Технологическая схема производства панелей для внутренних стен

E_u = ¦ ( R_c , F_r , r ) .

      Если  вместо линейной скорости жидкости, входящей в критерий  Эйлера, Рейнольдса, Фруда, поставить величину  n^d ,  n - число оборотов смесителя ,  W_окр = jnd  d -диаметр, то получим модифицированные критерии : 
 
 
 
 
 
 
 

      В критерии Эймера  Ùр характеризует разность давлений перед и после лопости смесителя. Этот перепад давлений преодолевается силой Р, приложенной к валу смесителя. Величина полезной  мощности   N  »  Pnd /

      Учитывая, что площадь, на которую распределено усилие  Р , определяется квадратом  диаметра, можно записать :  ÙP » P|d² »N | (nd³ )

      Подставив полученное выражение в значение  F_um , получим критерий мощности

                        K_N  =  N |  ( r n³ d⁵ ) 

      Тогда для процесса перемешивания обобщенное уравнение примет вид :

                        К_N  +  ¦  ( R_ен , F _rн ,  r )

      При механическом перемешивании жидкостей  различают ламинарный режим  (R_ен  < 30 ) , турбулентный   ( 30  <  R_е  < 10⁵ )  и автономную область развитой турбулентности  ( R em  >  10⁵ ) .

      В момент пуска мощность на валу  N_общ  = N   +   N_пуск

где    N   -  рабочая мощность.

      На  преоболение инерции жидкости расходуется мощность

                        N  =  1,9 h d⁴ n³ r ,

где     h  -  высота лопасти смесителя,

          d   -  диаметр смесителя ,

          n   - частота  вращения лопасти,

          r   - перемешиваемой жидкости. 

3.2. Процесс формования  бетонной смеси  

Операция  по формованию является одним из основных переделов. Важнейшим фактором в выборе способа формования является получение полуфабриката с заданными свойствами. Именно свойства полуфабриката определяют и тепловлажностную обработку и физико-технические свойства готовых изделий - плотность, равномерность распределения частиц по объему, отсутствие дефектов в строении сырца (раковины, трещины) и механическую прочность.

      правильно выбранный метод формования полуфабриката  является залогом хорошего качества готового продукта.

      Применяемый в технике термин “формуемость смеси” подразумевает :

      - способность ее принимать требуемую  форму ;

      - уплотняться под действием внешних  сил.

      Употребляемое при этом понятие “пластичности” и “консистенции” характеризуют  формовочные свойства (формуемость) массы.

      Пластичность - способность формовочной массы  претерпевать различного рода деформации без нарушения пластичности.

      Консистенция - это состояние системы, обусловленное  совокупностью всех внутренних сил  взаимодействия. Силами внутреннего взаимодействия являются силы капиллярного натяжения, силы трения при малом расходе воды, куллоновские и ван-дер-вальсовые силы.   Консистенция количественно определяется предельным динамическим напряжением сдвига  -  это то состояние, при котором структурные связи полностью разрушены.

      Пластичность  характеризуется показателем пластичности :

                                      t_max

                                  U =---------

                                      h_пласт 

      Формовочные массы с наибольшим содержанием  крупного заполнителя, достаточно большим  расходом вяжущего и воды описывается уравнением           Шведова-Бингама : 

                                          t  =  t₀ +  h_ПЛ dd / dy 

                                          Для связанных грунтов (глина,         суглинки) существует уравнение        описывающее их состояние :         t  =  d tgU  +  C,         где    d  -  нормальное напряжение в        системе, U - угол внутреннего трения,

                                          С - сцепление между  частицами. 

      С достаточной точностью для жестких  формовочных масс tgU можно заменить на коэффициент трения  tgU = ¦, а силу сцепления на  t₀ .  Тогда мы получим урвнение Кулона :           t  =  d¦ + t₀  ,

Уравнением  Кулона могут быть описаны жидкие формовочные массы с небольшим  содержанием воды. Следует отметить, что это уравнение учитывает  сухое трение между частицами. Практически  во всех формовочных массах чисто  сухого трения нет, частицы разделены хотя бы мономолекулярным слоем воды..  Все формовочные массы описываются уравнением Вялова :

                        t  =  t₀  +  h_ПЛ (dd | dy)  +  d¦  ,

при  dv | dy  =  0  это выражение превращается в уравнение Кулона, а при  ¦ = 0  - в уравнение Шведова-Бингама.

      Для объяснения природы связанности  и прочности дисперсных масс выдвинута  гипотеза, которая складывается из современных представлений молекулярно-кинетической теории.

                                    Взаимодействие между  твердой и жидкой       фазами обусловлено электрической природой.

                                    Внутри твердой  частицы ионы с различными

                                    знаками уравновешены. На поверхности же

                                    частицы такое равновесие не достигается. Под

              действием электрического поля диполи  воды       вокруг частицы принимаюториентировочное       положение и притягиваются  к поверхности       частицы. Вблизи поверхности молекулы воды

                                     прочно связаны  с поверхностью частицы,       образуя  слой прочносвязанной воды, он                   представляет собой граничную фазу и        рассматривается как единое целое с        минеральной частицей. Более удаленные молекулы рыхлосвязанной воды образуют слой,, за пределами которого находится свободная вода. Таким образом твердая частица представляет собой сложное новообразование, в котором твердая фаза (ядро) связана с окружающей средой через стабилизирующий двойной электрический слой ионой. Слой рыхлосвязанной воды участвует в движении жидкости, обтекая при деформировании твердую частицу и этот слой определяет подвижность формовочной массы. Если контактирование частиц происходит так, что расстояние между их поверхностями не превышает размер слоя прочносвязанной воды, то возникает расклинивающее действие водной пленки с силой F = A | r³ , где A = 10^-6 D_ж  - постоянная Ван-дер-Ваальсова,  r - расстояние между частицами. Происходит расслоение массы.

      Процесс формования необходимо проводить пока существует коллоидная система, то есть когда частицы разделены пленками воды. В этом случае формовочная  масса способна к тиксотропному  разжижжению под действием внешнего воздействия, с последующим восстановлением структурных связей. Процесс формования должен быть закончен до начала образования конденсационно-кристаллизационной структуры.

      Виброформование является основным методом формования железобетонных изделий. Эффективность виброуплотнения зависит от параметров вибрации и реологических характеристик смеси. Параметры вибрирования характеризуются амплитудой колебаний  А, частотой колебаний  f  и продолжительностью вибрирования  t. Качество уплотнения определяется интенсивностью колебаний  А² W² ( W - условная скорость ).

      При виброуплотнении энергия внешнего воздействия в виде амплитуды  расходуется на разрушение структурных  связей, перегруппировку заполнителей, приданию изделий заданной формы  на коагуляционное уплотнение связующего. В свою очередь это уплотнение приводит к тиксотропному упрочнению полуфабриката. Структурные связи формовочной массы мешают свободной перегруппировке крупного заполнителя, поэтому необходимо амплитудой и частотой колебаний обеспечить внешнее воздействие на формовочную массу не меньше, чем предельное динамическое напряжение сдвига. То есть процесс уплотнения должен происходить в области минимально возможной вязкости. Увеличение внешнего воздействия ограничено t_max , выше которого лежит область дефектов. При виброформовании в этой области наблюдается нарушение монолитности формовочной массы и может произойти подсос (захват) воздуха извне. Чем крупнее заполнитель, тем больше требуется амплитуда. Если крупного заполнителя мало, а формовочная масса обладает высокой вязкостью, то наибольшего эффекта достигнет не увеличение амплитуды, а увеличение частоты. Поскольку бетонная смесь состоит из достаточно разных по размеру частиц, то наиболее эффективным является поличастотное уплтнение.

      Основным  агрегатом, используемым для виброформования  изделий, является виброплощадка. Виброплощадки  бывают с круговыми колебаниями, когда колебательные движения совершаются  одним дебалансовым валом. В этом случае необходимо, чтобы геометрический центр тяжести формы с бетоном совпадал с центром вращения дибалансового вала. Если этого не будет, то равномерной плотности по объему не обеспечиться. Виброплощадки с вертикальными колебаниями : осуществляется вращение  двух дибалансовых валов в противоположную сторону. Это позволяет получить равномерную плотность по всему объему изделия. Виброплощадки с продольными колебаниями : осуществляется вращение двух дибалансовых валов в одну сторону. Эти площадки используются, как правило, при изготовлении длинномерных изделий. После процесса формования изделие должно иметь определенные размеры ( а x b x c ), а также пластическую прочность и плотность полуфабриката (r_п.ф. ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      t_i -  продолжительность формования

      С_v - однородность смеси

      П_пл - пластическая прочность

      На  пластично-вязкие свойства формуемой  массы влияют такие параметры  как : химико-минералогический состав исходных компонентов, модуль крупности  песка, водоцементное отношение, диаметр  заполнителей и др. 

3.3. Процесс тепловлажностной  обработки  

      Тепловлажностной обработкой называют процесс одновременного воздействия на материал теплоты и влаги. В качестве теплоносителей для ТВО применяют водяной пар, горячую воду и нагретый воздух с повышенной относительной влажностью.

      Внешний теплообмен описывается уравнением :

      a ( t_oc⁰  -  t_пм⁰ ) = С r R_v (dt⁰ | dt_r )  +  r r R_v  (dU | dt_r )  { без пленки конденсата }

      dt⁰ | dt_r   -  скорость нагревания материала ;

      r      -   плотность сухого материала ;

      С  - теплоемкость   ;

      R_v  -  характеристический размер тела ( отношение объема материала    к его поверхности, с которой происходит испарение ;