Wtlaczanie cieczy w luzne masy pod duzym cisnieniem, zwlaszcza w kierunku odwrotnym do kierunku sily, dzialajacej na mase, jest juz znane. Znane jest rów¬ niez stosowanie wstrzasania do zwieksze¬ nia plynnosci mas gestoplynnych, jak rów¬ niez i do zgeszczania swiezego betonu, na¬ sypów lub luznego gruntu pod budowle.Przedmiotem ^wynalazku niniejszego jest sposób wtlaczania lub wprowadzania cieczy do luznych mas, np. do materialów dodatkowych uzywanych do sporzadzania betonu (piasek, zwir, drobny tluczen), do nasypów ziemnych oraz do luznego gruntu pod budowle, polegajacy na tym, ze pod¬ czas wtlaczania w luzna mase cieczy w kierunku przeciwnym do kierunku dziala¬ nia sil, dzialajacych na mase, mase pod¬ daje sie jednoczesnie wstrzasom.Korzystne dzialanie tego sposobu pra¬ cy jest oparte na jednakowych zjawiskach fizycznych, istniejacych zarówno w przy¬ padku, gdy w luzna mase wtlacza sie ciecz w kierunku od dolu do góry, ogólnie bio¬ rac odwrotnie do kierunku sily, dzialaja¬ cej na mase, jak i w tym przypadku, gdy luzna mase wprawia sie w ruch wstrza¬ sowy.Pod dzialaniem cisnienia, wywolanego przeplywem wtlaczanej cieczy, wewnetrz-na przyczepnosc czastek masy zmniejsza sie o tyle, ze wykazuja one wówczas sklonnosc do tworzenia* zawiesiny w cie¬ czy. Zupelnie podobnie przechodza poje¬ dyncze czastki luznej masy w pewnego rodzaju stan zawieszenia pod wplywem wstrzasów przy ustawicznym zderzaniu sie o siebie i odbijaniu od siebie. Rozluz¬ nianie czastek i tworzenie zawiesiny po¬ teguje sie znacznie, gdy polaczy sie ze so¬ ba obydwa wzmiankowane sposoby pracy, a wiec gdy ciecz wtlacza sie w luzna ma¬ se przy jednoczesnym wstrzasaniu masy.Osiaga sie przy tym spotegowane dziala¬ nie przy uzyciu znacznie mniejszego nad¬ cisnienia i znacznie slabszego wstrzasania w porównaniu do tego, jakie by nalezalo stosowac przy kazdym z tych zabiegów z osobna. Wtlaczanie cieczy poteguje bo wiem dzialanie wstrzasania masy, a wstrza¬ sanie masy — poteguje skutki wtlaczania cieczy. Powstaje zupelnie luzny uklad czastek masy, przy czym drogi doprowa¬ dzanej do niej cieczy skracaja sie, czastki masy skupiaja sie jak najbardziej i nawet najmniejsze puste przestrzenie miedzy czastkami masy wypelniaja sie ciecza. Na¬ lezy stwierdzic jednak, ze nie kazda ciecz i nie kazda luzna masa nadaja sie, jako takie, do stosowania sposobu wedlug wy¬ nalazku; rodzaj luznej masy, zwlaszcza charakter czastek masy i lepkosc cieczy musza byc dobrane do siebie.Za pomoca sposobu wedlug wynalazku osiaga sie wyniki trojakiego rodzaju.Po pierwsze, masa, bedac obrobiona sposobem wedlug wynalazku, zostaje cal¬ kowicie przesycona wtloczona w nia cie¬ cza, po drugie, skupienie czastek masy sta¬ je sie mozliwie najgestsze, wreszcie po trzecie, masa nabiera wlasciwosci cieczy z chwila jej calkowitego przesycenia cie¬ cza.Cel, stawiany przy zastosowaniu spo¬ sobu wedlug wynalazku, moze sie ograni¬ czac do jednego z tych trzech wyników al¬ bo lacznie do dwóch z nich, czesto jednak obejmuje on wszystkie trzy wyniki.Sposród przykladów zastosowania spo¬ sobu wedlug wynalazku w praktyce najwazniejszym jest przyrzadzanie beto¬ nu. Beton jest mieszanina materialu do¬ datkowego, np. zwiru, z zaczynem cemen¬ towym (cement z woda bez piasku). Za¬ czyn cementowy powinien calkowicie ota¬ czac czastki materialu dodatkowego i wy¬ pelniac szczelnie wolne przestrzenie mie¬ dzy nimi. Od spelnienia tego warunku za¬ lezy w wysokiej mierze gestosc i twar¬ dosc skrzepnietego betonu. Wykonanie bu¬ dowli z betonu obejmuje wedlug dotych¬ czas stosowanych sposobów trzy rozmaite po sobie nastepujace czynnosci przyrza¬ dzania betonu: mieszanie materialu dodat¬ kowego z zaczynem cementowym (zwykle w mieszarkach), transport mieszaniny na miejsce budowy i wreszcie wprowadzanie tej mieszaniny do przestrzeni, majacych tworzyc sciany i inne czesci budowli. Pra¬ ca wstrzasania i wtlaczania cieczy umozli¬ wia mieszanie skladników w szczególnie prosty i skuteczny sposób i pozwala na la¬ twe doprowadzanie swiezej masy betono¬ wej bezposrednio na miejsce budowy, zwlaszcza do miejsca wykonywania budo¬ wli z betonu, bez uzycia mieszarek i bez urzadzen dzwigowych.Przyrzadzanie betonu bezposrednio na miejscu budowy polega na tym, ze mate¬ rial dodatkowy, doprowadzony do miejsca budowy, napawa sie zaczynem cemento¬ wym. Jezeli to sie uskutecznia przez wstrzasanie i wtlaczanie zaczynu, to przy zupelnym przesyceniu i najgestszym sku¬ pieniu sie materialu dodatkowego powsta¬ je szczególnie mocny i twardy beton, któ¬ ry wskutek swej plynnosci wypelnia szczelnie przeznaczona dla niego prze¬ strzen.Przy wykonywaniu fundamentów cze¬ sci budowli (slupów, filarów itd.) mozna oddzielic beton za pomoca odpowiedniego — 2 —deskowania od okalajacej go ziemi, albo zapuscic go bezposrednio w grunt, W tym ostatnim przypadku mozna fundamentowi nadac odpowiedni ksztalt przez nalezyte uregulowanie cisnienia cieczy i sily wstrza¬ sania, niekiedy mozna jednoczesnie uczy¬ nic twardym i przylegly grunt budowlany.Ta mozliwosc ma szczególne znaczenie przy wykonywaniu slupów, których nos¬ nosc zwieksza sie wskutek rozszerzenia czesci fundamentowej i wykonania odsadz- ki. Takie poszerzenie podstawy funda¬ mentu powstaje juz samo przez sie przez zastosowanie sposobu wstrzasania i tlo¬ czenia wskutek wysokiego cisnienia i cie¬ zaru szybko wykonywanego slupa ze swie¬ zego betonu.Zalety innego rodzaju sa zwiazane z za¬ stosowaniem sposobu wstrzasania i tlocze¬ nia w przypadku wytwarzania plaskich lub o malych przekrojach przedmiotów be¬ tonowych, a wiec podczas budowy na¬ wierzchni, zwlaszcza nawierzchni drogo¬ wych, rur, wykladzin tunelowych itd., a znowu inne zalety — podczas wytwarzania gotowych ksztaltówek z betonu. Czesci bu¬ dowli wykonane z betonu sposobem we¬ dlug wynalazku, posiadaja, zwlaszcza w wodzie (filary mostowe, mury sluz), zale¬ te znacznej wodoszczelnosci i nieznaczne¬ go osiadania.Do zaczynu cementowego, wtlaczanego w material dodatkowy w celu wytworze¬ nia betonu sposobem wstrzasania i tlocze¬ nia, mozna wprowadzic domieszki trasu, maki kamiennej i podobnych materialów.Mozna takze uzyc do zestalenia luznej masy zamiast zaprawy cementowej do¬ wolnych innych materialów wiazacych (przetworów chemicznych, materialów bi¬ tumicznych itd.). Warunkiem zastosowania ich jest w kazdym przypadku mozliwosc osiagniecia stanu plynnego materialu wia¬ zacego.Podobnie jak podczas betonowania ma sie rzecz i podczas zestalania sypkiego gruntu budowlanego. Chodzi tu o nasyce¬ nie luznych mas spoiwem wiazacym, che¬ mikaliami itd. Dotychczas stosowano do tego celu tylko zwykle wtlaczanie. Spo¬ sób ten czesto jednak zawodzil, zwlaszcza w gruntach drobno ziarnistych z powodu znacznego wewnetrznego oporu tarcia i drobnej porowatosci takich gruntów.Równiez przy zastosowaniu bardzo wyso¬ kiego cisnienia istnialo niebezpieczenstwo wielkiej nierównomiernosci stwardnienia gruntu (tworzenia sie skorup i bryl). Przy zastosowaniu natomiast sposobu wstrzasa¬ nia i tloczenia zapewnione jest równomier¬ ne przesycenie gruntu i jednolite jego ze¬ stalenie.Nastepnym, bardzo szerokim zakresem zastosowania sposobu wedlug wynalazku jest uszczelnianie tam nasypowych i luz¬ nego gruntu budowlanego. Rozrózniac na¬ lezy przy tym dwa przypadki: albo usz¬ czelniona masa ma byc jak najbardziej wodoszczelna, albo pozadane jest tylko jak najszczelniejsze skupienie masy nasy¬ powej wzglednie gruntu budowlanego, lecz nie ich wodoszczelnosc.W tym drugim przypadku ciecz wtlo¬ czona moze sie zupelnie ulotnic (np. wsku¬ tek wyparowania), jezeli tylko przez to nie zniweczy sie spoistosci masy. Chociaz zgeszczona masa tamy posiada juz daleko wieksza wodoszczelnosc, anizeli tama, któ¬ ra starano sie uszczelnic w jakikolwiek inny znany sposób, to w razie wykonywa¬ nia wazniejszych budowli wodnych zaleca sie równiez do wypelnienia pozostalych jeszcze porów masy uzywac jako wtlacza¬ nej cieczy mieszaniny wody z trasem lub maka kamienna, gline itd. Zastosowanie jakiegos rzeczywiscie wiazacego materialu nie byloby w tym przypadku na miejscu, poniewaz mogloby powstac niebezpieczen¬ stwo pekniecia. Jezeli nie jest wymagana wodoszczelnosc, to mozna w zaleznosci od mialkosci czastek masy wtlaczac czysta wode bez zadnych domieszek. Doswiad- — 3 —czcnia wykazaly, ze samym wstrzasaniem lub samym wtlaczaniem wody (zaszlamo- wywaniem) nie mozna osiagnac nawet w przyblizeniu podobnie silnego skupienia sie gruntu budowlanego lub masy nasypu, jak przy zastosowaniu sposobu wstrzasania i wtlaczania cieczy.Doprowadzenie luznej masy do stanu plynnego za pomoca sposobu wedlug wy¬ nalazku stwarza moznosc latwiejszego za¬ puszczania i wyciagania slupów, pali, rur, studni itd. Znany juz jest sposób zalewa¬ nia woda gruntu w celu latwiejszego wbi¬ jania pali. Przez zalewanie osiaga sie je¬ dnak znacznie mniejszy efekt pracy, niz sposobem wedlug wynalazku, a mianowi¬ cie przez wtlaczanie z dolu do góry wody do masy ziemi, okalajacej pal, przy jedno¬ czesnym wstrzasaniu tej masy. Sposób ten posiada bardzo szeroki zakres zastosowa¬ nia, nie ogranicza sie on jednak tylko do zapuszczania slupów, ale równiez jest do¬ godny przy wbijaniu pali, rur, przy budo¬ wie studni itd., a wreszcie i przy wyciaga¬ niu slupów, pali itd. z ziemi.Wskutek wstrzasania i jednoczesnego wtlaczania wody doprowadza sie mase ziemna, okalajaca slup itd. do luznego, ge- stoplynnego stanu, co powoduje, ze sila, potrzebna do osadzenia lub obruszenia slupa itd., moze byc bardzo nieznaczna.Wtlaczana woda wznosi sie do góry w za¬ siegu dzialania wstrzasowego (i to tylko w tym zasiegu), a zwlaszcza bezposrednio np. przy slupie, tak ze wtlaczanfe wody i wstrzasanie oddzialywa na slup wzdluz jego calej dlugosci.Po ustaniu wtlaczania wody i wstrza¬ sania ziemia, okalajaca slup osiada zno¬ wu. Rozluznienie ziemi potrzebne do wy¬ ciagniecia slupa, powstaje znowu natych¬ miast przy nastepnym zastosowaniu tlo¬ czenia wody i wstrzasania. W kazdym przypadku jest nieodzownym warunkiem, zeby ziemia byla np. piaszczysta i przepu¬ szczala wode.Przy tym sposobie pracy zaleca sie umocowywac dysze, sluzaca do wtlaczania wody, do slupa lub innej czesci budowli.Mozna jednakze w niektórych przypad¬ kach, niekiedy nawet trzeba, wbijac dysze osobno. Ksztalt dyszy rózni sie od rury zalewowej o tyle, ze wode wtlacza sie niej tylko u wierzcholka slupa, ale w pewnych przypadkach takze w innym miejscu jego wysokosci. Do przeniesienia wstrzasów slu¬ zy zwykle sam slup. Maszynie wstrzasaja¬ cej, umocowanej na slupie, nadaje sie naj¬ korzystniej ksztalt niesymetryczny, tak* aby oprócz pracy wstrzasania mogla ona wytwarzac zarazem potrzebna sile wstrza- sowo-tloczaca. I Dzialanie wstrzasowe przy sposobie \ wedlug wynalazku uzyskuje sie zreszta zupelnie podobnie, jak przy zwyklym wstrzasaniu. Wstrzasa sie w wielu przy¬ padkach mase ziemi po prostu za pomoca maszyny wstrzasowej, umieszczonej bez¬ posrednio na masie, lub tez posrednio przez wstrzasanie oslony, okalajacej mase zie¬ mi, albo przez wstrzasanie zapuszczonych w mase pierscieni, rur, klamer, filtrów itp.Zamiast przesycania luznej masy cie¬ cza, doprowadzania jej do stanu plynnego i nastepnie do stanu pozadanego skupienia, mozna zwlaszcza podczas przyrzadzania betonu do celów budowlanych, przepom¬ powywac go do miejsca budowli w stanie plynnym. Osiaga sie to w ten sposób,ze I material dodatkowy doprowadza sie stru- i mieniem ciaglym do zbiornika, w którym l wstrzasa sie go przy jednoczesnym wtla¬ czaniu zaczynu cementowego (zbiornik wstrzasowo-tloczacy). Powstaje miesza¬ nina calkowicie przesycona zaczynem ce¬ mentowym o gestoplynnym stanie, która mozna bezposrednio odbierac u wylotu zbiornika, i która jako swieza mase beto¬ nowa mozna takze przepompowywac dalej ciaglym strumieniem za pomoca rurocia¬ gu. Dogodne moze byc niekiedy doprowa¬ dzanie do zbiornika wstrzasowo-tloczace- - 4 -go materialu zaprawionego wstepnie za¬ czynem cementowym zamiast czystego ma¬ terialu dodatkowego, W tym przypadku wtlacza sie do zbiornika wstrzasowo-tlo- czacego tylko reszte niezbednej ilosci za¬ czynu cementowego i wstrzasa sie cala mieszanine. Uzyskuje sie równiez calko¬ wicie przesycona gestoplynna mase nada¬ jaca sie do transportowania.W ten sposób mozna takze innym luz¬ nym masom np. materialowi pochodzace¬ mu z bagrowania (ale w tym przypadku przy zastosowaniu wody) nadac wlasnosc cieczy.Na rysunku przedstawiono przyklady wykonania urzadzenia do wykonywania sposobu wedlug wynalazku, a mianowicie fig. 1 przedstawia widok z boku urzadze¬ nia wstrzasowo-tloczacego; fig. 2 — wi¬ dok z boku dyszy do wtlaczania zaprawy cementowej; fig. 3 — dysze do zaprawy cementowej w stanie rozwinietym; fig. 4 — urzadzenie wstrzasowo-tloczace do be¬ tonu.Urzadzenie wedlug fig. 1 sklada sie z urzadzenia wstrzasowego a, dyszy b do wtlaczania plynu, przewodu c, doprowa¬ dzajacego zaczyn cementowy, wskaznika d, wskazujacego poziom materialu dodat¬ kowego do sporzadzania betonu i wskazni ka e, wskazujacego poziom zaczynu ce¬ mentowego.Urzadzenie wedlug fig. 4 sklada sie z urzadzenia slimakowego /, doprowadza¬ jacego material g, dodawany do zaczynu cementowego, zbiornika wstrzasowo-tlo¬ czacego h, dysz b do wtlaczania plynu, pompy i do usuwania powietrza, rurocia¬ gu k i maszyny wstrzasowej /.W wielu przypadkach wskazane jest laczenie maszyny wstrzasowej z dysza do wtlaczania w jedno urzadzenie wstrzaso¬ wo-tloczace (fig. 1). Jest to tym bardziej wskazane, jezeli przestrzen w której prze¬ prowadza sie prace, jest bardzo waska (np. otwór wiertniczy) i jezeli kladziony jest nacisk na to, aby dolna krawedz maszyny wstrzasowej i otwór dyszy utrzymywane byly przez caly czas pracy w pewnym okreslonym odstepie od siebie i aby przy posuwajacej sie naprzód pracy byty tpodr noszone za kazdym razem po wykonaniu jednej warstwy jednoczesnie i dysza i ma* szyna wstrzasowa.W razie pracy wstrzasania i wtlaczania plynu na plaskich obiektach, a takze na warstwowych nasypach ziemnych, niezbe¬ dne jest niekiedy do wtlaczania plynu szczególne rozmieszczenie dysz i szczególny ich ksztalt. W takich przypadkach zapu-' szcza sie z korzystnym wynikiem w mase, majaca byc przesycana, dysze wtlaczajaca, wykonana w ksztalcie podziurkowanej albo rozcietej rury (nieraz kilka metrów dlu¬ giej). Stwierdzono doswiadczalnie, ze taka dysze rurowa mozna po uskutecznionym przesyceniu masy ciecza z latwoscia wy¬ ciagnac z masy i usunac podczas trwajace¬ go w dalszym ciagu wstrzasania.Przy uzywaniu gestszych cieczy zacho* dzi, jak juz wspomniano, niebezpieczen¬ stwo zatkania sie dyszy do wtlaczania cie¬ czy. Dlatego wazne jest w tych przypad¬ kach zastosowanie specjalnej dyszy o ta¬ kim otworze, aby zatkanie sie jej bylo nie¬ mozliwe, gdyz nie dopuszcza do tego ciecz tloczona. Taka dysze zwlaszcza do zapra¬ wy cementowej, przedstawia fig. 3. Otwo¬ ry wyplywowe tej dyszy skladaja sie z wyciec w koncu rury u góry bardzo wa¬ skich, a u spodu tak dalece rozszerzonych, ze w koncu jest wolny caly przekrój rury.Jezeli do jednego z wyciec dostanie sie np. piasek, który powoduje zatkanie go, to zo¬ staje jeszcze wolna dla wyjscia zaprawy cementowej górna, wezsza czesc wyciecia, a wydostajaca sie pod cisnieniem zaprawa cementowa splukuje dolna, coraz bardziej sie rozszerzajaca czesc wyciecia.Jezeli stosuje sie bardzo rzadkie cie¬ cze, np. czysta wode do zageszczania tam nasypowych, to nie potrzeba otworowi dy-$zy nadawac szczególnego ksztaltu. W tych przypadkach mozna, w przeciwienstwie do dyszy do zaprawy cementowej, zabezpie¬ czyc otwór dyszy od wnikania don piasku za pomoca delikatnej tkaniny. Tkanina taka jest nieodzownie potrzebna, jezeli sie ma zapuscic dysze w mase w kierunku z góry na dól.Postep pracy moze byc kontrolowany za pomoca odpowiedniego, samoczynnie pracujacego plywaka lacznie ze wskazni¬ kiem, zanurzonym w mase, podnoszacym sie samoczynnie do góry przy postepuja¬ cym przesycaniu kazdej warstwy masy.Urzadzenie wedlug fig. 4 przedstawia urzadzenie wstrzasowo-tloczace do prze¬ sycania luznej masy ciecza, do mieszania masy betonowej i do jego transportowania.Powstajaca w urzadzeniu wstrzasowo-tlo- czacym gestoplynna mieszanina dostaje sie pod cisnieniem urzadzenia slimakowego bezposrednio do rurociagu, a z niego do miejsca budowy. Pomocnicze wstrzasacze ulatwiaja przeplyw masy przez rure. To urzadzenie wstrzasowo-tloczace staje sie wstrzasowo-tloczaca maszyna do miesza¬ nia betonu po usunieciu rurociagu, gdyz wtedy mozna wprost wybierac z urzadze¬ nia swiezy beton. Jesli sie jeszcze usunie urzadzenie slimakowe /, to otrzyma sie zbiornik wstrzasowo-tloczacy, który moz¬ na wbudowywac w inne przyrzady do przesycania ciecza luznych mas sposobem wstrzasania i wtlaczania cieczy i dopro¬ wadzania tych mas do gestoplynnego sta¬ nu.Urzadzenie wedlug wynalazku mozna stosowac do przesycania luznych mas do¬ wolna ciecza i do dalszego transportowa¬ nia powstalej gestoplynnej mieszaniny, na przyklad do transportowania produktów bagrowania, co za pomoca takiego urzadze¬ nia mozna uskutecznic przy mniejszym zu¬ zyciu wody i sily daleko oszczedniej, ani¬ zeli za pomoca dotychczas uzywanych do tego celu przyrzadów. PL