Режимы вибрационного формования
5.15. Процесс уплотнения бетонной смеси можно условно подразделить на следующие стадии:
первая - характеризуется образованием сплошной среды из рыхлонасыпной бетонной смеси. При этом осуществляется взаимная перекомпоновка крупных и мелких частиц заполнителя с образованием макроструктуры бетона - его структурного каркаса. Продолжительность первой стадии зависит от исходной удобоукладываемости бетонных смесей: для литых смесей П4 она составляет 3 - 5 с, а для жестких - примерно (0,5…1)Ж, где Ж - жесткость, определяемая по ГОСТ 10181.1-81;
на второй стадии происходит дальнейшее сближение частиц заполнителя между собой и удаление некоторой части оставшегося воздуха. Продолжительность второй стадии составляет (1…4)Ж.
Жесткие смеси могут быть доуплотнены при условии дополнительного обжатия (статического или динамического) после завершения первых двух стадий. При уплотнении подвижных П2…П4 смесей из-за быстрого протекания процесса уплотнения четкое разделение на стадии не наблюдается.
5.16. Для вибрационного формования применяют оборудование с вибрационным, ударно-вибрационным и ударным характером уплотняющих воздействий.
Рабочие органы вибрационных формовочных машин при отсутствии бетонной смеси совершают гармонические колебания относительно положения равновесия. Виброперемещения, виброскорости и виброускорения их симметричны относительно положения равновесия.
Рабочие органы ударно-вибрационных формовочных машин совершают негармонические колебания, сопровождающиеся соударением с ограничителем того или иного типа. Перемещение, скорость и ускорение машин в этом случае имеют асимметричный характер.
Размах ускорения принято делить на верхнюю Ав и нижнюю Ан составляющие по нахождению рабочего органа в верхнем и нижнем положении, а отношение между ними Ан/Ав определяют как коэффициент асимметрии.
Ударные колебания возникают в результате соударения формы об ограничитель. Ударные колебания имеют также асимметрический характер.
5.17. Эффективность виброформования изделий зависит от интенсивности и продолжительности воздействия рабочего органа машины на уплотняемую смесь.
Интенсивность И вибрационного воздействия может оцениваться:
а) максимальным ускорением колебаний рабочего органа формовочной машины (интенсивность по ускорению)
Иа = Aw2,
где А - амплитуда перемещения; w - круговая частота вибрирования;
б) величиной пропорциональной мощности колебаний рабочего органа формовочной машины (интенсивность по мощности)
ИN = f(A2w3).
Примечание. При наличии специального обоснования могут быть использованы и другие характеристики эффективности виброформования (относительная деформация или ее скорость, градиент динамического давления, напряжение).
Интенсивностью по ускорению рекомендуется пользоваться преимущественно при оценке работы действующих формовочных установок, проверке их в процессе изготовления изделий и отработке режимов формования.
Интенсивностью по мощности, как правило, пользуются при проектировании новых формовочных машин и отработке технологии массового производства изделий из жестких бетонных смесей.
Рекомендуемые значения ускорения для формования изделий из различных бетонных смесей при стандартной частоте вибрирования, а также способы оценки интенсивности по ускорению приведены ниже и в прил. 1, а по мощности - в прил. 1.
Марка смеси по ГОСТ 7473-85
|
П4
|
П3
|
П2
|
П1
|
Ж1
|
Ж2
|
Ж3
|
Ж4
|
Ускорение, м/с2 · q
|
1
|
2
|
2,5
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
5.18. Продолжительность формования зависит от конфигурации и размеров изделий, насыщенности арматурой, вида оборудования, интенсивности вибрационного воздействия на смесь и ее удобоукладываемости.
Указания по назначению продолжительности вибрирования приведены в прил. 2 и 3 применительно к конкретным видам оборудования.
Продолжительность вибрирования проверяется опытным формованием, а контроль уплотнения осуществляется в соответствии с разд. 11.
5.19. При асимметричных режимах колебаний ускорением, осуществляющим уплотнение смеси, считают максимальное (пиковое) ускорение площадки в крайнем нижнем положении Ан. Верхняя составляющая при Ав > 1 создает условие для перекомпоновки частиц и позволяет ускорить процесс уплотнения.
Применение асимметричных колебаний позволяет, не повышая частоту колебаний, увеличить значение уплотняющего ускорения до величины 6…8q.
5.20. Повышение эффективности уплотнения жестких бетонных смесей может достигаться переменными режимами, учитывающими особенности механизма уплотнения смеси на каждой из стадий, указанных в п. 5.15.
5.21. Литые бетонные смеси П4, в том числе с добавкой пластификаторов, обладают пониженными величинами вязкости и сцепления. Для исключения эффекта расслоения их рекомендуется уплотнять при гармонических колебаниях с частотой не более 25 Гц и ускорением до 1,5 - 2q.
5.22. При формовании крупноразмерных изделий рекомендуется учитывать волновые явления. Они связаны с частотой колебаний и длиной волны L:
L = С / f,
где С - скорость распространения колебаний; f - частота.
Способы учета волновых явлений приводятся в прил. 1.
5.23. Рациональное формовочное оборудование выбирается с учетом вида изделия и его отличительных признаков. Классификация и способы формования различных изделий приведены в табл. 1.
Таблица 1
Группа
|
Конструкции
|
Изделия
|
Оборудование и способы формования
|
I.
|
Высокие вертикально поставленные или массивные со средней высотой слоя бетонной смеси больше 0,5 м
|
Фундаментные блоки, сборные элементы для массивной кладки и т.п.
|
Низкочастотные ударно-вибрационные и площадки с переменными параметрами колебаний; допускается применение пакетов глубинных вибраторов и площадок с горизонтальными колебаниями различных видов
|
|
|
Стеновые панели, изготовляемые в вертикальных формах
|
Горизонтальное (поперечное) вибрирование; низкочастотные площадки с вертикально направленными или эллипсоидными колебаниями; импульсное виброустройство; формование в кассетах
|
|
|
Объемные элементы зданий и сооружений
|
Низкочастотные виброплощадки;
глубинное и наружное вибрирование, площадки с многокомпонентными колебаниями
|
|
|
Изделия, относящиеся к другим группам, но формуемые в вертикальном положении (например, трубы и кольца большого диаметра) Конструкции типа колонн, стен и т.п.
|
Навесные вибраторы; передвижной вибросердечник или наружная виброопалубка; горизонтально вибрирующий сердечник (виброколокол); площадки с многокомпонентными колебаниями
Внутреннее и опалубочное вибрирование; импульсные виброустройства; площадки с многокомпонентными колебаниями
|
II.
|
Линейные значительной длины при относительно небольших сечениях
|
Призматические сплошные (ригели и балки, колонны, сваи, опоры линий электропередачи) Цилиндрические (трубы и трубчатые сваи)
|
Горизонтальное (продольное) вибрирование в сочетании с вибропригрузом или скользящим виброштампом; ударно-вибрационные вибрационные площадки блочного типа
Виброцентрифугирование (при диаметре до 1,2 и длине до 25 м) вертикальные формы с вибровалами (при диаметре 1,6 - 2 и длине 4 - 10 м); низкочастотные ударно-вибрационные площадки с вертикальными колебаниями (при диаметре до 1 и длине до 8 м)
|
III.
|
Плоские
|
Плоские и ребристые плиты
|
Виброплощадки, виброштампы, вибропрокатные и скользящие виброустройства
|
|
|
Пустотные плиты
|
Вибрационные, ударно-вибрационные площадки с пригрузом и комплектом пустотообразователей: машины с вибровкладышами и пригрузом
|
|
|
Дорожные и аэродромные плиты, плиты полов промзданий и т.п.
|
Поверхностные вибраторы; виброрейки; машины с навесным виброоборудованием; скользящие виброустройства; вибропрессы
|
IV.
|
Пространственные тонкостенные
|
Длинномерные с прямолинейной или слегка изогнутой осью и постоянным поперечным сечением, а также арочного типа
|
Скользящие виброустройства; виброплощадки с пригрузом
|
|
|
Двоякой кривизны (элементы сборных сводов-оболочек)
|
Стационарные виброштампы
|
|
