Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ известных способов производства штукатурных работ 13
1.1. Применяемые технологии, отделочных, в том числе, штукатурных работ растворными смесями 13
1 .2. Механизированные технологии штукатурных работ и требуемые машины и механизмы 31
1.3. Растворы для оштукатуривания внутренних поверхностей стен помещений 43
1.4. Требования к штукатурным покрытиям 48
1.5. Пути повышения эффективности механизированных технологий устройства монолитных штукатурок 51
Выводы по первой главе, цели и. задачи исследования 53
Глава 2. Принципиальное описание предложенной технологии штукатурных работ и теоретические основы определения параметров процесса 55
2.1. Описание новой комплексно-механизированной технологии штукатурных работ 55
2.2. Теоретическое основы выбора параметров процесса-заполнения штукатурной полости растворной смесью 62
2.3. Вывод аналитических зависимостей давлений на щиты опалубки при заполнении штукатурной полости растворной смесью 67
2.4. Основные положения методики экспериментальных исследований 72
Выводы по второй главе 73
Глава 3. Экспериментальное исследование процесса заполнения штукатурной полости растворной смесью методом «восходящего потока» при реализации новой технологии 75
3.1. Материалы, применяемые в процессе проведения экспериментов 75
3.2. Экспериментальный стенд и его технологическая оснастка 78
3.3. Методика проведения экспериментов 89
3.4. Анализ результатов экспериментальных исследований 95
Выводы по третьей главе 111
Глава 4. Обоснование рациональных- режимов механизированной технологии штукатурных работ, при отделке помещений растворами на основе сухих смесей 112
4.1. Преимущества комплексно-механизированной технологии штукатурных работ при отделке помещений растворами на основе сухих смесей по сравнению с другими технологиями аналогичного назначения 112
4.2. Сравнительный анализ эффективности различных технологических режимов производства штукатурных работ по усовершенствованной технологии 119
4.3. Результаты апробации предложенного технологического решения 123
4.4. Оценка технико-экономического эффекта от применения разработанной технологии 126
Выводы по четвертой главе 131
Основные выводы по диссертации 133
Список литературы 135
Приложения 151
Приложение 1 152
«Технологический регламент по устройству методом «восходящего потока» монолитных штукатурных механизированным способом»
Приложение 2 170
Описание патента №2377375 с приоритетом от 17.03.2008 на изобретение «Способ нанесения штукатурной смеси на стены здания и устройство для его осуществления»
Приложение 3 183
Акт о производственной апробации разработанной технологии
- Механизированные технологии штукатурных работ и требуемые машины и механизмы
- Вывод аналитических зависимостей давлений на щиты опалубки при заполнении штукатурной полости растворной смесью
- Экспериментальный стенд и его технологическая оснастка
- Сравнительный анализ эффективности различных технологических режимов производства штукатурных работ по усовершенствованной технологии
Введение к работе
Актуальность темы. Актуальность работы. В рамках приоритетного национального проекта «Доступное и комфортное жилье – гражданам России» Правительством Российской Федерации поставлена задача увеличения темпов жилищного строительства с обеспечением доступным жильем молодежи, а также выполнения обязательств перед льготными категориями населения, ветеранами и инвалидами. Мировой экономический кризис отрицательно отразился на росте темпов развития строительного комплекса РФ, в связи с этим строительные организации были вынуждены пересматривать свои стратегии развития с тем, чтобы выполнить обязательства по возведению объектов строительства. Для повышения конкурентоспособности на строительном рынке подрядные организации стали снижать производственные издержки путем использования экономичных материалов, а также энергоэффективных технологий и рациональных высокопроизводительных методов производства работ.
В объеме строительных работ важное место занимают отделочные работы, в составе которых значительный удельный вес падает на работы по оштукатуриванию стен помещений. Достижение высоких технико-экономических показателей этого вида работ возможно за счет высокой степени их механизации.
Для механизации штукатурных работ существует спектр машин, которые позволяют выполнять отдельные процессы без применения ручного труда. Использование мобильных штукатурных станций, растворонасосов значительно снижает трудоемкость процесса оштукатуривания, исключает из разряда ручных операций перемешивание компонентов смеси, затворение сухой смеси водой, подачу ее в рабочую зону, нанесение на поверхности оштукатуриваемой конструкции, однако финишные процессы разравнивания, затирания и заглаживания имеют низкую степень механизации, и выполняются вручную.
Существуют способы и устройства, которые позволяют механизировать процессы разравнивания и заглаживания поверхности штукатурного слоя. Эти устройства имеют вид опалубочных систем и формируют штукатурный слой путем нагнетания в зазор между стеной и опалубкой растворной смеси через напорный шланг. Однако внедрение в производство предложенных решений не стало возможным ввиду их технологического несовершенства и громоздкости применяемого оборудования.
Таким образом, существует потребность в разработке более совершенных технологических решений с применением средств комплексной механизации и наиболее рациональных в данном случае сухих строительных смесей, обеспечивающих высокую производительность, снижение стоимости оштукатуривания стен, уменьшение трудоемкости работ при высоком качестве поверхности и структуры штукатурного слоя.
На основании вышесказанного можно заключить, что задача разработки рациональной по целому ряду рассмотренных показателей комплексно-механизированной технологии оштукатуривания стен с применением растворов на основе сухих смесей является актуальной.
Основополагающими для настоящего диссертационного исследования явились работы Атаева С.С., Бадьина Г.М., Баулина Я.Н., Беликова Н.А., Белоусова Е.Д., Верстова В.В., Егоровой С.П., Завражина Н.Н., Левинского А.М., Ловецкого Л.В., Мещанинова А.В. , Марчукова Н.С., Онищенко А.Г., Панарина С.Н., Паперного М.А., Петракова Б.И., Рейхеля О.М., Семенова А.Я., Тамбиева Х.М., Тимощука О.А., Хайковича Д.М. и др.
Целью диссертационной работы является проведение исследований, направленных на совершенствование и отработку конструктивных и технологических решений устройства монолитных штукатурных покрытий стен при отделке помещений механизированным способом с применением унифицированной переставной полимерной штукатурной опалубки и растворов на основе сухих гипсовых смесей при рациональных параметрах технологического процесса.
В соответствии с определенной целью были сформулированы следующие задачи исследования:
– выполнить сравнительный анализ существующих технологий устройства монолитных штукатурных покрытий с использованием средств механизации, комплексно-механизированных технологий, а также методов оштукатуривания, актуальных для современного строительства;
– разработать более совершенные технологические решения производства штукатурных работ с применением средств комплексной механизации и предложенной в ходе исследований унифицированной переставной полимерной штукатурной опалубки;
– разработать усовершенствованный способ подачи штукатурного раствора в зазор между стеной и опалубкой, отвечающий критерию минимально возможного давления, оказываемого на поверхность опалубки;
– рассмотреть теоретическую и физическую модели происходящих процессов;
– провести экспериментальные исследования предложенных решений при этом определить рациональные режимы подачи раствора в полость, образованную поверхностями стены и опалубки, исходя из минимального давления раствора, действующего на опалубочный щит, с обеспечением высокого качества поверхности, однородности и прочности полученного штукатурного слоя;
– обосновать эффективность новых технологических решений устройства монолитного штукатурного покрытия, подтвердить целесообразность их применения на практике и определить технико-экономический эффект от их применения;
– разработать технологический регламент по реализации новой технологии производства штукатурных работ при отделке помещений зданий.
Объект исследований – строительные технологические процессы устройства монолитных штукатурных покрытий при отделке помещений комплексно-механизированным способом.
Предмет исследований – параметры технологических процессов устройства монолитного штукатурного покрытия стен при комплексной механизации работ с использованием мобильных штукатурных станций, унифицированной переставной полимерной опалубки и растворов на основе сухих гипсовых смесей.
Методика исследований:
– выявление основных изучаемых факторов строительных процессов, установление влияния параметров предложенной технологии, в основу которой положен метод «восходящего потока», на эффективность выполнения штукатурных работ в производственных условиях;
– теоретическое описание исследуемых процессов на основе принятой физической модели;
– математическое планирование эксперимента;
– проведение стендовых экспериментальных исследований по устройству монолитного штукатурного покрытия стен с дальнейшим определением прочности, геометрической точности слоя и шероховатости его поверхности;
– статистическая обработка полученных экспериментальных данных и установление аналитических зависимостей, характеризующих изменение параметров изучаемых строительных процессов;
– определение в ходе теоретических, экспериментальных стендовых исследований, а также опытно-производственной апробации эффективных параметров протекания технологических процессов.
Научная новизна работы состоит в следующем:
– разработана новая комплексно-механизированная технология производства штукатурных работ с применением унифицированной переставной полимерной опалубки и сухих смесей с подачей раствора в штукатурную полость щадящим методом «восходящего потока», обеспечивающим эффективное уплотнение растворной смеси с достижением требуемой прочности;
– обоснованы математическая и физическая модели зависимости характера распространения раствора в штукатурной полости от параметров подачи и свойств растворной смеси при производстве работ методом «восходящего потока»;
– определены закономерности влияния подвижности растворной смеси и толщины штукатурной полости между стеной и опалубкой на: величину давления смеси в зоне ее выхода из рабочего шланга и на любом расстоянии от точки подачи; величину давления смеси в напорном шланге; прочность штукатурного камня;
– экспериментально подтверждены рациональные технологические параметры режимов заполнения штукатурным раствором формовочной полости методом «восходящего потока», обеспечивающие плоскостность, высокое качество поверхности (класс шероховатости 4-III) и прочность штукатурного слоя не менее 13,5 кг/см2 при минимальных материальных, трудовых и энерго затратах.
На защиту выносятся следующие результаты:
– сравнительный анализ эффективности существующих технологий производства штукатурных работ комплексно-механизированным способом;
– новая эффективная технология производства штукатурных работ комплексно-механизированным способом с применением подачи раствора методом «восходящего потока», унифицированной полимерной опалубки и сухих гипсовых смесей;
– математическая и физическая модели для описания процессов распределения давления раствора на опалубочный щит при производстве работ методом «восходящего потока»;
– результаты экспериментальных исследований по определению рациональных по технико-экономическим критериям технологических параметров устройства монолитного штукатурного покрытия внутренних стен зданий;
– параметры комплексно-механизированной технологии производства штукатурных работ с требуемыми показателями качества штукатурного слоя по геометрической точности, прочности, шероховатости лицевой поверхности при минимальных энерго- и трудозатратах;
– зависимости: распределения давления растворной смеси по поверхности опалубочного щита от реологических свойств смеси и толщины штукатурной полости; изменения давления растворной смеси в зоне ее выхода из устья рабочего шланга от глубины его погружения в раствор; величины давления растворной смеси в напорном шланге от ее подвижности;
– технологический регламент по производству штукатурных работ по разработанной усовершенствованной комплексно-механизированной технологии, содержащий расчет производительности труда при внедрении технологии и других технико-экономических показателей.
Практическое значение и реализация работы состоят в следующем:
– разработана эффективная комплексно-механизированная технология производства штукатурных работ методом «восходящего потока» с использованием унифицированной полимерной опалубки и определена область рациональных технологических параметров происходящих процессов;
– применение новой технологии позволяет при производстве штукатурных работ снизить трудозатраты на 50,1%, уменьшить стоимость работ на 36,7% при обеспечении высокого качества штукатурного слоя;
– созданы научно-технические предпосылки для последующей доработки конструктивных и технологических решений разработанной технологии путем использования листов сухой штукатурки в качестве несъемной опалубки, ограничивающей пространство штукатурной полости;
– по результатам выполненных исследований разработан технологический регламент по производству штукатурных работ по новой комплексно-механизированной технологии, утвержденный СПб филиалом ООО «КНАУФ-Маркетинг Санкт-Петербург»;
Достоверность результатов исследований подтверждается использованием метода математического планирования экспериментов и проведением экспериментальных исследований с использованием поверенных приборов; сходимостью результатов теоретически полученных и экспериментальных данных; выполнением статистической обработки полученных экспериментальных данных и установление аналитических зависимостей для расчета параметров строительных процессов. Для обработки данных использовалось современное программное обеспечение: Microsoft Excel, Curve Expert 1.3.
Апробация и публикация работы.
Основные результаты исследований доложены на 64, 65, 66, 67-й Международных научно-технических конференциях молодых ученых, аспирантов и докторантов (СПбГАСУ, 2007-2010 г.); 64, 65, 66, 67, 68-й научных конференциях профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов университета (СПбГАСУ, 2007-2011 г.); IV научно-технической конференции «Бетон в современном строительстве» (СПб., 2010 г.); межвузовском научно-практическом семинаре «Современные направления технологии, организации и экономики строительства» (ВИТИ, СПб., 2010 г.); международном семинаре-конкурсе молодых ученых и аспирантов, работающих в области вяжущих веществ, бетонов и сухих смесей (Экспоцентр, Москва, 2010 г.), на котором автор был награжден Дипломом, а работа получила премию компании «КНАУФ».
Основные положения диссертационной работы опубликованы в 14 печатных работах, в том числе 3 работы в изданиях, включенных в перечень ВАК.
По теме диссертации соискателем (соавторы В. В. Верстов и Б. А. Буданов) получен патент РФ №2377375 приоритет от 17 марта 2008 г. на изобретение «Способ нанесения штукатурной смеси на стены здания и устройство для его осуществления» // Бюллетень изобретений №36, 2009 г.
Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, основных выводов, списка литературы, включающего 172 наименования, 3-х приложений. Общий объем диссертации составляет 184 стр., в том числе 33 стр. приложений. В работе представлено 46 рисунков, 21 таблица.
Механизированные технологии штукатурных работ и требуемые машины и механизмы
При производстве штукатурных работ выполняется ряд последовательных технологических процессов:
— доставка на стройплощадку готового штукатурного раствора или сухих компонентов для последующего смешивания в необходимых пропорциях, а также сухих строительных смесей (в мешках или бункерах-силосах);
— транспортировка готовой штукатурной смеси к распределительной сети;
— перемешивание сухих компонентов смеси в необходимых пропорциях;
— подготовка оштукатуриваемой поверхности к нанесению раствора;
— затворение сухой смеси водой;
— транспортировка штукатурного раствора, приготовленного в условиях стройплощадки, в зону производства работ;
— нанесение растворной смеси на оштукатуриваемую поверхность;
— разравнивание нанесенных слоев грунта с подготовкой к нанесению заключительного слоя накрывки;
— затирание и заглаживание накрывочного слоя;
— нанесение декоративного покрытия полученной штукатурной поверхности: оклейка обоями, окраска.
Существует большой спектр машин и механизмов отечественного и иностранного производства, которые позволяют механизировать практически все процессы, указанные выше, кроме разравнивания нанесенного слоя раствора.
Значительным прогрессом в строительстве явилось создание машин для механизации штукатурных работ [76], [88]. В 70-х - 80-х годах XX века в Советском Союзе и в Западных странах для этих целей широко применялась различная техника и оборудование [12], [13], [135].
Растворосмесители служат для приготовления небольших объемов раствора из сухих составляющих или из сухих строительных смесей непосредственно на. объектах. Они делятся на установки циклического и непрерывного действий: из машин отечественного производства можно отметить следующие: серия;. СО - 23Б, 26Б, 46А, 146;, 250; 400; 500Т, 800,. 1000; 1500;. 2000; СР-100; МРБЄ-100; серия ФН- 46; 100; 150, 200;300; серияіРМІ- 350;:500; 750,-2000; ЄБ 97A;;T-100;T-H3VPnO-65,(SBni50i .
Растворонасосы транспортируют свежеприготовленные растворы по трубопроводам к месту производства работ. По своей конструкции они делятся на шнековые - компактные установки малой; и средней мощности, диафрагменные [101], роторно-шланговые, пневматические и наиболее мощные - поршневые. В данной работе рассматриваются только шнековые насосы как наиболее часто применяемые при производстве штукатурных работ. При комплектации, пшековых установок дополнительным оборудованием возможно также w нанесение перекачиваемого раствора на поверхность. В настоящее время для этой цели производятся следующие машины: серия СО - 48; 49, 50, 69, 81, 239; Т-101; серия АШ- 2500; 4000; 4800; СО-180:1, РНП-4000А, Т-070 (поршневые).
С помощью пневмотранспортных установок производится подача сыпучих материалов (вяжущих, прочих сухих составляющих штукатурных растворов, ССС) на склады, этажи, в приемные бункеры растворосмесителей и растворосмесительных насосов; Установки состоят из компрессора и дозатора смеси с загрузочным бункером, при этом возможно подсоединение дополнительного бункера (силоса), что позволяет полностью автоматизировать процесс. Кроме того, при комплектации установок разветвленной сетью трубопроводов, возможно транспортировать материал в несколько приемников, например, растворонасосов.
Штукатурно-смесительные агрегаты предназначены для приготовления штукатурных растворов подвижностью не менее 7 см из сухих составляющих, их переработки (перемешивания, процеживания), транспортирования смеси к месту укладки и нанесения на обрабатываемую поверхность. Агрегаты состоят из растворосмесителя, растворонасоса, а также дополнительно комплектуются виброситом: и подъемником. Как правило, все это оборудование смонтировано на общей раме с пневмоколесным шасси. К агрегату прилагается набор резиновых шлангов с механической или пневматической форсункой. Из отечественных разработок можно отметить следующие: серия СО - 57, 85, 152, 164, 180; в настоящее время выпускаются АШС-2500, АШС-4000, АШС-4800.
Передвижные штукатурные станции — это мощные установки для комплексной механизации штукатурных работ [151]. Их монтируют в кузове автоприцепа или фургона. Штукатурные станции выпускают двух видов: приготовляющие раствор на строительных площадках (их оснащают растворосмесителем) и работающие на готовом растворе, приготовленном централизованно (их оборудуют бункером со смесителем-перегружателем). Станции служат для приемки раствора с транспортных средств, его перемешивания (или приготовления раствора из сухих составляющих с добавлением воды), транспортирования к месту работы и нанесения на поверхности с помощью форсунок. Станции снабжены гидросистемами, электрооборудованием, системой водоснабжения, а смонтированные в утепленном фургоне и оборудованные отопительными устройствами пригодны для работы и при отрицательных температурах. На отечественных строительных площадках неплохо себя зарекомендовали следующие станции: СО-114, «Салют 2», «Салют 3», ША-1, ПШСФ-3, СПШ-1, УШС-6, УШС-4, ПШС-02А, ПШС-2М, ПРШС-1, ПСС-бс; в настоящее время продолжается выпуск машин УШОС-4А, УШОС-6А (СШ-4/6, ШС-4/6 AM, ПШУ-4/6), УПТЖР-1.
Механические форсунки (рис 1.9 а) [129] находятся на конце материальных шлангов и служат для распыления штукатурных растворов. Набрызг раствора в этом случае происходит под давлением самого раствора в материальном шланге. Раствор разбрызгивается через круглое или щелевое отверстие в форсунке.
Машины для торкретирования CGC применяют при производстве специального вида штукатурных работ — торкрет-штукатурок, обладающих гидро- и газоизоляционными свойствами[1], [2], [32], [60],-[128]. Отличительной чертой торкрет агрегатов от прочих штукатурных машин является то, что GGC подается пневмотранспортом по напорному шлангу под большим давлением в смесительную камеру сопла,(рис 1.9 г) [4], где: смачивается распыляемой по кольцевому сечению водой, подаваемой по параллельному шлангу. Затем полученная «полусухая» смесь с высокой скоростью (120-180 м/с) наносится, на поверхность, а окончательное смачивание частиц водой происходит уже после процесса набрызга. Торкрет-машины (цемент-пушки) выполняются: в виде разнообразных устройств: агрегаты со шлюзовой камерой и тарельчатым питателем, со шлюзовым барабанным питателем, со шнековым питателем и аэрокамерой, виброэжекционные [117].
Вывод аналитических зависимостей давлений на щиты опалубки при заполнении штукатурной полости растворной смесью
Исследования-характера распределения и предельных величин давления растворных смесей на щиты опалубочных форм при их подаче в« кассетные полости, проводились Блещиком Н.П: [54], [55], Панышем К.Ф. [93], Головачевым И.М. [54], Хайковичем Д.М. [154].
Напряжения, возникающие при подаче растворных смесей в ограниченные пространства, в основном, являются функцией их реологических характеристик, геометрических размеров формовочной полости и интенсивности подачи смеси растворонасосом.
При определении давления растворной смеси, подаваемой в плоскопараллельное пространство необходимо принять следующие допущения [59]:
- растворная смесь в штукатурной полости распространяется і в радиальных направлениях от устья рабочего шланга;
- смесь, находящаяся в полости, является не сжимаемой;
- в расчете учитываются массовые силы, так как собственный вес смеси соизмерим с действующими на него силами трения;
- при малых скоростях движения растворной смеси в штукатурной полости, наблюдаемых в процессе подачи, доля вязкостных касательных напряжений в общем объеме сопротивления сдвигу составляет незначительную величину;
- принимая во внимание, что толщина полости по сравнению с другими ее размерами незначительна, для упрощения решения задачи рассматриваем напряженное состояние растворной смеси в плоскости опалубочного щита;
- принимаем коэффициент бокового давления равным единице (как для пластичных смесей), тогда соответственно будут равны радиальное напряжение (о ) тангенциальное нормальное (о"е) и нормальное напряжение в плоскости сдвига (о ), т.е. о =о"е -о, Так как, распространение растворной смеси в штукатурной полости происходит симметрично относительно рабочего шланга, то для, решения задачи определения величины давления, раствора на опалубочный щит будем рассматривать процесс движения смеси с одной стороны от точки подачи.
В соответствии с зональным расположением слоев раствора, представленном в физической модели (см. рис. 2.5) решение задачи выполняем в два этапа [45]:
I этап - определение величин давления в зависимости от реологических свойств смеси и размеров штукатурной полости для зоны восходящих потоков раствора (выше лини 0-0);
II этап — определение величин давления в зоне уже уложенных слоев раствора (ниже линии 0-0) путем замены действия (влияния) вышележащих слоев соответствующими напряжениями, учитывая только нормальные напряжения, возникающие на линии 0-0.
Рассмотрим указанные этапы решения задачи подробнее.
I этап. На рис. 2.7 представлена схема внешних сил, действующих на площадках элемента бесконечного малого объема AV, расположенного в зоне восходящих слоев раствора на расстоянии г между двумя радиальными плоскостями, образующими угол dQ, где у — объемный вес растворной смеси; тпс. — предельное напряжение сдвигу растворной смеси в пристенном слое; то— предельное напряжение сдвигу растворной смеси; AV — величина элементарного объема; RQ - радиус условной кривой свободной поверхности растворной смеси.
Таким образом, полученные зависимости (2.2), (2.4) могут быть использованы для определения напряжений в» растворной смеси, заполняющей ограниченную со всех сторон полость.
Значение Re при известных у, в, т0, 6, г может быть определено из (2.2) по заданной величине давления в любой точке щита или же по заданному давлению на выходе смеси из шланга. В первом случае из условия Jr = стгХ определяется значение Rei, а затем определяется давление в зоне выхода смеси из шланга &гвв. Далее, подставив значение агвв в (2.2) можно найти значение RQ для любого направления, а затем, соответственно и величину давления растворной смеси в любой точке штукатурной полости в зоне «восходящих» слоев раствора (выше линии 0-0). Определив RG В направлении 0-0 и подставив ее значение в (2.4), можно высчитать давление в любой точке опалубочного щита, расположенной в зоне уложенных слоев раствора.
В случае известного давления, создаваемого растворонасосом на выходе из рабочего шланга, имеется возможность ответить на следующие вопросы: будет ли заполнена полость, каково напряженное состояние штукатурного раствора, а, следовательно, и установить расчетные нагрузки, действующие на опалубочный щит.
Экспериментальный стенд и его технологическая оснастка
Экспериментальные исследования проводились в лабораториях на базе «Учебного центра КНАУФ Северо-Запад» (Санкт-Петербург) на специальном стенде (рис. 3.4, 3.5), который представлял собой опалубочный щит размером 1200x1800x100 мм из трех отдельных блоков унифицированной полимерной опалубки размером 1200x600x100 мм, выполненных из непрозрачного ABS пластика. Блоки соединялись между собой посредством Г-образных рукояток поворотом на 90 с обеспечением высокой степени герметичности стыка.
Основанием опалубочный щит опирался на пол помещения, в котором производились опыты. Регулировка положения щита в пространстве осуществлялась при помощи двух телескопических стоек 8 (рис. 3.5), с входящими в их состав регулирующими устройствами и направляющим профилем (см. рис. 2.2).
По краям штукатурной полости были установлены герметичные нащельники (см. рис. 2.4) из разнопол очного алюминиевого уголка с размерами полок 100x50 мм, причем с одной стороны опалубочного щита в нащельнике были вырезаны отверстия для наблюдения за процессом растекания смеси и закреплена мерная металлическая линейка для измерения высоты штукатурного слоя (рис. 3.6). Также за ходом заполнения полости раствором можно было наблюдать через зеркала 3 (рис. 3.5), установленные под определенным углом, позволяющим видеть происходящий процесс. Над штукатурной полостью был смонтирован светильник 2, освещавший пространство зазора между стеной и опалубкой.
Затворение сухой штукатурной смеси водой, достижение однородности и заданной подвижности растворной смеси, а ее подача в полость производилась посредством растворосмесительного насоса «PFT G5 Super» (рис. 3.7, 3.8, 3.9) [107]. Причем, обычно используемый при нанесении растворной смеси пневматическим способом компрессор в данном случае не использовался по прямому назначению, а применялся лишь для обеспыливания (продувки) оштукатуриваемых поверхностей перед началом работ. Технические параметры «PFT G5 Super» представлены в табл. 3.3.
Принцип работы растворосмесительного насоса состоит в следующем. В приемный бункер для смеси 1 (рис. 3.7) вручную из бумажных мешков насыпается или при помощи пневмотранспортной установки нагнетается сухая штукатурная смесь, которая впоследствии подается в смесительную башню 8 при помощи подающего барабана 3. Затем происходит смешивание смеси с водой в заданной пропорции и ее подача в напорный шланг с помощью шнекового насоса 10, ротор которого приводится во вращение электродвигателем 5.
Количество подаваемой воды затворения плавно регулируется в пределах 100 - 1300 л/час при помощи водяной арматуры 8, расположенной на блоке управления 2 (рис 3.8). Подключение воды от водопроводной сети осуществляется при помощи резинового шланга 4, входящего в комплект оборудования. Диаметр соединительных муфт - %".
Подача готовой растворной смеси от растворонасоса осуществлялась по трубопроводной обвязке состоящей из: напорного шланга диаметром 25 мм длиной 4 м, четырех-ходового разветвителя с шаровыми кранами на каждом выводе и трех рабочих шлангов длиной по 2,5 м и диаметром 16 мм (рис. 3.7). Все элементы обвязки соединялись между собой при помощи быстроразъемных соединений. Между разветвителем и напорным шлангом был смонтирован манометр 5 (рис. 3.5) для измерения избыточного давления в шланге при перекачке растворных смесей с ценой деления 2 бара и пределом измерения 40 бар.
Измерение величин давления, действующего на опалубочный щит подаваемой растворной смесью производилось с помощью шести пьезометров с мембранными разделителями сред (рис. 3.8). Пьезометр (рис. 3.9) закреплялся к опалубочному щиту путем стягивания болтом 5 стальной сетки 2 со стороны рабочей поверхности щита и пластикового выпуска 4 с обратной стороны рабочей поверхности через резиновые прокладки 3. Далее на выпуск 4 при помощи
накидной гайки 6 присоединялась ответная часть выпуска 7, в которую через деревянную пробку 8 была плотно заделана специальным образом изогнутая пьезометрическая трубка 9. К пьезометрической трубке пристыковывались стеклянные прозрачные трубки диаметром 8 мм через резиновый переходник.
Трубки крепились перфорированной металлической лентой к деревянным планкам, которые в свою очередь закреплялись на опалубочном щите. На деревянных планках были установлены измерительные линейки, позволяющие фиксировать изменение высоты столба жидкости в динамике процесса заполнения растворной смесью штукатурной полости с точностью до 0,1 см. Начало отсчета линеек у пьезометров 1, 2, 3, 4 находилось на одном уровне от пола.
Заполнение пьезометров водой осуществлялось шприцем объемом 10 мл с периодическим удалением защемленного перед мембраной- воздуха. Для улучшения наглядности и удобства снятие показаний давления вода подкрашивалась пищевым красителем синего или красного оттенков.
Процесс проведения опытов непрерывно фиксировался на фото и видео камеру: видеокамера Sony Handycam TVR-1000і для хронометража, цифровой фотоаппарат CANON IXUS 800 для; фиксации показаний пьезометров с интервалами 2-4 секунды в, динамике процесса заполнения штукатурной полости растворной смесью. С помощью, цифровой обработки полученных данных временные интервалы создания фотоснимков определялись с точностью до 1 секунды. Во время проведения опытов осуществлялся отбор проб растворной смеси для определения предельного напряжения сдвига на ротационном вискозиметре ВСН-3; а также для определения прочностных показателей изготавливались кубики с длиной граней 70,7 мм. После твердения растворной смеси из массива штукатурного слоя цилиндрической коронкой диаметром 60 мм отбирались керны для последующего испытания их на прочность в лабораторных условиях на гидравлическом прессе «ПСУ-10».
Сравнительный анализ эффективности различных технологических режимов производства штукатурных работ по усовершенствованной технологии
Для внутренних штукатурок основными показателями качества являются эстетические свойства их лицевых поверхностей, а также геометрическая точность (отклонения от вертикали, выпуклости, вогнутости и т.п.) и шероховатость (поры, раковины).
По разработанной технологии заданные плоскостные параметры штукатурного слоя обеспечиваются высокой точностью монтажа направляющих профилей как по вертикали, так и по горизонтали относительно плоскости оштукатуриваемой стены. Неизменяемость положения щита в пространстве достигается за счет жесткого крепления направляющих профилей напротив вертикальных стыков отдельных щитов опалубки посредством регулируемых упоров в составе телескопических распорных стоек. Тогда как в промежутке между профилями геометрическая точность опалубочного щита обеспечивается жесткостью конструкции щитов опалубки.
Следовательно, величина давления растворной смеси, воздействующего на опалубочный щит со стороны штукатурной полости, является одним из основных параметров при расчете щитов опалубки на прогиб.
Таким образом, сравнительный анализ эффективности технологических режимов производства работ по новой технологии, а также определение наиболее рациональных из них для конкретного вида финишной отделки проводился по следующим критериям:
— качество лицевой поверхности монолитного штукатурного слоя (геометрическая точность и шероховатость);
— минимальная величина давления растворной смеси на опалубочный щит;
— прочность штукатурного камня, удовлетворяющая нормативным требованиям [132].
На основании экспериментальных данных, представленных в главе 3 диссертации, была приведена таблица, в которой отражены параметры технологических режимов процесса заполнения штукатурной полости растворной смесью, при которых были достигнуты наилучшие показатели по вышеуказанным критериям-(табл. 4.2).
Анализируя данные табл. 4.2, можем установить эффективные параметры технологического процесса устройства монолитных штукатурных покрытий по разработанной комплексно-механизированной технологии с учетом требований предъявляемых к качеству их лицевых поверхностей под финишную отделку (табл. 4.3).
Очевидно, что поверхность под окраску может быть оклеена обоями. Однако, ввиду большего расхода воды затворения, установленного при производстве работ, по сравнению с параметрами расхода для растворных смесей, применяемых для получения поверхностей под оклейку обоями время высыхания штукатурного слоя будет больше, а, следовательно, увеличится общая продолжительность работ.
Для определения рациональной величины шага расположения рабочих шлангов по длине (горизонтали) штукатурной полости был проанализирован характер зависимости распределения давления растворной смеси на опалубочный шит в горизонтальном направлении от устья шланга. Максимальные давления растворной смеси на опалубочный щит возникают в зоне выхода смеси из рабочего шланга.
Для рационального восприятия возникающих нагрузок оптимальным является расположение шланга в штукатурной полости напротив направляющего профиля, входящего в состав системы фиксирования опалубочного щита в пространстве. В этом случае основная часть усилий от действия давления растворной смеси на щит будет восприниматься направляющим профилем и телескопической стойкой, тогда как на промежуток между профилями будет приходиться значительно меньшее значение давления.
Учитывая, что расстояние установки, между направляющими- профилями не более 120 см с расположением их напротив каждого .вертикального стыка щитов опалубки, а также величину угла 2,5-5% уклона поверхности штукатурного слоя при расходе воды затворения 760-780 л/час, установленном в штукатурной машине, назначаем радиус действия рабочего шланга 1,2 м, а расстояние между двумя смежными шлангами не более 2,4 м.
Таким образом, получение высококачественной лицевой поверхности монолитного штукатурного слоя под окраску возможно при рациональных параметрах технологического процесса, указанных в табл. 4.4.
