ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ НЕПРЕРЫВНОГО ФОРМОВАНИЯ ЯЧЕИСТОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ —
Особенностью технологии ячеистобетонных изделий, которая применяется в настоящее время как в нашей стране, так и за рубежом, является периодичность всех операций. Эта особенность определяет ряд недостатков: затруднение автоматизации процесса, значительную металлоемкость, вызванную необходимостью постоянно иметь большой парк форм, большую трудоемкость (очистка, сборка, разрезка и распалубка изделий, ремонт форм трудно поддаются механизации и выполняются преимущественно вручную), необходимость в больших производственных площадях, невысокий коэффициент использования объема автоклавов, значительный расход тепла на нагрев форм.
В проблемной лаборатории механики бетона Рижского политехнического института выполнена работа по созданию способа получения ячеистобетониых изделий путем непрерывного формования. Положительный опыт непрерывного формования пенопластов, бетонных и железобетонных изделий дал основание предположить, что таким способом может быть экструзионное формование. Однако непосредственное использование этого опыта в производстве ячеистобетониых изделий не может дать положительного результата, так как при экструзии пенопластов происходят другие химические процессы и, следовательно, требуется другая подготовка сырья, а в отличие от тяжелого бетона требуется не уплотнение, а вспучивание.
Для экспериментальной проверки возможности экструзионного формования ячеистобетониых изделий разработана поточная конвейерная линия, схематично показанная на рис. 1. Она состоит из двух смесителей периодического действия ( и 2, соединенных последовательно. Возможен перелив приготовленной в первом смесителе смеси во второй смеситель, который трубопроводом соединен с растворонасосом 3. Такое решение принято из-за отсутствия смесителя ячеистого бетона непрерывного действия с регулируемой производительностью и соответствующих дозаторов. Недостаток данного решения—невозможность использования горячих смесей, так как они начинают вспучиваться уже во втором смесителе. Преимущество его — возможность использования серийного оборудования для приготовления холодных смесей.
Насос 3 соединен трубопроводом с нагревательным агрегатом 7, снабженным вибратором 5 и датчиком температуры 6. Агрегат опирается на пружины, на трубопроводе перед иим установлен датчик Давления 4 специальной конструкции, Позволяющий измерять давление непосредственно в потоке бетонной смеси
Агрегат (вибронагреватель) 7 через регулируемое сопротивление — дроссель 8 Соединен с формующим агрегатом экструзионным мундштуком 9. После мундштука установлен приемный конвейер 10 с Резательным устройством 11.
Конвейерная линия работает следующий образом. В первом смесителе 1 получают ячеистобетонную смесь и переливают ее во второй смеситель 2, служащий промежуточной емкостью для обеспечения непрерывности процесса. Перемешивание в нем менее интенсивное, чем в Первом смесителе. Из второго смесителя смесь откачивают насосом 3 и подают в вибронагреватель 7, где поток смеси непрерывно нагревают до температуры 70— 1()0СС в зависимости от состава.
При нагревании могут быть допущены гораздо более высокие температуры, нежели при традиционной технологии. Это объясняется тем, что в отличие от последней нагревание происходит в замкнутом пространстве при избыточном (до 0,01 — 0,03 МПа) давлении. Вследствие этого Уменьшается возможность дегидратации сМеси и появления ранней деструкции.
Одновременно с нагреванием с целью интенсификации теплообмена в такой среде, как ячеистобетонная смесь, а также для исключения налипания смеси на электроды-нагреватели не подвергают интенсивному вибрированию. Поток нагретой смесс начинает непрерывно вспучиваться уже в вибронагревателе, затем проходит через дроссель 8, который служит регулятором подачи смеси из нагревателя в мундштук. Вспучивание заканчивается в экструзионном мундштуке 9. После этого происходит интенсивное схватывание горячей вспученной смеси и непрерывное образованно всходящего из мундштука бруса-экструдата яченстобетонного сырца.
После выхода из мундштука брус попадает на транспортирующее устройство, нвпример ленточный конвейер, где его Разрезают на изделия заданной длины известными способами, как при формовании глиняного кирпича на ленточных прессах. После разрезки изделия подаются для окончательного твердения, напримep и автоклав.
Объемная плотность экструдированного ячеистого бетона, высушенного после ав токлавной обработки до постоянной массы, составляет 750—850 кг/м предел прочности при сжатии находится в пределах от 5 до 7 МПа. Эти показатели свойств экструдированного ячеистого бетона могут быть улучшены
Перед испытанием на сжатие в образцах из бруса замеряли скорость распространения ультразвуковых импульсов продольных воли в различных направлениях но отношению к направлению формования. Отмечено наличие анизотропии экструдированного материала; скорость нм- пульсов в направлении формования во всех случаях меньше, чем в вертикальном и горизонтальном поперечном направлениях. Коэффициент акустической анизотропии достигал 1.2. Это свидетельствует о наличии значительного ориентационного эффекта, определяющего анизотропию пористой структуры как следствие градиентов скоростей и значительных напряжений сдвига, возникающих от трения массы о стенки формовочного капала.
Проведенные исследования позволяют сделать вывод о принципиальной возможности экструзионного формования ячеистобетонных изделий и о необходимости проверки этого способа в опытно-промышленных условиях.