О МЕТОДАХ, УЛУЧШАЮЩИХ УСТОЙЧИВОСТЬ И СТРУКТУРУ “ЛЕГКИХ” ПЕНОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ
Как было отмечено ранее [1-4], в индукционном периоде подготовки "легкой" пенобетонной смеси она представляет собой 3-х фазную гетерогенную систему взаимодействующих континуумов - газового, жидкого и твердого. При плотности менее 500 кг/м3 в процессе подготовки смеси система может терять устойчивость, т.е. расслаиваться на отдельные фазы. Причина заключается в наличии свободной жидкости (воды), которая выполняет важную роль в технологическом процессе. Под действием гравитационного синерезиса [5] свободная вода стекает по стохастической системе капилляров. Чем больше стекание, тем система быстрее расслаивается.
В процессе движения свободной воды перемычки между газовыми порами теряют прочность, и происходит объединение пузырей, как на принципах коалесценции, так и коволюции. Имеющиеся мелкие твердые частицы не в состоянии связать всю жидкую фазу, т.к. количество пустот между ними будет ограничено. При уходе воды из перемычки за счет явлений экстpaкции микрокластеры начнут уплотняться и ослабллять воздушные поры.
В технологии легких пенобетонов предложено немало методов стабилизации структуры - применение пластификаторов, введение армирующих элементов, предварительная гидратация цемента; наиболее эффективным и простым способом является применение микронаполнителей и уменьшение дисперсности твердой фазы, что приводит к повышению упруго-вязких свойств межпоровой перегородки [6, 7, 8 и др.].
Потерю устойчивости легкого пенобетона можно рассматривать на микроуровне, т.е. применительно к отдельной межпоровой перемычке, так и на макроуровне - по отношению к выделенному единичному объему. Решение второй задачи позволило бы, на наш взгляд, определить количественную теоретическую скорость расслоения пенобетонной смеси и выявить влияние на нее различных факторов.
Наш анализ влияния гидродинамических факторов на процесс устойчивости смеси (в индукционном периоде) указывает на малое количество работ в этой области. Трудность моделирования 3-х фазных систем связана с оценкой межфазных взаимодействий по границам фаз. Учитывая это, мы предлагаем рассматривать 2-х фазную модель, состоящую из твердожидкостной несущей фазы и газотвердожидкостной фазы. Действительно, при формировании структуры легкого пенобетона газовая фаза является тем каркасом, на котором концентрируется твердая фаза (явление "бронирования"). Твердая фаза, кроме того, удерживается в области газовой поры связанной водой. Так образуется комбинированный кластер из газовой поры (пузыря), твердых частиц и связанной воды. Подобные кластеры и образуют пористую систему, по каналам Плато которой и будет стекать свободная жидкость на поддон формы.
Присоединение твердых частиц к кластеру будет определяться балансом Ван-дер-ваальсовой, электростатической, расклинивающей составляющими межчастичного взаимодействия, кинетической энергией присоединенной частицы. При значительной кинетической энергии частица может разрушить кластер или под действием свободной воды покинуть его зону. Частицы, не вошедшие в такие кластеры, будут утолщать перемычку, т.е. тем самым способствовать увеличению плотности пенобетона или кольматировать поры. Кстати, правомерность перехода к двухфазной системе находит подтверждение, например, в работах В.Н. Феклистова [9] по оценке формирования пенобетонной структуры различной плотности.
Предложенная схема позволяет применить традиционный подход к разрушению пены - движение фронтов по жидкой и газовой фазам, и сформировать математическую модель процесса для изотермических условий.
Как известно, для повышения устойчивости сложной системы требуется комплекс управляющих воздействий [10]. Отметим, что процессы, происходящие в подобных системах, теоретически изучаются на локальном уровне, по отношению к отдельному капилляру, пленке, пузырю и т.п. Между тем, необходимо рассматривать такую систему как целостную структуру и формировать ее устойчивость, исходя из принципов синергетики. Применение синергетического подхода к пеноминеральным системам ("легкого" пенобетона, в частности) пpaктически не освещалось в технической литературе.
По нашему мнению, синерезис жидкости - это синергетический процесс, связанный с ее переходом через систему разветвляющихся каналов. При нарушении гидростатического равновесия в отдельном канале он становится заполненным жидкостью, и своей гравитационной составляющей приводит к заполнению и соседний канал. Постепенно формируется бесконечный кластер, и при его окончательном заполнении свободная вода начинает стекать на дно формы. Очевидно, на время заполнения бесконечного кластера влияет высота столба пены - чем он больше, тем раньше наступает потеря неустойчивости. Таким образом, начало стока жидкости - это точка перколяции, спонтанный процесс. С увеличением времени мощность перколяционного кластера становится больше, то есть образуются новые параллельные линии стока, и процесс синерезиса ускоряется. Истечение свободной жидкости по бесконечному кластеру приводит к утонению перемычек и образованию фронта разрушения газовых пузырей. Пpaктически необходимо стремиться к тому, чтобы величина hc была больше по времени (т.е. столб пены устойчив). Свойства пен и их хаpaктеристики необходимо вводить, как технологические параметры, в инженерные расчеты производства "легких" пенобетонных изделий.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Сидоренко Ю.В. О подходах к задаче математического моделирования процессов структурообразования пенобетонов. // Моделирование. Теория, методы и средства: Материалы 5-й Международной научно-пpaктической конференции.- Новочеркасск: Изд-во ЮРГТУ (НПИ), 2005. - Ч.1.- С. 33-39.
- Сидоренко Ю.В., Стрелкин Е.В. К вопросу о теоретических основах структурообразования пенобетонов с учетом влияния гидродинамических и поверхностных процессов. // Матерiали II Мiжнародноi науково-пpaктичноi конференцii "Науковий потенцiал свiту-2005". Том 10.- Днiпропетровьск: Наука i освiта. - Украiна. - 2005.- С. 21 - 26.
- Коренькова С.Ф., Сидоренко Ю.В. Возможности моделирования поризованных систем // Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука. Пpaктика: Материалы 62-й Всероссийской научно - технической конференции. Самара. 2005. Ч.1. С. 269 - 270.
- Коренькова С.Ф., Сидоренко Ю.В. Моделирование процессов структурообразования пенобетонов // Успехи современного естествознания.- М.: Академия естествознания. -2005. -№ 5.- С. 51 - 52.
- Канн К.Б. Капиллярная гидродинамика пен. - Новосибирск: Наука, 1989.
- Власов В.К. Закономерности оптимизации состава бетона с дисперсными минеральными добавками. //Бетон и железобетон. -1993. -№4. -С.10-12.
- Гусенков С.А., Удачкин В.И., Галкин С.Д. и др. Теплоизоляционные и стеновые изделия из безавтоклавного пенобетона. // Строительные материалы. - 1999. - № 4. - С. 10-11.
- Красный И.М. О механизме повышения прочности бетона при введении микронаполнителей. // Бетон и железобетон. -1987. -№5. -С.10-11.
- Феклистов В.Н. К оценке формирования пенобетонной структуры различной плотности. // Строительные материалы. - 2002.- №10.- С.16.
- Сидоренко Ю.В. Строительно-технологическая производственная система как объект моделирования. // Фундаментальные исследования. - М.: Академия естествознания. -2006. - № 4. - С. 35-37.
Работа представлена на заочную электронную конференцию «Новые технологии, инновации, изобретения», 15-20 июля 2006 г.
Статья в формате PDF
276 KB...
11 07 2025 21:42:13
Статья в формате PDF
425 KB...
10 07 2025 6:27:37
Статья в формате PDF
218 KB...
09 07 2025 1:36:26
Статья в формате PDF
105 KB...
08 07 2025 19:25:23
Статья в формате PDF
98 KB...
07 07 2025 2:57:59
Статья в формате PDF
120 KB...
06 07 2025 22:16:27
Исследовано влияние вегетативной нервной системы на нелинейную динамику сердечного ритма. С этой целью рассмотрены две модели: первая основана на изучении нелинейных показателей у лиц с различным вегетативным балансом, который является важнейшим показателем состояния вегетативной нервной регуляции сердечно-сосудистой системы. Вторая модель – это возрастные особенности нелинейной динамики сердечного ритма. Показано, что наибольшая сложность и «хаотичность» ритма сердца наблюдается у лиц с преобладающим влиянием парасимпатического отдела ВНС. Наоборот, смещение вегетативного баланса в сторону симпатического отдела приводит к упорядочению последовательности кардиоинтервалов, Однако конечный результат не является просто суммой данных воздействий, поскольку интегрированные влияния обеих отделов ВНС имеет форму нелинейных взаимосвязей. ...
05 07 2025 4:54:48
Статья в формате PDF
150 KB...
04 07 2025 14:58:47
Статья в формате PDF
113 KB...
02 07 2025 17:52:51
Статья в формате PDF
117 KB...
01 07 2025 10:14:28
Статья в формате PDF
368 KB...
30 06 2025 0:51:21
Статья в формате PDF
111 KB...
29 06 2025 8:29:18
Статья в формате PDF
243 KB...
28 06 2025 3:51:38
Статья в формате PDF
103 KB...
27 06 2025 13:25:30
Статья в формате PDF
126 KB...
26 06 2025 20:39:55
Статья в формате PDF
108 KB...
25 06 2025 13:17:43
Статья в формате PDF
109 KB...
24 06 2025 19:24:45
Статья в формате PDF
143 KB...
23 06 2025 3:37:53
Статья в формате PDF
145 KB...
21 06 2025 19:48:56
Статья в формате PDF
161 KB...
20 06 2025 16:17:59
Статья в формате PDF
225 KB...
18 06 2025 10:11:54
Статья в формате PDF
311 KB...
17 06 2025 5:36:44
Статья в формате PDF
124 KB...
16 06 2025 3:19:47
В статье представлен фрагмент авторской концепции теории патологического процесса. На примере становления хронического инфекционного процесса проведен анализ взаимоотношения основных причинных факторов, составляющих сложную структуру этиологии болезни.
...
15 06 2025 3:42:36
Статья в формате PDF
108 KB...
14 06 2025 18:31:49
Статья в формате PDF
177 KB...
13 06 2025 0:24:51
В статье рассматривается вопрос долговременного архивного хранения угасающих документов. Проанализированы сложности, возникающие при их микрофильмировании. Предложена методика предварительной компьютерной обработки сканированных изображений таких документов, обеспечивающая повышение качества их визуального восприятия до требований государственного стандарта к микрофильмируемым оригиналам. Обработанные изображения в дальнейшем могут быть выведены на фотоплёнку с использованием COM-систем (Computer Output Microfilm), либо распечатаны на бумажный носитель и микрофильмированы обычным способом.
...
12 06 2025 19:20:11
Статья в формате PDF
97 KB...
11 06 2025 0:38:21
В статье дано математическое описание процесса образования градиентных оксидных покрытий в микроплазменном режиме для случая, когда лимитирующей стадией процесса является стадия доставки ионов из раствора электролита к поверхности электрода.
Статья может быть полезна исследователям и пpaктикам, изучающим и использующим микроплазменные процессы для получения оксидных и керамических покрытий в растворах электролитов.
...
10 06 2025 10:57:41
Статья в формате PDF
142 KB...
09 06 2025 2:23:17
На основе анализа литературных источников показана необходимость создания эффективных методов переработки руд цветных металлов. Описано отрицательное воздействие горнообогатительного производства на окружающую среду. Рассмотрены проблемы освоения месторождений сырья и предложены пути их решения. Приведена схема рационального освоения минеральных ресурсов рудного месторождения с применением разрядноимпульсных методов. Обоснована возможность использования разрядноимпульсных воздействий в обогатительных процессах, что позволит повысить полноту извлечения полезных компонентов при переработке минерального сырья. Выделены ограничения применения импульсных методов. Установлено, что разрядноимпульсные методы интенсифицируют избирательное раскрытие минеральных ассоциаций во всем диапазоне исходных классов крупности. Эти методы эффективны в комбинированных схемах переработки труднообогатимых руд сложного состава. Применение комбинированных схем позволит сократить на 10–15 % время измельчения до выхода контрольного класса.
...
08 06 2025 13:56:21
В статье приведен комплексный анализ антропогенного воздействия на природную среду Иркутской области, приводящего к изменению не только количественных, но и качественных хаpaктеристик природной среды как системы. В частности, приведена общая экологическая ситуация, указывающая на значительное загрязнение и качественные изменения во всех компонентах окружающей среды: в почве, атмосферном воздухе, водных ресурсах. Комплексная химическая нагрузка влияет также на медико-демографические показатели здоровья населения. Необходим переход от технократического подхода к технологическому, что позволит избежать дальнейшей деградации природной системы. В качестве универсальной, независимой от экономической ситуации, единицы оценки экологического риска предложено использовать время. Основанная на современных представлениях о времени технология позволит установить границы антропогенного воздействия на природную систему, а так же рассчитать предполагаемый ущерб, наносимый природной системе каким-либо видом воздействия, выявить области с наложением различных типов воздействий, рассчитать совокупный ущерб в границах таких областей, и, следовательно, разработать комплекс превентивных мер для исключения качественных изменений природной среды.
...
07 06 2025 15:41:17
Статья в формате PDF
121 KB...
06 06 2025 6:41:24
Статья в формате PDF
395 KB...
05 06 2025 7:29:19
Статья в формате PDF
91 KB...
04 06 2025 12:12:48
Статья в формате PDF
109 KB...
03 06 2025 19:13:24
Статья в формате PDF
107 KB...
02 06 2025 21:16:28
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
