
Значение по нор- |
Метод испы- |
|
мам |
|
тания |
Тонкость помола (сито № 008) |
|
85% |
ГОСТ 6613-86 |
Предел прочности, МПа, не менее |
|
|
|
при изгибе |
|
4,4 |
ГОСТ 10178-85 |
при сжатии |
|
29,4 |
ГОСТ 10178-85 |
|
|
|
|
Равномерность изменения объема |
|
|
ГОСТ 10178-85 |
при испытании образцов кипячение в |
|
|
|
воде |
|
|
|
Сроки схватывания |
|
|
|
начало, мин, не ранее |
|
45 |
ГОСТ 10178-85 |
конец, ч, не позднее |
|
10 |
|
3. Характеристика исходных материалов.
Характеристика исходных материалов приведена в табл. 7.18. 4. Технологический процесс получения МЗЦ вяжущего.
4.1. Описание процесса.
Определенные пропорции золы и цемента подаются для механической обработки в дезинтегратор. Работа дезинтегратора при этом производится в оптимальных режимах, которые соответствуют скорости вращения правого и левого дисков роторов 50,00 с-1 и 33,33 с-1 соответственно. Для повышения эффективности процесса механоактивации размер бил к перифе-