Кассетная установка для изготовления пустотных конструкций

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, преимущественно к установкам для изготовления изделий из сборного железобетона. Задачей изобретения является создание установки для изготовления пустотных конструкций, расширение ее технологических возможностей и снижение энергоемкости при изготовлении конструкций. Согласно изобретению кассетная установка для изготовления пустотных конструкций содержит основание, жесткие торцевые и продольные стенки, разделительные диафрагмы, выполненные в виде гибких стальных полос, закрепленных с натяжением и с возможностью поворота на анкерных блоках, механизм сборки и разборки, пустотообразователи с гидродомкратами, расположенными под кассетой, при этом пустотообразователи выполнены полыми из эластичного материала с приклеенными с внешней стороны защитными листами и соединены с источником теплоносителя, давление которого определяют по формуле P ≥ K_d·g·h(ρ_в-ρ_w) и P ≥ 0,1MПа, где K_d - динамический коэффициент, принимаемый от 1,5 до 2; g = 9,81 - ускорение силы тяжести; h - высота бетонируемой констуркции; ρ_в - гидростатическая объемная плотность свежеуложенного бетона; ρ_w - объемная плотность теплоносителя. Сверху установлена воронка с рассекателями, которые фиксируют верхние концы пустотообразователей. Пустотообразователи могут быть выполнены секционными. Пустотообразователи могут быть прикреплены к воронке с рассекателями и установлены сверху кассеты. Торцевые стенки могут быть выполнены составными из двух зигзагообразных частей, в которых на углах перелома линий устроены пазы для размещения предварительно напряженной арматуры. Торцевые стенки могут быть выоплнены полыми из эластичного материала и соединены с системой избыточного давления, продольные борта воронки и рассекатели бетона, к которым прикреплены пустотообразователи, прикреплены к направляющим с возможностью передвижения по ним и зафиксированы штифтами. Система избыточного давления теплоносителя может быть соединена рециркуляционной линией с термоизолированными терморубашками в стенках и днище кассеты. Технико-экономический эффект от внедрения предложенного технического решения получается за счет расширения технологических возможностей изготовления пустотных конструкций и снижения энергоемкости при их изготовлении. 5 з.п.ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, преимущественно к установкам для изготовления изделий из сборного железобетона.

Известна установка для вертикального формования трехслойных железобетонных панелей, содержащая основание, жесткие торцевые и боковые продольные стенки, разделительные диафрагмы, пустотообразователи с гидродомкратами, расположенными под установкой [1].

Основными недостатками данной установки являются большая ее металлоемкость и энергоемкость при изготовлении железобетонных конструкций, трудоемкость при распалубливании изделий, один раз и навсегда заданный тип размера конструкции, т.е. невозможность изменения типоразмера изделия в зависимости от эксплуатационных требований.

Наиболее близкой к изобретению (прототип) является кассетная установка для изготовления тонкостенных изделий, содержащая основание, жесткие торцевые и боковые стенки, разделительные диафрагмы, выполненные в виде гибких стальных полос, закрепленных с натяжением и с возможностью поворота на анкерных блоках, механизм сборки и разборки [2].

Основными недостатками прототипа являются невозможность изготовления пустотных конструкций и большая энергоемкость при пропарке железобетонных конструкций. Задачей изобретения является создание установки для изготовления пустотных конструкций, расширение ее технологических возможностей и снижение энергоемкости при изготовлении конструкций.

Технический результат, полученный в результате решения поставленной задачи, достигается тем, что кассетная установка для изготовления пустотных конструкций, содержащая основание, торцевые и продольные стенки, разделительные диафрагмы, выполненные в виде гибких стальных полос, закрепленных с натяжением и с возможностью поворота на анкерных блоках, механизм сборки и разборки, снабжена расположенными под основанием установки полыми пустотообразователями из эластичного материала с прикрепленными к их рабочим поверхностям защитными листами и гидродомкратами их вертикального перемещения, а также установленной сверху установки съемной воронкой с рассекателями бетона с возможностью фиксации в них свободных концов пустотообразователей, при этом основание выполнено с отверстиями для них, а полости пустотообразователей соединены с источником теплоносителя, давление которого определяют по формуле P ≥ K_d· g · h(ρ_b- ρ_w) и P ≥ 0,1 МПа, где K_d -динамический коэффициент, принимаемый от 1,5 до 2, q = 9,81 - ускорение силы тяжести, h - высота бетонируемой конструкции, ρ_b - гидростатическая объемная плотность свежеуложенного бетона, ρ_w - объемная плотность теплоносителя.

Пустотообразователи могут быть выполнены секционными.

Торцевые стенки могут быть выполнены составными из двух частей с зигзагообразными поверхностями, обращенными друг к другу, в углах которых размещена предварительно напряженная арматура. Пустотообразователи совместно с воронкой и рассекателями могут быть прикреплены сверху кассеты.

Торцевые стенки могут быть выполнены полыми из эластичного материала и соединены с системой избыточного давления, продольные борта воронки и рассекатели бетона, к которым прикреплены пустотообразователи, прикреплены к направляющим с возможностью передвижения по ним и зафиксированы штифтами.

Система избыточного давления теплоносителя может быть соединена рециркуляционной линией с термоизолированными терморубашками в стенках и днище кассеты.

На фиг. 1 изображена кассетная установка в поперечном разрезе в процессе бетонирования, на фиг. 2 - то же, после твердения бетонной смеси и выемки пустотообразователей, на фиг. 3 - установка перед распалубливанием, вид сверху, на фиг. 4 - трехсекционная кассетная установка при изготовлении пустотных конструкций различной толщины, вид сверху, на фиг. 5 - установка в поперечном разрезе в процессе бетонирования, когда пустотообразователи закреплены сверху кассеты, на фиг. 6 - установка с устройством пустотообразователей с воронкой сверху кассеты после формования изделий, на фиг. 7 - жесткие торцевые стенки для фиксации преднапряженной арматуры в распалубленном состоянии, на фиг. 8 - разрез 1-1 на фиг. 1, секция пустотообразователей, объединенных траверсой.

Кассетная установка состоит из основания 1, жестких торцевых и продольных стенок 2 и 3, разделительных диафрагм 4, анкерных блоков 5, промежуточных распорных блоков 6 и механизма 7 сборки и разборки, включающего балки поперечных перемещений 8, упоры силовых устройств 9 и домкраты 10. Боковые продольные стенки 3 имеют упоры 9 для силовых устройств, например домкратов 10 механизма 7 сборки и разборки, предназначенные для их перемещения. Разделительные диафрагмы 4 с помощью пластин 11, болтов 12 и анкеров 13 закреплены на анкерных блоках 5 с возможностью регулировать длину диафрагмы 4 [2].

Кассетная установка содержит пустотообразователи 14, которые выполнены полыми из эластичного материала 15 (например, резины) с приклеенными с внешней стороны прочными ( например стальные, алюминиевые, пластиковые) листами 16. Пустотообразователи 14 объединены траверсой 17, которую поднимают и опускают домкраты 10 (лебедки, полиспасты и т.п.). Сверху на кассету устанавливается воронка 18, в которой устроены рассекатели 19. Между разделительными диафрагмами 4, в продольных стенках 3, в основании 1 размещены нагревательные элементы 20 для термообработки изделий. Продольные разделительные стенки 3 с нагревательными элементами выполнены с термоизоляцией 21. Торцевые стенки 2 выполнены составными из двух зигзагообразных частей 22, в которых на углах перелома линий устроены пазы для размещения предварительно напряженной арматуры 23. При изготовлении конструкций различных типоразмеров (толщина) торцевые стенки выполнены полыми 31 из эластичного материала и соединены с системой избыточного давления. Кроме того, продольные борта воронки 18 и рассекатели 19 прикреплены в направляющим 24 с возможностью передвижения по ним и зафиксированы штифтами 25 в проектном положении. Внутренняя полость пустотообразователей 14 и торцевые полые эластичные стенки 31 соединены друг с другом гибкими шлангами 26, к которым подсоединены вентили 27, манометры 28, по которым контролируют давление теплоносителя, и термометры 29 и 30, по которым контролируют температуру входящего и выходящего теплоносителя.

Устройство работает следующим образом.

Поверхности разделительных диафрагм 4, торцевых стенок 2 смазываются. Разделительные диафрагмы 4 напрягаются перемещением анкерных блоков 5 с помощью домкратов 10 после напряжения, положение анкерных блоков 5 фиксируется крепежными устройствами. Затем с помощью силовых устройств перемещают жесткие боковые продольные стенки 3, при этом торцевые стенки 2 и разделительные диафрагмы 4 плотно прижимаются одна к другой. Разделительные диафрагмы 4 смещаются в плане, образуя на гранях с торцевыми стенками 2 углы перекоса, которые предназначены для обеспечения хороших условий распалубки конструкций. Положение боковых продольных стенок 3 также фиксируют крепежными устройствами.

Силовые устройства 10 через траверсу 17 подают секцию пустотообразователей 14 в кассету, а сверху нее устанавливают воронку 18 с рассекателями 19. Открывают вентиль на входе и закачивают в полость пустотообразователя под давлением теплоноситель (например, горячую воду, или жидкость с объемной массой, близкой к объемной массе бетона). Величину давления определяют по вышеприведенным соотношениям. Под давлением пустотообразователи 14 расширяются и занимают проектное положение, причем своими верхними концами они фиксируются в рассекателях 19 (фиг.1) Давление в пустотообразователях 14 регулируется вентилями 27 и контролируется манометрами 28, а температура контролируется входящим 29 и выходящим 30 термометрами.

После заполнения формы бетонной смесью, ее вибрирования и достижения необходимой прочности производится распалубливание.

Распалубка осуществляется в обратном порядке. Снимают воронку 18 с рассекателями. Откачивают теплоноситель из пустотообразователей насосом (помпой). Пустотообразователи 14 при этом сжимаются, в них создается разрежение (давление меньше атмосферного), и они отрываются от тела бетона. Опускают домкраты 10, прикрепленные к траверсе 17 (фиг.2) Снимаются фиксирующие детали. При помощи домкратов 10 оттягиваются жесткие боковые продольные стенки 3. Поскольку разделительные диафрагмы 4 напряжены, и в них имеются углы перелома поверхности, то они стремятся выпрямиться и следуют за отодвигающимися продольными стенками 3. При этом разделительные диафрагмы 4 отрываются от изделия.

При выполнении кассетной установки многосекционной с секционными пустотообразователями появляется возможность изготовления конструкций различного типоразмера по толщине (фиг.4).

При формовании пустотных конструкций с закрепленными пустотообразователями сверху кассетной установки (фиг. 5,6) устройство работает следующим образом.

Устанавливают кассету в проектное положение с прикрепленными сверху пустотообразователями 14. После этого подают избыточное давление теплоносителя, и пустотообразователи занимают проектное положение, укладывают с вибрированием бетон и т.д.

При изготовлении в кассетной установке преднапряженных изделий сначала устанавливают жесткие торцевые стенки 2, состоящие из двух зигзагообразных частей, в которых на углах перелома линий устроены пазы для размещения преднапряженной арматуры, которые в свою очередь являются фиксаторами двухрядного положения этой арматуры (фиг.7). Преднапряжение при этом осуществляется совместно с разделительными диафрагмами 4 силовыми устройствами 10.

При изготовлении конструкций различных типоразмеров в полые торцевые стенки из эластичного материала 31 подается избыточное давление, и таким образом регулируется необходимая их толщиина. До бетонирования продольные борта воронки 18 и рассекателя бетона 19 раздвигаются в требуемое положение по направляющим 24 и фиксируются штифтами 25.

Для эффективного прогрева бетона и сокращения теплопотерь за счет полного использования тепла система избыточного давления теплоносителя в пустотообразователях 14 соединена рециркуляционной линией с помощью, например, гибких шлангов 26 с термоизолированными терморубашками 20 в стенках и днище кассеты.

После распалубки изделия извлекаются из форм, и цикл работ заканчивается. При этом в образованные пустоты в заводских условиях закачивают заливочный пенопласт и получают эффективные трехслойные конструкции с высоким термическим сопротивлением. В построечных условиях в пустоты конструкций может быть засыпан термоизоляционный материал (керамзит, шлак, туф стружки и т.п.)
Предлагаемое техническое решение придает кассетный установке для изготовления пустотных конструкций ряд новых существенных отличительных свойств по сравнению с известными решениями:
пустотообразователи выполнены полыми из эластичного материала с приклеенными к внешней стороне защитными прочными листами, что позволяет защитить эластичный материал от формуемого бетона и увеличить их долговечность,
пустотообразователи соединены с системой избыточного давления теплоносителя, определяемого по зависимости (1), и таким образом используются геометрически изменяемые конструкции пустотообразователей, которые выполняют две функции, а именно образование пустот и термообработку - ускорение твердения бетонной смеси,
тепло поступает во внутрь конструкции, что существенным образом снижает энергозатраты на термообработку конструкций,
при подаче теплоносителя внутрь конструкции уменьшается прогреваемый объем и, следовательно, расходы на термообработку по сравнению с пропарочной камерой, в которой греется все пространство камеры,
изменяя давление теплоносителя и/или его объемную массу, можно легко регулировать толщину стенок конструкций в зависимости от их функционального назначения и видов внешних воздействий, что существенным образом расширяет технологические возможности изготовления совершенно разных конструктивных элементов и различных технологических характеристик бетонов от особо легкого до тяжелого,
воронка с рассекателями, установленная вверху кассеты, фиксирует верхние концы пустотообразователей, которые таким образом занимают свое проектное положение в конструкции,
выполняя пустотообразователи многосекционными, появляется возможность изготавливать конструкции различного типоразмера по толщине,
выполняя пустотообразователи прикрепленными к воронке с рассекателями и устанавливая их сверху, упрощается конструкция кассетной установки,
выполняя торцевые стенки составными из двух зигзагообразных частей, в которых на углах перелома линий устроены пазы, которые в свою очередь являются фиксаторами двухрядного размещения в конструкции преднапряженной арматуры, причем преднапряжение осуществляется совместно с разделительными диафрагмами, что упрощает технологический процесс изготовления,
выполняя торцевые стенки полыми из эластичного материала и соединенные системой избыточного давления, а также пустотообразователи, прикрепленные к рассекателям бетона с возможность передвижения на направляющим, появляются неограниченные возможности по изготовлению пустотных конструкций различной номенклатуры в зависимости от их функционального предназначения,
соединение системы избыточного давления теплоносителя рециркуляционной линией с теплоизолированными терморубашками и днищем кассеты позволяет существенным образом снизить теплопотери в энергоемкость при изготовлении конструкций.

Технико-экономический эффект от внедрения предложенного технического решения получается за счет расширения технологических возможностей изготовления пустотных конструкций и снижения энергоемкости при их изготовлении.

Формула изобретения

1. Кассетная установка для изготовления пустотных конструкций, содержащая основание, торцевые и продольные стенки, разделительные диафрагмы, выполненные в виде гибких стальных полос, закрепленных с натяжением и с возможностью поворота на анкерных блоках, механизм сборки и разборки, отличающаяся тем, что она снабжена расположенными под основанием установки полыми пустотообразователями из эластичного материала с прикрепленными к их рабочим поверхностям защитными листами и гидродомкратами их вертикального перемещения, а также установленной сверху установки съемной воронкой с рассекателями бетона с возможностью фиксации в них свободных концов пустотообразователей, при этом основание выполнено с отверстиями для них, а полости пустотообразователей соединены с источником теплоносителя, давление которого определяют по формуле
P ≥ K_d·g·h(ρ_b-ρ_n) и P ≥ 0,1 МПа,
где K_d - динамический коэффициент, принимаемый от 1,5 до 2;
g = 9,81 - ускорение силы тяжести;
h - высота бетонируемой конструкции;
ρ_b - гидростатическая объемная плотность свежеуложенного бетона;
ρ_n - объемная плотность теплоносителя.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что пустотообразователи выполнены секционными.

3. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что торцевые стенки выполнены составными из двух частей с зигзагообразными поверхностями, обращенными друг к другу, в углах которых размещена предварительно напряженная арматура.

4. Установка по пп.1 - 3, отличающаяся тем, что пустотообразователи совместно с воронкой и рассекателями прикреплены сверху кассеты.

5. Установка по пп.1 - 4, отличающаяся тем, что торцевые стенки выполнены полыми из эластичного материала и соединены с системой избыточного давления, продольные борта воронки и рассекатели бетона, к которым прикреплены пустотообразователи, прикреплены к направляющим с возможностью передвижения по ним и зафиксированы штифтами.

6. Установка по пп.1 - 5, отличающаяся тем, что система избыточного давления теплоносителя соединена рециркуляционной линией с термоизолированными терморубашками в стенках и днище кассеты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8