RU2440959C1 - Method of preparing concrete mixture - Google Patents
Method of preparing concrete mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2440959C1 RU2440959C1 RU2010132762/03A RU2010132762A RU2440959C1 RU 2440959 C1 RU2440959 C1 RU 2440959C1 RU 2010132762/03 A RU2010132762/03 A RU 2010132762/03A RU 2010132762 A RU2010132762 A RU 2010132762A RU 2440959 C1 RU2440959 C1 RU 2440959C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- mixer
- activator
- concrete
- anolyte
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства, а именно к технологии приготовления бетонных смесей и изделий из них.The invention relates to the field of construction, and in particular to a technology for the preparation of concrete mixtures and products from them.
Известен способ активации цементного теста путем воздействия знакопеременного постоянного тока в электроактиваторе [1].A known method of activating a cement paste by exposure to alternating direct current in an electric activator [1].
Недостатком данного способа является его низкая производительность, а также необходимость применения электрооборудования для выпрямления промышленного тока и его знакопеременного воздействия на цементное тесто.The disadvantage of this method is its low productivity, as well as the need to use electrical equipment for rectification of industrial current and its alternating effect on cement paste.
Кроме того, развитая внутренняя поверхность электроактиватора, соприкасающаяся с бетонной смесью, затрудняет процесс ее очистки от налипшего цементного теста.In addition, the developed inner surface of the electroactivator in contact with the concrete mixture complicates the process of cleaning it from adhering cement paste.
Известен способ раздельного приготовления бетонной смеси путем предварительного приготовления цементного теста в скоростном смесителе-активаторе с последующим его перемешиванием с заполнителем в бетоносмесителе до получения готовой бетонной смеси. Смеситель-активатор обеспечивает перемешивание цемента с водой при скорости вращения (18÷24) м/с [2].There is a method of separate preparation of concrete mix by preliminary preparation of cement dough in a high-speed mixer-activator with its subsequent mixing with aggregate in a concrete mixer to obtain a finished concrete mixture. The mixer-activator provides mixing of cement with water at a rotation speed (18 ÷ 24) m / s [2].
Недостатками указанного способа являются низкая степень активации цементного теста и медленные темпы набора прочности твердеющего бетона.The disadvantages of this method are the low degree of activation of the cement paste and the slow rate of hardening of concrete.
Кроме того, данный способ не позволяет получить предварительно разогретые бетонные смеси, эффективно применяемые в технологии зимних бетонных работ и обеспечивающие сокращение сроков изготовления бетонных изделий на заводах сборного железобетона.In addition, this method does not allow to obtain pre-heated concrete mixtures, effectively used in the technology of winter concrete work and providing a reduction in the production time of concrete products in precast factories.
Наиболее близким из известных способов является способ приготовления активированной бетонной смеси, включающий перемешивание воды с цементом в турбулентном смесителе-активаторе, введение полученной суспензии в бетоносмеситель с заполнителем и окончательное перемешивание. Одновременно с перемешиванием цемента с водой производят их электроразогрев током от промышленной сети до заданной температуры. При разогреве поддерживают постоянную величину электросопротивления суспензии (бетонного теста) путем регулирования количественного содержания воды. Оставшуюся часть от расчетной (рецептурной) дозы жидкости затворения вводят в бетоносмеситель с заполнителем [3].The closest known method is a method of preparing an activated concrete mixture, comprising mixing water with cement in a turbulent mixer-activator, introducing the resulting suspension into a concrete mixer with aggregate and final mixing. Simultaneously with the mixing of cement with water, they are electrically heated by electric current from the industrial network to a predetermined temperature. During heating, a constant value of the electrical resistance of the suspension (concrete test) is maintained by controlling the quantitative content of water. The remainder of the calculated (prescription) dose of the mixing liquid is introduced into the concrete mixer with aggregate [3].
Недостатками способа-прототипа являются низкая гидратация цемента, длительное время схватывания цемента и низкая прочность бетонного камня.The disadvantages of the prototype method are the low hydration of cement, the long setting time of cement and the low strength of concrete stone.
Целью изобретения является повышение гидратации, темпов твердения и прочности бетона.The aim of the invention is to increase hydration, rate of hardening and strength of concrete.
Поставленная цель достигается тем, что в способе приготовления бетонной смеси, включающем перемешивание части жидкости затворения с цементом в турбулентном смесителе-активаторе, их одновременный электроразогрев током от промышленной сети до заданной температуры, введение оставшейся части от расчетной (рецептурной) дозы жидкости затворения в бетоносмеситель с заполнителем, последующее введение полученной разогретой суспензии (цементного теста) в бетоносмеситель и окончательное перемешивание полученной смеси. При этом дополнительно при засыпке цемента в турбулентный смеситель-активатор его частицы заряжают отрицательным электростатическим зарядом. Для электростатической зарядки частиц цемента их пропускают через сетчатый электрод, на который подают высоковольтный отрицательный потенциал, абсолютная величина которого лежит в диапазоне (10÷12) кВ. Причем для приготовлении суспензии (цементного теста) в качестве жидкости затворения используют анолит, имеющий значение водородного показателя (рН)ан, лежащее в диапазоне 1,5≤(рН)ан≤6. Анолит в объеме (40÷70) % от расчетной (рецептурной) дозы жидкости затворения заливают в турбулентный смеситель-активатор. В процессе заливки в турбулентный смеситель-активатор анолит пропускают со скоростью (1÷2) м/с через поперечное магнитное поле, напряженность которого лежит в диапазоне (500÷2000) Э. Обработанный в магнитном поле анолит смешивают в турбулентном смесителе-активаторе с электростатически заряженными частицами цемента, одновременно обеспечивая прогрев приготавливаемой суспензии до заданной температуры. После перемешивания частиц цемента с омагниченным анолитом и разогрева до заданной температуры суспензии (цементного теста) ее переливают в бетоносмеситель. Оставшуюся от расчетной (рецептурной) дозы часть жидкости затворения, в качестве которой используют упомянутый выше анолит, или католит, имеющий значение водородного показателя (рН)кат, лежащее в диапазоне 9≤(рН)кат≤13,5, в процессе ее заливки в бетоносмеситель с заполнителем также пропускают со скоростью (1÷2) м/с через поперечное магнитное поле, напряженность которого лежит в диапазоне (500÷2000) Э.This goal is achieved by the fact that in the method of preparing the concrete mixture, including mixing part of the mixing liquid with cement in a turbulent mixer-activator, their simultaneous electrical heating by current from the industrial network to a given temperature, introducing the remainder of the calculated (recipe) dose of mixing liquid into the concrete mixer with aggregate, the subsequent introduction of the resulting heated suspension (cement paste) into the concrete mixer and the final mixing of the mixture. Moreover, when filling cement into a turbulent mixer-activator, its particles are charged with a negative electrostatic charge. For electrostatic charging of cement particles, they are passed through a mesh electrode, to which a high-voltage negative potential is applied, the absolute value of which lies in the range (10 ÷ 12) kV. Moreover, for the preparation of a suspension (cement paste), anolyte with a pH value of pH en lying in the range of 1.5 ≤ (pH) en ≤6 is used as a mixing liquid. Anolyte in the amount of (40 ÷ 70)% of the calculated (prescription) dose of the mixing liquid is poured into a turbulent mixer-activator. During pouring into the turbulent mixer-activator, the anolyte is passed at a speed of (1 ÷ 2) m / s through a transverse magnetic field, the intensity of which lies in the range (500 ÷ 2000) E. Anolyte processed in a magnetic field is mixed in an turbulent mixer-activator with electrostatically charged particles of cement, while simultaneously heating the prepared suspension to a predetermined temperature. After mixing the cement particles with a magnetized anolyte and heating to a predetermined temperature the suspension (cement paste), it is poured into a concrete mixer. The part of the mixing liquid remaining from the calculated (prescription) dose, which is used as the anolyte mentioned above, or catholyte, which has a value of hydrogen index (pH) cat , lying in the range 9≤ (pH) cat ≤13.5, during its filling in a concrete mixer with aggregate is also passed at a speed of (1 ÷ 2) m / s through a transverse magnetic field, the intensity of which lies in the range (500 ÷ 2000) E.
Сущность изобретения состоит в следующем. Частицы цемента заряжают электростатическим отрицательным зарядом. Электростатическую зарядку частиц цемента осуществляют индукционным способом [4]. Индукционный способ заключается в том, что для зарядки частиц цемента отрицательным электростатическим зарядом, цемент пропускают через сетчатый электрод, на который подают относительно заземленного корпуса турбулентного смесителя-активатора высоковольтный отрицательный потенциал, абсолютная величина которого лежит в диапазоне (10÷12) кВ.The invention consists in the following. Cement particles are charged with an electrostatic negative charge. Electrostatic charging of cement particles is carried out by an induction method [4]. The induction method consists in the fact that to charge cement particles with a negative electrostatic charge, cement is passed through a mesh electrode, to which a high-voltage negative potential, the absolute value of which lies in the range (10 ÷ 12) kV, is supplied relative to the grounded housing of the turbulent mixer-activator.
Выбор указанного диапазона значений высоковольтного потенциала на сетчатом электроде обусловлен следующими соображениями. Эффективность электростатической зарядки индукционным способом зависит от величины потенциала индуцирующего электрода, через который пропускают электростатически заряжаемые частицы цемента. Чем выше потенциал на индуцирующем электроде, тем большее количество частиц цемента приобретают электростатический заряд и тем выше приобретаемый заряд каждой частицы. При подаче на сетчатый электрод потенциала, по абсолютной величине меньшего, чем 10 кВ, происходит снижение эффективности электростатической зарядки частиц цемента. Увеличение абсолютной величины потенциала на сетчатом электроде за 12 кВ нецелесообразно, так как в промежутке между сетчатым электродом и заземленными частями установки для приготовления бетонной смеси могут возникать нежелательные разрядные явления, для предотвращения которых потребуется принять дополнительные технические меры, что усложнит способ.The choice of the indicated range of values of the high voltage potential on the mesh electrode is due to the following considerations. The efficiency of electrostatic charging by induction depends on the magnitude of the potential of the inducing electrode, through which electrostatically charged particles of cement are passed. The higher the potential at the inducing electrode, the greater the number of cement particles acquire an electrostatic charge and the higher the acquired charge of each particle. When a potential is supplied to the mesh electrode, which is less than 10 kV in absolute value, the electrostatic charging of cement particles decreases. An increase in the absolute value of the potential at the mesh electrode for 12 kV is impractical, since in the gap between the mesh electrode and the grounded parts of the concrete mixture plant, undesirable discharge phenomena may occur, to prevent which additional technical measures will be required, which will complicate the method.
Отрицательно заряженные частицы цемента транспортируют в турбулентный смеситель-активатор, в который предварительно заливают анолит, имеющий значение водородного показателя (рН)ан, лежащее в диапазоне 1,5≤(рН)ан≤6. При заливке в турбулентный смеситель-активатор анолита его пропускают со скоростью (1÷2) м/с через поперечное магнитное поле, напряженность которого лежит в диапазоне (500÷2000) Э.Negatively charged cement particles are transported to a turbulent activator mixer, into which anolyte with a pH value of pH en , lying in the range 1.5≤ (pH) en ≤6, is preliminarily poured. When pouring anolyte into a turbulent mixer-activator, it is passed at a speed of (1 ÷ 2) m / s through a transverse magnetic field, the intensity of which lies in the range (500 ÷ 2000) E.
Отрицательно заряженные частицы цемента имеют избыточное количество электронов и являются донорами электронов, восстановителями. Анолит, имеющий значение водородного показателя (рН)ан, лежащее в диапазоне 1,5≤(рН)ан≤6, что указывает на высокую концентрацию положительно заряженных ионов водорода, наоборот, являются акцептором электронов, окислителем. Поэтому, взаимодействие отрицательно заряженных частиц цемента с положительно заряженными ионами анолита приводит к активизации протекающих между цементом и анолитом окислительно-восстановительных процессов, лежащих в основе гидратации цемента и в основе процессов схватывания и твердения бетонной смеси. Более эффективному взаимодействию между электростатически отрицательно заряженными частицами цемента и положительно заряженными ионами воды сопутствует тот факт, что под действием кулоновских сил взаимного расталкивания одноименно заряженных частиц цемента, между отдельными слоями цемента возникают дополнительные промежутки, что способствует более эффективному омыванию каждой из частиц цемента анолитом. После того как в цемент, частицы которого заряжены отрицательным электростатическим зарядом, проникает анолит, частицы которого несут на себе положительный электростатический заряд, происходит внутреннее притяжение разноименно заряженных частиц. За счет сил кулоновского притяжения между отрицательно заряженными частицами цемента и положительно заряженными частицами анолита происходит внутреннее сжатие получаемой суспензии. Эти физико-химические процессы существенно увеличивают гидратацию цемента, повышают прочность бетонного камня, снижают количество воды, идущей на затворение смеси, и улучшают другие важные характеристики бетонной смеси. При этом чем ниже значение (рН)ан и больше абсолютная величина электростатического отрицательного заряда частиц цемента, тем интенсивнее будут происходить окислительно-восстановительные процессы между частицами цемента и анолита. Выбор диапазона значений (рН)ан обусловлен следующими факторами. Как было сказано выше, чем ниже значение (рН)ан, тем интенсивнее будут происходить окислительно-восстановительные процессы между отрицательными частицами цемента и положительными частицами анолита. Однако получить из водопроводной воды в электролизере значение 1,5≤(рН)ан практически невозможно. Поэтому в качестве нижней границы (рН)ан было взято упомянутое значение 1,5. При значении (рН)ан выше величины 6 анолит теряет свои окислительные свойства и превращается в нейтральную воду, а затем в католит. Поэтому в качестве верхнего значения (рН)ан была взята величина 6. Реальные значения водородного показателя анолита, которые без особых усложнений можно получать в электролизере, зависят от конструкции электролизера, состава обрабатываемой воды и ряда других факторов, и обычно лежат в диапазоне 1,5≤(рН)ан≤6.Negatively charged cement particles have an excess of electrons and are electron donors, reducing agents. Anolyte having a pH value of pH ( en ) an , lying in the range 1.5≤ (pH) en ≤6, which indicates a high concentration of positively charged hydrogen ions, on the contrary, are an electron acceptor, an oxidizing agent. Therefore, the interaction of negatively charged cement particles with positively charged anolyte ions leads to the activation of redox processes occurring between cement and anolyte that underlie the hydration of cement and the basis of the setting and hardening of concrete mixes. A more effective interaction between electrostatically negatively charged cement particles and positively charged water ions is accompanied by the fact that, under the influence of the Coulomb forces of mutual repulsion of similarly charged cement particles, additional gaps arise between the individual layers of cement, which contributes to a more efficient washing of each cement particle with anolyte. After anolyte, whose particles carry a positive electrostatic charge, penetrates into the cement, the particles of which are charged with a negative electrostatic charge, an opposite attraction of particles with opposite charges occurs. Due to the forces of Coulomb attraction between negatively charged particles of cement and positively charged particles of anolyte, an internal compression of the resulting suspension occurs. These physical and chemical processes significantly increase the hydration of cement, increase the strength of concrete stone, reduce the amount of water going to mix the mixture, and improve other important characteristics of the concrete mixture. Moreover, the lower the value (pH) an and the greater the absolute value of the electrostatic negative charge of the cement particles, the more intense the oxidation-reduction processes between the cement and anolyte particles will occur. The choice of the range of values (pH) an is due to the following factors. As mentioned above, the lower value (pH) en, the more intense will be the redox processes between negative and positive particles, cement particles anolyte. However, to obtain from tap water in the electrolyzer a value of 1.5 ≤ (pH) en is practically impossible. Therefore, the mentioned value of 1.5 was taken as the lower boundary (pH) of an . At a value (pH) an above 6, the anolyte loses its oxidizing properties and turns into neutral water, and then into catholyte. Therefore, as the upper value (pH) were taken an actual value 6. pH value of the anolyte without any complications that may be produced in the electrolytic cell depend on cell design, composition, water to be treated and other factors, and usually lie in the range 1.5 ≤ (pH) en ≤6.
После приготовления анолита его подвергают магнитной обработке. Магнитная обработка анолита предусматривает пропускание его через поперечное магнитное поле. На неподвижный анолит магнитные поля действуют гораздо слабее, поскольку обрабатываемая жидкость всегда обладает некоторой электропроводностью, при ее перемещении в магнитных полях возбуждается небольшой электрический ток. Следовательно, точнее считать, что имеет место не магнитная, а электромагнитная обработка анолита. В общем случае изменение свойств воды после магнитной обработки возрастает с увеличением концентрации примесей в воде и сменой их характера [6]. Это важный момент с точки зрения направленного регулирования свойств воды, в том числе повышения ее активных (реакционных) свойств и стабилизации этого эффекта. Воздействие на воду магнитного поля влияет на процессы растворения, смачивания, кипения, адсорбции, коагуляции и другие активные свойства воды, что, в конечном счете, сказывается на химических реакциях в очень многих технологических процессах. Эти явления полностью относятся к реакциям гидратации и гидролиза вяжущих веществ. Поэтому омагничивание анолита и использование его в качестве жидкости затворения приводит к повышению гидратации цемента. Сочетание электрохимической обработки воды (получение анолита) с обработкой его в магнитном поле не простое сложение указанных факторов, а дополнение и усиление действия одного другими. Совместная электрохимическая и магнитная активация воды дает кумулятивный эффект. Выбор диапазона скорости движения воды в поперечном магнитном поле и диапазона напряженности поперечного магнитного поля обусловлены следующими обстоятельствами.After preparing the anolyte, it is subjected to magnetic treatment. Magnetic processing of anolyte involves passing it through a transverse magnetic field. Magnetic fields act much weaker on a fixed anolyte, since the liquid being treated always has some electrical conductivity, a small electric current is excited when it moves in magnetic fields. Therefore, it is more accurate to assume that there is not magnetic, but electromagnetic treatment of the anolyte. In the general case, the change in the properties of water after magnetic treatment increases with an increase in the concentration of impurities in water and a change in their character [6]. This is an important point from the point of view of directional regulation of water properties, including increasing its active (reaction) properties and stabilizing this effect. The effect of a magnetic field on water affects the processes of dissolution, wetting, boiling, adsorption, coagulation and other active properties of water, which, ultimately, affects chemical reactions in very many technological processes. These phenomena fully relate to the reactions of hydration and hydrolysis of binders. Therefore, the magnetization of the anolyte and its use as a mixing fluid leads to increased hydration of the cement. The combination of electrochemical treatment of water (obtaining anolyte) with its processing in a magnetic field is not a simple addition of these factors, but an addition and enhancement of the effect of one by the other. The combined electrochemical and magnetic activation of water gives a cumulative effect. The choice of the range of the velocity of water in a transverse magnetic field and the range of the strength of the transverse magnetic field are due to the following circumstances.
В процессе магнитной обработки воды не наблюдается какого-либо изменения значений ее водородного показателя и редокс-потенциала, а происходит лишь раздробление и уменьшение размеров кристаллов солей жесткости, находящихся в воде. Опытным путем установлено, что оптимальное значение скоростей движения обрабатываемой воды в поперечном магнитном поле находится в диапазоне (1÷2) м/с, а оптимальное значение напряженности поперечного магнитного поля лежит в диапазоне (500÷2000) Э. Исследования, проведенные с использованием микроскопа, показали, что при скорости движения воды меньшей 1 м/с и напряженности поперечного магнитного поля меньшей 500 Э, происходит снижение эффективности магнитной обработки воды, что проявляется в незначительном (в 1,5÷2 раза) уменьшении кристаллов солей жесткости по сравнению с размерами кристаллов солей жесткости в исходной воде. При скоростях движения обрабатываемой воды в поперечном магнитном поле, находящихся в диапазоне (1÷2) м/с, и значении напряженности поперечного магнитного, лежащего в диапазоне (500÷2000) Э, происходит более значительное (в 8÷12 раз) уменьшение кристаллов солей жесткости по сравнению с размерами кристаллов солей жесткости в исходной воде. Дальнейшее увеличение скорости движения воды за значение 2 м/с и повышение напряженности поперечного магнитного поля за значение 2000 Э не приводит к существенному уменьшению кристаллов солей жесткости.In the process of magnetic treatment of water, there is no change in the values of its hydrogen index and redox potential, but only fragmentation and reduction of the size of the crystals of hardness salts in water occur. It was experimentally established that the optimal value of the velocities of the treated water in a transverse magnetic field is in the range (1 ÷ 2) m / s, and the optimal value of the transverse magnetic field strength lies in the range (500 ÷ 2000) E. Studies conducted using a microscope , showed that when the water velocity is less than 1 m / s and the transverse magnetic field is less than 500 Oe, the efficiency of the magnetic treatment of water decreases, which is manifested in a slight (1.5–2 times) decrease in crystals with s stiffness as compared with the size of crystals of hardness salts in the source water. When the speeds of the treated water in the transverse magnetic field are in the range (1 ÷ 2) m / s and the value of the transverse magnetic field is in the range (500 ÷ 2000) Oe, a more significant (8 ÷ 12 times) decrease in crystals occurs hardness salts compared to the sizes of crystals of hardness salts in the source water. A further increase in the velocity of water movement over a value of 2 m / s and an increase in the transverse magnetic field strength over a value of 2000 Oe does not lead to a significant decrease in the crystals of hardness salts.
Любая бетонная смесь приготавливается в соответствии с выбранным рецептом. Каждый рецепт предусматривает, в каком количестве нужно смешать цемент, жидкость затворения и заполнители для того, чтобы получить бетон с заданными свойствами. Таких рецептов существует множество [5]. Поэтому для каждого конкретного рецепта и требуемого объема бетонной смеси предварительно рассчитывается необходимая доза цемента, доза жидкости затворения и доза заполнителей для любого единичного замеса. Объем расчетной дозы жидкости затворения в единичном замесе, которая требуется для приготовления бетонной смеси по некоторому рецепту, принят за 100%. В заявляемом способе в турбулентный смеситель-активатор заливается (40÷70) % объема жидкости затворения от ее расчетной дозы. Остальные (30÷60)% жидкости затворения заливаются в бетоносмеситель с заполнителем. Деление расчетной (рецептурной) дозы жидкости затворения на две части, одна из которых заливается в турбулентный смеситель-активатор, где смешивается с электростатически заряженными частицами цемента, а вторая часть заливается в бетоносмеситель, где смешивается с заполнителем, обусловлено следующими факторами. Во-первых, такое разделение жидкости затворения необходимо для повышения производительности процесса, так как одновременно происходит перемешивание жидкости затворения с цементом в турбулентном смесителе-активаторе, и перемешивание остатка от расчетной (рецептурной) дозы жидкости затворения с заполнителем в бетоносмесителе. Во-вторых, для приготовления суспензии (цементного теста) и для приготовления смеси в бетоносмесителе с заполнителем могут использоваться, для повышения эффективности процесса, разные по физико-химическим свойствам жидкости затворения, например, анолит и католит. Объем жидкости затворения, который заливается в турбулентный смеситель-активатор, зависит от водоцементного числа В/Ц, характеризующего отношение массы воды В к массе цемента Ц, необходимого для приготовления 1 м3 бетонной смеси по заданному рецепту приготавливаемой бетонной смеси. Чем выше водоцементное отношение, тем меньшая часть жидкости затворения от расчетной (рецептурной) дозы жидкости затворения может быть залита в турбулентный смеситель-активатор. При высоких водоцементных числах, например, В/Ц=1,28 в турбулентный смеситель-активатор достаточно залить 30% от расчетной дозы затворной жидкости, что достаточно для осуществления удовлетворительной гидратации цемента и качественного получения суспензии (цементного теста). Если залить в турбулентный смеситель-активатор меньше 30% от расчетной дозы жидкости затворения, то это может привести к снижению гидратации цемента и к снижению качества бетонной смеси. При низких водоцементных числах, например, В/Ц=0,3 в турбулентный смеситель-активатор необходимо залить не менее 70% от расчетной дозы жидкости затворения, так как при меньшем количестве жидкости затворения будет затруднительно обеспечить удовлетворительную гидратацию цемента и качественное получение суспензии (цементного теста).Any concrete mix is prepared in accordance with the selected recipe. Each recipe provides for how much cement, mixing fluid and aggregates should be mixed in order to obtain concrete with desired properties. There are many such recipes [5]. Therefore, for each specific recipe and the required volume of concrete mix, the required dose of cement, dose of mixing fluid and dose of aggregates for any single batch are pre-calculated. The volume of the estimated dose of mixing liquid in a single batch, which is required for the preparation of concrete mix according to some recipe, is taken as 100%. In the inventive method, a turbulent mixer-activator is poured (40 ÷ 70)% of the volume of the mixing liquid from its calculated dose. The remaining (30 ÷ 60)% of the mixing fluid is poured into the concrete mixer with aggregate. The division of the calculated (prescription) dose of mixing liquid into two parts, one of which is poured into a turbulent mixer-activator, where it is mixed with electrostatically charged cement particles, and the second part is poured into a concrete mixer, where it is mixed with aggregate, due to the following factors. Firstly, such a separation of the mixing fluid is necessary to increase the productivity of the process, since at the same time mixing of the mixing fluid with cement takes place in a turbulent mixer-activator, and mixing of the residue from the calculated (prescription) dose of the mixing fluid with aggregate in the concrete mixer. Secondly, for the preparation of a suspension (cement paste) and for the preparation of a mixture in a concrete mixer with aggregate, mixing liquids of different physicochemical properties, for example, anolyte and catholyte, can be used to increase the efficiency of the process. The volume of mixing liquid, which is poured into the turbulent mixer-activator, depends on the water-cement number B / C, which characterizes the ratio of the mass of water B to the mass of cement C required to prepare 1 m 3 of concrete mix according to a given recipe of the prepared concrete mix. The higher the water-cement ratio, the smaller the portion of the mixing fluid from the calculated (prescription) dose of the mixing fluid can be poured into a turbulent activator mixer. At high water-cement numbers, for example, W / C = 1.28, it is sufficient to pour 30% of the calculated dose of the gate fluid into the turbulent mixer-activator, which is sufficient for satisfactory hydration of the cement and high-quality production of slurry (cement paste). If less than 30% of the calculated dose of the mixing liquid is poured into the turbulent mixer-activator, this can lead to a decrease in cement hydration and to a decrease in the quality of the concrete mixture. At low water-cement numbers, for example, V / C = 0.3, it is necessary to pour at least 70% of the calculated dose of the mixing liquid into the turbulent mixer-activator, since with a smaller amount of mixing liquid it will be difficult to ensure satisfactory hydration of the cement and high-quality suspension (cement test).
После магнитной обработки анолита его заливают в турбулентный смеситель-активатор. После чего в турбулентный смеситель-активатор засыпают цемент, частицы которого заряжены отрицательным электростатическим зарядом.After magnetic treatment of the anolyte, it is poured into a turbulent mixer-activator. Then cement is added to the turbulent mixer-activator, the particles of which are charged with a negative electrostatic charge.
После магнитной обработки анолита и электростатической зарядки отрицательным электростатическим зарядом частиц цемента и их транспортировки в турбулентный смеситель-активатор осуществляют их перемешивание. При этом в процессе перемешивания суспензии (цементного теста) в турбулентном смесителе-активаторе к электродам, расположенным внутри него, подводят электрическое напряжение от промышленной электросети. Суспензия (цементное тесто), находящаяся в зоне между электродами, включается в электрическую цепь, что сопровождается тепловыделением в этой зоне. Одновременное скоростное перемешивание обеспечивает быстрое перераспределение температуры по всему объему цементного теста. Температурное воздействие на цементное тесто способствует дополнительному ускоренному взаимодействию электростатически заряженных частиц цемента с анолитом. Одновременное турбулентное перемешивание в турбулентном смесителе-активаторе, взаимное притяжение разноименно заряженных частиц цемента и анолита, а также магнитная обработка анолита, способствуют активному удалению пленок, возникающих вокруг цементных зерен и препятствующих их гидратации. За счет этого активная поверхность цементных зерен обнажается, создавая, тем самым, более благоприятные условия для развития процесса гидратации в глубину цементного зерна. За счет интенсивного перемешивания суспензия (цементное тесто) равномерно нагревается по всему объему, что обеспечивает активное взаимодействие всей массы цемента с жидкостью затворения.After magnetic processing of the anolyte and electrostatic charging with a negative electrostatic charge of cement particles and their transportation to a turbulent mixer-activator, they are mixed. At the same time, in the process of mixing the suspension (cement paste) in a turbulent mixer-activator, the electrodes located inside it are supplied with electric voltage from the industrial power supply network. The suspension (cement paste), located in the zone between the electrodes, is included in the electrical circuit, which is accompanied by heat in this zone. Simultaneous high-speed mixing provides a quick redistribution of temperature throughout the volume of cement paste. The temperature effect on the cement paste contributes to an additional accelerated interaction of electrostatically charged cement particles with the anolyte. Simultaneous turbulent mixing in a turbulent mixer-activator, the mutual attraction of oppositely charged particles of cement and anolyte, as well as the magnetic treatment of anolyte, contribute to the active removal of films that arise around cement grains and prevent their hydration. Due to this, the active surface of cement grains is exposed, thereby creating more favorable conditions for the development of hydration in the depth of cement grains. Due to intensive mixing, the suspension (cement paste) is uniformly heated throughout the volume, which ensures the active interaction of the entire mass of cement with the mixing fluid.
Кроме того, применение данного способа позволяет получать разогретые бетонные смеси различных составов и видов, обеспечив при этом равномерную загрузку электрооборудования. Это достигается за счет регулирования подачи количества жидкости затворения в цементное тесто, количество которой по мере разогрева и перемешивания суспензии последовательно увеличивают таким образом, чтобы удельное электросопротивление цементного теста было постоянное.In addition, the application of this method allows to obtain pre-heated concrete mixtures of various compositions and types, while ensuring uniform loading of electrical equipment. This is achieved by regulating the supply of the amount of the mixing liquid into the cement paste, the amount of which is gradually increased as the suspension is heated and mixed, so that the electrical resistivity of the cement paste is constant.
Оставшуюся часть жидкости затворения в объеме (30÷60) % от расчетной дозы вводят, предварительно подвергнув ее обработке в магнитном поле, непосредственно в бетоносмеситель с заполнителем. После прогрева суспензии (цементного теста) до заданной температуры ее также переливают из турбулентного смесителя-активатора в бетоносмеситель, где производят ее перемешивание с заполнителем.The remaining part of the mixing fluid in the amount of (30 ÷ 60)% of the calculated dose is administered, after having subjected it to processing in a magnetic field, directly into the concrete mixer with aggregate. After warming up the suspension (cement paste) to a predetermined temperature, it is also poured from the turbulent mixer-activator into a concrete mixer, where it is mixed with aggregate.
Существенным отличием предлагаемого способа от существующих способов является то, что частицы цемента и частицы жидкости затворения заряжены разноименными электростатическими зарядами. За счет возникновения кулоновских сил между разноименно заряженными частицами цемента и жидкости затворения, и одновременного нагрева суспензии (цементного теста) в процессе интенсивного турбулентного перемешивания достигается повышение гидратации цемента, что, в свою очередь, приводит к повышению остальных физико-химических свойств бетонной смеси и бетонного камня. К еще более высокому эффекту улучшения физико-химических свойств бетонной смеси приводит обработка анолита магнитным полем.A significant difference of the proposed method from existing methods is that the cement particles and particles of the mixing fluid are charged with unlike electrostatic charges. Due to the occurrence of Coulomb forces between oppositely charged particles of cement and mixing fluid, and the simultaneous heating of the suspension (cement dough) during intensive turbulent mixing, an increase in the hydration of cement is achieved, which, in turn, leads to an increase in the other physicochemical properties of the concrete mixture and concrete stone. Anolyte magnetic field treatment leads to an even higher effect of improving the physicochemical properties of the concrete mixture.
Интенсивное механическое перемешивание цементного теста создает условия, обеспечивающие повышение активности взаимодействия цемента с жидкостью затворения, что значительно ускоряется с повышением температуры цементного теста. Нагрев цементного теста осуществляют до (50÷80)°С. Это обосновано тем, что в данном температурном интервале достигается наибольшая интенсивность взаимодействия цемента с водой. При температуре нагрева более 80°С возрастают теплопотери в окружающую среду, а при температуре цементного теста ниже 50°С температура бетонной смеси на выходе из смесителя не превышает (30÷35)°С, что с точки зрения технологии зимнего бетонирования не всегда приемлемо.Intensive mechanical mixing of the cement paste creates conditions that increase the activity of the interaction of cement with the mixing fluid, which is significantly accelerated with increasing temperature of the cement paste. Cement dough is heated to (50 ÷ 80) ° С. This is justified by the fact that in this temperature range the highest intensity of interaction of cement with water is achieved. At a heating temperature of more than 80 ° C, heat loss to the environment increases, and at a cement paste temperature below 50 ° C, the temperature of the concrete mixture at the mixer outlet does not exceed (30 ÷ 35) ° C, which is not always acceptable from the point of view of winter concreting technology.
В турбулентный смеситель-активатор предварительно подают жидкость затворения и включают его в режим перемешивания. Затем в турбулентный смеситель-активатор постепенно подают отдозированное количество активированного в электрическом поле цемента и одновременно включают режим нагрева в турбулентном смесителе-активаторе. После достижения заданной температуры суспензией (цементным тестом) электроды обесточивают, турбулентный смеситель-активатор выключают, а готовую суспензию (цементное тесто) подают в бетоносмеситель. Первоочередная подача жидкости затворения (анолита) в турбулентный смеситель-активатор позволяет обеспечить промывку внутренней полости турбулентного смесителя-активатора и ее очистку от остатков цементного теста предшествующего цикла приготовления и тем самым предотвратить затвердевание цемента и обрастание внутренней полости активатора цементной пленкой.Mixing fluid is preliminarily supplied to the turbulent mixer-activator and it is included in the mixing mode. Then, a metered amount of cement activated in the electric field is gradually fed into the turbulent mixer-activator and at the same time the heating mode in the turbulent mixer-activator is turned on. After reaching the set temperature with a suspension (cement paste), the electrodes are de-energized, the turbulent mixer-activator is turned off, and the finished suspension (cement paste) is fed to a concrete mixer. The primary supply of mixing fluid (anolyte) to the turbulent mixer-activator allows washing the inner cavity of the turbulent mixer-activator and its cleaning from the remains of the cement test of the previous cooking cycle and thereby prevent the solidification of cement and fouling of the inner cavity of the activator with a cement film.
Оставшуюся часть жидкости затворения от ее расчетной дозы пропускают через поперечное магнитное поле с напряженностью (500÷2000) Э и выливают в бетоносмеситель с заполнителем. После разогрева суспензии до требуемой температуры отключают в турбулентном смесителе-активаторе режим перемешивания и режим подогрева. Разогретую до требуемой температуры суспензию (цементное тесто) переливают в бетоносмеситель. Полученную смесь перемешивают до получения однородной консистенции.The rest of the mixing fluid from its calculated dose is passed through a transverse magnetic field with a strength (500 ÷ 2000) E and poured into a concrete mixer with a filler. After heating the suspension to the required temperature, the mixing mode and the heating mode are turned off in the turbulent mixer-activator. The suspension (cement paste) preheated to the required temperature is poured into a concrete mixer. The resulting mixture was stirred until a homogeneous consistency.
В качестве оставшейся части от расчетной дозы жидкости затворения может быть использован упомянутый анолит или католит, имеющий значение водородного показателя (рН)кат, лежащее в диапазоне 9≤(рН)кат≤13,5, которые предварительно подверглись воздействию магнитного поля.As the remainder of the calculated dose of the mixing liquid, the above-mentioned anolyte or catholyte having a pH value of pH cat lying in the range of 9 ≤ (pH) cat ≤ 13.5, which were previously exposed to the magnetic field, can be used.
Воздействие на жидкость затворения магнитного поля влияет на процессы растворения, смачивания, кипения, адсорбцию, коагуляцию и другие активные свойства воды, что, в конечном счете, сказывается на химических реакциях в очень многих технологических процессах. Эти явления полностью относятся к реакциям гидратации и гидролиза вяжущих веществ. Поэтому омагничивание анолита и использование его в качестве жидкости затворения, при заливке ее в бетоносмеситель с заполнителем и суспензией (цементным тестом) приводит к дальнейшему повышению гидратации цемента. Еще больший эффект получают, если в качестве оставшейся от расчетной дозы жидкости затворения использовать католит, подвергнутый воздействию магнитного поля. Увеличение эффекта при использовании католита достигают за счет того, что он не только способствует повышению гидратации цемента, но и является катализатором образования центров кристаллизации, что оказывает положительное влияние на темпы схватывания, твердения и прочности бетонного камня. Выбор значений водородного показателя (рН)кат в диапазоне 9≤(рН)кат≤13,5 обусловлен следующими обстоятельствами. При значении водородного показателя (рН)кат≤8, католит приближается по физико-химическим показателям к обычной нейтральной водопроводной воде, что приводит к снижению эффективности его использования в качестве жидкости затворения. Получить значение водородного показателя (рН)кат≤13,5 практически невозможно.The effect of a magnetic field mixing liquid affects the processes of dissolution, wetting, boiling, adsorption, coagulation and other active properties of water, which, ultimately, affects chemical reactions in very many technological processes. These phenomena fully relate to the reactions of hydration and hydrolysis of binders. Therefore, the magnetization of the anolyte and its use as a mixing fluid, when it is poured into a concrete mixer with aggregate and suspension (cement paste), leads to a further increase in cement hydration. An even greater effect is obtained if catholyte subjected to the action of a magnetic field is used as the remainder of the calculated dose of mixing liquid. An increase in the effect when using catholyte is achieved due to the fact that it not only contributes to increased cement hydration, but also is a catalyst for the formation of crystallization centers, which has a positive effect on the rate of setting, hardening and strength of concrete stone. The choice of values of the hydrogen index (pH) cat in the range of 9≤ (pH) cat ≤13.5 is due to the following circumstances. When the value of the hydrogen index (pH) cat ≤8, the catholyte approaches physically and chemical parameters to ordinary neutral tap water, which leads to a decrease in the efficiency of its use as a mixing liquid. Obtaining the value of the hydrogen index (pH) cat ≤13.5 is almost impossible.
На чертеже изображена схема приготовления бетонной смеси, поясняющая сущность изобретения.The drawing shows a diagram of the preparation of concrete mixture, explaining the essence of the invention.
На чертеже введены следующие обозначения: 1 - электродвигатель турбулентного смесителя-активатора; 2 - вал электродвигателя; 3 - корпус турбулентного смесителя- активатора; 4 - неподвижные лопасти турбулентного смесителя-активатора; 5 - лопасти турбулентного смесителя-активатора; 6 - электроды турбулентного смесителя-активатора; 7 - электролизер; 8 - источник питания электролизера; 9 - анод электролизера; 10 - катод электролизера; 11 - рН-метр; 12, 13, 14 - вентили католита и анолита; 15 - накопитель заполнителя; 16 - дозатор заполнителя; 17 - накопитель цемента; 18 - дозатор цемента; 19 - сетчатый электрод; 20 - высоковольтный источник постоянного напряжения; 21 - проходной изолятор; 22 - диэлектрическая воронка с патрубком подачи цемента; 23 - бетоносмеситель; 24, 25, 26, 27, 28, 29 - полюса магнитов; 30 - затвор для суспензии (цементного теста); 31 - система выгрузки бетонной смеси; 32, 33 - водопроводы; 34 - насос; 35, 36 - вентили.The following notation is introduced in the drawing: 1 - electric motor of a turbulent mixer-activator; 2 - motor shaft; 3 - housing turbulent mixer-activator; 4 - fixed blades of a turbulent mixer-activator; 5 - blades of a turbulent mixer-activator; 6 - electrodes of a turbulent mixer-activator; 7 - electrolyzer; 8 - power source of the electrolyzer; 9 - the anode of the electrolyzer; 10 - cathode of the electrolyzer; 11 - pH meter; 12, 13, 14 - valves of catholyte and anolyte; 15 - placeholder drive; 16 - filler dispenser; 17 - cement accumulator; 18 - cement dispenser; 19 - mesh electrode; 20 - high voltage source of constant voltage; 21 - bushing; 22 - dielectric funnel with cement supply pipe; 23 - concrete mixer; 24, 25, 26, 27, 28, 29 - poles of magnets; 30 - shutter for suspension (cement paste); 31 - system for unloading concrete mixture; 32, 33 - water supply systems; 34 - pump; 35, 36 - valves.
Турбулентный смеситель-активатор снабжен электродвигателем 1, передающим вращающий момент лопастям 5 через вал 2. К корпусу активатора 3 прикреплены неподвижные лопасти 4, способствующие турбулентному перемешиванию смеси. К корпусу 3 прикреплен пакет электродов 6. Электроды 6 жестко посажены на диэлектрическую основу (текстолитовую пластину), установленную в вырезе корпуса 3. Турбулентный смеситель-активатор имеет затвор 30 для выгрузки суспензии (цементного теста). Корпус турбулентного смесителя-активатора снабжен патрубками для подачи воды и для подачи цемента.The turbulent mixer-activator is equipped with an electric motor 1 that transmits torque to the blades 5 through the
Способ приготовления активированной бетонной смеси осуществляется следующим образом.A method of preparing an activated concrete mixture is as follows.
В электролизер 7 через патрубки заливают водопроводную воду до заполнения электролизера и перекрывают вентиль водопровода. Включают источник питания электролизера 8. Электролизер разделен ультрапористой мембраной на две полости: анодную и катодную. В анодную полость введен анод 9, а в катодную - катод 10. Анод 9 и катод 10 подключены к соответствующим полюсам источника питания электролизера 8. В исходном состоянии вентили 12, 13 и 14 закрыты. В электролизере 7 начинается процесс электролиза воды. В процессе электролиза периодически измеряются значения водородного показателя рНан анолита и рН кат католита рН-метром 11. Как только значение водородного показателя анолита рНан достигнет величины, лежащей в диапазоне 1,5≤(рН)ан≤6, открывают вентиль 13. При сливе анолита в турбулентный смеситель-активатор включают двигатель 1, обеспечивая вращение вала 2 и лопастей 5. Анолит начинает вытекать из анодной камеры в турбулентный смеситель-активатор. При сливе анолит проходит между магнитными полюсами 24 и 25, где происходит его магнитная обработка. Скорость истечения анолита регулируется при помощи насоса 34 и вентиля 35. Слив анолита в турбулентный смеситель-активатор прекращают тогда, когда в турбулентный смеситель-активатор перельется из электролизера анолит, в объеме, составляющем (40÷70) % объема от рецептурной дозы жидкости затворения. После слива анолита в турбулентный смеситель-активатор закрывают вентиль 13. Одновременно с этим включают высоковольтный источник постоянного напряжения 20. На высоковольтном выходе высоковольтного источника постоянного напряжения 20 генерируется отрицательный потенциал, абсолютная величина которого лежит в диапазоне (10÷12) кВ. Этот потенциал через проходной изолятор 21 подается на сетчатый электрод 19. Низковольтный полюс высоковольтного источника постоянного напряжения 20 подключают к корпусу турбулентного смесителя-активатора и заземляют. После подачи отрицательного высоковольтного потенциала на сетчатый электрод 19 из накопителя цемента 17 через дозатор 18 подают рецептурную дозу цемента. Частицы цемента, проходя сквозь сетчатый электрод 19, приобретают отрицательный электростатический заряд и через диэлектрическую воронку с патрубком подачи цемента 22 поступают в турбулентный смеситель-активатор. После засыпки цемента в турбулентный смеситель-активатор на электроды 6 подают напряжение, обеспечив тем самым перемешивание цементного теста и одновременный его нагрев. После достижения требуемой температуры нагрева суспензии (цементного теста), электроды обесточивают, двигатель 1 отключают, открывают затвор 30, и цементное тесто подают в бетоносмеситель 23. Бетоносмеситель 23 перед подачей в него приготовленной суспензии (цементного теста) заранее загружен заполнителем и остатком от рецептурной дозы жидкости затворения и включен на перемешивание. Процесс заполнения бетоносмесителя 23 заполнителем и жидкостью затворения осуществляется следующим образом. Бетоносмеситель 23 включают на перемешивание. Включают насос 34, открывают затвор 12 или затвор 14, вентиль 35 или вентиль 36, в зависимости от того, что предусмотрено использовать в качестве жидкости затворения - анолит или католит. Анолит или католит, проходя между полюсами магнитов 26, 27 или 28, 29, подвергается воздействию магнитного поля. После того как в бетоносмеситель залит требуемый объем жидкости затворения, в бетоносмеситель 23 из накопителя заполнителя 15 через дозатор 16 подают заполнитель. Объем жидкости затворения (анолита или католита), который при этом заливают в бетоносмеситель 23, определяют как разницу между объемом жидкости затворения, который требуется для приготовления бетонной смеси по соответствующему рецепту (расчетная доза жидкости затворения), и объемом жидкости затворения, пошедшей на приготовление суспензии (цементного теста). После приготовления бетонной смеси закрывают вентили 12 (или 14), отключают все источники питания и цикл приготовления бетонной смеси повторяют, а равномерно перемешанную бетонную смесь выгружают из бетоносмесителя.Tap water is poured into the
Пример конкретного воспроизведения способа.An example of a specific reproduction of the method.
Заявляемый способ был осуществлен по схеме, изображенной на чертеже. Для сравнения заявляемого способа со способом-прототипом было приготовлено 3 замеса. Изучение влияния электростатической зарядки частиц цемента и использование в качестве жидкости затворения активированной воды проводилось в два этапа. На первом этапе опыты проводились на цементном камне, при этом исследовались такие характеристики, как время схватывания цемента, степень гидратации цемента и прирост прочности цементного камня. В замесах использовался портландцемент. Водоцементное отношение в этих опытах было равно В/Ц=0,3, где В - расход воды на 1 м3 бетона, кг; Ц - расход цемента на 1 м3 бетона, кг. Опыты показали, что время схватывания цементного теста, приготовленного по способу-прототипу, составляло 2 часа 40 минут. Время схватывания цементного теста, приготовленного по заявляемому способу, составляло 1 час 10 минут. Пластическая прочность цементного теста, приготовленного по способу-прототипу, через 4 часа твердения составляла 0,18 МПа. Пластическая прочность цементного теста, приготовленного по заявляемому способу, через 4 часа твердения составляла 0,72 МПа. Гидратация цемента исследовалась рентгеноструктурным методом на установке ДРОН-4. Исследования показали, что в цементном тесте, приготовленном по способу-прототипу, гидратация цемента составляла 67%, тогда как по заявляемому способу она была равной 85%. Во второй серии опытов изучалась селективная активация цемента и заполнителя. Для проведения таких исследований было приготовлено 3 замеса бетонной смеси. Состав бетонной смеси во всех трех замесах был практически идентичен. Водоцементное отношение во всех трех замесах было равно В/Ц=0,55. В состав на 1 м3 бетонной смеси входили: В=200 л; Ц=365 кг; песка П=600 кг; гравия Г=1145 кг.The inventive method was carried out according to the scheme depicted in the drawing. To compare the proposed method with the prototype method was prepared 3 kneading. The study of the effect of electrostatic charging of cement particles and the use of activated water as a mixing liquid was carried out in two stages. At the first stage, the experiments were carried out on cement stone, while such characteristics as the setting time of the cement, the degree of cement hydration, and the increase in the strength of the cement stone were investigated. Portland cement was used in the batches. The water-cement ratio in these experiments was equal to B / C = 0.3, where B is the flow rate of water per 1 m 3 of concrete, kg; C - cement consumption per 1 m 3 concrete, kg The experiments showed that the setting time of the cement paste prepared according to the prototype method was 2 hours 40 minutes. The setting time of the cement paste prepared by the present method was 1
Первый замес бетонной смеси осуществлялся по способу-прототипу, а в качестве жидкости затворения как при приготовлении цементного теста, так и при окончательном приготовлении бетонной смеси, использовалась обычная водопроводная вода. При приготовлении первого замеса объем воды был разделен на части: 109,5 л и 90,5 л. Одна часть 109,5 л была использована для затворения бетонного теста. Вторая часть 90,5 л заливалась в бетоносмеситель с заполнителем. Во втором и третьем замесах при приготовлении цементного теста использовался анолит, значение водородного показателя рНан которого было равно 4. При заливке в турбулентный смеситель-активатор анолит пропускался со скоростью 1 м/с через поперечное магнитное поле, величина которого была равна 1500 Э. Различие второго и третьего замесов состояло в следующем. Во втором замесе в качестве жидкости затворения в бетоносмеситель заливалось 90,5 л анолита с величиной водородного показателя рНан, равной 4. Анолит был пропущен через поперечное магнитное поле величиной 1500 Э со скоростью 1 м/с. В третьем же замесе в качестве жидкости затворения в бетоносмеситель заливалось 90,5 л католита, с величиной водородного показателя рНан, равной 9. Католит также прошел обработку в поперечном магнитном поле величиной 1500 Э со скоростью 1 м/с. Во втором и в третьем замесах производилась электростатическая зарядка частиц цемента, а в первом замесе такой зарядки не было. Для электростатической зарядки цемента во втором и третьем замесах от высоковольтного источника постоянного напряжения 20 через проходной изолятор 21 подавали минус 11 кВ на сетчатый электрод 19, и высыпали цемент из накопителя 17 через дозатор 18 в диэлектрическую воронку с патрубком 22 в количестве 365 кг.The first mixing of the concrete mixture was carried out according to the prototype method, and ordinary tap water was used as the mixing liquid both in the preparation of the cement paste and in the final preparation of the concrete mixture. When preparing the first batch, the volume of water was divided into parts: 109.5 liters and 90.5 liters. One piece of 109.5 L was used to mix concrete dough. The second part of 90.5 liters was poured into a concrete mixer with aggregate. In the second and third team fights in the preparation of the cement paste used anolyte pH values which was an equal 4. When filling into a turbulent mixer activator anolyte is passed at a speed of 1 m / s through a transverse magnetic field, the magnitude of which is equal to 1500 A. The difference the second and third batches were as follows. In the second kneading in a mixing liquid into the mixer is poured 90.5 l anolyte with a pH value of pH value en of 4. The anolyte was passed through a transverse magnetic field of 1500 Oe at a speed of 1 m / s. In the third kneading as the mixing liquid is poured into the mixer of 90.5 l catholyte, with the magnitude of an in pH equal to 9. The catholyte was also processed in a transverse magnetic field of 1500 Oe at a speed of 1 m / s. In the second and third batches, electrostatic charging of cement particles was carried out, but in the first batch there was no such charge. For electrostatic charging of cement in the second and third batches from a high-voltage source of
Процедура приготовления цементного теста во всех трех замесах была идентичной. В турбулентный смеситель-активатор заливали жидкость затворения в количестве 109,5 л при включенном двигателе 1 на режим перемешивания. После этого засыпали в турбулентный смеситель-активатор цемент из накопителя 17 через дозатор 18 в количестве 365 кг. Одновременно с подачей цемента в турбулентный смеситель-активатор включалось напряжение 380 В на электроды 6 турбулентного смесителя-активатора. Корпус турбулентного смесителя-активатора был заземлен. В процессе приготовления цементного теста измеряли величины токовых нагрузок по фазам и напряжение, которые составили: электрическое напряжение (372÷380) В, сила тока (190÷197) А. Продолжительность процесса приготовления цементного теста 3 мин. Температура нагрева цементного теста во всех трех замесах лежала в диапазоне (75÷78)°С. Начальная температура бетонного теста лежала в диапазоне (18÷20)°С. Разогретое цементное тесто подавали в бетоносмеситель, который был загружен заполнителем и жидкостью затворения и включен в режим перемешивания. В первом замесе в качестве жидкости затворения в бетоносмеситель была залита вода, во втором замесе - омагниченный анолит, а в третьем - омагниченный католит. Длительность перемешивания составила (2÷3) мин. Готовую смесь выгружали в транспортное средство для перевозки на место укладки. Температура бетонной смеси на выходе из смесителя составила (55÷58)°С. Для оценки величины прочности бетона в нормальных условиях изготавливали контрольные образцы-кубики ребром 150×150×150 мм, которые испытывали в возрасте 28 суток хранения в камере нормального твердения.The procedure for the preparation of cement paste in all three batches was identical. The turbulent mixer-activator was filled with a mixing fluid in an amount of 109.5 l with the engine 1 on for mixing mode. After that, cement was poured into the turbulent mixer-activator from the
Результаты проверки прочности показали, что в 28-суточном возрасте прочность бетона, приготовленного по заявляемому способу во втором замесе, превышала прочность бетона, приготовленного по способу-прототипу, на 25%, а прочность бетонного камня, приготовленного по заявляемому способу в третьем замесе, - на 36%.The strength test results showed that at 28 days of age, the strength of concrete prepared by the present method in the second batch exceeded the strength of concrete prepared by the prototype method by 25%, and the strength of concrete stone prepared by the present method in the third batch by 36%.
Таким образом, заявляемый способ имеет следующие преимущества перед способом-прототипом: повышенную гидратацию цемента на (18÷20) %; сниженное в 2-2,3 раза время схватывания цемента; повышенную в 2,5-3,5 пластичную прочность цементного теста на ранних стадиях затворения; повышенную на 25-36% прочность бетонного камня в 28-суточном возрасте.Thus, the claimed method has the following advantages over the prototype method: increased cement hydration by (18 ÷ 20)%; 2-2.3 times reduced cement setting time; 2.5-3.5 increased plastic strength of cement paste in the early stages of mixing; increased by 25-36% strength of concrete stone at 28 days of age.
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство СССР №146228, кл. В28С 5/00, 1961.1. USSR author's certificate No. 146228, cl. B28C 5/00, 1961.
2. Соломатов В.И. и др. Интенсивная технология бетонов. - М.: Стройиздат, 1989, с.69-75.2. Solomatov V.I. and others. Intensive technology of concrete. - M.: Stroyizdat, 1989, p. 69-75.
3. Патент РФ №2093496. Способ приготовления активированной бетонной смеси// Гасанов К.А., кл. С04В 40/00, В28С 5/46. Опубл. В Б.И. 20.10.1997 - (прототип).3. RF patent No. 2093496. The method of preparation of activated concrete mix // Hasanov K.A., class. С04В 40/00, В28С 5/46. Publ. In B.I. 10/20/1997 - (prototype).
4. Электротехнический справочник. В 3-х т. Т.3. Кн.2. Использование электрической энергии/Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г.Герасимова, П.Г.Грудинского, Л.А.Жукова и др. - 6-е изд., испр. и доп. - М.: Энергоиздат, 1982, стр.228.4. Electrical reference book. In 3 volumes T. 3.
5. B.C.Баталов. Теоретические основы вибротехнической технологии монолитного бетона: Монография. Магнитогорск: МГМА, 1998, стр.41-53.5. B.C. Batalov. Theoretical Foundations of Vibrotechnical Technology of Monolithic Concrete: Monograph. Magnitogorsk: MGMA, 1998, pp. 41-53.
6. Гульков А.Н., Заславский Ю.А., Ступаченко П.П. Применение магнитной обработки воды на предприятиях Дальнего Востока // Владивосток: изд-во Дальневосточного университета, 1990, стр.134.6. Gulkov A.N., Zaslavsky Yu.A., Stupachenko P.P. The use of magnetic water treatment at the enterprises of the Far East // Vladivostok: Publishing House of the Far Eastern University, 1990, p. 134.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010132762/03A RU2440959C1 (en) | 2010-08-04 | 2010-08-04 | Method of preparing concrete mixture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010132762/03A RU2440959C1 (en) | 2010-08-04 | 2010-08-04 | Method of preparing concrete mixture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2440959C1 true RU2440959C1 (en) | 2012-01-27 |
Family
ID=45786445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010132762/03A RU2440959C1 (en) | 2010-08-04 | 2010-08-04 | Method of preparing concrete mixture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2440959C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2496748C1 (en) * | 2012-03-27 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники | Method of preparing concrete mixture |
-
2010
- 2010-08-04 RU RU2010132762/03A patent/RU2440959C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2496748C1 (en) * | 2012-03-27 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники | Method of preparing concrete mixture |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Topçu et al. | Electrical conductivity of setting cement paste with different mineral admixtures | |
| JP2010036073A (en) | Method and apparatus for mixing granular material with liquid | |
| EP2314647B1 (en) | Method and device for producing a coating material | |
| CN209580042U (en) | A kind of concrete casting machine | |
| JP2014511786A (en) | Improved method for production of cement mortar body and unit for performing the method | |
| RU2466115C1 (en) | Method of preparing concrete mixture | |
| RU2440959C1 (en) | Method of preparing concrete mixture | |
| CN104018207B (en) | The preparation of ability cathode electrophoresis resin-diamond scroll saw and ultra high pressure treatment method thereof | |
| RU2496748C1 (en) | Method of preparing concrete mixture | |
| CN106746824A (en) | A kind of method that utilization regenerated aggregate concrete prepares test mould | |
| JP5604015B1 (en) | Split kneading method and split kneading equipment | |
| CN104860591A (en) | Thick-painted cement-based waterproof coating | |
| WO2008110160A1 (en) | Method for the production of mineral materials by means of bonding agent suspensions | |
| US6241816B1 (en) | Method of treating cement clinker | |
| CN111620618A (en) | High-strength low-hydration-heat marine concrete and preparation method thereof | |
| RU2378229C1 (en) | Method for production of concrete and reinforced concrete items, monolithic structures and works | |
| RU2453515C1 (en) | Method to prepare concrete mixture to manufacture ballast pipe and device for previous preparation of concrete mixture tempering water | |
| KR20180124319A (en) | Grout mixing apparatus and grout mixing method using electromagnetic force | |
| RU2093496C1 (en) | Method of preparing activated concrete mix | |
| RU2249573C1 (en) | Method of activating concrete mix tempering water with mechanical agitation | |
| CN1333578A (en) | Liquid-state low-sodium silicate chemosynthesized liquid and internal chemosynthesis method | |
| RU2821490C1 (en) | Method of construction 3d printing by layer-by-layer extrusion with controlled duration of technological break | |
| KR100840372B1 (en) | A manufacturing method of silica sol of controling to particle size | |
| RU2249574C1 (en) | Method of activating concrete mix tempering water with bubbling agitation | |
| RU2821488C1 (en) | Method of 3d printing with transition layer to ensure adhesion of layers during long technological breaks |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160805 |