Легкоплавкие глины

В лаборатории теплоизоляционных материалов НИИСМ разработан новый метод окускования шихты из глины и доломита спеканием ее на агломерационной машине. Агломерация шихты имеет ряд преимуществ перед существующими методами окускования. В результате агломерации можно получить однородный спек с заданным модулем, не содержащий карбонатов и химически связанной воды. В связи с этим производительность вагранки при выработке минеральной ваты равна производительности ее при использовании шлаков. Легкоплавкие глины и доломит улучшают качество ваты и расширяют сырьевую базу для ее производства.
При разработке состава стекла для производства ваты изучалась система глина-доломит. В качестве компонентов использовалась глина месторождения Гродно и доломит месторождения Левая Руба Витебской обл.
На основе приведенного химического анализа сырья были рассчитаны составы стекол с модулем кислотности от 0,86 до 2,46.
Доломит вводился в шихту до 50% через каждые 5%. Предварительно высушенные и размолотые глина и доломит тщательно перемешивались в заданных пропорциях. Стекла варились в газовой печи при температуре 1400-1350° С в тиглях емкостью 300 г. На основе плавок определены температура плавления шихты по методике, приведенной в ГОСТе 4069-48, и ее жидкотекучесть (растекаемость расплава).
Растекаемость расплава определялась следующим образом: расплав при температуре 1300°С выливался на лоток, расположенный под углом 10°. При остывании стекла на лотке замерялась длина ручья и его вес. Полученные в результате опытов данные сравнивались со стеклом состава № 9, на котором работает цех минеральной ваты Минского комбината стройматериалов.

Последующее оборудование

2 декабря 1963 г., согласно которым производительность агломерационных машин определяется только в зависимости от их типа и размеров, т. е. она признается для одинаковых машин постоянной независимо от условий эксплуатации и особенностей применяемого сырья.
Известно, что производительность агломерационной машины зависит главным образом от вертикальной скорости спекания шихты. Если шихта, например, из минского суглинка спекается с вертикальной скоростью около 6 мм/мин, а из лессовидного суглинка Черепановского комбината стеновых материалов (Новосибирская область) 10 мм/мин, то одинаковые агломерационные машины в этих условиях будут работать с разной производительностью. Сырья, есть резервы, связанные главным образом с рационализацией подготовки и укладки шихты. То же можно сказать и о повышении выхода аглопорита. Что касается коэффициента Кл. а, то в данном случае многое зависит от технологической схемы всего производства. Если последующее оборудование (после агломерационной машины) способно принять и переработать сравнительно горячий корж, величина Л’3. а приближается к единице (реально достижение величины порядка 0,8). Если предусматривается охлаждение коржа на агломерационной машине, величина коэффициента Кз а, естественно, снижается. Чтобы рассчитать годовую производительность агломерационной машины, необходимо определить годовой фонд рабочего времени. В названных выше нормах производительности он принят в 7920 час, т. е. с коэффициентом использования агломерационной машины во времени 0,9.
Опыт эксплуатации агломерационных машин на различных предприятиях страны свидетельствует о том, что этот коэффициент в настоящее время не превышает 0,5-0,6. С учетом остановок агломерационных машин и другого оборудования, которые предусматриваются графиком планово-предупредительного ремонта, и при продолжительности капитального ремонта 20 дней в году коэффициент использования агломерационной машины составит примерно 0,75-0,78.

Определение плотности и других технологических свойств пористых заполнителей испытанием в бетоне

В обожженных образцах с помощью химического анализа определялось содержание S03.
Следует, что при обжиге в течение 10 мин удаляется значительная часть первоначального количества серного ангидрида. Абсолютное содержание S03 в образце, обожженном при температуре 1150° С, не превышает 0,29%.
Из экспериментальных данных следует, что процесс разложения гипса в присутствии глинистых минералов идет весьма
интенсивно. Можно ожидать, что применение загипсованного ырья для производства керамзита возможно, если повышенное содержание СаО не влечет за собой снижения .Уменьшения вязкости расплава.
В заключение отметим, что в природных загипсованных глинах кинетика удаления гипса во многом зависит от его дисперсности.
Одним из важнейших свойств пористых заполнителей является плотность, или объемный вес. Насыпной объемный вес, по которому производится маркировка пористых заполнителей, не в полной мере определяет пористость зерен заполнителей, поскольку межзерновая пустотность щебня или гравия может колебаться в весьма больших пределах (примерно от 30 до 60%). Таким образом, объемный вес легкого бетона требуемой структуры и прочности может быть определен по насыпному объемному весу заполнителя лишь ориентировочно. Значительно больше дает знание объемного веса (плотности) зерен пористого заполнителя. Эта характеристика может быть получена по ГОСТу 9758-61 расчетным путем (по результатам определения насыпного объемного веса и межзерновой пустотности) или же путем гидростатического взвешивания предварительно насыщенного водой заполнителя. Как показали опыты, проведенные в ВНИИСТРОМ (М. П. Элинзон, И. А. Якуб, В. П. Старостина) и в Минском НИИСМ, в обоих случаях получаются примерно одинаковые результаты.

Проведение испытаний и оценка полученных результатов

Испытание конструкций следует проводить при положительной температуре воздуха после испытания стандартных образцов размером 15x15x15 см, изготовленных в день бетонирования конструкции из одного и того же состава бетонной смеси.
При бетонировании крупногабаритных конструкций отбор образцов производится из бетонной смеси, укладываемой в среднюю часть пролета и опорные участки конструкции. В день испытания конструкции рекомендуется также определять прочность бетона без разрушения приборами механического действия, ультразвуковыми или радиометрическими методами. Для этого устанавливают все измерительные приборы и в журнале испытаний зарисовывают схему расположения их на конструкции с привязкой точек установки. Для более точного фиксирования трещин на схеме на нижнюю и боковые грани испытуемой конструкции наносят сетку с размером ячеек от 20 до 30 см в зависимости от размера конструкции.
Перед нагружением конструкции необходимо освободить катковые опоры от клиньев и проверить опорные площадки на предмет свободного перемещения катков. Нагружение конструкции производится штучными грузами, рычажными приспособлениями и домкратами ступенями, не превышающими 10% контрольной нагрузки по проверке прочности и 20% по проверке жесткости изделия. Во всех случаях нагрузка на конструкцию должна возрастать постепенно, без рывков и симметрично по длине конструкции.

Технология получения и свойства аглопоритокерамических камней

Проблемой получения керамзитокерамических камней, а также крупноразмерных изделий в СССР занимались РосНИИМС и Краснодарский филиал научно-исследовательского института по строительству , для производства керамических камней в качестве заполнителя применялся дробленый керамзит. Однако в этом случае в значительной мере теряется ценное свойство керамзита замкнутая пористость.
Наряду с использованием аглопорита для цементных бетонов весьма целесообразно рассмотреть вопрос об использовании аглопорита для выпуска бесцементных аглопоритокерамических камней.
В проводившихся в СибЗНИИЭП опытах использовалось кирпичное сырье месторождений Новосибирской и Кемеровской областей, из которых на агломерационной установке полузаводского типа изготовлялся аглопорит. То же сырье использовалось и в качестве глинистой связки.
Для производственных опытов применялся аглопорит, полученный в цехе Черепановского кирпичного завода, а в качестве глинистой связки использовалось сырье Евсинского и Болотнинского месторождений.
Для определения технологических параметров в условиях лаборатории формовались кубики размером 7X7X7 см на виброплощадке с частотой колебаний 2800 в минуту при амплитуде колебаний 0,35 мм, с пригрузом около 80 г/см2. Этот способ формования был принят потому, что в производственных условиях намечалось формование на шлакоблочных станках СМ-647 и СМ-40. Содержание глинистой связки в массе подбиралось исходя из получения достаточной прочности изделия после обжига (марка камня «50») с учетом необходимой формуемости массы.
Было установлено, что оптимальный состав шихты соответствует 30% глинистой связки и 70% аглопорита. В этом случае, применяя в качестве связки глинистое сырье не ниже П класса пластичности, получается хорошее заполнение формы массой, гладкая наружная поверхность образцов при достаточной прочности и морозостойкости. Такое же соотношение между связкой и аглопоритом по условиям формования оказалось оптимальным и в производственных опытах.

Источники увеличения

Это парадоксальное явление может быть объяснено только наличием дополнительных источников кислорода в самой агломерируемой шихте. В частности, увеличение 20 может происходить за счет кислорода, присоединившегося к отходящим газам после диссоциации и частичного восстановления окислов железа. Для проверки этой гипотезы были отобраны пробы аглопорита, в которых определялось количество закисного железа.
Сравнивая содержание закисного железа в полученном аглопорите с количеством его в исходном сырье, можно заключить, что интенсивное восстановление окислов железа наблюдается при спекании как минского, так и гомельского суглинка.
Однако выполненные расчеты показывают, что количество кислорода, освобождающегося при диссоциации и частичном восстановлении окислов железа, не превышает 1%.
Работы, выполненные А. А. Сиговым, показали, что при участии в процессе горения кислорода, освободившегося при восстановлении и диссоциации окислов железа, SO повышается лишь до 23- 24%.
Другим источником увеличения 20 могло быть разложение имеющихся в глинистом сырье карбонатов кальция и магния. Но содержание СаС03 и MgC03 в суглинках Минска и Гомеля невелико, и количество С02, перешедшее в отходящие газы, по произведенным расчетам не превышает 1,2%. Вместе с тем интенсивное восстановление окислов железа указывает на присутствие в газовой среде активного восстановителя. Восстановителями в условиях агломерационного обжига могут быть окись углерода, углерод и водород.
Учитывая особенности процесса агломерации, скоростной подъем температур, при котором глинистые частицы сразу попадают в зону высоких температур, намного превосходящих температуру выделения не только межслоевой воды (100-250°), но и воды конституционной (500-950°), можно предположить, что выделение воды переместится в область более высоких температур (1300-1500° С), где вода (водяной пар) разлагается на водород и кислород.

Надежность заполнителя

Графики не отличаются существенной асимметрией. В от-2 -чьных случаях наблюдалась некоторая положительная или асимметрия, но, как правило, число отклонений в каждую сторону от среднего значения объемного веса получилось в пределах 45-55%.
Максимальные отклонения по сериям испытаний за 30- 40 сут для аглопорита Минского комбината крупноблочных строительных конструкций +15 и -9%, для керамзита Алма-Атинского кирпичного завода № 1 ±15%, для керамзита Витебского комбината стройматериалов +38 и -20%.
При сравнении данных по керамзиту двух названных предприятий следует иметь в виду, что на Витебском комбинате стройматериалов для получения более легкого керамзита (увеличения коэффициента вспучивания) в глину вводят около 1,5% мазута. Естественно, что распределить такую малую добавку равномерно по всей массе глины, чтобы в каждую глиняную гранулу попало строго одинаковое количество мазута, практически невозможно. Поэтому гранулы вспучиваются не одинаково, что является дополнительным фактором снижения однородности получаемого керамзита по объемному весу.
Аналогично распределяются отклонения частных результатов от среднего арифметического и при определении прочности исследованных пористых заполнителей.
Таким образом, аглопорит, выпускаемый различными предприятиями, с точки зрения однородности его основных свойств является весьма надежным заполнителем, что позволяет в наибольшей степени использовать потенциальные возможности снижения веса и повышения прочности аглопоритобетонных конструкций.

Прядевая арматура

Прядевая арматура поступает также в мотках или на катушках в одном отрезке заданной длины или в размерах, кратных длине, и состоит из прядей одного диаметра. Приемка арматурной стали сопровождается внешним осмотром, проверкой данных, приведенных в сертификатах, проведением замеров, контрольными испытаниями и сопоставлением этих данных требованиям технических условий. Контрольные испытания следует проводить при поступлении стали без сертификатов либо при сомнениях правильности данных в них, для напрягаемой арматуры, а также в случаях повышения расчетных сопротивлений или в других оговариваемых случаях.
Арматурную сталь класса A-IV марок 20ХГ2Ц, 20ХГСТ и 80С подвергают испытаниям независимо от наличия сертификатов. Стержневая и проволочная арматура испытывается на растяжение с целью определения предела прочности, предела текучести и относительного удлинения при разрыве образца. Кроме этого, в холодном состоянии стержневая арматура испытывается на изгиб, а проволочная на перегиб с целью определения стойкости к образованию трещин, изломов и т. д.
Для контрольных испытаний на растяжение и изгиб в холодном состоянии от каждой партии поступающей арматуры отбираются образцы. При поступлении арматуры в прутках количество образцов для каждого вида испытаний должно быть не менее пяти, отрезанных от различных стержней. Если же арматура поступает в мотках, следует отбирать по два образца (с различных концов мотка) от 10% мотков, но не менее чем от пяти мотков.

Выбор и расчет режима тепловлажностной обработки бетонов

В частности, данные о росте по мере уплотнения, предельного напряжения сдвига позволили выдвинуть положение о необходимости предварительного . распределения смеси
в форме, когда то невелико, и получать изделие требуемой конфигурации только в результате деформации уплотнения, совпадающей с направлением прессования; данные об изменении соотношения о то позволили практически осуществить такое уплотнение при стационарном и скользящем виброштамповании.
Исследования формовочных свойств известково-песчаных смесей по этой методике позволили обосновать параметры бетонирования при влажности смеси 7-8,5%, по которым была изготовлена опытная партия блоков размером 24X119x214 см с технологическими пустотами. Запарка этих блоков осуществлялась по режиму 1+8 + 3 час.
Исследования изменения сопротивления сжатию, и сдвигу в процессе уплотнения прессованием являются также необходимыми для решения вопроса о формовке укрупненного дырчатого силикатного кирпича.
Надо полагать, что познание общих закономерностей процессов формования и специфических особенностей смесей позволит более успешно освоить в силикатном производстве обширный опыт, накопленный в промышленности сборного железобетона.
Определение оптимального режима тепловлажностной обработки чаще всего производят в лабораторных условиях путем опытных запарок или пропарок при различных режимах образчиков, изготовляемых в форме кубиков или призмочек. В результате последующего внешнего осмотра, физико-механических испытаний этих образчиков, анализа графиков изменения температуры по их сечению устанавливают наиболее благоприятный режим обработки этих образцов и рекомендуют этот режим промышленности (для данного вида бетона), которая изготавливает изделия по форме и геометрическим размерам, часто не имеющим ничего общего с образцами, с которыми производились лабораторные исследования.

Испытание образцов

При этом методе контроля, в зависимости от вида и мощности предприятия, через определенные промежутки времени берут средние выборки образцов или показаний качества выпускаемой продукции. Затем полученные результаты испытания образцов или признаков качества наносят в виде точек на сетку частотно-точечной диаграммы, ось абсцисс которой разбивается на участки, характеризующие степень качества выпускаемой продукции. Точки, отражающие одинаковые свойства или качество, наносят на диаграмму одну над другой по вертикали, после чего, соединив крайние верхние точки между собой, получают кривую распределения выборки. По виду полученной кривой, ее симметричности и расположению точек на диаграмме судят о качестве и однородности выпускаемой продукции и о стабильности технического процесса.
Для наглядности и сравнения полученных данных результаты последующих выборок располагают под первой таким образом, чтобы интервалы исследуемого качества полностью совпадали.
Выбор метода технического контроля определяется условиями технического процесса, степенью механизации и автоматизации производства, наличием измерительных приборов, устройств и приспособлений, квалификацией работников ОТК и другими обстоятельствами.

Прогибомер для замера

При появлении прогиба проволока вращает шкив, который с помощью диска и соединенного с ним ролика поворачивает стрелку. Во избежание неправильных показаний проволока должна подбираться ровной и гладкой без видимых дефектов и искривлений.
В качестве прогибомера для замера небольших перемещений (до 10 мм) может быть использован широко распространенный в измерительной технике индикатор, состоящий из корпуса, через который проходит металлический стержень с зубчатой нарезкой. Стержень, перемещаясь вдоль своей оси, вращает зубчатый сектор и шестеренку, которая соединена с указательной стрелкой. Величина отклонения стрелки устанавливается по шкале, цена деления которой равна 1/100 мм. Для более точных измерений применяются индикаторы со шкалой 1/1000 мм.
При измерении перемещений необходимо следить, чтобы в местах касания поверхность конструкции была гладкой и ровной, в противном случае в этих местах должны наклеиваться металлические пластинки.
Установка индикатора осуществляется с помощью штатива.
Для измерения малых деформаций бетона (удлинения или укорочения) при испытании конструкций используются тензометры, позволяющие фиксировать эти деформации с большим увеличением.
В зависимости от конструктивных особенностей тензометры могут быть механические, электромеханические, струнные, проволочные (тензометры сопротивления) и др.
Из всех перечисленных типов наибольшее распространение получил механический тензометр Гугенбергера, состоящий из корпуса, опорная часть которого выполнена в виде конуса и призмы, к последнему прикрепляется рычаг. Между стойкой прибора и рычагом с помощью шарнира закреплена стрелка.

Рекомендации по эксплуатации прибора AM

Измерительная аппаратура для испытаний бетона, описание которой было приведено выше, начинает применяться в различных строительных и исследовательских лабораториях. В 1959 г. планируется промышленный выпуск первых партий такой аппаратуры, которая поступит в строительные лаборатории для целей исследований и производственного контроля качества бетона.
Получение достаточно точных и объективных данных о механических показателях бетона, испытанного адеструктивными методами, возможно только в тех случаях, когда соблюдаются необходимые правила эксплуатации измерительной аппаратуры. Произвольное отклонение от норм эксплуатации аппаратуры, которые были установлены в процессе ее конструирования и проведения большой серии лабораторных и производственных испытаний бетона, может привести в ряде случаев к искажению результатов и к дискредитации самих методов испытания. Поэтому на импульсный прибор AM, который прошел наиболее широкие лабораторные и производственные испытания, в настоящем параграфе приводятся краткие инструктивные данные, определяющие порядок его эксплуатации.
Конструкция прибора AM. Прибор AM, предназначенный.
для контроля качества бетона акустическим импульсным методом, конструктивно выполнен в виде переносного электронно-измерительного устройства и собран в металлическом корпусе размером 56X42X23 см. gee его составляет 25 кг. Прибор потребляет мощность до 200 вт. К прибору прилагаются выносные приспособления: электромеханический молотковый вибратор и пьезоэлектрический звукоприемник.
В целях упрощения и удешевления изготовления данного прибора он выполнен на шасси серийного электронного осциллографа типа ЭО-7 с использованием большинства его блоков. Органы управления прибора вынесены на переднюю панель и состоят, как и в осциллографе ЭО-7, из рукояток на передней панели и 3 рукояток на задней. Общий вид передней панели прибора AM приводится на рис. 17.
В той же серии прибора, которая будет выпускаться промышленностью с 1959 г., большинство органов управления будет убрано и размещено на задней панели. Это предпринимается с тем, чтобы упростить пользование прибором и исключить ошибки в измерении, которые могут возникать при произвольном регулировании тех или иных функций прибора.
Включение прибора Питание прибора AM осуществляется от сети переменного тока частотой 50 гц с напряжением ПО, 127 или 220 в. Перед тем как подключить прибор к сети, необходимо переключатель напряжения на задней панели прибора установить на соответствующую цифру (ПО, 127 или 220). Напряжение питания прибора не должно изменяться более чем на 10%. В тех случаях, когда напряжение изменяется в значительных пределах, следует осуществлять его регулирование с помощью управляемых автотрансформаторов типа ЛАТР-1 или ЛАТР-2. Такое регулирование возможно только в том случае, когда изменение напряжения (происходит Медленно, в течение нескольких часов. Если же напряжение в сети изменяется резкими скачками, что может иметь место при включении в сеть таких периодических потребителей электроэнергии, как электро-сварочные аппараты,

Рис. 17. Общий вид панели прибора AM
щековые камнедробилки, подъемные краны и тому подобное, необходимо применять автоматические стабилизаторы напряжения, например феррорезонансные, выпускаемые отечественной промышленностью для питания телевизоров в сельских местностях.
Непосредственное включение прибора AM производится посредством поворота выключателя «Сеть» на передней панели. Перед измерением прибор требуется прогреть в течение. 15-20 мин. За этот промежуток времени изменение температуры в деталях прибора прекращается и их электрические параметры стабилизируются.
Настройка луча. Время прогрева прибора может быть использовано для настройки луча электронно-лучевой трубки. Для такой настройки следует отключить выносные элементы прибора, включить тумблеры (переключатели) «Луч» и «Контроль». В таком состоянии прибор выдает серию электрических сигналов, которые и изображаются на экране. Если на экране никакого изображения не появилось, то это может произойти по той причине, что неправильно отрегулировано сопротивление «Синхронизация». Если и при повороте вправо рукоятки «Синхронизация» изображения на экране не видно, значит луч не засвечен и следует повысить яркость изображения при помощи рукоятки «Яркость». Однако и в этом случае изображение может не появиться, если луч находится за пределами экрана. Перемещение луча на экран осуществляется с помощью рукояток управления «Вправо-влево» и «Вверх-вниз».
Как указывалось выше, в целях упрощения настройки большинство рукояток органов регулировки луча выносится на заднюю панель, где они, будучи однажды отрегулированными, остаются в зафиксированном положении. Новая их регулировка потребуется только после смены ламп или деталей внутри прибора или при значительном изменении питающего напряжения. После того как достигнуто устойчивое изображение на экране, производится фокусировка луча. Наилучшее фокусирование, т. е. получение луча в виде тонкой линии шириной не более 1 мм, достигается при средней и малой яркости.
При слишком большой яркости луча, некоторые из электронов, летящих в электронном пучке внутри трубки, испытывают отклонение от заданного им электронными линзами направления и изображение получает расплывчатые, нерезкие контуры. Слишком большая яркость изображения вредна и для люминофора вещества, светящегося под действием электронной бомбардировки, при этом происходит перегрев люминофора и его разложение.
Длительная остановка луча в одной точке экрана также приводит к выжиганию пятен, которые в последующем плохо светятся.
После того как луч прибора отфокусирован, а яркость сделана такой, чтобы имелась возможность производить наблюдения при наличии окружающего освещения, луч выключается поворотом тумблера «Луч», и в оставшееся время прибор прогревается, ибо выключатель «Сеть» остается включенным. По прошествии положенного времени прогрева перед первым измерением необходимо произвести калибровку прибора.
Калибровка. Калибровкой прибора AM называется операция установления размерности его шкалы времени. Отрезки времени, которые измеряются прибором, составляют несколько десятков миллионных долей секунды, а точность измерения времени процесса составляет половину микросекунды. Это достаточно сложная техническая задача, она успешно решена в конструкциях современных радиолокационных станций за счет тщательной стабилизации большинства электрических процессов, происходящих при отсчете таких малых величин. В переносном приборе, каким является прибор AM, такая тщательная стабилизация режимов не могла быть достигнута из-за малых габаритов всего устройства, поэтому значительные отклонения в питающем напряжении, значительные изменения температуры окружающего воздуха, отсыревание деталей при длительном хранении прибора в сыром помещении, а также работа на открытом воздухе в дождливую погоду могут привести к тому, что шкала вращения может сдвинуться до 1-2 микросекунд от того положения, какое было установлено при начальной регулировке.
Чтобы иметь возможность всегда произвести проверку правильности показаний шкалы времени прибора и внести коррективы в отсчитанное время процесса, предусмотрена контрольная операция, названная «Калибровкой». Эта операция состоит в сравнении процесса искусственной задержки времени с точно известным колебательным процессом, происходящим в контрольном микросекундном генераторе прибора.
Процесс калибровки состоит в следующем.
При включенном питании прибора включаются тумблеры «Луч» и «Контроль». Постепенным вращением рукоятки «Синхронизация» слева направо добиваются появления устойчивого изображения калибровочной кривой на экране. При этом подразумевается, что уже была осуществлена операция настройки луча. Переключением делителя вертикального входа «Ослабление У» и «Усиление У» добиваются того, чтобы луч по вертикали не выходил за пределы экрана.
Контрольная калибровочная кривая приводится на рис. 18.
На этой кривой каждой характерной точке ее, т. е. вершине или впадине, соответствует известное время, которое устанавливается во врем Налаживания прибора при его изготовлении и указывается в паспорте. Для примера рассмотрим калибровочную кривую на рис 18 Например, первому верхнему пику этой кривой (точке о)

Рис. 18. Контрольная калибровочная кривая прибора AM
В процессе калибровки подвижной маркирующий импульс, изображаемый на экране в виде короткого всплеска луча, вращением рукоятки потенциометра «Время плавно» и переключением тумблера «Диапазоны времени» перемещается по изображению калибровочной кривой до тех пор, пока его левый фронт не окажется совмещенным с необходимой характерной точкой осциллограммы. После этого читается показание шкалы времени в градусах по рукояткам «Диапазоны времени» и по светящейся таблице рукоятки «Время плавно». Показания прибора в градусах записываются трехзначным числом, где количество сотен берется со шкалы «Диапазоны», а десятки и единицы со шкалы «Время плавно». Зная время для выбранной характерной точки калибровочной кривой от начала процесса и читая соответствующее показание шкал прибора в градусах, имеется возможность проверить правильность показаний прибора в любом месте от 20 до 450 мксек, на что и калибруется прибор первоначально при его выпуске.
Примененная в приборе задержка времени не дает устойчивых показаний в начальном участке шкалы, где время процесса меньше 20 мк сек, но в этом нет необходимости, так как при измерениях на бетоне такие короткие отрезки времени могут соответствовать базе измерения не более 5 см. Измерение на таких малых базах для бетона не имеет смысла, так как может дать ответ только о местных свойствах малого участка материала, а не о материале в данном конструктивном элементе. Кроме того, следует учитывать, что с уменьшением времени измеряемого процесса непропорционально возрастает погрешность оценки времени. Для малых времен точность отсчета времени в 0,5 мк сек может оказаться слишком грубой.
Определение потери времени б аппаратуре. При работе с прибором AM имеет место потеря времени в аппаратуре. Она происходит оттого, что посылаемый молоточком вибратора акустический сигнал затрачивает некоторое время на преодоление пути от верха наковальни, по которому наносится удар, до ее низа, с которого сигнал передается в испытываемый материал. В свою очередь сигнал, принятый из материала на наконечник звукоприемника, должен затратить некоторое время на преодоление пути до пьезоэлемента. Кроме того, в самом микро секундомере может иметь место потеря одной двух микросекунд, пока процесс измерения развивается до нормального темпа.
Измерение таких коротких отрезков времени, как несколько микросекунд, теряемых систематически в аппаратуре, производится достаточно просто и с высокой степенью точности по следующей методике.
Производится измерение времени распространения сигнала в металлической болванке длиной около 30-40 см, при этом берется отсчет полного времени процесса, включая и потери в наконечниках. После этого измеряется полное время процесса при прозвучивания такой же металлической болванки, но длиной в два раза меньше. Обозначив первое измеренное время через 3, а второе измеренное время через потерю времени в приборе.
Другая методика измерения приборного времени состоит в непосредственной передаче сигнала с наконечника вибратора на звукоприемник. В этом случае высокой точности измерений достигнуть не удается, так как малые отрезки времени обычно фиксируются с пониженной точностью.
Измерение времени распространения сложного акустического импульса в бетоне. Испытания бетона с помощью прибора AM могут быть осуществлены по одной из трех схем, как это иллюстрировалось ранее на рис8. Во всех случаях упругий импульс, посланный в материал, сферически распространяется от вибратора по материалу и достигает звукоприемника через толщу бетона, а не через поверхностные его слои. Это происходит по той причине, что поверхностная волна приходит на звукоприемник позже фронта продольной волны, ибо скорость ее распространения почти вдвое ниже скорости продольной волны. Если звукоприемник повернут перпендикулярно к направлению распространения продольной волны, то в этом случае регистрируется звукоприемником не продольная составляющая колебаний, а поперечная, возникающая в результате Пуассоновы расширения, сопровождающего продольное сжатие растяжение.
При испытании бетона следует выбирать такие участки бетона, в которых отсутствуют трещины, ибо они вносят значительные погрешности в измеренное время за счет того, что звуковая волна не может пройти через воздушный зазор и принуждена обтекать трещину по более длинному пути. Кроме того, на отдельных участках продольная, наиболее скоростная волна, для того чтобы выйти на другую сторону трещины, должна переродиться в изгибную волну, скорость которой зависит не только от механических свойств среды, но и от геометрических размеров волновода. Скорость распространения изгибной волны может быть значительно ниже скорости продольных волн. С другой стороны, импульсные измерения могут дать сведения и о степени трещиноватости бетона, о направлении и глубине трещин, однако эта часть испытаний бетона не является предметом настоящей работы.
Испытания бетона осуществляются таким образом, что вибратор и звукоприемник располагаются в назначенных местах, по концам вы ^ данной базы измерения, и прижимаются к поверхности бетона с си в несколько килограммов. Слишком слабое прижатие не обеспечивает достаточного коэффициента передачи колебательной энергии с вибратора в бетон и с бетона на звукоприемник. Случайное уменьшение амплитуды принятого сигнала может привести <к просчету во времени. Однако после того как сила прижатия выносимых элементов к бетону достигает 5-7 кг, рост амплитуды сигнала стабилизируется и результаты измерений начинают отражать свойства испытываемого бетона, а не свойства акустического контакта.
Акустический контакт может быть плохим при слишком шероховатой или выветрившейся поверхности бетона. В этом случае следует поверхность зачистить. Наличие арматуры в бетоне не приводит к искажению скорости распространения сложного акустического импульса по бетону. Это происходит по той причине, что в одном случае, когда арматура расположена поперек распространения волны, она занимает слишком малый удельный объем по сравнению с общей массой бетона, захватываемого волной на пути ее распространения. В другом случае,, когда прутки арматуры располагаются вдоль линии распространения волн, волновая энергия не может из бетона проникнуть в сталь вследствие большого различия их акустических показателей; на границе бетон сталь происходит полное внутреннее отражение волн. Только в отдельных случаях, когда вибратор уперт непосредственно или через тонкий слой бетона в торец прутка арматуры, может быть отмечено возрастание зарегистрированной скорости распространения акустического импульса.
В практике измерений удобно пользоваться пружинными зажимами. Один из зажимов в виде рамки используется при испытании стандартных бетонных кубиков и балок. Другой зажим в виде кронциркуля используется при сквозном прозвучивания натурных плит, колонн или краевых участков бетонных элементов сложного профиля. Оба зажима позволяют, во-первых, прижать вибратор и звукоприемник к поверхности бетона, а во-вторых, измерить толщину испытываемого бетона. Как вибратор, так и звукоприемник могут присоединяться к прибору AM с помощью кабелей длиной до 10 м и более. Для этой цели наиболее подходящими являются одно или двухжильные коаксиальные кабели телевизионного типа.
Само измерение по прибору AM состоит в том, что поворотом тумблера «Луч» включается одновременно микро секундомер прибора и вибратор. При этом тумблер «Контроль» должен быть выключен, а усиление сигнала звукоприемника сделано максимальным. С началом работы вибратора луч на экране чертит кривую колебаний наконечника звукоприемника, у которой начальный левый участок горизонтальный, что соответствует периоду покоя от момента посылки упругого импульса в бетон до его прихода на звукоприемник. Дальнейшее направление движения луча криволинейно, ибо оно складывается из поступательного движения по горизонтали и из колебательного движения по вертикали.
В задачу оператора входит: вращением рукоятки «Вправо-влево» привести на средину экрана тот участок колебательного процесса, на котором луч начинает впервые при своем движении слева направо отклоняться по вертикали, что соответствует приходу фронта упругих волн от вибратора на звукоприемник. Затем к началу видимого отклонения луча подводится подвижной маркирующий импульс, что осуществляется переключением рукоятки «Диапазоны» и вращением рукоятки «Время плавне». Сам отсчет занимает не более 10 сек; никаких настроек при дальнейших измерениях уже не требуется, и все последующие операции испытания бетонных элементов однообразны и несложны: прижим рамки с вибратором и звукоприемником, включение «Луча», приведение маркирующего импульса в конец горизонтального участка кривой и отсчет времени по шкалам. Расчетные операции при испытаниях не требуют большой затраты времени и проводятся с помощью специальных таблиц, графиков и номограмм, одна из которых приведена на рис. 34.

Прочностные и деформативные свойства аглопоритобетона при многократно повторных нагрузках

Обращает на себя внимание то обстоятельство, что в бетоне арматура окружена плотным слоем цементно-песчаного раствора, который заполняет неровности на ее поверхности. Как показывает анализ следов арматуры, при передаче напряжений не происходит среза выступов раствора, что, по-видимому, обусловливает запас прочности анкеровки, необходимый для восприятия усилий при последующем нагружении элемента.
В современном строительстве легкие бетоны находят все более широкое применение в конструкциях, подверженных воздействию многократно повторяющейся нагрузки. В связи с этим возникла необходимость исследования прочности и деформаций аглопоритобетона, работающего в таких условиях.
В бетонах в качестве крупного заполнителя применялся минский аглопорит объемным насыпным весом смеси фракции 5-20 мм 700 кг/м3. Мелким заполнителем служил кварцевый песок Мкр = 2,4. В качестве вяжущего использовался портландцемент марки «500» Волковысского завода. Тепловлажностная обработка производилась по режиму 2-f + 6 + 2 при температуре 80° С. После тепловлажностной обработки образцы дозревали в помещении экспериментального цеха при относительной влажности воздуха 70± 10%.
С целью исключения влияния роста прочности бетона во времени на исследуемые характеристики, испытание образцов производилось в 2-месячном возрасте. Бетонные призмы размером 100x100x400 мм подвергались многократно повторной нагрузке на гидравлической машине ГРМ-1 с пульсатором. Все образцы центрировались по физической оси.

Тепловлажностная обработка

Лучшие результаты достигаются при приготовлении смеси’ в бетономешалке принудительного действия. Однако и в этом случае при одновременной загрузке всех компонентов заметно возрастает объемный вес и количество песчаных фракций.
Проведенные опыты дают основание считать способ загрузки составляющих с введением аглопорита после предварительного перемешивания раствора более экономичным и приемлемым для получения конструктивно-теплоизоляционного аглопоритоперлитобетона.
При определении оптимальных параметров уплотнения было установлено, что при кратковременном (до 30 сек) вибрационном воздействии без пригруза с последующим виброуплотнением с пригрузом 40 г/см2 достигается достаточная однородность бетона.
Для получения аглопоритоперлитобетона объемным весом до 1000-1100 кг/м3 рекомендуется применять малоподвижные смеси жесткостью 30-40 сек. После тепловлажностной обработки по режиму 2-6-2 час при температуре изотермического прогрева 80° С аглопоритоперлитобетон достигает в среднем 70% от 7до28- При сухом прогреве прочность бетона несколько снижается (в среднем на 10%), однако при этом уменьшается и остаточная влажность бетона на 20-25%.
Эффективно также применение электропрогрева и ускоренная тепловая обработка в петролатуме . В последнем случае за 2-3 час практически достигается та же прочность аглопоритоперлитобетона, что и при длительном пропаривании. Кроме того, этот метод способствует повышению долговечности бетона за счет гидрофобизации поверхности.
Проводимые в настоящее время исследования по ускорению твердения бетона в электромагнитном поле с использованием токов промышленной частоты показывают возможность интенсифицирования процесса твердения и одновременно получения изделия с влажностью, близкой к сорбционной.

Величина скорости ультразвука

Однако величина скорости ультразвука может характеризовать качество бетона только в том случае, если заранее известны свойства исходных материалов и остается неизменной технология производства изделия.
Для получения более точных результатов и при неизвестных свойствах исходных материалов необходимо, кроме скорости ультразвуковых волн, определять характеристику их рассеяния и поглощения бетоном. В Институте строительства и архитектуры Академии наук Латвийской ССР разработана комплексная ультразвуковая импульсная установка, с помощью которой можно определять три характеристики бетонного элемента: упругую — по скорости распространения ультразвука, неупругую — по коэффициенту затухания и степень структурной неоднородности бетона.
Для определения времени распространения сложного акустического импульса при испытании бетона в ЛКВВИА им. А. Ф. Можайского разработан акустический микросекундомер АМ-У, который позволяет производить испытания на базе от 5 см до 6 м. Принцип действия прибора АМ-У заключается в следующем. Электромеханический вибратор возбуждает и посылает в исследуемый элемент зондирующий импульс и одновременно электрический сигнал в блок развертки импульса. Блок развертки обеспечивает запуск горизонтальной развертки луча на электроннолучевой трубке.
Приемник колебаний, расположенный с противоположной стороны образца, в момент прихода зондирующего импульса в свою очередь посылает электрический сигнал на электроннолучевую трубку. Благодаря этому электронный луч получает вертикальное отклонение. Блок калиброванной задержки времени посылает на осциллограмму марку времени, которая может быть совмещена с любой точкой осциллограммы. Отсчет времени ведется по шкале прибора, а перевод его в микросекунды производится с помощью контрольной осциллограммы либо принимается по номограмме.