Способ изготовления центрифугированных изделий из бетонных смесей Советский патент 1992 года по МПК B28B21/30 

Изобретение относится Кцентробежному формованию длинномерных железобетонных изделий, например конусных опор контактной сети, свай и т.п.

Цель изобретения - повышение точности геометрических размеров изделий с наклонной к продольной оси образующей наружной поверхности.

Способ изготовления центрифугированных изделий включает подачу бетонной смеси в неподвижную форму, вращение последней на скорости распределения и ступенчатый подъем скорости вращения до критической скорости уплотнения с последующей тепловлажностной обработкой, при этом вращение на скорости распределения производят в два зтапа, между которыми скорость вращения увеличивают в 2-4 раза, причем время подъема скорости, выдержки ее и снижения до первоначальной равно 0,5-1,5 мин, а длительность первого этапа вращен« я на скорости распределения составляет 0,3-1,5 мин. .

После кратковременной (0,3-1,5 мин) фазы формирования геометрии изделия на распределительной скорости (60130 об/мин) осуществляют интенсивный подъем скорости вращения формы до 180300 об/мин (силовой импульс) суммарной продолжительностью 0.5-1,5 мин, а затем снижают скорость до первоначальной. В дальнейшем скорость вращения повышают по известному режиму.

Указанный силовой импульс обеспечивает превосходство силы трения компонентов бетонной смеси о стенки формы под действием центробежной силы над ее транспортирующей составляющей, что в итоге улучшает качество бетона и обеспечивает в допустимых пределах проектную толщину стенки вершины и комля изделия, Объяснить зтот зффект можно отжимом свободной воды как смазки из пограничного слоя форма - бетонная смесь и, как следствие, повышением силы трения центробежных сил и адгезии цементного теста к металлу формы. При этом кратковременность приложения силового импульса исключает развитие процесса водоотжатия, что обеспечивает псевдожидкое состояние бетонной смеси, которое обладает оптимальными формующими свойствами.

Длительность времени вращения на распределительной скорости, определяющей геометрию изделия и распределение компонентов по толщине и длине изделия, зависит от пластичности бетонной смеси и конусности изделия. При зтом, как показали зксперименты, вращение на этой скорости менее О. не дает сформироваться кольцу смеси в каждом сечении изделия, а при времени вращения свыше 1,5 миН транспортируюи й эффект, приводящий к разнотолщинностм изделия, будет недопустимо большим.

Длительность и максимальная скорость вращения (величина) силового импульса также зависят от пластичности бетонной смеси и конусности издалий. При времени разгона формы менее 0,5 мин и превышении распределительной скорости менее чем в 2 раза не происходит звАЮТного увеличения коэффициента трения и соответствующего обезвоживания пристеночного слоя и при обратном переходе на распределительную скорость по-прежнему проявляется транспортируюи й эффект.

При увеличении длительности силового импульса свыше 1,5 мин и превышении начальной скорости более-чем в 4 раза обезвоживание происхода4т не только в пристенном слое, но и в более глубинных слоях изделия, бетонная смесь частично переходит в псевдотвердое тело, что при дальнейшем снижении, а затем ступенчатом повышении скорости вращения форниы препятствует равномерному распределению и уплотнению компонентов в объеме изделия и формирует неоднородную по объему и недоуплотненную структуру бетона.

Проверка способа выполнялась при производстве опор контакной сети длиной 13,5 м, диаметр вершины 290 мм, диаметр комля 4 мм при толщине сечения кольца 60 мм. В экспериментах использовали бетонную смесь пластичностью ОК 2,0-2.5 см.

Пример 1. Режим центрифугирования (базовый вариант); I ступень (111 об/мин)-2,0 мин; И ступень (167 об/мин)1,5 мин; 1И ступень 23 об/мин) - 0,5 мин; IV ступень (400 об/мин) - 12 мин.

Изделие не соответствует техническим требованиям по разности толщин стенки между вершиной и комлевой частью, составившей около 45 мм, и разностенности кольца ±4,0 мм от номинала.

Значительное расслоение компонентов бетона по толщине сечения кольца.

П р и м е р 2. Режим центрифугирования с силовым импульсом (нижние пределы режима предложенного способа): I ступень (111 об/мин) - 0,3 мин; И ступень (разгон и удержание на скорости 223 об/мин) 0,5 мин; III ступень (111 об/мин)- 1,0 мин; IV ступень (167 об/мин) - 1,0 мин; V

ступень (223 об/мин) - 1,0 мин; VI ступень (400 об/мин) - 12 ми«.

Геометрические параметры стойки значительно улучшены по разнице толщин между вершиной и комлем (до 20 мм), снижено

расслоение компонентов, разностенность кольца составила ± 4,0 мм.

П р и м е р 3. Режим центрифугирования с силовым импульсом (верхние пределы режима предложенного способа): I ступень

(111 об/мин) - 1,5 мин; И ступень (разгон и удержание на скорости 400 об/мин) 1,5 мин; III ступень (111 об/мин) 1,0 мин; IV ступень (167 об/мин) - 1,0 мин; V ступень (223 об/мин) - 1,0 мин; VI ступень

(400Гоб/мин)-10 мин. Геометрические параметры стойки улучшены по сравнению с примером 2: по разностенности до ±3 мм, по раз ни ке толщин вершины и комля до 15 мм.

Пример 4. Оптимальный режим центрифугирования с силовым импульсом: I ступень (111 об/мин) - 1,0 мин; II ступень (разгон и удержание на скорости 223 об/мин) - 1.0 мин; 111, IV и V ступени по примеру 3; VI ступень (400 об/мин) 11 мин.

Геометрические параметры стойки лучше, чем в пр. 3, по разностенности кольца (i;2,5 мм), по разнице вершины и комля

(10; мм). Увеличена однородность бетона по сечению. Качество наружной и внутренней поверхностей лучше, чем в примерах 2 и 3. Пример 5. Режим центрифугирования: t ступень (111 об/мин) - 0,2 мин; II

ступень (разгон и удержание на скорости 223 об/мин) - 1,0 мин; III, IV и V ступени по примеру 3; VI ступень (400 об/мин) 11,7 мин. .

Геометрические параметры стойки

ухудшены по сравнению с примером 4: разностенность (дoi7 мм), расслоение, наличие шлама - в связи с недостаточной продолжительностью начальной ступени образования геометрии кольца.

Пример 6. Режим центрифугирования: I ступень (111 об/мин) - 2,0 мин; 1, III, IV, V ступени по примеру 4; VI ступень (400 об/мин) - 10 мин.

Геометрические параметры стойки

ухудшены по сравнению с примером 4 (разница толщин вершины и комля до 20 мм) в связи с увеличением продолжительности начальной ступени и увеличением влияния транспортирующего эффекта.

Пример 7. Режим центрифугирования: t ступень (111 об/мин) - 1,0 мин; И ступень (разгон и удержание на скорости 223 об/мин)- 2,0 мин; UI, IV и V ступени по примеру 4, Vi ступень (400 йб/мин)-10 мин.

Геометические 1араметрь1 стойки ухудшены по сравнению с примером 4: разностенность±5 мм разность толщин до 25 мм, расслоение, поя вление некоторого количества Шлама за счет увеличения сверх оптимальной длительности силового импульра.

Примере. Режим центрифугирования: I ступень (111 об/мин) - 1,0 мин; II ступень (разгон и удержание на скорости 400 об/мин) - 0.3 мин; 11, IV и V ступени по примеру 4; Vl ступень (400 об/мин) 11,7 мин.

Геометрические параметры стойки ухудшены по сравнению с примером 4; разностенность до :t5 мм, разница толщины между вершиной и до 25 мм - за счет кратковременности силового импульса.

Приме р 9. Режим центрифугирования: I ступень (1t1 об/мин) - t,0 мин; 11 ступень (разгон и удержание на скорости

167 об/мин) - 1,0 мин; III, IV и V ступени по примеру 4; VI ступень (400 об/мин)-11 мин. Геометрические параметры стойки несколько лучше, чем в примере 1: разница толщин вершины и комля до 40 мм, разностенность до 5 мм - за счет более плавного разгона центрифуги при практическом отсутствии силового импульса. Несколько уменьшилось также расслоение.

Формула изобретения Способ изготовления центрифугированных изделий из бетонных смесей, включающий подачу ее в неподви ную форму, вращение последней на скорости распределения и ступенчатый пЬдъем скорости вращения до критической скорости уплотнения с последующей тепловлажностной обработкой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности геометрических размеров изделий с наклонной к продольной оси образуюц4ей наружной поверхности, вращение на скорости распределения производят в два этапа, между которыми скорость вращения увеличивак т в 2-4 раза, причем время подъема, скорости, выдержки ее и снижения до первоначальной равно 0,5-1,5 мин, а длительность первого этапа вращения на скорости распределения составляет 0,3-1,5 мин.

Изобретение относится к центробежному формованию длинномерных железобетонных изделий и позволяет повысить точность геометрических размеров изделий с наклонной к продольной оси образующей наружной поверхности. Это достигается тем. что в способе изготовления центрифу-' гированных изделий из бетонных смесей вращение формы на скорости распределения производят в два этапа, между которыми скорость вращения уве'личивают в 2,0-4,0 раза. Время подъема скорости вращения, выдержка ее и снижение до первоначальной равно 0,5-1,5 мин. Длительность первого зтапа вращения на скорости распределения составляет 0,3-1,5 мин.