Совершенствование технологии формования железобетонных изделий в кассетах
В настоящее время на заводах крупнопанельного домостроения действуют около 4 тыс. кассетных установок, выпускающих в год свыше 7 млн. м3 изделий. Столь широкое распространение кассетной технологии объясняется простотой оборудования и высокими технико-экономическими показателями. По удельным капиталовложениям, трудоемкости, себестоимости и приведенным затратам кассетные линии примерно одинаковы с поточно-агрегатными и конвейерными. Они незначительно уступают некоторым конвейерным линиям только по удельной металлоемкости и съему изделий с 1 м2 производственной площади.
Однако кассетной технологии присущи и недостатки: необходимость использования подвижных бетонных смесей с повышенным расходом цемента, неоднородные прочностные показатели по площади изделий, неудовлетворительное в ря де случаев качество поверхности.
Проведенные на Подольском и Электростальском ДСК обследования показали, что в кассетных установках с двумя вибраторами ИВ-2А на каждом из разделительных листов не обеспечиваются достаточно интенсивные режимы вибрирования. По мере заполнения кассеты амплитуда колебаний изменяется на периферийных участках разделительных! листов от 0,25 до 0,05 мм. Частота колебаний в ряде случаев составляет 1900—2100 в 1 мин место номинальных 2800, что вызвано пониженным напряжением тока (30—32 место 36 В). В то же время сила тока по мере заполнения кассеты увеличивается с 50 до 80 А (номинальная — 17,5 А), из-за чего вибраторы нагреваются и часто выходят из строя.
Эти недостатки в значительной мере объясняются несовершенством конструктивной схемы кассетных установок. Вибровозбудители установлены на консолях разделительных листав, в процессе сборки кассеты жестко защемляемых по контуру с трех сторон. Поэтому колебания передаются не только на разделительные листы, но и на все узлы установки (паровые отсеки, раму и др.), что влечет за собой использование малоинтенсивных режимов вибрирования и определяет нерарвомерный характер колебаний по площади листов н перегрузку (вибровозбудителей.
Для повышения качества уплотнения бетонной смеси и улучшения поверхности изделий необходимо повысить интенсивность вибрирования, обеспечив более равномерный характер колебаний по всей площади листов. Этого можно достичь путам замены используемых в настоящее время вибровозбудителей более мощными или установки дополнительных, с более рациональным размещением их на разделительных листах, а также при изменении конструктивной схемы кассетных установок. Более целесообразно интенсифицировать режимы виброуплотнения с помощью высококачественных вибровозбудителей, имеющих частоту колебаний 6000 в 1 мин (типа ИВ-76, ИВ-82).
Были опробованы несколько вариантов расстановки вибровозбудителей:
на каждом разделительном листе четыре вибратора по два с каждой стороны;
один вибратор в центре верхней незащемлешюй части разделительного листа;
по торцам разделительных листов по одному (вибратору и один вибратор на верхней незащемленной части листа.
Во время испытаний использовали вибраторы типа ИВ-2А мощностью 0,6 кВт. Чтобы предотвратить значительные потери в токоподводящих проводах, понижающее трансформаторы были установлены непосредственно у кассетных установок (один трансформатор на две кассеты), таким образом обеспечивалось номинальное напряжение тока на электродвигателях и частота колебаний.
В обоих случаях потребляемая вибровозбудителями сила тока составляла 30—35 А и изменялась в процессе заполнения кассеты незначительно. Хотя эти величина почти в 2 раза превышает номинальную (17,5 А), однако она намного ниже, чем при существующей схеме установки вибраторов — 50— 80 А. Вибраторы меньше нагреваются, что увеличивает срок их службы. Однако режим работы вибровозбудителей должен быть кратковременным — периодические включения на 1—1,5 мин с интервалом в 2—3 мин.
При установке только одного вибратора в центре верхней незащемленной части разделительного листа качество поверхности изделий было удовлетворительным, кроме периферийных участков (снизу и по бокам), где наблюдались поры диаметром 3—4 мм и была отмечена меньшая прочность бетона.
Интенсификация режимов вибрирования за счет установки дополнительного вибратора на верхней незащемленной части листов позволяет использовать при формовании менее подвижные смеси с осадкой конуса 8—10 см вместо применяемых с осадкой конуса 12— 14 ом и снизить расход цемента до 40 кг/м5. Кроме того, существенное улучшение качества поверхности позволяет исключить первую шпаклевку, стоимость которой в заводских условиях составляет 1,4 руб. на 1 м5 изделий. В целом за счет внедрения эффективных методов виброуплотнения экономия может составить от 3 до 4,5 руб. на 1 м3 изделий.
Качество формования изделий может быть резко улучшено также при частичной реконструкции кассетных установок с целью создания незащемленных разделительных листов (рис. 1). Для этого элементы бортовой оснастки закрепляют на паровых отсеках, а разделительные листы свободно подвешивают на роликовых опорах с зазором в 1—2 мм относительно бортовой оснастки. Передача усилий при обжатия кассеты будет осуществляться только через элементы бортовой оснастки и технологические конусы, не связанные жестко с разделительными листами. При этом представляется возможным вибрировать только разделительные листы, выполняющие роль внутренних вибрирующих диафрагм, не вовлекая в колебания остальные узлы установки (паровые отсеки, раму и др.).
Таким образом, будет интенсифицирован режим вибрирования, более равномерно распределяются колебания по площади листа, а следовательно, более равномерными будут прочностные показатели бетона. Это позволит использовать менее подвижные бетонные смеси с пониженным расходом цемента, сократить сроки термообработки и снизить уровень шума.
Для кассетных установок с незащемленными разделительными листами целесообразно использовать инвентарные вибровозбудители, в том числе продольно-горизонтального действия. При этом рациональным является размещение кассетных установок перпендикулярно продольной оси цеха в два ряда, между которыми по рельсовому пути перемещается инвентарное виброуплотняющее устройство. В зависимости от конкретных условий укладки бетонной смеси можно осуществлять вибрирование одновременно всего пакета листов или каждого из них в отдельности.
Использование незащемленных разделительных листов целесообразно и при проектировании новых формовочных машин. Например, в настоящее время НИИЖБ выполняет работы по созданию двух- и четырехотсечных установок.
Двухотсечная установка (рис. 2,) состоит из термоактивных поворотных щитов с торцевой бортоснасткой и разделительного незащемленного вибрирующего листа. Изделия формуют на инвентарных поддонах, а затем производят интенсивный, в течение 30—40 мин, разогрев бетонной смеси до 80—90°С с помощью вмонтированных в поворотные щиты электронагревателей и повторное вибрирование бетонной смеси. При достижении бетоном прочности 15—20 кг/смг изделия рашалубливают и переносят на поддонах с помощью специальной траверсы в камеру термосного дозревания. .
В четырехотсечных установках (рис. 2,6) изделия формуют аналогичным образом, с той только разницей, что после набора распалубочной прочности одновременно два изделия переносят в камеру дозревания в рамке, образованной общим поддоном и разделительным листом.
Совершенствование кассетных установок позволит значительно повысить качество изделий, оборачиваемость оборудования, снизить его удельную металлоемкость, добиться более высоких показателей использования производственных площадей. В дальнейшем предполагается создание высокопроизводительных механизированных технологических линий с использованием двух- и четырехотсечных установок, один из вариантов которых представлен на схеме (рис. 3).
Выводы
Для получения в кассетных установках изделий равномерной прочности и с высоким качеством поверхности рекомендуется интенсифицировать режимы виброуплотнения путем установки дополнительных вибровозбудителей на верхней незащемленной части разделительных листов. При этом возможно использование менее подвижных бетонных смесей, обеспечивающих сокращение расхода цемента и цикла термообработки.
Для использования умеренно подвижных бетонных смесей (с осадкой конуса 4—5 см), сокращения энергоемкости виброуплотнения и снижения уровня шума целесообразно реконструировать существующие кассетные установки, выполнив разделительные листы незащемленными. Наряду со значительной экономией материалов и повышением качества изделий предложенная модернизация позволит увеличить объем выпускаемой продукция и более эффективно использовать производственные мощности за счет увеличения оборачиваемости оборудования.