Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время экономическое развитие Российской Федерации определяет процессы, связанные с созданием конкурентоспособного производства в различных отраслях промышленности. Так, например, одним из актуальных аспектов развития строительной индустрии является монолитное строительство, немаловажная роль в котором отводится приготовлению бетонных смесей на первоначальном этапе производства.
Анализ различных источников позволяет обнаружить многообразие существующих промышленных бетоносмесительных машин, реализованных на основе механической обработки с целью получения качественных бетонных смесей, т.е. получения их максимально-однородными по составу.
Последнее позволяет выделить проверенный временем и множеством научных трудов способ вибрационной обработки бетонных смесей, как в отдельно взятом случае, так и в совокупности с обычной механической активацией.
Способ вибрационной обработки бетонных смесей известен давно, а целесообразность вибрационного смешивания доказана в результате многочисленных работ ученых: д.т.н. А.Е. Десова, д.т.н. И.П. Керова, д.т.н. В.А. Кузьмичева, д.т.н. Г.Я. Кунноса, д.т.н. Н.В. Михайлова, академика д.х.н. П.А. Ребиндера, д.т.н. А.А. Серебренникова, д.т.н. Б.Г. Скрамтаева, д.т.н. М.А. Талейсника, д.т.н. Н.Б. Урьева и других, а также коллективами научно-исследовательских институтов ВНИИСтройдормаш, ВНИИСМ, НИИЖБ, ИСиА Латвийской ССР, ВНИИГ им. Веденеева и др.
В настоящей работе рассматривается принципиально новая конструкция роторно-вибрационного смесителя с вибровозбудителем сильфонного типа. Смеситель позволяет интенсифицировать процесс перемешивания бетонных смесей, снизить уровень вибрации на внешнюю среду, с одной стороны, и максимально использовать вибрационные воздействия на обрабатываемой материал, с другой.
Объектом исследования является: роторно-вибрационный смеситель с вибровозбудителем сильфонного типа.
Предмет исследования: процесс вибрационного перемешивания бетонных смесей в предлагаемой конструкции смесителя.
Цель работы: теоретические и экспериментальные исследования процессов интенсификации приготовления бетонных смесей.
Реализация поставленной цели достигается решением следующих задач:
- выбором, обоснованием и разработкой метода и средства для измере
ния реологических параметров бетонных смесей;
разработкой математической модели процесса вибрационного взаимодействия вибровозбудителя с бетонной смесью;
проведением экспериментальных исследований по определению влияния параметров вибрации на изменение структурно-реологических свойств бетонной смеси и качество их смешивания.
Научная новизна работы состоит в следующем:
- предложена классификация вибробетоносмесительных машин, позво
ляющая находить совместимые сочетания способов возбуждения, характера
колебаний и особенности конструкций, обеспечивающие проектирование надежных и долговечных установок;
предложен комплексный критерий оценки изменения структурно-реологических свойств смесей при вибрировании - коэффициент удельного сопротивления;
на основе метода физического моделирования и анализа размерностей составлены критериальные уравнения, описывающие процесс взаимодействия вибровозбудителя сильфонного типа с бетонной смесью;
в результате экспериментальных исследований определены значения коэффициентов критериального уравнения, что позволяет на основе теоретических расчетов определять рациональные кинематические и геометрические параметры вибросмесителя по выбранному критерию;
установлено, что размещение предложенной конструкции вибровозбудителя в камере смешивания обеспечивает сокращения сроков твердения, повышение прочности бетонных изделий, сокращение времени смешивания.
Обоснованность и достоверность полученных результатов подтверждаются: обработкой результатов исследований методами математической статистики с использованием пакетов программ SOLID WORKS, Mathcad 11, CurveExpert 1.4, Advanced grapher 2.0; удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, проведенных на экспериментальном роторно-вибрационном смесителе.
Практическая ценность работы и ее реализация:
впервые предложен способ виброперемешивания бетонных смесей с использованием вибровозбудителя сильфонного типа, применение которого позволяет снизить уровень вибрации на внешнюю среду, с одной стороны, и максимально использовать вибрационные воздействия на обрабатываемой материал, с другой;
предложены перспективные конструкции роторно-вибрационных смесителей, защищенные тремя патентами РФ;
результаты разработок использованы в государственной строительной компании «Сонсголон-Бармат» (Монголия, г. Улан-Батор), ООО «ММТ-Инжиниринг» (г. Иркутск), ФГУП «ГИПРОЖЕЛДОРСТРОЙ» (г. Москва), в лекционных курсах, дипломном проектировании и при подготовке студентов, магистров и аспирантов в Братском государственном университете и Монгольском университете науки и технологий.
Апробация работы. Основные результаты работы рассмотрены в докладах на следующих конференциях: Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Механики XXI веку» (г.Братск, БрГУ, 2006 - 2007 гг.); Международной конференции «Вопросы развития механики», (Монголия, г. Улан- Батор, 2009 г.); Международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2011», (Белоруссия, г. Могилев, 2011г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 научных работ, в том числе в изданиях из перечня ВАК - 10, в других изданиях - 6, а так же 3 патента РФ на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 3-х глав, основных выводов, списка использованной литературы из 312 наименований. Объем работы составляет 113 страниц, 53 рисунка, 9 таблиц и 130 страниц приложений.
