способ непрерывного изготовления железобетонного трубопровода и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ непрерывного изготовления железобетонного трубопровода, включающий образование в грунте траншеи, формование трубопровода в зазоре между экструдером с мундштуком и соосными им глубинным вибратором с пустотообразователем путем их протаскивания относительно трубопровода с одновременным виброуплотнением в зоне экструдера, укладку трубопровода на дно траншеи, отличающийся тем, что после образования траншеи между стенками экструдера с мундштуком и глубинного вибратора с пустотообразователем подают арматуру, в виде замкнутой по периметру сетки "рабица", после выхода из мундштука жестко ее закрепляет грунтовым анкером к дну и стенкам траншеи и непрерывно подают с одинаковой скоростью бетонную смесь и арматуру.

2. Устройство для непрерывного изготовления железобетонного трубопровода, включающее бетоносмеситель, приемный бункер, средство подачи армирующего материала, экструдер с мундштуком, вибратор и пустотообразователь, отличающееся тем, что средство подачи армирующего материала выполнено в виде трубчатого корпуса и соосно установленной в нем внутренней трубы с торцовой заглушкой на свободном конце, при этом трубчатый корпус имеет на боковой поверхности сквозной проем для подачи армирующего материала, в качестве которого используют металлическую сетку, и окно для ее вязки, вибратор выполнен глубинным и размещен по всей длине экструдера в подвешенном состоянии на конце внутренней трубы и имеет амортизатор для гашения продольной волны колебаний, соединенный с пустотообразователем, соосно установленным с мундштуком по всей его длине.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства железобетонных конструкций, в частности, к способам и устройствам по непрерывному изготовлению железобетонных трубопроводов.

Известен способ непрерывного изготовления бетонных труб в дренажном канале, заключающийся в образовании в грунте траншеи и укладке на ее дно бетонной подготовки, укладывании на подготовку модульной трубы и заливке ее по всей длине бетоном, выпуске воздуха из трубы после затвердевания бетона и ее извлечении из образованной полости [1]

Недостатком известного способа является стыковые соединения участков бетонной трубы при переукладке надувной трубы. Использование жидкого бетона при заливке трещин с надувной трубой требует значительных затрат исходного бетона, а также вяжущего. Резко снижается производительность изготовления бетонной трубы при переукладке пустотообразователя.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ непрерывного изготовления железобетонного трубопровода, заключающийся в образовании в грунте траншеи и укладке на подготовленное дно траншеи свежеотформованного изделия, при этом изделие формуют из бетонной смеси между наружной разъемной и внутренней опалубками и вибрируют сердечником внутренней опалубки, после вибрирования бетон трубопровода выдерживают и производят его электропрогрев с последующей выдержкой, далее сердечник внутренней опалубки выдвигают из полости трубопровода за габарит изготовленного отрезка изделия, а наружную опалубку раскрывают и надвигают на сердечник для производства следующего цикла загрузки и уплотнения бетонной смеси вибрированием [2]

Недостатком известного способа непрерывного изготовления железобетонного трубопровода является цикличность его формования, значительные затраты электроэнергии на прогрев изделия, большие трудозатраты на подготовительные работы, герметизацию зазоров между опалубками и изделием, транспортировку опалубки, по монтажным и демонтажным операциям.

Известно устройство для изготовления пустотных бетонных изделий, включающее экструдер, перемещающийся по основанию, бункер для подачи бетона, питатель в виде шнека для создания в бетоне внутреннего давления, формообразующий сердечник [3]

Недостатком известного устройства является невозможность использования армирующего изделие материала, цикличность получения штучных бетонных изделий, низкая прочность изделий большой протяженности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для непрерывного изготовления железобетонных изделий, включающее бетоносмеситель, приемный бункер, средство подачи армирующего материала, экструдер с мундштуком, вибратор и шнек-пустотообразователь [4]

Недостатком известного устройства является значительные энергозатраты на виброформование из-за потерь и виброколебания самого устройства, при этом качество изделия снижается за счет неравномерного виброуплотнения верхнего и нижнего слоя бетона в изделии. Устройство не предназначено для изготовления армированных железобетонных труб большой протяженности и предназначено только для получения пустотных плит конечной длины. Шнек-пустотообразователь имеет большую степень износа за счет трения о бетонную смесь. Пустотообразователь и вибратор не являются единым узлом, требующим единого энергетического привода. На выходе из экструдера армированное изделие характеризуется низкими прочностными свойствами в приарматурном слое из-за возможного относительного перемещения штучной арматуры и бетонной смеси при перемещении вдоль стенок полости экструдера.

Технический результат по изобретению заключается в возможности непрерывного изготовления железобетонных пустотелых изделий бесконечной длины любого профиля на строительной площадке, в снижении энергозатрат при эффективной передаче вибраций только бетонной смеси и совмещении процессов уплотнения и формообразования, в повышении качества изделий при более равномерном виброуплотнении.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для непрерывного изготовления железобетонного трубопровода; на фиг. 2 сечение А-А фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б фиг. 1.

Способ изготовления железобетонного трубопровода реализуется конкретным устройством (фиг. 1-3), состоящим из виброэкструдера 1 с мундштуком 2, жестко связанным с приемным бункером 3 и трубчатым корпусом 4 средства подачи армирующего материала в виде сетки 5 типа "рабица", намотанной в рулон на бобину 6. В полости виброэкструдера по всей длине в подвешенном состоянии соосно установлен глубинный вибратор 7, жестко связанный с направляющей криволинейной внутренней трубой 8 с одной стороны и через резиновые амортизаторы 9 на стержне 10 с цилиндрическим пустотообразователем 11, размещенным по длине мундштука 2.

В подвешенном состоянии направляющая внутренняя труба 8 соосно установлена в трубчатом корпусе 4 и жестко связана с ним на свободном конце через торцевую заглушку 12.

Бобина 6 с рулоном армирующей сетки установлена с нижней стороны корпуса 4 под сквозным проемом 13 для подачи армирующего материала в межтрубный кольцевой проем 14. С противоположной стороны сквозного проема 13 выполнено окно 15 для связки концов сетки 5. В полости направляющей внутренней трубы 8 размещен гибкий вал 16 привода глубинного вибратора 7. Устройство снабжено опорным колесом 17, установленным под трубчатым корпусом 4 и размещенным на подготовленном (утрамбованном) дне траншеи 18. Приемный бункер 3 заполнен бетонной смесью 19, поступающей по поворотному желобу 20 от бетоносмесителя 21, и снабжен источником напора бетонной смеси, например, бетононасосом (на чертеже не показан). Формующийся устройством железобетонный трубопровод 22 уложен на дне траншеи 18 и жестко связан армирующей сеткой 5 с грунтовым анкером 23, выполненным в виде клиновой пластины со стаканом 24.

Пример реализации способа. На подготовленное железобетонное дно траншеи 18 укладывают устройство для изготовления железобетонного трубопровода. Через межтрубный кольцевой проем 14 средства для подачи армирующего материала через проем 13 подают, сматывая с бобины 6, армирующую сетку, которую связывают через окно 15 и вытягивают из мундштука 2. За мундштуком 2 в стенки траншеи 18 забивают грунтовый анкер 23, в стакане которого жестко крепят свободный конец сетки 5, выступающей из мундштука 2. Из бетоносмесителя 21 по поворотному желобу 20 в приемный бункер 3 подают бетонную смесь, включают приводы глубинного вибратора 7 и источника напора, например, бетононасоса (не показан). Задают поступательную скорость устройства V вдоль траншеи 18, равную скорости извлечения из мундштука 2 армирующей сетки 5 и скорости истечения бетонной смеси из мундштука 2. При работе используют бетонную смесь, обладающую свойством сохранения заданной формы при немедленной распалубке. Донная смесь из приемного бункера 3 подают под давлением в виброэкструдер 1 и тиксотропно разжижают глубинным вибратором 7. Разжиженная бетонная смесь сцепляется с армирующей сеткой 5 и вместе с ней поступает в мундштук 2, в канале которого пустотообразователь 11 формует отверстие заданной формы. На выходе из мундштука свежесформованное железобетонное изделие трубопровод 22 укладывают на подготовленное дно траншеи 18 непрерывным путем, где она и набирает прочность, после чего траншею зарывают.

Предложенный способ формования железобетонных труб является непрерывным и может быть использовано для изготовления полых длинномерных и полых изделий конечной длины любой формы, армированных и неармированных. Способ гарантирует высокое качество изделия за счет сохранения сцепления армирующего материала и бетона на выходе из мундштука, а также высокой степени уплотнения бетонной смеси, получаемой за счет внутреннего вибрирования и гашения вибраций на пустотообразователе.

Предлагаемое устройство впервые позволяет получать непрерывным путем на дне траншеи готовое железобетонное изделие в виде трубопровода практически бесконечной длины без стыковых соединений. Использование специальных бетонных смесей с заданными реологическими свойствами позволяют сохранять заданную форму изделия при выходе из мундштука (немедленная распалубка), а также устранить явление усадки бетона за счет использования безусадочных цементов. Использование глубинного вибратора в данном устройстве позволяет снизить энергозатраты на 15-20% за счет эффективного виброуплотнения бетонной смеси без значительных расходов энергии на вибрирование самих конструкций устройства.

Ожидаемая скорость формования 0,5-2 м/мин. Предложенный способ может быть использован для изготовления пустотелых бортовых камней, дренажных труб любой конфигурации, свай, свай-оболочек, элементов малой архитектуры.

По сравнению с существующими устройствами предлагаемая установка является мобильной.