Повышение эффективности перемешивания и уплотнения бетонной смеси вибрационным способом

• Автор: Пыльнев, Владимир Григорьевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 214 с. : ил.

1. Роль процессов перемешивания и уплотнения в формировании

рапсй структуры бетона.

1.1. Исходные предпосылки изучения процессов

формирования ранней структуры бетонов

1.2. Научнопрактические предпосылки управления процессами перемешивания и уплотнения

2. Методология и методы исследований

2.1. Процессы формирования структуры бетона как объект

исследования, оптимизации и управления.

2.1.1. Структурные характеристики бетонной смеси

2.1.2. Анализ процессов раннего формирования структуры бетонов как сложной физикомеханической системы

2.1.3. Описание и построение моделей раннего формирования структуры бетона

2.1.4. Принципы идентификации моделей и оптимизации процессов раннего формирования структуры бетонов
2.1.5. Подходы к управлению процессами раннего
формирования структуры бетона .
2.2. Методы исследования структуры и свойств бетонной смеси
в условиях вибрационных воздействий.
2.3. Характеристика сырьевых материалов и бетонных
3. Исследования свойств бетонной смеси, проявляемых в условиях
сдвига при перемешивании и вибрировании
3.1. Исследование структурнореологических свойств систем,
составляющих бетонную смесь, проявляющихся при
относительном сдвиге.
3.2. Исследование диссипативных, инерционных и структурнореологических свойств бетонной смеси, проявляющихся при
вибрационных воздействиях
3.2.1. Исследование диссипативных и инерционных свойств
бетонной смеси .
3.2.2. Исследование структурнореологических свойств бетонной смеси при вибрационном воздействии.
3.3. Обоснование и выбор типа смесителей для приготовления бетонной смеси
3.3.1. Оценка эффективности смесителей для приготовления бетонной смеси
3.3.2. Обоснование и выбор привода смесителя
3.4. Исследования процессов раннего формирования структуры бетонной смеси при вибромеханическом перемешивании
3.5. Идентификация параметров и проверка адекватности матема
тических моделей процессов перемешивания и уплотнения
3.6. Выводы
4. Внедрение результатов исследований и определение их
техникоэкономической эффективности
4.1. Системы автоматического контроля процессов приготовления
и уплотнения бетонной смеси
4.1.1. Результаты разработки установки автоматического контроля и регулирования реологических свойств бетонной
смеси при ее приготовлении
4.1.2. Результаты разработки систем контроля
процесса уплотнения бетонной смеси
4.1.3 .Результаты разработки системы измерения
вибровязкости бетонной смеси
4.2. Смесители с вибромеханическим перемешиванием.
4.2.1. Катковолопастной смеситель с вибрирующей чашей
4.2.2. Лопастной смеситель с качающимся и
вибрирующим корпусом.
4.3. Лабораторная виброплощадка с расширенными
функциональными возможностями
4.4. Промышленные виброплощадки с автоматизированным управлением
4.4.1. Промышленные испытания виброплощадки
для производства изделий широкой номенклатуры.
4.4.2. Промышленные испытания виброплощадки
для производства железобетонных шпал
Основные выводы
Литературные источники.
Приложения.

ВВЕДЕНИЕ


Дальнейшее развитие теоретические представления о перемешивании дисперсных материалов получили в работах ,, результаты которых успешно реализованы в химической технологии. Смешение рассматривается как случайный процесс . Графическая модель перемешивания представлена на рисунке 1. Перераспределение компонентов при смешении в первоначальный момент имеет максимальную статистическую неоднородСкесь аз ность. В соприкасаются только через поверхность Е. Рис. Процесс перераспределения смесь. Для описания таких процессов применялись дифференциальноразностные уравнения А. Н. Колмогорова . Для двухкомпонентной смеси п 2. Такой подход был реализован и нами при исследовании процессов перемешивания бетонных смесей. Возможности уплотнения сыпучих материалов и различных зернистых сред путем их встряхивания практически известны давно. Потребности совершенствования процесса изготовления железобетонных конструкций привлекли внимание многих исследователей и практиков к использованию вибрационного способа формования и уплотнения бетонов. Вибрационный способ уплотнения бетона как у нас в стране, так и за рубежом получил широкое распространение. Вибрационный способ формования имеет неоспоримые преимущества перед другими известными способами. Он обладает большими потенциальными возможностями повышения производительности, экономической эффективности, обеспечения необходимого качества железобетонных изделий и сооружений. Как известно, основной целью процесса виброформования является получение изделий и конструкций требуемой формы с высокой однородностью структуры и степенью уплотнения бетонной смеси при минимальных затратах на проведение процесса. От степени уплотнения зависят такие важные свойства бетона, как прочность, водонепроницаемость, морозостойкость, коррозионная стойкость и другие . Практически каждый процент недоуплотнения обычных тяжелых бетонов приводит к потере около 5 прочности . В процессе формования должна обеспечиваться однородность уплотнения бетонной смеси как в изделии. От однородности уплотнения зависит однородность бетона по прочности, величина которой регламентируется ГОСТ 5 Бетоны. Контроль и оценка однородности их прочности. Предприятия, выпускающие продукцию с неудовлетворительной однородностью, вынуждены повышать среднюю прочность бетона в изделиях, что связано с увеличением материальных затрат на производство и снижением эффективности изделий. Развитию представлений о сущности вибрационного воздействия на бетонную смесь и разработке способов виброформования железобетонных изделий и конструкций способствовали известные работы А. Савинова , В. Н. Шмигальского , В. В. Михайлова , Афанасьева , Б. В. Гусева , И. Ф. Руденко и других исследователей. Обширные исследования технологии формования в НИИЖБе, ВНИИГе, ВНИИжелезобетоне, ВНИИстройдормаше, в других исследовательских, проектных организациях и во многих ВУЗах страны позволили создать вибрационное оборудование для изготовления железобетонных изделий различного назначения и широкой номенклатуры. Основная масса железобетонных изделий изготавливается на виброплощадках. Преимущество станкового формования перед другими способами заключается в его универсальности, позволяющей изготавливать изделия различные по форме и массе. На заводах сборного железобетона одними из первых стали применяться виброплощадки рамного типа с одновальным дебалансным приводом и круговыми колебаниями. В дальнейшем нашли широкое распространение виброплощадки блочного типа с дебалансным приводом вертикально направленного действия. Эти виброплощадки комплектуются из отдельных виброблоков грузоподъемностью в 1,0. Общая грузоподъемность площадок обычно варьируется от 5 до т . Разработаны и нашли применение на практике импульсные ударные и ударновибрационные машины, созданы виброплощадки с горизонтально и вертикально направленной вибрацией с устройством для подстройки режима их работы в резонансной области. Однако, вследствие несовершенства таких систем поддержания резонанса, режим их работы оказался не стабильным. Например, по данным И. И. Быховского величина амплитуды колебаний виброплощадок этого типа изменяется в процессе уплотнения в три раза .