Вибрационное уплотнение. вибрационное уплотнение. Теоретические основы виброуплотнения строительных материалов

• Название: Теоретические основы виброуплотнения строительных материалов
• Анкор: Вибрационное уплотнение
• Дата: 13.11.2021
• Размер: 267.67 Kb.
• Имя файла: вибрационное уплотнение.docx
• Тип: Документы; #270855

Оглавление

Введение 2

1.Теоретические основы виброуплотнения строительных материалов 3

1.1 Основные понятия процесса виброуплотнения. Физика процесса. 3

1.1.1 Основные теоретические понятия процесса виброуплотнения. 3

1.1.2 Физика процесса уплотнения 4

1.1.3 Простейшие модели, описывающие движение сыпучих материалов 4

2 Способы и аппараты для процесса виброуплотнения материалов. 6

2.2.1 Способы уплотнения 6

2.1.2.Виброуплотнительное оборудование. Общие сведения. Классификация виброуплотнителей. 7

3.Аппараты для виброуплотнения смесей. 7

3.1.1 Виброплита 7

3.1.2 Вибротрамбовка 9

Устройство и принцип работы 11

3.1.3.Вибропресс 13

3.1.4.Виброплощадка 14

3.1.4.1. Виброплощадки с направленными гармоническими колебаниями 15

3.1.4.2. Виброплощадка с круговыми ненаправленными колебаниями 16

Вывод 17

Экспериментальная часть 17

Заключение 18

Литературный список 19

Введение

Одна из важнейших операций на строительстве - уплотнение. От качества производства этой операции зависят не только прочность, устойчивость, водонепроницаемость сооружения и материала, но и ровность покрытия, срок его службы и безопасность движения. Недоуплотнение ведет к многочисленным повреждениям, а следовательно, к непроизводительным затратам людских, материальных и энергетических ресурсов. Вместе с тем уплотнение является сравнительно недорогим процессом. Так, затраты на его осуществление составляют всего 0,7-1,0% общей стоимости  производства.

Цель уплотнения - получение плотной и прочной структуры, способной в дальнейшем противостоять внешним воздействиям, которые будут иметь место во время службы инженерных сооружений.

Работа всех машин для уплотнения связана с приложением к поверхности слоя циклических нагрузок. Под последними понимаются следующие друг за другом процессы нагрузки и разгрузки материалов. В результате внешних силовых воздействий в уплотняемом материале накапливаются необратимые (остаточные) деформации, способствующие повышению его плотности.

Уплотнение смесей производится укаткой, трамбованием, вибрацией, виброударами, взрывами, статической нагрузкой от собственного веса смеси, а также от дополнительной пригрузки.

Целью данной курсовой работы является изучения процесса виброуплотнение сыпучих смесей. Для этого необходимо рассмотреть способы виброуплотнение строительных смесей, аппараты для перемешивания.




ЗАДАЧИ:

1.Анализ современной литературы по виброуплотнению строительных смесей.

2.Выявить физические законы, лежащие в основе виброуплотнения.

3.Узнать новые способы и аппараты для виброуплотнения сыпучих смесей.

4.Исследовать процесс виброуплотнения цементопесчанной сухой смеси


1.Теоретические основы виброуплотнения строительных материалов

1.1 Основные понятия процесса виброуплотнения. Физика процесса.

1.1.1 Основные теоретические понятия процесса виброуплотнения.

Процесс уплотнения состоит в такой укладке частиц смеси, при которой, как уже отмечалось, достигается максимальная относительная плотность. Различают естественное и искусственное уплотнение.

При естественном уплотнении случайные внешние воздействия нарушают равновесие между силами трения и сцепления частиц. На короткое время сила тяжести оказывается больше сил трения и сцепления. Двигаясь под действием силы тяжести, частицы стремятся занять положение с минимальной потенциальной энергией. При этом происходит перегруппировка частиц в более компактную систему, уменьшается объем системы, т.е. происходит ее уплотнение.

При искусственном уплотнении внешним воздействием стремятся снять силы трения и сцепления между частицами смеси и сгруппировать их таки образом, чтобы относительная плотность была максимальной. Каждая частица смеси, получив первоначальный внешний импульс, достаточный для преодоления сил трения и сцепления, должна получить дополнительный импульс для поддержания ее колебательного или хаотического движения. Только при выполнении этих условий будет происходить уплотнение смеси. Данный механизм уплотнения смеси является общепризнанным.

Процесс уплотнения по Михайлову Н.В. состоит из двух периодов.

В первом периоде разрушается структура смеси и она превращается в вязкую жидкость. Степень разрушения структуры в каждый данный момент пропорциональна градиенту скорости, который возникает при относительном движении частиц.

Во втором периоде происходит самоуплотнение частиц. Осовдившись от связей, частицы под действием собственной силы тяжести занимают положение с минимальной потенциальной энергией, а смеь приобретает наибольшую плотность.

Действие вибрации на структурированные системы можно разбть на две фазы.

В первой фазе, длительностью τ₁, разрушаются структурные связи, вследствие чего понижается вязкость системы.

Во второй фазе частицы перемещаются в соответствии с внешним вибровоздействием в среде с пониженной вязкостью, что и облегчает уплотнение смеси. Длительность этой фазы τ₂зависит от характера виброобработки. После преращения вибровоздействия свойства структурированной системы полностью восстанавливаются.

Вибрация характеризуется частотой (угловой скоростью) и амплитудой колебаний, однако эти параметры по отдельности не отражают интенсивности воздействия на формовочную массу. Эффективность тиксотропного разжижения формовочной массы различной исходной жесткости зависит от интенсивности вибрации и ее продолжительности. [1].

1.1.2 Физика процесса уплотнения

Выбор частотного диапазона виброуплотнения необходимо производить с учетом следующих соображений:

 Если масса уплотняемого порошка или гранулята невелика, то основную роль будут играть инерция и другие свойства системы (собственная частота колебаний всей колебательной системы). В этом случае оптимальный режим виброуплотнения реализуется при совпадении частоты возмущающей силы с частотой колебательной системы.

При виброуплотнении больших масс порошка доминирующее значение приобретает собственная частота колебаний слоя частиц и силы связи между ними, поэтому здесь частоту колебаний выгоднее выбирать в области резонанса по отношению к уплотняемой массе.

Если в процессе вибрирования порошковый или гранулированный полимер переходит в вязкотекучее состояние, то периодические импульсы вызовут в текучей фазе беспорядочную вибрацию молекулярных агрегатов и отдельных молекул, сопровождаемую их скручиванием и взаимным переплетением, в результате чего происходит интенсивная дегазация, перемешивание и сплавление отдельных частиц в однородную, беспористую массу, обладающую высокой структурной монолитностью и прочностью. Стационарное давление, производимое в этом случае на виброформуемую массу, будет способствовать концентрации звуковой энергии и более эффективному ее использованию. Наилучших, с точки зрения эффективности и энергоемкости, результатов можно добиться при ведении процесса виброуплотнения в резонансном режиме, сопровождаемым образованием в формующей полости стоячих волн.[2].

1.1.3 Простейшие модели, описывающие движение сыпучих материалов

Модели сред создают для прогнозирования показателей движения в зависимости от параметров воздействия. Сложность модели, как правило, зависит от того, сколько показателей движения подлежит определению и с какой точностью. В задачах о вибротранспортированни и родственных им (внброобъемная обработка, вибросепарация, вибропросеивание и др.) определяют, как правило, небольшое число показателей: скорость вибротранспортирования, скорость взаимного перемещения частиц, мощность, влияние загрузки на движение рабочего органа, внутреннее давление.

Модель в виде материальной частицы. Точечная масса (частица) является простейшей моделью реальных твердых и сыпучих тел, перемещаемых или обрабатываемых на вибрирующих поверхностях вибрационных машии и устройств. Вместе с тем приведенные в гл. I формулы и графики для определения средней скорости движения частицы дают удовлетворительное качественное объяснение, а во многих случаях и количественное описание основных закономерностей поведения реальных тел в вибрационных машинах и устройствах. При проведении расчетов конкретных устройств следует принимать во внимание допущения, при которых получены формулы для определения средней скорости движения, точность и пределы применимости этих формул. В частности, формулы, полученные без учета сил сопротивления среды, могут дать существенную погрешность для достаточно малых одиночных частиц , а такж-при движении достаточно толстого по сравнению с толщиной частиц слоя сыпучего материала . На движение слоя сыпучего материала кроме сопротивления воздуха заметно влияет также форма рабочего органа машины (трубы, лотка).

Однако, как показывают результаты экспериментальных исследований , приведенные результаты, полученные для частицы даже без учета сопротивления среды, вполне пригодны для вычисления скорости вибротранспортирования отдельных плоских тел достаточно крупных размеров , а также для слоя, состоящего в основном из достаточно крупных частиц, толщина которого не превышает кратного среднего размера частиц. Эти заключения справедливы, если параметры колебаний лежат в пределах, характерных для большинства вибрационных транспортирующих устройств,

Модель в виде материальной частицы.



Здесь  _Wmax наибольшее по абсолютной величине ускорение колебаний вибрирующего органа. [3].

2 Способы и аппараты для процесса виброуплотнения материалов.

2.2.1 Способы уплотнения

Статическое уплотнение.

Техника, использующая данный принцип работы, своим собственным весом оказывает давление на поверхность материала, приводя к его уплотнению. Из-за того что величина статического уплотнения быстро снижается по глубине — необходимо дополнительное уплотнение низлежащих слоев материала.

Величину статической нагрузки можно изменить лишь посредством изменения массы или контактной пощади уплотнения. Кроме того, результат уплотнения зависит от скорости передвижения машины и от количества проходов по обрабатываемой поверхности.

К самым распространенным машинам, использующим статическую нагрузку относятся:

трехвальцовые катки

статические тандемные катки

пневмоколесные катки

Вибрационное уплотнение.

Вибрационное оборудование для уплотнения с высокой частотой и малой амплитудой наносит удары по обрабатываемой поверхности, чем генерируют волны сжатия, которые распространяются на внутренние слои материала, приводя его частицы в движение, полностью или частично удаляя внутреннее трение, за счет чего частицы материала группируются в более уплотненное положение..

Вибрационное уплотняющее оборудование хорошо подходит для уплотнения крупнозернистых материалов с малым показателем кажущейся связности, на слоях большой глубины. Хотя эффективность вибрационных машин теряется на мелкозернистых грунтах, такое оборудование считается одним из самых эффективных. Они позволяют достигать большую степень уплотнения на слоях большой глубины, чем машины, использующие статическое уплотнение, причем требуемая плотность достигается за меньшее число проходов.

Экономическая и практическая выгода использования вибрационного оборудования вместо его статических аналогов имеет место быть почти во всех случаях.

Ударное уплотнение.

Трамбующее оборудование использует в своей работе высокую ударную силу вместе с относительно большой амплитудой ударов, что создает мощную волну сжатия, имеющую также большое давление по глубине слоя материала.

Трамбовки работают с относительно большой амплитудой и генерируют сравнительно высокие ударные воздействия, имеющие большой эффект по глубине, что делает такое оборудование значительно более эффективным при работе со связными грунтами, нежели вибрационные машины.

Статические катки с трамбующим эффектом имеют вальцы кулачкового типа и движутся с большой скоростью, за счет чего башмак бьет по поверхности грунта с определенной силой. Максимальная эффективность при использовании таких катков достигается при обработке больших площадей связного материала.[4].

2.1.2.Виброуплотнительное оборудование. Общие сведения. Классификация виброуплотнителей.

Классификация вибраторов для уплотнения бетона:       

По виду двигателя:

• 
  Электромеханические;        
  
• 
  Электромагнитные ;     
  
• 
  Пневматические ;   
  
• 
  С двигателем внутреннего сгорания
  

По вибрационным характеристикам:     

• 
  низкочастотные (до 3500 колебаний в минуту при амплитуде до 3 мм);       
  
• 
  среднечастотные (3500-9000 колебаний в минуту при амплитуде 1-1,5 мм);
  
• 
  высокочастотные (10 000-20 000 колебаний в минуту при амплитуде 0,1-1 мм). [5].
  
  
  

3.Аппараты для виброуплотнения смесей.

3.1.1 Виброплита

Основными частями самопередвигающихся виброплит являются рабочая плита, вибратор, подмоторная рама, двигатель, трансмиссия, система подвески, механизмы управления. Плиты изготавливаются из стали литыми или сварными. На плите жестко закреплен вибровозбудитель. Привод его осуществляется клиноременной передачей от двигателя внутреннего сгорания, установленного на подмоторной раме. На некоторых моделях виброплит применяются электродвигатели. Самопередвижение виброплиты происходит за счет наклона к вертикали суммарной вынуждающей силы вибратора. Управление почти всеми плитами -- ручное при помощи рукоятки. Выпускаются также виброплиты с механизированным управлением: механизация управления обеспечивается за счет применения вибровозбудителей специальной конструкции. Схема вибровозбудителя с тремя дебалансами, расположенными в одном корпусе. Средний дебаланс жестко закреплен па общем валу возбудителя и по своему статическому моменту массы равен сумме статических моментов массы двух одинаковых крайних дебалансов, установленных на валу на подшипниках качения. Вал вибровозбудителя вращается на подшипниках качения, установленных в боковых крышках корпуса. Корпус вибровозбудителя имеет цилиндрическую форму. К нижней части корпуса приварены лапы, при помощи которых он прикрепляется к плите. Привод возбудителя осуществляется двумя клиноременными передачами. Изменение направления вращения правого или левого подвижных дебалансов оператор производит штурвалом при помощи червячных и цилиндрических шестеренчатых передач. При вращении червячных шестерен вперед или назад цилиндрические шестерни будут поворачивать на необходимый угол крайние дебалансы и этим изменять направление суммарной вынуждающей силы и, следовательно, направление движения виброплиты. При положении всех трех дебалансов, т. е. среднего и двух крайних под углом наклона около +30° к горизонтальной поверхности, виброплита будет двигаться вперед, при установке их под углом 90° виброплита будет работать на месте и совершать вертикально направленные колебания, а при установке под углом --30° к горизонтальной поверхности виброплита будет двигаться назад. При изменении положения одного из крайних дебалансов, виброплита будет поворачиваться соответственно вправо или влево, а при положении одного дебаланса вперед, а другого назад будет происходить разворот машины на одном месте. Направление суммарной вынуждающей силы под углом, близким к ±30° к горизонтальной поверхности, является оптимальным как для уплотнения, так и для передвижения. Возможная схема вибровозбудителя самопередвигающейся виброплиты с механизированным управлением. На общем валу установлены четыре дебаланса. Крайние дебалансы выполнены совместно с приводными шкивами возбудителя, установленными жестко на валу. Средние дебалансы установлены на подшипниках качения и соединены посредством цилиндрических шестерен с червячным колесом. Положение средних дебалансов оператор может изменять при помощи штурвала, изменяя этим направление действия вынуждающей силы. В том случае, когда горизонтальные составляющие средних дебалансов направлены в одну сторону, т. е. совпадают, происходит самопередвижение машины, а в том случае, когда между ними образуется некоторый угол, происходит поворот плиты в сторону меньшей горизонтальной силы. [6].

3.1.2 Вибротрамбовка

Вибротрамбовка– вид оборудования, широко используемого в строительстве для уплотнения различных видов грунта и сыпучих материалов. Представляет собой легкий, компактный и мобильный инструмент с ручным управлением.

Любое строительство требует предварительной подготовки грунта. Вибротрамбовки (виброноги) используют на любых небольших площадях и строительных площадках, где использование крупногабаритной техники не представляется возможным:

• 
   для утрамбовки неоднородных, просадочных, насыпных или сухих грунтов;
  
• 
   при строительстве зданий, для засыпки подушки под ленточные или плитные фундаменты, вдоль стен;
  
• 
   при обустройстве полов в подвалах и по грунту;
  
• 
   при укладке тротуарной плитки или брусчатки;
  
• 
   при строительстве или обустройстве дорог, велосипедных и садовых дорожек;
  
• 
   при уплотнении траншей, котлованов, насыпей, вокруг железобетонных свай;
  
• 
   при обустройстве канализационных люков, колодцев, столбов и ограждений;
  
• 
   в местах расположения ж/д рельсов, вдоль обочин, бордюров и др.
  

Уплотнение различных сыпучих материалов – рыхлого грунта, песка, гравийно-щебневой смеси, выполняется для решения ряда задач, справиться с которыми поможет вибротрамбовка:

• 
   подготовка и выравнивание основания;
  
• 
   уменьшение усадки фундамента;
  
• 
   получение плотной прослойки между фундаментом или стяжкой и грунтом;
  
• 
   вытеснение влаги и воздуха из грунта;
  
• 
   защита конструкций от морозного вспучивания и другие.
  

Профильный рынок, на сегодняшний день предлагает большой ассортимент вибротрамбовок. Это могут быть как бюджетные варианты – от китайского производителя, так и дорогие, европейского качества.

 По типу двигателя данный вид оборудования подразделяется на три вида:

• 
   бензиновые;
  
• 
   дизельные;
  
• 
   электрические.
  

 Рассмотрим плюсы и минусы различных видов трамбовок.

1. Дизельные. Устройства для трамбовки с дизельным двигателем самые мощные и производительные, по сравнению с бензиновыми и электрическими.

Они практичны, экономичны и обладают большим рабочим ресурсом. Их используют при необходимости выполнения работ, связанных с большими ударными нагрузками и требующих большой силы удара. Предназначены для работы на открытых пространствах, в любых погодных условиях, в том числе, в снегопад и дождь.

Важно! Сильный шум во время работы вызывает необходимость закрывать уши специальными средствами защиты. Обилие выхлопных газов не позволяет использовать этот тип оборудования в закрытых помещениях.

2. Бензиновые – являются наиболее востребованными. Используются двух- или четырехтактные двигатели. В отличие от электрического аналога, не имеет привязки к источнику питания или конкретному месту. Достаточно мощные, легкие, мобильные и производительные. Работают в любом положении, на открытом пространстве, в любую погоду и при любых температурах.

Доступность топлива, легкость в обслуживании, отличные технические характеристики и оптимальные цены делают этот вид устройства очень популярным в строительстве.

Важно! Выделяемые выхлопные газы ограничивают использование этого вида оборудования в закрытых помещениях и глубоких траншеях.

3. Электрические. Наиболее экологичные, в связи с отсутствием выхлопных газов и шума, что дает возможность использования их в закрытых помещениях. Достаточно просты в управлении и обслуживании.

Не слишком распространенный вид трамбовочного оборудования потому, что необходимость использования его в закрытых помещениях возникает намного реже, чем на открытом пространстве. Минусом является плохая маневренность из-за привязки к источнику питания и наличия кабеля.

Важно! Инструкция запрещает использовать электрическую трамбовку в неблагоприятных условиях – дождь, снег, обледенение.

Какой вид вибротрамбовки выбрать потребитель решает сам. При подборе устройства необходимо учитывать следующие моменты:

• 
   страна-производитель, бренд или марка;
  
• 
   мощность;
  
• 
   частота вибраций;
  
• 
   сила удара;
  
• 
   производительность;
  
• 
   габариты;
  
• 
   вес;
  
• 
   удобство в эксплуатации;
  
• 
   удобство в обслуживании.
  

Эти параметры помогут правильно выбрать инструмент. Также следует учесть размеры участка, вид грунта, толщину слоя и др.

Устройство и принцип работы

Независимо от типа двигателя, мощности, веса и габаритов, все виды вибротрамбовок имеют одинаковый принцип работы и устройство:

• 
  двигатель, приводящий в движение рабочие части;
  
• 
  редуктор, передающий крутящий момент на ударный механизм;
  
• 
  «башмак», или «подошва» - ударная плита из высокопрочного материала;
  
• 
  амортизированная рукоятка оператора – ручка для управления.
  

Принцип действия можно описать, не вдаваясь в подробности, несколькими словами. Крутящий момент передается от двигателя, через ременную передачу или редуктор, к вибрационному блоку, жестко закрепленному на трамбующей поверхности. Вследствие чего, плита совершает механические колебания – ритмичные вертикальные движения (виброудары). С плиты вибрация передается на уплотняемую поверхность.

Важно! Чтобы трамбовочное устройство прослужило как можно дольше, следует неукоснительно соблюдать условия и правила пользования устройством. Необходимо следить за качеством топлива, вовремя чистить и менять воздушный фильтр, менять масло и проводить другие мероприятия.

Вибротрамбовка является универсальным и функциональным инструментом. Может применяться в качестве самостоятельного и вспомогательного оборудования. К основным плюсам ее использования можно отнести следующие факторы:

• 
   высокая производительность и скорость работ;
  
• 
   значительная глубина уплотнения, при небольших габаритах;
  
• 
   малый вес, что позволяет легко управлять процессом;
  
• 
   простота в использовании, что не требует большого опыта;
  
• 
   удобство работы в труднодоступных местах;
  
• 
   возможность локального применения;
  
• 
   возможность работы при любых погодных условиях;
  
• 
   отличная маневренность;
  
• 
   мобильность (возможность перевезти с места на место даже в багажнике авто);
  
• 
   приемлемая стоимость.
  

Минусом виброноги является то, что она во время работы требует от строителя определенных усилий для сохранения равновесия инструмента. В процессе работы также создается достаточно сильная вибрация, которая передается рабочему.

На сегодняшний день вибротрамбовки прочно завоевали свои позиции на строительном рынке, благодаря преимуществам и вполне «не заоблачным ценам», по сравнению с другими устройствами, выполняющими аналогичные функции. Они превратили изнурительный процесс в занятие, не требующее больших затрат времени и сил. [7].

3.1.3.Вибропресс

Вибропресс представляет собой сложное специализированное устройство для производства штучных строительных материалов из бетона: стеновых блоков, дорожных элементов, облицовочных камней, различных декоративных изделий. На этом оборудовании объёмное изделие формируется посредством вибрирования рабочей зоны с применением «пригруза» (давления).

Если в процессе вибролитья используется текучий бетонный состав, который разливается в формы, то при вибропрессовании применяется малоподвижная, а точнее — сверхжёсткая бетонная смесь. Как известно, водоцементное соотношение напрямую определяет прочность бетона (чем меньше воды — тем прочнее бетон), поэтому данный метод позволяет получить более надёжные и долговечные изделия при сравнительно небольшом расходе цемента и модифицирующих добавок. А это, в свою очередь, снижает себестоимость изделий. Так как рабочий процесс сопровождается высоким давлением на смесь, в качестве заполнителей могут использоваться различные, в том числе крупнофракционные, материалы, которые часто считаются отходами других производств: шлак, зола, древесная щепка, гранулы вспененных полимеров, керамзит, различные отсевы щебня, бой кирпича, резаная солома… Из-за того, что в конструкции вибропресса используется жёсткая прессформа (матрица/пуансон) — геометрия выпускаемых камней получается более чёткой и повторяемой. Вообще, вибропрессование обеспечивает повышенную автоматизацию с минимумом трудоёмкого ручного труда, цикл получается короче, а производительность выше, если сравнивать с литьём.

В зависимости от особенностей конструкции и степени автоматизации рабочий цикл вибропрессов включает различный набор операций, но общий принцип их действия довольно прост:

• 
  Приготавливается полусухая бетонная смесь.
  
• 
  Наполняется мерный ящик, который подводится к пресс-форме.
  
• 
  Порция бетона засыпается в матрицу, происходит предварительное уплотнение (количество воздуха в смеси снижается с 60% до 25%).
  
• 
  Пуансон, повторяющий геометрию матрицы, сдавливает смесь.
  
• 
  Одновременно с движением пуансона осуществляется вибрация оснастки или рабочего стола, которая передаётся на бетонную смесь. Под действием вибрации и давления частицы полусухой массы равномерно распределяются в формообразующей оснастке, а частицы заполнителя максимально сближаются и смачиваются разжижаемым цементным тестом. На этой стадии из бетона удаляется основная масса защемлённого воздуха (остаётся около 3%).
  
• 
  Порядка 10–60 секунд происходит формирование, после чего пуансон отводится, и изделие выталкивается из неподвижной матрицы наверх специальным элементом (выпрессовщиком). Либо подвижная матрица поднимается и оставляет изделие на поддоне, или на полу.
  
• 
  Отформованная продукция подвергается пропариванию, либо естественной сушке.
  

3.1.4.Виброплощадка

   Виброплощадками называют стационарные вибрационные машины, предназначенные для уплотнения бетонной смеси в формах при изготовлении на заводах сборных железобетонных изделий.
       Виброплощадка представляет собой виброраму, опирающуюся  на пружины, резиновые или пневматические амортизаторы, укрепленные на фундаментной раме. Снизу виброрама имеет вибровозбудитель, приводимый в действие вынесенным в сторону электродвигателем, а сверху — устройство для крепления форм, выполненное в виде клиновых зажимов, пневматических захватов или электромагнитов.
       По   траектории    колебания   вибрирующих частей виброплощадки бывают с круговыми, крутильными, вертикально   и   горизонтально   направленными   колебаниями.
         По грузоподъемности   виброплощадки  подразделяют на  малой грузоподъемности — до 2 т, средней — 2 ... 50 т и большой — свыше 50 т. Различаются они также амплитудой и частотой колебаний, бывают одно- и  многочастотными.
         По воздействию на  бетонную смесь бывают безударными,  когда  форма  с бетонной смесью не испытывает ударных нагрузок, и ударно-вибрационными, когда вибрация сопровождается регулярными соударениями элементов вибромашины или ее элементов с формой и эти соударения воздействуют на бетонную смесь. Виброплощадки могут иметь приводы различных типов, резонансные и зарезонансные режимы работы, а также   различные   конструкции   опорных   и   формоудерживающих устройств.[8].

3.1.4.1. Виброплощадки с направленными гармоническими колебаниями

 С вертикальными колебаниями : Р = м*е*ω².



. Виброплощадка с вибратором направленного действия. 1 – форма с изделием; 2 – рама виброплощадки; 3 – вибратор направленного действия; 4 – привод вибратора; 5 – виброизоляторы.

Преимущества:

- можно уплотнять более жесткий бетон;

- хорошо уплотняются плоские и широкие изделия небольшой высоты.

+Недостатки:

- неравномерная амплитуда обусловливает иметь мощную жесткую раму;

- мощная рама снижает грузоподъемность площадки;

- более металлоемки, сложнее и дороже, чем виброплощадки ненаправленного действия.[9].

3.1.4.2. Виброплощадка с круговыми ненаправленными колебаниями

.Виброплощадка с круговыми ненаправленными колебаниями.

1 – форма с изделием

2 – жесткая массивная рама

3 – амортизаторы

4 – одновальный вибровозбудитель

5 – привод

6 – фундамент

Положительные качества этих площадок:

1. Простота конструкции.

2. Энергоемкость не очень высокая.

Недостатки:

1. Неравномерность амплитуды по ширине, длине и высоте изделия, т.к. центр тяжести изделия и центр возбудителя в общем случае не совпадают.

2. Возможен транспортный эффект виброплощадки, т.е. будет перемещаться изделие или часть б/смеси в изделии. При отрыве железобетонного изделия снизу подсасывается воздух.

3. Необходима мощная жесткая рама, чтобы создать более равномерную амплитуду.

4. Ограничена грузоподъемность, т.к. рама сама очень тяжелая.

5. Виброплощадка удовлетворительно работает на подвижных смесях, не очень жестких. Высота изделия ограничена.[9].

Вывод

Независимо от масштаба работ, проблема уплотнения грунта, так или иначе, возникает на любой строительной площадке. Песок или гравий на малых территориях можно уплотнять вручную, но для большой площади и проблемных участков оптимально использовать современный виброуплотнитель грунта, который обеспечит качественный результат в максимально короткие сроки.

Экспериментальная часть

В данной работе исследуется процесс виброуплотнения цементно-песчаной смеси на виброплощадке с круговыми колебаниями.

Необходимое оборудование, приборы и приспособления. Лабораторная виброплощадка с круговыми колебаниями. Весы торговые с точностью взвеши­вания 2,5 г. Секундомер. Мерный цилиндр - форма на 2 литра. Линейка.

Цементопесчанный материал был взят в соотношении 1/3-340/1140гр

Время t, с	Осадка смеси h, мм	Плотность смеси ,
0	140	73,46
30	150	100,23

Степень уплотнения смеси оценивают коэффициентом уплотнения :

= ,

где - плотность в исследуемом промежутке времени; - конечная плотность.

= =73,46/100,23=0,73

Заключение

В ходе данной выпускной квалификационной работы выполнен обзор конструкций машин по уплотнению, рассмотрены технологии уплотнения, выявлены основные достоинства и недостатки данных методов уплотнения.

Задача уплотнения заключается в перемещении частиц, сближении их и уменьшении расстояний между ними, что достигается укаткой, трамбовкой, вибрированием и воздействием воды.

Наиболее эффективное средство уплотнения - вибротрамбующие машины. Под влиянием колебаний, сообщаемых машиной грунту, части его приходят в движение и более мелкие заполняют промежутки между крупными, уплотняя грунт. Рабочие органы вибрационных машин, совершая колебательные движения, вводят в состояние колебаний уплотняемые объемы грунта. Ввиду того что массы частиц неодинаковы, возникают различные силы их инерции. В результате разности сил инерции в местах контактов частиц появляются напряжения сдвига. После превышения этих пределов возникают взаимоперемещения частиц, приводящие к уплотнению. Напряжения сдвига пропорциональны инерционным силам, поэтому их величина зависит также и от ускорений, которые развиваются от колебательных движений.

Литературный список

1. 
   https://revolution.allbest.ru/construction/00470653_0.html
   
2. 
   https://mplast.by/encyklopedia/vibrouplotnenie-i-degazatsiya-polimernyih-materialov/
   
3. 
   Вибрации в технике: Справочник. В б-ти т./Ред. совет: В. Н. Челомей (пред.). — М.: Машиностроение, 1981.— Т. 4. Вибрационные процессы и машины / Под ред. Э. Э. Лавендела. 1981. - 86 с.
   
4. 
   https://plus-kpd.ru/232-uplotnenie-grunta-chapter-3-sposobi-uplotnenija/
   
5. 
   https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=889023
   
6. 
   https://studbooks.net/610401/tovarovedenie/ustroystvo_protsess_raboty_vibroplity
   
7. 
   https://zamesbetona-ru.turbopages.org/zamesbetona.ru/s/oborudovanie/vibrotrambovka-dlja-uplotnenija-grunta.html
   
8. 
   https://www.webkursovik.ru/kartgotrab.asp?id=-56935
   
9. 
   https://studopedia.su/15_105975_vibroploshchadki-s-garmonicheskimi-vertikalno-napravlennimi-kolebaniyami.html