Прибор ПГВ-2А и методы определения параметров процесса вспучивания ячеистобетонной смеси и газовыделения веществ

Совершенствование технологии изделий из ячеистых бетонов, применение новых газообразователей и химических добавок требуют разработки надежных приборов контроля производства и -методов оценки их эффективности, которые учитывают кинетические особенности процессов ячеистобетонной смеси и приближены к реальным условиям.

При контроле и исследовании свойств газообразователей и ячеистобетошюп смеси применяются различные газометрические приборы, которые пс обеспечивают высокой точности регистрируемых параметров процесса, имеют недостаточную надежность, плохо моделируют реальные условия, не позволяют характеризовать процесс несколькими параметрами вспучивания и газовыделения веществ.

В Ростовском инженерно-строительном институте разработаны методы и прибор ПГВ-2А, предназначенный для комплексного определения параметров кинетики вспучивания ячеистобетонной смеси и выделения газа веществом при температуре до 100°С и атмосферном давлении. Прибор ПГВ-2А (рис. 1) работает в режиме автоматического управления, регистрация параметров прибора осуществляется многоточечным автоматическим потенциометром типа КСП-4 или другим многоканальным самопишущим прибором, объем реакционной емкости 2—3 л, измеряемый объем выделяющегося газа до 3 л.

Принципиальная схема прибора ПГВ-2А представлена на рис. 2. Прибор состоит из реакционной емкости 2 со шкалой 3, предназначенной для определения уровень заливки и вспучивания вещества 13. Для измерения температуры вещества имеется термопара 5. Подъемный столик 1 прижимает реакционную емкость к верхнему основанию 15. Для герметизации внутреннего объема прибора служит резиновая прокладка 4. К верхнему основанию прибора прикреплена переменная измерительная емкость С, -выполненная в виде тонкой гофрированной трубы из полиэтилена. Верхняя часть переменной измерительной емкости 6 закрыта крышкой, па которой размещены контактный датчик давления 7, вентиль 8 и термопара 9 для измерения температуры парогазовой среды в приборе над поверхностью вещества.

Для измерения объема переменной измерительной емкости 6 служат устройство для перемещения 11, контактным датчик давления 7, блок управления перемещением и реверсивный двигатель 10, позволяющие при выделении газа веществом и изменении температуры парогазовой среды поддерживать требуемое давление в приборе. Объем переменной емкости 6 измеряется датчиком 12. Контроль внутреннего давления » приборе осуществляется О-образным манометром 14.

Для изучения кинетики газовыделения дисперсных газообразователей в жидких средах при различных температурах прибор оснащен специальной реакционной емкостью, содержащей контактный термометр, мешалку и электронагревательный элемент (на рис. 2 не показано). На лицевой управления прибора ПГВ-2А размещены органы контроля внутреннего давления, регулирования скоростью перемешивания и терморегулирования реакционной среды, а также управления перемещением переменной измерительной емкости.

С помощью прибора ПГВ-2А определение параметров вспучивания ячеи- стобетонной смеси осуществляется следующим образом. Исследуемое вещество помещается в реакционную емкость, которая устанавливается к прибор. Затем в вещество вводится термопара п прибор герметизируется. После этого для моментов времени I, 2, 3, .., /, —• р, с интервалом времени не более 15 с регнетруют параметры процесса и прибора: температуру вещества A [t], температуру парогазовой среды над веществом А [г], объем переменной измерительной емкости V, [»], объем вещества Vu [? [.

После завершения процесса вспучивания расчет параметров кинетики вспучивания вещества — коэффициент вспучивания, диффузии газа, газовыделепия Гн, температуры А — для моментов времени проводят по следующим формулам:

В формулах (2) и (3) учитывается содержание в парогазовой смеси объема, занимаемого паром, а объем выделившегося водорода приводится к состоянию при нормальном атмосферном давлении 101-325 Па и температуре 293,15К.

Представленные в виде графиков зависимости параметров вспучивания ячеистобетонной смеси от времени количественно и качественно характеризуют процесс вспучивания и позволяют правильно интерпретировать экспериментальные данные (см., например, рнс. 3).

Другим назначением прибора ПГВ-2А является его использование для опенки реакционной способности газообразователей. Предлагаемый графоаналитический метод оценки реакционной способности дисперсных газообразователей основан на получении экспериментальных кривых кинетики выделения газа газообразователем, аппроксимации их экспоненциальной функцией, параметры которой зависят от физико-химических характеристик частичек газообразователя и реакционной среды.

Для оценки реакционной способности газообразователей стабилизируют условия опыта. В качестве реакционной среды использовали известковое молоко с плотностью 1,1,-г-1,2 г/см3, температуру реакционной среды и скорость перемешивания поддерживают посгояниыуш.

Определение параметров кинетики га- зовыделения производят следующим образом. Известковое молоко заливают в реакционную емкость и нагревают до заданной температуры. Затем в реакционную среду вводится требуемое количество" 1—2%-ной суспензии газообразозателя, прибор герметизируется и проводится регистрация измеряемых параметров. После окончания реакции газовыделения производится расчет значений объема выделившегося водорода по формуле:

Параметры тип определяют з следующем порядке, исходя наличия на кривой данной функции узловых точек. На кривую газовыделекня наносят точку с ординатой и определяют ее абсциссу туз-. Затем да ходят абсциссу То.5 при значении 0,5-VgKC. Вычисляют параметры т и п по следующим формулам:

Таким образом, использование прибора ПГВ-2А и предлагаемых методов позволяет характеризовать вспучивание ячеистобетонной смеси по четырем параметрам и реакцию дисперсного алюминиевого газообразователя в щелочной среде но пяти параметрам, которые позволяют количественно технологических факторов изучаемых явлении и определить их оптимальные значения Опытные экземпляры прибора ПВГ-2А нашли применение в научно-исследовательских лабораториях РИСИ.

ВНИИСтрома нм. П. П. Будникова и НИИСМИ и рекомендуются также для оперативного контроля и управления качеством газообразователя и ячеистобетонной смеси в условиях заводской лаборатории.