|
|
Процесс формования складывается из
укладки бетонной смеси в подготовленную форму, ее уплотнения и отделки
открытых поверхностей (заглаживания или затирки). Формование — наиболее
ответственный и трудоемкий процесс, определяющий производительность
технологических линий.
Бетонные смеси в зависимости от их реологических
характеристик (подвижности или жесткости) либо относительно просто заполняют
форму, либо требуют затрат дополнительной энергии. Необходимо учитывать, что
жесткие смеси в отличие от подвижных при укладке и уплотнении изменяют свой
объем, так как в неуплотненном состоянии имеют большую межзерновую пористость.
В связи с этим форму заполняют в два-три приема. Укладку бетонной смеси в
формы производят бетонораздатчиками или бетоноукладчиками. Эти машины
чаще всего представляют собой самоходный портал, двигающийся по рельсовым
путям над установленной формой.
Самоходные бетонораздатчики, как правило,
используют при стендовом способе производства для подачи бетонной смеси в
форму или кассету. Характерной особенностью их является наличие бункера для
смеси и ленточного или шнекового питателя, смонтированного на консольно
расположенной стреле, позволяющего укладывать бетон в стационарные, сложные
по конфигурации, формы, расположенные на некотором расстоянии по обеим
сторонам рельсовых путей бетонораздатчика. Оператор с помощью привода может
опускать и поднимать стрелу и поворачивать бетонораздаточное устройство в
разные стороны. Для подачи смеси в формы применяют бетонораздатчик СМЖ-71А
производительностью питателя 22,5 м3/ч, а для подачи ее в отсеки кассетных
установок — СМЖ-306А производительностью 52 м3/ч.
Бетоноукладчики имеют один или два бункера,
устройства для выдачи смеси (питатели), механизмы для ее разравнивания и
отделки поверхностей. В зависимости от принятой технологии бетоноукладчики
могут быть стационарные (на прокатных станах) и самоходные. Подача бетона в
форму регулируется с помощью секторных затворов или питателей различных
конструкций: вибролоткового, ленточного, шнекового, вибробункерного или
барабанного ( 3.42). Наиболее распространены ленточные питатели благодаря
своей универсальности и надежности в работе. Они пригодны для укладки
подвижных и жестких смёсей.
Двухбункерный бетоноукладчик СМ-166 с поворотной
воронкой ( 3.43) позволяет укладывать бетонные и растворные смеси разного
состава в сложные по конфигурации формы стеновых панелей с оконными и
дверными проемами и т. п. Управление бетоноукладчиком осуществляется с
пульта. После заполнения бункеров бетонной и растворной смесью оператор
перемещает бетоноукладчик вдоль формы, а воронку и бункера, смонтированные на
самоходной тележке, поперек формы. Пово
ротная воронка опускается на уровень с бортами формы,
разворачивается загрузочным отверстием в удобное для укладки бетона
положение, и в нее ленточным питателем подается бетонная или растворная
смесь. При необходимости включаются вибраторы вибролыж, прикрепленных к
поворотной воронке. Укладка производится послойно (раствор, керамзитобетон,
раствор). Поверхностный слой раствора затирается заглаживающим роликом и
может перед затиркой орошаться водой при помощи специального устройства.
Производительность бетоноукладчика 20 м3/ч, ширина колеи 4500 мм, вместимость бункеров 1 и 2,1 м3, установочная мощность электродвигателей 4,5 кВт, масса 12
т.
Для разравнивания и равномерного распределения смеси
используют вибронасадки, шнековые и плужковые распределители, вибробрусы,
лопастные барабаны и т. п. Отделку открытой поверхности изделия
производят с помощью заглаживающих реек, вращающихся роликов или плоских
дисков. Эти механизмы монтируют на бетоноукладчиках или на отдельно стоящих
установках. Для укладки и разравнивания смеси при формовании многопустотных
перекрытий, покрытий и т. п. используют бетоноукладчик СМЖ-69А
производительностью 15 м3/ч, с вместимостью бункера 2 м3 и шириной колеи 2800 мм. Плитные, ребристые и линейные изделия длиной 6—12 м формуют
бетоноукладчиком САЖ-76 производительностью до 20 м3/ч.
Уплотнение бетонной смеси. При формовании бетонных и
железобетонных изделий и конструкций уплотнение смеси — наиболее важная и
ответственная операция.
Существует много способов уплотнения бетонных смесей,
причем одни из них широко применяются в производстве сборного железобетона,
другие находятся на стадии разработки или внедрения. Эти способы можно
разделить на вибрационные и безвибрационные. В отдельных случаях эффективно
их совмещать.
Вибрационное уплотнение получило наибольшее
распространение, так как позволяет уплотнять не только малоподвижные, но и
жесткие бетонные смеси. Под воздействием вибрации смесь изменяет
реологические характеристики и разжижается настолько, что способна свободно
растекаться в форме под воздействием гидростатического давления, вызываемого
гравитационными силами. В процессе движения частицы смеси занимают
более устойчивые положения, в результате компактность их
размещения в единице объема увеличивается и повышается плотность.
Вибрирование смеси способствует удалению вовлеченного и защемленного воздуха,
а также возможному частичному вытеснению воды более тяжелыми уплотняющимися
компонентами на поверхность смеси. В зависимости от вида формуемых изделий,
их габаритов, массы, толщины и принятой технологии их производства различают
несколько приемов передачи колебаний от источника (вибратора) к смеси.
Импульсы колебательных движений могут передаваться смеси
через форму, установленную на виброплощадке; относительно гибкие стенки днища
или перегородки форм с прикрепленными на них вибраторами, виброштампами,
вибропригрузами, виброщитами и т.п. открытым поверхностям формуемых изделий;
корпусами вибронаконечников, вибрирующих сердечников и других устройств,
погружаемых в бетон. В отдельных случаях смесь подвергается одновременному
воздействию вибрации от разных источников колебаний, например, от виброплощадки
и вибропригруза.
Интенсивность колебаний выражает мощность потока энергии,
затрачиваемой на колебание бетонной смеси. Каждому составу бетонной смеси
соответствует оптимальное значение интенсивности вибрации. Чрезмерное ее увеличение
не приводит к улучшению уплотнения, более того, в отдельных случаях может
вызвать разрыхление смеси и снижение достигнутой плотности. Недостаток
интенсивности вибрации в определенных пределах может быть компенсирован
увеличением продолжительности виброуплотнения. Из вышеприведенной формулы
видно, что интенсивность вибрации зависит от амплитуды во второй степени и
частоты колебаний в третьей. На стандартных виброплощадках, на которых
определяется жесткость смесей, частота принимается 50 Гц, амплитуда 0,35 мм.
Для уплотнения бетонных смесей со средним по круп
ности заполнителем оптимальные значения амплитуд
составляют 0,3—0,6 мм, мелкозернистых смесей 0,17— 0,4 мм. Интенсивность колебаний можно также повысить увеличением ее частоты. Особенно эффективен этот
прием при уплотнении мелкозернистых смесей. Частота колебаний для обычных
смесей с крупным заполнителем, как правило, составляют 25—100 Гц. Дальнейшее
повышение частоты нецелесообразно, так как возрастает уровень шума и вибрации
на рабочих местах, а также снижается срок эксплуатации вибраторов. Однако
отдельные виды глубинных вибраторов имеют частоту колебаний до 300 Гц.
На качество уплотнения смесей существенное влияние
оказывают режимы уплотнения: продолжительность процесса, величины амплитуды и
частоты колебаний (интенсивность вибрации). Они зависят от вида и удобоук-
ладываемости смеси, а также технических параметров используемого оборудования
и подбираются опытным путем.
С увеличением интенсивности вибрирования время,
необходимое для уплотнения смеси, сокращается и, наоборот, при снижении
интенсивности — увеличивается. Режим уплотнения может быть одностадийным и
двух- стадийным. Одностадийный проводится при одной частоте вибрирования,
например, 50 Гц, двухстадийный — вначале при частоте 10—20 Гц, затем при
50—75 Гц. Такой режим эффективен при уплотнении жестких смесей. Режим
уплотнения должен обеспечивать коэффициент уплотнения смесей (отношение их
фактической плотности к расчетной теоретической) для тяжелого бетона не менее
0,98, а для мелкозернистого бетона 0,96. В отдельных случаях, там, где это
технически осуществимо, целесообразно использовать повторное вибрирование
(например, в стационарных формах с навесными вибраторами). Виброуплотнение
может повторяться 2— 3 раза и более — до тех пор, пока смесь способна к тнк-
сотропному разжижению. Ввиду снижения пластической вязкости свежеуложенного
бетона во времени, повторное вибрирование должно быть более интенсивным.
Прочность изделий увеличивается на 15—20 %.
При уплотнении бетонных смесей распределение амплитуд по
площади формы или по поверхности рабочих органов вибраторов, погружаемых в
смесь, должно быть равномерным, а отклонения значений амплитуд
в разных точках допускается не более 20 % их среднего
значения.
Способы виброуплотнения и удобоукладываемость смесей для
различных видов бетонных и железобетонных изделий следует назначать, исходя
из конкретных условий и в соответствии с требованиями СНиП 3.09.01—85.
Указанными нормами и правилами не допускается для
облегчения обслуживания, повышения производительности и т. п. применять смеси
большей подвижности или меньшей жесткости, чем установлено для заданного
формовочного оборудования, так как это приводит к ухудшению
физико-механических свойств бетона.
Вибрационные способы уплотнения бетонной смеси
осуществляются станковым (объемным), поверхностным, наружным и внутренним
вибрированием. Возможно также их сочетание. Наиболее распространенным
является первый способ.
|