Реферат: Ниижб госстроя СССР пособие по технологии формования железобетонных изделий (к сниП 09. 01-85)

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

НИИЖБ ГОССТРОЯ СССР

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 3

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ 3

2. ТРЕБОВАНИЯ К БЕТОННЫМ СМЕСЯМ И АРМАТУРЕ 4

3. УКЛАДКА БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ 4

4. ФОРМЫ И СТЕНДЫ 6

5. ВИБРАЦИОННОЕ ФОРМОВАНИЕ 6

Способы вибрационного формования 6

Режимы вибрационного формования 8

6. ВИБРОФОРМОВОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 10

7. БЕЗВИБРАЦИОННОЕ ФОРМОВАНИЕ 19

Способы безвибрационного формования 19

Режимы безвибрационного формования 20

8. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БЕЗВИБРАЦИОННОГО ФОРМОВАНИЯ 25

Оборудование для вакуумирования 27

Оборудование для роликового формования 28

Оборудование для центрифугирования 30

Оборудование для центробежного проката 31

Оборудование для напорного формования 32

9. КОМБИНИРОВАННОЕ ФОРМОВАНИЕ 32

Вибровакуумирование 32

Виброгидропрессование 34

10. ОТДЕЛКА СВЕЖЕОТФОРМОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ 35

Отделка поверхностей, обращенных к поддону 39

11. КОНТРОЛЬ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ФОРМОВОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 42

Виброформовочное оборудование 43

Оборудование для прессования 43

Оборудование для вакуумирования 44

Оборудование роликового формования 44

Центрифуги 44

Оборудование для центробежного проката 45

Оборудование для напорного формования 45

Автоматизированные линии 45

12. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ФОРМОВОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 45

Виброформовочные машины 46

Механическое оборудование 47

Электрооборудование 47

Гидро- и пневмосистемы 48

13. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 48

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 51

СПОСОБЫ ОЦЕНКИ ИНТЕНСИВНОСТИ ВИБРАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ 51

Оценка параметров по ускорению 51

Определение интенсивности вибрационного воздействия по удельной мощности колебаний 51

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 56

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И РАСЧЕТ ВИБРАЦИОННЫХ ПЛОЩАДОК 56

Методика и пример расчета виброплощадки с вертикально-направленными колебаниями 56

Методика и пример расчета ударно-вибрационной площадки с незакрепленной формой 58

Методика и пример расчета виброплощадки с многокомпонентными колебаниями 60

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 61

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТНЫХ МАШИН 61

Методика и пример расчета вибропротяжного устройства 65

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 66

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЛУБИННЫХ ВИБРОМАШИН 66

Техническая характеристика глубинных вибромашин с электрическим приводом завода «Красный маяк» 66

Техническая характеристика глубинных ручных вибромашин с пневматическим приводом* завода строительных машин (г. Одесса) 66

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 67

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИБРОМАШИН ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ 67

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 67

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕРИЙНЫХ ВИБРОПЛОЩАДОК ЧЕЛЯБИНСКОГО ЗАВОДА «СТРОММАШИНА» 67

Технические характеристики серийных виброплощадок челябинского завода «Строммашина» 68

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 68

ВИБРОПЛОЩАДКИ РАМНОГО И БЛОЧНОГО ТИПА, ИЗГОТОВЛЯЕМЫЕ МИНИСТЕРСТВАМИ И ВЕДОМСТВАМИ 68

Технические характеристики виброплощадок различных модификаций с многокомпонентными колебаниями 68

Техническая характеристика виброплощадок резонансных асимметричных 69

ПРИЛОЖЕНИЕ 8 71

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАССЕТНЫХ УСТАНОВОК 71

Технические характеристики кассетных установок Ждановского завода металлоконструкций Минмонтажспецстроя 71

ПРИЛОЖЕНИЕ 9 72

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ВИБРОМАШИНЫ, ИЗГОТОВЛЯЕМЫЕ МИНИСТЕРСТВАМИ И ВЕДОМСТВАМИ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ (ПЕСЧАНЫХ) БЕТОНОВ 72

ПРИЛОЖЕНИЕ 10 73

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ И ВАКУУМИРОВАНИЯ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ 73

ПРИЛОЖЕНИЕ 11 78

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМОВОЧНЫХ СВОЙСТВ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ 78

ПРИЛОЖЕНИЕ 12 81

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ НАПОРНОГО ФОРМОВАНИЯ 81

ПРИЛОЖЕНИЕ 13 83

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ФОРМУ И УСТАНОВКУ В ПРОЦЕССЕ РОЛИКОВОГО ФОРМОВАНИЯ 83

ПРИЛОЖЕНИЕ 14 84

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕНТРИФУГ 84

Техническая характеристика роликовых центрифуг 84

Техническая характеристика ременных центрифуг 84

ПРИЛОЖЕНИЕ 15 84

ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОТДЕЛКИ СВЕЖЕОТФОРМОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ 84

Техническая характеристика отделочной машины 84

Изготовитель - лисичанский завод «Строммашина». 85

Изготовитель - лисичанский завод Строммашина. 85

Разработчик - НИИСП (г. Днепропетровск). 85

Составы замедлителей твердения цемента для ковров 85

Составы смазок-вскрывателей 86

ПРИЛОЖЕНИЕ 16 86

ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА ЦЕМЕНТОБЕТОНОВ 86

1. Определение наибольшей крупности (НК) заполнителя 86

Предельная крупность заполнителей для различных конструкций и контрольных образцов 86

2. Назначение удобоукладываемости смеси 87

Рекомендуемая удобоукладываемость смеси 87

3. Определение водопотребности смеси 87

4. Определение водоцементного отношения 88

Максимальное значение В/Ц для бетонов различных условий службы 89

5. Определение расхода цемента 89

6. Определение расхода заполнителей 89

7. Корректировка состава бетона 90



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 Ав и нижнюю Ан составляющие по нахождению рабочего органа в верхнем и нижнем положении, а отношение между ними Ан/Ав определяют как коэффициент асимметрии.

Ударные колебания возникают в результате соударения формы об ограничитель. Ударные колебания имеют также асимметрический характер.

5.17. Эффективность виброформования изделий зависит от интенсивности и продолжительности воздействия рабочего органа машины на уплотняемую смесь.

Интенсивность И вибрационного воздействия может оцениваться:

а) максимальным ускорением колебаний рабочего органа формовочной машины (интенсивность по ускорению)

Иа = Aw2,

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

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

ИN = f(A2w3).

Примечание. При наличии специального обоснования могут быть использованы и другие характеристики эффективности виброформования (относительная деформация или ее скорость, градиент динамического давления, напряжение).

Интенсивностью по ускорению рекомендуется пользоваться преимущественно при оценке работы действующих формовочных установок, проверке их в процессе изготовления изделий и отработке режимов формования.

Интенсивностью по мощности, как правило, пользуются при проектировании новых формовочных машин и отработке технологии массового производства изделий из жестких бетонных смесей.

Рекомендуемые значения ускорения для формования изделий из различных бетонных смесей при стандартной частоте вибрирования, а также способы оценки интенсивности по ускорению приведены ниже и в прил. 1, а по мощности - в прил. 1.

Марка смеси по ГОСТ 7473-85

П4

П3

П2

П1

Ж1

Ж2

Ж3

Ж4

Ускорение, м/с2 · q

1

2

2,5

3

4

5

6

7

5.18. Продолжительность формования зависит от конфигурации и размеров изделий, насыщенности арматурой, вида оборудования, интенсивности вибрационного воздействия на смесь и ее удобоукладываемости.

Указания по назначению продолжительности вибрирования приведены в прил. 2 и 3 применительно к конкретным видам оборудования.

Продолжительность вибрирования проверяется опытным формованием, а контроль уплотнения осуществляется в соответствии с разд. 11.

5.19. При асимметричных режимах колебаний ускорением, осуществляющим уплотнение смеси, считают максимальное (пиковое) ускорение площадки в крайнем нижнем положении Ан. Верхняя составляющая при Ав > 1 создает условие для перекомпоновки частиц и позволяет ускорить процесс уплотнения.

Применение асимметричных колебаний позволяет, не повышая частоту колебаний, увеличить значение уплотняющего ускорения до величины 6…8q.

5.20. Повышение эффективности уплотнения жестких бетонных смесей может достигаться переменными режимами, учитывающими особенности механизма уплотнения смеси на каждой из стадий, указанных в п. 5.15.

5.21. Литые бетонные смеси П4, в том числе с добавкой пластификаторов, обладают пониженными величинами вязкости и сцепления. Для исключения эффекта расслоения их рекомендуется уплотнять при гармонических колебаниях с частотой не более 25 Гц и ускорением до 1,5 - 2q.

5.22. При формовании крупноразмерных изделий рекомендуется учитывать волновые явления. Они связаны с частотой колебаний и длиной волны L:

L = С / f,

где С - скорость распространения колебаний; f - частота.

Способы учета волновых явлений приводятся в прил. 1.

5.23. Рациональное формовочное оборудование выбирается с учетом вида изделия и его отличительных признаков. Классификация и способы формования различных изделий приведены в табл. 1.

Таблица 1

Группа

Конструкции

Изделия

Оборудование и способы формования

I.

Высокие вертикально поставленные или массивные со средней высотой слоя бетонной смеси больше 0,5 м

Фундаментные блоки, сборные элементы для массивной кладки и т.п.

Низкочастотные ударно-вибрационные и площадки с переменными параметрами колебаний; допускается применение пакетов глубинных вибраторов и площадок с горизонтальными колебаниями различных видов







Стеновые панели, изготовляемые в вертикальных формах

Горизонтальное (поперечное) вибрирование; низкочастотные площадки с вертикально направленными или эллипсоидными колебаниями; импульсное виброустройство; формование в кассетах







Объемные элементы зданий и сооружений

Низкочастотные виброплощадки;

глубинное и наружное вибрирование, площадки с многокомпонентными колебаниями







Изделия, относящиеся к другим группам, но формуемые в вертикальном положении (например, трубы и кольца большого диаметра) Конструкции типа колонн, стен и т.п.

Навесные вибраторы; передвижной вибросердечник или наружная виброопалубка; горизонтально вибрирующий сердечник (виброколокол); площадки с многокомпонентными колебаниями

Внутреннее и опалубочное вибрирование; импульсные виброустройства; площадки с многокомпонентными колебаниями

II.

Линейные значительной длины при относительно небольших сечениях

Призматические сплошные (ригели и балки, колонны, сваи, опоры линий электропередачи) Цилиндрические (трубы и трубчатые сваи)

Горизонтальное (продольное) вибрирование в сочетании с вибропригрузом или скользящим виброштампом; ударно-вибрационные вибрационные площадки блочного типа

Виброцентрифугирование (при диаметре до 1,2 и длине до 25 м) вертикальные формы с вибровалами (при диаметре 1,6 - 2 и длине 4 - 10 м); низкочастотные ударно-вибрационные площадки с вертикальными колебаниями (при диаметре до 1 и длине до 8 м)

III.

Плоские

Плоские и ребристые плиты

Виброплощадки, виброштампы, вибропрокатные и скользящие виброустройства







Пустотные плиты

Вибрационные, ударно-вибрационные площадки с пригрузом и комплектом пустотообразователей: машины с вибровкладышами и пригрузом







Дорожные и аэродромные плиты, плиты полов промзданий и т.п.

Поверхностные вибраторы; виброрейки; машины с навесным виброоборудованием; скользящие виброустройства; вибропрессы

IV.

Пространственные тонкостенные

Длинномерные с прямолинейной или слегка изогнутой осью и постоянным поперечным сечением, а также арочного типа

Скользящие виброустройства; виброплощадки с пригрузом







Двоякой кривизны (элементы сборных сводов-оболочек)

Стационарные виброштампы
^ 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 UГ = 0,6…0,8 мм; амплитуда вертикальных колебаний UВ = 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: амплиту