ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

ПОСОБИЕ
ПО ТЕХНОЛОГИИ ФОРМОВАНИЯ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

(к СНиП 3.09.01-85)

Утверждено
приказом НИИЖБ Госстроя СССР
от 7 июля 1986 г. № 38

Москва Стройиздат 1988

Рекомендовано к изданию Научно-техническим советом НИИЖБ Госстроя СССР.

Содержит основные требования и указания по технологии формования железобетонных изделий, рекомендации по расчету технологических параметров и выбору оборудования.

Для инженерно-технических работников предприятий сборного железобетона, проектных и научно-исследовательских организаций.

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее Пособие содержит основные сведения о режимах формования железобетонных конструкций и изделий, о формовочном оборудовании и методах его подбора. Пользуясь изложенными в Пособии рекомендациями, можно оценить формовочные свойства бетонной смеси, подобрать соответствующее технологическое оборудование и рассчитать режимы формования.

Пособие содержит сведения о применяемом в настоящее время формовочном оборудовании и требования по его эксплуатации, обслуживанию и ремонту.

При подготовке Пособия были учтены передовой производственный опыт, а также результаты соответствующих научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Настоящее Пособие разработано НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук Б.В. Гусев, кандидаты техн. наук Е.З. Аксельрод, А.И. Звездов, В.Н. Кузин, Г.С. Митник, инженеры В.Г. Васильев, Е.Г. Зиновьев, С.М. Симбирская); ЦМИПКС при МИСИ им. В.В. Куйбышева (доктора техн. наук А.А. Афанасьев, И.Ф. Руденко); ВНИИ-железобетон Минстройматериалов СССР (кандидаты техн. наук В.Д. Коюшев, Т.Г. Тарарина, Д.Ф. Толорая; ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева (д-р техн. наук О.А. Савинов, канд. техн. наук Е.В. Лавринович); КИСИ Минвуза УССР (кандидаты техн. наук В.Н. Гарнец, И.И. Назаренко); ДИИТ МПС СССР (д-р техн. наук В.Г. Зазимко, канд. техн. наук И.И. Нетеса); Рижским политехническим институтом (д-р техн. наук Г.Я. Куннос); Гидропроектом им. С.Я. Жука (д-р техн. наук Е.П. Миклашевский); ИСиА Госстроя БССР (д-р техн. наук И.Н. Ахвердов, канд. техн. наук Н.П. Блещик); ВНИИ транспортного строительства (канд. техн. наук А.Д. Дорохова); Кишиневским политехническим институтом (д-р техн. наук В.Н. Шмигальский); НИИСП Госстроя УССР (канд. техн. наук B.C. Зинченко).

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Пособие распространяется на формование всех видов сборных железобетонных конструкций и изделий; отдельные положения могут быть использованы при укладке смесей в монолитные конструкции.

В зависимости от вида изделий и удобоукладываемости смесей даны режимы формования и соответствующее оборудование.

1.2. В процессе формования изделий включены следующие технологические операции, регламентируемые СНиП 3.09.01-85: подготовка форм или стендов (в том числе их чистка и смазка, установка и фиксация арматурных элементов, закладных изделий, вкладышей, натяжение напрягаемой арматуры предварительно напряженных конструкций); укладка и уплотнение бетонных смесей; отделка и процесс формования; немедленная или ускоренная распалубка элементов борт оснастки.

1.3. Выбор метода формования должен производиться в зависимости от вида изделий и принятой технологии их производства, с учетом необходимости обеспечения требуемого качества изделий, экономии цемента, трудозатрат и облегчения условий труда. В процессе формования в необходимых случаях должна быть предусмотрена утилизация остатков бетонной смеси.

1.4. Технология формования должна обеспечивать изготовление изделий, соответствующих требованиям стандартов или технических условий и проектной документации.

1.5. Изготовление изделий должно, как правило, производиться с применением серийно выпускаемого или нестандартизированного технологического оборудования, выпускаемого машиностроительными заводами. Допускается применение технологического оборудования, изготовленного другими заводами или собственными механическими цехами при соответствии его действующим стандартам или техническим условиям.

2. ТРЕБОВАНИЯ К БЕТОННЫМ СМЕСЯМ И АРМАТУРЕ

2.1. Бетонные смеси должны отвечать требованиям ГОСТ 7473-85 и других нормативных документов, разработанных с учетом конкретных условий производства.

2.2. Основные положения по удобоукладываемости и формируемости бетонных смесей сформулированы в СНиП 3.09.01-85.

2.3. Удобоукладываемость бетонных смесей определяется в соответствии с ГОСТ 10181.1-81, а их классификация приведена в прил. 11 (ГОСТ 7473-85).

2.4. Удобоукладываемость бетонных смесей следует назначать с учетом вида и конфигурации изделия, типа формующего оборудования, количества арматуры таким образом, чтобы обеспечивалось равномерное уплотнение смеси с коэффициентом уплотнения К ³ 0,98. С целью экономии цемента рекомендуется применять смеси с минимальным для данных условий содержанием воды.

2.5. Для улучшения удобоукладываемости бетонных смесей могут применяться пластифицирующие добавки (см.: Руководство по применению химических добавок в бетоне. - М.: Стройиздат, 1980).

2.6. В густоармированные зоны изделий допускается укладка смеси большей подвижности с меньшим размером наибольшей фракции крупного заполнителя по сравнению со смесью основного объема; при этом должен обеспечиваться заданный класс бетона.

2.7. Для приготовления бетонных смесей следует применять смесители: принудительного действия - для тяжелых, легких и мелкозернистых бетонов любой удобоукладываемости; гравитационных - для подвижных смесей.

При подвижности смеси 5 см и более и жесткости не более 10 с допускается применение гравитационных смесителей для приготовления легких бетонов класса В 12,5 и выше с маркой по средней плотности D 1600 г/см³ и выше.

2.8. Для обеспечения проектного положения арматуры изделий при формовании следует устанавливать специальные фиксаторы. Расстояние между фиксаторами по длине ненапряженной арматуры должно составлять: при диаметре арматуры 3 - 4 мм - 0,4 - 0,5 м, при диаметре 5 - 6 мм - 0,6 - 0,8 м, при диаметре 8 - 12 мм - 0,8 - 1,2 м. Для напрягаемой арматуры указанные расстояния увеличиваются в четыре раза. Пересекающиеся арматурные каркасы должны быть соединены между собой.

2.9. При непрерывном формовании для предотвращения деформаций и смещения арматуры в направлении движения формовочного устройства следует предусматривать ее крепление к форме (матрице).

3. УКЛАДКА БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

3.1. Чтобы не ухудшить формовочные свойства смеси после ее приготовления, укладку в изделия следует выполнять до начала схватывания цементного теста. Восстанавливать удобоукладываемость смеси добавлением воды запрещается.

3.2. Укладка бетонных смесей в форму должна осуществляться в соответствии с технологической картой с применением машин, механизмов и приспособлений, исключающих или сводящих к минимуму ручной труд.

3.3. Укладку бетонных смесей производят бункерами, бетонораздатчиками или бетоноукладчиками.

Бункерами смесь транспортируют к посту формования и укладывают в форму без разравнивания, которое впоследствии выполняют специальными распределяющими механизмами или механическими приспособлениями. Перемещение бункеров осуществляют грузоподъемными механизмами.

Бетоноукладчики представляют собой самоходную раму с установленным на ней бункером, перемещающуюся над формуемым изделием. Бетонораздатчики выдают смесь в форму без разравнивания, которое затем выполняют специальными распределяющими механизмами или механическими приспособлениями.

Бетоноукладчики кроме бетонораздаточного бункера оснащены устройствами, распределяющими смесь по форме. В бетоноукладчике может быть предусмотрена навеска дополнительных механизмов, например для отделки изделий.

3.4. Для обеспечения непрерывной порционной выгрузки смеси бетонораздаточные бункера оборудуют секционными, шиберными или челюстными запорами и в ряде случаев ленточными питателями, а для улучшения условий выгрузки оснащают вибровозбудителями.

3.5. В качестве распределяющих устройств применяют: насадки, вибронасадки (вибропротяжные устройства), воронки, вибролотки, плужковые разравниватели (рис. 1).

Рис. 1. Схема укладки бетонных смесей

а - вибронасадком; б - вибролотковым питателем; в - плужковым разравнивателем; г - поворотной воронкой; 1 - форма; 2 - бункер; 3 - ленточный питатель; 4 - вибронасадок; 5 - вибролотковый питатель; 6 - воронка поворотная; 7 - плужковый разравниватель

3.6. Полезный объем бункеров при периодическом их заполнении следует назначать с учетом объема формуемых изделий и цикла их формования (бункер должен вмещать 1,1 - 1,2 максимального объема смеси для формуемого изделия). Отношение полезного объема бункера к геометрическому следует принимать равным 0,7 - 0,8. При непрерывном заполнении бункера его объем следует принимать не менее 1 м.

3.7. Перед укладкой бетонных смесей необходимо проверить:

качество очистки и смазки форм;

правильность установки и надежность закрепления формы на формовочном посту;

правильность установки в форме арматуры и закладных деталей и их фиксацию;

готовность к работе бетоноукладывающего и формующего оборудования.

3.8. При формовании сплошных плоских изделий с нормальной густотой армирования укладку подвижных бетонных смесей допускается производить сразу на заданную толщину с учетом коэффициента уплотнения; при формовании пустотных и сплошных плоских густоармированных изделий укладку бетонной смеси выполняют послойно.

3.9. При формовании длинномерных изделий укладка и уплотнение смеси могут осуществляться последовательно от одного конца изделия к другому, либо соответствующим включением отдельных групп виброустройств, либо путем непрерывного или циклического перемещения рабочих органов.

3.10. Укладку бетонных смесей допускается производить с высоты свободного падения не более 1 м.

3.11. При укладке бетонных смесей в условиях открытого полигона следует предусматривать их предохранение от воздействия атмосферных осадков, солнечных лучей и ветра.

3.12. При перерывах в формовании изделия, превышающих по продолжительности срок окончания схватывания цементного теста, дальнейшее бетонирование изделия можно осуществлять после удаления цементной пленки с контактной поверхности старого бетона.

4. ФОРМЫ И СТЕНДЫ

4.1. Формы по всем параметрам должны соответствовать ГОСТ 25781-83. При изготовлении изделий, к точности размеров которых предъявляют повышенные требования, допускаются отклонения внутренних проектных размеров формы, установленные ГОСТ 25781-83 (изменять в сторону уменьшения).

4.2. Расчет и конструирование форм следует вести, руководствуясь материалами Руководства по расчету и проектированию стальных форм (М.: Стройиздат, 1970), Рекомендаций по расчету и конструированию форм при трехточечном опирании (М.: НИИЖБ, 1978), Рекомендаций по расчету и конструированию поддонов с раскосной решеткой (М.: НИИЖБ, 1982).

Динамические воздействия на форму в процессе уплотнения бетонной смеси с использованием вибрационных, виброударных и ударных установок следует учитывать в соответствии с Рекомендациями по динамическому расчету стальных форм (М.: НИИЖБ, 1984).

4.3. К формам, предназначенным для изготовления с последующей механизированной отделкой верхней поверхности, предъявляются следующие требования:

высота бортов, расположенных в направлении, поперечном движению отделочных устройств, должна быть на 2...4 мм ниже уровня высоты бортов, расположенных вдоль движения;

проемообразователи, вкладыши и другие детали, крепящиеся на поддоне или бортах формы, должны быть на 5 мм ниже уровня бортов, расположенных вдоль движения;

на верхней поверхности, по которой перемещается рабочий орган отделочных устройств, предусматривают полосу шириной не менее 50 мм и толщиной не менее 8 мм.

4.4. При подготовке формы к бетонированию необходимо обращать внимание на надежное крепление закладных деталей, исключающее их смещение в процессе формования. Способы крепления деталей следует принимать такими, чтобы операции по их установке, фиксации и освобождению выполнялись с минимальными затратами труда и времени.

4.5. Формы, не обладающие требуемой жесткостью, определяемой статическим и динамическим расчетами или устанавливаемой при опытных формовках, подлежат усилению.

4.6. Эксплуатацию формы следует проводить в соответствии с Руководством по эксплуатации стальных форм при изготовлении железобетонных изделий (М.: Стройиздат, 1972).

4.7. К стендам, предназначенным для изготовления пространственных конструкций, в части предельных отклонений размеров предъявляют такие же требования, какие и к поддонам стальных форм по ГОСТ 25781-83.

4.8. При изготовлении пространственных конструкций с помощью вибропротяжных устройств или скользящей виброформы с целью предохранения свежеотформованной смеси от оплывания стенд рекомендуется выполнять из отдельных виброизолированных секций.

5. ВИБРАЦИОННОЕ ФОРМОВАНИЕ

Способы вибрационного формования

5.1. Способы виброформования бетонных и железобетонных изделий классифицируются по характерным признакам, основными из которых являются: способ передачи колебаний на бетонную смесь, способ распределения бетонной смеси, совместимость процесса укладки, уплотнения смеси и формообразования изделия, возможность переналадки на изготовление различных изделий, периодичность процесса формования.

5.2. Выбор рационального способа формования определяется конструктивными особенностями формуемых изделий, технологической схемой производства, степенью и видом армирования изделий, их массой и габаритами, требованиями к качеству уплотнения бетонной смеси и качеству поверхности изделия, номенклатурой и объемом производства изделий, изготовляемых заводом.

5.3. По характеру передачи колебаний на бетонную смесь способы виброформования подразделяются на объемное, поверхностное виброформование, вибропротяжку, глубинное, контактное виброформование, вибровакуумирование, комбинированное виброформование.

5.4. Объемное виброформование характеризуется тем, что бетонная смесь во всем объеме изделия вибрирует совместно с формой. Основное достоинство способа - универсальность и конструктивная простота формовочного оборудования. Объемное виброформование осуществляется главным образом на виброплощадках грузоподъемностью до 30 т.

5.5. Поверхностное виброформование характеризуется передачей колебаний на бетонную смесь со стороны открытой поверхности изделия: вибрация на форму передается через бетонную смесь. Поверхностное виброформование осуществляется с помощью виброштампов или вибропригрузов. Система может работать в отрывном и безотрывном режимах.

Поверхностное виброформование, как правило, используется в сочетании с объемным как совместная или последующая формообразующая операция при изготовлении плит настилов, шпал, лотков и других изделий со сложной конфигурацией свободной поверхности.

5.6. Вибропротяжка - способ поверхностного формования, в котором формовочный агрегат и форма в процессе формования изделия перемещаются относительно друг друга. Вибропротяжное формование осуществляется с помощью вибронасадков и подвижных щитов, применяется для формования плоских изделий и конструкций с криволинейным поперечным сечением.

5.7. Глубинное формование характеризуется тем, что вибровозбудитель размещается внутри бетонной смеси и извлекается из нее в процессе или после завершения процесса уплотнения. Глубинное виброформование осуществляется с помощью глубинных вибраторов или вибровкладышей и применяется при формовании пустотных или густоармированных крупногабаритных изделий.

5.8. Контактное виброформование осуществляется за счет изгибных колебаний формы, главным образом, за счет применения прикрепляемых (навесных) вибраторов, применяется в кассетном производстве, в стендовой технологии и при формовании изделий сложной конфигурации.

5.9. Вибровакуумирование - способ формования изделий, при котором вибрация бетонной смеси, осуществляемая одним из выше перечисленных способов, сочетается с удалением из нее воздуха и избыточной воды. Вибровакуумирование применяется при формовании крупноразмерных объемных элементов.

5.10. Комбинированные способы - способы формования, в которых вибрирование бетонной смеси сочетается с другими известными способами формования: прессованием, центрифугированием, прокатом и т.п.

5.11. По признаку распределения бетонной смеси в форме способы виброформования подразделяются на способы с принудительно-механическим распределением (перемещаемым ленточным питателем, механическим выравнивателем, копиром и т.п.) и способы с естественно-вибрационном растечением смеси. Первые обычно применяются при формовании изделий из жестких, вторые - из пластичных бетонных смесей.

5.12. По совместимости процесса укладки, уплотнения смеси и формообразования изделия и отделки поверхности способы виброформования подразделяются на последовательно-операционный, когда каждая последующая операция на изделии, исключая уплотнение и формообразование, производится после завершения предыдущей, и совмещенный, когда вышеперечисленные операции осуществляются одновременно. Второй способ характерен для вибропротяжки.

5.13. По возможности переналадки технологии на изготовление различных изделий способы формования подразделяются на конвейерный (массовый выпуск типовых изделий), переналаживаемый (выпуск однотипных изделий) и гибкий (выпуск изделий относительно широкой номенклатуры).

5.14. По периодичности процесса способы формования подразделяются на непрерывный, когда переход на следующую форму осуществляется без остановки виброформующего устройства, цикличный с остановкой устройства после окончания формования изделия или группы изделий в одной форме, и прерывистый, когда уплотнение смеси осуществляется послойно или позонно.

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 А_в и нижнюю А_н составляющие по нахождению рабочего органа в верхнем и нижнем положении, а отношение между ними А_н/А_в 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)

И_а = Aw²,

где А - амплитуда перемещения; w - круговая частота вибрирования;

б) величиной пропорциональной мощности колебаний рабочего органа формовочной машины (интенсивность по мощности)

И_N = 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.

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 А_н. Верхняя составляющая при А_в > 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

6. ВИБРОФОРМОВОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

6.1. Основными классификационными признаками виброформовочного оборудования являются: способ формования, характер и направленность колебаний, соотношение вынуждающих и собственных частот колебаний, тип вибровозбудителя, число колеблющихся масс.

Рис. 2. Классификация вибрационных площадок

6.2. По способу вибрационного формования машины можно подразделить на виброплощадки, установки с горизонтальными колебаниями, виброштампы, скользящие вибропротяжные устройства, глубинные вибромашины, формовочные устройства комбинированных типов.

6.3. По характеру и направленности колебаний машины подразделяют на: гармонические с направлением колебаний в вертикальной или горизонтальной плоскостях, гармонические круговые, негармонические (ударно-вибрационные и ударные) с направлением уплотняющих воздействий в горизонтальной или вертикальной плоскостях, машины с многокомпонентными колебаниями.

6.4. По соотношению вынуждающих и собственных частот колебаний виброформовочные машины делят на резонансные и зарезонансные.

6.5. По типу вибровозбудителя формовочное оборудование подразделяют на машины с дебалансным, электромагнитным, кривошипно-шатунным вибровозбудителем колебаний.

6.6. По числу колеблющихся масс виброформовочное оборудование делят на машины одномассные, двухмассные и трехмассные.

6.7. Отличительным признаком виброплощадки является вовлечение в колебания формы с бетонной смесью, установленной на рабочем органе машины. Рабочий орган может быть выполнен в виде сплошной рамы или состоящей из нескольких секций.

6.8. Классификация виброплощадок по основным признакам приведена на рис. 2. Схемы основных видов виброплощадок показаны на рис. 3.

6.9. Площадка с круговыми колебаниями (рис. 3, а) представляет собой сплошную раму с прикрепленным к ней одним или несколькими вибровозбудителями. Такие площадки имеют ограниченное применение и используются для формования изделий небольших размеров и масс (h = 0,2 м, m = 1 т). Параметры их колебаний: амплитуда U₀ = 0,3…0,5 мм, частота f = 45…50 Гц.

Рис. 3. Схемы основных видов виброплощадок

1 - рабочий орган; 2 - форма с бетонной смесью; 3 - вибровозбудитель колебаний

6.10. Виброплощадка с направленными колебаниями (рис. 3, б) состоит из ряда секций, на которых закреплены унифицированные виброблоки, синхронные и синфазные колебания которых обеспечиваются установкой синхронизаторов. Виброплощадки такого типа применяют для формования плоских изделий h = 0,3…0,4 м из малоподвижных и умеренно жестких бетонных смесей. Параметры колебаний: амплитуда U₀ = 0,4…0,6 мм, частота f = 50 Гц.

6.11. Виброплощадка с многокомпонентными колебаниями (рис. 3, в) представляет собой раму с укрепленным на ней вибровозбудителем с вертикальным валом. Виброплощадку применяют для формования изделий из подвижных и литых бетонных смесей. Параметры колебаний: амплитуда горизонтальных колебаний U_Г = 0,6…0,8 мм; амплитуда вертикальных колебаний U_В = 0,2…0,4 мм; частота колебаний f = 24…25 Гц.

6.12. Установка горизонтального действия (рис. 3, г) представляет собой двухмассную систему, состоящую из резонансной «активной» массы, к которой крепится вибровозбудитель, и «пассивной» массы, включающей раму и форму с бетонной смесью. Обе массы соединены между собой упругими связями, жесткость которых выбирается таким образом, чтобы установка работала в околорезонансном режиме колебаний. Опоры «активной» и «пассивной» масс представляют собой мягкие упругие элементы, обеспечивающие виброизоляцию фундамента.

Вибровозбудители могут создавать колебания формы как направленные (продольно-горизонтальные), так и эллиптические. Применяются виброустановки для формования длинномерных изделий. Параметры колебаний: амплитуда U₀ = 0,4…0,8 мм, частота f = 45…50 Гц.

6.13. Ударно-вибрационная площадка (рис. 3, д) состоит из колеблющихся в вертикальном направлении рамы с формой и уравновешивающей рамы. Между ними расположены поддерживающие упругие связи и буфера, соударяющиеся только при встречном движении колеблющихся рам. Уравновешивающая рама установлена на упругие опоры. Колебания возбуждаются кривошипно-шатунным приводом с упругим шатуном. Площадка применяется для формования изделий из малоподвижных и жестких бетонных смесей. Параметры колебаний: амплитуда колебаний (полуразмах) U₀ = 4…10 мм, частота f = 10...15 Гц.

Рис. 4. Принципиальные схемы поверхностных вибромашин полного воздействия

а - вибропресс одномассный; б - виброштамп двухмассный; в - вибропресс одномассный с пневмопригрузом; 1 - бетонная смесь; 2 - формуемое изделие; 3 - вибропригруз; 4 - двухмассный вибропригруз; 5 - пневмопригруз

6.14. Ударно-вибрационная площадка (рис. 3, е) состоит из отдельных блоков, на которых закреплены ограничители колебаний. При колебаниях форма отрывается от ограничителей и при встречном движении происходит соударение формы с блоками. Приводом являются вибровозбудители общего назначения, устанавливаемые по два на каждый блок. Площадку применяют для формования изделий из подвижных и малоподвижных смесей. Параметры колебаний: амплитуда (полуразмах) U₀ = 0,8…1,0 мм, частота f = 25 Гц.

6.15. Ударная (кулачковая) площадка (рис. 3, ж) содержит раму для крепления формы, кулачковые валы с приводом и соударяющиеся устройства. Движение рамы с формой обеспечивается за счет ее подъема с помощью кулачков на заданную высоту и последующего падения на элементы, установленные на опорной раме. Применяется площадка для формования изделий из жестких бетонных смесей. Режимы колебаний: высота подъема рамы с формой 3…7 мм, частота ударов 2…4 Гц.

6.16. Поверхностные вибромашины для уплотнения бетона - это класс машин, у которых взаимодействие рабочего органа с бетонной смесью осуществляется через горизонтальную, наклонную или вертикальную открытую поверхность формуемого изделия.

Процесс формования поверхностными машинами осуществляется либо при взаимодействии рабочего органа по всей площади изделия - машины полного воздействия (вибропрессы, виброштампы), либо последовательным уплотнением при взаимном перемещении машины и изделия - машины последовательного воздействия (виброрейки, вибронасадки, скользящие виброштампы, вибропротяжные установки).

6.17. Машины одновременного воздействия включают вибропрессы и виброштампы (рис. 4). Уплотнение на этих машинах осуществляется следующим образом. Бетонную смесь засыпают в форму, после чего рабочий орган пресса или штампа, перемещаясь по вертикали и одновременно вибрируя, приводит смесь в состояние тиксотропного разжижения и из разжиженной смеси формует изделие.

Вибропрессы применяются для изделий простой конфигурации, а виброштампы для изделий усложненной конфигурации.

Рис. 5. Схема работы вибромашин

а - скользящий виброштамп: 1 - рабочий орган; 2 - вибровозбудитель; 3 - форма с бетонной смесью; б - формующий агрегат с вибропротяжным устройством: 1 - портал установки; 2 - рама рабочего органа; 3 - форма с бетонной смесью; 4 - заглаживающая плита; 5 - вибровозбудитель; 6 - рабочий орган; 7 - бетонная смесь; 8 - бункер-накопитель

Для реализации процессов вибропрессования и виброштампования необходима предварительная раскладка смеси при обеспечении точного ее дозирования с учетом конфигурации профиля изделия.

Особенностью этого класса поверхностных вибромашин является необходимость создания сравнительно высокого давления в процессе формования. Это обеспечивается с помощью инерционных или безынерционных устройств (пружинных, пневматических, гидравлических или комбинированных пригрузов).

6.18. К машинам последовательного воздействия относятся виброрейки, скользящие виброштампы, вибропротяжные устройства (ВПУ).

Принцип работы вибромашин последовательного действия заключается в том (рис. 5,д), что рабочий орган, последовательно перемещаясь вдоль открытой части изделия, производит работу по его уплотнению. Наиболее совершенные рабочие органы (ВПУ) содержат механизмы для распределения бетонной смеси, уплотнения ее, а также заглаживания лицевой поверхности.

Вибропротяжное устройство (рис. 5,б) состоит из бункера, в котором бетонная смесь, поступающая из бункера-накопителя формующей установки, частично или полностью уплотняется и выдается в форму распределяющего устройства для укладки и профилирования смеси, и скользящего виброштампа для доуплотнения и заглаживания поверхности изделия.

6.19. Выбор типа поверхностных вибромашин следует производить в соответствии с табл. 2.

6.20. Отличительная особенность глубинных вибромашин заключается в том, что их рабочий орган погружается непосредственно в массив бетонной смеси, осуществляя таким образом ее уплотнение. Конструктивно рабочие органы глубинных вибромашин выполняются цилиндрическими или плоскостными. Цилиндрический совершает круговые колебания, а плоскостной - направленные.

6.21. Наиболее целесообразно применять глубинные вибромашины при уплотнении бетонной смеси подвижностью 1…6 см. Зона уплотнения характеризуется радиусом R или дальностью действия D. Величина этих параметров зависит главным образом от диаметра рабочего органа d цилиндрической вибромашины и ширины рабочего органа b плоской вибромашины: R = (4…5) d; D = (1,5…2) b.

Рис. 6. Ручные глубинные вибромашины со встроенным и вынесенным двигателем

1 - корпус; 2 - дебаланс; 3 - электродвигатель

6.22. Подразделяются глубинные вибромашины на ручные и подвесные. Ручные массой 5…30 кг применяются при формовании крупногабаритных изделий сборного железобетона, преимущественно при стендовой схеме производства. Производительность ручных машин 3…5 м³/ч. Подвесные, массой 100…800 кг, наиболее широко применяются при возведении различных гидротехнических сооружений. Производительность этих машин 20…50 м³/ч.

6.23. Наиболее характерны два типа ручных вибромашин: с вынесенным и встроенным электродвигателем (рис. 6). В машинах с вынесенным электродвигателем используются преимущественно планетарный вибровозбудитель, а с встроенным - дебалансный.

6.24. Плоскостные вибромашины (рис. 7) выполняются с вынесенным и встроенным приводом. Для получения направленных колебаний используется эффект самосинхронизации двух вибровозбудителей, объединенных жесткой связью (плитой) на мягкой подвеске.

6.25. При выборе типа глубинного вибровозбудителя следует учитывать расстояние между стержнями арматуры, которое должно составлять не менее 1,5 диаметра вибронаконечника.

Рис. 7. Плоскостная глубинная вибромашина

1 - корпус; 2 - дебаланс; 3 - электродвигатель

6.26. Кассетные установки представляют собой категорию машин, в которых осуществляется формование и термообработка изделий одновременно в нескольких отсеках.

6.27. Кассетная установка содержит многоместную кассетную форму (от 2 до 12 отсеков) и устройство для сборки и разборки ее.

Конструкция установки зависит от количества и типа изготовляемых изделий, способа виброуплотнения и типа распалубочного устройства. В процессе распалубки и подготовки к формованию отдельные элементы кассетной формы (разделительные щиты) могут перемещаться параллельно друг другу, поворачиваться вокруг вертикальной или горизонтальной оси.

6.28. Кассетную форму выполняют из ряда тепловых стенок, между которыми установлены разделительные листы. Тепловые стенки и разделительные листы снабжены соответствующей бортоснасткой и проемообразователями. В отдельных случаях кассетная форма может быть выполнена только из тепловых стенок.

6.29. Уплотнение бетонной смеси в кассетных установках осуществляется с помощью:

навесных вибраторов, прикрепленных к торцам разделительных листов; глубинных вибраторов;

отдельных виброблоков или вибровалов, прикрепляемых на наружных стенках крайних щитов.

6.30. При использовании наружных вибраторов, прикрепляемых к торцам разделительных листов, рекомендуются вибраторы с частотой колебаний 25 и 50 Гц. При определении мощности вибраторов следует руководствоваться соображениями достижения интенсивных режимов вибрирования и конструктивными условиями.

6.31. Наиболее целесообразно на каждом из разделительных листов устанавливать два вибратора, по одному с каждой стороны. При этом вибраторы следует устанавливать в верхней трети листа на расстоянии не менее 500 мм от верхней кромки и ротор вибраторов располагать вертикально.

Рис. 8. Схема установки вибраторов на верхней части разделительных листов

1 - тепловая стенка; 2 - разделительный лист; 3 - кронштейн; 4 - вибратор

Рис. 9. Схема установки распорных конусов

1 - тепловая стенка; 2 - разделительный лист; 3 - бортоснастка; 4 - уплотнитель; 5 - конус; 6 - распорная штанга; 7 - уплотнительная втулка

6.32. В случае изготовления густоармированных изделий сложной конфигурации с проемами, затрудняющими укладку и уплотнение бетонной смеси, может быть рекомендована установка на каждом разделительном листе четырех вибраторов, по два на противоположных торцах. При этом один вибратор устанавливается в нижней трети листа, а другой - в верхней. В процессе укладки и уплотнения смеси не рекомендуется одновременное включение вибраторов, установленных в верхнем и нижнем уровнях.

6.33. С целью повышения интенсивности вибрирования, возможности использования более жестких бетонных смесей и повышения однородности их уплотнения рекомендуется установка дополнительного вибратора на верхней кромке каждого из разделительных листов и выполнение конструктивных мероприятий, обеспечивающих ликвидацию защемления разделительных листов в процессе обжатия пакета.

6.34. Дополнительный вибратор следует располагать в центральной части разделительного листа на специальной площадке таким образом, чтобы ротор вибратора находился в горизонтальном положении, а опорная площадка находилась в плоскости разделительного листа (рис. 8).

6.35. Частичное освобождение разделительных листов от защемления может быть достигнуто использованием распорных конусов специальной конструкции (полный конус с распорной штангой), обеспечивающих передачу распорных усилий только на тепловые стенки (рис. 9). Элементы бортоснастки выполняются при этом с минусовым допуском в 2…3 мм, а образующийся зазор перекрывается уплотнительными втулками.

Рис 10. Кассетная установка на упругом основании

1 - рама; 2 - вибробалка; 3 - виброблок; 4 - пакет термощитов; 5 - механизм распалубки; 6 - упругие опоры

6.36. С целью повышения эффективности виброуплотнения и надежности работы оборудования непрерывное время работы прикрепляемых вибраторов не должно превышать 2…3 мин, с последующими перерывами в течение 6…8 мин. В соответствии с указанным подачу бетонной смеси следует планировать таким образом, чтобы в течение 2…3 мин смесь подавалась в первые два отсека, затем в последующие с возвращением к первым отсекам до тех пор, пока форма не будет заполнена полностью.

6.37. При использовании дополнительных вибраторов, установленных на верхней кромке разделительных листов, включение их должно осуществляться поочередно с боковыми, установленными по торцам.

6.38. Использование глубинных вибраторов может быть рекомендовано в случаях, когда наружные прикрепляемые вибраторы малоэффективны (например, в случаях выполнения кассетной формы из тепловых стенок без разделительных листов), а также в случае повышения требований к качеству поверхности изделий.

6.39. Выбор типа вибраторов должен осуществляться с учетом требований, изложенных в прил. 3, а также с учетом конструкции арматурных каркасов. Предпочтительно использование вибраторов с частотой колебаний 8000…12000 кол/мин.

6.40. С целью повышения качества уплотнения и снижения трудоемкости работ рекомендуется использование траверс с гирляндой глубинных вибраторов. Подъем и погружение вибраторов в этом случае производится с помощью специального механизма или крана.

Таблица 2

6.41. В случае использования централизованного вибропривода в виде виброблоков (рис. 10), устанавливаемых на наружных стенках крайних щитов, кассетную установку рекомендуется устанавливать на упругое основание (резино-металлические опоры).

6.42. Рекомендуется использование виброблоков с вертикальным валом, устанавливаемых на жесткой распорной раме. С целью создания горизонтальных колебаний, перпендикулярных плоскости формуемых изделий, на раме устанавливают два блока со встречным вращением роторов.

6.43. Расчет вибропривода и упругих опор производится в соответствии с рекомендациями, изложенными в прил. 2.

6.44. Подвижность бетонных смесей, используемых при изготовлении изделий в кассетных установках, назначается в зависимости от достигнутых параметров вибрирования и конструкции изделий и может быть принята в соответствии с табл. 2.

6.45. Технические характеристики основного виброформовочного оборудования даны в прил. 4 - 9.

7. БЕЗВИБРАЦИОННОЕ ФОРМОВАНИЕ

Способы безвибрационного формования

7.1. К способам безвибрационного формования относятся: прессование; вакуумирование; роликовое формование; центрифугирование; центробежный прокат; напорное формование, экструзионное и др.

7.2. Прессование применяют с целью достижения прочности и плотности бетона в затвердевшем состоянии, превышающих аналогичные показатели вибрированного бетона (при одинаковых водосодержаниях бетонных смесей). Кроме того, прессование позволяет улучшить условия труда, уменьшить износ форм и в ряде случаев сократить энергетические затраты на формование.

Эффект повышения прочности и плотности прессованного бетона связан с меньшей пористостью материала, получаемого из подвижных и литых смесей, в которых почти нет защемленного воздуха, а прессованием уменьшают их водосодержание до уровня водосодержания жестких смесей. Прессованием жестких смесей уменьшают объем защемленного в них воздуха.

Уплотнение может производиться статическим прессованием и прессованием с циклическим режимом наложения давления.

Статическое прессование применяют для смесей любой консистенции, при давлении 3…10 МПа.

В связи со значительной величиной давления статическое прессование применимо в основном для формования изделий небольшого размера, например, тротуарных плит, бордюрного камня и т.п.

Циклическое прессование применяют при умеренно жестких, подвижных и литых смесях для уплотнения бетона или уплотнения с удалением избыточной воды, используя давление порядка 0,05…0,4 МПа.

7.3. Для удаления избыточной воды из бетонной смеси применяют вакуумирование. Наиболее часто вакуумирование совмещают с прессованием.

7.4. Методом роликового формования рекомендуется изготовлять различные бетонные и железобетонные изделия, в том числе предварительно напряженные и армоцементные, имеющие открытую плоскую поверхность и толщину от 1,5 до 20 см, например, плиты покрытия дорог, аэродромов, каналов, тротуаров и полов, бортовой камень, перегородки промышленных зданий, решетчатые или ажурные плиты полов животноводческих помещений, рельефные экраны лоджий, ограждения и т.п.

Наиболее эффективно роликовое формование для мелкозернистых бетонов из песков любой крупности, золо-шлакобетонов с наибольшей крупностью зерен заполнителя 10 мм.

Бетон, полученный роликовым уплотнением, отличается повышенной плотностью, прочностью и долговечностью.

7.5. Центрифугирование применяется для формования трубчатых и кольцевых изделий. Этим способом изготовляют трубы, кольца, стойки линий электропередач, колонны, шпалеры и др.

Центрифугированием уплотняют бетонные смеси подвижностью 4 - 5 см осадки стандартного конуса, состав которых может подбираться любым расчетно-экспериментальным методом. Тип и крупность заполнителя регламентируется видом изделия. Центрифугированный бетон отличается высокими физико-механическими характеристиками.

7.6. Центробежным прокатом формуют изделия кольцевого сечения с немедленной распалубкой, что позволяет увеличить коэффициент использования оборудования.

Центробежный прокат применяют для уплотнения жестких бетонных смесей, что по сравнению с традиционными методами уплотнения дает экономию цемента, тепловой энергии, снижает трудозатраты, улучшает санитарно-гигиенические условия труда.

7.7. Напорное формование изделий бетононасосами и пневмонагнетательными установками позволяет совместить в одном непрерывном процессе укладку, распределение и уплотнение бетонной смеси. Этим способом формуют подвижные и литые смеси.

Режимы безвибрационного формования

А. Технологические режимы формования изделий
способом статического прессования и вакуумирования

7.8. При давлении на бетонную смесь, находящуюся в замкнутом объеме, преодолеваются внутренние силы сцепления частиц и вязкости системы, происходит сближение частиц компонентов смеси и ее уплотнение.

7.9. В процессе уплотнения прессованием подвижной смеси сближение частиц происходит при одновременном удалении части воды затворения, приводящем к снижению подвижности смеси и превращению ее в жесткую, а жесткой смеси - в результате уменьшения объема защемленного смесью воздуха.

7.10. Прессование может производиться в статическом или циклическом режимах. Статическое прессование предполагает одноразовое приложение нагрузки к смеси и выдерживание под ней до стабилизации деформаций, циклическое прессование - многократное приложение и снятие нагрузки с определенной периодичностью. При циклическом прессовании величина формующего давления может быть в 50 - 100 раз меньше, чем при статическом.

Эффективность прессования определяется в случае статического давления только его величиной, а при циклическом - величиной давления и количеством циклов его приложения, при этом количество циклов возрастает с увеличением толщины изделия.

7.11. Режим прессования определяется завершением процесса уплотнения, т.е. стабилизацией толщины изделия на одном уровне и прекращением отделения воды.

7.12. При использовании статического прессования длительность приложения нагрузки принимается не свыше 15 - 20 мин и не дольше продолжительности ритма работающей технологической линии. При этом верхний предел давления определяется мощностью оборудования и величиной поверхности изделия, а длительность приложения - прекращением дальнейшего уплотнений бетона, зависящего при конкретном давлении от консистенции смеси и толщины изделия.

В соответствии с существующими промышленными данными величина давления должна находиться в диапазоне 28 - 56 МПа при длительности его приложения, значительно меньшей ритма работы линии.

7.13. При прессовании в циклическом режиме длительность приложения нагрузки цикла принимают порядка 80 % его продолжительности, но не менее 4 с. Длительность импульса определяется работой гидравлической системы прессующей установки, а также длительностью выдерживания уплотненной смеси под постоянным давлением, в ходе которого происходит фильтрация воды из смеси.

Верхний предел давления обычно принимают не более 0,2 МПа, а число циклов пульсации нагрузки принимают обратно пропорциональным величине давления. Так, при давлении 0,1 МПа число циклов принимают равным 15 - 25, а при давлении 0,05 МПа - 35 - 45 (при частоте не более 0,2 Гц).

7.14. Процесс формования при использовании статического прессования включает очистку и сборку формы; смазку ее; установку и фиксацию арматуры; установку и фиксацию по форме дозирующей рамы, выбранной в соответствии с консистенцией приготовленной смеси; дозирование смеси (по весу, если жесткая, или по объему, если подвижная или литая) заполнением жидкой смесью формы заподлицо с верхом дозирующей рамы; установку замыкающего элемента (применяемого при приготовлении разнотипной продукции); подачу на пост прессования; прессование наложением давления от пресса; выкатывание сформованного изделия; съем дозирующей рамы и замыкающего элемента с возвратом их к постам повторного использования; удаление с поверхности изделия отделившейся воды (наклоном формы); отделка поверхности изделия вровень с верхом бортов.

7.15. Для удаления воды, отжатой в ходе прессования, пост формования может быть оснащен вакуумной системой, включающей вакуумный насос, водосборник, вакуумный трубопровод с запорно-регулирующей системой и вакуумные щиты с фильтрующей поверхностью. Вакуумная система создает разрежение порядка 0,065…0,092 МПа.

7.16. Перед началом формования загружают приемный бункер бетонной смесью объемом не менее 6,3 м. Подачу бетонной смеси в приемный бункер рекомендуется производить при помощи ленточных транспортеров. Допускается также транспортирование смеси в бадьях, оборудованных механизированными затворами. Периодичность загрузки устанавливается с таким расчетом, чтобы в бункере постоянно поддерживался минимальный объем смеси, равной 0,3 м³.

7.17. На приемном бункере или бадье следует устанавливать решетку, исключающую возможность попадания зерен заполнителя размером более 30 мм.

7.18. Продолжительность выдержки дозатора в открытом положении с включенным вибратором устанавливается опытным путем исходя из условия заполнения пресс-формы, частично уплотненной бетонной смесью, съем которой обеспечивает получение заданной толщины при соблюдении установленных допусков. Для тротуарных плит при объеме пространства между поднятой пресс-формой и дозирующим устройством 75 л это время составляет: для мелкозернистой бетонной смеси - 14 с и для бетонной смеси с крупным заполнителем до 20 мм и с расходом цемента 340 - 380 кг/м³ - 7 с.

7.19. Продолжительность прессования и вакуумирования бетонной смеси устанавливается опытным путем в зависимости от толщины формуемых изделий, состава бетонной смеси, степени разрежения в вакуум-системе, наличия фильтров в прессующем штампе. Например, при изготовлении плит толщиной 70 мм из бетона класса В35 рекомендуется производить одновременно прессование и вакуумирование в течение 60 с. Прессующее давление в первые 10 с должно составлять не менее 0,5 МПа и в последующие 50 с - не менее 1 МПа. Степень разрежения в вакуум-полости пресс-формы должна быть не менее 0,07 МПа. После окончания прессования и вакуумирования бетонной смеси перед началом подъема прессующего штампа в его вакуум-полости следует создать атмосферное давление.

7.20. В процессе формования изделий фильтры прессующего штампа нужно периодически (не реже одного раза каждые 2 ч работы) очищать и промывать при помощи специальной капроновой щетки.

7.21. При съеме свежеотформованных изделий степень разрежения в подводящих вакуум-шлангах при зависании изделий на вакуум-траверсе Р_в.з должна быть не менее величины, определяемой по формуле

Р_в.з ³ 1,5(rhg + P_в.откр),

где  r - плотность бетона свежеотформованных изделий; h - толщина изделий; g - ускорение силы тяжести; P_в.откр - степень разрежения в подводящих вакуум-шлангах при открытых фильтрах вакуум-траверсы.

7.22. При перерывах в работе более 2 ч оборудование линии должно быть очищено от остатков бетона и тщательно промыто. Особое внимание следует обращать на качество очистки дозаторов, всех фильтров и бортов пресс-форм.

Б. Технологические режимы роликового формования

7.23. Изготовление изделий роликовым формованием может быть осуществлено как конвейерным, так и агрегатно-поточным способом производства. При разработке формовочного оборудования целесообразно предусматривать возможность повторного прохождения формы (или поддона) под прессующими роликами.

7.24. Поверхности форм перед формованием должны быть очищены от остатков бетона. Особенно тщательная очистка требуется при формовании рельефных изделий, например для архитектурного оформления.

7.25. В связи с тем, что бетонные смеси, формуемые роликовым способом, имеют сравнительно малую влажность и повышенную сорбционность, на поверхностях подготовленных форм не допускается наличие подтеков или луж жидкой смазки. Рекомендуется применять консистентные смазки, например, эмульсол, петролатум и т.п.

7.26. Для стабилизации работы прессующих роликов рекомендуется продольные формообразующие борта выполнять инвентарными, входящими в состав оборудования формовочной установки. Это уменьшит износ бортоснастки, упростит распалубку изделий, снизит металлоемкость линии.

7.27. Остановка в процессе изготовления изделий не допускается. В случае перерыва запуск оборудования осуществляется в следующей последовательности:

при неподвижной форме включается привод перемещения балки и подача смеси;

после образования выдавленного роликами валика смеси включается привод перемещения формы. Валик смеси должен иметь длину, примерно равную длине подпитываемой части ролика.

7.28. При переходе с формы на форму контроль за длиной валика осуществляется после захода прессующего ролика примерно на 1/2 - 1/4 его формующей части.

7.29. При изготовлении мелкоразмерных изделий, в которых один из линейных размеров в плане не более длины роликов, формование одиночных изделий следует осуществлять не непрерывно, а циклично, устанавливая форму под прессующие ролики на всю ее длину. При этом процесс формования заключается только в статическом прессовании (без прокатки).

В тех случаях, когда на поддоне может размещаться несколько мелких изделий, процесс формования рекомендуется осуществлять непрерывно, располагая формуемые изделия таким образом, чтобы грани меньшего размера находились вдоль оси роликов. При этом перегородки между изделиями способствуют увеличению степени уплотнения.

В. Режимы производства железобетонных труб
и колец с применением ременных центрифуг

7.30. Технологический процесс производства трубчатых и кольцевых изделий на ременных центрифугах включает следующие операции:

изготовление арматурных каркасов;

подготовку формы к бетонированию;

загрузку формы бетонной смесью;

уплотнение бетонной смеси;

установку формы со свежеотформованным изделием на пост тепловлажностной обработки;

распалубку готового изделия;

приемку, маркировку, транспортирование и складирование.

Таблица 3

Примечание. При изменении скорости вращения формы и состава бетонной смеси режимы формования корректируются заводской лабораторией.

7.31. Железобетонные центрифугированные изделия изготовляют в металлических разъемных формах, не допускающих фильтрации цементного молока.

7.32. Формование железобетонных центрифугированных изделий осуществляют в такой последовательности: сначала загрузка бетонной смеси; затем распределение и уплотнение.

7.33. Загрузку формы бетонной смесью осуществляют ленточным питателем в неподвижную форму при изготовлении изделий менее 5000 мм и во вращающуюся форму при изготовлении изделий 500 мм и более.

Необходимое число оборотов формы при загрузке определяется по формуле

где R, r - соответственно наружный и внутренний радиусы трубы, м.

7.34. Число оборотов формы, необходимое для равномерного распределения бетонной смеси, определяют по формуле

7.35. Число оборотов формы в минуту, необходимое для уплотнения бетона, определяют по формуле

n_уп = V60/D_бp

где V - линейная скорость ремня, м/с; D_б - наружный диаметр бандажа формы, м.

7.36. Величину уплотняющего усилия при центрифугировании бетона изделий определяют по формуле

P_упл = 90 · 10^-10 - [(R³ - r³) / R]n²,

где п - число оборотов формы, об/мин.

7.37. Усредненная продолжительность периодов формования изделий при V = 30 м/с должна соответствовать величинам, приведенным в табл. 3.

Г. Режимы производства изделий кольцевого сечения методом центробежного проката с немедленной распалубкой

7.38. Укладку бетонной смеси в форму следует производить при скорости ее вращения в пределах значений, приведенных в табл. 4.

Таблица 4

7.39. Перед укладкой бетонной смеси внутреннюю поверхность вращающейся формы следует смочить водой из удочки-распылителя и посыпать песком с М_кр 2,5 и влажностью не более 2 %. Расход песка на 1 м² внутренней поверхности формы от 0,6 до 1 кг.

7.40. Укладку бетонной смеси в форму следует производить за несколько проходов ленточного питателя бетоноукладчика равномерными по всей длине формы слоями до появления следа от уплотняющего вала. Толщина каждого укладываемого слоя не должна превышать 25 мм.

7.41. После появления следа от уплотняющего вала на внутренней поверхности формуемого изделия последний слой бетонной смеси следует уложить с избытком до выхода ее на боковые дорожки формы за один проход ленточного питателя бетоноукладчика.

7.42. Уплотняющий вал и беговые дорожки формы в процессе работы следует периодически очищать от налипающей смеси.

7.43. После укладки бетонной смеси уплотнение следует производить при скорости и продолжительности вращения формы в пределах значений, приведенных в табл. 5.

Таблица 5

7.44. Уплотнение бетонной смеси следует заканчивать посыпкой внутренней поверхности формуемого изделия песком с М_кр 2,5 и влажностью не более 2 %.

7.45. Остановку вращения формы следует производить плавно снижением скорости вращения формы в течение одной минуты.

7.46. После остановки вращения форму вместе с изделием необходимо снять с прокатного вала и перевести из горизонтального в вертикальное положение при помощи кантователя и крана. Затем отсоединить нижнее торцовое кольцо от фланца обечайки формы и технологического поддона. Оставшуюся часть формы с изделием перенести на пост распалубки и завершить распалубку свежеотформованного изделия путем освобождения его от обечайки формы.

Д. Технологические режимы напорного формования

7.47. Бетононасосами и пневмонагнетателями укладываются умеренно-подвижные, подвижные и литые смеси, имеющие осадку стандартного конуса более 6 см.

7.48. Наименьший размер формы и минимальное расстояние между стержнями арматуры должны быть не менее трех наибольших размеров частиц заполнителя.

7.49. Перед началом формования бетонной смеси средствами трубопроводного транспортирования необходимо проверить герметичность всех узлов и сопряжений бетоноводов и форм.

7.50. Необходимое давление для напорного формования Р, МПа, находят из суммы сопротивления движению смеси при транспортировании ее до формы Р₁ и сопротивления при заполнении формы Р₂:

Р = (Р₁ + Р₂) £ Р_С,

где Р_С - максимальное давление, развиваемое бетононасосом или пневмонагнетателем.

7.51. При недостаточности давления бетононасоса или пневмонагнетателя для полного заполнения формы выполняется два или более вводов. Формование в этом случае осуществляется разными вводами в несколько приемов. Допускается синхронное формование двумя установками.

7.52. Для повышения эффективности напорного формования допускается применять периодическое воздействие на форму навесными вибраторами.

7.53. Бетонная смесь может оставаться в бетоноводе в случае использования пневмонагнетателей не более 15 мин, бетоноводов - 45 мин; во втором случае через каждые 10 - 12 мин необходимы кратковременные включения бетононасоса. При более длительных остановках следует выгружать смесь из бетоновода и бетоновод промывать.

7.54. После завершения цикла формования установку и бетоновод очищают и промывают от остатков бетонной смеси со сливом загрязненной воды в отстойник, а затем в канализацию.

8. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БЕЗВИБРАЦИОННОГО ФОРМОВАНИЯ

Прессующее оборудование

8.1. В состав оборудования для формования прессованием входят прессующая установка, специализированная горизонтальная форма с рамой дозирования и замыкающий элемент (специализированный или универсальный пуансон).

8.2. Прессующая установка представляет собой грузовой, механический или гидравлический пресс (рис. 11 - 13).

Механические прессы применяют только при циклическом прессовании.

8.3. Горизонтальная форма в местах примыкания бортов к поддону должна иметь зазоры величиной 1 - 1,5 мм для отвода выходящей из смеси воды. По верхней кромке бортов должна устанавливаться рама дозирования смеси на изделие, высота которой вместе с бортом соответствует высоте объема загружаемой в форму неуплотненной смеси заданной консистенции.

При использовании смесей подвижностью более 10 см осадки конуса высота элементов рамы дозирования должна соответствовать 10 % высоты бортов формы.

Рис. 11. Схема грузового пресса

1 - замыкающий элемент; 2 - форма с изделием; 3 - гидродомкрат; 4 - пригруз; 5 - грузовая плита; 6 - тележка; 7 - рельсовая опора; 8 - насосная станция

Рис. 12. Схема механического пресса

1 - замыкающий элемент; 2 - форма с изделием; 3 - тележка; 4 - электромотор; 5 - передаточный вал; 6 - муфта в кожухе; 7 - штанга с резьбой; 8 - рельсовая опора

Рис. 13. Схема гидравлического пресса

1 - станина; 2 - пуансон; 3 - форма с изделием; 4 - подъемная траверса; 5 - гидродомкрат; 6 - насосная станция

8.4. Замыкающий элемент должен иметь размеры, обеспечивающие свободное движение его между бортами при прессовании и зазор между ним и бортами должен быть не менее 1,5 мм.

Прилегающая к бетону поверхность замыкающего элемента, предназначенного для уплотнения подвижных и литых смесей, должна состоять из отдельных пластин, собираемых в конструкцию, с зазорами 1 - 1,5 мм с шагом зазоров 5 - 8 см, предназначенных для вывода через них воды при уплотнении бетона.

При прессовании жестких смесей зазоры в замыкающем элементе не предусматриваются, а в случае однотипных изделий замыкающий элемент представляет собой пуансон, соединенный с верхней подушкой пресса и, следовательно, не принадлежит форме.

8.5. Замыкающий элемент и дозирующая рама нуждаются в очистке только при длительных перерывах в формовании, достаточных для схватывания и затвердевания оставшегося цементного камня. В таких случаях, если окажется недостаточной промывка щелей замыкающего элемента напорной струей воды, пластины подлежат съему, механической или химической очистке, смазке и установке на каркасе элемента вновь.

Качество содержания замыкающего элемента (поверхностей, прилегающих к бетону и щелей) непосредственно сказывается на качестве бетона прессуемых изделий, изготовляемых из подвижных и литых смесей.

Эти же условия подлежат выполнению и в случае использования взамен замыкающего элемента пуансона, установленного на прессе, при формовании изделий с удалением из смеси воды.

8.6. Конструкция и описание примерного прессующего оборудования даны в прил. 10.

Оборудование для вакуумирования

8.7. Вакуум-система должна состоять из вакуум-насоса, вакуум-сосуда с водосборником, системы трубопроводов, управляющих кранов и контрольно-измерительных приборов.

8.8. Рекомендуется применять вакуум-насосы производительностью не менее 3 м³/мин и создающие разрежение не менее 0,1 МПа.

8.9. Вакуум-насосы подразделяются на поршневые (мокрые и сухие), ротационные пластинчатые, водокольцевые и струйные.

8.10. Мокрые поршневые вакуум-насосы создают разрежение до 0,085 МПа, а сухие - до 0,095 МПа, причем последние обладают всеми преимуществами центробежных машин перед поршневыми. Предельный вакуум, создаваемый ротационными пластинчатыми вакуум-насосами с выравниванием давления, составляет 0,099 МПа, а без выравнивания - 0,096 МПа.

Разрежение до 0,0998 МПа достигается с помощью многоступенчатых вакуум-насосов. К их достоинствам следует отнести конструктивную простоту и отсутствие движущихся частей, а к недостаткам - значительный расход пара и низкий к.п.д.

8.11. В качестве запорной арматуры рекомендуется применять пробковые краны с любым механическим приводом.

8.12. Подключение вакуум-системы к пресс-форме рекомендуется осуществлять с помощью подвижного патрубка, прижимаемого к отверстию пресс-формы через уплотнительную резиновую прокладку и управляемого пневмоцилиндром.

8.13. В состав технологической линии для производства изделий методом прессования и вакуумирования кроме оборудования, перечисленного в п. 8.1, входят вакуум-система, механизм распалубки, механизмы перемещения тележек и форм.

8.14. Механизм распалубки должен обеспечивать надежный съем свежеотформованных плит и других изделий из формы и укладку на поддон тележки, не допуская при этом разрушения изделия.

8.15. Для плит, имеющих незначительную толщину, наиболее целесообразным является распалубочное устройство с вакуум-траверсой и механизмом подъема формы, позволяющим перемещать ее в два этапа: первый - подъем формы с изделием в сборе до соприкосновения с вакуум-траверсой и фиксация стенок формы в поднятом положении; второй - опускание днища и сдвиг стенок формы с изделия после подачи поддона в зазор между днищем и стенками формы.

8.16. В зависимости от условий работы и кинематической схемы механизмов в формующих линиях могут применяться электро-, гидро- и пневмоприводы.

8.17. Электроприводы рекомендуется выбирать для следующих механизмов: механизма опускания и подъема тележек, механизма поперечного перемещения тележек, тележки-челнока, ворошителя и гидростанций.

8.18. Для механизмов опускания, подъема и поперечного перемещения тележек должны применяться короткозамкнутые асинхронные двигатели с повышенным скольжением тропического исполнения, так как они могут работать с частыми пусками в среде с повышенными температурой и влажностью. Для приводов ворошителя, тележки-челнока и гидростанций могут применяться короткозамкнутые асинхронные двигатели в нормальном исполнении.

8.19. Ограничения движений электроприводов и механизмов, а также остановки их в любых промежуточных положениях должны осуществляться конечными включателями.

8.20. Пневматический привод рекомендуется применять в быстродействующих механизмах, не требующих значительных усилий. Так, пневмопривод может быть использован в механизмах фиксации карусели, подключения вакуумной системы, передвижения поддонов, закрытия и открытия штор, разгрузки тележек и контейнеризации. Пневмопривод в состоянии обеспечивать устойчивую работу механизмов при давлении в пневмосистеме от 0,4 до 0,7 МПа.

8.21. В случае необходимости конечные положения штоков пневмопривода должны быть зафиксированы конечными выключателями, включенными в цепь управления линии.

8.22. Гидравлический привод рекомендуется применять в механизмах, требующих значительных усилий при небольших скоростях передвижения. Так, гидропривод может быть применен для прессования, поворота карусели, подъема форм на постах дозирования, распалубки и передвижения тележек в туннельной камере. Если это необходимо, то конечные положения механизма гидропривода могут фиксироваться конечными выключателями, включенными в цепь управления линии.

8.23. Гидростанция должна обеспечивать работу гидропривода в соответствии с заданной циклограммой при давлении масла в гидросистеме не более 10 МПа.

Включение любого гидропривода должно осуществляться с пульта управления посредством электромагнитных золотников.

8.24. Управление технологической линией и ее отдельными агрегатами должно осуществляться дистанционно с пульта управления. Щиты и пульт управления необходимо устанавливать в производственном помещении вблизи технологического оборудования. Рекомендуется предусматривать два щита и один пульт. Один щит и пульт - для управления механизмами линии, другой щит - для управления тепловлажностной обработкой изделия в пропарочной камере.

На щитах и пульте следует установить приборы контроля и автоматического регулирования, пускорегулировочную и сигнальную аппаратуру.

Оборудование для роликового формования

8.25. Роликовое формование осуществляется на специальных установках (рис. 14), имеющих балку, совершающую возвратно-поступательное движение, на которой закреплены принудительно или свободно вращающиеся прессующие ролики или секторы. Бетонная смесь через течки бункера подается под ролики и при движении балки с роликами захватывается последними и вдавливается слоями в форму. По мере выдавливания из-под роликов избыточного количества бетонной смеси форма с формуемым изделием перемещается в направлении, перпендикулярном направлению возвратно-поступательного движения балки. Нижняя поверхность балки удерживает (стабилизирует) отформованную часть изделия от выдавливания из формы и одновременно заглаживает открытую поверхность изделия.

8.26. Формовочная установка в целях обеспечения качественного изготовления изделий должна иметь число двойных ходов балки с прессующими роликами в пределах от 25 до 50 в минуту.

8.27. Для повышения производительности процесса и интенсивности уплотнения рекомендуется осуществлять принудительное вращение роликов (секторов), для чего установка снабжается узлом принудительного поворота.

Следует иметь в виду, что свободное вращение прессующих элементов допускается, если их количество не более двух, или при любом их количестве, если число двойных ходов балки не превышает 30 в минуту.

8.28. Смесь под прессующие ролики следует подавать равномерно, для чего должны выполняться условия:

В_т = В_и - (2а - 1) (R + d) / a и                                                    (1)

2R_кр = 3 (R + d) + B_т,                                                            (2)

где B_т - ширина течки бункера в свету, м (для исключения зависания смеси должно выполняться условие 0,3 > В_т > 0,2); B_и - ширина изделия, м; а - количество прессующих роликов (секторов), назначаемое из условия

а ³ В_и / 2 (R + d) + (0,2 - 0,3),                                             (3)

где R - радиус прессующего ролика (сектора), м; d - расстояние от образующей ролика до ближайшей внутренней поверхности течки бункера, м; R_кр - радиус кривошипа, м.

8.29. Величина зазора между нижней кромкой точек бункера и верхней плоскостью формы (см. рис. 15) находится по формуле

D = 0,02R.                                                             (4)

Рис. 14. Конструктивная схема устройств роликового формования

1 - балка; 2 - расходный бункер; 3 - формующие ролики; 4 - направляющие; 5 - форма; 6 - кривошипно-шатунный механизм; 7 - рольганг; 8 - привод перемещения формы; 9 - ходовой винт

Рис. 15. Схема к расчету по формулам (6) и (7)

1 - бункер; 2 - форма с изделием; 3 - привод

8.30. Подачу смеси в течки бункера, во избежание ее зависания, рекомендуется осуществлять непрерывно, обеспечивая минимальную высоту столба, т.е. в количестве, соответствующем расходу смеси при формовании. Линейные размеры выходной течки в свету должны быть не менее 0,2´0,25 м. Вибровозбудители на вибробункере допускаются, так как они способствуют уплотнению смеси в течках бункера и препятствуют свободному истечению смеси. Допускается применение механических ворошителей.

Рис. 16. Номограмма для определения К_у⁹ в интервале значений К_у 1…9

8.31. Скорость перемещения формы при роликовом формовании V_ф ориентировочно (проектный расчет) может быть найдена по формуле

V_ф = 2 · 10^-2 R l_р n (1 - cosa) / K_y⁹ h_и,                                                  (5)

где l_p - длина подпитываемой части прессующего ролика, м; п - число двойных ходов рабочего органа в минуту; h_и - толщина формуемого изделия, м; a - угол захвата прессующего ролика, рад

a = (0,19 + 0,057 Ц/В) (0,75 + 4,65 · 10^-3n);                                       (6)

К_у - коэффициент уплотнения свежеотформованной бетонной смеси.

8.32. Номограмма для определения К_у в интервале значений К = 1,0…0,9 приведена на рис. 16.

8.33. Коэффициент уплотнения К_у = 0,96…1 может быть достигнут только при соблюдении условия

R = (0,9…1) h_и.                                                                   (7)

Условие (7) полностью справедливо для изделий высотой до 0,15 м. В случае формования изделий большей высоты К_у нижней части изделия будет на 15…20 % ниже, чем верхней.

По конструктивным соображениям должно соблюдаться условие

0,07 < R < 0,2.                                                               (8)

8.34. Для исключения возможности выпирания свежеотформованной бетонной смеси из-под стабилизирующей балки должно соблюдаться условие

B_d ³ 2h_и,                                                                    (9)

где B_d - ширина стабилизирующей балки, м.

8.35. Прессующие ролики можно устанавливать консольно или на двух опорах. Для повышения надежности их работы второй вариант предпочтительней.

Длина роликов назначается при консольном креплении

l_р = 0,2…0,3 м;                                                             (10)

при креплении роликов на двух опорах

l_р ³ 2,5D,                                                                 (11)

где D - диаметр ролика, м.

8.36. Верхняя плоскость бортов формы должна иметь минимально возможный зазор с нижней образующей прессующих роликов (в пределах допусков на формы); непараллельность осей роликов верхней плоскости бортов формы не должна превышать 1 мм.

8.37. При повышенных требованиях к соблюдению проектной толщины изделия рекомендуется применять плавающую стабилизирующую балку, т.е. осуществлять ее поджатие к верхней поверхности бортов формы, например, с помощью пневмоцилиндров.

8.38. Зазоры между задним торцом прессующих роликов и передней кромкой стабилизирующей балки не должны превышать 4 мм, а нижняя образующая прессующих роликов должна находиться на уровне стабилизирующей плоскости балки.

8.39. Смесь, снятую стабилизирующей балкой во время калибровки, подают непосредственно в следующую форму. Накопление отходов бетона для последующего их использования не допускается.

8.40. Методика определения нагрузок, действующих на форму и на установку в процессе роликового формования, приведена в прил. 13.

Оборудование для центрифугирования

8.41. При формовании изделий центрифугированием основным оборудованием служат центрифуги и питатели, укомплектованные необходимым количеством форм.

Применяют в основном три типа центрифуг: роликовые, осевые или шпиндельные и ременные.

8.42. Роликовые центрифуги (рис. 17,а) из-за простоты конструкции наиболее распространенны. Эти центрифуги более тихоходны по сравнению с осевыми и ременными, но требуют хорошо отбалансированных форм.

Роликовые центрифуги могут быть одноместными, предназначенными для одновременной установки только одной формы, и многоместными.

8.43. Основные технические характеристики роликовых центрифуг, выпускаемых промышленностью серийно, приведены в прил. 14.

8.44. Осевые центрифуги (шпиндельные) менее чувствительны к неуравновешенности форм, что позволяет применять более высокую частоту вращения. Формы на осевых центрифугах не имеют бандажей, а опираются торцами на планшайбы, поэтому износ форм меньше и срок их службы больше, чем у форм, применяемых на роликовых центрифугах.

8.45. Ременные центрифуги (рис. 17,б) применяют для формования труб и колец диаметром 400…1200 мм. Основные технические характеристики ременных центрифуг, выпускаемых промышленностью серийно, приведены в прил. 14.

Оборудование для центробежного проката

8.46. В центробежном прокате уплотнение бетона осуществляется с помощью вала, установленного внутри горизонтально расположенной формы и находящегося во фракционном зацеплении с торцевыми обечайками формы.

Рис. 17. Схемы центрифуг

а - роликовой: 1 - рама; 2 - форма; 3 - стойка; 4 - удерживающие ролики; 5 - ролики; 6 - вал; б - ременной: 1 - форма; 2 - кордошнуровые ремни; 3 - домкрат; 4 - шкив; 5 - станина

8.47. Основными частями центробежно-прокатной установки (рис. 18) являются горизонтальный вал диаметром 300…400 мм, предназначенный для приведения формы во вращение, и ее удерживания во время изготовления трубы; опорное устройство с поворотной траверсой. Вал удерживается в горизонтальном положении при помощи опоры и стоек с траверсой. В опору встроены подшипники вала. На этом же конце вала расположены приводные шкив и каток с ребордой. На другом конце вала на расстоянии, равном длине формы, расположен второй каток с ребордой. Приводной шкив соединяется клиновидными ремнями со шкивом двигателя или редуктора. Второй конец вала снабжен головкой, которая входит в траверсу, устанавливаемую в стойки с целью предотвращения продольных смещений формы.

8.48. В комплект оборудования входит самоходный бетоноукладчик с бункером, саморазгружающимся при помощи скребкового механизма. Движение скребкового механизма, транспортера питателя и ходовой части бетоноукладчика согласованы таким образом, чтобы на ленте при подаче бетонной смеси образовывался сплошной поток без разрывов. Управление бетоноукладчиком осуществляется оператором с общего пульта управления или дистанционно.

8.49. В качестве каркасно-сварочной машины применима любая типовая, изготовляющая каркасы кольцевой формы диаметрами от 0,4 до 2 м.

8.50. Формы металлические, индивидуальной конструкции, неразъемные, со сменными поддонами и инвентарными торцовыми кольцами.

Рис. 18. Схема центробежно-прокатной установки

1 - вал; 2 - форма; 3 - труба; 4 - каток; 5 - траверса; 6 - опора; 7 - стойка; 8 - головка

8.51. Для подачи формы и приемки ее после формования применяется подкатная тележка с подъемной платформой. Высота подъема платформы зависит от наружного диаметра формы изготавливаемого изделия.

8.52. Кантователь представляет собой две жестко закрепленные в фундаменте опоры, имеющие вырезы под цапфы форм.

8.53. В состав вспомогательного оборудования входят различные траверсы и приспособления для чистки, смазки и сборки форм.

Оборудование для напорного формования

8.54. Установки для напорного формования изделий состоят из бетононасоса или пневмонагнетателя, бетоновода с устройствами для его очистки, переходников от труб к формам.

8.55. Бетононасосы и пневмонагнетатели могут устанавливаться стационарно в бетоноприготовительном отделении или на специальных тележках, передвигающихся на рельсовом или пневмоколесном ходу.

9. КОМБИНИРОВАННОЕ ФОРМОВАНИЕ

Вибровакуумирование

9.1. Вибровакуумирование является комплексным способом формования изделий, включающим снижение исходного водосодержания бетонной смеси путем ее вакуумирования и повторно-кратковременного вибрирования, в результате которого достигается начальная прочность бетона при сжатии 0,15 - 0,45 МПа.

9.2. Вибровакуумное формование изделий производится на установках вертикального и горизонтального типа, обеспечивающих уплотнение бетонной смеси, немедленную распалубку и беспетлевой (на присосе) съем свежеотформованных изделий.

Рис. 19. Схема вибровакуумной установки вертикального типа

1 - боковые вибровакуум-щиты; 2 - бункер раздаточный; 3 - двухсторонний вакуумщит-траверса; 4 - вакуум-насос; 5 - гидропривод; 6 - свежеотформованные изделия

Рис. 20. Схема вибровакуумной установки горизонтального типа

1 - механизм подъема; 2 - механизм разворота; 3 - вибровакуум-форма; 4 - свежеотформованные изделия

9.3. Формование железобетонных конструкций на вибровакуумных установках вертикального типа (рис. 19) включает вибровакуумное уплотнение бетонной смеси до получения заданной структурной прочности бетона, раскрытие боковых вакуум-щитов, опускание на присосе свежеотформованных изделий в турникет, отключение вакуума в двустороннем вакуум-щите и возвращение его в исходное положение.

9.4. Формование железобетонных конструкций на установках горизонтального действия (рис. 20) включает вибровакуумное уплотнение бетонной смеси, разворот вакуум-формы на 180°, опускание вакуум-формы с изделием на поддон или пакет отформованных плит. Отключение вакуума и возвращение вакуум-щита в исходное положение.

9.5. Вакуумирование бетонной смеси производится при разрежении в системе не менее 0,07 МПа (абс. давл. 0,03 - 0,02 МПа). Повторно-кратковременное вибрирование осуществляется стандартными параметрами (n = 2800 кол/мин; А = 0,5 - 0,6 мм).

9.6. Процесс вибровакуумного уплотнения бетонной смеси включает сумму периодов вакуумирования t_в и вибровакуумирования t_вв.

Чередование вакуумирования и вибровакуумирования должно продолжаться до прекращения выделения жидкой фазы на поверхности изделия в процессе очередного вибрирования продолжительностью 5 - 10 с.

9.7. Эффективность вибровакуумного уплотнения может оцениваться коэффициентом изменения плотности К_и.п:

К_и.п = r_факт / r_исх,

где r_факт - плотность свежеотформованного вакуум-бетона; r_исх - плотность бетонной смеси исходного состава.

9.8. Высота изделия, формуемого в вертикальном положении с немедленной распалубкой и съемом h, определяется по формуле

h = s / r,

где s - сопротивление сжатию свежеотформованного бетона; r - плотность свежеотформованного бетона.

Виброгидропрессование

9.9. Виброгидропрессование применяют при изготовлении напорных труб. Способ заключается в том, что после виброформования выполняют гидродопрессовку изделия через специальный сердечник, имеющий резиновую оболочку. Сердечник помещается внутрь формы до начала формования (форма с арматурой устанавливается на сердечник). Бетон подается в форму бетоноукладчиком и предварительно уплотняется наружным вибрированием навесными вибраторами.

После заполнения формы бетонной смесью в сердечник подают воду и поднимают ее давление до 3…3,5 МПа в течение 30 мин. При этом резиновая оболочка сердечника давит на уплотненную вибрацией бетонную смесь и доуплотняет ее.

Давление воды под резиновой оболочкой сердечника поддерживают до конца тепловой обработки изделия.

9.10. С целью повышения производительности труда и снижения уровня шума вместо навесных вибраторов для укладки смеси рекомендуется применять специальные виброплошадки.

9.11. Виброплощадка для уплотнения бетонной смеси при формовке труб (рис. 21) состоит из виброрамы, опирающейся через упругие опоры на раму, которая закреплена к фундаменту анкерными болтами. На виброраме сверху и сбоку жестко закреплена опорная тумба, в верхней части которой смонтирован вибровозбудитель, приводимый в действие через клиноременную передачу от электродвигателя. Электродвигатель закреплен на стойке, установленной на отдельном фундаменте, что обеспечивает надежную и долговечную работу электродвигателя, не подвергающегося воздействию вибрации. Четыре тяги служат для закрепления и прижатия формы к виброраме.

9.12. Формовочный пост для изготовления труб виброгидропрессованием может состоять из ленточного бетоноукладчика, представляющего собой облегченную конструкцию бетонораздатчика СМЖ-71А, и двух виброплощадок ВМК 293-8/3. Работа на формовочном посту организовывается так, что на одной виброплощадке идет укладка и уплотнение смеси в форме, а на другой - установка, закрепление и подготовка формы к заполнению смесью.

Рис. 21. Схема виброплощадки для уплотнения бетонной смеси при формовке труб

1 - электродвигатель; 2 - опорная тумба; 3 - вибровозбудитель; 4 - крышка траверсы; 5 - форма; 6 - тяги; 7 - виброрама; 8 - упругие опоры; 9 - рама

10. ОТДЕЛКА СВЕЖЕОТФОРМОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Способы отделки открытых поверхностей

10.1. К способам отделки открытых поверхностей относятся: отделка декоративными фактурными бетонами и растворами; механическая обработка поверхностей; присыпка декоративными материалами; обнажение крупного декоративного заполнителя; штампование и прокатка для получения рельефной поверхности; создание бугристой поверхности различными способами и др.

10.2. Отделка фактурными растворами и бетонами рекомендуется при производстве массовых изделий, так как этот способ недорогой и нетрудоемкий.

С целью достижения необходимого качества поверхностей изделий для растворных отделочных слоев следует применять пески с модулем крупности не более 1,8. В отдельных случаях возможно применение более крупных песков. Для приготовления отделочных слоев желательно применение цементов, которые после заглаживания верхних поверхностей изделий имеют незначительное водоотделение.

Для повышения морозостойкости отделочных слоев следует применять малоподвижные и умеренно жесткие растворные смеси.

Фактурные смеси следует укладывать только на уже уплотненный конструктивный слой бетона. Время между укладкой декоративного и конструктивного бетона не должно превышать 1…1,5 ч.

При формовании многослойных панелей верхний слой может быть полностью заменен фактурным раствором.

10.3. Для укладки и разравнивания отделочных слоев применяют различные фактуроукладчики. Для качественного распределения декоративного бетона по обрабатываемой поверхности панели необходимо, чтобы смесь поступала равномерно по всей длине питателя.

Рис. 22. Фактуроукладчик

1 - бункер; 2 - декоративная смесь; 3 - конструктивный бетон; 4 - виброфартук; 5 - прижимное устройство

Наиболее эффективно применение фактуроукладчика, работающего по принципу скользящего виброштампа (рис. 22). Он имеет бункер криволинейной формы, позволяющий применять жесткие бетонные смеси. Загруженную в бункер декоративную смесь предварительно виброуплотняют в течение 60…70 с. Затем, при движении фактуроукладчика со скоростью 0,8…12 м/мин бетонная смесь поступает на поверхность уложенного конструктивного бетона через виброфартук, который заглаживает поверхность. Прижимное устройство гасит вибрацию и обеспечивает пригруз и дополнительное уплотнение смеси. Укладка декоративного слоя ведется за один проход фактуроукладчика. Фактурные смеси следует уплотнять в процессе формования так, чтобы коэффициент уплотнения был не менее 0,96.

10.4. Механическая обработка поверхностей применяется для получения гладких поверхностей, удовлетворяющих нормативные требования к внутренним поверхностям зданий, предназначенных для окраски или оклейки обоями.

По конструктивной схеме отделочные машины подразделяют на валковые, дисковые и реечные. Кроме того, для предварительной калибровки поверхностей изделий применяют брус с возвратно-поступательным движением поперек направления заглаживания.

Вышеперечисленные рабочие органы небольших размеров могут быть выполнены в виде навесного оборудования к бетоно- и раствороукладчикам или самоходным рамам. Дисковые устройства с диаметром диска 350 - 500 мм используются в качестве ручного инструмента.

Валковая отделочная машина (рис. 23) применяется для обработки умеренно жестких и малоподвижных бетонных смесей при изготовлении плит перекрытий, наружных и внутренних стен. Валковый рабочий орган выполняется в виде полого цилиндра диаметром 220…370 мм, вращающегося со скоростью около 6,5 м/с и установленного на самоходном портале. Заглаживание поверхности производится за 2 - 3 прохода.

Дисковая отделочная машина (рис. 24) применяется при окончательной обработке поверхностей изделий. Диск диаметром 400…1300 мм выполняется с закругленными краями для предотвращения появления рисок, возникающих от движения диска. С этой целью для повышения интенсивности заглаживания диску рекомендуется сообщать дополнительное вращательное движение.

Обработка поверхности изделия реечным рабочим органом (рис. 25) применяется как последняя технологическая операция по созданию гладкой поверхности. Рейка, совершающая возвратно-поступательное движение поперек направления заглаживания, оставляет на поверхности бетона полосы. Для предотвращения их возникновения рейке рекомендуется сообщать колебательное движение по направлению заглаживания.

Рис. 23. Валковая отделочная машина

1 - портал; 2 - привод передвижения портала; 3 - валок; 4 - привод вертикального перемещения валка; 5 - привод вращения валка; 6 - форма с изделием

Рис. 24. Дисковая отделочная машина

1 - диск; приводы: 2 - вращения диска; 3 - подъема диска; 4 - поперечного перемещения диска; 5 - перемещения портала

Для повышения эффективности обработки поверхности изделий и снижения трудоемкости рекомендуется применять отделочные машины, выпускаемые промышленностью серийно. Основные технические характеристики некоторых отделочных машин приведены в прил. 15.

10.5. Отделка изделий декоративными дроблеными материалами применяется при производстве наружных стеновых цокольных панелей и панелей входа.

В качестве декоративного материала применяют щебень из естественных декоративных пород фракций 10…20, 20…40 мм; крошку 2,5…5 мм, бой керамики и цветного стекла - эрклез, щебень, гравий, песок малоценных пород естественного камня, покрытие с поверхности специальными красочными составами. Для окрашивания заполнителя используют краски на основе жидкого стекла с добавлением пигментов, керамические подглазурные и кремнийорганические КО-174, состав которых приводится ниже.

Рис. 25. Заглаживающая машина с брусовым рабочим органом

1 - портал; 2 - брус; 3 - заглаживающая лыжа; 4 - привод возвратно-поступательного движения бруса; 5 - привод колебательного движения бруса; 6 - кулачки

Жидкое стекло плотностью 1,2..................................... 90…95

Гидрат окиси кальция..................................................... 3…0

Мел молотый................................................................... 2…1

Пигмент............................................................................ 4…2

Кремнефтористый натрий.............................................. 1…2

Нанесение декоративного материала производится механическими укладчиками равномерным слоем за один проход. Втапливание материала на 0,5 диаметра зерен ведется рейкой или валиком.

10.6. Способ отделки путем обнажения декоративного заполнителя при формовании «лицом вверх» рекомендуется при производстве стеновых панелей.

Сущность метода заключается в удалении растворной составляющей с декоративного заполнителя, расположенного на поверхности отделочного слоя. Обнажение ведется до тепловлажностной обработки, когда растворный слой еще не имеет прочности или после нее, если применяются вещества, замедляющие твердение цемента.

Отделку путем обнажения заполнителя выполняют в следующей технологической последовательности:

укладка, разравнивание и уплотнение декоративного бетона;

обнажение декоративного заполнителя;

дополнительная обработка отделочной поверхности после пропаривания.

Время с момента начала укладки бетонной смеси до окончания обнажения крупного заполнителя водой не должно превышать 1 ч.

Процесс обнажения можно производить в наклонном (до 30°) и горизонтальном положении. Обработка водой длится 8…10 мин, расход воды на 1 м поверхности 8 - 12 л.

При обнажении поверхностей изделий в наклонном положении формы нельзя применять заполнителя мелких фракций. К недостаткам способа относятся следующие: удаление с 1 м² поверхности панели до 3…4 кг цемента; понижение прочности декоративного слоя при избыточном количестве воды; возможность возникновения трещин при установке свежеотформованных панелей в наклонное положение.

Техническая характеристика устройства, предназначенного для обнажения заполнителя мелкораспыленной водой в горизонтальном положении, приведена в прил. 15.

Рис. 26. Пистолет-распылитель Р-68

1 - бачок; 2 - сменные наконечники; 3 - сопло

В случае обнажения декоративного заполнителя с помощью замедлителей твердения цемента при формовании изделий «лицом вверх» замедлитель наиболее рационально наносить в смеси с сыпучими материалами равномерным слоем по выровненной поверхности свежеуложенного отделочного раствора.

10.7. Для получения рельефных поверхностей панелей входа, балконных ограждений и других изделий применяется тиснение декоративного раствора или штампование.

Тиснение верхних декоративных слоев умеренно жестких смесей производят через полимерные пленки или плотную ткань, штампами или посредством крупного заполнителя фракций 20…40, 40…70 мм. Тиснение ведется при давлении 0,04…20 МПа. Для получения рельефов на поверхности изделия используются виброштампы. Кроме того, рельеф может быть получен путем погружения матриц во время вибрации. При этом на обрабатываемую поверхность под матрицы укладывается пленка (или ткань), которая снимается после тепловлажностной обработки во избежание образования на поверхности изделия шероховатости.

При формовании изделий «лицом вверх» рельеф образуют путем накатки поверхности рельефными валами протяжкой профиля, реечными рельефообразователями. Профиль на поверхности образуется за одну операцию, причем глубина рельефа не должна превышать 0,5 отделочного слоя.

Вал для накатки рельефа изготовляют из металлической (или асбестоцементной) трубы диаметром 150 мм. Масса вала должна обеспечивать нагрузку не менее 100 Н/м образующей вала.

10.8. Бугристые фактуры на поверхности изделий можно получать следующими способами: обработка свежеуложенной растворной смеси сжатым воздухом; присыпка раствора влажным песком; набрызг на конструктивный бетон отделочного раствора.

Обработка поверхности сжатым воздухом ведется через воздушную гребенку, которая представляет собой перфорированную трубку диаметром 12 мм с отверстиями диаметром 0,7 мм. Давление воздуха 0,2…0,4 МПа.

Присыпка влажным песком производится через сито № 10 - 15 по заглаженной поверхности отделочного слоя из малоподвижного раствора. Толщина отделочного слоя до 2 см. После пропарки песок частично удаляют. В результате обработки получают однотонную матовую поверхность.

Набрызг отделочного раствора на конструктивный бетон производится пистолетом-распылителем Р-68 (рис. 26).

Распылитель имеет бачок для отделочного состава емкостью 2,5 л, сменные наконечники и сопло, штуцер для подачи воздуха. Для нанесения отделочного раствора минимальное давление воздуха в распылителе должно быть 0,25…0,3 МПа.

Отделка поверхностей, обращенных к поддону

10.9. При формовании изделий, обращенных лицевой поверхностью к поддону, применяются следующие способы отделки: гладкая поверхность; отделка плиточными материалами; создание рельефов с помощью матриц и пленочных материалов; отделка с применением декоративного дробленого материала; обнажение декоративного заполнителя.

10.10. Получение гладких поверхностей возможно благодаря контакту поверхности отделочного слоя с поддоном формы. При этом применяются специальные виды смазок и материалов для обшивки формы; формование изделий по ударной технологии; пластификация нижнего слоя водой или литыми растворами.

В качестве смазок, позволяющих получать гладкую поверхность изделий, рекомендуются: петролатум с веретенным маслом 1:1; эмульсия ЭКС, соляровое масло, виноградная кислота, вода (1:0,37:0,002:3,6); обратная эмульсия ОЭ-2; соляровое масло с солидолом (1:1); вазелин технический с парафином; смазка из растворов мыла. Для получения гладких поверхностей изделий применяют формы металлические, стеклопластиковые и железобетонные с полимерным покрытием. Рабочие поверхности форм не должны иметь дефекты, вызывающие повышение сцепления с бетоном.

Для получения гладких поверхностей изделий, формуемых по ударной технологии, следует применять малоподвижные смеси; укладку бетонной смеси проводить после начала работы ударного стола; продолжительность уплотнения принимать 4…5 мин при толщине изделий 80…100 мм, а при толщине изделий более 100 мм уплотнение производить послойно с общей продолжительностью формования до 10 мин. При этом бетонная смесь не должна содержать крупный заполнитель с размером зерен более 20 мм.

Наиболее простым приемом, используемым в обычной вибрационной технологии формования изделий, является водная пластификация, достигаемая равномерным распылением воды по смазанной поверхности поддона. Расход воды на 1 м площади поддона 0,5 - 0,7 л.

В этом случае не исключается после распалубки частичное шпатлевание поверхности, предназначенной под окраску. Лучшие результаты дает пластификация нижнего слоя литыми растворами (цементно-песчаный, коллоидно-цементный + клей КЦК; известковый). При этом расход раствора составляет в среднем 1,2 л/м.

10.11. Отделка плиточными материалами получила широкое распространение при производстве наружных стеновых панелей, панелей входа и других жилых и общественных зданий.

Технологический процесс отделки состоит из следующих операций: подготовка ковров из плиточных материалов; подготовка форм; укладка ковров или плиток в матрицы формы и их фиксация. Далее формование ведется по обычной технологии. После распалубки изделий необходима дополнительная операция - удаление бумаги, остатков клея и подтеков раствора с поверхности на моечной машине ГМЖ-3104, оборудованной капроновой щеткой или резиновым валиком и форсункой для подачи воды t = 40…60 °С.

Подвижность раствора, укладываемого на керамические плитки, должна составлять: при применении плитки с водопоглощением до 2 % - 3…5 см, от 2 до 8 % - 5…7 см. Слой раствора должен иметь толщину 5 - 15 мм и укладываться на предварительно увлажненную плитку. При использовании плиток из керамики, стекла и других материалов с водопоглощением до 8 % перед укладкой раствора достаточно легкого смачивания. При применении керамических плиток с водопоглощением более 8 % их увлажняют за 10 мин до начала формования.

Расход воды В, л, для увлажнения плиток определяют по формуле;

B = 0,05GW,

где G - масса 1 м² ковра, кг; W - водопоглощение плиток, %.

Наибольшее распространение получила облицовка панелей плитками «кабанчик» размером 48´48 или 20´20 мм, толщиной 4 мм при использовании ее в коврах размером 0,6´0,6 м.

При кассетном способе формования изделий коврики укрупняют до ширины 1 м и длины, равной размеру панели. Для крепления ковриков применяют клей, состоящий из водного раствора карбоксилметилцеллюлозы (КМЦ) и песчаного шлама в соотношении от 1:1 до 1:1,5. Прочность сцепления плиток с бетоном составляет 0,66…0,71 МПа.

10.12. Способ получения рельефной фактуры поверхностей изделий с помощью матриц может быть использован для наружной и внутренней отделки жилых и общественных зданий. Сущность его состоит в том, что на поддон формы укладывают и закрепляют матрицу с рельефным рисунком, на которую наносят слой декоративного раствора или бетона подвижностью 10 - 11 см. Дальнейшее формование ведут по принятому на заводе режиму. Глубина рельефа поверхности изделий может достигать 20 см.

Для изготовления матриц используются следующие материалы: нержавеющая сталь, черный металл, резина, термопласты, заливочные пасты на основе эпоксидных смол, стеклопластик, бетон с полимерным слоем, железо- и гипсобетон, дерево и др.

Основные эксплуатационные свойства матриц приведены в табл. 6.

При толщине матрицы более 2 см необходимо улучшить технологические характеристики изделия путем применения более совершенных утеплителей или увеличением толщины изделия (рис. 27,д).

По избежание смещения матрицы необходимо закреплять ее в форме к поддону или бортам болтовыми, заклепочными, сварными соединениями (рис. 21,б).

Таблица 6

Рис. 27. Формование изделий на матрицах

а - наращивание бортов формы; б - варианты крепления матриц к поддону формы; 1 - поддон; 2, 3 - бортовая оснастка; 4 - уплотнение; 5 - бетонная смесь; 6 - рельефная матрица

Нанесение отделочного слоя раствора может производиться с помощью раствороукладчика с последующим уплотнением на вибростоле в течение 0,5 - 1 мин либо пневмоустановкой при давлении 0,5…0,7 МПа. Толщина отделочного слоя варьируется в зависимости от глубины рельефа. При этом отделочный слой должен покрывать верхнюю грань матрицы не менее чем на 0,5 см.

Для приготовления декоративного слоя применяют песок М = 1,8…2,8, при использовании щебня размер его зерен должен составлять 5…20 см.

Укладку конструктивного бетона рекомендуется производить через 15…20 мин после укладки фактурного раствора для того, чтобы не было его выхода на поверхность изделия.

10.13. Отделочные слои на основе дробленых материалов получают путем нанесения их по закрепляющему слою или с помощью ковров и последующей укладкой малоподвижной растворной или бетонной смеси (втапливание, присыпка).

Растворную или бетонную смесь можно приготовлять с добавлением красящих пигментов.

Закрепляющий слой при кассетной технологии формования может быть в виде специальных составов (растворы, пасты); при горизонтальном формовании «лицом вниз» - в виде песчаного слоя, толщиной до 25 мм, влажностью 5 - 8 %. Укладка дробленого материала ведется посредством вибросита с последующей вибрацией или прикаткой до заглубления материала на 1/2 диаметра зерен.

Цементно-песчаные и гипсо-песчаные растворы применяют для крепления к форме крупнозернистых дробленых материалов, а также используют полимерцементные пасты.

Цементно-песчаные и гипсо-песчаные растворы изготовляют из цемента М400 или гипса и песка М_кр = 2,5 в соотношении 1:3 с подвижностью П1. Укладку его производят раствороукладчиком и разравнивают виброрейкой. Дробленый материал наносят вибролотком, равномерно распределяя по всей поверхности. Уложенный материал втапливают на половину диаметра зерен в слой раствора рейкой или валиком.

Составы полимерцементных паст, применяемые для закрепляющего слоя, приведены в табл. 7.

Таблица 7

Устройство для нанесения мелкозернистых материалов по полимерцементным пастам имеет подвижный щит, регулирующий расход материала, питатель с подвижной и неподвижной колосниковой решеткой.

Для изготовления ковров на основе дробленых материалов применяют крафт-бумагу. Составы для крепления материалов к бумаге содержат клей и замедлители твердения (для ускорения очистки поверхности отделочного слоя после твердения от наплывов цементного теста). Расход декоративного материала на 1 м² поверхности (в зависимости от крупности частиц) составляет 4…12 кг.

После распалубки изделий при этом способе отделки поверхности очищают от остатков фиксирующих составов или от крафт-бумаги водой и механическими капроновыми щетками.

Применение дробленых материалов позволяет получать отделочные слои разной бугристости.

10.14. Сущность способа обнажения заполнителя с помощью замедлителей твердения заключается в удалении с поверхности бетона, прошедшего тепловлажностную обработку незатвердевшего или ослабленного цементного раствора. При этом создается бугристая поверхность.

Замедление твердения цемента достигается применением специальных составов, которые наносят на поддон формы в виде смазок, или использованием ковров из крафт-бумаги. Составы замедлителей твердения приведены в прил. 15.

Укладку фактурной бетонной смеси необходимо производить равномерно, не допуская его смещения по поддону формы. При этом укладку, разравнивание и вибрирование смеси следует производить в течение 15 мин.

Незатвердевший или ослабленный цементный раствор удаляют после пропаривания изделий моечной машиной на посту отделки, оборудованном отстойниками. Обнажение заполнителей рекомендуется производить на 1/4…1/2 диаметра зерна.

11. КОНТРОЛЬ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ФОРМОВОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

11.1. Требуемое качество изделий в процессе формования обеспечивается: соответствием удобоукладываемости бетонной смеси по принятым режимам формования;

соответствием фактических характеристик формующего оборудования требуемым;

соблюдением необходимой продолжительности уплотнения.

11.2. Контроль степени уплотнения бетонной смеси осуществляется в соответствии с ГОСТ 10181.2-81.

Фактическое значение средней плотности уплотненной бетонной смеси сравнивается с теоретическим и подсчитывается коэффициент уплотнения: К_у = r_ф / r_т. Рекомендуемая величина К_у - 0,98.

11.3. Равномерность уплотнения бетонной смеси при выбранных режимах формования оценивается по расслаиваемости в соответствии с ГОСТ 10181.4-81. Показатель раствороотделения не должен превышать 6…8 % при осадке конуса до 10 см и 10…12 % при осадке конуса более 10 см.

11.4. Однородность уплотненной бетонной смеси в изделии рекомендуется проверять с использованием неразрушающих методов контроля однородности бетона по ГОСТ 18105.1-80.

11.5. Качество уплотнения бетонной смеси при выбранных режимах формования может быть оценено испытанием на прочность бетонных образцов-кубов по ГОСТ 10180-78*. Для этого формы с образцами должны крепиться к вибрируемой раме. Продолжительность уплотнения образцов определяется временем до появления цементного молока на верхней поверхности формуемой смеси. Затем через 10…15 с прекращают вибрационное воздействие. Предел прочности на сжатие образцов должен соответствовать заданной марке бетона.

Виброформовочное оборудование

11.6. Проверку соответствия фактических параметров вибрации заданным следует производить еженедельно в четырех-шести характерных точках при полной паспортной загрузке вибромашины. В случае, когда форма с изделием через резиновые прокладки свободно устанавливается на стол виброплощадки, параметры вибрации следует замерять непосредственно на форме, при этом контрольные замеры проводятся не только еженедельно, но и при каждой смене резиновых прокладок или вида изделия.

11.7. Для контроля параметров вибрации допускается применение любой аппаратуры, регистрирующей соответствующие параметры колебаний. Некоторые виды такой аппаратуры приведены в табл. 8.

Таблица 8

Оборудование для прессования

11.8. Режим работы прессующего оборудования определяется величиной давления в гидросистеме или величиной пригруза, используемого для создания прессующего усилия.

В качестве контролирующих приборов работы гидросистемы следует использовать манометры давления.

11.9. При первом запуске оборудования или после длительного (более 1 сут.) перерыва следует убедиться в работоспособности систем и агрегатов и проверить давление в гидросистеме и в пневмосистеме, которое соответственно не должно быть менее 10 и 0,5 МПа.

Затем производится запуск оборудования на холостом ходу. В случае отказов механизмов и систем управления выявляют и устраняют их причины.

11.10. Качество уплотнения бетонной смеси при прессовании может быть оценено по величине опускания замыкающего элемента (пуансона) от своего первоначального положения или испытанием непосредственно бетона изделия: немедленно после прессования - взятием пробы уплотненного бетона и определения в ней фактического водосодержания (например, методом прокаливания) с сопоставлением с расчетными данными; после затвердевания бетона - методом отрыва со скалыванием (ГОСТ 12443-79*).

Оборудование для вакуумирования

11.11. Проверка устройств вакуум-системы заключается в определении разрежения.

11.12. Степень разрежения в вакуум-ресивере с отключенными вакуум-устройствами должна быть не менее 0,08 МПа.

11.13. В шлангах вакуум-траверсы разрежение должно быть не более 0,02 МПа, а в шлангах пресс-штампа - не более 0,05 МПа. В случае превышения указанных величин разрежения следует механически очистить фильтры, выдержать их в 10 %-м растворе соляной кислоты в течение 30 мин и затем промыть в воде.

Оборудование роликового формования

11.14. Контроль режимов работы установки роликового формования заключается в проверке работоспособности установки на холостом ходу, в определении числа двойных ходов балки с прессующими роликами и соответствия скорости перемещения формы скорости движения смеси, выдавливаемой прессующими роликами (валика смеси). Оптимальная длина валика смеси составляет 0,2…0,3 м.

11.15. Для проверки согласованности работы узлов установки производят пробное формование. Качество формования предварительно определяется визуально, в дальнейшем - испытанием на прочность образцов-кубов с ребром 7, 10 или 15 см, выпиленных из изделия.

11.16. Для текущего контроля за прочностью бетона допускается формование образцов-кубов в собственных формах одновременно с изделием, но при этом экспериментально для каждого вида смеси должен быть установлен переходный коэффициент от прочности бетона образца к прочности бетона изделия.

11.17. Для роликового формования применяют бетонные смеси, жесткость которых невозможно определить по ГОСТ 10181.1-81. Для косвенной оценки формовочных свойств смесей рекомендуется пользоваться их влажностью w_см, которая должна находиться в пределах w_см = 7…14 %.

Бетонная смеси должна использоваться не позднее чем через 60 мин после приготовления.

Центрифуги

11.18. Контроль режимов работы центрифуг в основном заключается в проверке скорости вращения формы, правильности расположения шкивов и роликов.

11.19. Скорость вращения формы при загрузке, распределении и уплотнении бетонной смеси контролируется электрическим тахометром.

11.20. Правильность расположения шкивов и роликов контролируется с помощью измерительных щупов по ГОСТ 882-75.

Оборудование для центробежного проката

11.21. При формовании центробежным прокатом следует обеспечить плавный набор и снижение скорости вращения прокатного вала; фиксацию направления движения формы; равномерный износ беговых дорожек прокатного вала; провисание прокатного вала не более 3 мм; надежность гидравлической системы подкатной тележки.

11.22. Формы на внутренних поверхностях не должны иметь вмятин и выпуклостей. Беговые дорожки торцевых колец форм должны быть изношены равномерно.

11.23. Согласованность работы скребкового механизма, ленточного питателя и ходовой части бетоноукладчика проверяется опытным формованием.

Оборудование для напорного формования

11.24. Для управления процессом формования изделий рекомендуется применять автоматизированную систему, включающую в себя устройство для контроля уровня заполнения бетоном формуемых полостей (датчики уровня) с исполнительным механизмом и устройство для отключения бетононасоса или пневмо-нагнетателя, которое должно срабатывать при заполнении формы-опалубки бетоном или в аварийной ситуации. Под аварийной ситуацией следует понимать возникновение предельных давлений в заполняемой смесью полости или в бетоноводе.

11.25. Работоспособность системы автоматизированного управления проверяется путем замыкания датчиков контроля уровня бетонной смеси сопротивлением, близким к максимальному сопротивлению бетонной смеси при полностью заполненной форме.

11.26. Перед началом формования после длительного перерыва следует включить бетононасос на холостом ходу и убедиться в правильности работы его всасывающего и нагнетательного клапанов.

11.27. Перед формованием следует проверить надежность формовочного агрегата и бетоновода.

11.28. Не допускается вытекание цементного теста или цементного молока из соединений бетоновода.

Автоматизированные линии

11.29. Для повышения эксплуатационной надежности автоматизированных формовочных линий в системы их управления должны быть введены узлы контроля и сигнализации.

11.30. В автоматизированных линиях может применяться внешняя и внутренняя сигнализации.

Для внешней сигнализации могут использоваться звуковые и световые сигнализаторы. Световая сигнализация выполняется в виде светофора, устанавливаемого на видном месте.

Внутренняя сигнализация линии должна быть размещена на пульте управления и давать информацию о состоянии отдельных механизмов и их элементов, о готовности агрегатов к работе, о неисправностях в системе автоматики.

12. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ФОРМОВОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

12.1. Эксплуатацию форм следует проводить в соответствии с рекомендациями Руководства по эксплуатации стальных форм при изготовлении железобетонных изделий.

12.2. Периодичность цикла технического обслуживания и ремонта формующего оборудования рекомендуется принимать по табл. 9

Таблица 9

Виброформовочные машины

12.3. Для надежной и эффективной работы вибромашин необходимо соблюдать основные правила их монтажа, наладки и эксплуатации. Монтаж вибрационных машин производят согласно чертежам, в которых должны учитываться требования по виброизоляции в соответствии со стандартом СТ СЭВ 1932-79.

12.4. Общим требованием является правильная настройка на расчетный режим, состоящая в том, что:

все дебалансы должны быть отрегулированы на расчетную величину статического момента;

на каждом валу (на параллельных валах между ними) дебалансы выставляются строго синфазно;

для вибромашин направленных колебаний проверяется направление вращения валов.

12.5. Перед пуском вибромашин необходимо проверить: свободу вращения всех валов;

отсутствие соударения витков опорных пружин при полной загрузке; надежность закрепления форм и вспомогательного оборудования; наличие и уровень смазки в вибровозбудителях и синхронизаторах.

12.6. Пробные запуски следует производить с нагруженной вибромашиной сначала в течение 1…2 с, затем 10…20 с, затем 60…80 с. Первые полчаса рекомендуется через 5 мин работы делать 10-минутный перерыв. Наличие смазки в вибраторах проверяется через каждые 200 ч работы. Температура корпуса вибромашины при работе не должна превышать температуру окружающей среды более чем на 60 °С.

12.7. Не рекомендуется длительная (более 10 мин) непрерывная работа вибромашины, если в подшипниках ее узлов нет принудительного охлаждения, а также работа вибромашин вхолостую. При эксплуатации необходимо соблюдать проектный режим колебаний (амплитуда, частота), а также не превышать расчетную грузоподъемность машины более чем на 15 %.

12.8. Уровень приводных валов синхронизаторов должен быть ниже уровня валов виброплощадки примерно на 0,75 от величины осадки виброплощадки под максимальной загрузкой. При этом необходимо соблюдать строгую соосность и прямолинейность валов виброблоков и валов синхронизации.

12.9. При эксплуатации поверхностных вибромашин последовательного действия необходимо, чтобы:

расстояние от нижнего уровня горизонтальной части профиля скользящих рабочих органов до бортов формы составляло 0,5…1 мм;

объем накопительного бункера бетоноукладчиков, питающих вибромашины последовательного действия, был равен или кратен объему формуемого изделия. Для обеспечения постоянного подпора в вибробункере подача смеси в него должна осуществляться непрерывно;

выходное отверстие промежуточного рабочего органа было оборудовано затвором-отсекателем, обеспечивающим плавную регулировку выходного отверстия в начале и в конце формования. Началу движения форм (или рабочего органа) должно предшествовать включение вибровозбудителей в течение 25…40 с при одновременной подаче смеси в вибробункер. После окончания формования при перерывах более 2 ч необходимо промывать бункера или производить вибрационную его очистку в течение 2 - 3 мин. Особенно строго это необходимо соблюдать, если в конструкции бункера предусмотрены устройства дополнительного вибропобуждения типа стержней, решеток и т.п.

12.10. Следует тщательно следить, чтобы при работе поверхностных вибромашин на направляющих поверхностях бортов не было наплывов бетона.

12.11. Нельзя прижимать глубинную вибромашину к арматуре или опалубке во избежание выхода из строя электродвигателя, других деталей вибромашины или повреждения опалубки. Не допускать продолжительной работы вибромашины на холостом ходу, особенно для вибромашин с встроенным высокочастотным двигателем, рассчитанным на непрерывное охлаждение бетонной смесью. Запуск и остановка вибромашины должны осуществляться вне бетонной смеси. При уплотнении нужно обеспечивать полное погружение рабочего органа в смесь, извлечение вибромашины производить медленно, желательно с небольшим наклоном.

Механическое оборудование

12.12. При эксплуатации оборудования периодически должен проводиться профилактический осмотр, в ходе которого определяется состояние узлов и механизмов, выполняется их регулировка и смазка, устраняются мелкие неисправности и ликвидируются отклонения.

12.13. Для смазки узлов и механизмов применяются масла только тех марок, которые указаны в соответствующей технической документации на оборудование.

12.14. При каждом техническом обслуживании в обязательном порядке производят проверку затяжки и регулировку подшипников; проверку плотности сальников; замену болтов, гаек, шплинтов и других крепежных деталей, пришедших в негодность; проверку состояния шарнирных соединений, ременных передач и при необходимости их замену.

12.15. При выполнении текущего ремонта проверяют состояние передач в редукторах и производят замену в них масла, заменяют износившиеся шестерни, муфты, подшипники и т.п., а также приводные ремни.

12.16. При капитальном ремонте заменяют изношенные механизмы, рабочие органы, агрегаты и узлы управления.

Электрооборудование

12.17. Не реже одного раза в месяц следует производить осмотр электроаппаратов, проверять состояние конечных выключателей, герметичность электрошкафов и т.д. Во время осмотра следует удалять скопившуюся пыль, грязь, а при необходимости, производить и замену аппаратов.

12.18. При текущем обслуживании электродвигателей следует проверять режим их работы, нагрев, состояние контактов.

Периодичность текущего обслуживания электродвигателей устанавливается в зависимости от производственных условий, но не реже одного раза в два месяца.

12.19. Текущее обслуживание автоматических выключателей необходимо производить не реже одного раза в 6 мес., а также после каждого отключения при коротком замыкании.

12.20. При текущем обслуживании релейной аппаратуры проверяют четкость срабатывания механической части реле, а также надежное замыкание и размыкание контактных мостиков.

12.21. При проведении технического обслуживания электрооборудования для очистки контактов используют ректифицированный спирт высшей очистки по ТУ 3-66-65.

Нормы расхода спирта на техническое обслуживание электрооборудования на каждом предприятии согласуются и утверждаются в установленном порядке.

Гидро- и пневмосистемы

12.22. Гидро- и пневмосистемы следует периодически проверять контрольным давлением. Обнаруженную негерметичность необходимо устранять. Эксплуатация негерметичных гидро- и пневмосистем запрещается.

12.23. При попадании в гидросистему воздуха следует проверить плотность соединений всасывающего трубопровода и аппаратов, установленных на гидроприводе.

12.24. Через шесть месяцев эксплуатации следует слить масло из гидроблоков и гидросистемы, очистить гидробаки от грязи и осадка, промыть керосином и протереть насухо, сменить элемент фильтра тонкой очистки, залить свежее, тщательно отфильтрованное масло.

12.25. Не реже одного раза в три месяца необходимо снимать и очищать магнитные патроны и воздушный фильтр (сапун).

12.26. Масла для заполнения гидросистем должны быть тех марок, которые указаны в соответствующей технической документации на оборудование.

13. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

13.1. В соответствии с Кодексом законов о труде, директор и главный инженер предприятия несут персональную ответственность за своевременное внедрение современных средств техники безопасности, предупреждающих производственный травматизм и обеспечение санитарно-гигиенических условий, предотвращающих возникновение профессиональных заболеваний.

13.2. Главными мероприятиями по соблюдению санитарных норм являются своевременное обновление устаревшего оборудования, содержание оборудования в исправном состоянии, высококачественный и своевременный ремонт, обеспечение высокой степени трудовой дисциплины, повышение квалификации рабочих, строжайшее соблюдение техники безопасности и эксплуатации оборудования. Большое значение имеет соблюдение режима труда и отдыха, обеспечение средствами индивидуальной защиты, санитарно-бытовое обеспечение, медицинский контроль, лечебно-профилактические меры.

13.3. В проекте предприятия в мероприятиях по технике безопасности должны быть отражены все мероприятия по уменьшению вибрации и шума, подтвержденные соответствующими акустическими, экономическими и другими расчетами. При проектировании должны быть учтены требования ГОСТ 12.1.003-83, СНиП II-12-77, а также Руководства по расчету и проектированию шумоглушения в промышленных зданиях (М.: Стройиздат, 1981), Руководства по технико-экономической оценке способов формования, бетонных и железобетонных изделий (М.: Стройиздат, 1978) и др.

13.4. Методы измерения шумовых характеристик машин и ручного механизированного инструмента должны соответствовать ГОСТ 12.2.030-83.

Технические и метрологические характеристики акустической аппаратуры, используемой в измерительных трактах, должны соответствовать требованиям ГОСТ 17187-81.

Аппаратура, используемая для измерений, должна соответствовать ГОСТ 8.002-86.

13.5. Гигиеническое нормирование параметров вибрации, воздействующей на человека в производственных условиях, должно проводиться согласно ГОСТ 12.1.012-78*

13.6. Измерения параметров вибрации должны производиться в соответствии с ГОСТ 13731-68.

13.7. Средства измерения вибрации на рабочих местах должны отвечать требованиям ГОСТ 12.4.012-83.

13.8. При разработке мероприятий по обеспечению требуемых условий труда рабочих формовочных цехов, связанных с вибрацией, рекомендуется использовать следующие нормативные документы: Руководство по улучшению условий труда рабочих вибро- и шумоопасных профессий на предприятиях стройиндустрии (М.: Стройиздат, 1977), Руководство по проектированию виброизоляции машин и оборудования (М.: Стройиздат, 1973), Положение о режиме труда работников виброопасных профессий (М.: ВЦСПС, Минздрав СССР, Госкомтруд СССР, 1974).

13.9. В тех случаях, когда исчерпаны технические возможности снижения вибрации и шума, необходимо уменьшать время работы в таких условиях.

13.10. При производстве железобетонных изделий центрифугированием следует руководствоваться Правилами техники безопасности и производственной санитарии промышленности строительных материалов, ч. I и II, разд. XIII, М.: Стройиздат, 1981.

13.11. При эксплуатации электрооборудования следует руководствоваться Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей (М.: Госэнергонадзор, 1981); инструкциями по технике безопасности, заложенными в технических паспортах на оборудование.

13.12. К работе на формовочных линиях допускается персонал, изучивший оборудование линии, правила эксплуатации и прошедший инструктаж по технике безопасности.

13.13. При эксплуатации линии должны соблюдаться действующие на заводе общесоюзные, ведомственные и заводские правила и инструкции по технике безопасности.

13.14. Помосты на рабочих местах линий, переходные мостики и лестницы должны содержаться в исправном состоянии и не должны быть скользкими.

13.15. Обслуживающий персонал линии обязан строго соблюдать правила эксплуатации и требования инструкции по технике безопасности, разрабатываемой для каждой линии, содержать в чистоте рабочее место в течение всего рабочего времени, не допуская загромождения проходов.

13.16. При ремонте оборудования линии на вводном автомате должен быть выведен плакат: «Не включать! Работают люди!».

13.17. При перерыве в подаче на линию электроэнергии необходимо выключать вводной автомат (рубильник).

13.18. Во время работы линии запрещается:

переходить в неустановленных местах рабочие и возвратные конвейеры и подлезать под них;

заходить за ограждения технологического оборудования;

находиться между работающими узлами;

опираться на работающее оборудование;

производить уборку оборудования.

13.19. При обнаружении возможной опасности следует отключать линию, предупредить обслуживающий персонал и администрацию цеха.

13.20. В случае невыполнения обслуживающим персоналом требований техники безопасности, работник службы техники безопасности, обнаруживший нарушение, обязан принять все необходимые меры, вплоть до остановки и отключения линии и отстранения от работы обслуживающего персонала.

13.21. Монтаж и эксплуатация гидравлического Привода должны вестись персоналом, ознакомленным с правилами его эксплуатации, при строгом соблюдении требований техники безопасности.

13.22. Эксплуатация гидравлического привода должна производиться при строгом соблюдении правил противопожарной безопасности. При этом запрещается:

выполнять любые ремонтные работы на гидроприводе, находящемся под давлением;

выполнять сварочные работы на трубопроводах, присоединенных к гидроприводу;

оставлять отсоединенными трубопроводы и незаглушенными отверстия при прекращении ремонтных работ по трубопроводу;

работать на линии при наличии наружных утечек из соединений трубопроводов и гидроаппаратов;

работать на линии при неисправности в контрольно-регулирующей аппаратуре (манометры, дроссели, клапаны, реле давления и т.д.).

13.23. К эксплуатации электрооборудования линии допускаются лица, прошедшие техническое обучение и инструктаж по технике безопасности и имеющие право самостоятельного обслуживания электроустановки.

13.24. Электродвигатели, электрошкафы, гидравлические станции и т.п. должны быть надежно заземлены.

13.25. До подключения линии к заводской питающей сети необходимо:

измерить сопротивление в системе заземления электрооборудования, которое не должно превышать 0,1 Ом;

провести измерение сопротивления изоляции токоведущих частей электрооборудования. Сопротивление изоляции в любой незаземленной точке электрооборудования линии должно быть не ниже 1 Ом, а изоляции обмоток электродвигателей (без подсоединительных проводов) - не менее 0,5 МОм при относительной влажности окружающего воздуха не более 90 % и температуре 20 °С. Если сопротивление изоляции электрических машин меньше допускаемого, необходимо произвести его сушку.

13.26. Клеммы вводных аппаратов должны быть защищены от случайного прикосновения.

13.27. Во время работы линии необходимо следить за тем, чтобы двери электрошкафов, крышки разветвительных коробок и других электрических устройств были закрыты, а уплотнения не имели повреждений.

13.28. При эксплуатации электрических устройств запрещается:

производить устранение неисправностей электрооборудования линии лицам, не имеющим права обслуживания электрооборудования;

устранять неисправности в электрооборудовании без снятия напряжения, если характер неисправности не требует ее устранения под напряжением. Как исключение допускается устранение неисправностей в электрошкафу управления, находящегося под напряжением. При этом работы необходимо производить в соответствии с Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей;

снимать, нарушать или каким-либо другим способом деблокировать предусмотренные электросхемой линии блокировки, отключать звуковую и световую сигнализацию, работать на линии с нарушенными блокировками или неисправной сигнализацией.

13.29. При устранении неполадок следует соблюдать меры предосторожности, так как при нажатии кнопок с определенными надписями соответствующие механизмы линии совершают движение.

13.30. При необходимости в отдельных случаях включения гидромеханизма вручную (нажатием на сердечник электромагнита реверсивного золотника) предварительно следует убедиться в том, что положение всех остальных механизмов исключает аварию при движении механизмов, включенных вручную.

13.31. Запрещается приступать к работе на линии при:

отсутствии кожухов и других защитных устройств на приводных ремнях, электродвигателях и т.д.;

отсутствии смазки или неисправности системы смазки хотя бы одного из узлов или механизмов;

несоответствии давления в гидросистеме указанному в технической документации;

наличии масла в гидростанциях ниже допустимого уровня.

13.32. Во время работы линии необходимо:

выполнять требования предупредительных табличек, установленных на линии, и правила безопасности работы на данном рабочем посту;

производить наладку узлов и механизмов только при полной остановке линии; не допускать передачу через работающие механизмы каких-либо предметов.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

СПОСОБЫ ОЦЕНКИ ИНТЕНСИВНОСТИ ВИБРАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Оценка параметров по ускорению

Основным критерием, характеризующим режим уплотнения бетонной смеси, является максимальное ударное ускорение а_н при нахождении рабочего органа в крайнем нижнем положении, которое должно быть больше ускорения а_в, соответствующего верхнему положению рабочего органа. Преобладание а_н над а_в способствует ускорению процесса уплотнения, так как при а_н > а_в смесь испытывает дополнительные напряжения сжатия, чего нет при симметричных (гармонических) режимах колебаний. Асимметрия колебаний a_н/a_в = 2…6 при значении максимального ускорения а_н = 60…80 м/с².

Режим формования бетонных смесей различной удобоукладываемости вертикальной вибрацией с симметричными и асимметричными переменными и постоянными параметрами при двухстадийном формовании приведены в табл. 1.

Таблица 1

Определение интенсивности вибрационного воздействия по удельной мощности колебаний

При оценке интенсивности вибрационного воздействия по удельной мощности колебаний, представляющей собой отношение полного количества энергии, поступающей от рабочего органа машины в бетонную смесь, к массе формуемого изделия, необходимо учитывать направленность колебаний, схему работы машины, характеризующую ее взаимодействие со смесью, соотношение величин вынуждающих и удерживающих (включая пригруз) сил.

Расчетные схемы основных вибрационных формовочных машин

Расчетные схемы основных вибрационных формовочных машин приведены на рисунке. Удельная мощность колебаний Р определяется по формулам:

в случае, когда рабочие органы машины совершают нормальные (обычно вертикальные) по отношению к поверхности изделия колебания:

Р = К₍₎К₁ U²w³;                                                                      (1)

то же, при касательных (обычно горизонтальных) колебаниях:

Р = К₀К₁ Ugfw,                                                                     (2)

где U - амплитуда колебаний рабочих органов, м, при отсутствии бетонной смеси, определенная без учета влияния жесткости опорных элементов, U = K/m_в. Здесь К - момент дебалансов вибровозбудителя, кг · м; m_в - масса вибрирующих частей, кг; w - угловая частота вибрирования, с^-1; К₀ - коэффициент, характеризующий полезное действие машины (за эталон принимается вибрационная площадка с вертикальными колебаниями, для которой К₀ = 1); К₁ - коэффициент, зависящий от схемы устройства машины, наличия пригрузочных устройств, соотношения масс образующих ее элементов; g - ускорение силы тяжести, м/с²; f - коэффициент трения бетонной смеси по металлу (f = 0,10 - 0,12).

Значения коэффициентов К₀ и К₁ определяют в зависимости от расчетной схемы формовочной машины по указаниям табл. 2.

Таблица 2

Примечание. Формулы для определения К₁ соответствуют случаям оптимального выбора жесткости и величины обжатия прижимных пружин в схемах 2, 3 и 4.