ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УПЛОТНЕНИИ БЕТОНА

APPLICATION OF ULTRASONIC TECHNOLOGIES IN CONCRETE COMPACTION

Sergey Ilyushin

student, Department of "Organization of Construction", Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

Alyaeva Marina Yulievna

scientific supervisor, senior lecturer, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В статье вновь поднимается вопрос о перспективном применении технологии уплотнения бетона ультразвуком. Авторы дают обзор современных технологий и зарубежного опыта. Описывают процесс уплотнения бетона с позиции физико-механических свойств материала.

ABSTRACT

The article once again raises the question of the prospective application of concrete compaction technology by ultrasound. The authors give an overview of modern technologies and foreign experience. The concrete compaction process is described from the standpoint of the physical and mechanical properties of the material.

Ключевые слова: уплотнение бетона, технология производства.

Keywords: concrete compaction, production technology.

Современные сквозные технологии предполагают синтез организационно-управленческого знания, строительных и информационных технологий. Так, ускорение строительства объектов на этапе цементного литья позволяет добиться существенного сокращения сроков и затрат при возведении монолитных объектов недвижимости. Современные технологии позволяют форсировать этот процесс, например, разработанное А.Г. Булгаковым, О.Д. Паршиным и Т.О. Бок устройство для уплотнения бетонной смеси в скользящей опалубке [1] позволяет увеличить скорость подготовки изделий от 1,5 до 2 раз в сравнении с традиционными методами. Китайская технология EIMC предполагает автоматизированный цифровой контроль и управление системами на строительной площадке, в том числе автоматизацию систем ультразвуковых уплотнителей бетонной смеси, что позволяет не только централизованно контролировать процесс, но и сокращать количество участников производственного цикла.

Суть технологии заключается в использовании ультразвука в качестве способа воздействия на вещество, при котором используется явление кавитации — образование в жидкости пузырьков под действием звуковой волны.

Частота расширения и сжатия кавитационных пузырьков со-ответствует частоте распространяющейся звуковой волны. Возникающие при сжатии пузырьков (сокращении объема) большие давления могут привести к их полному исчезновению — «захлопыванию».

Поскольку давления в пузырьках перед их «захлопыванием» достигают нескольких тысяч атмосфер, то в момент полного исчезновения пузырьков происходят мощные гидравлические удары, разрушающие материал, помещенный в такую среду.

Электронометрические исследования показали[2], что при воздействии ультразвуковых колебаний на частицы каолинита и монтмориллонита в водной суспензии происходит их диспергирование в значительно большей степени, чем под влиянием химических веществ. Одновременно было установлено, что каждой частоте ультразвука соответствует определенный размер частиц, колеблющийся от 1 мк до 1000 А.

При изучении влияния ультразвуковых колебаний на изменение свойств бетонного изделия  в различные сроки твердения были использованы магнитострикционные ультразвуковые установки.

Обработка литого изделия ультразвуком осуществлялась с поверхности образцов и путем введения концентратора с мембраной. Опыты с поверхностным вибрированием показали, что глубина распространения ультразвуковых волн зависит от концентрации твердой фазы изделия. Чем меньше этот показатель, тем на меньшую глубину с поверхности проникает ультразвуковая волна[3-4].

Мощность, измеренная на выходе составляла 500 вт, а амплитуда колебаний изменялась в пределах 5 — 12 мк при частотах соответственно 25000 и 30 000 гц. Продолжительность ультразвукового воздействия была принята в 6 минут, сериями по 2 минуты с удаленным управлением системами без прямого участия операторов.

Если принять, что скорость распространения ультразвуковой волны  Со = 200 м/сек (или 20 000 см/сек), можно рассчитать распространение ультразвука в изделии и прогнозировать его характеристики из известных свойств бетона. Средний слой изделия представляет собой рыхлую массу чрезвычайно низкой прочности; верхний же слой и контрольные образцы характеризуются примерно одинаковыми физико-механическими свойствами.

Список литературы:

1. Булгаков А.Г., Паршин О.Д., Бок Т.О. Устройство для уплотнения бетонной смеси в скользящей опалубке//Патент на изобретение. Россия,2001. —6 с.
2. Десов А.Е. Состояние и задачи теории формования бетонной смеси. Сб. «Теория формования бетона». М., НИИЖБ, 1969.
3. Еусев Б.В, Деминов А.Д, Крюков Б.И, Литвин Л.М, Логвиненко Е.А. Ударно-вибрационная технология уплотнения бетонных смесей. М., Стройиздат, 1982.
4. Джиоев В.К., Гобозов С.Ф. «Анализ электровибрационных машин и пути повышения их технических показателей» (статья). Вестник Международной Академии Наук, экологии безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ), том 15,СПб,№2 Владикавказ 2010