RU2502711C1

RU2502711C1 - Apparatus for determining concrete carbonation kinetics

Info

Publication number: RU2502711C1
Application number: RU2012128440/15A
Authority: RU
Inventors: Валерий Марказович Латыпов; Павел Анатольевич Федоров; Булат Рамильевич Анваров
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2013-12-27

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: apparatus has at least two sealed chambers with a U-shaped pipe filled with water for releasing excess pressure in the chamber, inlet and outlet gas-distributing manifolds, filters for cleaning the gas-air medium collected from the chambers and the inside of each chamber is fitted with a ventilator and a bath with a saturated salt solution for creating and maintaining given relative air humidity inside the chamber, connected to the sealed chambers through the inlet gas-distributing manifold and, installed on pipes, electromagnetic valves, a carbon dioxide gas source, an automatic gas analyser with a gas flow activator, a gas distribution switch for alternately collecting samples from the chambers and transferring the samples to the gas analyser through the gas flow activator; the gas analyser is also connected to a computer for automatic monitoring of gas concentration in the sealed chambers and feeding gas into the chambers through the electromagnetic valves.

EFFECT: high information value and faster determination.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области исследования физико-химических свойств бетона в условиях воздействия на образец углекислого газа заданной концентрации.The invention relates to the field of research of the physicochemical properties of concrete under conditions of exposure to a carbon dioxide sample of a given concentration.

Известна полезная модель для ускоренной карбонизации бетонных образцов (св-во на полезную модель CN 201673151), которая включает в себя емкость для хранения газа, несколько герметичных камер, впускных клапанов, датчика давления, воздухозаборника, выпускного клапана, регистрирующего прибора, газоанализатора.A utility model for accelerated carbonization of concrete samples is known (for utility model CN 201673151), which includes a gas storage tank, several sealed chambers, intake valves, a pressure sensor, an air intake, an exhaust valve, a recording device, and a gas analyzer.

Недостатком данной модели является отсутствие методов контроля постоянства температурно-влажностных условий, необходимых для проведения карбонизации образцов, отсутствие механизма создания в камерах одновременно различных концентраций газа СO₂, отсутствие возможности подключения к ЭВМ для автоматического контроля концентрации и подачи газа в камеру.The disadvantage of this model is the lack of methods to control the constancy of temperature and humidity conditions necessary for carbonization of samples, the lack of a mechanism for creating simultaneously different concentrations of CO ₂ gas in the chambers, the lack of the ability to connect to a computer to automatically control the concentration and flow of gas into the chamber.

Наиболее близким к заявляемому является установка для определения кинетики карбонизации бетона (авт. св-во №388227), содержащая герметичную камеру, с установленными внутри вентилятором и емкостью с раствором для поддержания постоянной влажности, трубопровод, соединяющий герметичную камеру с источником углекислого газа, автоматическое устройство поддержания концентрации углекислого газа, выполненное с электромагнитным клапаном, установленным на трубопроводе, и автоматический газоанализатор с побудителем расхода газа.Closest to the claimed is the installation for determining the kinetics of carbonation of concrete (ed. Certificate No. 3888227), containing a sealed chamber, with a fan installed inside and a container with a solution to maintain constant humidity, a pipeline connecting the sealed chamber to a carbon dioxide source, an automatic device maintaining carbon dioxide concentration, performed with an electromagnetic valve mounted on the pipeline, and an automatic gas analyzer with a gas flow inducer.

Недостатки данной установки следующие: определение кинетики карбонизации бетона осуществляется только при одной концентрации углекислого газа; отсутствует в схеме непрерывная система автоматического контроля концентрации газа внутри камеры и подача требуемого количества газа в камеру.The disadvantages of this installation are as follows: the determination of the kinetics of concrete carbonization is carried out only at one concentration of carbon dioxide; there is no continuous system in the circuit for automatic control of the gas concentration inside the chamber and the supply of the required amount of gas into the chamber.

Задачей изобретения является создание установки для получения экспериментальных результатов по кинетике карбонизации бетона при различной концентрации углекислого газа и сокращение сроков проведения эксперимента по кинетике карбонизации бетона.The objective of the invention is to create a facility for obtaining experimental results on the kinetics of carbonization of concrete at various concentrations of carbon dioxide and reducing the time of the experiment on the kinetics of carbonation of concrete.

Поставленная задача достигается тем, что установка для определения кинетики карбонизации бетона, содержащая герметичную камеру с установленным внутри вентилятором, соединенную трубопроводом с источником углекислого газа, автоматическое устройство поддержания концентрации углекислого газа, выполненное с электромагнитным клапаном, установленным на трубопроводе, и автоматический газоанализатор с побудителем расхода газа согласно изобретению дополнительно содержит по меньшей мере две герметичных камеры с установленными в них вентиляторами; U-образной трубкой, заполненной водой; газовыми распределительными коллекторами; фильтрами для очистки газо-воздушной среды; газовым распределительным коммутатором; кроме того газоанализатор соединен с ЭВМ, принимающей решения с помощью программы и передающей команды на электромагнитные клапана, регулирующие поступление газа вовнутрь камеры.The task is achieved in that the installation for determining the kinetics of carbonation of concrete, containing a sealed chamber with a fan installed inside, connected by a pipeline to a carbon dioxide source, an automatic device for maintaining carbon dioxide concentration, made with an electromagnetic valve mounted on the pipeline, and an automatic gas analyzer with a flow inducer gas according to the invention further comprises at least two sealed chambers with valves installed therein Yator; U-shaped tube filled with water; gas distribution manifolds; filters for cleaning the gas-air environment; gas distribution switch; in addition, the gas analyzer is connected to a computer that makes decisions using the program and sends a command to the electromagnetic valves that control the flow of gas into the chamber.

На фиг.1 изображена принципиальная схема предложенной установки.Figure 1 shows a schematic diagram of the proposed installation.

Установка состоит из: герметичных камер 1 с установленными в них вентиляторами 2, ванны 3 с насыщенным раствором соли, на каждой камере установлены U-образные трубки 4 заполненные водой; и системы автоматического контроля концентрации газа в камерах, которая состоит из впускного 5 и выпускного 6 газовых распределительных коллекторов, электромагнитных клапанов 7; фильтров для очистки воздушно-газовой среды 8; газового распределительного коммутатора 9, побудителя расхода газа 10, автоматического газоанализатора 11, источника углекислого газа 12, электронно-вычислительной машины (ЭВМ) 13, сети трубопроводов 14 и сети проводов 15, связывающих ЭВМ с устройствами установки.The installation consists of: sealed chambers 1 with fans installed in them 2,bath 3 with saturated salt solution, U-shaped tubes 4 are installed on each chamber filled with water; and systems for automatic control of gas concentration in chambers, which consists of inlet 5 and outlet 6 gas distribution manifolds, solenoid valves 7; filters for cleaning the air-gas medium 8; gas distribution switch 9, gas flow inducer 10,automatic gas analyzer 11, carbon dioxide source 12,electronic computer (computer) 13,piping networks 14 and a network of wires 15 connecting the computer with the installation devices.

Герметичная камера 1 выполняет в установке функцию «реактора», т.е. в нее помещаются бетонные образцы, которые необходимо подвергнуть процессу карбонизации, затем создаются температурно-влажностные условия и заданная концентрация углекислого газа, в результате физико-химических процессов образцы видоизменяются во времени. Вентиляторы 2 необходимы для перемешивания газо-воздушной среды и создания одинаковой концентрации газа во всем объеме камеры 1. Ванна 3 с насыщенным раствором соли требуется для создания и постоянного поддержания заданной относительной влажности внутри камеры 1. U-трубка 4 необходима для сброса избыточного давления в камере 1. Впускной 5 и выпускной 6 газовые распределительные коллекторы необходимы для одновременного забора и подачи газа. Фильтры 8 для очистки газовоздушной среды необходимы для защиты газоанализатора 11 от воздействия попутных газов, образующихся в результате взаимодействия раствора соли с газом. Газовый распределительный коммутатор 9 служит для попеременного забора пробы из камер и передачи ее в газоанализатор 11. Газоанализатор 11 служит для анализа концентрации газа в камерах. ЭВМ 13 с записанной командно-контролирующей программой осуществляет автоматизацию контроля за концентрацией газа в камерах 1 и подачей газа в камеры 1 при необходимости, позволяет одновременно получать электронные графические и цифровые данные с автоматического газоанализатора 11.Airtight chamber 1 performs the function of a “reactor" in the installation, i.e. concrete samples are placed in it, which must be subjected to the carbonization process, then temperature and humidity conditions are created and a given concentration of carbon dioxide is created, as a result of physicochemical processes, the samples change over time. Fans 2 necessary for mixing the gas-air medium and creating the same gas concentration in the entire volume of the chamber 1.Bath 3 with a saturated salt solution is required to create and constantly maintain a given relative humidity inside the chamber 1.U-tube 4 necessary to relieve excess pressure in the chamber 1.Intake 5 and graduation6gas distribution manifolds are necessary for the simultaneous intake and supply of gas. Filters 8 for the purification of the gas-air medium are necessary to protect the gas analyzer 11 from the effects of associated gases resulting from the interaction of the salt solution with gas. Gas distribution switch 9 serves for alternating sampling from the chambers and transferring it to the gas analyzer 11.Gas analyzer 11 serves to analyze the concentration of gas in the chambers. A computer 13 with a recorded command and control program automates the monitoring of gas concentration in chambers 1 and gas supply to the chambers 1 if necessary, allows you to simultaneously receive electronic graphic and digital data from an automatic gas analyzer 11.

Для возможности подачи требуемого объема газа с целью поддержания постоянной концентрации углекислого газа в камерах 1, на каждом патрубке, присоединенном к герметичной камере, устанавливается электромагнитный клапан, открывание и закрывание которого управляется с помощью ЭВМ.To be able to supply the required volume of gas in order to maintain a constant concentration of carbon dioxide in the chambers 1, on each nozzle attached to the sealed chamber, an electromagnetic valve is installed, the opening and closing of which is controlled by a computer.

Газовоздушная смесь забирается поочередно из каждой герметичной камеры 1 с помощью побудителя расхода газа 10, через фильтр очистки воздушно-газовой среды 8 и газового распределительного коммутатора 9. Взятая смесь поступает в автоматический газоанализатор 11. Затем смесь поступает в выпускной газовый коллектор 6 и по трубопроводу 14 возвращается в ту же камеру 1, где был произведен забор газовой смеси. Следующий забор осуществляется уже из камеры с другой концентрацией. Контроль за очередностью забора проб в газовом распределительном коммутаторе 9 выполняется с помощью программы, записанной на ЭВМ 13. Связь коммутатора 9 и ЭВМ 13 осуществляется через систему проводов 15.The gas-air mixture is taken alternately from each sealed chamber 1 using a gas flow inducer 10,through the filter for cleaning the air-gas medium 8 and gas distribution switch 9.The taken mixture enters the automatic gas analyzer 11. Then the mixture enters the exhaust gas manifold6and through line 14 returns to the same camera 1, where the gas mixture was taken. The next fence is carried out already from the chamber with a different concentration. Sampling sequence control in a gas distribution switch 9 performed using a program recorded on the computer 13. Communication switch 9 and the computer 13 is carried out through a system of wires 15.

Результаты анализа газовоздушной среды от автоматического газоанализатора 11 передаются по проводам 15 на ЭВМ 13, где с помощью записанной командно-контролирующей программы принимаются командные решения, в соответствии с заданными исходными данными, и передаются на электромагнитные клапаны 7 через сеть проводов 15. При понижении требуемой концентрации в герметичной камере 1 электромагнитный клапан 7 открывается, и углекислый газ поступает из источника 12 через впускной газовый распределительный коллектор 5 и электромагнитный клапан 7 в герметичную камеру 1. The results of the analysis of the gas atmosphere from the automatic gas analyzer 11 transmitted via wires 15 to a computer 13, where, using the recorded command and control program, command decisions are made in accordance with the given initial data, and transmitted to the electromagnetic valves 7 through a network of wires 15.By lowering the required concentration in the sealed chamber 1 the solenoid valve 7 opens, and carbon dioxide comes from a source 12 through the inlet gas distribution manifold 5 and the solenoid valve 7 into the sealed chamber 1.

Таким образом, установка для определения кинетики карбонизации бетона позволят проводить исследования физико-химических свойств образцов из бетона при воздействии на них различной концентрации углекислого газа.Thus, the installation for determining the kinetics of carbonation of concrete will allow studies of the physicochemical properties of concrete samples when exposed to different concentrations of carbon dioxide.

Claims

Installation for determining the kinetics of carbonation of concrete, containing at least 2 airtight chambers with a U-shaped tube filled with water to relieve excess pressure in the chamber, inlet and outlet gas distribution manifolds, filters for cleaning the gas-air medium taken from the chambers and installed inside each chamber with a fan and a bath with saturated salt solution to create and constantly maintain a given relative humidity inside the chamber, connected to the sealed chambers through the inlet a gas distribution manifold and solenoid valves installed on the pipelines, a carbon dioxide source, an automatic gas analyzer with a gas flow inducer, a gas distribution switch for alternately taking samples from the chambers and transferring it to the gas analyzer through a gas flow evacuator, in addition, the gas analyzer is connected to a computer to automate concentration control gas in sealed chambers and the supply of gas to them through solenoid valves.