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技術資料

芯模振動水泥制管機的工作原理

時間:2015-07-12 10:51 來源:qzhaiyu.com 作者:海煜重工 點擊:
芯模振動鋼筋混凝土排水管制管工藝最重要的特點是利用主機設備所產生的高頻振動作用,打破注入模具內原有的干硬性混凝土松散結構,建立新的管道形狀混凝土密實構造,并產生足以使成型的管道能夠立即脫模且在混凝土在發生強度前可直立不變形的構筑強度。

管道成型時內、外模都垂直豎立于地坑內的底托盤上,通過圓周運動的布料裝置,把混凝土混合料澆入內、外管模中間,安裝于內模中的高頻振動器,通過漲緊連接環傳遞激振力,再由內模傳遞給管模中的混凝土混合料,受到高頻振動力的混凝土混合料逐漸密實。

一般芯模振動工藝成型時承口在下、插口在上、底托盤為承口成型的模具,管子上端配有定型插口盤,插口盤形狀為管道插口模具形狀,管身靠振動密實成型,由專用裝置碾壓搓動插口盤使管道插口部分提漿并密實成型。

設備的主振動器(芯棒)產生的高頻振動在混凝土管道成型中的作用:一是使混凝土液化密實;二是使水泥盡可能的活化,以提高混凝土的強度。

芯模振動時,混凝土混合物顆粒受振,打破了原有的平衡狀態,顆粒隨振動發生顫動,產生懸浮現象,顆粒間的摩擦力、粘結咬合力等變小,同時部分水被釋放,使混凝土混合物料產生液化現象,促使混凝土混合物料充滿模具中,并排出氣體;水泥顆粒隨振動撞擊使膠凝體表殼脫落,露出新的表面,從而提高了單位體積內膠凝體顆粒數量、顆粒晶體均勻致密,增加了膠凝材料的比表面積,高頻振動促使水泥產生了活化作用,提高了混凝土的密實度與強度。水泥活化作用的產生,需要較高的振動頻率,此時水灰比越小,水泥活化效果越好。換言之,高頻作用下干硬性混凝土的水泥活化效果好。

1. 芯模振動工藝優點

芯模振動工藝由于上述特性,與其他生產工藝相比,具有以下優點:

① 采用地下封閉立式成型、地面自動控制、相對離心、懸輥等制管工藝的生產條件,工作環境得到了較好的改善,工人勞動強度較低,有利于安全文明生產。

② 采用干法生產,一般的混凝土的工作干硬度為20~60s,芯模高頻整體振動使混凝土密實度極高,產品質量得到了保障,與其他制管工藝相比,可減少原材料的成本。

③ 成型后可立即脫去內外模,每種口徑只需1套模具,保證了每根管子內、外徑尺寸精度一致,且大大減少了模具的投資費用。

④ 一般氣溫在20℃以上不需進行蒸汽養護,利用水泥的水化熱,進行保溫、保溫養護即可,20多小時后即可吊運至露天堆場,因此,節約了大量能源。即便是在冬季或為使底托快速周轉而使用蒸汽養護,能源消耗也較少,大約為離心、懸輥等制管工藝的一半左右。

⑤ 振動頻率、振幅和激振力可以根據管子的口徑方便地進行調整,設備對產品的適應性強,一般生產Φ300~Φ3000mm的排水管只需2套設備即可滿足。

⑥ 能滿足產品大規格、多樣化生產,能成型特大口徑的管子(最大口徑可達Φ3600mm),也可成型異型管,如檢查井、箱涵、帶底座管以及防腐內襯管等。

⑦ 生產效率較高,可確保大工程以及應急工程對管材的需求,在確保底托數量的前提下,每條生產線一天一般能生產中大口徑排水管150m以上,小口徑排水管300m以上。

2. 芯模振動制管工藝的缺陷

同時芯模振動制管工藝也伴隨一定的缺陷:

① 由于采用立式干法生產,成型后需立即脫模。脫模時,混凝土還沒有初凝,此時管子只有物料堆積的結構強度,脫模時的拉拔應力對管子的結構強度有著細微的影響,一般小口徑管子長度超過3m后,長徑比較大會造成管子彎曲率過大,影響混凝土排水管的質量。鑒于此原因,長徑比不宜過大,建議生產管子的長度控制在2.5m左右。

② 脫模是芯模振動制管工藝的一個重要環節。脫模時,內外壁容易產生粗糙的拉痕和毛面,光潔度不如傳統離心、懸輥等水泥制管機在帶模養護下制備的管子。雖然不影響混凝土排水管的質量,且在國標GB/T 11836《混凝土與鋼筋混凝土排水管》中作了專門說明,但由長期使用離心、懸輥制管工藝制備的管子,使人們對混凝土排水管形成了習慣認知,以至于許多公司采用芯模振動制管工藝制備的管子需抹面后才能出廠銷售。

③ 雖芯模振動制管工藝的主要工序在地坑內成型,但還會伴有較大噪聲,由于是高頻振動,隔音和隔振措施是工作坑土建施工中的關鍵控制點。

3. 芯模振動水泥制管設備

芯模振動制管工藝及設備由丹麥Pedershaab公司首創,是一種機械化、自動化程度較高的生產方式,通過幾十年的不斷更新開發,從原有的單一生產圓形管道到一機多用,可生產多種形狀和品種的混凝土制品,同時設備的各項性能不斷提高,在先進發達國家芯模振動制管方式已成為混凝土排水管生產的主流工藝,據國外有關資料報道,全球現有或曾經服役過的芯模振動制管設備總計約有5000余套。

我國于20世紀80年代引起了芯模振動制管生產工藝及裝備,但由于裝備造價及其他條件限制,使得該工藝沒有得到很好的推廣,直到近六、七年,國產芯模振動制管裝備的成功開發,促使該工藝技術和裝備在我國制管行業得到快速推廣和大量的應用,采用芯模振動制管工藝生產鋼筋混凝土排水管的企業已增加到100多家,總計主機裝備不完全統計約有200余套。

雖然我國的芯模振動制管工藝有了很好的發展,但由于裝備水平參差不齊和對芯模振動的理解認識不足,以至于大部分應用企業只利用于芯模振動制管工藝的部分優點,同時在使用過程中還伴有錯誤的生產工藝制度、原材料的不合理、工藝配套不完善等諸多問題。
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