3. Відцентрове формування

Суть відцентрового формування та ущільнення полягає в то­му, що при обертанні форми з рівномірно розподіленою в ній бе­тонною сумішшю навколо нерухомої осі з визначеною швидкістю в системі виникає відцентровий пресувальний тиск, під впливом якого з цементного тіста відтискується рідина з суспензованими в ній тонкодисперсними фракціями. Одночасно зближуються грубі­ші частинки бетонної суміші. Оскільки пресувальний тиск від­центрової сили зменшується у напрямку до центра обертання, то центрифугований бетон характеризується неоднорідністю струк­тури. На внутрішній поверхні створюється кірка шламу, потім іде шар Цементного каменю, далі дрібнозернистий бетон і ближче до

зовнішньої поверхні — бетон звичайної структури. Всі ці шари б*,, тону пронизують радіальні фільтраційні канали. ,,

Підвищення однорідності структури центрифугованого бетон досягається пошаровим (у 2—3 шари) ущільненням бетонної су-_г міші.

ФІзико-механічні властивості центрифугованого бетону зале­жать від водоцементного відношення бетонної суміші. Максималь­на міцність бетону досягається при В/Ц_зал —#_г- Початкове водо- цементне відношення визначається залежністю

В/Ц_поч= 1,4//_Г + В₃/Ц,

де Я_г — нормальна густота цементного тіста; В₃ — кількість води, що адсорбується порами заповнювача і поверхнею його зерен, кг/м³; Ц — кількість цементу в бетоні, кг/м³. Для центрифугова­ного бетону рекомендують витрачати 350...400 кг цементу на 1 м³. Вміст грубого заповнювача фракції 15...20 мм не повинен переви­щувати 0,7 м³ на 1 м³ бетону. Для рівномірного розподілення та ущільнення бетонної суміші слід дотримуватися режиму форму­вання, який складається з трьох періодів. Частота обертання, об/хв, на першому періоді запобігає обваленню бетонної суміші під час її завантаження і визначається залежністю

Па ™ 300/Уг_в;

другий період характеризується швидкістю розподілення бе­тонної суміші; для нього частота обертання, об/хв,

Проз — 600/у2г_ь;

третій період — це ущільнення бетонної суміші; частота обер­тання, об/хв, визначається за формулою

де і Гв— відповідно зовнішній і внутрішній радіуси виробу, см; р— радіальний тиск на бетонну суміш, МПа (для пасових центри­фуг р= 0,14 МПа, для роликових — 0,065 МПа).

Центрифугування ефективно використовують для виготовлення напірних та безнапірних труб, опор ліній електропередач, колон, стояків та інших конструкцій кільцевого перерізу.

Основним обладнанням для формування центрифугуванням є роликові, пасові та осьові центрифуги (рис. 6.43).

Форми для центрифугованих виробів виготовляють з високо­міцної сталі, оскільки під час ущільнення бетонної суміші лінійні швидкості на ободі форми досягають 40 м/с. Форми можуть бути нерознімними та рознімними — з двох півформ.

Ряс. 6.43. Схеми центрифуг:

а — роликової; б — пасової; в — осьової; / — форма з бетонною сумішшю; 2— опо­рний ролик; З — приводний ролик; 4 — ллак-шайба; 5 — опорні підшипники

■=£

ж

Тривалість процесу центри­фугування залежить від діа­метра виробу. Звичайно число обертів форми під час заван­таження бетонної суміші для труб діаметром 500 мм стано­вить 85 об/хв. Тривалість роз­поділу бетонної суміші у фор­мі не перевищує 8 хв. Частота обертання центрифуги під час ущіль­нення бетонної суміші становить 400...900 об/хв і триває приблизно 12 хв. Загальний цикл формування, включаючи встановлення фор­ми на центрифугу, завантаження бетонної суміші та її розподіл, а також ущільнення, зливання шламу та зняття форми з центри­фуги, становить від 25 до 90 хв.

Відцентрове прокатування застосовують для виробництва низь­конапірних та напірних труб завдовжки 5 м І діаметром 1200... 3000 мм. Відцентрова сила при відцентровому прокатуванні рівно­мірно розподіляє бетонну суміш; її участь-в ущільненні незначна. Стінка труби формується прокатуванням бетонної суміші, що знаходиться між обертовим валом прокатної машини і формою (рис. 6.44). Вал надає обертального руху формі з встановленою в ній арматурою. Жорстка бетонна суміш подається стрічковим живильником і залучається відцентровою силою до обертального руху, розподіляючись по стінках форми. Ущільнення суміші тис­ком 1...5 МПа відбувається під дією 'маси форми з бетоном при опиранні на приводний вал. Починають формування з втулкової

Рис. 6.44. Схема установки для відцентрового прокатування; /—вал; 2 —торцева шайба; 3 — втулкове кільце; 4 — відформована ча­стина труби; 5 — стрічковий живильник

частини труби, потім формують роз­трубну частину і завершують формуй ванням основної циліндричної 'Части­ни труби.

7

Рис. 6.45. Схема установки

ЦЕН-ВІ-РО:

) — привод ведучих роликів: 2 — пневматичні .опорні ролики; З — пресувальний коток; 4 — форма;

5 — притискні ролики; 6 — ролик вібробалки 7

Частоту обертання форми під час розподілення бетонної суміші призна­чають від ЗО до 260 об/хв, а для ущіль­нення — від 70 до 520 об/хв. Для ве­ликих діаметрів встановлюють менші швидкості, для менших — більші. Три­валість формування труби залежить від її діаметра і становить від 10 до 40 хв.

Для відцентрового прокатування труб використовують бетонну суміш з В/Ц=0,3, витрати цементу М400 ста­новлять 375...450 кг/М³ для бетону кла­су В50.

У зарубіжній практиці застосовують комбінований спосіб цент­рифугування ЦЕН-ВІ-РО, в якому одночасно з обертанням ство­рюється вібраційний та пресувальний вплив на внутрішню поверх­ню труби. Вібрацію здійснюють чотири вібратори, розміщені на однаковій відстані один від одного на зовнішньому боці форми (рис. 6.45). Вібратори притискуються-до форми гідравлічними пристроями. Бетонна суміш при цьому додатково ущільнюється і набуває більш щільної та рівномірної структури, що підвищує водонепроникність бетону. Завершується формування укочуван­ням внутрішньої поверхні труби важким котком діаметром 200... 250 мм при повільному обертанні¹ труби.