Введение к работе
Актуальность работы. В строительстве, в недалеком проплоц, сейчас и в обозримом будущей железобетон является одним кз основных конструкционных материалов. Поскольку прочность и др. физико-механические показатели Сетона, важные с течки зрег:::г. коструктора, являются функциями его водопекентного отношения і-Л протяжении всего периода развития науки о бетоне идет постоянны."", поиск способов и устройств, которые бы позволили снизить расход воды в бетоне ив то ке время,обеспечили достаточную степень стс уплотнения. При этом развитие технологии шло, в основыом5.по двуі.5 направлениям. Первое направление - разработка и внедрение эффективных средств и способов уплотнения с применением вибрации, удара, давления и т.п.' Второе - введение добавок в бетонную смесь, повы-шазцих ее пластичность и удобоуклгдаваемость без значительного раз-хинения смеси водой. Повидимоиу,эти два направления в массовой технологии бетона и железобетона себя исчерпали, а уровень показателей (прочности, непроницаемости, морозостойкости, химической стойкости и др.) которыми характеризуется качество конструкций и изделий, выпускаемых предприятиями стройиндустрии, или возводимых из монолитного бетона,близок к своему предельному значении.
Достичь коренных преобразований в этой области можно только с привлечением новых идей, на принципиально иной технической осново. Перспективным направлением'в данном случае является давно известная, но по-ряду причин еае не получившая пкрокого развития струйная технология бетона, при осуществлении которой структура бетона формируется из отдельных частиц, разгоняемых посредством специальных устройств до некоторой скорости движения. При этой стадия бетонной смеси практически отсутствует, так как при формировании слоя, отдельные компоненты бетона, будучи равномерно распределенными, вступает в контакт и взаимодействуют между собой непосредствен-їо в форме или опалубке.
Создаваемая ..таким образом,структура близка к оптимуму и нз нуждается в дальнейшем в какой-либо механической обработке, так как зто моеєт привести только к разуплотнению слоя, о чем свидетельствует практика торкрета или шприц-бетона.
Существенным недостатком струйной технологии, реализуемой на основе пневматики, является значительная энергоемкость прц^еа. Многочисленные попытки запенить пневматику механическими устройствами, позволяющими снизить энергозатраты до обычного уровня, показали перспективность этого направления. Однако весьма существенной ошибкой их внедрения была,на наш взгляд, попытка использования их только на второй стадии т.е. для уплотнения готовых бетонных снесе! что явно ке логично, так как в процессе переработки роторами смесь снова разделяется на отдельные компоненты, которые вновь объединяются в систему при формовании слоя бетона.
Работа выполнялась в соответствии с заданием 05-СЗ ТЮ НТП 0.55.08, утверЕденной Госстроем СССР, ГКНТ СССР и Госпланом СССР и комплексной программой разработки и внедрения наплавного способа строительства энергетических объектов, утвержденной Минэнерго СССР ІІ.ІІЛ987 г.
Цель работы. Разработать технологию получения бетона непосредственно из частиц дискретного потока, минуя стадии бетонно смеси, к образовать на этой основе ряд целентно-бетонных коипозици (включая фибробетон) реализуемых на практике при выпуске плоских или стериневых изделий различной номенклатуры.
Для достижения поставленной цели решались следующие основные
задачи: '
разработать новую конструкцию иетательного устройства для нанесения ротационного бетона на наклонную поверхность;
выбрать и обосновать параметры этого устройства;
разработать математическую модель процесса формирован:».:: слоя ротационного бетона на наїичоїіиоі. поь'.'рхпсстп;
определять технологические резпіл: (сісоросгь л:.;....-, y.vs. ':^'_:._ дискретного потока в т.ч. отраженных от наяразляэдЕГО рстоуа; :: параметры процесса ротацпокло-сплогогс уплотнения ;р'-іспрс;сл:і::.-концентраций частки дискретного потскз б отдельны:: со.тор^:: у;." рассеивания) на базе новьэ: конструктивных ретені::; ^орцудпзго ::--ройства и их влияние на структуру к свойства Сетона (і: iaripoc-::;;::.;:
разработать технологическую линию формования изделии са Жетона и железобетона методом ротационно-силового уплотнения, определить ее технологические параметры и выдать рекомендации по использованию оборудования для формования тротуарных плит;
апробировать результаты исследования в производственных условиях.
Научная идоя. Установление и целенаправленное использование закономерностей в регулировании питающего потока коц-ЛОН0НТОВ композитных смесей, формировании структуры слоя ротационного бетона (фибробетона) на наклонной поверхности, методой статистического оценивания.
Рабочая гипотеза. Предполагается, что если при перемещений цепного конвейера с формами, смонтированного пол уїло:.: 35 к горизонту, относительно трехроторного цетателк, частицы дискретного потока (зерна крупного заполнителя) попадают на участі::; поверхности, еще не достаточно покрытые смесью (менее 5 р ъ зс-нь левее точки - 1,5G, на оси абсцисс), то сни отражаются и падая; правее указанной точки, где покрытие смесьо более 1С %>, поэтому зерна отскока будут замонолкчени в теле бетона изделия, ке нарушая его структуру.
Научная новизна работы.
I. Разработаны элементы теории распределения частиц в отделъ-
ных секторах угла рассеивания и на этой основе рассмотрен процесс формирования слоя ротационного бетона из частиц дискретного потока на наклонной поверхности, иинуя стадию бетонной смеси.
-
Исследован процесс вибропобувдения бетонной смеси в расходном бункере и определены параметры: частота и амплитуда колебаний, з результате чего получены данные для разработки новой конструкции питателя-дозатора и системы, обеспечивающей равномерную, строго дозированную подачу бетонной смеси или ее компонентов к метательному устройству.
-
Разработана методика расчета концентрации частиц в различных секторах угла рассеивания и расчета-количества бетона формируемого на различных участках зоны распределения.
-
Проведены исследования свойств ротационного бетона при длительных сроках эксплуатации и на основании прямых испытаний получены данные подтверждающие высокую степень стойкости и долговечности этого материала.
Практическая ценность.
-
Прикладные вопросы теории, разработанные в диссертации, получили практическое воплощение в проектировании формующих устройств ротационно-силового уплотнения и средств комплектации к ним в виде систем подачи и дозировки сы^си, перемещения форм, разгрузки конвейера и т.п.
-
Полученные математические модели,устанавливающие связь меаду свойствами материала, составом смеси и параметрами производства работ на новом оборудовании,используются в технологических расчетах составов новых композитов, например, состошдих из-бетонной матрицы и дисперсно располоненных армирующих волокон (фибры) получаемых без предварительного перемешивания исходной смеси.
-
Создана а смонтирована в лаборатории гидравлики московского института КАТИ экспериментальная технологическая линия, содержащая
. б
узлы для получения стальной сиОри, введения с:::брь: в поток к ;1ср:,:о-вакик, осуществляемому по способу ротационно-сплового уплетігліп.ч, изделий из ^иброботсна. Линия снабжена гидроприводом і; уппавлг.єтсг компьютером, з программу работы которого заложен ряд зависимостей полученных з настоящей работе.
'*. На оснований проведенных исследовании разработан проект с.п-то'-атизированной технологическое линии для производства тротуарі;--;.; плит годовой производительность» 3 НЛК. ЕТ7К.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается их экспериментальной проверкой, с применением стандартных методик и уровнем значимости результатов опытов - 0,95. Достоверность при определении физико-механических показателей ротационного бетона, в зависимости от технологических регицов и параметров оборудования, обес--печиваетсп многократным повторением результатов. Кроме того достоверность результатов при оценке долговечности ротационного бетона подтверддшотся данными его испытания в возрасте 20 лет.
Внедрение полученных.результатов.
Разработанные в процессе проведения исследований технологические процессы и устройства для их реализации получили практическое применение на предприятиях индустриальной базы строительства:
для производства тротуарных плит в г.Тбилиси на опытном зе-воде ПО ГрузНПйстром;
для производства плит НЛК, свай, тротуарних плит к др.изделий на Лелойском заводе ЯБИ треста "Зодстропматериали" в г.Тбилиси;
в настоящее время на Московском заводе "Компрессор" ведется ыонтаз технологической линии для производства тротуарных плит про-' изводительностьа 3 млн. втук/год.
Апробация. Основные результаты работы докладывались л
обсундались на научных конференциях профессорско-преподавательского
состава МКСИ, ХИИГХ, ХИСЙ с участием представителей производства,
научно-исследовательских и проектних организаций в период 1988-93г.
- на объединенной сессии НИИ Закавказских республик в г. Тбилиси, 1987 г.
Установка для производства тротуарных плит, а такае образцы продукции демонстрировалась на ВДНХ Гр.ССР и были отмечены премией выставки. Партия плит улокена на территории института ГрузНШ-стром.
Публикации. Основное содеряавие работы излоаено в трех отчетах по научно-исследовательской %аботе кафедры технологии строительного производства и строительных материалов Харьковского института инненеров городского хозяйства, 5 статьях в сборниках и публикациях НИЙНТИ. В процессе выполнения работы получено 4 авторских свидетельства СССР, по заявкам поданным в Госкоыизобретений СССР получено 3 положительных решения на выдачу 2-х авт.свид. и патента.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, общих выводов, списка использованных источников и приложения. Содернлт страниц машинописного текста, рисунков, таблиц
наименований библиографии.
