Гелиотехнология изделий
На первой — парогазовая фаза наступает и диспергируется в пароэжекторах, на второй — парогазовые пузыри бар - ботируются через слой воды. Образующаяся при этом большая поверхность раздела фаз практически приближает относительную влажность паровоздушной смеси к 100%.
Экономия теплоэнергин достигается за счет отсутствия затрат на преодоление скрытой теплоты парообразования. Производительность гелиоустановки 15000 м3/г, установленная мощность 210 кВт. Установка эксплуатируется круглогодично при температуре от —10 до +60РС, южнее 50° с. ш.
Совмещение в едином комплексе теплогенерирующего и теплоиспользую - щего оборудования позволяет полностью или частично отказаться от сооружения котельных и теплотрасс, а также канализации для отвода конденсата. Гелиоприемники монтируют на кровле промздания.
Дополнительные сведения можно получить в КТБ Стройиндустрия по адресу: 142700, Московская обл., г. Видное, ул. Вокзальная, 23.
Бране, не только рассматривается кяк нагрузка, но и вводится в расчет как часть конструкции с соответствующей жесткостью.
Крупномасштабная модель прямоугольного висячего покрытия с железобетонным опорным контуром имела относительные жесткостные характеристики на сжатие
*= (ЕА)к/Еи( а = 0,69
К изгиб
П — (EJ)|г/Eы / а3 = 4,6-10~5 при / = /м, где /м. Еы — соответственно толщина и модуль упругости мембраны; (£/!))„ (£/)), — соответственно жесткость контура на сжатие и изгиб.
Исследования показали, что максимальные напряжения в листе в центре пролетной конструкции ориентированы параллельно длинной стороне покрытия, максимальные сжимающие усилия и горизонтальные перемещения возникают в контуре по длинной стороне, а максимальные моменты по обе стороны от вута отличаются не более чем на 10%. При этом на 0,9 длины контура между вутами ои сжат с эксцентриситетом продольного усилия, не выходящим за пределы ядра сечения. В углу конструкции в месте примыкания вутов к контуру уже на первых этапах нагружения образуются трещины, которые снижают до 50% жесткость контура на изгиб и перераспределяют изгибающие моменты в контуре, что подтвердило вывод работы [2].
В ходе исследований установлено, что устройство по мембране армированного слоя песчаного бетона приводит к образованию качественно новой, отличной от мембраны, конструкции: висячей железобетонной оболочки с внешним листовым армированием. Уложенный по мембране тонкий слой армированного песчаного бетона не только стабилизирует покрытие, но и включается в работу, уменьшая максимальные усилия и перемещения в ее основных элементах. Данные конструкции покрытий обладают высокой несущей способностью (модель разрушилась при <?=8,2 кПа) и могут быть рекомендованы для широкого применения в строительстве большепролетных зданий. Расчет таких конструкций необходимо выполнять в геометрически нелинейной постановке как гибкой оболочки с учетом жесткостных характеристик армированного бетонного слоя, уложенного по мембране.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Программа расчета пространственных геометрических нелинейных систем («ГАММА - 2»), — Кнев: КневЗНИИЭП, 1973. — 120 с.
2. Людковский И. Г. Опыт замены покрытия промышленного здания без остановки производства с применением висячей оболочки // Обзор. — М.: ВНИИИС. 1986. — Сер. 8. — Вып. 5. — 56 с.
В работе [1] рассмотрено явление, названное «эффектом микронаполнителя», которое заключается в повышении прочности бетона с введением в его состав различных дисперсных минеральных добавок при неизменном В/Ц. При этом сделан вывод, что в основе этого явления лежит, наряду с гидравлической активностью минеральных добавок, также некоторое их свойство, влияющее на прочность бетона, и что в основе этого свойства находится способность частиц добавок коллоидных размеров образовывать центры кристаллизации, дополнительно повышающие прочность бетона
Первая часть вывода противоречит содержанию понятия «эффект микронаполнителя». Так, если минеральные добавки обладают гидравлической активностью, т. е. проявляют вяжущие свойства при взаимодействии с продуктами ■гидратации цемента, то сравнивать бетоны без добавок и с добавками прн равном ВЩ неправомерно аналогично тому, как для получения бетонов равной прочности на цементах различной активности необходимо принимать и различные ВЩ. Может быть именно поэтому в бетонах с добавкой новосибирской золы (Зг). обладающей собственной гидравлической активностью, и ново- уренгойского диатомита (Д) в работе [1] В/Ц выше эталона. Таким образом, формулируя содержание понятия «эффект микронаполнителя» как повышение прочности бетона при В/Ц = сог^, не учитывается проявление добавками микронаполнителя вяжущих свойств.
Со второй частью вывода о роли центров кристаллизации трудно согласиться, поскольку непосредственное действие искусственно вводимых в материал центров кристаллизации заключается в ускорении начальной стадии химического твердения, а многочисленные исследования и практика показывают, что у бетонов с такой добавкой, как зола ТЭС, темп роста прочности в начальные сроки твердения ниже, чем без золы, а в более поздние — выше.
Кроме того, следует остановиться иа рассмотренной модели уплотненной бетонной смеси. Оперируя параметром й (расстояние между частицами цемента), сделано противоречащее логике предположение о том, что при неизменном ВЩ введение в состав бетона микронаполнителя не изменяет б. Оио возникло из-за условного разделения роли минеральной добавки при подборе состава бетона. Одни исследователи считают, что добавка заменяет часть цемента, другие— часть песка. Однако для получения бетона необходимого качества прн заданной технологии на конкретных материалах существует только одно оптимальное соотношение компонентов, которое должно быть одинаковом в обонх случаях. В полученном составе бетона можно установить, в зависимости от преследуемой цели, процентное содержание добавки в вяжущем или в смеси с песком (см. таблицу).
Микронапол Нитель |
В смеси с песком |
Одновременно п смеси с ЦОМІЧІТОМ А смеси с цементом |
Одновременно я смеси с песком |
Ступинская |
10—20 |
25—30 I 20—30 |
10 |
Зола |
! |
||
Ново-Уренгой |
17 |
33 , 30 |
22 |
Ский диато |
J |
||
Мит |
4 |
Добавка как часть песка'. % |
Добавка как часть цемента1, % |
Примечания: 1 — по данным работы [1]; 2 — по данным автора.____________________ |
Автор работы [1] является сторонником введения добавки как части песка. Это привело к представлению о том, что минеральная добавка просто заменяет объем, занимаемый песком, не изменяя структуры цементного теста. Однако она равномерно распределяется в тесте, что при В[Ц=const увеличивает в.
В то же время работой [1] поставлен вопрос, который требует объяснения, поскольку отмеченный эффект существует и подтвержден большим числом эк
спериментальных данных. Анализируя результаты разных авторов, не следует путать В/Ц и В/(Ц+МД). Так, в источнике [2], в таблице составов бетона с золой, в графе В/Ц подразумевается
Рис. 1. Изменение прочности мелкозернистого бетона после пропаривания с ростом количества р вяжущем золы гидроудаления ТЭС - 12 Москвы (о), золы-уиоса от сжигания бурых углей Канско-Ачинского бассейна (б) и молотого песка (в) |
1. Г - B/U=const; 2, 2' — В/(Ц+Кцэ МД) = “const; з, 3'— В/(Ц+МД)=соп$г; 1...S — 0,45; 1'.,.3' — 0,65 Рис. 2. Зависимость коэффициента цементирующей эффективности от активности минеральных добавок (а) н удельной поверхности (б) |
Экспериментальной частью данной работы явилось определение характера изменения прочности мелкозернистого бетона с увеличением в его составе количества добавок н при постоянном факторе прочности бетона, выраженном в виде В/Ц, ВЦЦ+МД) и водовяжущего отношения с учетом вяжущих свойств добавок коэффициентом цементирующей эффективности [3, 4]—В/(Ц+КцаМД). В качестве вяжущего использовали воскресенский портландцемент марки 400. Заполнителем служил песок Москворецкого карьера с Мкр= 1,65. Подвижность бетонных смесей 1 ... 4 см. В качестве добавок использовали золу гидроудале - ння ТЭС-12 Москвы (Зуд=295 м2/кг), высококальциевую золу-унос от сжигания бурых углей Канско-Ачинского бассейна (SyH=481,4 м2/кг) и молотый кварцевый песок (5уд = 119,8 м2/кг). Коэффициент цементирующей эффективности указанных добавок составил 0,75; 0,71 н 0,13. Прочность образцов - кубов с ребром 7 см определяли после пропаривания по режиму 3+4+8+2 ч при температуре изотермического выдерживания 80°С. Результаты испытаний приведены на рис. I.
Как видно из рис. 1, ни В/Ц, ни ВЦЦ+МД) не являются факторами, определяющими прочность бетона с минеральными добавками, поскольку не учитывают различия вяжущих свойств добавок. При учете Кца в водовяжущем отношении прочность бетона изменяется по S-образной кривой вокруг значения прочности исходного (без добавок) состава бетона. Полученный характер изменения прочности соответствует общей закономерности перехода от одного компонента к другому, наблюдаемой в различных материалах: наполненных полимерах, металлах с ростом количества дефектов структуры и др.
Таким образом, экспериментальные результаты, лежащие в основе «эффекта микронаполнителя», объясняются тем, что в работе Ш упоминаются вяжущие свойства добавок, но не учитываются в факторе прочности бетона.
Как показали результаты опытного определения /Сцо на основании прочностных испытаний образцов цементного камня без добавок и с ними, а также в составе мелкозернистого бетоиа, для высокодисперсных высокоактивных {по количеству СаО, поглощенному добавкой из водного раствора извести) добавок (молотые ново-уренгойский диатомит и трепел) Кпэ>1- В то ж<= время для добавок с низкой активностью (молотый известняк, доломит, железорудный концентрат) Кпз= =0,19...0,36 даже при твердении образцов в нормальных условиях. Для объяснения этого результата следует предположить, что /Сцг, отражает появление химической (АХ) и физико-хи-
Мической (АФХ) активности, т. с. Кца»*. (АХ, АФХ).
Из этого следует, что каждая добавка является носителем одновремедно двух видов активности. $
Химический. показатель активности можно представить как функцию отношения AX=[j/cx (а — степень гидратации цемента; Я — степень вовлечения добавки в луццолановую реак-■ цию [5]). ^
В основе физико-химической актив-,| ности лежат, по всей видимости, влия-? ние поверхностной энергии частиц минеральной добавки и величина поверхности, действие которых следует изу - “ чать на стадии формирования структуры цементного камня в бетоне,
Сделанное предположение О ТОМ, ЧТО цементирующая эффективность являет - ся интегральной характеристикой до-"" бавки, включающей два вида возможного проявления активности, подтверждается наличием одновремедной корреляции как между Кцз и активностью добавки, установленной по связыванию СаО из насыщенного ’раствора извести, так и в какой-то степени между Кцз и ее удельной поверхностью (рис. 2).
Таким образом, для минеральных добавок, практически не обладающих химической активностью, Л'цэ определяется показателем физико-химической активности, наличие которой у всех добавок обусловлено их относительно. высо'кой дисперсностью по сравнению с другими заполнителями бетона. Для высокоактивных минеральных добавок велико, кроме того, значение и физикохимического показателя активности из - за чрезвычайно развитой поверхности этих добавок после помола (1200... ...1400 м2/кг), что и является причиной
ТОГО, ЧТО Кца^1.
Выводы
Положительным вкладом работы [1] в рассматриваемый вопрос является выделение явления1 названного эффектом микронаполнителя, в качестве объекта исследования.
Учет вяжущих свойств микроналол - ннтелей (минеральных добавок) коэффициентом цементирующей эффективности в факторе прочности бетоиа В1(Ц~-КаэМД) позволяет объяснить экспериментальные результаты «эффекта микронаполнителя».
Экспериментальные данные по определению коэффициента цементирующей эффективности позволяют предположить, что в основе эффекта от введения в бетон микронаполнителя лежат химические процессы {взаимодействие С лродуктами гидратации цемента) н фи -
Знко-хкмические явления (влияние поверхностной энергии частиц добавки на формирование структуры цементного камня в бетоне).