16.6. Экструзия.

- Данный способ основан на одновременном воздействии вибрирования и прессования выдавливаемой бетонной смеси.

Рис. 93. Формовочный агрегат

Бетонная смесь Ж = 30 с., под действием вибрации немного разжижается и одновременно нагнетается шнеком в камеру прессования.

Этот способ позволяет формовать изделия на поддонах или стендах без бортовых элементов.

Прочность свежеотформованного бетона достигает 0,3 – 0,4 МПа.

Толщина изделий – до 400 мм.

Применение экструзионного способа формования дает возможность полностью механизировать процесс, уменьшить формоемкость и металлоемкость.

17. Вакуумирование

17.1. Вибровакуумирование.

17.2. Вибровакуумпрессование.

17.1. Вибровакуумирование.

• Сущность данного способа заключается в следующем:

1. Уложенная в форму бетонная смесь предварительно уплотняется на виброплощадке.

2. Затем бетонная смесь подвергается воздействию вакуумных устройств, которые прикладываются к поверхности бетона или вводятся вовнутрь.

3. В полостях вакуумных устройств создается разряжение и происходит отсасывание из бетонной смеси избыточной воды и воздуха, тем самым смесь дополнительно уплотняется.

Рис. 94. Оборудование для вибровакуумирования:

1 – вакуум-насос; 2 – воздухосборник; 3 – всасывающий рукав; 4 – вакуумная камера.

Прочность бетона после вибровакуумирования на 40 – 60 % выше прочности обычного вибрированного бетона, что позволяет производить частичную распалубку изделий сразу после формования изделий.

17.2. Вибровакуумпрессование.

- Эффективность формования плоских изделий из подвижных бетонных смесей повышается при комбинированном воздействии вибрации, прессующего воздействия и вакуумирования.

Рис. 95. Оборудование для вибровакуумпрессования:

1 – пресс-камера; 2 – нагнетающий рукав; 3 – металлический колпак; 4 – прессующая плоскость; 5 – бетонная смесь; 6 – виброплощадка; 7 – вакуум-насос; 8 – всасывающий рукав; 9 – вибратор; 10 – нагнетающий насос; 11 – форма.

Форма имеет перфорированный поддон, на него укладывается фильтровальная ткань.

Форма заполняется бетонной смесью, закрывается металлическим листом и подается в пресс-вакуум-камеру на виброплощадку.

В процессе вибрирования на бетонную смесь через верхний металлический лист (4) действует сжатый воздух, оказывая тем самым прессующее давление, а снизу, через вакуум-камеру отсасывается защемленный воздух и избыточная вода.

18. Центробежное формование

Уплотнение бетонных смесей центрифугированием эффективно используется при изготовлении напорных и безнапорных труб, опор линий электропередач, колонн и других конструкций кольцевого сечения. Основное оборудование при центробежном способе фор­мования - роликовые, ременные или осевые центрифуги.

Формы для центрифугированных изделий могут быть неразъем­ными и разъемными, собираемыми из двух полуформ. В процессе формования окружные скорости на ободе форм достигают 40 м/с, поэтому необходима высокая точность их изготовления.

Процесс формования изделий центрифугированием состоит из трех стадий: загрузки бетонной смеси в форму; распределения сме­си по периметру формы; уплотнения смеси с отжатием воды.

При изготовлении труб и колонн бетонную смесь загружают в форму при ее вращении; под действием центробежных сил она рав­номерно распределяется по стенкам формы.

Для того чтобы бетонная смесь в верхней части формы не от­рывалась от стенок, необходимо соблюдение условия:

, (71)

где g– ускорение свободного падения, см/с²;m– масса частиц, кг;r– внутренний радиус формы, см;- угловая скорость, рад/с.

Необходимое число оборотов формы для уплотнения укладки бетонной смеси:

, (72)

Число оборотов формы при распределении бетонной смеси на второй стадии формования:

, (73)

Число оборотов формы для уплотнения бетонной смеси:

, (74)

где r,r₁ - внутренний и наружный радиусы изделия, см; р – центробежное давление на бетонную смесь, МПа.

Обычно число оборотов формы в минуту при загрузке смесью принимают в пределах 85 – 150. В процессе уплотнения скорость достигает 400 – 900 об/мин. Давление на бетон, развиваемое в современных центрифугах, составляет от 0,02 до 0,15 МПа.

Длительность процесса центрифугирования для получения тре­буемой плотности бетона зависит от диаметра трубы. В качестве исходной может быть принята продолжительность центрифугирования из расчета 1...1,5 мин на каждые 10 см внутреннего диамет­ра изделия. Продолжительность распределения смеси в формах не превышает 8 мин, уплотнения - 12 мин. Общий цикл формования, включающий установку форм, загрузку смеси, ее распределение и уплотнение, слив шлама и снятие форм; составляет от 25 до 50 мин. ­

Бетонная смесь при формовании изделий центрифугированием должна быть пластичной (ОК=4…6 см). Содержание крупного заполнителя не должно превышать 0,7м³на 1 м³бетона при мак­симальной крупности зерен до 20 мм. Для повышения водоудержи­вающей способности и обеспечения пластично-вязкой структуры бетонной смеси содержание цемента должно быть не менее 350 . . . 400 кг/м³.

Центробежный прокат.Одним из видов центрифугирования яв­ляется центробежный прокат, который применяется для производ­ства низконапорных и напорных труб длиной 5 м диаметром 1200 . . . 3000 мм. Центробежная сила служит в основном для рас­пределения бетонной смеси; ее участие в уплотнении стенки трубы незначительно. Стенка трубы формуется прокатом бетонной смеси между вращающимся валом прокатной машины и формой.

3

2

Рис. 96. Схема формования трубы центробежным прокатом:

1 – вал прокатной машины; 2 – съемное кольцо; 3 – форма; 4 – ленточный питатель.

Установленную в прокатную машину форму пронизывает вал, на который она опирается кольцами катания. Вал сообщает вра­щательное движение форме и бетонная смесь жесткостью 150...300 с, подаваемая ленточным питателем, центробежной силой вовлекается во вращательное движение и распределяется по стен­кам формы. При окружной скорости 3…8 м/с центробежные си­лы создают давление на бетонную смесь от 80 до 200 Па. Смесь уплотняется под давлением 1 ... 5 МПа, создаваемым силой тяже­сти формы с бетоном на приводной прокатный вал.

Формование труб происходит в несколько этапов: центробежное формование с прокатом втулочной части трубы; центробежное фор­мование раструба; уплотнение бетонной смеси в раструбе центро­бежным прокатом; окончательное уплотнение бетонной смеси цен­тробежным прокатом. Формование заканчивают опрыскиванием вала водой и подачей пескоструйным аппаратом внутрь мелкого песка. Образовавшаяся пленка воды поглощается песком, который вдавливается в стенку трубы, после чего ее поверхность становится матовой и гладкой.

Частоту вращения формы для распределения смеси назначают от 30 до 260 об/мин, а при уплотнении - от 70 до 520 об/мин. Для больших диаметров устанавливают меньшие скорости, для мень­ших - большие.

Продолжительность формования трубы в зависимости от диа­метра составляет от 10 до 40 мин, что в два раза меньше, чем при виброгидропрессовании.

Для центробежного проката используют бетонную смесь с В/Ц=0,3; расход портландцемента марки М400 составляет 375 - 450 кг/м3; марка бетона - М500, прочность при растяжении ­5 - 5,5 МПа.

В зарубежной практике применяют комбинированный способ центрифугирования одновременно с вибрированием и последующим прессованием внутренней поверхности трубы (Цен-ви-ро). Желе­зобетонный сердечник трубы формуется центрифугированием с вибрацией, создаваемой четырьмя вибраторами, расположенными на равном расстоянии с наружной стороны формы (см. рис. 97). Ви­браторы прижимаются к вращающейся форме гидравлическим устройством. Бетон при этом дополнительно уплотняется и приоб­ретает более равномерную структуру, что повышает его водонепро­ницаемость. Затем при медленном вращении формы осуществля­ется прессование (укатка) внутренней поверхности трубы тяжелым катком диаметром 200 - 250 мм.

Рис. 97. Установка Цен-ви-ро:

1 – привод ведущих роликов; 2 – пневматические опорные ролики; 3 – прессующий каток; 4 – форма; 5 – прижимные ролики; 6 – ролик вибробалки; 7 – вибробалки.