Размещено на http://www.allbest.ru/

Київський національний університет будівництва і архітектури

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

ІНТЕНСИФІКАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ВИГОТОВЛЕННЯ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ВИРОБІВ ПАНЕЛЬНОЇ КОНСТРУКЦІЇ У ВЕРТИКАЛЬНОМУ ПОЛОЖЕННІ

Азутов Володимир Павлович

УДК 666.98

05.23.05 - Будівельні матеріали та вироби

Київ - 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Науково-дослідному інституті будівельного виробництва Державного комітету будівництва, архітектури і житлової політики України.

Науковий керівник -

доктор технічних наук, професор

Шейніч Леонід Олександрович,

Київський національний університет будівництва i архітектури, професор

Офіційні опоненти -

доктор технічних наук, професор

Нікiфоров Олексій Петрович,

Дніпропетровське вiдкрите акцiонерне товариство Науково-дослідний інститут будівельного виробництва, перший заступник голови правлiння

-кандидат технiчних наук, старший науковий спiвробiтник

Коренюк Олександр Григорович,

ПП “Эфектсервiс”, провiдний спецiалiст

Провідна установа -

Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, кафедра технологiї будiвельних матерiалiв, виробiв та конструкцiй, Міністерство освіти і науки України, м. Днiпропетровськ

Захист дисертації відбудеться “31” січня 2001 р. о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.056.05 Киівського національного університету будівництва і архітектури за адресою: 03037, м. Київ-37, Повітрофлотський проспект, 31

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Киівського національного університету будівництва і архітектури за адресою: 03037, м. Київ-37, Повiтрофлотський проспект, 31

Автореферат розісланий “29“грудня 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, к. т. н. Бродко О.А.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

залізобетонний опалубка тепловий обробка

Актуальність теми

Одним із шляхів підвищення ефективності виготовлення залiзобетонних виробів у вертикальному положеннi є підвищення оборотності формооснащення як для збірного, так і монолітного будівництва. Важлива роль для цього приділяється науково обгрунтованому способу визначення моменту раннього зняття опалубки і максимального скорочення часу його досягнення.

Розробка технології, заснованої на застосуванні комплексу технологічних прийомів, що забезпечують інтенсифікацію росту міцності для раннього зняття опалубки, дозволить підвищити ефективність способу вертикального формування як в умовах заводського виробництва збірних конструкцій панельного типу, так і при зведенні вертикальних конструктивів у монолітному і збірно-монолiтному будівництві.

Інтенсифікація росту міцності залізобетонних виробів панельної конструкцiї для раннього зняття опалубки повинна приводити до зниження енергоємності виробництва, що підкреслює актуальність роботи в зв'язку з прийняттям закону про енергозбереження.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Дисертаційна робота виконана автором як вiдповiдальним виконавцем в Науково - дослідному інституті будівельного виробництва (НДБВ), м. Київ у межах держбюджетної науково-дослідної роботи за шифром 210.20-82 у 1982-85 р.р.: “Розробка технології і механізації виготовлення виробів ВПД на нових і удосконалених конвейєрних і касетних лініях” та відповідно до розділу цільової республіканської науково - технічної програми РН.55.08.05, а також програмного документу Держбуду України, прийнятого в 1994 р. “Державна науково-технiчна програма енергозбереження в житловому та цивiльному будiвництвi”.

Мета i задачи дослiдження

Розробка комплексу технологічних прийомів та методики їх призначення, що забезпечують інтенсифікацію росту міцності залізобетонних виробів для раннього зняття опалубки при формуванні у вертикальних формах, для чого необхідно вирішити наступні задачі:

-встановити закономірності зміни величини розпалубочної міцності від динамічних впливів на вироби;

-розробити технологічні параметри процесу віброформування малорухомої бетонної суміші у вертикальних формах;

-запропонувати режими і параметри теплової обробки виробів з малорухомих розігрітих бетонних сумішей у формувальній установці для прискореного набору міцності і зняття опалубки;

-розробити науково обгрунтовану методику розрахунку технологічних параметрів і режимів, що забезпечують інтенсифікацію росту міцності для раннього зняття опалубки;

-здійснити дослідно-промислову перевірку розробленої методики і запропонованих технологічних режимів.

Наукова новизна одержаних результатів:

-вперше встановлено і науково обгрунтовано комплекс критеріїв для визначення величини мінімальної міцності бетону, необхідної для зняття опалубки: навантаження від власної ваги виробу, динамічні навантаження на вироби при можливих ривках і поштовхах, навантаження на маломіцний бетон від можливого впливу теплового осердя форми при його поверненні в спочатку скривлене положення з неплощинністю, що допускається нормами;

-досліджено вплив послідовності подачi компонентів i введення пари у бетонозмiшувач на властивості розігрітої бетонної суміші і запропоновано метод роздільного, двоетапного її готування: на першому етапi - подача заповнювачiв i введення пари, на другому- подача цементу, гарячої води i добавок;

-встановлено, що спільна дія температурного фактора при готуваннi бетонної сумiшi малої рухливості i швидкого пiдйому температури при тепловiй обробцi бетону в формi, при наявностi добавки-прискорювача тверднення НН+ХК (ТУ 6-18-194) призводить до 2-3 кратної інтенсивності росту міцності бетону на ранній стадії його тверднення порiвняно зi звичайними умовами;

-теоретично обгрунтована і практично підтверджена можливість ефективного низькочастотного (24 Гц) віброущільнення малорухомої бетонної суміші у вертикальних формах з висотою формувальних відсіків більшою, нiж 3 м;

-отримано залежності впливу початкової температури і складу розігрітої бетонної суміші на темп зростання міцності на ранній стадії тверднення бетону та встановлено, що с ростом початкової температури бетонної сумiшi на 10С, темп пiдвищення міцності зростає вiд 20 до 25%.

Практичне значення одержаних результатів:

-розроблено методику розрахунку технологічних параметрів комплексу прийомів, що забезпечують інтенсифікацію росту міцності виробів у вертикальних формах для зняття опалубки;

-на підставі виконаних досліджень розроблено і впроваджено у проекті будівництва заводу з виробництва панелей перекриття комплекс технологічних прийомів, що включає: застосування розігрітої малорухомої бетонної суміші, введення добавки - прискорювача тверднення, низькочастотне віброущільнення горизонтально спрямованої дії, попередній високотемпературний прогрів теплових відсіків термоформи, форсований режим теплової обробки з двостороннім обігрівом виробу, який забезпечує інтенсифікацію росту міцності виробів для раннього зняття опалубки;

-розроблено нові технічні пристрої для технології вертикального формування виробів, що захищені 3 авторськими свідоцтвами на винаходи;

-розроблено та затверджено Мінбудом УРСР “Типові технології виготовлення виробів великопанельного домобудування основної номенклатури“: ВРД-67 УРСР 423-86.

За результатами досліджень розроблено та затверджене технічне завдання на проектування конвейєрного виробництва з вертикальними касетними формами на Київському домобудівному комбінаті №1 і завдання на конструювання механізмів нестандартного виготовлення для формувального виробництва і бортооснащення касетних форм. Реалізація проекту дозволила ввести в 1988-89 р.р. в експлуатацію дослідно-промислове виробництво панелей перекриття об'мом 61 тис. м3 у рік i забезпечити 2-3-х кратну інтенсифікацію росту міцності на ранній стадії тверднення бетону в порівнянні з традиційною технологією.

Особистий внесок здобувача полягає в:

-виборi основних напрямків і загальної методики досліджень;

-проведеннi теоретичних і експериментальних досліджень характеристик міцності бетону, теплових режимів, конструктивних особливостей ряду вузлів формувальної установки й ін.;

-встановленнi закономірностей процесу набору міцності для раннього зняття опалубки в залежності від технологічних властивостей і умов тверднення розігрітої бетонної суміші в термоформi;

-проведеннi натурних і аналітичних досліджень діючих виробництв, що працюють за технологією вертикального формування у містах Гатчина (С-Петербург), Кривий Ріг, Тверь, Кам'янец-Уральський, Москва, Мінськ, Софія, Прага та ін. з виявленням недоліків і переваг тієї чи іншої конкретної технології, на підставі яких розроблено комплекс технологічних прийомів, що дозволяють здійснювати раннє зняття опалубки за рахунок інтенсифікації набору міцності на ранній стадії тверднення.

Особистий внесок здобувача в науковi працi:

1. Азутов В.П. Дослiдження показників міцності бетону, які забезпечують розкриття термоформ в ранньому періоді при касетно-конвейєрній технології//Будiвництво України. - 2000. - №3. - С. 21.

2. Азутов В.П. Дослiдження впливу параметрів теплової обробки на міцність бетону при касетно-конвейєрнiй технологiї//Будвництво. Матералознавство. Машинобудування. Зб. наук. пр. - Днiпропетровськ: ПДАБА. - 1999. - №9, ч.1. - С. 25-27.

3. Азутов В.П. Енергозбереження у виробництві збірного залізобетону з касетно-конвейєрною-технологiєю//Будвництво. Матералознавство. Машинобудування. Зб. наук. пр. - Днiпропетровськ: ПДАБА. - 1999. - №9, ч.1. - С. 27-29

4. Азутов В.П. Дослiдження параметрiв розiгрiву бетонної сумiшi та умов використання ї в конвейєрнiй технологї вертикального формування //Міжвідомчий науково-техн. зб. “Строительное производство”. - Київ. НДІБВ. 1999. - вип.40. - С. 19-20.

5. Азутов В.П. Визначення температурних параметрiв теплової обробки бетону в термоформах//Будiвництво України. - 1999. - №4. - С.24.

6. Азутов В.П., Шаврин В.И. О трещинообразовании изделий при кассетно-конвейерном производстве//Бетон и железобетон. - 1988. - №1. -С. 16-18.

Викладено результати експериментальних дослiджень показникiв мiцностi бетону на раннiй стадi тверднення.

7. Азутов В.П., Шаврин В.И. Неплоскостность форм и её влияние на качество кассетно-конвейерного способа изготовления//Науково-техн. зб. "Строительное производство" - Київ. НДІБВ. - 1987. - вип. 26. - С. 42-48.

Викладено результати розрахунково-теоретичних дослiджень показникiв мiцностi бетону на раннiй стадi тверднення.

8. Арпаксыд М.А., Азутов В.П. Производство панелей крупнопанельных домов на новом кассетном оборудовании//Науково-технічний збірник "Строительное производство" вип. 25. - Київ. НДІБВ. - 1986. - С. 6-9.

Запропоновано принципову схему роботи вiброоргану з механiзмом керування його дiї при вiброобробцi бетонної сумiшi в касетi.

9. Арпаксыд М.А., Азутов В.П. Кассетная линия для формования изделий из малоподвижных смесей//Строительные материалы и конструкции. - 1986. - №1. - С. 30-31.

Розроблено принципову схему взамоєдiї вузлiв касетної лiнiї. Виконано дослiдження по застосуванню малорухомої розiгрiтої сумiшi i розроблено технiчне завдання на конструкцiю вiброоргана.

10. Азутов В.П. Неплоскостность форм и её влияние на качество железобетонных изделий крупнопанельного домостроения, изготавливаемых на кассетно-конвейерных линиях//Тр.междунар.конф. “Эфективни строительни технологии” Приморско. - НР България. НИСИ. - 1987. - Т.1. - С. 252-258.

11. Азутов В.П. Енергозбереження у виробництвi збiрного залiзобетону шляхом застосування касетно-конвейєрних технологiй//Матерiали другої всеукраїнської науково-практ. конф.”Енергозбереження в будинках i спорудах” Чернiгiв: - 1998. - С.78.

12. Установка для формования изделий из бетонных смесей: А.с. 1736701 СССР, МКИ В 28 В 1/08 / В.П.Азутов, В.И.Шаврин, В.Д.Досюк, А.Ф.Тупиков (СССР). - №4813712/33. заявлено 16.04.90; Опубл. 30.05.92, Бюл. №20. - 3 с.

Запропонована конструктивна схема установки.

13. Кассетная линия для изготовления сборных железобетонных изделий: А.с. 1101353 СССР, МКИ В 28 В 7/24, 5/00 / М.А. Арпаксыд, В.П. Азутов, И.Д. Безкровный, В.Г. Приходько (СССР). - №3434132/29-33; Заявлено 11.05.82; Опубл. 07.07.84, Бюл. №25. - 4 с.

Розроблено принципову схему взамодiї вузлiв лiнiї: пристроїв для розпалублення, вiброблокiв, теплових вiдсiкiв та iн.

14. Устройство для уплотнения бетонной смеси в отсеках кассетной формы: А.с. 1736702 СССР, МКИ В 28 В 1/08 / Л.В. Печерский, В.И. Шаврин, А.К. Завойский, В.П.Азутов (СССР). - №4824759/33; Заявлено 11.05.90; Опубл. 30.05.92, Бюл. №20. - 3 с.

Запропоновано принципову схему роботи вiброоргану з механiзмом керування його дiї при вiброобробцi бетонної сумiшi в касетi.

15. Типовые технологии изготовления изделий крупнопанельного домостроения основной номенклатуры: ВРД-67 УССР 423-86: Затв. Мінбудом УРСР 29.10.86. Введ. 1.01.87 - К., 1986. Мінбуд УРСР. - 133 с.

Розроблено роздiл 6 ВРД-67 УССР 423-86 - “Типова технологiя виготовлення панелей перекриття внутрiшних стiн на касетно-конвейєрнiй лiнiї”.

16. Азутов В.П., Шаврин В.И. Повышение эффективности и качества наружных стен крупнопанельных зданий//Методична розробка. РБНТП УРСР. - К.- :”Знання” - 1985. - 16 с.

Розроблено роздiл про технологiю формування стінових панелей багатошарової конструкції.

Апробація результатів дисертації

Основні положення дисертаційної роботи і результатів досліджень доповідались та обговорювались на 7 міжнародних конференціях, серед них: “Эфективни строительни технологии” (Приморско, НР Болгарія, 1987 р.), 60 - я науково-практ. конференція КНУБА - (Київ, 1999 р.), Друга всеукраїнська науково-практична конференція “Енергозбереження в будинках і спорудах” (Чернігів, 1998 р.), Всесоюзний семінар “Опыт создания кассетно-конвеерных линий для производства конструкций крупнопанельного домостроения” (Москва, 1984 р.).

Публікації

За темою дисертацiї опублiковано 9 статеї в наукових журналах i збiрниках, 2 тези доповiдей наукових конференцiй, 3 авторських свiдоцтва на винаходи, в тому числі 9 публікацій в наукових фахових виданнях.

Структура i обсяг дисертації. Дисертація викладена на 120 сторінках основної частини тексту i складається з вступу, п'яти розділів і висновків, перелiку використаних джерел з 120 найменувань, 4 додатків i містить 17 таблиць та 24 рисунки.

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі дана коротка характеристика стану наукової проблеми, обґрунтована актуальність теми дисертації, сформульовані мета і задачі досліджень, визначені наукова новизна і практичне значення одержаних результатів, наведенi вiдомостi про апробацію роботи.

У першому розділі приведений аналіз стану і наукових досягнень у вирішенні проблеми вдосконалювання технології формування виробів панельної конструкції у вертикальному положеннi.

Широке визнання спосіб вертикального формування одержав завдяки ряду відомих переваг.

У той ж час, технологія вертикального формування у традиційному її виконанні має і недоліки, одним із яких є недосконалість способу ущільнення бетонної сумiшi, що викликає необхідність застосування рухливих і високорухливих бетонних сумішей і, як наслідок, приводить до зниження всіх техніко-економічних показників виробництва.

Так, за даними М.М. Клименюка, Ю.Б. Монфреда, Д.С. Мiхановського та ін., застосування рухливих сумішей по прийнятому способу віброущільнення бетонної маси, а також принцип тривалого, малоефективного теплового впливу при термообробцi не сприяють одержанню бетону, однорідного за структурою і міцністю.

Крім того, по висновку П.К. Балатьєва, В.А. Соколова, С.Г. Румянцева амплітуда коливань у місцях затиснення стінок біля бортооснащення складає 0,05 мм замість 2-5 мм у середині довжини щита.

Теорія питання удосконалення заводської технології вертикального формування широко розглядається в працях Е.З. Аксельрода, В.Е. Бойко, Ю.Г. Гранка, Б.В. Гусєва, Н.Н. Єрмолаєвої, Б.О. Крилова, В.А. Соколова, В.В. Циро та ін.

У дослiдженнях вище означених авторiв досягнуто ряд результатів по застосуванню бетонних сумішей з легкоукладальнстю на рівні 6-8 см ОК. Розроблені більш ефективні способи ущільнення таких сумішей.

Вагомий внесок у створення технології зведення монолiтних панельних конструктивiв безпосередньо при зведеннi будинкiв внесли вчені С.С. Атаєв, А.А. Афанасьєв, А.А. Долматов, Г.Н. Тонкачеєв, В.П. Лисов та ін. Ними створено не тільки основи монолітного індустріального домобудування, але і розроблено різні ефективні опалубні системи для монолiтного будівництва.

Разом з тим, питання удосконалення технології вертикального формування дослідженi у вище означених роботах розрізнено, без визначення комплексного впливу усіх прогресивних технологічних факторів на підвищення ефективності способу вертикального формувания, одним із шляхів якого є збільшення коефіцієнту оборотності формооснащення і зниження металоємності виробництва.

Враховуючи також те, що в монолітному будівництві вартість і трудомісткість опалубних робіт відіграє значну роль, а опалубки для бетонування конструкцій можуть коштувати дорожче, ніж бетон або арматура, а в деяких випадках більше, ніж бетон і арматура разом узяті, питання підвищення оборотності опалубних систем є одним із шляхів підвищення ефективності монолітного будівництва.

Базуючись на критичному аналізі літературних джерел по темі досліджень, висунута наукова гіпотеза про те, що можлива iнтенсифiкацiя технологiчного процесу виготовлення залiзобетонних виробiв панельної конструкції у вертикальному положенні з ранньою частковою розпалубкою за рахунок застосування комплексу прогресивних технологічних прийомів, що включають, використання попередньо розігрітих і приготовлених за ступінчастою схемою малорухомих бетонних сумішей з прискорювачами тверднення, з наступним їх ефективним ущільненням низькочастотними коливаннями усієї формувальної установки, з визначенням на основі розрахункових- і експериментально обгрунтованих значень мінімальної міцності бетону.

Для пiдтвердження гіпотези були вирішені та сформульовані основні задачі і напрямки подальших досліджень.

В другому розділі наведена характеристика вихiдних матерiалiв, приладiв, що застосовували, засоби вимірювання і пристрої, викладена методика експериментально-теоретичних досліджень з урахуванням статистичних методів обробки результатів:

-залежності міцності конструкцій від динамічних впливів на них після раннього зняття опалубки;

-умов, що забезпечують “життєздатність” розігрітої малорухомої бетонної суміші в залежності від температури її розігріву;

-впливу добавок-прискорювачів тверднення на швидкість набору бетоном міцності, достатньої для раннього зняття опалубки;

-процесів вброобробки бетонної суміші у вертикальних формах;

-режимів теплової обробки бетону;

Представлено схеми експериментальних установок для досліджень.

Вихідним матеріалом для проведення досліджень була обрана бетонна суміш бетону М200 трьох складів, з величиною легкоукладальності 2, 4 і 6 см ОК, з добавкою-прискорювачем тверднення, розігріта до температур від 40 до 70С. Для порiвняння використовували сумiш без добавок і без розігрівання.

У третьому розділі наведені експериментальні і теоретичні дослідження технології вертикального формування з раннім зняттям опалубки.

У дослідженнях визначали величину мінімальної міцності бетону на стиск (Rmin), достатньої для виконання операції зняття опалубки зі збереженням цілісності виробу і запобігання тріщиноутворення при всіх можливих технологічних навантаженнях, як при безпосередньому знятті опалубки - вiд власної ваги виробу, так і при переміщеннях виробів з формувальної установки на формі в камеру дозрівання, а також від навантажень, що діють на маломіцний виріб при можливій первісній неплощинності теплового осердя.

Для будівельних умов величину мінімальної міцності визначали при дiї впливу динамічних навантажень при розбиранні і знятті щитів опалубки, коли можливі випадкові динамічні впливи на маломіцний бетон вертикального конструктиву будинку, що розпалублюється.

Встановлено, що для найбiльш крупногабарiтної панелi, розмiрами (6,6 х 3,6 х 0,16 м), величина міцності, виходячи з наведених умов збереження її цiлiсностi, склала 1,56 МПа. При цьому результати експериментальних дослiджень при випробуваннi на згин до руйнування бетонних зразкiв-призм пiдтвердили, що в панелях iз вказаною величиною міцності не виникають трiщини, що й було прийнято за основу при проведеннi подальших дослiджень режимiв по її досягненню.

Аналіз результатів дослідження впливу складу бетонної суміші і температурного фактору на її формувальні властивості і характеристики мiцностi показав, що легкоукладальнiсть бетонних сумішей істотно залежить від температури їх розігріву при приготуванні, рухливості і тривалості витримування від моменту приготування до укладання у форму.

Так, холодні бетонні суміші в діапазоні часу витримування до 30 хв втратили легкоукладальнiсть незначно (0,1-0,2 см). Бетонні суміші, розігріті до температури 50-60С, з вихідною рухливістю 4 і 6 см ОК знизили показник легкоукладальностi на 3-3,5 см, але зберегли свої технологічні властивості. Суміші зазначених складів, розігріті до 70С втратили легкоукладальнiсть суттєво (на 5 см).

У той же час, бетонна суміш з вихідною рухливістю 2 см ОК при розігріві від 40 до 70С за цей же період значно втратила свої технологічні властивості і стала жорсткою (до 180 с), що не дало можливостi її застосовувати для подальших досліджень.

Приведені данi досліджень впливу розробленого комплексу технологічних прийомів на легкоукладальнiсть бетонних сумішей дозволили запропонувати склади малорухомих бетонних сумішей, які можна укласти у вертикальні форми протягом 25-30 хв. вiд моменту їх приготування. У цьому випадку рекомендуються суміші наступних складів:

-суміші без добавки-прискорювача тверднення - з вихідною рухливістю 4 см ОК, розігріті до температури 60С;

-суміші з добавкою -прискорювачем тверднення НН+ХК (0,5%+0,5%) з вихідною рухливістю 4 см ОК, розігріті до температури 40-50С.

При проведеннi дослiджень температурних параметрiв i режимiв теплової обробки бетоннi сумiшi, розiгрiтi до 40, 50, 60, 70С, укладалися в попередньо розiгiрту до температури 98С форму.

Змiна мiцностi бетону з часом при тепловiй обробцi в залежностi вiд початкової температури сумiшi представленi в таблицi 1.

Результати дослiджень показали, що необхiдну мiцность бетону в 1,56 МПа можливо одержати при тепловiй обробцi на протязi 60 хв., застосовуючи бетоннi сумiшi рухливiстю 4 см ОК, що розiгрiтi до температури 50С з добавкою -прикорювачем тверднення НН+ХК (0,5%+0,5%), а також без добавки, разiгрiтi до температури 60С.

Таблиця 1

Змiна мiцностi бетону з часом при тепловiй обробцi в залежностi вiд початкової температури сумiшi

Початкова температура бетонної	Мiцнiсть бетону (без добавки / з добавкою) на стиск, МПа при тривалостi теплової обробки, хв.
сумiшi, С	30	60	90
20	0,2 / 0,4	0,4 / 1,1	0,75 / 2,0
40	0,35 / 0,7	0,8 / 1,5	1,4 / 2,65
50	0,5 / 0,95	1,15 / 1,9	1,9 / 3,3
60	0,7 / 1,3	1,6 / 2,4	2,4 / 4,0
70	0,9 / 1,65	2,0 / 2,95	3,1 / 4,7

Результати дослiджень показали, що необхiдну мiцность бетону в 1,56 МПа можливо одержати при тепловiй обробцi на протязi 60 хв., застосовуючи бетоннi сумiшi рухливiстю 4 см ОК, що розiгрiтi до температури 50С з добавкою -прикорювачем тверднення НН+ХК (0,5%+0,5%), а також без добавки, разiгрiтi до температури 60С.

Дослідження процесу приготування розігрітої бетонної суміші проводили для 5 вариантiв послiдовностi подачi компонентів i введення пари у бетонозмiшувач. За результатами експериментiв встановлено, що послідовність подачi компонентів і режим введення теплоносія в змішувач впливає на температуру розiгрiву суміші та її якiсть. Встановлено також, що розігріту бетонну суміш доцільно готувати за двоступінчастою схемою, у двох змішувачах послідовно. При цьому в перший змішувач, куди подаються заповнювачі, вводиться пара і після двохвилинного перемішування і перевантаження суміші заповнювачів у другий змішувач в останній подають цемент, гарячу воду і добавку. При такій схемі готування розігрітої суміші практично виключається налипання цементу на парові сопла при вході пари в змішувач.

При проведеннi досліджень процесу віброущільнення малорухомої бетонної суміші з укладанням її у форму шарами по 0,8-1,0 м встановлено, що процес укладання у форму з розмiрами вiдсiку 6,6 х 3,6 х 0,16 м з вiброущiльненням при частотi 16 Гц i амплiтудi 1,9-2,0 мм продовжувався 25 хв.; при частотi 24 Гц i амплiтудi 0,8 мм - 14 хв.; при частотi 32 Гц i амплiтудi 0,4 мм - 32 хв.

На основi вищенаведених даних для подальшого застосування при розробцi технології прийнятi слiдуючi параметри вiбрації: частота - 24 Гц, амплiтуда - 0,8 мм, вiброприскорення - 1,8 g.

Таким чином, в результатi експериментальних, аналiтичних дослiджень розрахункiв вдалося встановити найбiльш прийнятнi параметри вiбрації для формувания як великих объємiв виробiв, так виробiв з поверхневим ущiльненням малорухомих сумiшей горизонтально спрямованими коливаннями.

У четвертому розділі приведена розроблена методика розрахунку параметрів формування залізобетонних виробів у вертикальному положенні з частковою ранньою розпалубкою як для умов заводського виробництва, так і для монолітного і збірно-монолитного видів будівництва, яка включає: рекомендації з визначення мінімальної міцності бетону, достатньої для раннього зняття опалубки; призначення параметрів бетонної суміші, що забезпечують інтенсифікацію росту міцності на ранній стадії тверднення для зняття опалубки; визначення параметрів віброобробки бетонної суміші і вибір конструктивних елементів віброформувальної установки.

Методика дає можливість визначати параметри і режими всього комплексу технологічних прийомів, що забезпечують інтенсифікацію росту міцності бетону на ранній стадії тверднення для зняття опалубки.

З метою спрощення визначення необхідної мінімальної міцності на стиск для конструктивів з різними розмірами запропоновано графічний метод визначення міцності бетону на стиск у залежності від розмірів по висоті і товщині конструктивiв (рис.1).

Результати розрахунків, представлені на графіку (рис.1), свідчать про те, що між величинами габаритів виробів і необхідної мінімальної міцності бетону на стиск, існують обернено пропорційні залежності, що дають можливість визначати величину мінімальної міцності при знятті опалубки для конструктивів з різними розмірами по висоті і товщині.

Момент досягнення визначеної величини мінімальної міцності бетону на стиск для здійснення операції зняття опалубки при тепловій обробці виробів, які заформовані з бетонної суміші з початковою температурою 50-60С можливо встановити і графічно (рис. 2) в залежності від тривалості теплового впливу на бетон проектної марки М200, при різних температурах.

У методиці приведені рекомендації з визначення залежностi мiцностi вiд тривалостi Rст=f)та по визначенню складу і властивостей бетонних сумішей, якi найбільш доцiльнi для застосування в розробленій технології. Показано, що інтенсифікація росту міцності на ранній стадії тверднення для здійснення зняття опалубки забезпечується при наступних умовах, що характеризують властивості бетонної суміші:

-застосування суміші, розігрітої до температури 50-60С в процесі її приготування за двоступінчастою схемою, що дозволяє укладати її в попередньо розігріту до 95С форму;

-легкоукладальність суміші - 4 см ОК;

-крупність щебеню - не більш 20 мм;

-застосування добавки- прискорювача тверднення НН+ХК(0,5%+0,5%).

Встановлено, що віброущільнення бетонної суміші при її укладанні у вертикальну форму як у заводських умовах на формувальному посту, так і в будівельних умовах при формуванні вертикальних конструктивів у щитах опалубки, рекомендовано виконувати за допомогою віброблоків з низькочастотними коливаннями, спрямованої дії, “нормальними” до площини виробу, частотою порядку 24 Гц, з амплітудою коливань 0,8-1,0 мм.

У методиці розрахунку параметрiв залiзобетонних виробiв в вертикальному положеннi з частковою ранньою розпалубкою приведена технологічна схема повного комплексу технологічних прийомів, а також технологічнi схеми формування у вертикальних формах виробів при заводському виготовленні та у будівельних умовах.

У п'ятому розділі представлено результати впровадження розробленої технології в проект з подальшою реалізацією шляхом створення виробництва панелей перекриття великопанельних будинків на заводі ЗБК-3 Київського ДБК-1.

У процесі відпрацьовування технологічних режимів проведені натурні дослідження, які підтвердили результати експериментальних лабораторних досліджень.

Були виготовлені вироби по запропонованим у методиці режимам, визначено фактичні питомі показники технології, по яких розрахована економічна ефективність: витрати теплової та електричної енергії; металоємність.

Як прототипи розробленої технології для порівняння величин вище зазначених показників обрано: традиційна касетна технологія з використанням розігрітої бетонної суміші та касетна технологія з короткочасним розігрівом бетону і подальшим термосним витримуванням.

Результати розрахунків, виконаних відповідно до дiючих ДБН, а також порівняння технічних характеристик обраних прототипів свідчать про більш низькi енерговитрати і питому металоємність виробництва за розробленою технологією при комплексному застосуванні вище перерахованих технологічних прийомів у порівнянні з прототипами (таблиця 2).

Таблиця 2

Порівняльні показники ефективностi традицiйних технологiй i технологiїї, що пропонується

	Технологія виготовлення
Показники	касетна традиційна	касетна з термосним витримуванням	що розроблена
витрата теплової енергії,МДж/м3	251	178	53
витрата электроенергії, МДж/ м3	0,93	0,93	0,89
металоємність, т/м3	4	5,3	3,5

Сумарні показники питомих енерговитрат при формуванні і тепловій обробці за розробленою технологією нижчi, ніж у двох варіантах касетної: 54 МДж/м3 проти 252 і 179 МДж/м3.

При порівнянні показників по питомій металоємності для розробленої технології врахована та обставина, що після короткочасної теплової обробки і зняття опалубки вироби на формооснащенні поступають у камеру термосного витримування для отримання міцності на стиск, яка достатня для підйому i транспортування їх за петлі. Тому в розрахунку питомої металоємності врахована кількість змінних формооснащень, як задіяних у формуванні, так і тих, що знаходяться в камері дозрівання.

Результати порівняння свідчать про те, що показник питомої металоємності з розрахунку добового випуску виробів в одному формувальному агрегаті з урахуванням кількості формооснащень з виробами, що знаходяться в камері термосного витримування, за розробленною технологією на 10% нижчi, ніж за касетною і на 50% нижчi, ніж за касетною з термосним витримуванням.

ВИСНОВКИ

Вперше встановлено і науково обгрунтовано комплекс критеріїв для визначення величини мінімальної міцності бетону, необхідної для зняття опалубки як в умовах заводського, так і будівельного виготовлення (навантаження від власної ваги виробу, динамічні навантаження на вироби при можливих ривках і поштовхах, навантаження на маломіцний бетон від можливого впливу теплового осердя форми при його поверненні в початково скривлене положення з неплощинністю, що допускається нормами). Запропоновано методику розрахунку мінімальної міцності бетону на стиск для здійснення раннього зняття опалубки в залежності від габаритів виробів і характеру навантажень, що діють на маломіцний бетон. Показано, що між величиною мінімальної міцності бетону і висотою конструктива існує обернено-пропорційна залежність.

Досліджено вплив послідовності подачi і перемішування компонентів на властивості розігрітої бетонної суміші і запропоновано метод роздільного, двоетапного її приготування. Встановлено, що найбільша швидкість розігріву суміші досягається у випадку, коли щебінь подається в розігрітий параю змішувач, а через 45-60 с туди подається пісок i пiсля подачi розiгрiтої сумiшi заповнювачiв в другий змiшувач, туди подаються цемент, гаряча вода i добавка.

Досліджено вплив температурного фактору і введення добавки-прискорювача тверднення НН+ХК на зміну формувальних властивостей розігрітої малорухомої бетонної суміші на ранній стадії тверднення. Встановлено, що для технології вертикального формування панелей з малорухомих розігрітих сумішей з раннім зняттям опалубки технологічно придатними можуть бути бетонні суміші рухливістю 4 см ОК, розігріті до температури 50С, з добавкою - прискорювачем тверднення НН+ХК (0,5%+0,5%), а також без добавки, розігріті до температури 60С.

Теоретично обгрунтована і практично підтверджена можливість ефективного віброущільнення малорухомої бетонної суміші у вертикальних формах з висотою формувальних відсіків більш 3 м за допомогою віброблоків з горизонтально - спрямованими коливаннями з частотою 24 Гц.

Розроблено методику розрахунку технологічних параметрів комплексу прийомів, що забезпечують інтенсифікацію росту міцності виробів у вертикальних формах для зняття опалубки в умовах індустріального виробництва та у монолітному будівництві.

На підставі виконаних досліджень розроблено і впроваджено у проекті будівництва заводу з виробництва панелей перекриття комплекс технологічних прийомів, що забезпечує інтенсифікацію росту міцності виробів для раннього зняття опалубки, що включає: застосування розігрітої малорухомої бетонної суміші, введення добавки - прискорювача тверднення, низькочастотне об'ємне віброущільнення горизонтально спрямованої дії, попередній високотемпературний прогрів теплових відсіків термоформи, форсований режим теплової обробки з двустороннім обігрівом виробу.

У процесі відпрацьовування розробленої технології виготовлення залізобетонних виробів у вертикальному положенні з малорухомих сумішей у промислових умовах з виведенням виробництва на проектну потужність проведені натурні дослідження продукції, що підтвердили результати експериментальних i теоретичних досліджень, показали ефективність розробленої технології і високу якість панелей, що були виготовленi в дослiдно - промислових умовах.

Розроблена технологія за методикою розрахунку параметрів комплексу технологічних прийомів забезпечує 2-3-х кратну інтенсифікацію росту міцності на ранній стадії тверднення бетону в порівнянні з традиційною касетною технологією, а також з касетною при короткотривалій подачі тепла і наступним термосним витримуванням виробів i характеризується показниками питомих витрат: теплової енергії, відповідно, в 4,7 і 3 рази нижчi; показники електроенергії практично однакові; по питомій металоємності, відповідно, на 10 і 50% нижчi.

ОСНОВНI ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦIЇ ВИКЛАДЕНО В ПРАЦЯХ:

1. Азутов В.П. Дослiдження показників міцності бетону, які забезпечують розкриття термоформ в ранньому періоді при касетно-конвейєрній технології//Будiвництво України. - 2000. - №3. - С. 21.

2. Азутов В.П. Дослiдження впливу параметрів теплової обробки на міцність бетону при касетно-конвейєрнiй технологiї//Будвництво. Матералознавство. Машинобудування. Зб. наук. пр. - Днiпропетровськ: ПДАБА. - 1999. - №9, ч.1. - С. 25-27.

3. Азутов В.П. Енергозбереження у виробництві збірного залізобетону з касетно-конвейєрною-технологiєю//Будвництво. Матералознавство. Машинобудування. Зб. наук. пр. - Днiпропетровськ: ПДАБА. - 1999. - №9, ч.1. - С. 27-29

4. Азутов В.П. Дослiдження параметрiв розiгрiву бетонної сумiшi та умов використання ї в конвейєрнiй технологї вертикального формування //Міжвідомчий науково-техн. зб. “Строительное производство”. - Київ. НДІБВ. 1999. - вип.40. - С. 19-20.

5. Азутов В.П. Визначення температурних параметрiв теплової обробки бетону в термоформах//Будiвництво України. - 1999. - №4. - С.24.

6. Азутов В.П., Шаврин В.И. О трещинообразовании изделий при кассетно-конвейерном производстве//Бетон и железобетон. - 1988. - №1. -
С. 16-18.

7. Азутов В.П., Шаврин В.И. Неплоскостность форм и её влияние на качество кассетно-конвейерного способа изготовления//Науково-техн. зб. "Строительное производство" - Київ. НДІБВ. - 1987. - вип. 26. - С. 42-48.

8. Арпаксыд М.А., Азутов В.П. Производство панелей крупнопанельных домов на новом кассетном оборудовании//Науково-технічний збірник "Строительное производство" вип. 25. - Київ. НДІБВ. - 1986. - С. 6-9.

9. Арпаксыд М.А., Азутов В.П. Кассетная линия для формования изделий из малоподвижных смесей//Строительные материалы и конструкции. - 1986. - №1. - С. 30-31.

10. Азутов В.П. Неплоскостность форм и её влияние на качество железобетонных изделий крупнопанельного домостроения, изготавливаемых на кассетно-конвейерных линиях//Тр.междунар.конф. “Эфективни строительни технологии” Приморско. - НР България. НИСИ. - 1987. - Т.1. - С. 252-258.

11. Азутов В.П. Енергозбереження у виробництвi збiрного залiзобетону шляхом застосування касетно-конвейєрних технологiй//Матерiали другої всеукраїнської науково-практ. конф.”Енергозбереження в будинках i спорудах” Чернiгiв: - 1998. - С.78.

12. Установка для формования изделий из бетонных смесей: А.с. 1736701 СССР, МКИ В 28 В 1/08 / В.П.Азутов, В.И.Шаврин, В.Д.Досюк, А.Ф.Тупиков (СССР). - №4813712/33. заявлено 16.04.90; Опубл. 30.05.92, Бюл. №20. - 3 с.

13. Кассетная линия для изготовления сборных железобетонных изделий: А.с. 1101353 СССР, МКИ В 28 В 7/24, 5/00 / М.А. Арпаксыд, В.П. Азутов, И.Д. Безкровный, В.Г. Приходько (СССР). - №3434132/29-33; Заявлено 11.05.82; Опубл. 07.07.84, Бюл. №25. - 4 с.

14. Устройство для уплотнения бетонной смеси в отсеках кассетной формы: А.с. 1736702 СССР, МКИ В 28 В 1/08 / Л.В. Печерский, В.И. Шаврин, А.К. Завойский, В.П.Азутов (СССР). - №4824759/33; Заявлено 11.05.90; Опубл. 30.05.92, Бюл. №20. - 3 с.

15. Типовые технологии изготовления изделий крупнопанельного домостроения основной номенклатуры: ВРД-67 УССР 423-86: Затв. Мінбудом УРСР 29.10.86. Введ. 1.01.87 - К., 1986. Мінбуд УРСР. - 133 с.

16. Азутов В.П., Шаврин В.И. Повышение эффективности и качества наружных стен крупнопанельных зданий//Методична розробка. РБНТП УРСР. - К.- :“Знання” - 1985. - 16 с.

АНОТАЦIЯ

Азутов В.П. Інтенсифікація технологічних процесів виготовлення залізобетонних виробів панельної конструкцiї у вертикальному положенні. -Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05- будівельні матеріали та вироби. Київский національний університет будівництва і архітектури Мiнiстерства освiти i науки України, Київ, 2000.

Дисертаційна робота присвячена питанню розробки технології виготовлення залізобетонних виробів панельної конструкцiї у вертикальному положеннi з інтенсивним набиранням міцності бетону на ранній стадії тверднення на основі комплексного застосування прогресивних технологічних прийомів, що забезпечують можливість здійснення раннього зняття опалубки.

Основні результати роботи знайшли промислове впровадження при проектуванні і будiвництві цеху по виробництву панелей перекриття на Київському заводi ЗБК-3 домобудiвного комбiнату №1.

Ключові слова: малорухома бетонна суміш, віброблок, горизонтально-спрямовані коливання, формувальна установка, рання розпалубка.

АННОТАЦИЯ

Азутов В.П. Интенсификация технологических процессов изготовления железобетонных изделий панельной конструкции в вертикальном положении. -Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.23.05- строительные материалы и изделия. Киевский национальный университет строительства и архитектуры Министерства образования и науки Украины, Киев, 2000.

Диссертационная работа посвящена вопросу разработки технологии изготовления железобетонных изделий панельной конструкции в вертикальном положении с интенсивным набором прочности бетона на ранней стадии твердения на основе комплексного применения прогрессивных технологических приемов, обеспечивающих возможность осуществления раннего снятия опалубки.

В результате теоретических и экспериментальных исследований впервые установлена зависимость распалубочной прочности бетона от динамических воздействий, создаваемых при снятии опалубки.

Проведенные исследования позволили предложить составы малоподвижных бетонных смесей, которые можно уложить в вертикальные формы в течение 25-30 мин от момента их приготовления: смеси без добавки-ускорителя твердения - с исходной подвижностью 4 см ОК, разогретые до температуры 60С; смеси с добавкой -ускорителем твердения НН+ХК (0,5%+0,5%) с исходной подвижностью 4 см ОК, разогретые до температуры 40-50С;

Установлены технологические параметры процесса виброформования малоподвижных разогретых бетонных смесей в вертикальных формах или в щитах опалубки при монолитном строительстве с помощью виброблоков с низкочастотной вибрацией горизонтально направленного действия для условий формования наиболее крупных панелей перекрытия с высотой изделия в положении формования 3-3,6 м.

Исследования изменения прочности бетона при термообработке в зависимости от начальной температуры смеси показали, что величина минимальной прочности конструкций, составляющая для изделий высотой 3,6 м и толщиной до 0,3 м - 1,56 МПа, которая определена расчётным и экспериментальным методами, достигается при использовании бетонных смесей без добавки, разогретых до 60 С, в течение технологически приемлемого времени тепловой обработки - 60 мин, а с добавкой- разогретыми до 50С.

По результатам исследований разработана методика расчёта технологических параметров комплекса приёмов, обеспечивающих раннее снятие опалубки.

По разработанной методике внедрён в проекте строительства завода по производству панелей перекрытия комплекс технологических приёмов, включающий: применение разогретой малоподвижной бетонной смеси, введение добавки - ускорителя твердения, низкочастотное объёмное виброуплотнение горизонтально направленного действия, предварительный высокотемпературный прогрев тепловых отсеков термоформы, форсированный режим тепловой обработки с двухсторонним обогревом изделия и обеспечивающий интенсификацию роста прочности изделий для раннего снятия опалубки;

Применение разогретой бетонной смеси в условиях строительной площадки при монолитном строительстве способствует ускорению оборачиваемости щитов опалубки, что наиболее актуально для повышения эффективности этого вида строительства, а также сокращению времени приобретения бетоном эксплуатационной прочности, при которой возможна передача нагрузки от выше расположенных конструктивов здания.

Разработанная технология по предложенной методике расчёта параметров комплекса технологических приёмов обеспечивает 2-3-х кратную интенсификацию роста прочности на ранней стадии твердения бетона по сравнению с традиционной кассетной технологией, а также с кассетной при кратковременной подаче тепла и последующим термосным выдерживанием изделий. Её эффективность подтверждается следующими показателями удельных затрат: по тепловой энергии, соответственно, в 4,7 и 3 раза ниже; по электроэнергии показатели практически одинаковы; по удельной металлоёмкости, соответственно, на 10 и 50% ниже.

Сведения, приведенные в диссертации отражены в печатных работах автора.

Ключевые слова: малоподвижная бетонная смесь, виброблок, горизонтально-направленные колебания, формовочная установка, раннее снятие опалубки.

ANNOTATION

Azutov V.P. Intensification of technological processes of manufacture in the vertical forms of ferroreinforced-concrete products. - Manuscript.

Dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of engineering science on a speciality 05.23.05- building materials and articles.- Kyiv National University of Construction and Frchitecture, Ministri of education and science, Kyiv, 2000.

Dissertation is devoted to a question of development of technology of manufacturing of ferro-concrete products in the vertical forms from inactive concrete mixes with using of the principle of accelerated dismantling of forms.

The method of the accelerated set stripping strength of concrete is offered at the expense of application inactive ignited of mixes and the technology of their condensation with a choice effective generator vibration is developed;

The basic results of work have found industrial introduction at designing and construction of shop on manufacture of panels of overlapping(blocking) for large panel of houses of progressive series.

Keywords: the inactive concrete mix, generator vibration, horizontal oscillations, former, placing, early dismantling of forms.

Размещено на Allbest.ru

...