Բետոնախառնուրդի մեքենաներում խառնման համասեռության օպտիմալացումը բարձր ամրության շինարարական բետոնի համար

Ինչու՞ է խառնման համասեռությունը որոշիչ գործոնը C60+ բետոնի աշխատանքային ցուցանիշների համար

Բարձր ամրության բետոնի (≥C60) համասեռության և սեղմման ամրության/տևականության միջև ուղիղ կապ

Բարձր մեխանիկական ամրությամբ բետոնի համար, որի ամրության դասը C60 կամ ավելի բարձր է, խառնուրդի համասեռության մեկ տոկոսով բարելավումը կարող է մեծացնել սեղմման ամրությունը 5–7 %-ով: Ինչու՞ է դա տեղի ունենում: Երբ ցեմենտը չի բաշխվում համասեռ կերպով ամբողջ խառնուրդում, այն ստեղծում է թույլ հատվածներ, որտեղ լարումները կուտակվում են և վերջապես առաջացնում ճեղքվածքներ: Ջրի և ցեմենտի ցածր հարաբերության դեպքում խնդիրները վատթարվում են, քանի որ սիլիցիումի մուրացումը և սուպերպլաստիֆիկատորները վատ խառնման ժամանակ միտ tendency ունեն կուտակվելու: Դա հանգեցնում է խառնուրդի անհամասեռ հիդրատացման և խտության 30 %-ով նվազման հատվածների առաջացման: Այս խնդիրները ոչ միայն տեսողական են, այլև լուրջ ազդեցություն են ունենում բետոնի դիմացկունության վրա սառեցման և հալման ցիկլերի նկատմամբ, ինչպես նաև քլորիդային իոնների ներթափանցման հեշտացման վրա նյութի մեջ ժամանակի ընթացքում: Այս գործոնները վերջնականապես որոշում են ենթակառուցվածքների աշխատանքային ժամկետը՝ մինչև վերանորոգման անհրաժեշտությունը: Երկու առանցքավոր խառնիչները լուծում են այս խնդիրները՝ կիրառելով ստիպված շերտավորման ազդեցություն, որը ճիշտ բաշխում է այդ մանր ավելացումները ամբողջ ցեմենտային մասում, այլ ոչ թե թողնելով, որ դրանք կպչեն ագրեգատի մակերևույթին, որտեղ դրանք քիչ օգտակար են:

Միկրոկառուցվածքային ռիսկերը ոչ համասեռ խառնման դեպքում՝ օդային բշտիկների կուտակում և թուլացած միջերեսային անցումային գոտիներ (ITZ)

Երբ խառնումը չի լինում համասեռ, դա հանգեցնում է նյութի կառուցվածքում լուրջ խնդիրների: Առաջին խնդիրը առաջանում է, երբ օդի պարկերը շարժվում են ցածր վիսկոզություն ունեցող տեղամասերի ուղղությամբ՝ ստեղծելով 500 մկմ-ից ավելի երկար շղթաներ: Այդ շղթաները դառնում են ճաքերի առաջացման սկզբնակետեր և կարող են նվազեցնել ձգվածության դիմադրությունը 18–22 %-ով: Մեկ այլ խոշոր խնդիր առաջանում է անբավարար խառնման պատճառով, որը հանգեցնում է խոշոր ագրեգատային մասնիկների շուրջ ավելի հաստ ջրի շերտերի առաջացման: Դա ստեղծում է թույլ տեղամասեր՝ այսպես կոչված միջերեսային անցումային գոտիներ (ITZ), որոնց ամրությունը մոտավորապես 40 % է սովորական բետոնե պաստայի ամրության համեմատ: Այդ թույլ ITZ տեղամասերը թույլ են տալիս կարբոնացման նյութերի ներթափանցումը նյութերի մեջ երեք անգամ ավելի արագ, քան սովորական դեպքում: Հենց այդ պատճառով շինարարական շատ մասնագետներ դիմում են երկու առանցքավոր խառնիչների: Այդ սարքերը կարողանում են կանխել երկու խնդիրներն էլ՝ ստեղծելով հաստատուն շերտավորման ուժեր ամբողջ խառնման առանցքի երկայնքով: Դրանք արդյունավետ կերպով վերացնում են մասնիկների կլաստերները՝ միաժամանակ նվազագույնի հասցնելով օդի պղպջակների առաջացումը գործընթացի ընթացքում:

Բետոնի խառնիչների դիզայնի առանձնահատկություններ, որոնք ապահովում են համասեռության մաքսիմալ աստիճանը

Համեմատական վերլուծություն՝ սաղավարտի երկրաչափություն, պտտման արագություն և լցման հարաբերակցություն մոլորակային և երկու առանցքավոր բետոնախառնիչներում

Պլանետային խառնիչները աշխատում են միմյանց հատվող սրաթիվ մասերով, որոնք պտտվում են կենտրոնական կետի շուրջ՝ սովորաբար 15–25 պտույտ/րոպե արագությամբ, երբ դրանք լցված են մոտավորապես 60–70 տոկոսով: Դրանք հիասքանչ են միացվող նյութերի և ցածր թափանցելիություն ունեցող նյութերի խառնման համար, սակայն շատ հաստ C60+ բետոնի հետ աշխատելիս հաճախ թողնում են չխառնված տեղամասեր: Մյուս կողմից, երկու առանցք ունեցող խառնիչները սարքավորված են հակադիր ուղղությամբ պտտվող սրաթիվ մասերով, որոնք ստեղծում են ուժեղ առաջ-հետև շարժում 25–35 պտույտ/րոպե արագությամբ: Այս կառուցվածքը հնարավորություն է տալիս ամբողջությամբ խառնել թամբի ամբողջ հատվածը՝ նույնիսկ այն դեպքում, երբ այն լցված է կեսից երկու երրորդ մասով: Արդյունաբերական փորձարկումները ցույց են տվել, որ երբ աշխատում են նվազագույն ջրի պարունակությամբ բետոնի հետ, այս երկու առանցք ունեցող մոդելները համեմատած պլանետային խառնիչների հետ մոտավորապես 40 տոկոսով նվազեցնում են ագրեգատների անջատման խնդիրները: Ի՞նչ է ստացվում արդյունքում. վերջնական արտադրանքի ճնշման դիմացկունության ավելի մեծ համասեռություն ժամանակի ընթացքում:

Իրական աշխարհում վավերացում. Երկու առանցքավոր բետոնախառնիչները 90 վայրկյան տևողությամբ ցիկլի ժամանակ ցեմենտի բաշխման մեջ ձեռք են բերում 3,2 % փոփոխականության գործակից (COV)

Դիտարկելով իրական շինարարական տեղամասերում C60 դասի բետոնի աշխատանքները՝ երկու առանցքավոր խառնիչները սովորաբար ապահովում են բավականին համասեռ ցեմենտային խառնուրդներ՝ 90 վայրկյան տևողությամբ խառնման պրոցեսի ընթացքում փոփոխականության գործակցի ցուցանիշները սովորաբար 3,2 %-ից ցածր են: Այս համասեռության գաղտնիքը թաքնված է սայլակների համատեղ շարժման մեջ, որը ապահովում է խառնուրդի ամբողջ ծավալում հավասարաչափ կտրման ուժեր: Սա կանխում է սիլիցիումի մոխրի խմբավորումը և ապահովում է ճիշտ խառնում նաև այն դեպքում, երբ ջրի և ցեմենտի հարաբերությունը ցածր է՝ մոտավորապես 0,3 կամ այդ սահմանից ցածր: Այս պայմաններում միջերեսային անցման գոտու լավացված փաթեթավորումը հանգեցնում է կառույցներում միկրոճեղքերի առաջացման նվազմանը, ինչը նշանակում է, որ դրանք երկար ժամանակ են ծառայում՝ առանց վերանորոգման կարիքի:

Բարձր ամրության բետոնի խառնուրդների գործընթացների օպտիմալացման պրոտոկոլներ

Հաջորդական բաժանման ռազմավարություններ՝ սիլիցիումի մոխրի և նանո-SiO-ի սեգրեգացիայի կանխման համար ցածր ջրի/ցեմենտի հարաբերությամբ խառնուրդներում

C60+ բետոնում (w/c < 0.30) համասեռության հասնելու համար անհրաժեշտ է խիստ կատարել փուլային խառնման պրոտոկոլները: Ուլտրամանր ավելյալ նյութեր, ինչպես օրինակ՝ սիլիցիումի մուրացքը (ցեմենտի 5–10 % փոխարինում) և նանո-SiO₂-ը (1–3 %), կուտակվում են, եթե դրանք շատ վաղ են մտցվում, ինչը վնասում է ITZ-ի ամբողջականությունը: Ստուգված հաջորդականությունն է.

1. Նախնական փուլ մեծ ագրեգատներ + խառնման ջրի 70 %-ը (20–30 վայրկյան)
2. Կապակցիչ փուլ ցեմենտ + մնացած ջուր (45 վայրկյան)
3. Լրացուցիչ փուլ սիլիցիումի մուրացքի/նանո-SiO₂-ի սուսպենզիա (30 վայրկյան)

Դա օգտագործում է վերահսկվող շերտավորման ուժեր՝ մասնիկների ցրման համար՝ առանց գնդաձևացման: Երկու առանցքավոր խառնիչները պահպանում են օպտիմալ տարբերակվածությունը 22–26 оборот/րոպե արագությամբ, սահմանափակելով սիլիցիումի մուրացքի սեգրեգացիան մինչև 5 % շեղում բոլոր խառնուրդներում և հասնելով >98 % մասնիկների ցրման՝ ITZ-ի խտացման և հուսալի 70 ՄՊա+ սեղմման ամրության համար անհրաժեշտ պայմաններով:

Արագության սխալ պատկերացման վերացում. Ինչպես է չափից շատ արագությունը վնասում ցածր ջուր-ցեմենտի հարաբերակցությամբ բետոնի խառնիչներում համասեռությունը

Շերտավորման նվազման կործանում և մասնիկների կուտակում 28 оборут/րոպե-ից բարձր արագության դեպքում C70 բետոնում (w/c = 0.24)

Երբ C70 բետոնը խառնվում է ջրի և ցեմենտի հարաբերակցությամբ 0.24, խնդիրները սկսում են հայտնվել, երբ խառնիչը գերազանցում է 28 պտույտ/րոպե-ը: Ավելի բարձր արագությունների դեպքում նյութը ենթարկվում է ինժեներների կողմից «ռեոլոգիական ձախողման» անվանվող երևույթի: Ծայրահեղ շփման ուժերը խաթարում են խառնուրդի պսևդոպլաստիկ հատկությունները: Դա հանգեցնում է երկու հիմնական խնդիրների՝ միաժամանակ առաջանում է շփման պատճառով հաստացման լրիվ խաթարում, իսկ մասնիկները սկսում են մշտապես կպչել միմյանց, քանի որ նրանց միջև առաջանում են հիդրոֆոբ ձգողականություններ: Ի՞նչ է այնուհետև տեղի ունենում: Ստացվում են տեղամասեր, որտեղ պարզապես չկա բավարար քանակությամբ ցեմենտ, իսկ խառնուրդի մեջ խտությունը անհամասեռ է: Այս թերությունները կարող են նվազեցնել վերջնական արտադրանքի սեղմման ամրությունը 12%-ից մինչև 18%: Մանրադիտակով դիտելիս պարզվում է, թե ինչու է սա այդքան կարևոր՝ 200 մկմ-ից մեծ մասնիկների այդ կուտակումները ստեղծում են թույլ տեղամասեր, որոնք հետագայում ծանրության ազդեցության տակ վերածվում են մանր ճաքերի: Խառնման արագությունը պահել 28 պտույտ/րոպե-ից ցածր կամ մոտավորապես դրա շուրջը ապահովում է մասնիկների հարթ շարժում և պահպանում կապակցիչի բաշխման տատանումները 1.5%-ից ցածր, ինչը վերջնականապես նպաստում է ստվարացած բետոնում միջերեսային անցումային գոտու լավագույն ձևավորմանը:

Գործընթացի մշտադիտարկումը հաստատում է, որ առաջարկվող արագություններից գերազանցումը վերացնում է ցածր ջուր/ցեմենտ հարաբերակցության կառուցվածքային առավելությունները՝ խիտ, բարձր կատարողականությամբ մատրիցները վերածելով վնասված կոմպոզիտների:

Frequently Asked Questions - Հաճ📐

Ինչու՞ է խառնման համասեռությունը կարևոր բարձր ամրության բետոնի համար:

Խառնման համասեռությունը կարևոր է C60+ բարձր ամրության բետոնի համար, քանի որ այն ապահովում է ցեմենտի և ավելացումների հավասարաչափ բաշխումը, որը կանխում է թույլ տեղամասերի առաջացումը և բարելավում ճմվածքային ամրությունն ու տևականությունը:

Ինչ է առաջացնում թույլ միջերեսային անցումային գոտիներ (ԻՏԶ) բետոնում:

Թույլ ITZ-ները հաճախ առաջանում են անհամասեռ խառնման պատճառով, երբ մեծ ագրեգատի մասնիկների շուրջ առաջանում են ավելի հաստ ջրի շերտեր, ինչը նվազեցնում է ընդհանուր ամրությունը և մեծացնում կարբոնացման նկատմամբ վտանգվածությունը:

Ինչպե՞ս է երկու առանցքավոր խառնիչը բարելավում բետոնի որակը:

Երկու առանցքավոր խառնիչները կիրառում են համասեռ շերտավորման ուժեր, որոնք հավասարաչափ են բաշխում նյութերը և նվազեցնում օդի պղպջակները, այդպիսով ապահովելով ավելի համասեռ և բարձրորակ բետոն:

Ի՞նչ ազդեցություն ունի խառնիչի չափից շատ բարձր արագությունը բետոնի որակի վրա:

Խառնիչի չափից շատ բարձր արագությունը կարող է հանգեցնել ռեոլոգիական ձախողման, որի արդյունքում առաջանում են մասնիկների ագլոմերացիա և շերտավորման նվազեցման կորացում, ինչը նվազեցնում է բետոնի սեղմման ամրությունը՝ ստեղծելով թույլ տեղամասեր: