Моноимпульсный способ изготовления железобетонных изделий

 

Изобретение относится к области изготовления сборного бетона и железобетона и может применяться в капитальном строительстве и военном мостостроении. Целью изобретения является повышение прочности бетона изделия и снижение энергоемкости процесса, моноимпульсный способ изготовления железобетонных конструкций включает прессование бетонной смеси, ее активацию одиночным разрядом, вибрирование с электромагнитной ионизацией. Использование изобретения позволяет повысить прочность бетона до 145%, снизить на 2-4 ч режим тепловлажностной обработки, на 10-15% сокращается масса подрессоренного пригруза. Общее потребление энергоресурсов сокращается на 18-25%. 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к области изготовления сборного бетона и железобетона и может применяться в капитальном строительстве и военном мостостроении.

Известно устройство для активации и уплотнения бетонных смесей в форме [1] используемое при изготовлении железобетонных изделий, содержащее разрядники, смонтированные на крышке формы. Активация и уплотнение изделий осуществляется раздельно в форме в режиме сканирования.

Однако обработка и формование бетонной смеси осуществляется при этом серией импульсов, что повышает расход удельной энергии процесса.

Также известен способ изготовления железобетонных изделий с использованием вибропрессов и виброштампов, включающий приготовление бетонной смеси, ее укладку, опускание виброштампа на отдозированную бетонную смесь, тепловлажностную обработку и выстойку [2] Также известен способ изготовления железобетонных изделий, включающий приготовление бетонной смеси, ее дозирование и укладку, прессование смеси и вибропрессование [3] При этом толщина формуемого изделия ограничена и зависит как от жесткости бетонной смеси, так и от статического давления виброштампа и режиме вибрирования. Кроме того, недостатками данного способа продолжают оставаться и высокая масса пригруза и большая потребляемая вибровозбудителем мощность.

Целью изобретения является повышение прочности бетона изделия и снижение энергоемкости процесса.

Это достигается тем, что после прессования бетонную смесь обрабатывают одиночным электрическим разрядом, а с удельной энергией не ниже 0,06 кДж/дм³ выбропрессование осуществляют при воздействии ионизирующего электромагнитного поля.

На фиг.1 показан изолированный виброштамп с вибровозбудителем, ионизатором и размещенными на его поверхности электрическими разрядниками; на фиг.2 схема расположения разрядников; на фиг.3 общий вид формующей установки; на фиг.4 ионизатор.

Способ изготовления железобетонных изделий осуществляется следующим образом. Приготовленную бетонную смесь укладывают в форму борт оснастки 1, опускают виброштамп 2 на отдозированную смесь до соприкосновения и воздействия на нее статическим давлением, на разрядники 3 одновременно подается энергия и осуществляется одиночный разряд (на всех электродах одновременно), вибровозбудитель 4 и подрессоренный пригруз в заданном режиме осуществляют активирование бетонный смеси. Одновременно ионизатор в течение формования дополнительно активирует бетонную смесь, по достижении уплотнения и однородности обработки отформованное изделие подвергают тепловлажностной обработке и отправляют в цех для выстройки и набора окончательной прочности бетоном.

Активация бетонной смеси выполняется при удельной энергии, сосредоточенной на каждом разряднике не менее 0,06 кДж/дм³. Эмпирическим путем установлено, что при этой энергии радиус воздействия разрядника составляет 0,5 м. Этим условием определяется число разрядников, размещенных на виброштампе. Оно определяется как n=ab/2R, при увеличении энергии одиночного разряда радиус зоны активации изменяется и определяется по номограммам. Активация смеси осуществляется одиночным разрядом. Первоначальный импульс (при W0,06 кДж/дм³), достаточный для изменения энергетического состояния ассоциаций молекул воды, приводит к ускорению процесса растворения портландцементного клинкера и его большего вовлечения в реакцию гидратации, а это в свою очередь к увеличению прочности и ускорению структурообразования бетона. Ионизирующее воздействие электроразряда может быть использовано в формовочных установках. Так например, через раздаточный бункер без дна 3 в форму 1 подают бетонную смесь, при поступательном движении рабочего органа ролики 63, расположенные на стабилизирующей балке 7, прессуют смесь, при возвратном движении балки осуществляется электромагнитная ионизация обрабатываемой смеси через электроды 5, смонтированные на рабочем органе, одновременно с вибрированием. При повторном поступательном движении стабилизирующей балки 7 новый слой бетона подвергается формованию и электрофизической активации. Процесс повторяется. В ходе теоретических и экспериментальных исследований установлено, что при электрогидравлической активации строительных смесей на долю фактора ионизации от электромагнитного поля электрического разряда в периодическом режиме, близком к критическому, приходится до 70.80% от общей эффективности формирующих факторов. Данные таблицы показывают, что прирост прочности ионизированного бетона в первом случае составляет 39,6 МПа против 32 МПа контрольных; во втором случае 38,6 МПа против 32 МПа контрольных; в третьем случае 39 МПа против 18 МПа - контрольных и 51,3 МПа против 32 МПа. То есть кратковременного воздействия электромагнитного поля в течение 1.2 с достаточно для изменения ионного состава цементной суспензии, приводящего к изменению степени гидратации. Скорость возвратно-поступательного движения стабилизирующей балки составляет 0,5.1,2 м/сек [3] или каждый сантиметр бетонной смеси будет подвержен нереагентному воздействию в течение 1.12 с, что вполне соответствует условиям проводимых опытов. На эффективность ионизирующего воздействия электромагнитного поля влияет толщина формируемого слоя, которая определяется конструкцией формуемой установки и находится в пределах 1,5.20 см [3] и зависит от радиуса действия электродов.

Использование предлагаемого способа изготовления железобетонных изделий позволяет повысить прочность бетона до 145% снизить на 2.4 ч режим тепловлажностной обработки или же сократить расход вяжущего на 20.22% на 1 м³ бетона без изменения его прочностных характеристик. В то же время воздействие электрического разряда в силу формируемых им факторов - термодинамического и высокочастотной части спектра, в некоторой степени приводит к уплотнению бетона.

Использование ионизации при вибрировании усиливает эффект упрочнения бетона. Все это позволяет на 10.15% снизить массу виброштампа и подрессоренного пригруза и уменьшить потребляемую мощность на 18.25%

Формула изобретения

Моноимпульсный способ изготовления железобетонных изделий, включающий приготовление бетонной смеси, ее дозирование и укладку, прессование смеси и вибропрессование, отличающийся тем, что после прессования бетонную смесь обрабатывают одиночным электрическим разрядом с удельной энергией не ниже 0,06 кДж/дм³, а вибропрессование осуществляют при воздействии ионизирующего электромагнитного поля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5