Основы теории и практика производства бетонных работ средствами ротационно-силового уплотнения Дюженко, Михаил Георгиевич

Введение к работе

Актуальность. Решающими факторами резкого ускорения социально-экономического развития страны, намеченного ХХУП съездом КПСС, является сокращение сферы применения ручного труда, механизация, автоматизация и роботизация производства, совершенствование организационных структур управления, разработка и внедрение экономических рычагов и стимулов. Эта задача актуальна л в строительстве, включая его индустриальную базу. В настоящее вреия и ь обозримой будущем основный строительным материалом будет являться яелезо-бетон. Поэтому техническое перевоорузение бетонных работ на более высокой уровне производства актуально как в области сборного, так и монолитного бетона и железобетона.

В составе производственного процесса бетонирования к наиболее трудоемким и в то еє Ереыя очень ответственным операциям, в значительной степени предопределяющим прочность и долговечность будущего здания или ссоруяения, относится укладка и уплотнение бетонной смеси. По современной технологии бетона эти операции выполнятся в основном с применением различных вибрирующих устройств. Вместе с теи вибрации, как известно, пошшо положительного влияния свойственны и весьма существенные недостатки, что в ряде стран, в том число и в Советском союзе, побуждает к интенсивному поиску и разработке иных, так называемых безвибрациоюшх методов бетонирования, основашшх на прилогешш удара, давления, давления в сочетании с вакуумом и др. воздействий.

Эффективным методом безвибрационного бетонирования, при осуществлении которого бетонная смесь, будучи преобразованной в поток дискретных частиц, уплотняется под воздействием весьма интенсивных инерционных сил, является набрызг. До недавнего времени в качестве технических средств для производства набрызга применялись в основ-

ном пневматические аппараты: цемент-пушки и шприц-машины. В связи с малой производительностью этих машин, большой энергоемкостью процесса пневматического бетонирования, сложностью и металлоемкостью технологического оборудования набрызг-бетон до сих пор имел ограниченное применение, несмотря на ряд ценных свойств,присущих этому материалу: высокой механической прочности, малой проницаемости, морозостойкости, коррозионной стойкости и др.

Положение резко изменяется в пользу набрызга, если применять для получения набрызг-бетопа новые технические средства, перерабатывающие бетонную смесь или отдельные ее компоненты посредством силовых воздействий лопастных роторов. Их производительность может быть доведена до нескольких десятков и даже сотен кубометров в час при расходе энергии,не превышающем 0,2-0,6 кВт.ч/м³.

Цель работы- новая технология производства бетонных работ средствами ротационно-силового уплотнения, для которой заложить основы теории, усовершенствовать технологическое оборудование, выбрать и обосновать параметры новых устройств и процессов - элементов технологии, реализуемых в практике строительства и его индустриальной базы.

Связь с планами отраслей науки и народного хозяйства. Работа выполнялась в рамках задания 05.03.TI0 программы 0.55.08 по решению важнейших научно-технических проблей в гидроэнергетике на 1981-85г.г., утвержденной Госстроем СССР, Государственный комитетом СССР по науке и технике, Госпланом СССР. В ХП пятилетке работа включена в Общесоюзную научно-техническую программу по строительству 0.40, подпрограмма 0.55.16.01.

Научная новизна работы.

I. Проведены всесторонние исследования, в результате которых выявлены технологические возможности и установлены области рацио-

нального применения средств ротационно-силового уплотнения в практике производства бетонных работ.

1. Разработана теория процесса переработки бетонной смеси ро-тораии в дискретный поток п формирования из отдельных элементов потока слоя ротационного бетона, содержащая в своей структуре эмпирическую основу, ряд принятых допущений, идеализированную модель процесса и его математическое описание.

2. Разработана методика исследования дискретного потока и определена непосредственными измерениями скорость движения частиц и степень концентрации нх в различных участках потока, а такяэ установлен верхний предел интенсивности механических воздействий (скорости движения), которые целесообразно прилагать к отдельным компонентам бетонной смеси (растворной составляющей и зернам крупного заполнителя) в процессе механического метания.

3. Обоснован рациональный диапазон параметров роторных метательных устройств и процессов ротационно-силового уплотнения, реализуемых на их основе, а также установлены оптимальные технологические реиимы переработки бетонных смесей различных составов и подвижности в различных условиях производства.

4. Исследованы физико-механические свойства ротационного бето-ва и установлена овязь между свойствами и параметрами технологической обработки бетонной смеси.

Практическая ценность.

I. Разработанные в диссертации прикладные вопросы теории получили практическое применение при создании группы роторных метательных устройств, а также при разработке новых технологических процессов с широким использованном этих устройств для укладки монолитного бетона в массивы, нанесепия бетонных покрытий на горизонтальные или наклонные поверхности большой площади, формования сборных изделий массового спроса на конвейерных линиях или в стендовых формах.

5. Полученные математические модели применены для расчета па-рпметров метательных устройств и процессов ротациоино-силового уплотнения, для раочета составов бетонной смеси, обеспечивающих получение ротационного бетона с заданными физико-механическими свойствами, а также для оптимизации технологических режимов бетонирования в различных условиях производства.

6. Разработанные образцы метательных устройств в виде навесного оборудования позволяют произвести модернизацию существующего парка бетоноукладчиков и создать современную техническую основу для массового применения способа ротационно-силового уплотнения в ' технологии производства бетонных работ.

Внедрение полученных результатов.

Разработанные в процессе проведения исследований технологические процессы и устройства для их реализации получили применение в практике строительства и на предприятиях его индустриальной базы:

для изготовления тротуарных и облицовочных плит, свай, возведения объектов из ионолитного бетона в Киеве, Харькове, Тбилиси и др.городах;

для производства труб больших диаметров на Часов-Ярском (Донецкой обл.) заводе "Гидроколезобетон";

для бетонирования откосов земляных сооружений на строительстве Загорской ГАЭС;

для изготовления железобетонных решетчатых полов зданий с/х назначения в Харьковском облмекколхозстрое;

для производства плит перекрытий, перемычек, приставок и стоек ЛЭП на заводе КБИ Минэнерго СССР в г.Саяногорске.

Апробация. Основные разделы диссертации докладывались на следующих научно-технических конференциях и совещаниях.

I. УП и УШ Всесоюзных конференциях по бетону и аелезобетону (Ленинград, 1972; Харьков, 1977).

7. ХІУ, ХУ, ХУІ, ХУП, ХУШ Координационных совещаниях по гидротехническому бетону (ЗНКИГ кы.Б.Е.Веденеева, Ленинград-Нарва 1974-1979).

8. Республиканской научно-технической конференции "Пути сокращения применения ручного и тяжелого, а также некзалифицированного труда" (Донецк, 1975).

9. Координационном совещании по механизации и автоматизации процессов формования железобетонных изделий (ШШБ, Москва, 1973).

10. Координационном совещании "Безопалубочныэ методы бетонирования" (Киев, 1975).

11. Всесоюзном совещании по гидротехническому бетону "Укладка и уход за бетоном при строительстве гидротехнических сооружений" (Дивногорск, 1978).

12. Республиканском научно-технической совещании "Технология безвибрационного формования железобетонных изделий" (Минск, 1979).

13. Республиканской научно-технической конференции "Метрополитен и планировка крупнейаего города" (Харьков, I960).

14. Всесоизной конференции "Повывениз долговечности конструкций водохозяйственного назначения (Ростов-на-Дону, 1981).

10. Всесоюзной научно-технической конференции "Теория, производство и применение искусственных строительных конгломератов в водохозяйственном строительстве" (Ташкент, 1985).

11. Научно-технических конференциях кафедр ХИЙКСа, ХИСЙ, ЛИСИ в период 1975-86 г.г.

12. Объединенной сессии научно-исследовательских институтов Закавказских республик по строительству, посвященной 70-летию Великой Октябрьской социалистической революции (Тбилиси, 1987).

Публикаций. По материалам диссертации опубликовано 39 статей, монография, получено 15 авторских свидетельств, один иностранный патент (ФРГ). Образцы поеой техники для производства

бетонных работ по способу ротационно-силового уплотнения демонстрировались на ВДНХ СССР, УССР и на международной выставке "Советские изобретения за рубежом" в Г.Хельсинки.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 10 разделов текста, основных результатов и выводов, излокена на k5h страницах машинописного текста, включая 115 рисунков и 92 таблицы. Список использованной литературы содержит 305 источников, из них 248 на русском языке. Документы, подтверждающие внедрение, представлены в приложении.