авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Механизированная технология штукатурных работ при отделке помещений растворами на основе сухих смесей

-- [ Страница 2 ] --

Способ по устройству монолитного штукатурного покрытия по новой технологии реализуется следующим образом. Подбор рабочего комплекта щитов

Рис. 2. Общая схема осуществления предложенной технологии оштукатуривания стен помещений: 1 – опалубочный щит; 2 – телескопическая стойка с элементами крепления и регулировки опалубочного щита; 3 – штукатурная станция; 4 – материальный шланг; 5 – разветвитель; 6 – рабочие шланги; 7 – штукатурный слой;

8 – сухая штукатурная смесь

ведется из их стандартного набора типоразмеров, исходя из конфигурации и высоты помещения. Перед монтажом щитов на поверхность пола и потолка с использованием лазерного нивелира (или с помощью «отвеса») делают метки на расстоянии примерно 25-30 см от стены. По этим меткам устанавливают распорные телескопические стойки, упирая их концы в пол и потолок помещения. Затем стойки раскрепляют, входящими в их состав винтовыми домкратами. Далее за стойки заводят щиты опалубки и соединяют между собой крепежными элементами. После этого в образовавшуюся формовочную полость между стеной и опалубочным щитом до ее основания опускают с определенным шагом рабочие шланги.

Затем на стойках закрепляют на равном расстоянии между собой хомуты с регулируемыми упорами, которые ввинчивают в направляющий профиль. Далее профиль выставляют в вертикальное положение. Регулируемые упоры зажимают стяжками на хомутах. Дополнительно вертикальность установки щита контролируют уровнем или отвесом. По краям формовочной полости между опалубкой и поверхностью стен устанавливают герметичные уплотнители (нащельники) для предотвращения вытекания раствора.

Посредством быстроразъемных соединений рабочие шланги подсоединяют к разветвителю, оснащенному шаровыми кранами на каждом выходе и соединенному с напорным шлангом растворонасоса. После опускания рабочих шлангов приступают к подаче штукатурного раствора методом «восходящего потока».

Выбор автором такого технологического решения обоснован тем, что при использовании этого метода возникает возможность избежать возникновения в штукатурной полости избыточных величин давления, которые могли бы привести к негативным последствиям с точки зрения деформации опалубочного щита (его выхода из плоскости). На стадии монтажных работ концы рабочих шлангов опускают в полость до ее основания. Далее приступают к подаче растворной смеси, в процессе которой шланги приподнимают в соответствии с ростом уровня штукатурного слоя, постоянно оставляя нижние участки шлангов заглубленными в раствор на определенное расстояние, рациональная величина которого автором определена в ходе экспериментальных исследований. При достижении раствором верхнего торца опалубочного щита подачу прекращают и извлекают концы шлангов из формовочной полости. После твердения штукатурного слоя ослабляют стяжки на хомутах и поочередно демонтируют телескопические стойки и опалубочные щиты.

Для уменьшения водопоглощения оштукатуриваемую плоскость перед монтажом опалубочной системы покрывают грунтовочным составом, а рабочую поверхность щитов разделительной опалубочной смазкой.

При выполнении исследований в качестве теоретических обоснований разработанных научных положений в части изучения движения вязких несжимаемых жидкостей использовались труды Агроскина И.И., Басниева К.С., Ивянского Г.Б., С., Головачева И.М., Дмитриева Н.М., Евстифеева В.Н., Желтова Ю.П., Кибеля И.А., Кочина Н.Е., Лойцянского Л.Г., Рауза Х., Рейнера М., Розе Н.В., Розенберга Г.Д., Слезкина Н.А. и др., а в части технологии нагнетания бетонной смеси в кассетные полости Блещика Н.П., Паныша К.Ф., Головачева И.М., Хайковича Д.М.

Для изучения процессов, происходящих при заполнении штукатурной полости раствором автором была построена физическая модель с учетом действия вязких, инерционных, гравитационных сил и сил трения в процессе распространения раствора в зазоре между стеной и опалубочным щитом (рис. 5).

 Физическая модель процесса-3

Рис. 5. Физическая модель процесса распространения раствора в штукатурной полости: Р – давление, создаваемое растворонасосом; Р1 – сила противодавления; h – высота заглубления нижнего торца рабочего шланга в раствор; r – радиус растекания раствора от одной точки заливки; – толщина формовочной полости; 1 – область сформированного штукатурного слоя; 2 – область истечения штукатурной смеси по типу затопленной струи в однородной среде; 3 – зона движения «восходящего» потока раствора; 0-0 – граница условного разделения областей 1 и 3

В соответствии с предложенной моделью для осуществления подачи раствора в штукатурную полость необходимо, чтобы давление P, создаваемое растворонасосом, было больше, чем давление P1, равное сумме сил противодействующих распространению раствора в полости, т.е.

где

(1)

где ст – сила трения раствора по поверхности стены; щит – сила трения раствора по поверхности опалубочного щита; бок.пов – сила трения раствора по боковым поверхностям полости; внутр. – сила внутреннего трения раствора; – объемный вес столба жидкости выше отметки устья рабочего шланга.

Процесс заполнения полости штукатурным раствором предложенным методом «восходящего потока» по своим физическим данным сопоставим процессу укладки бетонной смеси под водой по методу вертикально перемещаемых труб (ВПТ) и методу «восходящего раствора», широко применяемым в гидротехническом строительстве (рис. 6). Раствор, выходящий из устья рабочего шланга, приподнятого на некоторое расстояние от дна полости, вначале вытекает свободно до тех пор, пока не образуется конус (холмик), закрывающий устье шланга. Далее подъем слоя раствора происходит сплошной массой, ограниченной криволинейной поверхностью, радиус кривизны которой зависит от подвижности раствора и давления в рабочем шланге.

Рис. 6. Фрагмент физической модели горизонтального распространения раствора в штукатурной полости на определенном этапе ее заполнения: 1 – рабочие шланги; 2 – уложенный раствор; 3 – «восходящие» слои раствора; i – уклон свободной поверхности штукатурного слоя

После образования конуса, закрывающего устье шланга, вначале раствор, испытывая меньшее сопротивление, стремится подниматься в вертикальном направлении. Когда масса столба жидкости над устьем шланга превысит критическое значение, происходит перераспределение давления и раствор распространяется в горизонтальном направлении. Причем, чем больше высота заглубления шланга в раствор, тем меньше будет угол уклона свободной поверхности штукатурного слоя. Это объясняется тем, что при достижении слоем раствора над устьем шланга критической массы сила внутреннего трения уже уложенного раствора становится меньше силы тяжести верхних слоев, что побуждает раствор к движению горизонтальными потоками по длине опалубочного щита.

Расчет величины давления ведется для 1 и 3 зон (см. рис. 5), а также по длине опалубочного щита по линии 0-0 по следующим формулам, представленным в работе Головачева И. М. и адаптированным нами к разработанной физической модели:

  • для зоны восходящих слоев раствора:

(2)

где ; – объемный вес растворной смеси; 0 – предельное напряжение сдвигу растворной смеси; R – радиус условной кривой свободной поверхности растворной смеси; – толщина штукатурной полости; r – расстояние да расчетной точки; – угол между осью рабочего шланга и линией направления до расчетной точки.

  • по линии 0-0:

(3)

  • для зоны уложенных слоев раствора:

(4)

где h - высота от устья рабочего шланга до расчетной точки.

В случае расчетного определения величины давления, создаваемого растворонасосом на выходе из рабочего шланга, имеется возможность ответить на следующие вопросы: каково напряженное состояние штукатурного раствора и установить расчетные нагрузки, действующие на опалубочный щит.

В третьей главе приводятся методика и результаты исследований, выполненных в лабораторных условиях.

Экспериментальные исследования проводились на специальном стенде, который представлял собой опалубочный щит размером 12001800100 мм, состоящий из трех отдельных блоков унифицированной полимерной опалубки размерами 1200600100, а также двух телескопических стоек с элементами регулировки положения опалубочного щита (рис. 7).

Для затворения сухой смеси водой и подачи штукатурного раствора в зону работы использовался растворосмесительный насос «PFT G5 Super», с установленной шнековой парой TWISTER D 6-3 Р, обеспечивающей подачу раствора с расходом около 22 л/мин, и трубопроводная обвязка, состоящая из материального растворовода диаметром 25 мм, трехходового разветвителя с шаровыми кранами на каждом выходе и рабочих шлангов диаметром 16 мм. Все элементы трубопроводной обвязки стыковались между собой при помощи быстроразъемных соединений.

В качестве исходного продукта для получения штукатурной растворной смеси была использована сухая смесь фирмы «КНАУФ» марки МР-75 на основе гипсового вяжущего с добавками, предназначенная для оштукатуривания стен и потолков зданий механизированным способом.

Перед каждым опытом поверхность стены покрывалась грунтовкой КНАУФ-Грундермиттель, а рабочая поверхность опалубочного щита обрабатывалась опалубочной разделительной смазкой на основе минеральных масел отечественного производства - ЛМБ-2.

Основными вариационными параметрами при проведении экспериментов являлись: подвижность штукатурного раствора, которая менялась путем изменения расхода воды затворения в растворосмесительном насосе (700 – 810 л/час), ширина штукатурного зазора (16 – 30 мм), высота заглубления рабочего шланга в раствор (30 – 70 см).

Рис. 7. Общий вид экспериментального стенда: 1 – штукатурная машина PFT G5 Super;

2 – материальный шланг от растворонасоса; 3 – манометр; 4 – разветвитель;

5 – рабочие шланги; 6 – опалубочный щит; 7 – опорная телескопическая стойка;

8 – нащельник; 9 – пьезометры

При математическом планировании экспериментов по определению зависимости распределения давления раствора на опалубочный щит от расстояния подачи обосновывалась достоверность исследований с помощью доверительной вероятности и было установлено, что необходимо провести N = 11 экспериментов, чтобы заданному интервалу с =1,37 соответствовала доверительная вероятность Р = 0,95.

В ходе экспериментов исследовались следующие параметры: давление раствора на опалубку; угол уклона свободной поверхности слоя; давление в напорном шланге; глубина погружения устья рабочего шланга в раствор; прочность штукатурного слоя; шероховатость лицевой поверхности.

В качестве измерительных средств использовали: пьезо­метры, секундо­мер, металлическую рулетку, ротационный вискозиметр. Давление раствора на щиты измерялось при помощи шести пьезометров, оснащенных мембранными раз­делителями сред. Величину дав­ления в напорном шланге растворонасоса измеряли при помощи манометра, смонтиро­ванного между шлангом и раз­ветвителем (см. рис. 7).

За процессом распростране­ния раствора в полости и скоро­стью подъема штукатурного слоя наблюдали через боковой на­щельник с прозрачными сек­циями из поликарбоната. Про­цесс заполнения штукатурной полости раствором фиксиро­вался на «цифровую» фотока­меру с интервалами 2 - 4 секунды.

После твердения раствора и определения параметров геометрической точности и шероховатости лицевой поверхности отделочного покрытия по всей его площади производился отбор проб из штукатурного слоя в виде кернов цилиндрической коронкой. Керны использовались для определения прочностных характеристик штукатурного камня.

На основе данных экспериментов по определению давления растворной смеси по длине опалубочного щита в горизонтальном направлении для каждого опыта были построены графические зависимости величины давления от расстояния удаления от точки подачи раствора (рис. 8). Кривые зависимостей были аппроксимированы в программной среде «Curve Expert 1.3» формулой:

(5)

где P – пьезометрическое давление; r – расстояние от точки подачи растворной смеси; a, b, c – коэффициенты, полученные в результате математической обработки экспериментальных данных.

Рис. 8. Графики изменения давления раствора на опалубочный щит в горизонтальном направлении при расходе воды затворения 740 л/час и 760 л/час: P – давление; L – расстояние от точки подачи раствора

Анализ графических зависимостей показывает, что с увеличением толщины штукатурной полости интенсивность падения давление снижается от точки подачи к границам штукатурной полости. Падение величины давления происходит интенсивнее в пределах 40 см от точки подачи. Такое явление объясняется наличием вокруг устья рабочего шланга при выходе из него растворной смеси зоны затопленной струи, когда движение выходящей из шланга смеси сопровождается вовлечением смежных со струей слоев уложенного раствора. При толщинах полости до 20 мм интенсивность падения давления в зоне выхода раствора из шланга выше, так как при уменьшении толщины зазора возрастает влияние сил трения по поверхностям стены и опалубочного щита, оказывающих сопротивление движению смеси.

Анализ полученных экспериментальных данных темпа возрастания величины давления раствора на опалубочный щит в области выхода смеси из шланга от глубины его погружения в раствор (рис. 9) показывает, что характер зависимости является волнообразным и подтверждает представленную выше физическую модель. Кривая аппроксимирована нами зависимостью:

(6)

где P – пьезометрическое давление; h – высота заглубления устья рабочего шланга в раствор; a, b – коэффициенты, полученные в результате математической обработки экспериментальных данных, которые соответственно равны a = 121,932, b = 44,22.

Рис. 9. График изменения давления раствора на опалубочный щит в зоне выхода раствора из шланга от высоты заглубления его устья: 1 – кривая, построенная по экспериментальным данным; 2 – аппроксимирующая кривая; P – пьезометрическое давление; h – высота заглубления устья шланга в раствор

В результате анализа полученных экспериментальных данных построен график зависимости давления в напорном шланге от расхода воды затворения в растворосмесительном насосе (рис. 10). Кривая зависимости аппрокси­мирована выражением:

(7)

где P – давление в напорном шланге; q – расход воды затворения; a, b – коэффициенты, полученные в результате математической обработки экспериментальных данных, которые соответственно равны a = 16901338, b = 0,0203.

Из анализа графика представленной зависимости следует, что давление в напорном шланге снижается более чем в 5 раз при увеличении расхода воды затворения на 6,8% (с 700 до 780 л/час). Также было установлено, что изменение глубины погружения устья рабочего шланга в раствор не оказывает существенного влияния на величину давления в шланге. Таким образом подача раствора методом «восходящего потока» позволяет уменьшить потери давления по длине напорного шланга без уменьшения дальности подачи, снизить затраты энергии на привод электродвигателя растворосмесительной машины, что сокращает энергозатраты на процесс оштукатуривания и увеличивает срок службы штукатурной машины.

Рис.10. График зависимости давления в напорном шланге растворонасоса от расхода воды затворения

При анализе полученных значений средней прочности кернов и контрольных образцов-кубиков, отобранных из массива штукатурного слоя и с помощью стандартной формы соответственно, были построены графики зависимости прочности штукатурного слоя G от начальной подвижности g растворных смесей (рис. 11). Установлено, что при производстве работ по новой технологии методом «восходящего потока» растворными смесями подвижностью до 16 см обеспечивается прочность штукатурных покрытий не менее 12 кг/см2.

Рис. 11. Зависимости прочности штукатурных слоев из смесей MP-75 от начальной подвижности растворов: 1- под данным испытаний контрольных образцов кубиков; 2 – по данным испытания кернов

Анализ данных по качеству лицевой поверхности полученных штукатурных покрытий показывает, что при производстве работ по предложенной технологии растворными смесями с подвижностью 11-16 см возможно получение штукатурной поверхности готовой под оклейку обоями и окраску. Причем в опытах при подвижности смеси от 13,5 до 16 см качество лицевой поверхности слоя соответствует классу шероховатости 4-III и может быть использована отделка окрашиванием, тогда как во всех остальных случаях поверхность пригодна под оклейку обоями.

Оценка адекватности принятой математической модели реальным физическим процессам, происходящим при заполнении штукатурной полости растворной смесью показала, что средняя относительная погрешность расчетных данных по математической модели не превышает 4,5% от экспериментальных.

В четвертой главе рассмотрены данные практической апробации результатов исследований и оценены технико-экономические показатели их практического использования. Определены технологические параметры и режимы производства работ по новой технологии для реальных условий.

Апробация предложенной технологии была произведена в полупроизводственных условиях на базе «Учебного центра КНАУФ Северо-Запад» при ремонте одного из учебных помещений. Было осуществлено оштукатуривание 4,3 м2 поверхности стен в две захватки.

Анализируя данные апробации установлены эффективные параметры технологического процесса устройства монолитных штукатурных покрытий по разработанной комплексно-механизированной технологии с учетом требований предъявляемых к качеству их лицевых поверхностей под финишную отделку (табл. 1).

Учитывая, что расстояние установки между направляющими профилями не более 120 см с расположением их напротив каждого вертикального стыка щитов опалубки, а также полученную зависимость распределения давления растворной смеси по длине опалубочного щита назначаем радиус действия рабочего шланга 1,2 м, а расстояние между двумя смежными шлангами не более 2,4 м, что обеспечивает невозможность выхода их плоскости щитов опалубки, так как при указанных параметрах наибольшие величины давлений растворной смеси на опалубочный щит будут восприниматься опорными конструкциями.

Таблица 1

Эффективные технологические параметры производства работ по новой технологии



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.