Таблица. Техническая характеристика оборудования для укладки смеси

Рассматривая свойства бетона, неоднократно подчеркивалось решающее значение его плотности. Наряду со многими факторами физического, химического и физико-химического характера плотность в первую очередь зависит от качества уплотнения бетонной смеси при формовании из нее изделий.

Бетонная смесь обладает высокими формовочными свойствами. Из нее легко могут быть получены плотные изделия любой, даже самой сложной формы, однако при одном главном условии: способ и параметры формования должны удовлетворять качественному составу бетонной смеси. Так, жесткие смеси требуют более интенсивного уплотнения и при формовании из них изделий применяют вибрацию с дополнительным пригрузом, а также трамбование, прессование. Подвижные смеси легко и эффективно уплотняются только вибрацией. Применение же прессования, проката или трамбования для таких смесей не улучшает качества изделия или вообще не возможно по причине высокой текучести смеси.

Среди разнообразных возможных способов уплотнения бетонной смеси при формовании могут быть выделены следующие, получившие практическое применение: вибрирование, прессование, трамбование, прокат, вакуумирование, центрифугирование и литье. Особенно большие возможности хорошего и легкого уплотнения жестких смесей получены при сочетании вибрирования с некоторыми другими видами механических воздействий, в частности, прессованием, прокатом. Так появились сравнительно новые способы формования бетонных изделий – виброштампование, вибропрокат.

Вибрирование – это способ уплотнения бетонной смеси, являющийся наиболее распространенным благодаря высокой эффективности применения вибрации как в техническом, так и в экономическом отношениях.

Уплотнение бетонной смеси при вибрировании происходит в результате передачи бетонной смеси частоповторяющихся вынужденных колебаний, определенной амплитуды и частоты. В каждый момент встряхивания частицы бетонной смеси находятся как бы в подвешенном состоянии и нарушается связь их с другими частицами. В перерыве между толчками частицы под собственным весом падают и занимают при этом более устойчивое (выгодное) положение, что отвечает условию наиболее плотной их упаковки среди других и в конечном итоге приводит к получению плотной бетонной смеси.

Второй причиной уплотнения бетонной смеси при вибрировании является замечательное свойство ее переходить во временно текучее состояние под действием приложенных к ней внешних сил. Это свойство различных систем в технике называется тиксотропностью. Будучи во временно жидком состоянии бетонная смесь при вибрировании начинает гравитационно растекаться, приобретая конфигурацию формы, и уплотняться по действием собственного веса, выдавливая вовлеченный воздух и воду в результате оседания более тяжелой твердой фазы.

Экономическая эффективность выражается в том, что при вибрировании высокая степень уплотнения бетонной смеси достигается применением оборудования незначительной мощности.

На качество виброуплотнения оказывают влияние не только параметры работы вибромеханизма (частота и амплитуда), но также продолжительность вибрирования. Для каждой бетонной смеси в зависимости от ее подвижности существует своя оптимальная продолжительность виброуплотнения при данных параметрах, до которой смесь уплотняется эффективно, а сверх которой затраты энергии возрастают в значительно большей степени, чем повышается плотность смеси. Еще более продолжительное уплотнение вообще не дает прироста плотности, а чрезмерно продолжительное вибрирование может привести даже к расслаиванию смеси, разделению ее на отдельные компоненты – цементный раствор и крупные зерна заполнителя, что в конечном итоге приведет к неравномерной плотности изделия по сечению и снижению прочности в отдельных частях его. Естественно, что продолжительное вибрирование не выгодно и в экономическом отношении: возрастают затраты электроэнергии и трудоемкость, снижается производительность формовочной линии. Практика показала, что оптимальная продолжительность вибрирования жестких бетонных смесей находится в пределах 2–4 мин.

Виброуплотняющие механизмы, подразделяются на стационарные с объемным вибрированием – виброплощадки и переносные. Виброплощадки находят основное применение на заводах железобетонных изделий.

Виброплощадки отличаются большим разнообразием типов, однако конструкция всех типов принципиально не отличается, как и не отличается принцип их работы. На рисунке представлена конструктивная схема стола – со сплошной верхней рамой, образующей стол с одним или двумя вибрационными валами, и собранные из отдельных виброблоков, в целом представляющих общую вибрационную плоскость, на которой располагается форма бетонной смесью. Вибрирующей частью виброплощадки, возбуждающей колебания бетонной смеси, служит стол, к которому жестко прикреплены вибромеханизмы. Ими могут служить вибровалы с дебалансами или электромагнитные, пневматические вибромеханизмы или просто электромотор с дебалансом на валу. Стол опирается на упругие опоры в виде пружин и этим исключается передача вибрации фундаментам. Для прочного крепления формы к столу площадки предусматривают специальные механизмы–электромагниты, пневматические или механические прижимы. В последнее время для уменьшения шума и плавного регулирования амплитуды колебаний разработаны виброплощадки, опирающиеся на пневмобаллоны.

В зависимости от количества вибромеханизмов на столе виброплощадки – один или два получают соответственно круговые или направленные колебания; последние обеспечивают более интенсивное уплотнение бетонной смеси.

Основное назначение форм – обеспечить получение изделий заданных форм и размеров, с ровными гранями и гладкими рабочими поверхностями. Конструкции формы должна обладать необходимой жесткостью. Формы должны быть просты и удобны в сборке и разборке, а их элементы – плотно примыкать друг к другу. Допуски в размерах форм устанавливаются ГОСТом, причем они назначаются только минусовыми, так как в процессе эксплуатации крепления форм ослабевают, плотность сборки нарушается, и изделия получаются несколько больше проектных размеров. Учитывая условия работы данного завода, наиболее целесообразным является применение металлических силовых форм. Они предназначены воспринимать усилия натяжения арматуры во время твердения бетона до достижения им прочности, позволяющей воспринять усилия растянутой арматуры до отпуска последней. Усилия растянутой арматуры в силовых формах воспринимаются бортоснасткой. Эти формы отличаются высокой жесткостью, а следовательно, и повышенным расходом металла.