УСТАНОВКА ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ИНЕРЦИОННОЙ УКЛАДКИ С УПЛОТНЕНИЕМ БЕТОННОЙ СМЕСИ

Полезная модель относится к способам и устройствам безвибрационного бетонирования а более конкретно к устройствам для укладки и силового скоростного инерционного уплотнения под высоким давлением. Полезная модель может быть использована, главным образом, для укладки сухих бетонных смесей при монолитном возведении гражданских, промышленных и других зданий и сооружений, их восстановления и усиления, в частности, гидротехнических, портовых, судоходных и иных сооружений, требующих подводного бетонирования, а также в заводских условиях производства бетонных и железобетонных изделий и конструкций.
2. Уровень техники.
Известно устройство для безвибрационного бетонирования - укладки с одновременным уплотнением бетонной смеси, включающее смесительную камеру приготовления смеси, механизмы разгрузки камеры, транспортирования смеси по трубопроводу, на конце которого установлена конусная насадка для выгрузки. (Мечедлов-Петросян О.П., Дюженко М.Г. и др. «Безвибрационные методы бетонирования» в сб. «Безвибрационные методы в технологии бетона. Труды Водгео, вып.1, Харьков, 1968, с.5-10).
Недостаток устройства - низкая скорость смеси 40-50 м/сек инерционной укладки, что ограничивает технологические возможности - использование только мелкозернистых смесей, многоразовая послойная укладка, невозможность укладки на горизонтальную поверхность типа «потолок», невозможность укладки при подводном бетонировании. Недостатки обусловлены, в частности, разрушением однородности (полученной перемешиванием) смеси при разгрузке, при транспортировании, при выгрузке для укладки с уплотнением.
Известно устройство для приготовления бетонных смесей перемешиванием, включающее распределительный элемент для принудительного перемещения материала (RU, №2149756, МПК В28С5/16, 1997).
Недостаток технического решения в том, что перемещение материала при перемешивании осуществляется вертикально под действием силы тяжести, а разгрузка материала происходит в разных точках смесителя, что нарушает однородность смеси при разгрузке.
Известно устройство эжектирования бетонной смеси для разгрузки с одновременной подачей сжатого воздуха в разгружаемую емкость (SU, №1838545, МПК Е04F21/12, Е04021/20, 1991).
Недостаток технического решения - невысокая точность дозирования подачи материалов при разгрузке.
Известено устройство дозирования при разгрузке бетонной смеси эжектированием на входе транспортирующего трубопровода (SU, №1789710, МПК Е21D11/10,1990).
Недостаток технического решения - нарушение однородности смеси при дозировании, обусловленную вертикальной схемой разгрузки.
Известна также установка для приготовления и инерционной укладки с уплотнением бетонной смеси для безвибрационного бетонирования принятая заявителем в качестве наиболее близкого аналога, содержащая смесительную камеру принудительного действия в виде горизонтального цилиндрического резервуара для перемешивания с нагнетательным патрубком, с загрузочным люком и разгрузочным механизмом в нижней части, пневмотранспортную систему в виде трубопровода и устройство выгрузки для укладки и уплотнения смеси, в смесительной камере установлен центральный рабочий вал с приводом, лопасти, установленные под углом между ее плоскостью в вертикальном положении и осью вала на свободных концах держателей, прикрепленных к центральному рабочему валу перпендикулярно его горизонтальной оси с возможностью перемещения держателей вдоль оси, разгрузочный механизм в нижней части смесительной камеры выполнен в виде камеры с эжекторным устройством в виде сопла эжектора и диффузора эжектора, соединенных с трубопроводом пневмотранспорта, на выходе которого размещено устройство выгрузки для укладки и уплотнения смеси выполненного в виде сопла укладки. [Пат. SU №1818289, МПК В65G53/32, 1980].
Недостатком известного устройства является низкая скорость смеси при инерционной укладки до 200 м/сек, возникновение нарушений не восстанавливаемой неоднородности смеси при разгрузке смеси, при ее транспортировании, при укладке с уплотнением, что исключает формирование однородного факела инерционного перемещения бетонной смеси в пространстве для укладки смеси, особенно в средах с разными плотностями и на поверхностях размещенных под разными углами относительно горизонта для достижения максимального коэффициента уплотнения безвибрационно укладываемой смеси.
3. Сущность полезной модели
3.1. Результат решения технической задачи
Техническая задача: повышение эффективности безвибрационной укладки и уплотнения бетонной смеси путем оптимизация значения коэффициента уплотнения безвибрационно укладываемой бетонной смеси при вариационном назначении и реализации (регулировании и оптимизации) интегральных показателей параметров смеси, и/или режимов факела и/или характеристик среды пространства.
Технический результат: обеспечение однородности смеси в процессе приготовления, укладки для уплотнения при инерционной укладке с высокими скоростями смеси. Последнее обеспечивает повышение прочности бетона в ранние сроки твердения при вариационном назначении и реализации (регулировании и оптимизации) интегральных показателей параметров смеси, и/или режимов факела и/или характеристик среды пространства, а также позволяет увеличить толщину уложенной и уплотненной смеси за один проход бетонирования, снижение потерь смеси при укладке с уплотнением.
3.2. Перечень фигур чертежей
На фиг.1 представлена схема установки; на фиг.2 - Направления перемещения смеси в смесительной камере при перемешивании; на фиг.3 - Направления перемещения смеси в смесительной камере при разрузке из камеры; на фиг.4 - Смесительная камера, продольный разрез; на фиг.5 - Разрез А-А на фиг.4 смесительной камеры; на фиг.6 - Эжекторное устройство разгрузочного механизма. (Вид Б-Б на фиг.5 сверху со стороны разгрузки смеси); на фиг.7 - Специальное устройство выгрузки из транспортной системы в виде сопла: а) коническое сопло, б) сопло специальной сложной конфигурации, в) прямоточное сопло; на фиг.8 - Сопло специальной сложной конфигурации для выгрузки для реконструкцией транспортного потока и укладки бетонной смеси, выполненное с внутренней поверхностью в виде в виде поверхности, ограниченной отсечением положительной или отрицательной части однополюстного гиперболоида, длиной сопла и диффузором (полверхность гиперболоидной полуплоскости); на фиг.9 - Схема размещения лопастей в смесительной камере перемешивания; на фиг.10 - Зависимость предела прочности при сжатии вырезанных из массива образцов бетона: а) традиционное торкретирование, коэффициент уплотнения 0,93-0,96, б) инерционное уплотнение с коэффициентом уплотнения 0,98-0,99, в) инерционное уплотнение с коэффициентом уплотнения 0,95-0,97;
где 1 - Смесительная камера перемешивания; 2 - Трубопровод пневмотранспорта; 3 - Аэрозольное смачивание смеси; 4 - Сопло выгрузки и укладки бетонной смеси; 5 - Устье факела укладки и уплотнения смеси; 6 - Инерционный факел укладки и уплотнения бетонной смеси; 7 - Нанесенная на поверхность смесь; 8 - Основа нанесения смеси при бетонировании; 9 - Загрузочный люк циклической загрузки компонентов смеси; 10 - Разгрузка смеси эжектированием; 11 - Уровень загрузки смесителя; 12 - Гравитационное перемещение смеси при перемешивании; 13 - Вертикальное направление перемещения смеси; 14 - Разгрузочный механизм; 15 - Единый напорный энергоисточник; 16 - Горизонтальное направление перемещения смеси при перемешивании; 17 - Горизонтальное направление перемещения смеси при выгрузке; 18 - Распылители аэрозольного смачивания смеси; 19 - Сопло эжектора разгрузки из смесительной камеры; 20 - Ось смесительной камеры перемешивания; 21 - Привод реверсивный смесительной камеры перемешивания; 22 - Лопасти для перемешивания на держателях; 23 - Внутренняя поверхность сопла сложной конфигурации в виде поверхности, ограниченной отсечением положительной или отрицательной части однополюстного гиперболоида, длиной сопла и диффузором; 24 - полулопасть; 25 - величина перехлеста лопастей; 26 - угол наклона лопастей; 27 - диффузорная часть сопла выгрузки; 28 - Плоскость сопряжения внутренней поверхности сопла сложной конфигурации с диффузоной плоскостью;
V
P
S
D
S
f
Z
С
D - Давление в устье факела; D - Рабочее давление на выходе транспортной системы пневмотранспорта; Dт - Давление на входа транспортной системы пневмотранспорта; Dэ - Давление эжектирования; Dп - Подпорное давление; Dt - диаметр трубопровода пневмотранспорта; Dс - диаметр выходного отверстия сопла; γ - угол направления инерционного перемещения факела относительно горизонта; L - Длина сопла выгрузки смеси; L - Длина диффузорной части сопла выгрузки смеси; φ - Конусность диффузорной части сопла выгрузки смеси; φ - угол конусности факела; V - Объем загрузки камеры перемешивания; V -Объем смесительной камеры перемешивания.
3.3. Отличительные признаки
-2
-1
-1
В отличие от известного устройства установка приготовления и инерционной укладки с уплотнением бетонной смеси при безвибрационном бетонировании, выполнена в виде единой герметично-замкнутой системы с напорным энергоисточником, привод центрального рабочего вала выполнен реверсивным, с регулированием скорости центрального рабочего вала в режиме перемешивания в значениях: /√R, где Нп - количество оборотов в мин барабана смесительной камеры в режиме перемешивания, (1,67*10) c; R - радиус барабана, (10 м); в режиме выгрузки с реверсным вращением скорость центрального рабочего вала: Нв<Нп/2, где Нп - количество оборотов в мин барабана смесительной камеры в режиме выгрузки; лопасти на держателях выполнены с возможностью изменения угла, установлены под углом, а держатели с расстоянием, совместно обеспечивающие перехлест лопастей в горизонтальном сечении смесительной камеры, геометрия и конфигурация пневмотранспорта выполнен из условия возможности турбулентного перемещения смеси, устройство выгрузки для укладки и уплотнения смеси в виде сопла укладки для формирования режимов факела выполнено специальной сложной конфигурации с поверхностью второго порядка выпуклой внутрь сопла и с диффузором.
Э
Э
S
S
D
S
При этом возможно выполнение установки с давлением подпора Dп в камере Dп=(0,05-0,15)*D, где D - давления эжектирования; лопасти на держателях могут быть установлены под углом, а держатели с расстоянием, совместно обеспечивающие перехлест лопастей в горизонтальном сечении смесительной камеры на величину 1/3-1/4 величины соседних полулопастей, геометрия и конфигурация пневмотранспорта выполнен из условия числа Рейнольдса R>1200, сопло, формирующее факел инерционного перемещения бетонной смеси в пространстве для укладки и ее уплотнения, сложной конфигурации выполнено с направляющей выпуклой внутрь сопла поверхностью в виде поверхности, ограниченной отсечением положительной или отрицательной части однополюстного гиперболоида, длиной сопла L=(0,20-1,5), где L - длина сопла, м, и диффузором на выходе длиной: L=((Dt-Dc)/2tg((φ/2)),
D
где L - длина диффузорной части сопла, мм,
Dc - диаметр сопла в минимальном сечении, мм;
Dt - диаметр сопла на входе в максимальном сечении, мм;
S
φ=6°-15° - конусность диффузорной части сопла.
В одном из вариантов на входе выходного сопла установлено устройство для аэрозольного смачивания смеси в виде распылителей, направленных навстречу технологического потока выгружаемой смеси.
3.4. Сущность полезной модели
Одним из резервов повышения прочности бетонов является правильный выбор технологических средств приготовления и обработки бетонной смеси с учетом процессов структурообразования. Выбор средства влияет на эти процессы, усиливая действия факторов, связанных с повышение прочности и, наоборот, уменьшая действие факторов понижающих прочность. Такой подход позволяет оценить и отладить те или иные технологические способы с точки зрения влияния их на формирование коагуляционной структуры, и повышения в конечном итоге прочности бетона. Приняв на вооружение то или иное технологическое оборудование, учитывая характер изделий и условия его производства, при отладке его следует особое внимание уделять интенсивности воздействии, которые будут приложены к бетонной смеси в процессе ее приготовления, доставки, укладки, формования и уплотнения.
U
Инерционная укладка это способ укладки с безвибрационным уплотнением (укладки, совмещенной с уплотнением) бетонной смеси за счет энергии движущегося потока смеси, при этом, как правило, в таких системах запас энергии инерционного потока в пространстве определяется энергетическим запасом на выходе пневмотранспортной системы транспортирования смеси по трубопроводу. Энергетический запас характеризуется скоростью потока (V) непосредственно в начале его инерционного перемещения. Инерционный поток в виде факела распыляет (укладывает с уплотнением) на поверхность (S) бетонную смесь, при этом инерционное давление, обеспечивающее уплотнение на поверхности с одной стороны не должно создавать нагрузки разрушающие компоненты при уплотнении и с другой стороны должно обеспечить необходимый или максимально возможный коэффициент уплотнения (К) бетонной смеси. Последний обеспечивает оптимальные показатели бетона, особенно повышенные прочностные показатели бетона в ранние сроки твердения.
Параметры, характеризующие процессы в рассматриваемой системе и непосредственно или косвенно влияющие на количественные и качественные характеристики уложенного и уплотненного бетона функционально относятся к трем группам характеристик:
P
- интегральные показатели параметров смеси (Iс), к которым, в частности, можно отнести: ρ - плотность пульпы, µ - коэффициентов вариации однородности пульпы в устье факела, В - водонасыщенность смеси, Kz - коэффициент объемной загрузки транспортной системы, R - предела прочности при раскалывании заполнителя;
f
f
P
- функциональные режимы факела инерционного потока смеси (If), к которым, в частности, можно отнести: V - скорость пульпы в устье факела, S - площадь факела на укладываемой поверхности, φ - угол конусности факела. В последнем случае давление факела, развиваемое импульсом силы на укладываемой поверхности на площади S при угле факела φ не должно превышать предела прочности при раскалывании (R) заполнителя.
- характеристики среды пространства (Iр), к которым, в частности, можно отнести:
P
h - расстояние от устья факела до поверхности укладки смеси, Кn - коэффициент направления инерционного перемещения факела относительно горизонта. υ - динамический коэффициент рабочей среды пространства.
Одним из существенных факторов, определяющих однородность упаковки зерен в бетоне является однородность бетонной смеси при укладке, оцениваемая коэффициентом вариации. Однородность смеси на всех этапах обеспечивается непрерывностью процессов, включающих приготовление смеси комбинированным перемешиванием, разгрузку эжектированием, совмещенным с изменением режима комбинированного перемешивания, транспортирование смеси в виде воздушной пульпы, выгрузку с укладкой и уплотнением, при этом единство процесса обеспечивается, выполнением операций от единого напорного энергоисточника.
Установка предназначена для реализации способа безвибрационной укладки и уплотнения бетонных смесей.
Установка выполнена в виде единой герметично-замкнутой системы с напорным энергоисточником (15) для обеспечения непрерывности операций приготовления, транспортирования и укладки с уплотнением без потерь однородности смеси.
Установка содержит смесительную камеру (1) принудительного действия в виде горизонтального цилиндрического резервуара для перемешивания с нагнетательным патрубком, с загрузочным люком (9)и разгрузочным механизмом (14) в нижней части.
В смесительной камере (1) по оси (20) установлен центральный рабочий вал с приводом (21), который выполнен реверсивным с возможностью регулирования скорости. Реверсивный двигатель с возможностью регулирования скорости обеспечивает возможность производить перемешивание и разгрузку камеры в разных режимах для обеспечения получения при перемешивании и поддержания однородности смеси при разгрузке.
Для обеспечения максимальной однородности при перемешивании смеси лопасти (22), установлены под углом (26) между ее плоскостью в вертикальном положении и осью вала на свободных концах держателей, прикрепленных к центральному рабочему валу перпендикулярно его горизонтальной оси с возможностью перемещения держателей вдоль оси (20) и обеспечивающими перехлест лопастей в горизонтальном сечении смесительной камеры.
Для обеспечения заданных режимов выгрузки для укладки и уплотнения, регламентированных способом по условию максимальной однородности бетонной смеси, разгрузочный механизм (14) в нижней части смесительной камеры выполнен в виде камеры с эжекторным устройством в виде сопла (19) эжектора и диффузора эжектора, соединенных с трубопроводом пневмотранспорта (2). Геометрия и конфигурация пневмотраспорта выполнен из условия возможности турбулентного перемещения смеси, устройство выгрузки для укладки и уплотнения смеси в виде сопла укладки для формирования режимов факела выполнено специальной сложной конфигурации с направляющей выпуклой внутрь сопла поверхностью второго порядка и диффузором (Фиг.8).
S
S
D
S
D
S
Для частных условий реализации способа держатели размещают на расстояниях, обеспечивающих перехлест лопастей (25) в горизонтальном сечении смесительной камеры на величину 1/3-1/4 величины соседних полулопастей (24).Сопло (4), формирующее факел (6) инерционного перемещения бетонной смеси в пространстве для укладки и ее уплотнения, выполнено сложной конфигурации с направляющей выпуклой внутрь сопла поверхностью (23) в виде в виде поверхности, ограниченной отсечением положительной или отрицательной части однополюстного гиперболоида, длиной сопла и диффузором на выходе, с длиной сопла: L=(0,20-1,5), где L - длина сопла, м, с диффузором на выходе длиной: L=((Dt-Dc)/2tg(φ/2)), где L - длина диффузорной части сопла, мм, Dc - диаметр сопла в минимальном сечении, мм; Dt - диаметр сопла на входе в максимальном сечении, мм; φ=6°-15° - конусность диффузорной части сопла.
э
э
Давление нагнетательного патрубка для создания давления подпора Dп в камере равно: Dп=(0,05-0,15)*D, где D - давления эжектирования.
На входе выходного сопла может быть установлено устройство (3) для аэрозольного смачивания смеси в виде распылителей (18) направленных навстречу технологического потока выгружаемой смеси.
Устройство реализует оптимизацию безвибрационного бетонирования следующим образом.
U
U
U
Для заданных частных значений параметров при регулировании оптимального коэффициента уплотнения К бетонной смеси в пределах 0,95≤K<1, для оптимизации интегральных показателей параметров смеси, подлежащей укладке и уплотнению факелом бетонирования по показателю коэффициента уплотнения бетона - регулирования плотности пульпы, минимизации коэффициента вариации однородности пульпы, установления коэффициента объемной загрузки транспортной системы, с учетом условий ограничений по водонасыщенности смеси и по пределу прочности при раскалывании крупного заполнителя, значение К может быть оценено зависимостью произведения комплексов показателей параметров смеси, функциональных режимов факела и характеристики среды пространства по эмпирической зависимости:
U
где К - коэффициента уплотнения смеси на поверхности укладки;
Ic - интегральные показателей параметров смеси;
If - функциональные режимы факела;
Ip - характеристики среды пространства;
f
S=f(h,φ);
;
при следующих соотношениях интегральных показателей параметров смеси, функциональных режимов факела и характеристик среды пространства:
3
плотность пульпы (ρ) 5-50 кг/м;
скорость пульпы в устье факела (V) 200-500 м/сек;
b
коэффициент объемной загрузки транспортной системы Kz=ρ/(V*ρ);
b
3
плотность обычного тяжелого бетона (ρ) 2000-2500 кг/м;
расстояние от устья факела до поверхности укладки смеси (h) 0,1-1,5 м;
f
2
площадь факела на укладываемой поверхности S=h*tg(φ/2), м;
f
угол конусности факела (φ) 6-15 град;
3
водонасыщенность смеси (В) 50-250 л/м;
P
динамический коэффициент рабочей среды пространства (υ) 0,02-0,1 кгс*с;
коэффициентов вариации однородности пульпы в устье факела (µ) 0,02-0,12;
P
2
предела прочности при раскалывании заполнителя (R) 1-100 кгс/м;
угол направления инерционного перемещения факела относительно горизонта (γ) от минус 90 до плюс 90 градусов;
- коэффициент направления инерционного перемещения смеси в пространстве;
g - нормальное ускорение.
при этом транспортирование смеси по материалопроводу, осуществляют пневмотранспортом в виде воздушной пульпы в турбулентном режиме движения ее из условия числа Рейнольдса Re≥1200, перед выгрузкой потока смеси для укладки ее и уплотнения выполняют реконструкцию транспортируемого потока смеси формированием сложной формы потока, ограниченного по поверхности плоскостью второго порядка, образованного гиперболоидной полуплоскостью с расширением потока.
На специально разработанных установках, характеристики которых представлены в таблице 1, реализуются условия оптимизации по коэффициенту уплотнения бетонной смеси (Таблица 2) В таблице 1 представлены результаты оптимизации из условия ограничения коэффициента уплотнения 0,95≤Кu<1
Таблица 1
Технические характеристики специальных циклических высокоскоростных (СЦВС) установок для укладки и безвибрационного уплотнения бетонных смесей.
Параметры оборудования
Модель
СЦВС-1
СЦВС-2
СЦВС-3
Производительность, м<sup>3</sup>/час
2-4
4-6
6-10
Диаметр смесительной камеры, мм
500
650
800
Длина смесительной камеры, м
1,4
1,7
2
Величина длины лопастей для перемешивания базовых модификаций, мм
210
255
300
Ширина лопастей
1/3 длины лопасти
Предельно-допустимые величины длин лопастей для перемешивания с обеспеченностью величины перехлеста полулопастей на величину 1/3-1/4 соседних полулопастей, мм
165-255
210-300
255-345
Угол наклона лопасти, градусов
20-45
Минимальное количество устанавливаемых пар лопастей
6
Величина перехлеста полулопастей
1/3-1/4 величины соседних полулопастей
Частота, об/мин
110
90
70
Диаметр выходного отверстия сопла эжектора, мм
89
100
125
Оптимальные диаметры трубопровода
32
38
50
Предельные длины пневмотрубпровода транспортирования, подтвержденные испытаниями, м
160
240
350
Максимальная крупность заполнителя, фракция
10-16
Режим работы
Цикличный
Расход воздуха, м<sup>3</sup>/мин
5
8
15
Рабочее давление воздуха на входе пневмо-транспортной системы, МПа
1,4-5
Таблица 2
Оптимизация режимов факела, параметров среды и смеси по величине коэффициента уплотнения смеси из условия ограничения 0,95≤Кu<1 для бетонов с крупностью заполнителя менее 16 мм [Кu=((ρ*V<sup>∧</sup>2*(ρ/(V*ρb))/(h*S*B*µ*ν))/(Rp)].
Плотность пульпы, (ρ)=5-50 кг/м3
Скорость пульпы в устье факела, (V)=200-500 м/сек
Коэффициент динамической вязкости среды, 0,02-0,1 кгс*с
Расстояние от устья факела до поверхности укладки смеси, (h)=0,1=1,5 м
Площадь факела на укладываемой поверхности, S=h*tg(s/2), м2
Угол конусности факела, (φf)=5-15 град/
Водонасыщенность, (B)=50-200 л/м3
К-т вариации однородности пульпы в устье факела, (µ)=2-6%
Предела прочности при раскалывании крупного заполнителя, 20-100 кгс/см<sup>2</sup>
Угол направления факела, () от минус 90 до плюс 90 градусов
Коэффициент уплотнения
№№
ρ
V
ν
h
S
φ
В
µ
Rp
γ
Ku
Средние оптимальные показатели для различного угла направления факела
1
27,0
250
0,06
0,90
0,02
9,95
150
4,00
60,00
0,00
0,97*)
2
27,0
250
0,06
0,90
0,02
10,50
150
4,00
60,00
90,00
0,97*)
3
27,0
250
0,06
0,90
0,02
9,40
150
4,00
60,00
-90,00
0,97*)
4
27,0
250
0,06
0,90
0,02
10,25
150
4,00
60,00
45,00
0,99*)
5
27,0
250
0,06
0,90
0,02
9,55
150
4,00
60,00
-45,00
0,97*)
Максимальное предельное состояние плотности пульпы
6
49,0
500
0,06
1,50
0,06
10,40
200
4,00
60,00
0,00
0,95
7
50,0
500
0,06
1,50
0,06
10,40
200
4,00
60,00
0,00
0,99*)
8
51,0
500
0,06
1,50
0,06
10,40
200
4,00
60,00
0,00
1,03*)
Минимальное предельное состояние плотности пульпы
9
19,0
500
0,06
0,90
0,02
9,95
150
4,00
60,00
0,00
0,96
10
7,9
500
0,06
0,50
0,01
9,95
150
4,00
60,00
0,00
0,97*)
11
5,0
500
0,06
0,37
0,00
9,95
150
4,00
60,00
0,00
0,96*)
12
4,9
500
0,06
0,37
0,00
9,95
150
4,00
60,00
0,00
0,92*)
Максимальные предельные состояния при одновременном превышении значений плотности пульпы (ρ), скорости (V), расстояния (h) и водонасыщения (В)
13
50,0
500
0,06
1,50
0,06
10,40
200
4,00
60,00
0,00
0,99*)
14
51,0
500
0,06
1,50
0,06
10,40
200
4,00
60,00
0,00
1,03
15
50,0
540
0,06
1,50
0,06
10,40
200
4,00
60,00
0,00
1,07*)
16
50,0
500
0,06
1,55
0,06
10,40
200
4,00
60,00
0,00
0,90
17
50,0
500
0,06
1,50
0,06
10,40
240
4,00
60,00
0,00
0,83
18
50,05
501
0,06
1,51
0,06
10,40
207
4,00
60,00
0,00
0,94*)
Минимальные предельные состояния при одновременном снижении значений плотности пульпы (ρ), скорости (V), расстояния (h) и водонасыщения (В)
19
5,00
200
0,06
0,10
0,0001
7,70
50,00
4,00
60,00
0,00
97,77
20
4,90
200
0,06
0,10
0,0001
7,70
50,00
4,00
60,00
0,00
93,90
21
5,00
190
0,06
0,10
0,0001
7,70
50,00
4,00
60,00
0,00
92,88*)
22
5,00
200
0,06
0,09
0,0001
7,70
50,00
4,00
60,00
0,00
134,11
23
5,00
200
0,06
0,10
0,0001
7,70
48,00
4,00
60,00
0,00
101,84
24
4,95
195
0,06
0,10
0,0001
7,70
49,50
4,00
60,00
0,00
110,07*)
Примечание: Значение Ku≥1 означает, что при заданном режиме компоненты смеси при уплотнении разрушаются без создания монолита, значение Кu<0,95 означает не оптимальность упаковки компонентов в смеси при уплотнении при площади укладки факела S=3,14(h*(tg((φ/2)*(3,14)/(180))<sup>∧</sup>2).*) ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО ПРОВЕРЕННЫЕ СОСТАВЫ
В таблице 3 представлены результаты экспериментальных данных.
Таблица 3
Экспериментальные данные по величине коэффициент вариации однородности смеси по крупному заполнителю в единице объема смеси (µ) при постоянном составе бетонной смеси, приготавливаемой на установка СЦВС-1.
Этапы приготовления смеси и укладки
Показатель коэффициент вариации (µ), %
Расчетно-теоретический коэффициент вариации
2
Приготовление перемешиванием (смесь в смесительной камере)
3
После разгрузки традиционно без компенсации нарушения стабильности
8
Разгрузка с компенсацией нарушения стабильности - разгрузка эжектированием, совмещенным с изменением режима комбинированного перемешивания
4
Перемешивание - разгрузка традиционно - транспортирование в ламинарном режиме
11
Перемешивание - разгрузка с компенсацией нарушения стабильности выгрузка (эжектированием, совмещенным с изменением режима комбинированного перемешивания) - транспортирование в турбулентном режиме
4
Перемешивание - разгрузка традиционно - транспортирование в ламинарном режиме - выгрузка с уплотнением без реконструкции потока (коэффициент вариации уложенной бетонной смеси)
13
Перемешивание - разгрузка с компенсацией нарушения стабильности выгрузка (эжектированием, совмещенным с изменением режима комбинированного перемешивания) - транспортирование в турбулентном режиме - выгрузка с уплотнением с реконструкцией потока (коэффициент вариации уложенной бетонной смеси)
6
Для режимов факела, параметров среды и смеси, представленных в таблице 2 и отмеченных *): (1-5, 7,8, 10-12, 13,15,18, 21,24) проведены испытания по оценке коэффициента уплотнения в возрасте 7 суток. В полученных бетонных образцах коэффициент уплотнения практически не отличался от прогнозируемых.
Для указанных составов (1-5, 7, 8, 10-12, 13, 15, 18, 21, 24) определены прочностные показатели бетонов во времени. На фиг.10 представлены результаты усредненных испытаний предела прочности при сжатии вырезанных из массива образцов бетона в возрасте 1, 3, 7 и 15 суток твердения в нормальных температурно-влажностных условиях. Зависимость (б) фиг.10 представляет результаты данных для режимов с коэффициентом уплотнения 0,98-0,99 (по табл.2 №№4, 7, 13). Зависимость (в) фиг.10 представляет результаты данных для режимов с коэффициентом уплотнения 0,95-0,97 (по табл.2 №№1, 2, 3, 5, 10, 11, 19).
Результаты испытаний (на фиг.10 не представлены) образцов с коэффициентом уплотнения менее 0,95 (по табл.2 №№12, 18, 21) показали снижение прочности во все сроки твердения на 15-20% ниже соответствующих показателей зависимости (в) фиг.10.
Укладки и уплотнения бетонов по режимам с прогнозируемым коэффициентом уплотнения 1,0 и более показала большие потери смеси (до 60% при горизонтальной укладке) (по табл.2 №№8, 15, 24). Результаты укладка с горизонтальным вниз уплотнением при этих условиях выявило наличие неоднородности уложенной смеси с дисперсностью по прочности до 0,40.
Сравнение результатов реализации способа с ранее известным из прототипа на устройство техническим решением, и еще в большей степени по сравнению с технологией торкретирования (фиг.10 зависимость (а)), подтверждают наличие соответствующего неожиданного технического эффекта - повышения коэффициента уплотнения бетонной смеси, прочностных показателей, особенно в ранние сроки твердения путем стабилизации однородности смеси на всех операциях в единой последовательно соединенной системе, вариационным назначением и реализацией интегральных показателей параметров смеси, и/или режимов факела и/или характеристик среды пространства, наличием специальных режимов уплотнения и созданием соответствующей установки реализации способа.