способ обработки бетонной смеси для производства бетонных и железобетонных изделий и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ обработки бетонной смеси для производства бетонных и железобетонных изделий, включающий подачу бетонной смеси в устройство, электроразогрев бетонной смеси с одновременным воздействием виброимпульсов, отличающийся тем, что бетонную смесь подают в двухкамерное устройство, в первой камере которого осуществляют электроразогрев с одновременным воздействием горизонтально направленных и вертикальных круговых виброимпульсов, создаваемых вибровозбудителем, установленным таким образом, что его ось вращения параллельна продольной оси камер устройства, и под воздействием горизонтальных виброимпульсов бетонную смесь перемещают во вторую камеру устройства, в которой осуществляют дополнительное перемешивание под воздействием круговых вертикальных виброимпульсов, при этом сечение второй камеры на 20 - 25% больше сечения первой камеры.

2. Устройство для осуществления обработки бетонной смеси по п.1, включающее корпус, с расположенными внутри него электродами и установленным на нем вибровозбудителями горизонтальных виброимпульсов, отличающееся тем, что внутренний объем устройства выполнен двухкамерным, электроды расположены вдоль оси первой камеры, имеют сегментное сечение и расположены под углом 120 град. друг к другу, при этом сечение второй камеры на 20 - 25% больше сечения первой камеры, на корпусе устройства дополнительно установлен возбудитель круговых вертикальных виброимпульсов таким образом, что его ось вращения параллельна продольной оси камер устройства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству железобетонных изделий и конструкций.

Известен способ обработки бетонной смеси (Термовиброобработка бетонной смеси в установке непрерывного действия камерного типа.//Форсированный разогрев бетонной смеси. Теория, эксперимент, практика: Мат.расш. засед.-сем. - Владимир. 1989 г. С. 64-70. ), при котором бетонная смесь подвергается виброобработке до разогрева, в процессе разогрева и после разогрева. Разогрев осуществляется путем пропускания через бетонную смесь переменного электрического тока, а виброобработка осуществляется горизонтально направленными виброимпульсами.

Известен способ обработки бетонной смеси (Влияние факторов комплексной виброэлектрообработки смеси на ускоренное получение бетона изделий повышенной прочности.//Форсированный разогрев бетонной смеси. Теория, эксперимент, практика: Мат. расш. засед.- сем. - Владимир, 1989 г. С.85-104.), при котором бетонная смесь подвергается чередующимся режимам: виброобработка и электроразогрев с одновременной виброобработкой. Виброобработка осуществляется горизонтально направленными виброимпульсами, под воздействием которых бетонную смесь перемещают в кольцевом зазоре устройства типа "труба в трубе", в котором последовательно, через промежутки, установлены три электрода.

Для осуществления способа используют устройство, выполненное следующим образом. Корпус устройства выполнен в виде трубы с установленными на нем вибровозбудителями, загрузочным бункером и выпускным устройством. Внутри корпуса установлена центральная труба из диэлектрического материала, на которую на некотором расстоянии друг от друга установлены трубчатые электроды, наружная труба (корпус) является "нулевым" проводником трехфазной электрической системы. В загрузочный бункер устройства непрерывно подают бетонную смесь, под воздействием горизонтальных виброимпульсов бетонную смесь перемещают по внутреннему кольцевому зазору устройства, последовательно замыкая электроды, бетонная смесь разогревается. Переместив к выпускному устройству бетонную смесь, ее выгружают в форму или опалубку и уплотняют. [1].

К недостаткам способа и устройства следует отнести высокие удельные энергозатраты на обработку бетонной смеси и большие габариты применяемого устройства.

Задачей изобретения является снижение энергозатрат на ускорение набора прочности бетона в ранние сроки твердения и уменьшение габаритов устройства.

Задача решается тем, что бетонную смесь подают в двухкамерное устройство, в первой камере которого осуществляют электроразогрев с одновременным воздействием горизонтально направленных виброимпульсов, создаваемых вибровозбудителем с осью вращения, перпендикулярной продольной оси камер устройства, и вертикальных круговых виброимпульсов, создаваемых вибровозбудителем, установленным таким образом, что его ось вращения параллельна продольной оси камер устройства. Под воздействием горизонтальных виброимпульсов бетонную смесь перемещают во вторую камеру устройства, в которой осуществляют дополнительное перемешивание под воздействием круговых вертикальных виброимпульсов, при этом сечение второй камеры на 20-25% больше сечения первой камеры.

Устройство для осуществления обработки бетонной смеси включает корпус с расположенными внутри него электродами и установленными на нем вибровозбудителями горизонтальных виброимпульсов. Внутренний объем устройства выполнен двухкамерным, при этом сечение второй камеры на 20-25% больше сечения первой камеры, электроды расположены вдоль продольной оси камеры и имеют сегментное сечение и расположены под углом 120^o друг к другу, а на корпусе устройства дополнительно установлен возбудитель круговых вертикальных виброимпульсов таким образом, что его ось вращения параллельна продольной оси камер устройства.

Предварительный электроразогрев бетонной смеси позволяет предотвратить развитие деструктивных процессов в твердеющем бетоне при термообработке, поскольку разогрев осуществляется до уплотнения бетонной смеси в форме или опалубке. Применение дополнительного виброперемешивания позволяет значительно повысить однородность бетонной смеси, в процессе виброперемешивания разрушаются слипшиеся комки цемента и разрушаются оболочки из новообразований на поверхности цементных зерен, что интенсифицирует взаимодействие цемента с водой. Таким образом, при соблюдении необходимого темпа набора прочности бетона данный метод позволяет снизить температуру разогрева бетонной смеси, что приводит к снижению затрат электроэнергии. Применение электродов сегментного сечения позволяет увеличить плотность тока и тем самым интенсифицировать процесс разогрева, что позволяет уменьшить габариты устройства.

На фиг. 1 изображено устройство, схематичный вид; на фиг. 2 - сечение 1-1.

Устройство состоит из корпуса 1 с камерами I и II. Внутри камеры I установлены съемные электроды 3, устройство оборудовано приемным бункером 2, выпускным устройством 4 и вибровозбудителями горизонтальных колебаний 5 и вертикальных круговых колебаний 6. Корпус устройства выполнен в виде отрезка трубы из диэлектрического материала. Электроды 3 установлены параллельно продольной оси устройства под углом 120^o друг к другу, имеют сегментное сечение и образуют симметричную трехфазную систему. В этом случае ток "нулевого провода" отсутствует и центральный электрод не требуется, что упрощает конструкцию и эксплуатацию устройства. Суммарная площадь электродов составляет 20-25% от площади внутреннего сечения трубы (корпуса), при этом электроды выполнены не на всю длину устройства и находятся в камере I, свободный от электродов участок устройства образует камеру II, с избыточным объемом, необходимым для осуществления эффективного виброперемешивания. Для обеспечения транспортировки бетонной смеси от загрузочного бункера к выпускному устройству установлен вибровозбудитель горизонтальных продольных колебаний 5. Для осуществления виброперемешивания на корпусе установлен вибровозбудитель вертикальных круговых колебаний 6.

Пример. Изготавливают железобетонное изделие из бетонной смеси с подвижностью ОК = 6 см. Состав бетонной смеси: Ц:П:Щ = 1:2:3 по массе В/Ц = 0,4 при расходе портландцемента 400 кг/м³. Бетонная смесь разогревается до 60^oС. Общее время термовиброобработки бетонной смеси зависит от требуемой температуры разогрева, установленной мощности устройства и его внутреннего объема. При мощности установки 120 кВт, внутреннем диаметре 200 мм и длине устройства 2 м, продолжительность обработки бетонной смеси составляет ~1 мин. Амплитуда круговых вертикальных виброимпульсов составляет 2,5 мм, продольных горизонтальных виброимпульсов 0,5 мм, при частоте колебаний 2880 кол/мин. В приемный бункер устройства 4 непрерывно (допускается порционная подача бетонной смеси, но не менее чем 1/3 высоты бункера должна быть постоянно заполнена бетонной смесью) подают бетонную смесь. Попадая в камеру I, бетонная смесь разогревается проходящим через нее электрическим током. Одновременно с электроразогревом бетонная смесь подвергается воздействию горизонтальных и вертикальных виброимпульсов. Под воздействием горизонтальных продольных виброимпульсов бетонную смесь перемещают в камеру II, где электроды отсутствуют, за счет чего внутреннее сечение камеры увеличивается на 20-25%. Увеличенный объем камеры II в сочетании с вертикальными круговыми виброимпульсами создают условия для эффективного виброперемешивания бетонной смеси. Достигнув выпускного устройства 4, разогретую бетонную смесь укладывают в форму или опалубку и уплотняют.

Продолжительность периода до распалубки формы определяется температурным режимом твердения бетона. При скорости остывания 5^o в 1 ч прочность бетона в суточном возрасте составляет 27 МПа, что соответствует 65% от прочности бетона нормального твердения в возрасте 28 суток (R₂₈^НТ=42 МПа).