В лабораторных условиях был изготовлен электромагнитный вибратор, обеспечивающий плавное изменение частоты вибраций в диапазоне от 50 до 2000 Гц. В качестве источника переменного тока звуковой частоты был приме­нен стандартный звуковой генератор с диапазоном частот от 20 до 20 000 Гц.

Переменный ток требуемой звуковой частоты от звукового генератора по­давался на усилитель, который повышал мощность тока звуковой частоты до 100-120 Вт, а с него - на специальным образом изготовленный вибратор.

Вибратор представлял собой мощный динамик (80-100) Вт, диффузор которого был заменен пустотелым узким конусом; к концу диффузора была прикреплена жесткая мембрана, выполняющая функцию источника колеба­ний. Конус, мембрана и звуковая катушка в совокупности представляли собой подвижную часть вибратора. Принцип действия устройства состоял в том, что переменный ток звуковой частоты подавался на звуковую катушку динамика и приводил в колебательное движение конус с мембраной, благодаря чему созда­вался вибрационный эффект.

Сопротивление звуковой катушки динамика составляло 5 Ом, а ток под­держивался постоянным - 4 А, поэтому потребляемая мощность оставалась не­изменной:

W = PR = 42'5 = 80 Вт

Нужное напряжение в цепи усилителя устанавливалось с помощью реоста­та, а точная настройка осуществлялась регулятором громкости.

Амплитуда колебаний вибратора регулировалась путем изменения вели­чины зазора между катушкой электромагнита и сердечником вибратора.

Примечание:

Данные в таблице приведены по стандартам, относящимся к 1959 г.

Цемент «Б» является белитовым, и его активность, несмотря на более высокую тонкость помола, оказа­лась ниже, чем у цемента «А»

Таблица 8.1.1-1

Опыты по виброактивации цементных паст проводились на двух порт - ландцементах - «А» и «Б», обладающих следующими характеристиками (см. Таблицу 8.1.1-1).

Цементное тесто приготовлялось вручную, перемешиванием воды и це­мента в металлической чашке. Ввиду небольшой мощности вибратора объем замеса составлял 1,5 л. Из одного замеса изготовлялись и контрольные образцы (невибрированные), и с виброобработкой.

Цементное тесто, подлежащее виброобработке, помещалось в круглую стеклянную банку емкостью 2 л. Банка устанавливалась под вибратором. Ви­братор был прикреплен к подвижной раме станины вибрационной установки; рама при помощи ходового винта с прямоугольной нарезкой могла опускаться и подниматься.

При опускании вибратора его рабочая часть погружалась в банку с цемент­ным тестом, а после окончания виброобработки извлекалась из нее обратным движением винта.

Малая мощность вибратора и соответствующий объем замеса продикто­вали переход к изготовлению образцов с последующим испытанием на прессе усилием 5 т. Форма образцов была принята цилиндрическая, диаметром 3,0 см и высотой 4,5 см.

Из одного замеса цементного теста изготовлялось несколько групп образ­цов (по 6 штук): первая (контрольная) - без виброобработки, остальные - при различной продолжительности виброобработки (от 1 до 20 минут).

Хранились образцы во влажных опилках в помещении с температурой воз­духа + 14-18 °С. Испытание и сравнение результатов производилось в возрасте 7 дней.

Из результатов испытания шести образцов вычислялось среднеарифмети­ческое значение. Если прочность одного или двух образцов отличалось от сред­неарифметической больше чем на 15 %, то вычисление среднеарифметического значения прочности производилось вторично, исключив из партии образцы со значительными отклонениями.

Виброактивация проводилась на частотах 50, 200 и 450 Гц при различных амплитудах, разной длительности вибрации и разных водоцементных соотно­шениях.

Наиболее оптимальными оказались следующие параметры вибровоздей­ствия: амплитуда - 0.15 мм, частота - 200 Гц. Эти результаты сведены в табли­цу 8.1.1-2.

Сравнение результатов виброактивации цементов «А» и «Б» подтверждает существенное влияние минералогического состава цемента на эффект виброо­бработки.

Оптимальное водоцементное отношение для цемента «Б» оказалось рав­ным 0,22, то есть 0,88 от нормальной густоты этого цемента.

Для цемента «А» оптимальное В/Ц составляет 0.96 нормальной густоты. При опытном определении оптимального В/Ц можно рекомендовать ориенти­роваться на В/Ц, равное 0,9 нормальной густоты с небольшими колебаниями в обе стороны от этого значения.

Разница в минералогическом составе особенно ярко проявилась в количе­ственном эффекте виброактивации. Коэффициент повышения прочности для

Цемента «А» оказался равным 1,23, для цемента «Б» - 1,63 (прирост относи­тельной прочности по сравнению с необработанным цементом - 23 % и 64 % соответственно).

Результаты опытов, проведенных с применением вибратора звуковой ча­стоты, приводят к следующим выводам:

1. Оптимальный расход воды на увлажнение активируемого цемента со­ставляет определенную долю от расхода воды на затворение того же це­мента для получения теста нормальной густоты (НГ).

2. Эффект от длительности виброобработки проявляет себя нелинейно: он нарастает в первые минуты, затем стабилизируется. При длительной ви­броактивации наблюдается снижение полученного эффекта.

3. Степень проявления эффекта виброактивации в значительной степени зависит от минералогического состава цемента.