Изготовление бетонных и железобетонных труб больших диаметров методом вибровальцевания

3.4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ТРУБ БОЛЬШИХ ДИАМЕТРОВ МЕТОДОМ ВИБРОВАЛЬЦЕВАНИЯ

Формование изделия кольцевого сечения (трубы) методом вибровальцевания производится путем вибрирования бетонной смеси и ее вальцевания в самораскрывающейся форме с по­следующей немедленной распалубкой изделия на посту тепло-влажностного вызревания бетона. Установка, в которой реали­зован метод, позволяет обходиться одной формой. При этом достигается высокая степень механизации и автоматизации технологического процесса. Этим методом можно формовать бетонные трубы длиной до 3 м и железобетонные длиной 5 м, диаметром от 1000 до 2500 мм, с раструбными и фальцевыми стыками.

«Жесткая» мелкозернистая бетонная смесь, содержащая цементный гель, характеризующийся (В/Ц)_г= 0,876К_н.г., под влиянием вибрации равномерно распределяется ровным слоем заданной толщины между формой и вращающимся вальцом. Форма вальца подобрана так, чтобы при перемеще­нии формы сверху вниз создавалось прессующее давление, способствующее уплотнению цементного геля в бетонной смеси.

Следовательно, посредством вибровальцевания можно до­биваться того же эффекта, что и при вибропрессовании. В рас­сматриваемом случае прессующее давление определяется по относительной деформации бетонной смеси в результате уплот­нения цементного геля и модулю его деформации (упругости). Вибрирование должно предшествовать прессованию, по­скольку при их совмещении во времени упрочняющиеся в це­ментном геле структурные связи будут препятствовать возбуж­дению собственных колебаний частиц твердой фазы и сводить к минимуму эффект вибрирования. При сближении частиц це­мента силы взаимодействия между ними возрастают, как и силы отталкивания. Преодоление создающегося энергетичес­кого барьера при сжатии цементного геля сопровождается адиабатическим сжатием газообразной фазы.

Если сразу после прессования изделия снять внешнее дав­ление, через некоторый промежуток времени остаточная де­формация бетонной смеси уменьшится из-за упругого после­действия и структура цементного геля несколько разуплотнит­ся. Чем меньше воды затворения в смеси, тем значительнее от­рицательное влияние упругого последействия на плотность и прочность прессованного цементного камня (бетона).

Для полной реализации процесса гидратационного тверде­ния бетона важно, чтобы образование тоберморитовой струк­туры цементного камня сопровождалось интенсивным ионообменном с вовлечением в него всей твердой фазы. Поэтому весьма целесообразно применение высокочастотного вибрирования бетонной смеси, так как в этом случае вследствие максималь­ной дегазации уплотняемого цементного геля практически устраняется явление последействия при (В/Ц)_г=0,876 К_н.г.

Поскольку увеличение прочности бетона при вибропрессо­вании обусловливается повышением плотности цементного камня в результате сжатия цементного геля, необходимо, что­бы объем его был больше объема межзерновых пустот в сме­си заполнителей — щебня и песка. Расстояния (просветы) между зернами заполнителей должны быть такими, чтобы це­ментный гель свободно сжимался без раздробления зерен щеб­ня и песка. Условие, отвечающее этому положению, опреде­ляется неравенством

В случае изготовления труб методом вибровальцевания их формуют и калибруют стационарной виброголовкой, вра­щающимся вальцом и с помощью поддона раструбообразователя. Требуемая форма наружной поверхности трубы обеспе­чивается разъемной формой, перемещающейся в вертикальной плоскости по направляющим. Трубоформовочная установка (рис. 3.13) состоит из следующих основных частей: формую­щей колонны /, формы II, клети III, шахты IV.

Формующая колонна представляет собой стальную трубу (в случае формования бе­тонных труб высота колонны составляет 2—3 м), установленную на коробчатом осно­вании, в котором вмонтирован электродви­гатель с редуктором. К верхней части колон­ны приварен стальной внутренний барабан, вокруг которого вращается с частотой 20 об/мин наружный барабан с надетым на него вальцующим бандажом-вальцом. Бара­бан имеет привод от электродвигателя. На крыше колонны закреплена плита, служа­щая основанием    для виброголовки оригинальной конструкции По вертикали она разрезана на три сек­тора, стянутые болтами через фланцы с резиновыми проклад­ками. В каждом секторе помещен пневматический вибратор, генерирующий колебания частотой до 150 Гц.