Методи формування бетонних сумішей. Основні положення і закономірності.

Формування – це комплексний процес отримання деталей та конструкцій певної геометричної форми, який складається зі стадії заповнення формоутворюючої порожнини вихідною масою, її ущільнення та твердіння. Формування є однією з найважливіших технологічних операцій, визначаючою не тільки геометричні характеристики отриманих деталей, а й такі показники, як механічна міцність, щільність, стійкість до агресивної дії. Формування бетонних сумішей здійснюється в основному вібраційним методом. Формування із застосуванням вібрації має винятково велике значення при виробництві бетонних робіт і виготовленні залізобетонних конструкцій. Сучасне підприємство збірного залізобетону неможливо уявити без застосування вібрування при формуванні виробів. Формування із застосування вібрації засноване на використанні тиксотропних властивостей, що виявляються у зрідженому вібруванні бетонної суміші. Тиксотропне зрідження відбувається в результаті того, що частинки суміші різної крупності та маси при вібруванні набувають коливального руху. Внаслідок цього між частинками виникає градієнт швидкості, що призводить до руйнування коагуляційної структури і зниження в'язкості суміші. Бетонна суміш набуває властивостей текучої рідини, що підкоряється законам гідромеханіки. Під дією сил тяжіння суміш переміщається у формі, заповнюючи її обсяг, ущільнюється, витискає бульбашки повітря та зайву воду. Вібрація характеризується кутовою швидкістю і амплітудою коливання, але ці параметри окремо не виражають інтенсивності вібраційного впливу на суміш. Ефективність тиксотропного зрідження бетонної суміші різної вихідної жорсткості залежить від інтенсивності вібрації та її тривалості. Для кожної суміші певного гранулометричного складу та реологічних властивостей є своя оптимальна інтенсивність вібрації та її тривалості. Десов та Шмигальський запропонували оцінювати інтенсивність вібрації через формулу

. При призначенні параметрів вібрації враховують властивості бетонної суміші. Чим більше заповнювач і чим жорсткіше суміш, тим більше оптимальне значення амплітуди. Для дрібнозернистих сумішей ефективніша вібрація при підвищеній частоті і малих амплітудах коливань. Полічастотне вібрування забезпечує більш високу однорідність ущільнення. При формуванні особливо жорстких сумішей звичайним вібруванням не вдається досягти необхідної щільності бетону. Цього можна уникнути, якщо вібрацію поєднувати з додатковим статичним тиском. Величина додаткового тиску на суміш залежить від її жорсткості. Тиск на бетонну суміш зазвичай забезпечують привантажувальними щитами відповідної маси. Залежно від виду формованих виробів і властивостей суміші вібрування може застосовуватися в поєднанні з іншими способами формування, забезпечуючи тим самим найбільшу ефективність процесу.

1. Класифікація гірських порід в залежності від їх фізико-механічних властивостей. Особливості вибору апаратів для їх подрібнення.

Кам’яні матеріали, що застосовуються в будівництві, - продукт переробки гірських порід. Утворилися гірські породи в результаті різноманітних геологічних процесів, що протікають за різних умов. Основні властивості гірських порід:

- Істинна густина;

- Середня густина. За показниками середньої густини кам’яні матеріали поділяють на легкі, з серед. густиною до 2200 кг/м³, та важкі – понад 2200 кг/м³.

- Пористість і густина матеріалу – важливі характеристики, які визначають його міцнісні властивості.

- Міцність – здатність гірської породи чинити опір руйнуванню від дії внутрішніх напруг, що виникають під дією зовньжнього навантаження. За міцністю поділяються на: м’які R_ст<10Мпа, середні: R_ст=10-50Мпа, тверді Rст>50Мпа

Механічні властивості характеризують здатність матеріалу чинити опір деформації та руйнуванню від дії зовнішніх сил. Характер деформації й руйнування гірської породи від дії зовнішніх сил залежить від їх пружних сталих. Коефіцієнт пропорційності між границею міцності при стисненні й деформацією називається модулем пружності, Па: , де – відносна деформація.

Для орієнтовної оцінки міцності порід користуються класифікацією Протодіяконова, за цією класифікацією міцність порід оцінюють відносним коефіцієнтом

Твердість – здатність матеріалу чинити опір проникненню до нього інших твердих тіл. Твердість визначає здатність матеріалу до обробки різними робочими органами та інструментами. Визначається різними методами (Брінелля, Роквелла, Шора), тому поняття «твердість» є умовним. Ступінь твердості однорідних кам’яних матеріалів визначається за шкалою Мооса від 1 до 9.

Абразивність гірських порід оцінюється спрацьовуванням зразка матеріалу при контактуванні з породою.

Якість гірської породи визначається показниками, які характеризують її як сировину для одержання необхідного кам’яного матеріалу та її відношення до прийнятої технології переробки й впливу робочих частин машин і обладнання. На вибір апарату для подрібнення впливають твердість, крихкість, абразивність, водостійкість, міцність, пористість, опір стиранню матеріалу. Враховуючи всі ці показники та подальше призначення подрібненого матеріалу, вибирають найбільш раціональне обладнання для його обробки.

 

 

3.Формування виробів. Закономірності напівсухого пресування

Формування – це комплексний процес отримання деталей та конструкцій певної геометричної форми, який складається зі стадії заповнення формоутворюючої порожнини вихідною масою, її ущільнення та твердіння. Формування є однією з найважливіших технологічних операцій, визначаючою не тільки геометричні характеристики отриманих деталей, а й такі показники, як механічна міцність, щільність, стійкість до агресивної дії. В залежності від агрегатного стану формованого матеріалу та його властивостей, застосовують різні методи формування.

Напівсухе пресування: передбачає пресування виробів з сипких порошкоподібних мас (прес-порошку) вологістю 8...12% під великим тиском (15...40 МПа). Різновидом його є сухий спосіб, що передбачає пресування керамічних порошків вологістю 2...8%.

За напівсухим способом виробництва глину спочатку подрібню­ють і підсушують до вологості 6...8%, потім подрібнюють у дезінтеграторах, просіюють, зволожують порошок парою до потрібної вологості і ретельно перемішу­ють у глинозмішувачі.

Напівсухе пресування широко застосовується при виготовленні пласких тонкостінних виробів (плиток), а також для виробництва керамічної цегли і порожнистих каменів.

Цей спосіб має ряд переваг порівняно з пластичним формуванням, а саме: відкривається можливість використання малопластичних глин, більшої кількості спіснювальних добавок (золи, шлаку, відходів вуглезбагачення); відформовані вироби мають більш точні розміри і правильну геометричну форму; виключається з технологічного циклу складний та тривалий процес сушіння перед випалюванням, скорочується тривалість всього технологічного циклу майже вдвічі, зменшується потреба у виробничих площах і кількості працівників.

Пресування виробів відбувається в індивідуальних пресформах на пресах різних конструкцій: колінно-важільних, ротаційних і гідравлічних. Оптимальна величина пресового тиску залежить від виду сировини.

Білет 9,18

Класифікація процесів.

Технологічний процес – процес, в результаті якого предмети праці перетворюються в готову продукцію, характерну для даного виробництва. До основних технологічних процесів відносяться подрібнення, сортування, класифікація, змішування, гомогенізація, формування, ущільнення, теплова, термічна обробка. Послідовність цих процесів та можливість їх суміщення визначається видом отриманого матеріалу та прийнятою технологією. Основним технологічним процесом є той, в результаті якого предмети праці перетворюються в продукцію, характерну для даного виробництва. В залежності від основних законів та закономірностей, що характеризують швидкість протікання процесів, їх поділяють на 5 основних груп:

- Гідромеханічні процеси при транспорті газоподібного чи рідкого середовища, порошкоподібних матеріалів, руху частинок в сушилах «киплячого шару», формуванні виробів, при осадженні зважених часток в рідині чи у повітряному середовищі та ін. Швидкість та основні закономірності гідромеханічних процесів визначаються законами гідродинаміки.

- Теплові процеси при термічній обробці ряду матеріалів. До них відносяться нагрівання та охолодження. Швидкість та закономірності теплових процесів визначаються законами теплопередачі.

- Масообмінні процеси при зниженні початкової вологості, розділенні складних сировинних матеріалів, а також формуванні структури, пов’язаної з дифузією та адсорбцією складових компонентів. Швидкість і закономірності масообмінних процесів визначаються законами масообміну.

- Механічні процеси при виробництві будівельних матеріалів застосовуються найбільш часто: подрібнення, класифікація, змішування, формування, ущільнення.

- Хімічні процеси визначаються законами хімічної кінетики.

В залежності від ступеня технологічної забезпеченості процесу він може бути: ручний, машинний, автоматизований.

За способом виробництва: неперервні, періодичні.

В залежності організаційно-технологічної структури: основні, допоміжні, обслуговуючі.