Введение к работе
Актуальность темы. Дальнейшее повышение эффективности строительного производства обуславливает необходимость создания высокопроизводительных машин и ресурсосберегающих технологий. Одним из основных технологических процессов, определящих ка -чеотво возводимых зданий и сооружений из монолитного бетона является уплотнение бетонной смеси. Анализ существувдих методов технологического преобразования бетонной смеси показывает, что несмотря на их многообразие /центрифугирование, прессование, укатка роликами, вакуумирование и др./ в большинстве случаев требуемые свойства бетона достигаются с помощью вибрирования.
Известно, что глубинное вибрирование бетонной смеси энергетически наиболее выгодно, однако, как устаноачено многочисленными исследователями, вибрационные машины, применяемые при реализации этой технологии обладают рядом существенных недостатков. Это относится и к наиболее распространенным типам вибрационных машин глубинным вибраторам с цилиндрическим корпусом, которые недостаточно эффективно передают вибрационное воздействие бетонной смеси, создают неравномерное поле ускорений, имеют низкий КПД и небольшую долговечность. Попытки повышения технологичео -кой эффективности процесса уплотнения бетонной смеси глубинным вибрированием, основанные на увеличении единичной, мощности круговых виброуплотнителей за счет развития их диаметров, длин, масс, не принесли желаемого результата. .
В последние годы предлотаны и иные типы глубинных вяброуп-лотнителей, наиболее известн^ли из которых язлкотся плоскостные, пространственные, уплотнители типа "Торпеда", лопастные. Однако, по ряду;конструктивных и технологических причин не получивших широкого распространения в строительной практике.
Такое положение обусловлено том, что повышние технологи -ческой эффективности процесса уплотнения бетонной смеси глубин-
нш вибрированием б настоящее время ведется в основном по ли -нии усовершенствования известных типов рабочих органов глубин -ных виброуплотнителей, т.е. идет по линии "общемашинной". Та -кой подход, разумеется, дает возможность от поколения к поколению несколько улучшать технические показатели вибромашин, однако, не затрагивает принципиальных вопросов контактного взаимо -действия рабочего органа глубинного вибратора с бетонной смесью.
Мезду тем установлено, что значительная часть энергии глубинного вибратора теряется в пограничном с излучателем слое.
При этой, несмотря на большое число экспериментальных и тео
ретических работ в области глубинного вибрирования бетонной сме
си исследований, направленных на изучение характера контактного
взаимодействия рабочей поверхности вибратора и бетонной смеси
крайне мало, а имевдиеся предложения базируются в основном на
эмпирических данных в связи с чем многие вопросы остаются неяс
ными.' '."'".'
Поэтому и возникла необходимость в специальном исследовании специфических образований,, возникающих в бетонной смеси непос -следственно прилегамцей к рабочей поверхности вибратора и разра-ботке на. этой основе методов позволявших повысить технологическую эффективность.вибрационного воздействия, передаваемого ос -новной массе уплотняемого материала.
Цель работы. Совершенствование технологии уплотнения бетонной смеси глубинным вибрированием за счет повышения эффективнос-,ти вибрационного воздействия, передаваемого основной маосе уплотняемого материала.
Рабочая гипотеза'. Ооновная рабочая гипотеза предполагает , что повышение технологической, эффективности процесса уплотнения бетонной смеси глубинным, вибрированием может быть достигнуто путей управления процессом формирования граничных образований, воз-никаодих вокруг рабочего органа глубинного вибратора, главным
образом, за счет скитания скольжения его рабочей поверхности относительно уплотняемой среды.
При этом решались следуздие задачи:
I. Анализ и обобщение существующих теоретических и экспериментальных исследований в облаоти технологии уплотнения бетонной смеси глубинным вибрированием.
2. Получение аналитических зависимостей, позволяющих вскрыть характер формирования специфических зон кругового движения уплотняемой среды и сгепень их влияния на эффективность породагаомого бетонной смеси вибрационного воздействия /на основании ро;:юпил задачи о круговом нестационарном движении бетонной смеси, возни-кащем в направлении поступательного перемещения рабочего органа глубинного вибратора/.
3.' Экспериментальная проверка выдвинутых теоретических положений.
-
Разработка эффективных методов вибрационного воздоіїотвия и создание на их основе нового технологического оборудования, предназначенного для уплотнения бетонной смеси глубинным вибри -рованием с его последующим исследованием.
-
Производственная проверка результатов исоледовашій и технико-экономический анализ предложенного оборудования и тэхноло -гии.
Научная новизна работы заключается в следующем:
экспериментально доказано влияние граничных образований на процесо передачи вибрационного воздействия уплотняемому материалу;
теоретически обоснована возмочснооть повышения технологической эффективности процесса уплотнения бетонной смеои глубинным вибрированием за счет изменения характора формирования приграничных зон кругового течения уплотняемого маториала, возникаго-щего в направлении поступательного перемещения рабочего органа
глубинного вибратора;
получены новые экспериментальные данные, отражающие особенности и характер протекания процесса контактного взаимодействия рабочего органа глубинного вибратора и бетонной смеси;
установлен характер, формирования и функционирования приграничных образований,; возникавдих в бетонной,смеси вокруг рабо-
'чого органа глубинного вибратора, в зависимости от амплитудно-частотных характеристик технологического оборудования, подвижности уплотняемой среды и времени вибрационного воздействия;
разработаны методы повышения технологической эффективности процесса уплотнения бетонной смеси глубинным вибрированием, на основе которых создан ряд новых типов технологического оборудования, затолченных авторскими свидетельствами;
определены направления дальнейшего совершенствования технологии уплотнения.бетонной, смеси глубинным вибрированием.
Практическая ценность. Установлена принципиальная возможность повішення технологической эффективности процесса уплотнения бетонной скеси глубинным вибрированием за счет изменения характера приграничных образований в зоне контакта системы "вибратор-бетонная смесь". Предложены методы эффективного вибрационного воздействия, на основе которых создано новое технологическое оборудование для уплотнения'бетонной смеси. Разработана технология уплотнения сотонной смеси глубинным зибрированием, позволяющая интенсифицировав процесс уплотнения за счет использования различных видов рабочих эр'тног, глубинного вибратора в зависимости от типа возьо-днмой конструкции.
Реализация резутьтатов работы. Результаты исследований под-твечгданц опатно-ііропзводственной проверкой и внедрены в КМИ/1У с:л-І9 ЛСК г.Ленинграда, Вэлогорском межрайонном производственном регюнтно-эксплуатационном объединении и СУ-ІЗ СМТ-І Мннвос-їок^сячюя'РОЬСР. За период I989-I99I гг. бшга уложено и уплотне-
но более 13,5 тыс. м3 бетона. ЭконошческиЙ Щ.окт от применения новой технологии составил 0,142 руб. на I м3 бетонной смеси в ценах 1990 г.
Апробация работи. Основное содержание работы, а также ее отдельные положения доложены в I988-I99I годах на 45-48-й научных конференциях Ленинградского инженерно-строительного института, в 19Э0 году на научно-практической конференции "Проблемы и практи- ка строительства в Тюменской области", в 1990 году на региональной конФереіщии "Особенности проектирования и строительства яилья для районов Западной Сибири".
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи, получено 2 авторских свидетельства на изобретения и 2 положительных решения о выдаче авторского свидетельства на изобретения.
Объем диосертации. Работа состсит из введения, четырех глаз, заключения, списка использованной литературы, вклэтаицего 198 наименований, из которых 18 на иностранных языках. Содержание диссертации изложено на 2^9 страницах машинописного текста, вкл'а-чая 5"! рисунок, 3 таблиц, 5" приложений,'
На запиту выносятся;
результаты теоретических исследований в області: совершенствования технологии уплотнения бетонной смеси глубинным вибрированием, вклячаотие уравнения формирования и развития специфических зон кругового движения уплотняемого материала и их влияние на ар-' фективность передаваемого бетонкой смеси вибрационного воздействия;
методы повышения технологической Э'Нектпвности вибрационного воздействия передаваемого основной массе уплотняемой среды;
результаты экспериментальных исследований и данные о внедрении в производство предложенного автором технологического оборудования для уплотнения бетонной смеси глубинным вибрированием.-