2.2. Описание и назначение технологического процесса.
Конвейерный способ производства – характеризуется тем , что изделия
перемещаются от поста к посту с принудительным ритмом , который устанавливают по наиболее длительной технологической операции.
Достоинство конвейерной технологии
Непрерывность потока ,четкость ритма одновременного выполнения
всех операций способствуют предотвращению простоев.
Недостатки конвейерной технологии
Повышенное капиталовложения , в результате увеличения механовооруженности , возрастания затрат на обслуживание механизмов и оборудования , снижения гибкости технологии.
Применяемые наиболее часто конвейерные линии имеют несколько разновидностей :
с тоннельными камерами тепловой обработки
с вертикальными камерами тепловой обработки
с пакетами термоформ
двухъярусные станы ( щелевая камера)
Щелевые камеры могут успешно использоваться двухъярусных конвейерных линиях (станах) .Камера представляет собой прямоугольную полость (щель) со стенками из железобетона , в котором по рельсовому пути продвигаются формы –вагонетки .
Рис. 1 Схема щелевой камеры
Конвейерная технология
По конвейерной технологической схеме могут выпускаться
наиболее массовые изделия :
наружные стеновые панели из керамзитобетона
панели перекрытий
многопустотные и шатровые панели
Основными условиями для осуществления конвейерного
производства являются:
- Разбивка технологического процесса на отдельные циклы , выполняемые на
отдельных рабочих постах ,и установление ритма конвейера
2.3 Уплотнение бетонной смеси при производстве жби
Свежеприготовленная смесь обладает рыхлой нестабильной структурой и высокой пористостью, значительным количеством вовлеченного воздуха. В жестких смесях объем его достигает до 40—45%, а в пластичных— до 10-15%. Необходимое условие получения бетона однородной прочности и плотности — уплотнение смеси на стадии формирования. В этот период происходит удаление воздуха и формирование прочной и морозоустойчивой структуры бетона.
Высокоподвижные смеси легко деформируются и заполняют форму под действием силы тяжести. При этом основной объем вовлеченного воздуха поднимается вверх и удаляется. Уплотнение малоподвижных и жестких смесей связано с необходимостью приложить более значительные, чем сила тяжести, нормальные и сдвигающие внешние воздействия. В соответствии с особенностями и реологическими свойствами бетонных смесей при уплотнении реализуют два принципа: удаление излишнего вовлеченного воздуха и избыточной воды из малоподвижных и жестких смесей силовым внешним воздействием и удаление воздуха из высокоподвижных смесей.
Уплотнение осуществляют вибрированием, вибропрессованием, вибропрокатом и центрифугированием (рис. 2.3.1). Вибрирование является наиболее универсальным и эффективным способом уплотнения смеси.
Воздействие вибрационных импульсов снижает вязкость и разжижает смесь с одновременным ее уплотнением. Уплотнение жестких смесей происходит в две стадии.
На первой стадии разрушается первоначальная структура смеси с изменением ориентации частиц и их взаимного расположения. Нарушаются прежние контакты и образуются многочисленные новые. Под воздействием сил тяжести формируется новая и устойчивая структура смеси. На второй стадии бетонная смесь вибрирует как одно целое. Частицы находятся в тесном контакте. Дальнейшее их взаимное перемещение возможно лишь в связи с седиментационными процессами и выделением защемленного воздуха, который в этот период препятствует уплотнению.
Интенсивность уплотнения повышается, когда вибрационное уплотнение заменяется на ударно-вибрационное, в котором используется виброрезонансный эффект. Как показывает опыт производства сборного железобетона на низкочастотных резонансных виброплощадках, ударно- вибрационный метод уплотнения значительно улучшает качество изделий.
Рис. 2.3.1 Схемы уплотнения смеси в изделиях:
а — вибрированием; б — вибровакуумированием; в — вибропрессованием; г — центрифугированием; 1 — вибростол (виброплощадка); 2 — форма; 3 — вакуум-щит; 4 — виброштампы; 5 — прижимная рама; 6 — бортовая оснастка; 7 — поддон; 8 — железобетонная труба; 9 — центрифуга
Вибропрессование — метод вибрационного формирования с одновременным давлением на бетонную смесь. Его используют при формировании изделий из жестких смесей.
Вибрирование изделий на виброплощадках с пригрузом повышает эффективность уплотнения смеси, примерно вдвое сокращает продолжительность уплотнения, обеспечивает получение гладкой поверхности.
Виброштампование — воздействие на бетонную смесь виброштампом, который сочетает функции виброуплотнения, пригруза и формообразования. Рабочая поверхность виброштампа может быть плоской, рельефной и с пустообразователями.
При изготовлении железобетонных изделий широко используют ва-куумирование как дополнительное воздействие на уплотняемую смесь. Сущность процесса заключается в том, что предварительно на виброплощадке смесь подвергают воздействию вакуумных устройств, приложенных к уплотняемой поверхности или введенных в нее. Возникающее разряжение вызывает отток из смеси воздуха и избыточной воды. Одновременно под действием атмосферного давления бетонная смесь уплотняется.
Процесс формования изделий состоит из трех стадий: 1. Загрузка бетонной смеси в форму; 2. Распределение смеси по периметру формы; 3. Уплотнение бетонной смеси с отжатием воды. [8]
Главное назначение процесса уплотнения бетона - удаление воздуха, присутствующего в исходной смеси. Самым старым способом для достижения этого является трамбование поверхности бетона, чтобы выдавить из него воздух и добиться большего сближения твердых частиц. На сегодняшний день более современным способом является вибрирование, при котором частицы отделяются одна от другой, что позволяет образовать более компактную массу.
Применение вибрирования позволяет применять более жесткие смеси, чем при ручном уплотнении (коэффициент уплотнения менее 0,75 или от 0,8 до 0,6, когда уже требуется также и давление). Практически могут быть хорошо обработаны вибрированием чрезвычайно сухие и жесткие смеси, так что бетон требуемой прочности может быть получен при меньшем расходе цемента. Это означает экономию в стоимости, но при этом необходимо учитывать стоимость оборудования для вибрирования, а также более тяжелой и прочной опалубки. В этом случае стоимость затрат труда, по-видимому, будет решающим фактором, если выбор будет основываться только на стоимости.
Что же касается качества бетона, то и вибрирование, и уплотнение вручную при наличии хороших смесей и высокого мастерства дают прекрасный бетон. Однако при этих методах уплотнения может быть и плохой бетон: в случае уплотненного вручную бетона недостаточное уплотнение является наиболее частой ошибкой; при применении вибрирования чаще возникает вероятность того, что оно будет неодинаково по всей массе бетона, поэтому некоторые участки окажутся неполностью уплотненными, а другие подвергнутся расслоению в результате избыточного вибрирования. Однако при наличии достаточно жестких смесей с хорошо подобранным гранулометрическим составом побочное действие избыточного вибрирования может быть в значительной степени устранено.[9]
Высокая степень уплотнения бетонной смеси вибрированием достигается при применении оборудования незначительной мощности. Например, бетонные массивы в несколько кубометров уплотняют вибраторами с мощностью всего 1—1,5 кВт.
Способность бетонных смесей переходить временно в текучее состояние под действием вибрации зависит от подвижности смеси и скорости перемещения ее частиц относительно друг друга. Подвижные смеси легко переходят в текучее состояние и требуют небольшой скорости перемещения. Но с увеличением жесткости (уменьшением подвижности) бетонная смесь все более утрачивает это свойство или требует соответствующего увеличения скорости колебаний, т. е. необходимы более высокие затраты энергии на уплотнение.
При постоянной частоте колебаний вибромеханизма (для большинства виброплощадок 3000 кол/мин) изменение скорости колебаний может быть достигнуто изменением амплитуды. Практика показала, что подвижные бетонные смеси эффективно уплотняются при амплитуде колебаний 0,3—0,35 мм, а жесткие 0,5—0,7 мм.
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, до которой смесь уплотняется эффективно; выше этой продолжительности затрат энергии возрастают в большей степени, чем происходит уплотнение смеси. Дальнейшее уплотнение вообще не дает прироста плотности. Более того, чрезмерно продолжительное вибрирование может привести к расслаиванию смеси, разделению ее на отдельные компоненты (цементный раствор и крупные зерна заполнителя), что, в конечном счете, приведет к неравномерной плотности изделия по сечению и снижению прочности в отдельных его частях. Продолжительное вибрирование невыгодно и в экономическом отношении: возрастают затраты электроэнергии и трудоемкость, снижается производительность формовочной линии.
Виброуплотнение бетонной смеси производят переносными и стационарными вибромеханизмами. Применение переносных вибромеханизмов в технологии сборного железобетона ограничено. Их используют в основном при формовании крупноразмерных массивных изделий на стендах.[10]