Спосіб формування будівельних виробів

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано как при производстве мелкоштучных строительных материалов, так и при формовании высоких бетонных изделий вертикально направленными колебаниями. Известен способ уплотнения изделий [Авт. св. СССР №722764, кл. В 28 В 1/08, 1980], заключающийся в одновременном приложении вертикальных и горизонтальных переменных по величине силовых воздействий на предварительно уложенную в форму бетонную смесь, причем вертикальные силовые воздействия осуществляют путем удара формы о верхний и нижний ограничители перемещения с частотой 1,5-170 Гц, а горизонтальные воздействия прикладывают в момент контакта последних с частотой 15-400 Гц. Недостатком этого способа является то, что при ударе формы о верхний ограничитель возникает явление "обратного" импульса, при котором смесь разуплотняется, образуются "воздушные мешки", в результате чего изделие имеет недостаточную прочность. Кроме того, при вибрационном воздействии на смесь задается широкий диапазон импульсных воздействий, что трудно реализовать и ведет к дополнительным энергетическим затратам. Наиболее близким техническим решением является способ формования строительных изделий [Авт. св. СССР №448130 и дополнительное к нему авт. св. № 672030, кл. В 28 В 1/08, 1979], включающий послойную укладку бетонной смеси в форму с одновременным воздействием на нее вертикально-направленными колебаниями на частоте, связанной с определяемыми заранее частотами собственных колебаний смеси, а доуплотнение производят инерционным пригрузом с последующим силовым воздействием. Недостатком данного способа является то, что изделие имеет недостаточно высокую распалубочную прочность и высокую энергоемкость, так как в данном способе малоэффективно реализована первая из известных стадий уплотнения смеси - переукладка составляющих, а больше внимания уделено второй и третьей стадиям уплотнения - сближение частиц и компрессионное сжатие. Предлагаемым техническим решением решается задача достижения максимальной плотности столба смеси за счет эффективной реализации всех трех стадий уплотнения, в результате чего повышается распалубочная прочность изделия, снижается энергоемкость. Существенными признаками, характеризующими способ формования строительных изделий, являются послойная укладка мелкозернистой смеси с одновременным воздействием на нее вертикально-направленных колебаний с последующими ударными и силовым воздействием, при этом, в отличие от прототипа, после вертикально-направленных колебаний с амплитудой Α 1, частотой ω 1, равной частоте основного тока продольных колебаний системы, дополнительно прикладывают вибрацию с частотой ω 2, величина которой на w A 2 ³ 1 A1, w2 совмещая эту вибрацию с ударными снизу вверх порядок выше, чем ω , и амплитудой 1 воздействиями, а затем на смесь воздействуют силовым безинерционным обжатием с одновременными высокочастотными колебаниями, приложенными сверху, причем силовое безинерционное обжатие смеси с одновременным высокочастотным вибрированием сверху совмещают с процессом пустото- и формообразования изделий при помощи пуансонов, а процесс пустото- и формообразования совмещают с вакуумированием путем применения перфорированных пуансонов и вакуумных камер. Низкочастотное воздействие на смесь строго на резонансе основного тона продольных колебаний столба смеси (частота ω 1), позволяет улучшить качество первой стадии уплотнения - переукладки частиц. Смесь в форме ложится ровно и равномерно распределяется по объему особенно в верхней части столба, где амплитуды наибольшие. Точность настройки системы на данный резонанс влияет на снижение энергоемкости установки, тогда как в способе по авт. св. №672030 рекомендуется заранее определить "собственную частоту бетонной смеси в изделии" Рn, где n=1,2,3... Практически реализовать эти рекомендации невозможно, так как экспериментально могут быть определены только примерно значения при n=1 всей конкретной системы (смесь, форма, стол, амортизаторы, силовозбудитель). Применение на второй стадии уплотнения ударных, снизу вверх, воздействий с одновременным высокочастотным вибрированием на частоте ω 2, резко снижает силы сухого трения между частицами, максимально сближая их друг с другом, особенно в нижней части столба, месте приложения воздействий. Разуплотнение в данном случае отсутствует, что нельзя сказать о способе по а.с. №722764, где есть и удары сверху вниз. Причем сила удара снизу вверх в предлагаемом способе существенно повышается за счет включения в работу всей массы смеси, т.е. чем больше высота столба смеси, тем больше уплотнение ее нижней части. Третья стадия уплотнения осуществляется за счет силового безинерционного воздействия на смесь с одновременным высокочастотным воздействием, приложенным сверху. На этой стадии в основном происходит уплотнение верхней части столба и окончательное компрессионное сжатие всего столба смеси, в результате получаем изделие максимальной плотности и высокой распалубочной прочности при минимальных энергетических затратах. На чертежах приведен один из вариантов установки, реализующей предлагаемый способ формования, где на фиг. 1 дана общая схема установки, поперечный разрез; на фиг. 2 - установка после отхода нижней секции; на фиг. 3 - виброуплотнение с безинерционным обжатием; на фиг. 4 - выдача готовых изделий на транспортер. Фиг. 1 и 2 - соответствуют посту №1; фиг. 3 и 4 - посту №2. Установка содержит форму, состоящую из верхней неподвижной 1 и нижней подвижной 2, с возможным перемещением в горизонтальной плоскости, секций. Верхняя секция 1 ограничена, как минимум, с двух сторон подвижными поверхностями 3, типа транспортерной ленты, способствующими вертикальному перемещению столба смеси 4 и снижающими силы трения при вертикальных вибрациях. Нижняя секция 2 снизу имеет внутренний подпружиненный поддон 5, двигающийся внутри нее по принципу поршня и соединенный с вибратором вертикально-направленных колебаний 6 и вибратором виброударного действия 7, Пост №2 снабжен верхним высокочастотным вибратором 8 с перфорированными пуансонами 9, который посредством пружин малой жесткости 10, подвижной траверсы 11 соединен с силовым механизмом 12, например гидродомкратом. Снизу пост оборудован транспортером 13. Способ осуществляется следующим образом. Форму засыпают смесью 4 и одновременно воздействуют на нее вибратором 6 вертикальнонаправленных низкочастотных колебаний с частотой ω1, равной частоте основного тона системы и амплитудой A1. При этом происходит активная переукладка частиц засыпаемой смеси. Применение подвижных вертикальных поверхностей 3 в форме значительно снижает силу трения смеси о ее стенки и способствует снижению энергоемкости установки. Так происходит первая стадия уплотнения смеси. После этого вибратор 6 переключают на высокочастотный режим с частотой ω 2, на порядок выше ω 1, и w амплитудой A 2 ³ 1 A1 и включают виброударную систему 7. При воздействии на столб смеси w2 высокочастотных колебаний с одновременными ударными снизу верх воздействиями, происходит резкое снижение сил сухого трения между частицами, максимально сближая их друг с другом. Наибольшее уплотнение при этом получают частицы, находящиеся в нижней части столба. Так завершается вторая стадия уплотнения. Затем с помощью разделительной диафрагмы (не показано), секции 1, 2 разъединяют. Нижняя секция 2 поступает на пост №2. Здесь происходят силовое безинерционное обжатие столба смеси по всей высоте с одновременным высокочастотным вибрационным воздействием на нее сверху. На этой стадии происходит уплотнение верхней части столба и окончательное компрессионное сжатие всего столба смеси. В результате получаем изделие максимальной плотности и высокой распалубочной прочности. После этого готовое изделие опускают на транспортер и отправляют на склад готовой продукции. При необходимости формования полых облегченных или фигурных изделий на посту №2 к плите высокочастотного вибратора 8 крепят перфорированные пуансоны 9 и совмещают процесс пустотообразования с безинерционным обжатием при высокочастотном вибрационном воздействии, соединив пуансоны 9 с вакуумкамерой (не показана) для удаления излишней влаги из изделия. В результате получают изделие с высокой распалубочной прочностью при малой жесткости смеси. При реализации данного способа возможны различные количество, размерность и конфигурация изделий, их компановка в сечении. Таким образом, за счет эффективной реализации всех трех стадий уплотнения смеси, достигается максимальная плотность столба смеси, в результате чего повышается распалубочная прочность изделия, снижается энергоемкость.