Центрифугирование

Сущность процесса центрифугирования состоит в том, что загруженная во вращающуюся форму бетонная смесь под действием центробежных сил отбрасывается к стенкам формы, равномерно распределяется по ним и уплотняется. Центрифугирование применяют для изготовления конструкций с круглыми пустотами и с любым внешним очертанием — цилиндрическим, призматическим, многогранным и т.п. (трубы, опоры линий электропередач и связи, стойки и др.).

Степень уплотнения бетонной смеси при центрифугировании зависит от величины центробежной силы, которая пропорциональна массе частиц смеси. Таки образом, частицы с большей массой (зерна крупного заполнителя) стремятся расположиться ближе к стенкам формы, а некоторая часть воды затворения, не удерживаемая смесью, как наиболее легкий компонент, отжимается из нее и располагается внутри формы. В зависимости от величины центробежных сил, продолжительности уплотнения и водоудерживающей способности смеси в процессе центрифугирования может отжиматься до 20-30% воды, содержащейся в бетоне.

Чтобы предотвратит возможность расслоения смеси, необходимо правильно рассчитать режим центрифугирования и подобрать соответствующий состав смеси. Для повышения водоудерживающей способности бетонные смеси при наибольшей крупности заполнителя до 15-20 мм должны содержать вяжущего и тонкомолотых добавок не менее 350-400 кг/м3.

В режим уплотнения входят: величина центробежных сил на различных стадиях уплотнения, характеризуемая числом оборотов формы и размерами изготавливаемого изделия, а также продолжительностью всего цикла. В процессе центрифугирования различают две стадии: первую — равномерное распределение смеси по стенкам формы и вторую — уплотнение смеси.

Теоретическое число оборотов n (об/мин), необходимое для равномерного распределения смеси в форме без ее расслоения, определяют по формуле

n=k (30/√r),

где k — коэффициент, учитывающий свойства смеси и толчки при вращении, по опытным данным k=1,4-1,5; r — внутренний радиус изделия, м.

На практике в зависимости от диаметра изготавливаемых изделий скорость вращения формы на первой стадии центрифугирования колеблется от 50 до 150 об/мин.

При определении потребного числа оборотов формы в процессе уплотнения смеси исходят из величины удельной центробежной силы qуд (МПа), которая равна

формула определения числа оборотов формы при цннтрифугировании

где γоб — объемная масса бетона, принимают 0,0024 кг/см3; n — число оборотов формы, об/мин; g — ускорение силы тяжести, см/с2; R — наружный радиус изделия, см; r — внутренний радиус изделия, см.

Практически величина центробежной силы на внутренней поверхности формы должна быть не менее 0,07-0,1 МПа (0,7-1 кг/см2). Исходя из заданной величины удельной центробежной силы и зная размеры сечения изделий, рассчитывают минимально необходимое число оборотов формы на стадии уплотнения. С целью уменьшения массы формы при изготовлении длинномерных изделий (опоры линии электропередач, сваи) число оборотов формы на второй стадии процесса несколько уменьшают. Практически при изготовлении изделий различных диаметров число оборотов формы на этой стадии бывает 400-900 об/мин.

Продолжительность распределения смеси в формах обычно не превышает 6-8 мин, уплотнение — 8-12 мин. Общий цикл формования, включающий установку форм, загрузку смеси, ее распределение и уплотнение, слив воды и снятие форм, составляет 20-25 мин.

Основным оборудованием при центробежном способе формования являются центрифуги, металлические формы и специальные питатели.

По способу установки форм центрифуги бывают: роликовые — форма свободно опирается бандажами на ролики и вращается за счет сцепления между ними; барабанные — форма располагается внутри барабанов — шкивов, приводимых в движение от общего вала ременной передачей, что позволяет изготавливать конические изделия круглого сечения (рис. 67б); гироскопические — форма свободно опирается на несколько скрещивающихся клиновидных ремней (рис. 67в, 68); осевые — форма закрепляется в планшайбах, насаженных на центрально расположенных шпинделях (валах) станка (рис. 67 г). По числу одновременно изготавливаемых изделий центрифуги выпускаются одно- и многоместными.

Типы центрифуг
типы центрифуг для бетона
а — роликовая, б — барабанная, в — гироскопическая, г — осевая; 1 — форма, 2 — опорный ролик, 3 — приводной ролик, 4 — привод, 5 — барабан, 6 — планшайба, 7 — опорный подшипник

Для регулировки плавного изменения скорости вращения центрифуг применяют многоскоростные электродвигатели, а также коробки и вариаторы скоростей. Формы при изготовлении изделий на роликовых станках (например, типа 7286/5А-7286/14А) снабжены стальными бандажами, предназначенными для их опирания на ролики.

Отечественная промышленность выпускает для формования изделий диаметром до 2 м и длиной до 20 м одно- и многоместные центрифуги всех типов. Например, роликовые станки СМЖ-169С (576/1) — для изготовления конических опор ЛЭП длиной до 13,5 м и диаметрами 170-290 мм (вершина) и 490 мм (основание); СМЖ-106А (7286/3 М) и СМЖ-104 А (7286/1) — для формования безнапорных и низконапорных труб, свай оболочек и других, диаметрами соответственно 400-900 мм и 1000-1500 мм; шестиместный шпиндельный станок и др. Проходят производственные испытания роликовые центрифуги, оборудованные приспособлениями для вибропроката по методу Цен-ви-ро (США).

Конструкция роликовых станков проще шпиндельных, однако последние допускают значительно большую скорость вращения форм (до 1500-1800 об/мин), благодаря чему обеспечивается лучшее уплотнение смеси.

  1. Бетоноведение
  2. Технология изготовления сборных железобетонных конструкций и деталей
  3. Бетонные работы в зимних условиях
  4. Производство сборных конструкций и деталей из легких бетонов
  5. Производство сборных изделий из плотных силикатных бетонов и бетонов на бесклинкерном вяжущем
  6. Производство бетонных и железобетонных изделий на полигонах
  7. Общие правила техники безопасности и противопожарные мероприятия на строительной площадке

Добавить комментарий