Контроль температуры жидкости в строительной отрасли
Усовершенствованная терморегуляция для испытания бетона и цемента, обеспечивающая оптимальные характеристики и долговечность.
06/18/2025 - 10:10
В строительной отрасли такие материалы, как цемент и бетон, составляют основу глобальной инфраструктуры. Но за каждым мостом, каждым тоннелем и каждым высотным зданием скрывается невидимый фактор, оказывающий решающее влияние на эксплуатационные характеристики и долговечность: температура.
От химических реакций при гидратации цемента до экстремальных условий испытаний на замораживание и оттаивание - точный контроль температуры необходим для имитации реальных условий при проведении исследований и разработок. Он обеспечивает соответствие материалов строгим стандартам безопасности, адаптацию к меняющимся климатическим условиям и поддержку устойчивых инноваций.
В этой статье подчеркивается центральная роль температурного контроля в строительных исследованиях и разработках и представлены решения JULABO, разработанные для самых требовательных областей применения.
Самым распространенным материалом в строительной индустрии является цемент, который вместе с камнями и другими заполнителями используется для изготовления бетона. Ежегодно в мире производится около 4 000 мегатонн этого материала. В большем количестве человечество потребляет только воду.
Однако для полного понимания процесса образования цемента все еще необходимы исследования. Проще говоря, цемент создается путем нагревания карбонатов кальция (известняка), часто смешанных с глиной, для получения оксидов кальция (извести), которые вместе с оксидами кремния образуют ди- и трикальциевые силикаты.
При нагревании до 1450°C - а иногда ненадолго до 1800°C - карбонаты выделяют CO₂, что значительно повышает уровень углекислого газа в атмосфере - фактор, который мы сегодня хотим ограничить и сократить. Например, при производстве 1000 кг портландцемента (гидравлического цемента) выделяется около 900 кг CO₂. [1]
В процессе схватывания и затвердевания вода необходима для образования гидратов силиката кальция, которые придают бетону огромную прочность, необходимую для строительства мостов, зданий и многого другого. Этот процесс, известный как гидратация, является экзотермическим и требует точного контроля температуры и влажности.
В 2023 году на COP28 (Конференция Организации Объединенных Наций по изменению климата) в Дубае была поставлена цель добиться производства цемента с нулевым уровнем выбросов к 2030 году - задача не из легких. Это одна из причин процветания исследований и разработок в цементной промышленности и необходимости использования высокопроизводительных термостатов.
Контроль температуры - поворотный момент в строительной отрасли
Контроль температуры - важнейший фактор в строительной отрасли, особенно при проведении исследований и разработок (НИОКР) таких материалов, как бетон, цемент и композиты. Термостаты JULABO обеспечивают точное управление температурой для моделирования реальных условий и обеспечения соответствия материалов стандартам производительности и долговечности. Ниже мы рассмотрим конкретные области применения и порекомендуем модели JULABO, которые подходят для решения этих задач.
The proper curing of concrete is crucial to achieve the desired strength and durability. Temperature‑controlled baths simulate curing conditions for accelerated or real‑time tests.
Recommended models:
- CORIO C heating circulators: Ideal for maintaining stable temperatures up to +150 °C, suitable for curing studies on smaller specimens.
- VALEGRO 350 or 500 with natural refrigerants: Excellent for holding a constant temperature during the curing of concrete cylinders or beams for strength testing, including early‑age tests at 3, 7, and 14 days after mixing. Temperature range: –20 °C to +40 °C.
- MAGIO MS-1000FF ultra‑low‑temperature circulators: For simulating freeze–thaw cycles in the range of –90 °C to +100 °C. This MAGIO variant uses R290, a natural refrigerant with a very low global‑warming potential of 2.
Cyclic freezing and thawing of concrete and road‑building materials is carried out to assess their resistance to cracking and degradation.
Recommended models:
- MAGIO MS-1000FF ultra‑low‑temperature heat pump: Operating range –90 °C to +100 °C, ideal for extreme freeze‑thaw simulations.
- DYNEO DD refrigeration/heating circulators: Temperature range –50 °C to +200 °C, a versatile option for freeze‑thaw tests under various conditions.
- VALEGRO 350 or 500 refrigeration/heating thermostats with natural refrigerants: Temperature range –20 °C to +40 °C, a flexible choice for freeze‑thaw tests in long‑term durability studies.
Construction materials like cement composites are tested for thermal expansion under controlled heating conditions to evaluate their performance under temperature fluctuations.
Recommended Models:
- MAGIO Heating Circulators: Offering precise control up to +200 °C, these models are excellent for high-temperature material testing.
- PRESTO W50: For rapid heating rates and high-temperature stress tests up to +250 °C.
Chemical admixtures used in concrete require precise temperature control during R&D to ensure optimal performance.
Recommended Models:
- CORIO CD Open Heating Bath Circulators: These models allow internal testing with transparent bath tanks, which is ideal for observing chemical reactions directly.
- PRESTO A45 Temperature Control System: This model provides stability for sensitive chemical experiments with a range of –45 °C to +250 °C.
Testing insulation materials involves evaluating their thermal properties through controlled heating and cooling cycles.
Recommended Models:
- DYNEO DD Refrigerated/Heating Circulators: Flexible for both heating and cooling applications between –50 °C and +200 °C.
- MAGIO MS Refrigerated Circulators: Offering enhanced pump capacity for external systems requiring precise thermal control.
Precise temperature control is essential to analyze the heat of hydration and its impact on early-stage concrete behavior.
Recommended Models:
- VALEGRO 350 or 500 with natural refrigerants: Temperature range –20 °C to +40 °C – ideal for controlled hydration studies.
Maintaining a constant temperature for fresh concrete during air content testing ensures accurate results across various ambient conditions.
Recommended Models:
- VALEGRO 350 or 500 with a temperature range of –20 °C to +40 °C utilizing natural refrigerants.
Особенности модели JULABO для исследований и разработок в строительной отрасли
Применение
| Модель | Темп. Диапазон (°C) | Особенности | |
| CORIO CD series | от +20 до +150 | Компактный дизайн, удобный интерфейс, стабильный контроль температуры | Затвердевание бетона, исследования добавок |
| VALEGRO 350 & VALEGRO 500 | от 20 до +40 | Удобный интерфейс, различные варианты интерфейса. Природные хладагенты | Утверждение бетона, циклы замораживания-оттаивания, гидратация цемента, испытания на содержание воздуха |
| MAGIO MS 1000FF | от-90 до +100 | Высокая производительность насоса, интуитивный сенсорный дисплей, возможность работы при сверхнизких температурах. Натуральные хладагенты | Циклы замораживания-оттаивания, тест изоляции |
| DYNEO DD series | -50 до +200 | Энергоэффективность, гибкое использование с природными хладагентами | Испытания на тепловое расширение |
| PRESTO W50 | до +250 | Быстрая скорость нагрева, высокопроизводительный термостат | Высокотемпературные стресс-тесты |
Почему стоит выбрать JULABO?
- Точность во всем диапазоне:
Термостаты JULABO обеспечивают стабильность температуры ±0,01 °C и гарантируют воспроизводимые результаты в сложных научно-исследовательских приложениях. - Версальность:
Такие модели, как серии MAGIO и DYNEO, охватывают широкий температурный диапазон (от -90 °C до +250 °C) и поэтому подходят для различных испытаний строительных материалов. - Прочность и эффективность:
В конструкции используются надежные компоненты, такие как резервуары из нержавеющей стали, и энергоэффективные системы для долгосрочного и устойчивого использования. - Гибкие варианты хладагентов:
Выбирайте натуральные или синтетические хладагенты в соответствии с вашими конкретными потребностями.
Интегрируя системы температурного контроля JULABO в рабочие процессы исследований и разработок в области гражданского строительства, инженеры могут точно моделировать реальные условия для ускорения инноваций в строительстве дорог и мостов и проектов экологичного жилья.
Эти передовые инструменты позволяют исследователям разрабатывать более прочные и долговечные материалы, отвечающие требованиям современной инфраструктуры.
[1] Альтернативой этому процессу является негидравлический цемент, который затвердевает без воды. Для его затвердевания используется CO₂ из воздуха. Эта статья посвящена основному процессу использования гидравлического цемента.