RU2535239C2 - Method and system for analysis of chemically active material - Google Patents

Method and system for analysis of chemically active material Download PDF

Info

Publication number
RU2535239C2
RU2535239C2 RU2010114836/28A RU2010114836A RU2535239C2 RU 2535239 C2 RU2535239 C2 RU 2535239C2 RU 2010114836/28 A RU2010114836/28 A RU 2010114836/28A RU 2010114836 A RU2010114836 A RU 2010114836A RU 2535239 C2 RU2535239 C2 RU 2535239C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
time
transition
setting
state
resistivity
Prior art date
Application number
RU2010114836/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010114836A (en
Inventor
Давид ШТАКЕЛБЕРГ
Борис ВИЛГЕ
Шимон БОЙКО
Original Assignee
КОНКРЕТЕК Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by КОНКРЕТЕК Лтд. filed Critical КОНКРЕТЕК Лтд.
Priority to RU2010114836/28A priority Critical patent/RU2535239C2/en
Publication of RU2010114836A publication Critical patent/RU2010114836A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2535239C2 publication Critical patent/RU2535239C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method and system for determining a period of a chemically active material setting are claimed. The method includes continuous measurement of an electric property of the material in order to obtain the time dependence of the specific resistance or its representation. The time dependence is used for the determination of the time of the setting beginning and the time of setting ending. The time of the setting beginning is determined as the time when the fastest rise of the specific resistance starts and the time of the setting ending is determined as the time of the local maximum of the specific resistance.
EFFECT: increase of the method efficiency.
28 cl, 15 dwg, 1 tbl

Description

ОБЛАСТЬ И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИFIELD AND BACKGROUND

Настоящее изобретение в некоторых вариантах его осуществления относится к анализу материала и, более конкретно, но не исключительно, к анализу химически активного материала, который проходит процесс выдержки при затвердевании, такого как, но без ограничения, цементирующий материал, например бетон.The present invention, in some embodiments, relates to the analysis of a material and, more specifically, but not exclusively, to the analysis of a reactive material that undergoes a hardening process, such as, but not limited to, a cementitious material, such as concrete.

Химически активный материал часто необходимо проанализировать, чтобы определить его структурные свойства, например, прочность и другие физико-механические свойства конечного выдержанного продукта, такие как его потенциал усадки. Конечная прочность химически активного капиллярно-пористого материала определяется свойствами исходных сырьевых материалов, условиями смешивания и уплотнения, конкретным составом, например соотношением минерального связующего и заполнителя, соотношением воды и цемента, соотношением воды и заполнителя и т.д. [Невилль Э.М. (Neville A.M.), Свойства бетона, Longman Scientific & Technical, 1981].Chemically active material often needs to be analyzed to determine its structural properties, for example, strength and other physicomechanical properties of the final aged product, such as its shrink potential. The final strength of a reactive capillary-porous material is determined by the properties of the raw materials, mixing and compaction conditions, specific composition, for example, the ratio of mineral binder and aggregate, the ratio of water to cement, the ratio of water to aggregate, etc. [Neville E.M. (Neville A.M.), Concrete Properties, Longman Scientific & Technical, 1981].

Процесс затвердевания химически активного материала можно рассматривать как серию последовательных переходов между различными состояниями материала.The process of solidification of a chemically active material can be considered as a series of successive transitions between different states of the material.

Первоначально, материал является уплотняемой структурой, физические и механические свойства которой определяются главным образом путем сжимающих действий капиллярного давления на границы "вода-воздух". Это состояние характеризуется интенсивным развитием химических реакций, таких как гидратация и гидролиз с образованием геля (термин "гель" введен в научную практику в сочетании с цементирующими материалами Т.Пауэрсом (Т.Powers) в статье с названием "Не испаряемое содержание воды в затвердевших растворах портландцемента", опубликованной в ASTM Bulletin, 1949, No.158, и был использован Э.Невиллем в статье с названием "Свойства бетона", опубликованной в Longman Scientific & Technical, 1961).Initially, the material is a densified structure, the physical and mechanical properties of which are determined mainly by the compressive action of capillary pressure on the water-air boundaries. This condition is characterized by the intensive development of chemical reactions, such as hydration and hydrolysis with the formation of a gel (the term “gel” was introduced into scientific practice in combination with cementing materials by T. Powers in an article entitled “Non-evaporative water content in hardened solutions Portland cement "published in ASTM Bulletin, 1949, No.158, and was used by E. Neville in an article entitled" Concrete Properties "published in Longman Scientific & Technical, 1961).

Во втором после первоначального состоянии материал развивает коагуляционную структуру, которая является капиллярно-пористым коллоидным телом, имеющим химически активные дисперсии воды-силиката.In the second after the initial state, the material develops a coagulation structure, which is a capillary-porous colloidal body having chemically active dispersions of water-silicate.

В третьем состоянии материал развивает коллоидно-кристаллическую структуру, которая является квазитвердым капиллярным пористым телом. В этом состоянии гель начинает стареть и образуются кристаллические структуры.In the third state, the material develops a colloidal crystalline structure, which is a quasi-solid capillary porous body. In this state, the gel begins to age and crystalline structures form.

В четвертом состоянии кристаллические структуры конденсируются, и материал имеет твердое капиллярно-пористое тело, условия в котором определяются законами, регулирующими взаимодействие частиц и скоплений частиц в твердой фазе.In the fourth state, crystalline structures condense, and the material has a solid capillary-porous body, the conditions in which are determined by laws governing the interaction of particles and particle clusters in the solid phase.

В любом отдельно взятом состоянии химически активный материал имеет полидисперсную структуру влажного капиллярно-пористого тела. Жидкая фаза материала поэтому является информативным компонентом, указывающим пористость материала и, поэтому, его прочность. Вода (в жидкой и газообразной форме) всегда находится в состоянии термодинамического равновесия с пористой твердой фазой, с которой она взаимодействует. Так, свойства воды изменяются в строгом соответствии с формированием структуры и впоследствии с увеличением прочности затвердевающего материала. Об этом смотрите, например, Штакельберг Д.И. (Shtakelberg D.I.) и Ситков М.М. (Sithcov М.М.), "Самоорганизация в дисперсных системах", Riga, "Zinatne" Press, 1990; и Штакельберг Д.И. (Shtakelberg D.I.), "Термодинамика структурообразования в водно-силикатных дисперсных материалах", Riga, Zinatne, 1984; и Невилль М. (Neville М.) "Свойства бетона", Longman Scientific & Technical. NT., 1988.In any single state, the chemically active material has a polydisperse structure of a moist capillary-porous body. The liquid phase of the material is therefore an informative component indicating the porosity of the material and, therefore, its strength. Water (in liquid and gaseous form) is always in a state of thermodynamic equilibrium with the porous solid phase with which it interacts. So, the properties of water change in strict accordance with the formation of the structure and subsequently with an increase in the strength of the hardened material. See, for example, Shtakelberg D.I. (Shtakelberg D.I.) and Sitkov M.M. (Sithcov M.M.), "Self-organization in dispersed systems", Riga, "Zinatne" Press, 1990; and Stackelberg D.I. (Shtakelberg D.I.), "Thermodynamics of structure formation in water-silicate dispersed materials", Riga, Zinatne, 1984; and Neville M. (Neville M.) "Concrete Properties", Longman Scientific & Technical. NT., 1988.

Продолжительность вышеупомянутого процесса затвердевания обычно достаточно большая. Например, для цементирующих материалов продолжительность затвердевания составляет порядка одного месяца, и за этот период времени цемент проходит через все вышеуказанные состояния и становится твердой структурой с определенной прочностью на сжатие.The duration of the above solidification process is usually quite long. For example, for cementitious materials, the curing time is of the order of one month, and during this period of time, cement passes through all the above conditions and becomes a solid structure with a certain compressive strength.

Из-за большой продолжительности процесса затвердевания до достижения конечной прочности химически активный материал проходит много сложных физических и химических процессов, которые существенно влияют на его физические свойства. Обще-признано, что любое изменение, несоблюдение или отклонение от технологических правил при подготовке химически активного материала, такого как товарный бетон или сборный железобетон, может необратимо ухудшить свойства (например, прочность) конечного продукта. Причины плохого качества конечного продукта включают неожиданную замену поставщиков материала, неправильную работу или отказ оборудования и т.д.Due to the long duration of the hardening process until the final strength is reached, the chemically active material undergoes many complex physical and chemical processes that significantly affect its physical properties. It is generally recognized that any change, non-compliance or deviation from technological rules in the preparation of chemically active material, such as ready-mixed concrete or precast concrete, can irreversibly degrade the properties (e.g. strength) of the final product. The reasons for the poor quality of the final product include unexpected replacement of material suppliers, malfunctioning or equipment failure, etc.

Затвердевание и упрочнение химически активного материала начинается сразу же после завершения его уплотнения для конкретного применения. Однако могут иметь место многие дополнительные процессы, влияющие на конечное качество. Например, в случае бетона транспортировка смеси с завода-изготовителя до места строительства обычно происходит в период между приготовлением смеси и ее уплотнением. Хотя во время транспортировки бетонная смесь находится в постоянном движении внутри вращающегося барабана, чтобы не допустить схватывания или затвердевания, известно, что конечные свойства цементирующих продуктов, изготовленных после длительной транспортировки смеси, отличаются от свойств таких же продуктов, изготовленных из свежеприготовленной смеси.The hardening and hardening of the reactive material begins immediately after completion of its compaction for a specific application. However, there may be many additional processes that affect the final quality. For example, in the case of concrete, transportation of the mixture from the manufacturer to the construction site usually occurs between the preparation of the mixture and its compaction. Although during transportation the concrete mixture is in constant motion inside the rotating drum to prevent setting or hardening, it is known that the final properties of cementitious products made after prolonged transportation of the mixture differ from the properties of the same products made from freshly prepared mixture.

Длительная транспортировка смеси естественно продлевает период времени, в который имеют место химические реакции, такие как гидратация и гидролиз. Так, по прибытии на место строительства различные сроки транспортировки приводят к разным начальным состояниям в процессах затвердевания и упрочнения.Long-term transportation of the mixture naturally extends the period of time during which chemical reactions such as hydration and hydrolysis take place. So, upon arrival at the construction site, different transportation times lead to different initial conditions in the hardening and hardening processes.

Другие факторы, которые, как известно, изменяют процесс затвердевания, включают химические добавки для различных функциональных целей, температурные условия при затвердевании, условия выдержки свежесформированного бетона, неоднородность смеси, сложность и продолжительность процесса производства и т.д.Other factors that are known to change the hardening process include chemical additives for various functional purposes, temperature conditions during hardening, exposure conditions of freshly formed concrete, heterogeneity of the mixture, complexity and duration of the manufacturing process, etc.

Традиционно, процесс затвердевания контролируют механическими средствами одним или несколькими способами, такими как испытание бетонной смеси на осадку конуса, определение жесткости по Вебе, испытание на время схватывания, испытание прочности на сжатие и т.д.Traditionally, the solidification process is controlled by mechanical means in one or several ways, such as testing a concrete mixture for a cone settlement, determining the Web stiffness, setting time testing, compressive strength testing, etc.

При испытании бетонной смеси на осадку конус (называемый конус для определения подвижности) помещают на основание и наполняют бетоном. Конус поднимают, оставляя бетон, который оседает. Конус помещают на основание в качестве контрольного и измеряют разницу в уровне между его верхом и верхом бетона. Это испытание обычно применяют для свежих бетонов в течение первых трех часов с момента приготовления бетонной смеси. Быстрая осадка (также называемая в литературе "высокой" осадкой) наблюдается, когда количество физически связанной воды в бетоне относительно большое, и медленная осадка происходит, когда количество физически связанной воды в бетоне относительно малое.When testing a concrete mixture for sediment, a cone (called a cone for determining mobility) is placed on the base and filled with concrete. The cone is raised, leaving concrete that settles. The cone is placed on the base as a control and the difference in level between its top and the top of the concrete is measured. This test is usually applied to fresh concrete within the first three hours of the preparation of the concrete mix. Fast sludge (also referred to in the literature as "high" sludge) is observed when the amount of physically bound water in concrete is relatively large, and slow sediment occurs when the amount of physically bound water in concrete is relatively small.

При определении жесткости по Вебе измеряют работу, необходимую для уплотнения бетона. Конус бетона помещают на стол и поднимают его как при испытании на осадку. Стол вибрирует со стандартной частотой. Измеряют время, необходимое для уплотнения бетона. Время Вебе составляет от 1 секунды для текучего бетона до более чем 12 секунд для жесткого бетона. Испытание по Вебе обычно применяют в течение 3-10 часов с момента приготовления бетонной смеси.When determining stiffness on the Web, the work required to compact concrete is measured. The concrete cone is placed on the table and raised as in a draft test. The table vibrates at a standard frequency. Measure the time required for concrete compaction. Web times range from 1 second for flowing concrete to over 12 seconds for hard concrete. The test on the Web is usually applied within 3-10 hours from the time of preparation of the concrete mixture.

При проверке времени схватывания бетона время схватывания оценивают посредством измерений сопротивления проникновению на строительном растворе, полученном путем пропускания бетонной смеси через сито. Проникающее устройство имеет форму иглы или клина и известно под названием пенетрометра Проктора. Пенетрометр Проктора обычно применяют в течение 10-24 часов с момента приготовления бетонной смеси.When checking the setting time of concrete, the setting time is estimated by measuring the penetration resistance of a mortar obtained by passing a concrete mixture through a sieve. The penetrating device is in the form of a needle or wedge and is known as the Proctor penetrometer. Proctor penetrometer is usually used within 10-24 hours from the time of preparation of the concrete mix.

Проверку прочности на сжатие обычно выполняют после выдержки. Образец бетона помещают в пресс и подвергают давлению постепенно увеличивающего сжатия, чтобы определить разрушающую нагрузку. Прочность на сжатие определяют как отношение между разрушающей нагрузкой и площадью поперечного сечения, сопротивляющейся нагрузке. Также известны испытание методом отрыва, в котором осевое отрывающее усилие прилагают к стальной пластине, зафиксированной на бетонной поверхности, и испытание ударным воздействием, в котором гладкий стержень вгоняют в бетон и измеряют глубину проникновения и/или силу отрыва.Compression strength testing is usually performed after exposure. A concrete sample is placed in a press and subjected to a gradually increasing compression pressure to determine the breaking load. Compressive strength is defined as the ratio between the breaking load and the cross-sectional area that resists the load. A peel test is also known in which an axial peel force is applied to a steel plate fixed to a concrete surface, and a shock test in which a smooth rod is driven into concrete and the penetration depth and / or peel force is measured.

В статье Ли и др. (Li et al.) ["Определение времени схватывания бетона с использованием измерений электрического удельного сопротивления". Journal of Materials in Civil Engineering, Vol.19, No.5, 423-427 (2007)] раскрыт метод определения времени схватывания бетона путем измерения электрического удельного сопротивления. На кривой удельного сопротивления определяют две критические точки и время схватывания оценивают как линейную функцию значений абсциссы этих критических точек.In an article by Lee et al. (Li et al.) [Determination of concrete setting time using electrical resistivity measurements. ” Journal of Materials in Civil Engineering, Vol.19, No.5, 423-427 (2007)] discloses a method for determining the setting time of concrete by measuring electrical resistivity. Two critical points are determined on the resistivity curve and setting time is estimated as a linear function of the abscissa values of these critical points.

Другие методы раскрыты в опубликованных международных заявках WO 2001/065282, WO 2005/047891 и WO 2005/124339 и в патентах США №6,396,265, 7,181,978 и 7,225,682, содержание которых включено путем ссылки.Other methods are disclosed in published international applications WO 2001/065282, WO 2005/047891 and WO 2005/124339 and in US patent No. 6,396,265, 7,181,978 and 7,225,682, the contents of which are incorporated by reference.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложен способ определения времени схватывания химически активного материала. Предложенный способ включает постоянное измерение электрического свойства материала для получения временной зависимости этого свойства, причем свойством является удельное сопротивление или его представление; использование временной зависимости для определения времени начала схватывания и времени окончания схватывания, где время начала схватывания определено как время наступления самого быстрого подъема удельного сопротивления и время окончания схватывания определено как время локального максимума удельного сопротивления; таким образом определяя период времени схватывания материала.According to one aspect of the present invention, a method for determining the setting time of a reactive material is provided. The proposed method includes the continuous measurement of the electrical properties of the material to obtain the time dependence of this property, the property being resistivity or its representation; the use of the time dependence for determining the start time of setting and the end time of setting, where the start time of setting is defined as the time of the onset of the fastest rise in resistivity and the end time of setting is defined as the time of the local maximum of specific resistance; thus determining the setting time period of the material.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения способ кроме того включает использование временной зависимости для выявления перехода между рабочим состоянием материала и нерабочим состоянием материала.According to some embodiments of the invention, the method further comprises using a time relationship to detect a transition between the operating state of the material and the non-operational state of the material.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения способ кроме того включает использование временной зависимости для выявления перехода между первым рабочим состоянием материала и вторым рабочим состоянием материала, причем такой переход эквивалентен резкому замедлению осадки, которая наблюдалась бы, если бы материал подвергали испытанию на осадку.According to some embodiments of the invention, the method further comprises using a time dependence to detect a transition between the first working state of the material and the second working state of the material, which transition is equivalent to a sharp deceleration of precipitation, which would be observed if the material were subjected to a precipitation test.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения способ кроме того включает использование временной зависимости для выявления перехода между гелевым состоянием материала и капиллярно-пористым коллоидным состоянием материала.According to some embodiments of the invention, the method further comprises using a time dependence to detect a transition between the gel state of the material and the capillary-porous colloidal state of the material.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения способ кроме того включает использование временной зависимости для выявления перехода между капиллярно-пористым коллоидным состоянием материала и коллоидно-кристаллическим состоянием материала.According to some embodiments of the invention, the method further comprises using a time dependence to detect a transition between the capillary-porous colloidal state of the material and the colloidal-crystalline state of the material.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения способ кроме того включает использование временной зависимости для выявления перехода между прерывным кристаллическим состоянием материала и непрерывным кристаллическим состоянием материала.According to some embodiments of the invention, the method further comprises using a time dependence to detect a transition between the discontinuous crystalline state of the material and the continuous crystalline state of the material.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения способ кроме того включает использование временной зависимости для определения прочности материала на сжатие.According to some embodiments of the invention, the method further includes using a time dependence to determine the compressive strength of the material.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложена система для определения периода схватывания химически активного материала. Система содержит измерительный блок для непрерывного измерения электрического свойства материала, чтобы получить временную зависимость такого свойства, причем свойством является удельное сопротивление или его представление; и блок обработки для определения на основании временной зависимости времени начала схватывания и времени окончания схватывания, где время начала схватывания определено как время наступления самого быстрого подъема удельного сопротивления и время окончания схватывания определено как время локального максимума удельного сопротивления.According to another aspect of the present invention, there is provided a system for determining a setting period of a reactive material. The system comprises a measuring unit for continuously measuring the electrical property of a material in order to obtain a time dependence of such a property, the property being resistivity or its representation; and a processing unit for determining, based on a time dependence of the setting time and setting time, where the setting time is defined as the time of the fastest rise in resistivity and the time of setting to be determined as the local maximum resistance time.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения блок обработки конфигурирован для выявления перехода между рабочим состоянием материала и нерабочим состоянием материала на основании временной зависимости.According to some embodiments of the invention, the processing unit is configured to detect a transition between the operating state of the material and the inoperative state of the material based on the time dependence.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения переход между рабочим и нерабочим состояниями определен как время локального минимума удельного сопротивления.According to some embodiments of the invention, the transition between the operational and non-operational states is defined as the time of the local minimum of resistivity.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения переход между рабочим и нерабочим состояниями выявляют по линейной шкале временной зависимости.According to some embodiments of the invention, the transition between the operational and non-operational states is detected on a linear time scale.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения локальный минимум выявляют используя окно движения времени, имеющее ширину приблизительно 2 часа.According to some embodiments of the invention, a local minimum is detected using a time window having a width of about 2 hours.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения блок обработки конфигурирован для выявления перехода между первым рабочим состоянием материала и вторым рабочим состоянием материала на основании временной зависимости, причем переход эквивалентен резкому замедлению осадки, которая наблюдалась бы, если бы материал подвергали испытанию на осадку.According to some embodiments of the invention, the processing unit is configured to detect a transition between the first working state of the material and the second working state of the material based on the time dependence, the transition being equivalent to a sharp deceleration of the precipitation that would occur if the material were subjected to a precipitation test.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения переход между первым и вторым рабочими состояниями определен как время, соответствующее точке перегиба кривой удельного сопротивления.According to some embodiments of the invention, the transition between the first and second operating states is defined as the time corresponding to the inflection point of the resistivity curve.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения переход между первым и вторым рабочими состояниями выявляют по линейной шкале временной зависимости.According to some embodiments of the invention, the transition between the first and second operating states is detected on a linear time scale.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения точку перегиба кривой выявляют используя окно движения времени, имеющее ширину приблизительно 2 часа.According to some embodiments of the invention, the inflection point of the curve is detected using a time window having a width of about 2 hours.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения блок обработки конфигурирован для выявления перехода между гелевым состоянием материала и капиллярно-пористым коллоидным состоянием материала на основании временной зависимости.According to some embodiments of the invention, the processing unit is configured to detect a transition between the gel state of the material and the capillary-porous colloidal state of the material based on the time dependence.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения блок обработки конфигурирован для выявления перехода между капиллярно-пористым коллоидным состоянием материала и коллоидно-кристаллическим состоянием материала на основании временной зависимости.According to some embodiments of the invention, the processing unit is configured to detect a transition between the capillary-porous colloidal state of the material and the colloidal-crystalline state of the material based on the time dependence.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения блок обработки конфигурирован для выявления перехода между прерывным кристаллическим состоянием материала и непрерывным кристаллическим состоянием материала на основании временной зависимости.According to some embodiments of the invention, the processing unit is configured to detect a transition between the discontinuous crystalline state of the material and the continuous crystalline state of the material based on the time dependence.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения блок обработки конфигурирован для определения прочности материала на сжатие на основании временной зависимости.According to some embodiments of the invention, the processing unit is configured to determine the compressive strength of the material based on the time dependence.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения каждое из времени начала схватывания и времени окончания схватывания выявляют по линейной шкале временной зависимости.According to some embodiments of the invention, each of the setting start time and the setting end time is identified on a linear time scale.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения каждое из начала самого быстрого подъема удельного сопротивления и локального максимума удельного сопротивления выявляют используя окно движения времени, имеющее ширину приблизительно 2 часа.According to some embodiments of the invention, each of the beginning of the fastest rise in resistivity and local maximum resistivity is detected using a time window having a width of about 2 hours.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения электрическое свойство измеряют путем прямого контакта с материалом.In some embodiments, the electrical property is measured by direct contact with the material.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения электрическое свойство измеряют в постоянном объеме.In some embodiments, the electrical property is measured in a constant volume.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения электрическое свойство измеряют путем создания электрического поля между первым электродом и вторым электродом вдоль достаточно длинного контура в материале.In some embodiments, the electrical property is measured by creating an electric field between the first electrode and the second electrode along a sufficiently long contour in the material.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения контур имеет длину, которая по меньшей мере в два раза больше расстояния между электродами.According to some embodiments of the invention, the circuit has a length that is at least two times the distance between the electrodes.

Если не указано иное, все технические и/или научные термины, используемые в настоящем описании, имеют такое же значение, которое обычно понимает средний специалист в области техники, к которой относится изобретение. Хотя способы и материалы, сходные или эквивалентные с описанными здесь, могут использоваться при практическом осуществлении или испытании вариантов осуществления изобретения, ниже описаны иллюстративные способы и/или материалы. В случае противоречия описание изобретения, включая определения в нем, имеет преимущество. Кроме того, материалы, способы и примеры являются только иллюстративными и не предназначены для обязательного ограничения.Unless otherwise indicated, all technical and / or scientific terms used in the present description have the same meaning as is generally understood by one of ordinary skill in the art to which the invention pertains. Although methods and materials similar or equivalent to those described herein can be used in the practice or testing of embodiments of the invention, illustrative methods and / or materials are described below. In the event of a conflict, a description of the invention, including definitions therein, takes precedence. In addition, the materials, methods and examples are illustrative only and are not intended to be limiting.

Реализация способа и/или системы согласно вариантам осуществления изобретения может включать выполнение или завершение выбранных задач вручную, автоматически или в сочетании ручного и автоматического режимов. Более того, согласно фактическим приборам и оборудованию для вариантов осуществления способа и/или системы настоящего изобретения несколько выбранных задач могут быть выполнены аппаратным, программным или встроенным программным обеспечением или их сочетанием с использованием операционной системы.Implementation of a method and / or system according to embodiments of the invention may include performing or completing selected tasks manually, automatically, or in a combination of manual and automatic modes. Moreover, according to actual instruments and equipment for embodiments of the method and / or system of the present invention, several selected tasks can be performed by hardware, software, or firmware, or a combination thereof using an operating system.

Например, аппаратное обеспечение для выполнения выбранных задач согласно вариантам осуществления изобретения может быть реализовано в форме чипа или микросхемы. Как программное обеспечение выбранные задачи согласно вариантам осуществления изобретения могут быть реализованы как некоторое множество команд программного обеспечения, выполняемых компьютером с любой подходящей операционной системой. В иллюстративном варианте осуществления изобретения одна или несколько задач согласно иллюстративным вариантам осуществления описанных здесь способа и/или системы выполняются процессором данных, таким как компьютерная платформа для выполнения некоторого множества команд. По выбору, процессор данных включает энергозависимую память для хранения команд и/или данных и/или энергонезависимую память, например магнитный жесткий диск и/или съемные носители, для хранения команд и/или данных. По выбору, также предусмотрено сетевое соединение. Также по выбору предусмотрены дисплей и/или пользовательское устройство ввода, такое как клавиатура или мышь.For example, hardware for performing selected tasks according to embodiments of the invention may be implemented in the form of a chip or microcircuit. As software, selected tasks in accordance with embodiments of the invention may be implemented as a plurality of software instructions executed by a computer with any suitable operating system. In an exemplary embodiment of the invention, one or more tasks according to exemplary embodiments of the method and / or system described herein are performed by a data processor, such as a computer platform for executing a plurality of instructions. Optionally, the data processor includes a volatile memory for storing instructions and / or data and / or non-volatile memory, for example a magnetic hard disk and / or removable media, for storing instructions and / or data. Optionally, a network connection is also provided. Optionally, a display and / or user input device such as a keyboard or mouse are provided.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Некоторые варианты осуществления изобретения описаны здесь только для примера со ссылками на прилагаемые чертежи. Теперь с конкретными ссылками на подробные чертежи необходимо подчеркнуть, что приведенные подробности даны только для примера и для целей иллюстративного описания вариантов осуществления изобретения. В этом отношении описание, взятое вместе с чертежами, даст специалистам в данной области техники ясное понимание того, как варианты осуществления настоящего изобретения могут быть осуществлены на практике.Some embodiments of the invention are described here by way of example only with reference to the accompanying drawings. Now, with specific references to the detailed drawings, it is necessary to emphasize that the details given are by way of example only and for the purpose of illustratively describing embodiments of the invention. In this regard, the description taken along with the drawings will give those skilled in the art a clear understanding of how embodiments of the present invention can be practiced.

ФИГ.1 - технологическая схема способа, подходящего для определения периода схватывания химически активного материала, согласно разным иллюстративным вариантам осуществления настоящего изобретения.FIG. 1 is a flow chart of a method suitable for determining a setting period of a reactive material according to various illustrative embodiments of the present invention.

ФИГ.2 - схематическое представление временной зависимости электрического удельного сопротивления химически активного материала, измеряемого согласно содержанию некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения.FIG.2 is a schematic representation of the time dependence of the electrical resistivity of a reactive material, measured according to the content of some embodiments of the present invention.

ФИГ.3 - схематическое представление измерительного устройства согласно разным иллюстративным вариантам осуществления настоящего изобретения.FIG. 3 is a schematic representation of a measuring device according to various illustrative embodiments of the present invention.

ФИГ.4 - схематическое представление системы, подходящей для определения периода схватывания химически активного материала, согласно разным иллюстративным вариантам осуществления настоящего изобретения.FIG. 4 is a schematic diagram of a system suitable for determining a setting period of a reactive material according to various illustrative embodiments of the present invention.

ФИГ.5 - удельное сопротивление (чистые квадраты) и прочность (закрашенные круги) как функция времени в часах, измеренные в экспериментах, проведенных согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.5 is the resistivity (pure squares) and strength (filled circles) as a function of time in hours, measured in experiments conducted according to some variants of implementation of the present invention.

ФИГ.6А-В - результаты механических испытаний (ФИГ.6А) и измерений удельного сопротивления (ФИГ.6В), выполненных в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения в период времени 24 часа.FIGA-B - the results of mechanical tests (FIG.6A) and measurements of resistivity (FIG.6B), performed in accordance with some variants of implementation of the present invention in a period of time of 24 hours.

ФИГ.7 - корреляция между прочностью и электрическим удельным сопротивлением, измеренным в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения в течение первых 500 часов.FIG.7 is a correlation between strength and electrical resistivity, measured in accordance with some variants of implementation of the present invention during the first 500 hours.

ФИГ.8 - электрическое удельное сопротивление как функция времени в часах, измеренное в экспериментах, проведенных согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.FIG. 8 is the electrical resistivity as a function of time in hours, measured in experiments conducted according to some embodiments of the present invention.

ФИГ.9 - сравнение между энергией связанной воды и электрическим удельным сопротивлением для стандартной цементно-песчаной смеси согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.FIG.9 is a comparison between the energy of bound water and electrical resistivity for a standard cement-sand mixture according to one preferred embodiment of the present invention.

ФИГ.10 - временная зависимость электрического удельного сопротивления мелкозернистых бетонных смесей с использованием мелкозернистых доломитовых заполнителей, купленных в карьере Kohav-Ha-Shahar, Израиль.FIGURE 10 is the time dependence of the electrical resistivity of fine-grained concrete mixtures using fine-grained dolomite aggregates purchased in the quarry of Kohav-Ha-Shahar, Israel.

ФИГ.11 - временная зависимость электрического удельного сопротивления мелкозернистых бетонных смесей с использованием мелкозернистых доломитовых заполнителей, купленных в карьере Shfaram, Израиль.11 - time dependence of electrical resistivity of fine-grained concrete mixtures using fine-grained dolomite aggregates purchased in the quarry of Shfaram, Israel.

ФИГ.12А-С - сравнения между временной зависимостью прочности на сжатие и электрическим удельным сопротивлением мелкозернистых бетонных смесей с ФИГ.10 для соотношений цемента и воды 0,60 (ФИГ.12А), 0,67 (ФИГ.12В) и 0,75 (ФИГ.12С).FIG.12A-C - comparisons between the time dependence of the compressive strength and electrical resistivity of fine-grained concrete mixtures with FIG.10 for the ratio of cement and water 0.60 (FIG.12A), 0.67 (FIG.12B) and 0.75 (FIG. 12C).

ФИГ.13А-С - сравнения между временными зависимостями прочности на сжатие и электрическим удельным сопротивлением мелкозернистых бетонных смесей с ФИГ.11 для соотношений цемента и воды 0,60 (ФИГ.13А), 0,67 (ФИГ.13В) и 0,75 (ФИГ.13С).FIG.13A-C - comparisons between the time dependences of the compressive strength and electrical resistivity of fine-grained concrete mixtures with FIG.11 for the ratio of cement to water 0.60 (FIG.13A), 0.67 (FIG.13B) and 0.75 (FIG.13C).

ФИГ.14 - графическое представление функции корреляции между временными зависимостями электрического сопротивления и прочности на сжатие мелкозернистых бетонных смесей с ФИГ.10.FIG. 14 is a graphical representation of the correlation function between the time dependences of electrical resistance and compressive strength of fine-grained concrete mixtures with FIG. 10.

ФИГ.15 - графическое представление функции корреляции между временными зависимостями электрического сопротивления и прочности на сжатие мелкозернистых бетонных смесей с ФИГ.11.FIG. 15 is a graphical representation of the correlation function between the time dependences of the electrical resistance and compressive strength of the fine-grained concrete mixtures of FIG. 11.

ОПИСАНИЕ КОНКРЕТНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF SPECIFIC EMBODIMENTS FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Настоящее изобретение в некоторых вариантах его осуществления относится к анализу материала и, более конкретно, но не исключительно, к анализу химически активного материала, который проходит процесс выдержки при затвердевании, такого как, но без ограничения, цементирующий материал, например бетон.The present invention, in some embodiments, relates to the analysis of a material and, more specifically, but not exclusively, to the analysis of a reactive material that undergoes a hardening process, such as, but not limited to, a cementitious material, such as concrete.

Перед подробным объяснением по меньшей мере одного варианта осуществления изобретения необходимо сказать, что изобретение необязательно ограничено в его применении подробностями конструкции и расположения компонентов и/или способами, изложенными в нижеприведенном описании и/или проиллюстрированными на чертежах и/или в Примерах. Изобретение может иметь другие варианты осуществления и может быть осуществлено на практике различными способами.Before a detailed explanation of at least one embodiment of the invention, it must be said that the invention is not necessarily limited in its application to the details of the construction and arrangement of the components and / or the methods set forth in the description below and / or illustrated in the drawings and / or Examples. The invention may have other embodiments and may be practiced in various ways.

Используемый здесь термин "химически активный материал" относится к материалу, который проходит процесс выдержки при затвердевании. Характерные примеры химически активных материалов, анализируемых в настоящих вариантах осуществления, включают цементирующие материалы, например бетон, строительный раствор, а также не цементирующие материалы, например гипсовую кашицу, глиняную кашицу и зольную кашицу. Другие химически активные материалы, анализируемые в настоящих вариантах осуществления, являются отверждающиеся органические пасты, такие как, но без ограничения, пасты на основе эпоксидной смолы.As used herein, the term “reactive material” refers to a material that undergoes a hardening aging process. Representative examples of chemically active materials analyzed in the present embodiments include cementitious materials, such as concrete, mortar, and non-cementitious materials, such as gypsum, clay, and ash. Other reactive materials analyzed in the present embodiments are curable organic pastes, such as, but not limited to, epoxy based pastes.

Поскольку бетон и подобные цементирующие материалы широко используются из-за их высокой универсальности и дешевизны, варианты осуществления ниже описаны с конкретным упором на бетон. Однако необходимо понимать, что более подробная ссылка на бетон не должна истолковываться как каким-либо образом ограничивающая объем изобретения.Since concrete and similar cementitious materials are widely used because of their high versatility and low cost, embodiments are described below with particular emphasis on concrete. However, it should be understood that a more detailed reference to concrete should not be construed as in any way limiting the scope of the invention.

Затвердевание и упрочнение цементирующих материалов происходит из-за совместного развития сложных физических и химических процессов. Энергия этих процессов приводит к химической реакции гидратации, а также гидролизации минеральный связующих (цемент, гипс, известняк и т.д.), присутствующих в материале. Как только на единицу объема накапливается достаточное количество продукта этих реакций, начинает образовываться капиллярно-пористая структура, сначала как коагуляционная структура (дальнодействующая и близкодействующая) и потом как коллоидная и кристаллизационная структуры.The hardening and hardening of cementitious materials occurs due to the joint development of complex physical and chemical processes. The energy of these processes leads to a chemical reaction of hydration, as well as hydrolysis of mineral binders (cement, gypsum, limestone, etc.) present in the material. As soon as a sufficient amount of the product of these reactions accumulates per unit volume, a capillary-porous structure begins to form, first as a coagulation structure (long-range and short-range) and then as a colloidal and crystallization structure.

Хотя в начале развития гидратации и гидролиза свойства, полученные материалом, являются обратимыми, после формирования близкодействующей коагуляционной структуры свойства материала становятся необратимыми.Although at the beginning of the development of hydration and hydrolysis, the properties obtained by the material are reversible, after the formation of a short-acting coagulation structure, the properties of the material become irreversible.

Причиной обратимости в начале развития гидратации и гидролиза является дальнодействующая коагуляционная структура материала. Эта структура имеет тиксотропные свойства, которые допускают обратные процессы, например после приложения определенного механического действия. С другой стороны, в близкодействующей коагуляционной структуре образование начального кристаллического каркаса завершает все механические переходы в материале, препятствуя обратным процессам.The reason for the reversibility at the beginning of the development of hydration and hydrolysis is the long-range coagulation structure of the material. This structure has thixotropic properties that allow reverse processes, for example, after the application of a certain mechanical action. On the other hand, in a short-range coagulation structure, the formation of an initial crystalline framework completes all the mechanical transitions in the material, hindering the reverse processes.

Так, процесс кристаллизационного упрочнения детерминистически развивается из начальных условий, установившихся на время формирования близкодействующей коагуляционной структуры. Поскольку эти начальные условия зависят от механического состояния материала, когда его структура все еще имеет дальнодействующий характер, понимается, что механические переходы, происходящие в это время, в существенной степени определяют последующую кристаллизацию материала и его прочность.Thus, the process of crystallization hardening deterministically develops from the initial conditions established at the time of formation of the short-range coagulation structure. Since these initial conditions depend on the mechanical state of the material, when its structure still has a long-range character, it is understood that the mechanical transitions occurring at this time substantially determine the subsequent crystallization of the material and its strength.

Теперь со ссылками на чертежи. На ФИГ.1 показана технологическая схема способа, подходящего для определения а периода схватывания химически активного материала, согласно разным иллюстративным вариантам осуществления настоящего изобретения. Необходимо понимать, что, если не указано иное, этапы способа, описанного ниже, могут быть выполнены одновременно или последовательно в многочисленных сочетаниях или порядках выполнения. Говоря конкретно, порядок технологических схем не должен рассматриваться как ограничивающий. Например, две и более операций, упомянутых в последующем описании или в технологических схемах в конкретном порядке, могут быть выполнены в другом порядке (например, в обратном порядке) или в сущности одновременно. Дополнительно, несколько операций, описанных ниже, являются необязательными и могут не выполняться.Now with reference to the drawings. FIG. 1 shows a flow chart of a method suitable for determining a setting time of a reactive material according to various illustrative embodiments of the present invention. You must understand that, unless otherwise indicated, the steps of the method described below can be performed simultaneously or sequentially in numerous combinations or execution orders. Specifically, the order of technological schemes should not be construed as limiting. For example, two or more operations mentioned in the following description or in technological schemes in a specific order can be performed in a different order (for example, in the reverse order) or in essence simultaneously. Additionally, several of the operations described below are optional and may not be performed.

Способ начинается в позиции 10 и переходит в позицию 11, в которой электрическое свойство материала измеряют, чтобы получить временную зависимость такого свойства. В различных иллюстративных вариантах осуществления изобретения электрическое свойство измеряют непрерывно. Электрическим свойством предпочтительно является электрическое удельное сопротивление ρ материала, но также оно может являться представлением электрического удельного сопротивления, например электрическим сопротивлением, электрическим полным сопротивлением (реальная и/или воображаемая часть), электрическая удельная проводимость, электропроводность и т.д. Средний специалист в данной области поймет, что хотя удельное сопротивление и удельная проводимость являются специфическими свойствами, которые зависят от типа материала и его термодинамического состояния, но не от его формы и размера, сопротивление и электропроводность являются неспецифическими характеристиками, которые зависят от типа, термодинамического состояния, формы и размера материала. Для любой данной формы и размера материала специфическое свойство всегда можно определить по неспецифической характеристике, и наоборот.The method starts at position 10 and moves to position 11, in which the electrical property of the material is measured to obtain a time dependence of such a property. In various illustrative embodiments, the electrical property is measured continuously. The electrical property is preferably the electrical resistivity ρ of the material, but it can also be a representation of electrical resistivity, such as electrical resistance, electrical impedance (real and / or imaginary part), electrical conductivity, electrical conductivity, etc. The average person skilled in the art will understand that although resistivity and conductivity are specific properties that depend on the type of material and its thermodynamic state, but not on its shape and size, resistance and electrical conductivity are nonspecific characteristics that depend on type, thermodynamic state , shape and size of the material. For any given shape and size of the material, a specific property can always be determined by a non-specific characteristic, and vice versa.

Электрическое свойство можно измерить любым способом, известным в данной области техники. Предпочтительно, электрическое свойство измеряют путем прямого контакта с материалом. А именно, два или больше электрода вводят в физический контакт с материалом и прилагают напряжение между электродами, чтобы измерить электрическое свойство. В одном предпочтительном варианте осуществления электрическое свойство измеряют путем создания электрического поля между электродами вдоль достаточно длинного контура в материале. Обычно контур имеет длину, которая по меньшей мере в два раза больше расстояния между электродами. В различных иллюстративных вариантах осуществления изобретения электрическое свойство измеряют в постоянном объеме. Автор настоящего изобретения неожиданно выяснил, что использование достаточно длинного контура в материале позволяет идентифицировать переходы, которые нельзя идентифицировать другими способами. Предпочтительное устройство для измерения электрического свойства с использованием достаточно длинного контура описано ниже.The electrical property can be measured by any method known in the art. Preferably, the electrical property is measured by direct contact with the material. Namely, two or more electrodes are brought into physical contact with the material and voltage is applied between the electrodes in order to measure the electrical property. In one preferred embodiment, the electrical property is measured by creating an electric field between the electrodes along a sufficiently long contour in the material. Typically, the circuit has a length that is at least two times the distance between the electrodes. In various illustrative embodiments, the electrical property is measured in a constant volume. The author of the present invention unexpectedly found that the use of a sufficiently long contour in the material allows the identification of transitions that cannot be identified by other methods. A preferred apparatus for measuring electrical property using a sufficiently long circuit is described below.

На ФИГ.2 схематически показана временная зависимость электрического удельного сопротивления химически активного материала, измеренного согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. На ФИГ.2 показаны несколько идентифицируемых точек перехода (P1-P4). Как будет объяснено ниже, способ вариантов осуществления настоящего изобретения может идентифицировать по меньшей мере несколько таких точек на временной зависимости и ассоциировать переходы состояния материала для каждой идентифицированной точки. В различных иллюстративных вариантах осуществления изобретения одну или больше, предпочтительно все точки перехода выявляют, по линейной шкале кривой удельного сопротивления. В различных иллюстративных вариантах осуществления изобретения одну или больше, предпочтительно все точки перехода выявляют используя окно движения времени, имеющее ширину приблизительно 2 часа.FIG. 2 schematically shows the time dependence of the electrical resistivity of a reactive material measured according to some embodiments of the present invention. Figure 2 shows several identifiable transition points (P 1 -P 4 ). As will be explained below, the method of embodiments of the present invention can identify at least several such points in time dependence and associate material state transitions for each identified point. In various illustrative embodiments of the invention, one or more, preferably all transition points are detected on a linear scale of the resistivity curve. In various illustrative embodiments of the invention, one or more, preferably all transition points, are detected using a time window having a width of about 2 hours.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения способ переходит в позицию 12, в которой выявлен переход из первого рабочего состояния материала в второе рабочее состояние, используя временную зависимость. При этом переходе количество физически связанной воды в материале резко уменьшается из-за формирования химических связей между молекулами воды и твердой фазой. Традиционно этот переход выявляют испытанием на осадку конуса, где наблюдается резкое замедление осадки. Например, в первом рабочем состоянии, когда количество физически связанной воды относительно большое, типичная осадка составляет приблизительно 16-20 см, и во втором рабочем состоянии, когда количество физически связанной воды уменьшается, типичная осадка составляет меньше 6 см. В известных методах анализа, когда наблюдается такое резкое замедление осадки, испытание на осадку конусом заменяют испытанием по Вебе. Так, настоящие варианты осуществления способны идентифицировать переход, который эквивалентен резкому замедлению осадки, которая наблюдалась бы, если бы материал подвергали испытанию на осадку.In some embodiments, implementation of the present invention, the method moves to position 12, in which the transition from the first working state of the material to the second working state, using the time dependence. In this transition, the amount of physically bound water in the material decreases sharply due to the formation of chemical bonds between water molecules and the solid phase. Traditionally, this transition is detected by a cone draft test, where a sharp deceleration of precipitation is observed. For example, in the first working state, when the amount of physically bound water is relatively large, a typical precipitate is approximately 16-20 cm, and in the second working state, when the amount of physically bound water is reduced, a typical precipitate is less than 6 cm. In known analysis methods, when such a sharp deceleration of precipitation is observed; the cone test is replaced by the Web test. Thus, the present embodiments are capable of identifying a transition that is equivalent to a sharp deceleration of precipitation that would occur if the material were subjected to a precipitation test.

Переход между этими двумя рабочими состояниями предпочтительно ассоциируется с точкой перегиба кривой удельного сопротивления (смотрите точку P1 на ФИГ.2). В данном варианте осуществления время перехода определено как время t1, которое соответствует точке P1.The transition between these two operating states is preferably associated with the inflection point of the resistivity curve (see point P 1 in FIG. 2). In this embodiment, the transition time is defined as the time t 1 that corresponds to the point P 1 .

В некоторых вариантах осуществления изобретения способ переходит в позицию 13, в которой выявлен переход из рабочего состояния материала (обычно вышеупомянутого второго рабочего состояния) в нерабочее состояние материала. Традиционно этот переход выявляют испытанием по Вебе, в котором наблюдают плато времени Вебе. В традиционных методах анализа при наблюдении такого плато испытание по Вебе заменяют испытанием пенетрометром Проктора.In some embodiments of the invention, the method moves to position 13, in which a transition from a working state of the material (usually the aforementioned second working state) to a non-working state of the material is detected. Traditionally, this transition is revealed by testing on the Web, in which a time plateau of the Web is observed. In traditional analysis methods when observing such a plateau, the Web test is replaced by the Proctor penetrometer test.

Переход между рабочим и нерабочим состояниями предпочтительно ассоциируется с точкой локального минимального удельного сопротивления на кривой (смотрите точку P2 на ФИГ.2). В данном варианте осуществления время перехода определено как время t3, которое соответствует точке P3.The transition between the operating and non-operating states is preferably associated with a local minimum resistivity point on the curve (see point P 2 in FIG. 2). In this embodiment, the transition time is defined as the time t 3 that corresponds to the point P 3 .

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения способ переходит в позицию 14, в которой способ идентифицирует время начала схватывания материала. Время начала схватывания предпочтительно ассоциируется с наступлением наиболее быстрого подъема кривой удельного сопротивления (смотрите точку Р3 на ФИГ.2). В данном варианте осуществления время начала схватывания определено как время t3, которое соответствует точке Р3.In some embodiments, implementation of the present invention, the method moves to position 14, in which the method identifies the start time of setting of the material. The setting start time is preferably associated with the onset of the most rapid rise in the resistivity curve (see point P 3 in FIG. 2). In this embodiment, setting start time is defined as time t 3 that corresponds to point P 3 .

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения способ переходит в позицию 15, в которой способ идентифицирует окончание схватывания материала. Окончание схватывания предпочтительно ассоциируется с локальным максимумом удельного сопротивления (смотрите точку P4 на ФИГ.2). В данном варианте осуществления время окончания схватьюания определено как время t4, которое соответствует точке P4.In some embodiments, implementation of the present invention, the method moves to position 15, in which the method identifies the end of setting of the material. The end of the setting is preferably associated with a local maximum resistivity (see point P 4 in FIG. 2). In this embodiment, the setting end time is defined as time t 4 , which corresponds to point P 4 .

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения время начала схватывания может быть определено как среднее между временем t2, соответствующим локальному минимуму удельного сопротивления (точка Р3), и временем t4, соответствующим локальному максимуму удельного сопротивления (точка Р3). Так, в этих вариантах осуществления время начала схватывания равно (t2+t4)/2 и окончание схватывания равно t4.In some embodiments, the setting time can be defined as the average between a time t 2 corresponding to a local minimum of resistivity (point P 3 ) and a time t 4 corresponding to a local maximum of resistivity (point P 3 ). So, in these embodiments, the setting start time is (t 2 + t 4 ) / 2 and the setting end is t 4 .

После определения времени схватывания период схватывания определяют как период между временем начала схватывания и временем окончания схватывания. Когда материалом является бетон, каждый из переходов, соответствующих вышеуказанным точкам P1-P4, предпочтительно идентифицируют, когда возраст бетона меньше 24 часов.After determining the setting time, the setting period is defined as the period between the start time of setting and the end time of setting. When the material is concrete, each of the transitions corresponding to the above points P 1 -P 4 is preferably identified when the age of the concrete is less than 24 hours.

Настоящие варианты осуществления также предусматривают идентификацию других переходов, таких как, но без ограничения, переход из гелевого состояния в капиллярно-пористое коллоидное состояние, переход из капиллярно-пористого коллоидного состояния в коллоидно-кристаллическое состояние и переход из прерывного кристаллического состояния в непрерывное кристаллическое состояние. Эти операции показаны совместно блоком 16 на ФИГ.1 и могут быть выполнены в любом порядке, известном в уровне техники. Например, могут быть применены часть или все операции, раскрытые в патенте США №7,225,682. Пример идентификаций этих переходов приведен в разделе "Примеры" ниже.The present embodiments also provide for the identification of other transitions, such as, but not limited to, a transition from a gel state to a capillary-porous colloidal state, a transition from a capillary-porous colloidal state to a colloidal crystalline state, and a transition from a discontinuous crystalline state to a continuous crystalline state. These operations are shown together by block 16 in FIG. 1 and can be performed in any order known in the art. For example, part or all of the operations disclosed in US Pat. No. 7,225,682 can be applied. An example of the identification of these transitions is given in the Examples section below.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения способ переходит в позицию 17, в которой определяют прочность на сжатие на основании, по меньшей мере частично, временной зависимости. Это может быть сделано в любом порядке, известном в уровне техники, таком как, но без ограничения, порядке, раскрытом в патенте США №7,225,682 или его части. Предпочтительная процедура определения прочности на сжатие описана ниже.In some embodiments, implementation of the present invention, the method moves to position 17, which determines the compressive strength based on at least partially time dependence. This can be done in any order known in the art, such as, but not limited to, the order disclosed in US Pat. No. 7,225,682 or part thereof. A preferred procedure for determining compressive strength is described below.

Способ заканчивается в позиции 18.The method ends at position 18.

Преимущество настоящих вариантов осуществления заключается в том, что, в отличие от других опубликованных способов, идентификацию различных переходов выполняют непосредственно по временной зависимости кривой удельного сопротивления. Например, в способе, описанном Ли и др. (Li et al.) выше, точки, которые выявляют, на кривой удельного сопротивления только косвенно связаны (через феноменологическое линейное отношение) с временем схватывания.An advantage of the present embodiments is that, unlike other published methods, the identification of various transitions is performed directly by the time dependence of the resistivity curve. For example, in the method described by Li et al. (Li et al.) Above, the points that are detected on the resistivity curve are only indirectly related (via a phenomenological linear relationship) to the setting time.

Теперь ссылка делается на ФИГ.3, которая является схематической иллюстрацией измерительного устройства 20 согласно разным иллюстративным вариантам осуществления настоящего изобретения. Устройство 20 может быть применено способом, описанным выше, для измерения электрического свойства химически активного материала. Устройство 20 содержит емкость 22 для химически активного материала и по меньшей мере два электрода 24. Электроды 24 служат для создания электрического поля 26 в химически активном материале и отслеживания сопротивления химически активного материала электрическому полю 26. Создание электрического поля 26 может быть осуществлено путем соединения электрода 24 с источником напряжения 28 проводником 54. Сопротивление химически активного материала можно отслеживать путем измерения конкретного компонента (реальной части или воображаемой части) электрического тока, проходящего через электрод 24.Reference is now made to FIG. 3, which is a schematic illustration of a measuring device 20 according to various illustrative embodiments of the present invention. The device 20 can be applied by the method described above to measure the electrical properties of the reactive material. The device 20 contains a container 22 for a reactive material and at least two electrodes 24. The electrodes 24 are used to create an electric field 26 in the reactive material and to monitor the resistance of the reactive material to the electric field 26. The creation of an electric field 26 can be carried out by connecting the electrode 24 with a voltage source 28 of the conductor 54. The resistance of the reactive material can be monitored by measuring a specific component (real part or imaginary part) ktric current passing through the electrode 24.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения устройство 20 кроме того включает оконтуривающее устройство 30 для оконтуривания электрического поля 26 в сущности по заданному контуру 32 в химически активном материале. Оконтуривание электрического поля 26 по контуру 32 обеспечивает, что плотность тока, подаваемого электродом 24, в сущности всегда постоянна, что позволяет получать достоверные результаты измерений. Предпочтительно, но необязательно, оконтуривающее устройство 30 является пассивным оконтуривающим устройством. Например, как показано на ФИГ.3, оконтуривающее устройство 30 может содержать диэлектрическую перегородку 34, расположенную между первым электродом 24а и вторым электродом 24b. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения размер и форму перегородки 34 выбирают так, чтобы линии электрического поля обходили перегородку 34 по контуру 32. Предпочтительной формой перегородки 34 является плоскость, имеющая диаметр, приблизительно равный диаметру емкости 22, и высоту, приблизительно равную 75% высоты емкости 22. Например, когда емкость 22 является цилиндром, имеющим диаметр приблизительно 10 см и высоту приблизительно 16 см, перегородка 34 является плоскостью с размерами приблизительно 10 см в ширину и приблизительно 8 см в высоту. Необходимо понимать, что эти значения не должны рассматриваться как ограничивающие.According to one preferred embodiment of the present invention, the device 20 further includes a contouring device 30 for contouring the electric field 26 essentially along a predetermined path 32 in the reactive material. The contouring of the electric field 26 along the circuit 32 ensures that the density of the current supplied by the electrode 24, in fact, is always constant, which allows to obtain reliable measurement results. Preferably, but not necessarily, contouring device 30 is a passive contouring device. For example, as shown in FIG. 3, the contouring device 30 may include a dielectric barrier 34 located between the first electrode 24a and the second electrode 24b. In some embodiments of the present invention, the size and shape of the partition 34 is chosen so that the electric field lines circumvent the partition 34 along the path 32. The preferred shape of the partition 34 is a plane having a diameter approximately equal to the diameter of the vessel 22 and a height approximately equal to 75% of the height of the vessel 22. For example, when the container 22 is a cylinder having a diameter of about 10 cm and a height of about 16 cm, the baffle 34 is a plane with dimensions of about 10 cm in width and approximately but 8 cm in height. You must understand that these values should not be construed as limiting.

Также предусмотрено использование активного оконтуривающего устройства, такого как активное оконтуривающее устройство, раскрытое в патенте США №7,225,682 выше.It is also contemplated to use an active contouring device, such as an active contouring device, disclosed in US Pat. No. 7,225,682 above.

Теперь ссылка делается на ФИГ.4, которая является схематической иллюстрацией системы 40, подходящей для определения периода схватывания химически активного материала, согласно разным иллюстративным вариантам осуществления настоящего изобретения. Система 40 содержит измерительный блок 42 для непрерывного измерения электрического свойства материала, как подробно сказано выше. Блок 42 предпочтительно конфигурирован для измерения электрического свойства путем прямого контакта с материалом. Например, блок 42 может содержать устройство 20 для создания электрического поля между двумя электродами вдоль достаточно длинного контура в материале, как подробно сказано выше.Reference is now made to FIG. 4, which is a schematic illustration of a system 40 suitable for determining a setting period of a reactive material, according to various illustrative embodiments of the present invention. The system 40 comprises a measuring unit 42 for continuously measuring the electrical properties of the material, as detailed above. Block 42 is preferably configured to measure electrical property by direct contact with the material. For example, block 42 may include a device 20 for creating an electric field between two electrodes along a sufficiently long contour in the material, as described in detail above.

Система 40 кроме того включает блок обработки 44, который извлекает временную зависимость электрического свойства. Блок 44 может являться, например, специальным процессором или специальным компьютером. В различных иллюстративных вариантах осуществления изобретения блок 44 конфигурирован для определения на основании временной зависимости времени начала схватывания и/или времени окончания схватывания материала. Так, блок обработки может содержать модуль времени схватывания 46, который предназначен и конфигурирован для определения времени начала схватывания и времени окончания схватывания, как подробно сказано выше.The system 40 further includes a processing unit 44, which extracts a time dependence of the electrical property. Block 44 may be, for example, a special processor or a special computer. In various illustrative embodiments of the invention, block 44 is configured to determine based on a time relationship of setting time and / or setting time of setting material. Thus, the processing unit may comprise a setting time module 46, which is designed and configured to determine setting time and setting time, as described above in detail.

Блок 44 также может идентифицировать один или несколько других переходов на основании упомянутой временной зависимости, таких как, но без ограничения, переход между первым и вторым рабочими состояниями, переход между рабочим и нерабочим состояниями. Так, блок обработки может содержать модуль идентификации перехода 48, который предназначен и конфигурирован для выявления перехода между первым и вторым рабочими состояниями и/или перехода между рабочим и нерабочим состояниями, как подробно сказано выше. Модуль 48 также может быть конфигурирован для идентификации одного или нескольких других переходов, например из гелевого в капиллярно-пористое коллоидное состояние, и/или из капиллярно-пористого коллоидного состояния в коллоидно-кристаллическое состояние, и/или из прерывного кристаллического состояния в непрерывное кристаллическое состояние.Block 44 may also identify one or more other transitions based on the aforementioned time dependence, such as, but not limited to, a transition between the first and second operating states, a transition between operational and non-operational states. Thus, the processing unit may comprise a transition identification module 48, which is designed and configured to detect a transition between the first and second operational states and / or a transition between the operational and non-operational states, as described in detail above. Module 48 may also be configured to identify one or more other transitions, for example, from a gel to a capillary-porous colloidal state, and / or from a capillary-porous colloidal state to a colloidal crystalline state, and / or from a discontinuous crystalline state to a continuous crystalline state .

В различных иллюстративных вариантах осуществления изобретения блок 44 также конфигурирован для определения прочности материала на сжатие. Так блок 44 может содержать модуль вычисления прочности, который предназначен и конфигурирован для вычисления прочности материала на сжатие, как подробно сказано ниже.In various illustrative embodiments, block 44 is also configured to determine the compressive strength of the material. So block 44 may contain a module for calculating the strength, which is designed and configured to calculate the compressive strength of the material, as described in detail below.

Одним конкретным признаком некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения является способность контролировать процесс упрочнения химически активного материала на стадии, когда еще можно регулировать свойства материала в зависимости от потребностей конкретного применения, для которого произведен химически активный материал. После того как химически активный материал пройдет обратимую стадию, он перейдет в необратимые стадии затвердевания, на которых контроль изготовителя за качеством конечного продукта очень ограничен. Известно, что на необратимых стадиях затвердевания прочность на сжатие, S, как функция времени, t, имеет логарифмическую форму:One specific feature of some embodiments of the present invention is the ability to control the hardening process of the reactive material at a stage where it is still possible to adjust the properties of the material depending on the needs of the particular application for which the reactive material is produced. After the chemically active material has passed the reversible stage, it will go into the irreversible solidification stages, at which the manufacturer’s control over the quality of the final product is very limited. It is known that at the irreversible stages of solidification, the compressive strength, S, as a function of time, t, has a logarithmic form:

S ( t ) = S n log t log n , ( 1 )

Figure 00000001
S ( t ) = S n log t log n , ( one )
Figure 00000001

где Sn - прочность материала на сжатие во время t=n.where S n is the compressive strength of the material at t = n.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения измерение электрического свойства начинают заблаговременно до того, как прочность на сжатие химически активного материала проявит логарифмическую временную зависимость. Для бетона, например, предпочтительным возрастом смеси, в которой выполняется измерение, составляет меньше, приблизительно, 2 часов.According to some embodiments of the present invention, the measurement of electrical property is started well in advance before the compressive strength of the reactive material exhibits a logarithmic time dependence. For concrete, for example, the preferred age of the mixture in which the measurement is performed is less than about 2 hours.

Среднему специалисту в данной области техники будет понятно, что контроль процесса упрочнения бетона на такой ранней стадии исключительно выгоден, поскольку на такой стадии изготовитель бетона имеет достаточно времени для регулирования процесса изготовления в зависимости от его потребностей до того, как смесь перейдет на вышеупомянутые необратимые стадии затвердевания.One of ordinary skill in the art will understand that monitoring the concrete hardening process at such an early stage is extremely beneficial, since at this stage the concrete manufacturer has enough time to adjust the manufacturing process depending on its needs before the mixture moves to the aforementioned irreversible hardening stages .

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения временная зависимость электрического удельного сопротивления коррелируется с прочностью на сжатие для получения корреляционной функции. Корреляционная функция может быть реализована несколькими путями. Так, в некоторых вариантах осуществления, корреляционная функция имеет аналитическую форму, в некоторых вариантах осуществления корреляционная функция имеет числовую форму (например, таблицы) и в некоторых вариантах осуществления корреляционная функция имеет графическую форму (калибровочная кривая).In some embodiments of the present invention, the temporal dependence of electrical resistivity is correlated with compressive strength to obtain a correlation function. The correlation function can be implemented in several ways. So, in some embodiments, the correlation function has an analytical form, in some embodiments, the correlation function is numerically (for example, tables), and in some embodiments, the correlation function has a graphical form (calibration curve).

Корреляционную функцию можно использовать для параметризации логарифмической временной зависимости S(t), характеризующей развитие прочности на сжатие на более поздних стадиях затвердевания. Более конкретно, обозначив корреляционную функцию как φ, можно вычислить значение S(t), используя следующее уравнение:The correlation function can be used to parameterize the logarithmic time dependence S (t), which characterizes the development of compressive strength at later stages of solidification. More specifically, denoting the correlation function as φ, we can calculate the value of S (t) using the following equation:

Figure 00000002
Figure 00000002

из которого можно получить параметризацию Уравнения 1 путем выбора соответствующего начального времени, n, и вычисления Sn=S(t=n). Другими словами, если известна φ, прочность на сжатие химически активного материала, практически всегда, когда материал имеет жидкую фазу, можно вычислить, используя следующее уравнение:from which you can obtain the parameterization of Equation 1 by choosing the appropriate initial time, n, and calculating S n = S (t = n). In other words, if φ is known, the compressive strength of a reactive material, almost always when the material has a liquid phase, can be calculated using the following equation:

Figure 00000003
Figure 00000003

Альтернативно, ту же функцию φ можно использовать для вычисления прочности материала на сжатие в любое время. Это можно сделать путем определения корреляционной функции на стадии, когда прочность на сжатие химически активного материала уже имеет логарифмическую временную зависимость. Например, можно выполнить несколько механических измерений прочности на сжатие, когда возраст материала больше 50 или большее 100. Результаты этих измерений можно коррелировать (например, используя линейную регрессию или другой метод подгонки) с результатами электрических измерений, выполненных в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, чтобы получить корреляционную функцию S=φ(ρ). Такую корреляционную функцию можно использовать для определения прочности в любое время.Alternatively, the same function φ can be used to calculate the compressive strength of a material at any time. This can be done by determining the correlation function at the stage when the compressive strength of the reactive material already has a logarithmic time dependence. For example, several mechanical measurements of compressive strength can be performed when the material is older than 50 or greater than 100. The results of these measurements can be correlated (for example, using linear regression or another fitting method) with the results of electrical measurements made in accordance with some embodiments of the present invention. to get the correlation function S = φ (ρ). Such a correlation function can be used to determine strength at any time.

Таким образом, настоящие варианты осуществления успешно предоставляют способ, подходящий для контроля прочности на сжатие химически активного материала любого возраста (например, по меньшей мере месяц, по меньшей мере год, по меньшей мере пять лет, по меньшей мере 10 лет, по меньшей мере 15 лет, например, 20 лет или больше).Thus, the present embodiments successfully provide a method suitable for controlling the compressive strength of a reactive material of any age (for example, at least a month, at least a year, at least five years, at least 10 years, at least 15 years, for example, 20 years or more).

Используемый здесь термин “приблизительно” относится к ±10%.As used herein, the term “approximately” refers to ± 10%.

Термины “содержит”, “содержащий”, “включает”, “включающий”, “имеющий” и их производные означают “включая, но без ограничения”.The terms “comprises,” “comprising,” “includes,” “including,” “having,” and their derivatives mean “including, but not limited to.”

Термин “состоящий из” означает “включающий и ограниченный чем-то”.The term “consisting of” means “inclusive and limited by something.”

Термин “состоящий в сущности из” означает, что состав, способ или структура могут включать дополнительные ингредиенты, этапы или части, но только если такие дополнительные ингредиенты, этапа и/или части существенно не изменяют основные и новые характеристики заявляемого состава, способа и/или структуры.The term “consisting essentially of” means that the composition, method or structure may include additional ingredients, steps or parts, but only if such additional ingredients, steps and / or parts do not significantly change the basic and new characteristics of the claimed composition, method and / or structure.

Используемая здесь форма единственного числа включает ссылки на множественное число, если из контекста четко не следует иное. Например, термин “соединение” или “по меньшей мере одно соединение” может включать некоторое количество соединений, включая их смеси.The singular form used here includes references to the plural, unless the context clearly indicates otherwise. For example, the term “compound” or “at least one compound” may include a number of compounds, including mixtures thereof.

Во всей настоящей заявке различные варианты осуществления изобретения могут быть представлены в формате диапазона. Необходимо понимать, что указание в формате диапазона дано только для удобства и краткости и не должно истолковываться как негибкое ограничение объема изобретения. Соответственно, указание диапазона должно восприниматься как специфически раскрывающее все возможные поддиапазоны, а также отдельные числовые значения в таком диапазоне. Например, указание диапазона от 1 до 6 должно восприниматься как специфически раскрывающее поддиапазоны от 1 до 3, от 1 до 4, от 1 до 5, от 2 до 4, от 2 до 6, от 3 до 6 и т.д., а также отдельные числовые значения в таком диапазоне, например, 1, 2, 3, 4, 5 и 6. Это применяется независимо от широты диапазона.Throughout this application, various embodiments of the invention may be presented in a range format. You must understand that the indication in the format of the range is given only for convenience and brevity and should not be construed as an inflexible limitation of the scope of the invention. Accordingly, the indication of the range should be perceived as specifically revealing all possible sub-ranges, as well as individual numerical values in such a range. For example, an indication of a range from 1 to 6 should be perceived as specifically revealing sub-ranges from 1 to 3, from 1 to 4, from 1 to 5, from 2 to 4, from 2 to 6, from 3 to 6, etc., and also individual numerical values in such a range, for example, 1, 2, 3, 4, 5 and 6. This applies regardless of the latitude of the range.

Если в настоящем документе указан числовой диапазон, это означает, что он включает любое число (дробное или целое) в таком диапазоне. Фразы "в диапазоне между" первым указанным числом и вторым указанным числом и "в диапазоне от" первого указанного числа "до" второго указанного числа используются в настоящем документе взаимозаменяемо и означают включающие первое и второе указанные числа и все дробные и целые числа между ними.If a numerical range is indicated in this document, it means that it includes any number (fractional or integer) in that range. The phrases "in the range between" the first indicated number and the second indicated number and "in the range from" the first indicated number "to" the second indicated number are used interchangeably herein and mean including the first and second indicated numbers and all fractional and integer numbers between them.

Необходимо понимать, что определенные признаки изобретения, которые для ясности описаны в контексте отдельных вариантов осуществления, могут также быть представлены в сочетании в одном варианте осуществления. И наоборот, различные признаки изобретения, которые для краткости описаны в контексте одного варианта осуществления, также могут быть представлены отдельно или в любой подходящей комбинации или как подходящие в любом другом описанном варианте осуществления изобретения. Некоторые признаки, описанные в контексте разных вариантов осуществления не должны рассматриваться как существенные признаки таких вариантов осуществления, если только конкретный вариант осуществления не работает без таких элементов.You must understand that certain features of the invention, which are described for clarity in the context of individual embodiments, may also be presented in combination in one embodiment. Conversely, various features of the invention, which for brevity are described in the context of one embodiment, may also be presented separately or in any suitable combination or as suitable in any other described embodiment of the invention. Some features described in the context of various embodiments should not be construed as essential features of such embodiments, unless the particular embodiment works without such elements.

Различные варианты осуществления и аспекты настоящего изобретения, которые описаны выше и включены в формулу изобретения, находят экспериментальную поддержку в последующих примерах.Various embodiments and aspects of the present invention, which are described above and are included in the claims, find experimental support in the following examples.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Теперь ссылка делается на следующие примеры, которые вместе с вышеприведенным описанием иллюстрируют некоторые варианты осуществления изобретения неограничивающим образом.Reference is now made to the following examples, which, together with the above description, illustrate some embodiments of the invention in a non-limiting manner.

ПРИМЕР 1EXAMPLE 1

Определение периода схватывания и переходов до окончания схватыванияDetermination of the setting period and transitions until the end of setting

Варианты осуществления настоящего изобретения использовали для анализа бетона В-30, модифицированного следующими добавками: замедлитель (0,002С) и средство для уменьшения содержания воды (0,015С) при W/C=0,68 и максимальном размере частиц грубого заполнителя 14 мм. В данном Примере время начала схватывания было определено как время, соответствующее наступлению наиболее быстрого подъема кривой удельного сопротивления, и время окончания схватывания было определено как время, соответствующее локальному максимуму кривой удельного сопротивления. Кроме того, также были идентифицированы переходы, которые произошли до времени окончания схватывания.Embodiments of the present invention were used to analyze concrete B-30 modified with the following additives: a moderator (0.002C) and a means for reducing the water content (0.015C) at W / C = 0.68 and a maximum coarse aggregate particle size of 14 mm. In this Example, the setting start time was defined as the time corresponding to the most rapid rise of the resistivity curve, and the setting end time was defined as the time corresponding to the local maximum of the resistivity curve. In addition, transitions that occurred prior to the setting time were also identified.

Измерения удельного сопротивления согласно настоящим вариантам осуществления были выполнены с использованием устройства, показанного на ФИГ.3. Для сравнения были также выполнены следующие механические испытания: испытание на осадку конуса, испытание по Вебе и испытание пенетрометром Проктора. Для испытаний на осадку конуса и по Вебе использовали 5-дюймовый конус.Resistivity measurements according to the present embodiments were made using the device shown in FIG. 3. For comparison, the following mechanical tests were also performed: cone draft, Web test, and Proctor penetrometer test. A 5-inch cone was used for cone draft and Web tests.

Измерения удельного сопротивления были в сущности непрерывными. Механические испытания выполняли с частотой приблизительно 4 измерения в час. Испытания на осадку конуса выполняли в первые 3 часа, испытание по Вебе выполнили, когда возраст бутона составлял от 3 до 10 часов, и испытания пенетрометром Проктора выполняли, когда возраст бутона составлял от 10 до 20 часов. Дополнительно выполнили испытания прочности в 24, 48, 72, 168 и 672 часа.Resistivity measurements were essentially continuous. Mechanical tests were performed at a frequency of approximately 4 measurements per hour. The cone draft was performed in the first 3 hours, the Web test was performed when the bud was 3 to 10 hours old, and the Proctor penetrometer tests were performed when the bud was 10 to 20 hours old. Additionally, strength tests were performed at 24, 48, 72, 168 and 672 hours.

Все образцы для механических испытаний, а также измерений электрического удельного сопротивления изготовили из одной партии бетона. Образцы хранили в одинаковых условиях в течение всего эксперимента.All samples for mechanical tests, as well as measurements of electrical resistivity, were made from one batch of concrete. Samples were stored under the same conditions throughout the experiment.

На ФИГ.5 показано удельное сопротивление (чистые квадраты) и прочность (закрашенные круги) как функция времени в часах для периода 2-168 часов. Значения удельного сопротивления отмечены на левой ординате в единицах Ω·м, и значения прочности отмечены на правой ординате в единицах МПа. Данные за период 168-672 часа не показаны. В качестве представительного примера, после 28 суток (672 часа) измеренное удельное сопротивление составило 455 Ω·м и прочность составила 35,5 МПа. Результаты на ФИГ.5 демонстрируют, что существуют две основные стадии затвердевания: первая стадия, на которой изменение в удельном сопротивлении умеренное, и вторая стадия, на которой изменение в удельном сопротивлении более выраженное. Как показано, переход между стадиями происходит приблизительно через 24 часа.FIG. 5 shows the resistivity (pure squares) and strength (filled circles) as a function of time in hours for a period of 2-168 hours. The resistivity values are marked on the left ordinate in units of Ω · m, and the strength values are marked on the right ordinate in units of MPa. Data for a period of 168-672 hours are not shown. As a representative example, after 28 days (672 hours), the measured resistivity was 455 Ω · m and the strength was 35.5 MPa. The results in FIG. 5 demonstrate that there are two main stages of solidification: the first stage, in which the change in resistivity is moderate, and the second stage, in which the change in resistivity is more pronounced. As shown, the transition between stages occurs after approximately 24 hours.

Как будет продемонстрировано ниже (смотрите ФИГ.6В), на первой стадии кривая удельного сопротивления немонотонна в результате совместного развития химических и структурных трансформаций. На этой стадии химические процессы первоначально доминируют, и удельное сопротивление убывает в результате увеличения концентрации положительно заряженных ионов. Позже, когда концентрация продуктов реакции увеличивается, толщина слоев воды уменьшается, и подвижность ионов падает, приводя к стабилизации и последующему увеличению удельного сопротивления. В начале первой стадии бетон является вязкопластичным материалом, способным к тиксотропному разбавлению, что делает его рабочим (удобным к укладке). Незадолго до времени начала схватывания бетон становится менее рабочим или нерабочим. В течение периода схватывания образуются коагуляционные и впоследствии начальные кристаллизационные структуры.As will be demonstrated below (see FIG.6B), in the first stage, the resistivity curve is nonmonotonic as a result of the joint development of chemical and structural transformations. At this stage, chemical processes initially dominate, and the resistivity decreases as a result of an increase in the concentration of positively charged ions. Later, when the concentration of the reaction products increases, the thickness of the layers of water decreases, and the mobility of the ions decreases, leading to stabilization and a subsequent increase in resistivity. At the beginning of the first stage, concrete is a viscoplastic material capable of thixotropic dilution, which makes it working (convenient for laying). Shortly before the start time of setting, concrete becomes less working or non-working. During the setting period, coagulation and subsequently initial crystallization structures are formed.

Второй стадией является кристаллизационное упрочнение бетона. Эта стадия характеризуется монотонными изменениями удельного сопротивления. Временная зависимость удельного сопротивления на второй стадии логарифмическая.The second stage is the crystallization hardening of concrete. This stage is characterized by monotonic changes in resistivity. The temporal dependence of resistivity in the second stage is logarithmic.

На ФИГ.6А и 6В показаны результаты механических испытаний (ФИГ.6А) и результаты измерений удельного сопротивления (ФИГ.6В), выполненных в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения в период времени 24 часа. Для ясности объяснения все результаты механических испытаний показаны на одном графике. На ФИГ.6В разные символы отмечают разные интервалы времени (темный квадрат - интервал времени, в который было выполнено испытание на осадку конуса, серый квадрат - интервал времени, в который было выполнено испытание по Вебе, и треугольники - интервал времени, в который было выполнено испытание пенетрометром Проктора), но все они соответствуют одному типу измерений (удельного сопротивления). Разные интервалы разделены пунктирными линиями на ФИГ.6А-В.FIGS. 6A and 6B show the results of mechanical tests (FIG. 6A) and the results of measurements of resistivity (FIG. 6B) made in accordance with some embodiments of the present invention in a time period of 24 hours. For clarity of explanation, all mechanical test results are shown in a single graph. In FIG. 6B, different symbols indicate different time intervals (the dark square is the time interval in which the cone draft test was performed, the gray square is the time interval in which the Web test was performed, and the triangles are the time interval in which the test was performed Proctor penetrometer test), but they all correspond to the same type of measurement (resistivity). Different intervals are separated by dashed lines in FIG.6A-B.

Сравнение ФИГ.6А и ФИГ.6В показывает, что изменения в структурно-влажном состоянии на ранней стадии затвердевания бетона могут быть идентифицированы непосредственно по кривой электрического удельного сопротивления без дальнейшей корреляции.A comparison of FIG.6A and FIG.6B shows that changes in the structural-wet state at an early stage of concrete hardening can be identified directly by the electrical resistivity curve without further correlation.

Например, существенно резкое замедление осадки (с 17,5 см до 4,5 см) завершается в t=2,75 часа (ФИГ.6А). Этот переход выявляют по кривой удельного сопротивления как точку перегиба кривой (отмечена стрелкой 62). Последующее уменьшение удельного сопротивления до его минимального значения в t=10,0 часа (ФИГ.6В, стрелка 64) соответствует изменению в консистенции, измеренной вискозиметром в испытании по Вебе (ФИГ.6А). После короткого периода стабилизации электрическое удельное сопротивление начинает увеличиваться (ФИГ.6В). Это совпадает с началом процесса схватывания, как видно на ФИГ.5.For example, a significantly sharp slowdown in precipitation (from 17.5 cm to 4.5 cm) ends at t = 2.75 hours (FIG.6A). This transition is detected by the resistivity curve as the inflection point of the curve (marked by arrow 62). The subsequent decrease in resistivity to its minimum value at t = 10.0 hours (FIG.6B, arrow 64) corresponds to the change in consistency measured by the viscometer in a Web test (FIG.6A). After a short stabilization period, the electrical resistivity begins to increase (FIG.6B). This coincides with the start of the setting process, as seen in FIG. 5.

Начало и окончание схватывания, которые были определены стандартным методом Проктора (ASTM С-403), пришлись на t=15,75 часа и t=19,8 часа, соответственно. Это время можно определить непосредственно по кривой удельного сопротивления настоящих вариантов осуществления. Время начала схватывания выявляют как точку, отмечающую наступление самого быстрого увеличения удельного сопротивления. Это наступление наблюдали во время t=15,97 часа (ФИГ.6В, стрелка 66). Окончание схватывания выявляют как локальный максимум кривой удельного сопротивления. Это наступление наблюдали во время t=19,52 часа (ФИГ.6В, стрелка 68).The start and end of setting, which were determined by the standard Proctor method (ASTM C-403), occurred at t = 15.75 hours and t = 19.8 hours, respectively. This time can be determined directly from the resistivity curve of the present embodiments. The setting start time is identified as a point marking the onset of the most rapid increase in resistivity. This attack was observed at t = 15.97 hours (FIG.6B, arrow 66). The end of setting is detected as the local maximum of the resistivity curve. This attack was observed at t = 19.52 hours (FIG.6B, arrow 68).

Этот эксперимент демонстрирует, что время удобной укладки и схватывания бетонной смеси можно определить непрерывными измерениями электрического удельного сопротивления или его представления в течение первых 24 часов затвердевания. Это может позволить строителю точно выбирать добавки и содержание воды в смеси, чтобы достигнуть желательного времени укладки и схватывания.This experiment demonstrates that the time of convenient laying and setting of concrete mixture can be determined by continuous measurements of electrical resistivity or its representation during the first 24 hours of solidification. This may allow the builder to precisely select additives and the water content of the mixture to achieve the desired laying and setting time.

Корреляция между прочностью, измеренной стандартными испытаниями прочности, и электрическим удельным сопротивлением, измеренным в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения в течение первых 500 часов, показана на ФИГ.7. Как показано, наблюдается линейная корреляция. Порядок линейной регрессии использовали для определения следующего отношения между прочностью S и удельным сопротивлением ρ, при R2 по Пирсону 0,9841:A correlation between the strength measured by standard strength tests and the electrical resistivity measured in accordance with some embodiments of the present invention during the first 500 hours is shown in FIG. 7. As shown, a linear correlation is observed. The linear regression order was used to determine the following relationship between the strength S and the resistivity ρ, at R 2 according to Pearson 0.9841:

S(ρ)=0.0924ρ-5,9559.S (ρ) = 0.0924ρ-5.9559.

ПРИМЕР 2EXAMPLE 2

Определение периода схватывания с использованием среднего варианта осуществления Setting the setting period using the middle variant of implementation

Варианты осуществления настоящего изобретения использовали для определения периодов схватывания разных бетонных смесей. В данном примере время начала схватывания time было определено как среднее между временем, соответствующим локальному минимуму удельного сопротивления, и временем, соответствующим локальному максимуму удельного сопротивления. Время окончания схватывания было определено как время, соответствующее локальному максимуму удельного сопротивления.Embodiments of the present invention were used to determine setting periods of various concrete mixtures. In this example, the setting start time, time, was defined as the average between the time corresponding to the local minimum of resistivity and the time corresponding to the local maximum of resistivity. The setting end time was defined as the time corresponding to the local maximum of resistivity.

Были проведены испытания 12 бетонных смесей (1-12). Использовали следующие типы цемента: СЕМ II 42.5N для смесей 1-8, 11 и 12, и СЕМ II 52.5N для смесей 9 и 10. Партия, использованная для смесей 1-6, 11 и 12, отличалась от партии, использованной для смесей 7 и 8.Tests of 12 concrete mixtures (1-12) were conducted. The following types of cement were used: CEM II 42.5N for mixtures 1-8, 11 and 12, and CEM II 52.5N for mixtures 9 and 10. The batch used for mixtures 1-6, 11 and 12 was different from the batch used for mixtures 7 and 8.

Смеси включали песок из карьера (QS) и морской песок (SS) с различными плотностями и отношениями. Некоторые смеси (1-4) включали дополнительные заполнители, которые измеряли на ситах с размером ячейки 19 мм, 14 мм, 5 мм, 9 мм и 2,36 мм. Ниже обозначение X/Y в связи с заполнителем означает, что заполнитель проходит через сито X, но не проходит через сито Y. То есть, размер частиц заполнителя больше Y и меньше X.Mixtures included quarry sand (QS) and sea sand (SS) with different densities and ratios. Some mixtures (1-4) included additional aggregates, which were measured on sieves with mesh sizes of 19 mm, 14 mm, 5 mm, 9 mm, and 2.36 mm. The designation X / Y below in relation to the aggregate means that the aggregate passes through a sieve X, but does not pass through a sieve Y. That is, the particle size of the aggregate is greater than Y and less than X.

Смесь 1 испытывали при полном составе бетонной смеси. Смесь 2 испытывали согласно ASTM С-403: все частицы свыше 3/4 дюйма из смеси удалили. Смеси 11 и 12 были модифицированы добавками Redycret-5 (3,96 кг/м3) и Hostopur (0,014 кг/м3).Mix 1 was tested with the full composition of the concrete mix. Mixture 2 was tested according to ASTM C-403: all particles over 3/4 inch from the mixture were removed. Mixtures 11 and 12 were modified with Redycret-5 (3.96 kg / m 3 ) and Hostopur (0.014 kg / m 3 ) additives.

Бетонные смеси выдерживали либо в печи при температуре 30°C (для смесей 1, 2, 4, 6, 8, 10 и 12), либо при комнатной температуре 20°C (для смесей 3, 5, 7, 9 и 11).Concrete mixtures were kept either in an oven at a temperature of 30 ° C (for mixtures 1, 2, 4, 6, 8, 10, and 12) or at room temperature 20 ° C (for mixtures 3, 5, 7, 9, and 11).

Время схватывания определяли, и используя кривую удельного сопротивления в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, и используя испытание пенетрометром Проктора.Setting time was determined using a resistivity curve in accordance with some embodiments of the present invention and using a Proctor penetrometer test.

Результаты суммированы в Таблице 1. В этой таблице W/C обозначает количество цемента (С) и воды (W), Pr обозначает результаты, полученные при испытании пенетрометром Проктора, и ρ обозначает результаты, полученные с использованием кривой удельного сопротивления.The results are summarized in Table 1. In this table, W / C is the amount of cement (C) and water (W), Pr is the result of the Proctor penetrometer test, and ρ is the result of the resistivity curve.

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Таблица 1 демонстрирует, что процедура настоящих вариантов осуществления способна определить период схватывания с высокой надежностью. Корреляции между значениями времени схватывания, которые получены при испытании пенетрометром Проктора и с использованием кривой удельного сопротивления, следующие: tPr=0,916tρ+18,732 при значении Пирсона R2=0,9026 для времени начала схватывания, и tPr=1,0478tρ-6,9204 при значении Пирсона R2=0,9765 для времени окончания схватывания, где tPr - время схватывания, измеренное при испытании Пенетрометром Проктора, и tρ - время схватывания, измеренное в соответствии с настоящими вариантами осуществления.Table 1 shows that the procedure of the present embodiments is able to determine the setting period with high reliability. The correlations between the setting times obtained during testing with a Proctor penetrometer and using the resistivity curve are as follows: t Pr = 0.916t ρ +18.732 with a Pearson value of R 2 = 0.9026 for setting time, and t Pr = 1.0478t ρ -6.9204 at a Pearson value of R 2 = 0.9765 for the setting time, where t Pr is the setting time measured when tested by the Proctor Penetrometer, and t ρ is the setting time measured in accordance with these embodiments.

ПРИМЕР 3EXAMPLE 3

Определение других переходов и прогнозные прочностиDetermination of other transitions and predicted strengths

Измерения электрического удельного сопротивления выполняли на различных образцах цемента согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Результаты измерений непрерывно получали, когда возраст смеси составлял меньше 48 часов.Electrical resistivity measurements were performed on various cement samples according to an embodiment of the present invention. The measurement results were continuously obtained when the age of the mixture was less than 48 hours.

На ФИГ.8 показано электрическое удельное сопротивление, ρ, в единицах Ω·м как функция времени, t, в часах, измеренное для стандартной цементно-песочной смеси (согласно стандарту ЕС EN-196, Часть 1: “Способы испытания цемента. Определение прочности”). Смесь приготовили, используя цемент типа СЕМ-1, класс прочности 42.5 N (стандарт ЕС EN-197, Часть 1: “Состав, спецификация и критерии соответствия для обычных цементов”).FIG. 8 shows the electrical resistivity, ρ, in units of Ω · m as a function of time, t, in hours, measured for a standard cement-sand mixture (according to EC standard EN-196, Part 1: “Methods for testing cement. Determination of strength ”). The mixture was prepared using cement type CEM-1, strength class 42.5 N (EC standard EN-197, Part 1: “Composition, specification and conformity criteria for conventional cements”).

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения получали временную зависимость удельного сопротивления и идентифицировали функциональные переходы временной зависимости.In accordance with some embodiments of the present invention, a time dependence of the resistivity is obtained and functional transitions of the time dependence are identified.

Используемый здесь термин “функциональный переход” относится к любому идентифицируемому математическому переходу функции, включая без ограничения переход какой-то данной функции (например, изменения в наклоне, переход от увеличения к уменьшению или наоборот) и переход от одного характерного функционального поведения к другому (например, переход от линейного к нелинейному поведению или переход от первого нелинейного поведения к второму, отличному от первого, нелинейному поведению).As used herein, the term “functional transition” refers to any identifiable mathematical transition of a function, including without limitation the transition of a given function (for example, a change in slope, a transition from increase to decrease or vice versa) and a transition from one characteristic functional behavior to another (for example , transition from linear to non-linear behavior or transition from the first non-linear behavior to the second, non-first, non-linear behavior).

Функциональные переходы можно идентифицировать, например, путем вычисления производной временной зависимости и нахождения ее нулей. Среднему специалисту в данной области будет понятно, что любой переход функции характеризуется нулем одной из ее производных. Например, переход от увеличения к уменьшению, или наоборот, характеризуется нулем первой производной, переход от выпуклой области к вогнутой области, или наоборот (точки перегиба кривой), характеризуется нулем второй производной и т.д. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения можно использовать любую производную временной зависимости. Обычно функциональные переходы предпочтительно характеризуются переменой знака n-ной производной временной зависимости, где n - положительное целое число.Functional transitions can be identified, for example, by calculating the derivative of the time dependence and finding its zeros. An average person skilled in the art will understand that any transition of a function is characterized by zero of one of its derivatives. For example, the transition from increase to decrease, or vice versa, is characterized by the zero of the first derivative, the transition from the convex region to the concave region, or vice versa (the inflection points of the curve), is characterized by the zero of the second derivative, etc. According to one preferred embodiment of the present invention, any derivative of the time dependence can be used. Typically, functional transitions are preferably characterized by a sign reversal of the nth derivative of the time dependence, where n is a positive integer.

Дополнительно или альтернативно, функциональные переходы можно идентифицировать путем наблюдения за отклонениями временной зависимости от гладкости. В данном варианте осуществления функциональные переходы можно идентифицировать или с или без вычисления производных временной зависимости. Например, отклонения от гладкости можно идентифицировать вручную или путем сравнения временной зависимости с известной гладкой функцией. Этот вариант осуществления был применен в данном Примере.Additionally or alternatively, functional transitions can be identified by observing deviations in the temporal dependence of smoothness. In this embodiment, the functional transitions can be identified with or without calculation of the derivatives of the time dependence. For example, deviations from smoothness can be identified manually or by comparing the time dependence with a known smooth function. This embodiment has been applied in this Example.

Как показано на ФИГ.8, были идентифицированы четыре структурных состояния смеси путем проверки временной зависимости удельного сопротивления, ρ(t), и идентификации функциональных переходов. Этими состояниями является гелевое состояние (указанное в данном примере и на ФИГ.8 как состояние I), капиллярно-пористое коллоидное состояние (указанное в данном примере и на ФИГ.8 как состояние II), коллоидно-кристаллическое состояние (указанное в данном примере и на ФИГ.8 как состояние III) и непрерывное кристаллическое состояние (указанное в данном примере и на ФИГ.8 как состояние IV).As shown in FIG. 8, four structural states of the mixture were identified by checking the time dependence of the resistivity, ρ (t), and identifying functional transitions. These conditions are the gel state (indicated in this example and FIG. 8 as state I), the capillary-porous colloidal state (indicated in this example and FIG. 8 as state II), the colloidal crystalline state (indicated in this example and in FIG. 8 as state III) and a continuous crystalline state (indicated in this example and in FIG. 8 as state IV).

Переходы между состояниями наблюдали при следующих значениях t: 4 (переход от состояния I к состоянию II), 15 (переход от состояния II к состоянию III) и 37 (переход от состояния III к состоянию IV). Дополнительный функциональный переход, при котором увеличение удельного сопротивления становится более умеренным, наблюдали в интервале времени между приблизительно 20 часами и приблизительно 25 часами. Этот переход характеризует формирование трехмерных ячеек перед ростом непрерывного кристаллического каркаса, в котором электрическое удельное сопротивление стабилизируется, как подробно сказано выше.Transitions between states were observed at the following values of t: 4 (transition from state I to state II), 15 (transition from state II to state III) and 37 (transition from state III to state IV). An additional functional transition in which the increase in resistivity becomes more moderate was observed in the time interval between about 20 hours and about 25 hours. This transition characterizes the formation of three-dimensional cells before the growth of a continuous crystalline framework in which the electrical resistivity is stabilized, as described in detail above.

На ФИГ.9 показано сравнение между энергией связанной воды в единицах Дж/с и электрическим удельным сопротивлением для стандартной цементно-песочной смеси. Как показано, электрическое удельное сопротивление более чувствительно к переходам между структурными изменениями в смеси.FIG. 9 shows a comparison between the energy of bound water in units of J / s and the electrical resistivity for a standard cement-sand mixture. As shown, electrical resistivity is more sensitive to transitions between structural changes in the mixture.

На ФИГ.10 и ФИГ.11 показана временная зависимость электрического удельного сопротивления, ρ(t), в единицах Ω·м, для мелкозернистых бетонных смесей при отношениях вода/цемент 0,60, 0,67 и 0,75. Смеси приготовили, используя мелкозернистые доломитовые заполнители, купленные в карьере Kohav-Ha-Shahar, Израиль (ФИГ.10) и в карьере Shfaram, Израиль (ФИГ.11), при составе цемент : песок : заполнители 1:2:3. Как показано на ФИГ.10-11, подобные функциональные переходы наблюдали в течение первых 48 часов затвердевания, независимо от отношения вода/цемент или типа заполнителей. Функциональные переходы, показанные на ФИГ.10-11, согласуются с функциональными переходами стандартной цементно-песчаной смеси с ФИГ.8 и ФИГ.9. Кроме того, мелкозернистые бетонные смеси показывают меньшее увеличение ρ(t), что характеризует формирование трехмерных ячеек в третьем структурном состоянии смеси. Подобно этой цементно-песчаной смеси замедление наблюдали приблизительно между t=20 часов и t=25 часов.FIG. 10 and FIG. 11 show the time dependence of electrical resistivity, ρ (t), in units of Ω · m, for fine-grained concrete mixtures with water / cement ratios of 0.60, 0.67 and 0.75. The mixtures were prepared using fine-grained dolomite aggregates purchased in the quarry of Kohav-Ha-Shahar, Israel (FIG. 10) and in the quarry of Shfaram, Israel (FIG. 11), with the composition cement: sand: aggregates 1: 2: 3. As shown in FIGS. 10-11, similar functional transitions were observed during the first 48 hours of solidification, regardless of the water / cement ratio or type of aggregates. The functional transitions shown in FIGS. 10-11 are consistent with the functional transitions of a standard cement-sand mixture with FIG. 8 and FIG. 9. In addition, fine-grained concrete mixtures show a smaller increase in ρ (t), which characterizes the formation of three-dimensional cells in the third structural state of the mixture. Like this cement-sand mixture, a slowdown was observed between approximately t = 20 hours and t = 25 hours.

На ФИГ.12А-С и ФИГ.13А-С показаны сравнения между временными зависимостями прочности на сжатие, R(t), в единицах МПа, и электрическим удельным сопротивлением, ρ(t), в единицах Ω·м, мелкозернистых бетонных смесей с ФИГ.10 и 11, соответственно. Показаны отношения вода/цемент 0,60 (ФИГ.12А и 13А), 0,67 (ФИГ.12В и 13В) и 0,75 (ФИГ.12С и 13С). Как показано на ФИГ.12А-13С, кривые R(t) и ρ(t) показывают сходное поведение, в частности, замедление увеличения, наблюдавшееся приблизительно t=20 часов и t=25 часов. Так, в соответствии с предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения функциональные переходы ρ(t) можно использовать для определения состояния упрочнения материала.FIGS. 12A-C and FIGS. 13A-C show comparisons between the time dependences of the compressive strength, R (t), in units of MPa, and the electrical resistivity, ρ (t), in units of Ω · m, of fine-grained concrete mixtures with FIG.10 and 11, respectively. The water-cement ratios of 0.60 (FIG. 12A and 13A), 0.67 (FIG. 12B and 13B) and 0.75 (FIG. 12C and 13C) are shown. As shown in FIGS. 12A-13C, the R (t) and ρ (t) curves show similar behavior, in particular, a slowdown observed at approximately t = 20 hours and t = 25 hours. Thus, in accordance with preferred embodiments of the present invention, the functional transitions ρ (t) can be used to determine the hardening state of the material.

На ФИГ.14 и ФИГ.15 показано графическое представление корреляционной функции, φ, определенной путем корреляции между временными зависимостями электрического сопротивления, ρ, и прочностью на сжатие, R, на ранних стадиях затвердевания. ФИГ.14 соответствует мелкозернистой бетонной смеси с ФИГ.10, и ФИГ.14 соответствует мелкозернистой бетонной смеси с ФИГ.11. φ(ρ) таким образом можно использовать для определения прочности на сжатие при различных значениях электрического удельного сопротивления. Например, φ(ρ) можно использовать для определения прочности на сжатие при, скажем, t=50 часов, при котором, как известно, прочность на сжатие имеет логарифмическую зависимость.FIG. 14 and FIG. 15 show a graphical representation of the correlation function, φ, determined by correlation between the time dependences of the electrical resistance, ρ, and compressive strength, R, in the early stages of solidification. FIG. 14 corresponds to a fine-grained concrete mixture with FIG. 10, and FIG. 14 corresponds to a fine-grained concrete mixture with FIG. 11. φ (ρ) can thus be used to determine the compressive strength at various values of electrical resistivity. For example, φ (ρ) can be used to determine the compressive strength at, say, t = 50 hours, at which, as is known, the compressive strength has a logarithmic dependence.

Хотя изобретение было описано в связи с его конкретными вариантами осуществления, очевидно, что для специалистов в данной области техники будут очевидны многие альтернативы, модификации и изменения. Соответственно, предполагается охватить все такие альтернативы, модификации и изменения, которые подпадают под суть и широкий объем прилагаемой формулы изобретения.Although the invention has been described in connection with its specific embodiments, it is obvious that many alternatives, modifications and changes will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, it is intended to cover all such alternatives, modifications, and changes that fall within the spirit and broad scope of the appended claims.

Все публикации, патенты и патентные заявки, упомянутые в настоящем описании, включены в него в полном объеме путем ссылки в той же степени, как если бы каждая отдельная публикация, патент или патентная заявка была конкретно и отдельно указана, как включенная в настоящий документ путем ссылки. Кроме того, цитирование или идентификация любой ссылки в настоящей заявке не должно истолковываться как допущение, что такая ссылка противопоставляется как уровень техники для настоящего изобретения. Заголовки разделов не должны истолковываться как обязательно ограничивающие.All publications, patents and patent applications referred to in the present description, are incorporated into it in full by reference to the same extent as if each individual publication, patent or patent application was specifically and individually indicated as incorporated herein by reference . In addition, the citation or identification of any link in this application should not be construed as an assumption that such a link is contrasted as the prior art for the present invention. Section headings should not be construed as necessarily limiting.

Claims (28)

1. Способ определения периода схватывания химически активного материала, включающий:
непрерывное измерение электрического свойства материала для получения временной зависимости упомянутого свойства, причем упомянутым свойством является удельное сопротивление или его представление; и
использование упомянутой временной зависимости для определения времени начала схватывания и времени окончания схватывания, причем упомянутое время начала схватывания определено как время наступления наиболее быстрого подъема упомянутого удельного сопротивления и упомянутое время окончания схватывания определено как время локального максимума упомянутого удельного сопротивления;
этим определяя период схватывания материала.
1. A method for determining the setting period of a reactive material, including:
continuous measurement of the electrical property of the material to obtain a time dependence of said property, wherein said property is resistivity or its representation; and
the use of said time dependence for determining the start time of setting and the end time of setting, wherein said start time of setting is defined as the time of the most rapid rise of said resistivity and said end time of setting is defined as the local maximum time of said specific resistance;
thereby determining the setting time of the material.
2. Способ по п.1, кроме того, включающий использование упомянутой временной зависимости для выявления перехода между рабочим состоянием материала и нерабочим состоянием материала.2. The method according to claim 1, further comprising using the aforementioned time dependence to detect a transition between the working state of the material and the non-working state of the material. 3. Способ по любому из пп.1 и 2, кроме того, включающий использование упомянутой временной зависимости для выявления перехода между первым рабочим состоянием материала и вторым рабочим состоянием материала, причем упомянутый переход эквивалентен резкому замедлению осадки, которая наблюдалась бы, если бы материал подвергали испытанию на осадку.3. The method according to any one of claims 1 and 2, further comprising using the said time dependence to detect a transition between the first working state of the material and the second working state of the material, said transition being equivalent to a sharp deceleration of precipitation that would occur if the material were subjected sediment test. 4. Способ по любому из пп.1 и 2, кроме того, включающий использование упомянутой временной зависимости для выявления перехода между гелевым состоянием материала и капиллярно-пористым коллоидным состоянием материала.4. The method according to any one of claims 1 and 2, further comprising using the said time dependence to detect a transition between the gel state of the material and the capillary-porous colloidal state of the material. 5. Способ по любому из пп.1 и 2, кроме того, включающий использование упомянутой временной зависимости для выявления перехода между капиллярно-пористым коллоидным состоянием материала и коллоидно-кристаллическим состоянием материала.5. The method according to any one of claims 1 and 2, further comprising using the said time dependence to detect a transition between the capillary-porous colloidal state of the material and the colloidal-crystalline state of the material. 6. Способ по любому из пп.1 и 2, кроме того, включающий использование упомянутой временной зависимости для выявления перехода между прерывным кристаллическим состоянием материала и непрерывным кристаллическим состоянием материала.6. The method according to any one of claims 1 and 2, further comprising using the said time dependence to detect a transition between the discontinuous crystalline state of the material and the continuous crystalline state of the material. 7. Способ по любому из пп.1 и 2, кроме того, включающий использование упомянутой временной зависимости для определения прочности материала на сжатие.7. The method according to any one of claims 1 and 2, further comprising using the said time dependence to determine the compressive strength of the material. 8. Способ по п.2, отличающийся тем, что упомянутый переход между упомянутым рабочим и упомянутым нерабочим состояниями определен как время локального минимума упомянутого удельного сопротивления.8. The method according to claim 2, characterized in that said transition between said working and said inoperative states is defined as the local minimum time of said resistivity. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что упомянутый локальный минимум выявляют используя окно движения времени, имеющее ширину приблизительно 2 часа.9. The method according to claim 8, characterized in that said local minimum is detected using a time-movement window having a width of about 2 hours. 10. Способ по п.2, отличающийся тем, что упомянутый переход между упомянутым рабочим и упомянутым нерабочим состояниями выявляют по линейной шкале упомянутой временной зависимости.10. The method according to claim 2, characterized in that said transition between said working and said non-working states is detected on a linear scale of said time dependence. 11. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что каждое из упомянутого времени начала схватывания и упомянутого времени окончания схватывания выявляют по линейной шкале упомянутой временной зависимости.11. A method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that each of said setting time and said setting time is detected on a linear scale of said time dependence. 12. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что каждое из упомянутого наступления упомянутого самого быстрого подъема упомянутого удельного сопротивления и упомянутого локального максимума упомянутого удельного сопротивления выявляют, используя окно движения времени, имеющее ширину приблизительно 2 часа.12. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that each of the aforementioned occurrences of said most rapid rise of said resistivity and said local maximum of said resistivity is detected using a time-movement window having a width of about 2 hours. 13. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что упомянутое электрическое свойство измеряют путем прямого контакта с материалом.13. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the said electrical property is measured by direct contact with the material. 14. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что упомянутое электрическое свойство измеряют в постоянном объеме.14. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the said electrical property is measured in a constant volume. 15. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что упомянутое электрическое свойство измеряют путем создания электрического поля между первым электродом и вторым электродом вдоль достаточно длинного контура в упомянутом материале.15. A method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that said electrical property is measured by creating an electric field between the first electrode and the second electrode along a sufficiently long contour in said material. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что упомянутый контур имеет длину, которая по меньшей мере в два раза больше расстояния между упомянутыми электродами.16. The method according to clause 15, wherein said circuit has a length that is at least two times the distance between the said electrodes. 17. Система для определения периода схватывания химически активного материала, содержащая:
измерительный блок для непрерывного измерения электрического свойства материала с целью получения временной зависимости упомянутого свойства, причем упомянутым свойством является удельное сопротивление или его представление; и
блок обработки для определения на основании упомянутой временной зависимости времени начала схватывания и времени окончания схватывания, причем упомянутое время начала схватывания определено как время наступления наиболее быстрого подъема упомянутого удельного сопротивления и упомянутое время окончания схватывания определено как время локального максимума упомянутого удельного сопротивления.
17. A system for determining the setting period of a reactive material, comprising:
a measuring unit for continuously measuring the electrical property of a material in order to obtain a time dependence of said property, wherein said property is resistivity or its representation; and
a processing unit for determining, based on said time dependence of the setting time and setting time, said setting time is defined as the time of the most rapid rise in said specific resistance and said setting time is defined as the local maximum time of said specific resistance.
18. Система по п.17, отличающаяся тем, что упомянутый блок обработки конфигурирован для выявления перехода между рабочим состоянием материала и нерабочим состоянием материала на основании упомянутой временной зависимости.18. The system according to 17, characterized in that the said processing unit is configured to detect a transition between the working state of the material and the inoperative state of the material based on the aforementioned time dependence. 19. Система по любому из пп.17 и 18, отличающаяся тем, что упомянутый блок обработки конфигурирован для выявления перехода между первым рабочим состоянием материала и вторым рабочим состоянием материала на основании упомянутой временной зависимости, причем упомянутый переход эквивалентен резкому замедлению осадки, которая наблюдалась бы, если бы материал подвергали испытанию на осадку.19. The system according to any one of paragraphs.17 and 18, characterized in that said processing unit is configured to detect a transition between a first working state of a material and a second working state of a material based on said time dependence, said transition being equivalent to a sharp deceleration of precipitation that would be observed if the material were subjected to a sludge test. 20. Система по п.19, отличающаяся тем, что упомянутый переход между упомянутым первым и упомянутым вторым рабочими состояниями определен как время, соответствующее точке перегиба кривой упомянутого удельного сопротивления.20. The system of claim 19, wherein said transition between said first and said second operating states is defined as a time corresponding to an inflection point of a curve of said resistivity. 21. Система по п.19, отличающаяся тем, что упомянутый переход между упомянутым первым и упомянутым вторым рабочими состояниями выявляют по линейной шкале упомянутой временной зависимости.21. The system according to claim 19, characterized in that said transition between said first and said second operating states is detected on a linear scale of said time dependence. 22. Система по п.20, отличающаяся тем, что упомянутую точку перегиба кривой выявляют используя окно движения времени, имеющее ширину приблизительно 2 часа.22. The system according to claim 20, characterized in that the said inflection point of the curve is detected using a window of the movement of time having a width of approximately 2 hours. 23. Система по любому из пп.17 и 18, отличающаяся тем, что упомянутый блок обработки конфигурирован для выявления перехода между гелевым состоянием материала и капиллярно-пористым коллоидным состоянием материала на основании упомянутой временной зависимости.23. The system according to any one of paragraphs.17 and 18, characterized in that said processing unit is configured to detect a transition between the gel state of the material and the capillary-porous colloidal state of the material based on said time dependence. 24. Система по любому из пп.17 и 18, отличающаяся тем, что упомянутый блок обработки конфигурирован для выявления перехода между капиллярно-пористым коллоидным состоянием материала и коллоидно-кристаллическим состоянием материала на основании упомянутой временной зависимости.24. The system according to any one of paragraphs.17 and 18, characterized in that said processing unit is configured to detect a transition between the capillary-porous colloidal state of the material and the colloidal-crystalline state of the material based on said time dependence. 25. Система по любому из пп.17 и 18, отличающаяся тем, что упомянутый блок обработки конфигурирован для выявления перехода между прерывным кристаллическим состоянием материала и непрерывным кристаллическим состоянием материала на основании упомянутой временной зависимости.25. The system according to any one of paragraphs.17 and 18, characterized in that said processing unit is configured to detect a transition between a discontinuous crystalline state of a material and a continuous crystalline state of a material based on said time dependence. 26. Система по любому из пп.17 и 18, отличающаяся тем, что упомянутый блок обработки конфигурирован для определения прочности материала на сжатие на основании упомянутой временной зависимости.26. The system according to any one of paragraphs.17 and 18, characterized in that said processing unit is configured to determine the compressive strength of the material based on said time dependence. 27. Система по любому из пп.17 и 18, отличающаяся тем, что упомянутое электрическое свойство измеряют в постоянном объеме.27. The system according to any one of paragraphs.17 and 18, characterized in that the said electrical property is measured in a constant volume. 28. Система по любому из пп.17 и 18, отличающаяся тем, что упомянутое электрическое свойство измеряют путем создания электрического поля между первым электродом и вторым электродом вдоль контура в упомянутом материале, причем указанный контур имеет длину, большую, чем расстояние между указанными электродами. 28. The system according to any one of paragraphs.17 and 18, characterized in that said electrical property is measured by creating an electric field between the first electrode and the second electrode along the contour in said material, said contour having a length greater than the distance between said electrodes.
RU2010114836/28A 2010-04-14 2010-04-14 Method and system for analysis of chemically active material RU2535239C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010114836/28A RU2535239C2 (en) 2010-04-14 2010-04-14 Method and system for analysis of chemically active material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010114836/28A RU2535239C2 (en) 2010-04-14 2010-04-14 Method and system for analysis of chemically active material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010114836A RU2010114836A (en) 2011-10-27
RU2535239C2 true RU2535239C2 (en) 2014-12-10

Family

ID=44997688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010114836/28A RU2535239C2 (en) 2010-04-14 2010-04-14 Method and system for analysis of chemically active material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2535239C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1104411A1 (en) * 1983-04-06 1984-07-23 Днепропетровский инженерно-строительный институт Concrete structural change checking method
US6819121B1 (en) * 2002-10-23 2004-11-16 Material Sensing & Instrumentation, Inc. Method and apparatus for measurement of concrete cure status
CA2682367A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-09 Societe De Commercialisation Des Produits De La Recherche Appliquee Socp Ra Sciences Et Genie S.E.C. Method and apparatus for monitoring and/or controlling the curing of cements used in medical procedures

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1104411A1 (en) * 1983-04-06 1984-07-23 Днепропетровский инженерно-строительный институт Concrete structural change checking method
US6819121B1 (en) * 2002-10-23 2004-11-16 Material Sensing & Instrumentation, Inc. Method and apparatus for measurement of concrete cure status
CA2682367A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-09 Societe De Commercialisation Des Produits De La Recherche Appliquee Socp Ra Sciences Et Genie S.E.C. Method and apparatus for monitoring and/or controlling the curing of cements used in medical procedures

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010114836A (en) 2011-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ivanova et al. Comparison between methods for indirect assessment of buildability in fresh 3D printed mortar and concrete
Hornbostel et al. Relationship between concrete resistivity and corrosion rate–A literature review
Wei et al. Prediction of standard compressive strength of cement by the electrical resistivity measurement
Baroghel-Bouny et al. AgNO 3 spray tests: Advantages, weaknesses, and various applications to quantify chloride ingress into concrete. Part 1: Non-steady-state diffusion tests and exposure to natural conditions
Jiang et al. Influence of chloride salt type on threshold level of reinforcement corrosion in simulated concrete pore solutions
Madhavi et al. Electrical conductivity of concrete
Patil et al. Acoustic emission vis-à-vis electrochemical techniques for corrosion monitoring of reinforced concrete element
Soleymani et al. Comparing corrosion measurement methods to assess the corrosion activity of laboratory OPC and HPC concrete specimens
Baroghel-Bouny et al. AgNO 3 spray tests: advantages, weaknesses, and various applications to quantify chloride ingress into concrete. Part 2: Non-steady-state migration tests and chloride diffusion coefficients
Koenig et al. Main considerations for the determination and evaluation of the acid resistance of cementitious materials
Yang et al. Development of a new in situ test method to measure the air permeability of high performance concretes
Bentz et al. Anticipating the setting time of high-volume fly ash concretes using electrical measurements: feasibility studies using pastes
Tibbetts et al. Mercury intrusion porosimetry parameters for use in concrete penetrability qualification using the Katz-Thompson relationship
US8610444B2 (en) Method and system for analyzing a chemically-active material
Jin et al. Characterization of Ag/AgCl electrode manufactured by immersion in sodium hypochloride acid for monitoring chloride content in concrete
Chen et al. Microstructural development of hydrating portland cement paste at early ages investigated with non-destructive methods and numerical simulation
Khayat et al. Analysis of variations in electrical conductivity to assess stability of cement-based materials
Merah et al. Effect of the carbonatation and the type of cement (CEM I, CEM II) on the ductility and the compressive strength of concrete
Honorio et al. Electrical properties of cement-based materials: Multiscale modeling and quantification of the variability
Sang et al. Electrical resistivity of plain cement-based materials based on ionic conductivity: A review of applications and conductive models
Reiter et al. Slow penetration for characterizing concrete for digital fabrication
Cheng et al. Research on the interface structure during unidirectional corrosion for oil-well cement in H2S based on computed tomography technology
Rajabipour et al. Insitu electrical conductivity measurements to assess moisture and ionic transport in concrete (A discussion of critical features that influence the measurements)
US7225682B2 (en) Method, apparatus and system for monitoring hardening and forecasting strength of cementitious material
RU2535239C2 (en) Method and system for analysis of chemically active material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200415