Sposób wytwarzania elementów betonowych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania elementów betonowych, polegajacy na napelnieniu masa betonowa dzielonych form, zlozonych z kilku czesci laczonych w jedna calosc o ksztalcie odpowiadajacym zadanemu ksztaltowi wytwarzanego elementu, przy czym napelniana forme poddaje sie jednoczesnie dzialaniu cisnienia i wibracji, a nastepnie forme otwiera sie i wytworzony element poddaje sie utwardzaniu pod dzialaniem wilgoci i temperatury.W znanych rozwiazaniach, stosowanych dotychczas, do wytwarzania elementów betonowych, w celu zwiekszenia zwartosci masy betonowej powoduje sie maksymalne odprowadzanie wody na drodze ulatniania poprzez kapilary i pory. Jednakze zastosowanie tego rodzaju procesu umozliwia ponowne penetrowanie wody do masy betonowej podczas utwardzania za pomoca pary lub podczas zraszania, tak ze czastki cementu wchlaniaja wode stosowana do hydratacji. Zawartosc wody absorbcyjnej powoduje zmniejszenie odpornosci betonu na mróz i kwasy. Niska zawartosc betonu otrzymywanego znanymi metodami powoduje równiez mala wytrzymalosc na sciskanie, a ponadto wytrzymalosc na rozciaganie jest równiez stosunkowo mala. Wytrzymalosc na rozciaganie betonu najwyzszej jakosci z obecnie produkowanych wynosi okolo 600 kg/cm2.Celem wynalazku jest wyeliminowanie niedogodnosci znanych dotychczas rozwiazan przez uzyskanie betonu o zwiekszonej twardosci, wytrzymalosci i zwartosci. Cel ten osiagnieto przez opracowanie rozwiazania wedlug wynalazku, za pomoca którego, stosujac skladniki wysokiej jakosci, mozna uzyskac beton o wytrzyma¬ losci na sciskanie wynoszacej 1000 kg/cm2. Ponadto mozna wytwarzac elementy betonowe, które znajduja zastosowanie w takich dziedzinach, w których stosowano dotychczas tylko kamienie naturalne, na przyklad jako krawezniki do wzmacniania dróg i ulic, gdzie wystepuje duze zuzycie i niszczenie oraz jako krawezniki lub innego rodzaju kamienie, stosowane w ogrodach, które szybko ulegaja zniszczeniu przez rosnace rosliny, jezeli ich zwartosc i gestosc jest zbyt mala. Oprócz tych przykladowo wymienionych zastosowan jest jeszcze wiele innych, gdzie duza twardosc, zwartosc i wytrzymalosc betonu jest niezbedna.Zgodnie z rozwiazaniem dolna czesc dzielonej formy napelnia sie masa betonowa, a równoczesnie poddaje sie material dzialaniu cisnienia o wartosci okolo 3 kg/cm2 i wibracjom tak dlugo az nastapi usuniecie pecherzyków powietrza z masy betonowej i srednie zapelnienie formy materialem. W drugim etapie stosuje sie koncowe cisnienie prasujace o wartosci co najmniej 15 kg/cm2 oraz drgania o wartosci 1000 kg/m2 przy czym2 71091 forme zamyka- sie w czasie stosowanych drgan. Podczas prasowania stosuje sie drgania przeciwnie skierowane, prostopadle do kierunku przesuwu czesci formy przy jej zamykaniu, przy czym cisnienie i drgania stosuje sie po wymieszaniu betonu tak, ze hydratyzacja odbywa sie podczas prasowania.Skladniki do wytwarzania betonu sposobem wedlug wynalazku sa przed uzyciem dokladnie sortowane i ich udzial jest dokladnie regulowany, w celu uzyskania dokladnego zapelnienia wszystkich wnek i wglebien.Korzystnie jest stosowac material bogaty w krzemionke, a jej udzial procentowy powinien byc tak wysoki, jak tylko to jest mozliwe. Zawartosc cementu nie powinna byc wieksza niz to jest potrzebne do zapewnienia dobrego laczenia sie czastek materialu.Zawartosc wody w masie betonowej opuszczajacej betoniarke nie powinna byc wieksza od ilosci wody koniecznej do hydratacji cementu. Woda zawarta w betonie nie moze wystepowac w takiej ilosci, która podczas prasowania i wibracji, pod wplywem wyciskania powoduje otwarcie kapilar, jednoczesnie jednak ilosc wody dodawanej do cementu musi byc wystarczajaca do hydratacji.Beton miesza sie w betoniarce o mozliwie najwiekszej mocy w czasie okolo 10 do 15 minut, a nastepnie przenosi sie go do zasobnika o pojemnosci wynoszacej co najmniej 1,5 ladunku betoniarki. Przy ciaglym zaladunku ziarna cementu absorbuja wode w czasie co najmniej 20 minut. Nastepnie forme napelnia sie betonem i poddaje drganiom przez 20 do 30 minut przed wprowadzeniem do prasy. Czas ten moze byc krótszy jezeli temperatura wewnatrz zakladu wynosi +15°C. W tym czasie cement pochlania stosunkowo duza ilosc wody, która w wyniku zachodzacych reakejj pozostaje po procesie prasowania wewnatrz wytwarzanego produktu. ' Zewnetrzne warstwy cementu w wytworzonym elemencie moga absorbowac, poprzez kapilary, duze ilosci wody podczas procesu utwardzania za pomoca pary oraz przy zamoczeniu podczas magazynowania. Pomiedzy stanowiskiem napelniania form masa betonowa a stanowiskiem prasowania stosuje sie urzadzenie podnosnikowe sluzace do przenoszenia kilku form jednoczesnie.Obróbka masy betonowej w formie umozliwia wyeliminowanie por i kapilar wystepujacych pomiedzy skladnikami betonu.Gdy beton wprowadza sie do prasy i poddaje drganiom, skladniki cementu zawierajace wode absorbcyjna, zostaja tak scisniete, ze pozostaje tylko bardzo mala ilosc wody, która moze pozostac w wytwarzanym produkcie nie powodujac otwarcia kapilar. Przy maksymalnie wysokim cisnieniu prasowania i jednoczesnie duzej intensywnosci drgan, beton w którym zachodzi proces hydratacji, zostaje zgeszczony. Pod wplywem cisnienia i drgan, poszczególne skladniki kruszywa i cement lacza sie i zapelniaja wszystkie puste przestrzenie, dzieki zjawisku przyczepnosci tych skladników. Zjawisko to nie wystepuje w takim stopniu przy stosowaniu znanych sposobów wytwarzania betonu. Drgania o duzej intensywnosci moga byc stosowane tylko przy jednoczesnym stosowaniu prasowania i nie powinny byc inicjowane przed zastosowaniem narzedzia prasujacego. W przeciwnym przypadku wytwarzany element moze zostac rozdrobniony lub nawet forma pod wplywem uderzen moze spasc ze stolu.Drgania stosuje sie nie tylko w celu zgeszczenia masy, lecz równiez w celu dokladnego i równomiernego rozmieszczenia tej masy w otwartej formie, która nastepnie zostaje wprowadzona do prasy wibracyjnej o intensywnosci drgan wiekszej okolo 15 do 20 razy. Drgania stosuje sie w celu wymuszenia ruchu poszczegól¬ nych skladników kruszywa podczas prasowania, co ulatwia ich wzajemne laczenie sie.Po zamknieciu formy stosuje sie prasowanie, które zapewnia dobre przyleganie masy do wewnetrznych powierzchni formy i usuwanie pecherzy powietrznych. Prasowanie stosuje sie w taki sposób, aby nie nastapilo zbyt szybkie zageszczenie powierzchni masy, poniewaz utrudnia to odprowadzanie pecherzy powietrznych.Stwierdzono, ze korzystnie jest zwiekszac cisnienie do 1 kg/cm2 w czasie 5 sekund liczac od momentu zamkniecia formy, a nastepnie bardzo szybko zwieksza sie cisnienie do 15/20 kg/cm2 lub nawet do 30 kg/cm2.Koncowa wielkosc cisnienia jest uzyskiwana w przyblizeniu po 1 minucie.Podczas stopniowego zwiekszania cisnienia proces laczenia i rozmieszczania poszczególnych skladników masy powodowany glównie wibracja jest juz w stadium koncowym. Dla uzyskania mozliwie najwiekszego ruchu czastek kruszywa podczas prasowania powoduje sie powstawanie sily odsrodkowej w ten sposób, ze wszystkie wibratory wywolujace drgania, dzialaja jednoczesnie lecz w róznym kierunku, a mianowicie dolne i górne wibratory maja przeciwny kierunek dzialania. Wskutek tego moga wystapic przesuniecia boczne lub tarcie pomiedzy narzedziem prasujacym i materialem prasowanym. Tarcie, jezeli wystepuje jest jednak bardzo male, i gdy zwieksza sie cisnienie do wielkosci maksymalnej powoduje zwiekszenie intensywnosci prasowania, a ponadto zabezpiecza narzedzie prasujace przed przywieraniem do górnej powierzchni elementu betonowego.Dla bardziej skutecznego zabezpieczenia przed takim przywieraniem, tlok hydrauliczny zamocowany w prasie sluzy do przemieszczania formy o kilka centymetrów tuz przed prasowaniem od opuszczanego narzedzia prasujacego. Powoduje to zmniejszenie przyczepnosci betonu do formy, jak równiez to, ze powierzchnia formowanego elementu bedzie gladsza.71091 3 Kolejnym etapem obróbki po prasowaniu jest utwardzanie betonu pod dzialaniem wody i temperatury, w wyniku czego otrzymuje sie beton o duzej twardosci i wytrzymalosci, poniewaz ewentualne powstajace naprezenia zostaja eliminowane. Ponadto hydratacja i reakcja cementu z pozostalymi skladnikami kruszywa zostaje znacznie przyspieszona.Po etapie pielegnowania swiezo ulozonej masy betonowej, który odbywa sie w temperaturze otoczenia W czasie 1,5 do 2godz. bezposrednio po operacji prasowania, wytwarzane elementy sa przenoszone do tunelu, w którym przeprowadza sie utwardzanie betonu. W tunelu elementy przenoszone sa kolejno do nastepujacych po sobie komór. Temperatura we wstepnej czesci tunelu, do którego doprowadzana jest para, wynosi okolo 50°C, a w dalszych czesciach stopniowo wzrasta do w przyblizeniu od 120 do 140°C. Do dwóch ostatnich komór para jest wprowadzana przy nadcisnieniu wynoszacym okolo 0,2 atm.Kapilary i pory warstwy powierzchniowej betonu podczas doprowadzania pary do tunelu moga zostac calkowicie uszczelnione, korzystnie jest wiec stosowac wyzsze cisnienie, które spowoduje podczas procesu utwardzania betonu, zatrzymywanie wolnej wody uwiezionej wewnatrz wytwarzanego elementu. Zwiekszone cisnienie powoduje równiez szybsza absorbcje wody, a tym samym i szybsza hydratacje.W wyniku prasowania f wibracji zewnetrzna warstwa betonu wykazuje najwieksza zawartosc. Jezeli jednak beton zawiera bardzo mala ilosc wody, wtedy woda moze penetrowac do wnetrza warstwy powierzchniowej, powodujac rozprezanie ziarn cementu i wytwarzanie kapilar, w zaleznosci od tego w jakim stopniu cement w procesie utrwalania zostal przetworzony w uwodniony wapniokrzem. Woda moze byc absorbowana i moze penetrowac do warstwy powierzchniowej tylko na okreslona glebokosc, podczas gdy wnetrze zawiera tylko wode wchlonieta w pierwszym stadium wytwarzania betonu. Z tego wynika, ze wytrzymalosc warstwy powierzchniowej jest wieksza niz wytrzymalosc wnetrza, wskutek czego nawet elementy o duzych rozmiarach charakteryzuja sie dobra jakoscia. Jednakze stwierdzono, ze srednia wytrzymalosc nie przekracza 1000 kg/cm2.Temperatura tunelu, w którym przeprowadza sie utwardzanie, wzrasta sukcesywnie az do 140°C przy jednoczesnym zwiekszaniu cisnienia. Stwarza to korzystne warunki dla reakcji pomiedzy kwasem krzemowym, korzystnie wystepujacym w kruszywie oraz cementem, w wyniku czego uzyskuje sie lepsza jakosc produktu.Zastosowanie wymienionej wyzej temperatury powoduje równiez kompensacje naprezen.Wytwarzane elementy betonowe, narazone na zuzycie powodujace zmiany barw i porysowanie powierz¬ chni, poddaje sie po procesie utwardzania szlifowaniu lub wygladzaniu w celu usuniecia chropowatosci i nierównosci majacych znacznie mniejsza wytrzymalosc niz pozostala czesc elementu.Elementy z twardego betonu wytworzone sposobem wedlug wynalazku zatrzymuja wilgoc przez kilka dni po ich wyprodukowaniu j nie sa podatne na wysuszenie tak jak elementy wyprodukowane konwencjonalnymi metodami. Dalsza zaleta rozwiazania wedlug wynalazku jest to, ze mimo zlozonosci procesu, który z techniczne¬ go punktu widzenia jest bardziej skomplikowany od znanych, a wiec bardziej kosztowny, jednak umozliwia zastosowanie pelnej automatyzacji.Rozwiazanie wedlug wynalazku jest przedstawione przykladowo na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje schematycznie urzadzenie do wytwarzania elementów betonowych, w widoku z góry, fig. 2, — stanowisko napelniania form w widoku z boku, fig. 3 — stanowisko prasowania w widoku z boku, fig. 4 — stanowisko otwierania form w widoku z boku, fig. 5 - stanowisko prasowania w widoku z boku, podobne jak na fig. 3, lecz przystosowane do wytwarzania plytek dachowych, fig 6 — szlifierke do wygladzania elementów krawezniko¬ wych, fig. 7 i fig. 8 - narzedzie do szlifowania w widoku z boku obróconym o 90°. J w stosunku do widoku z fig. 6, a fig. 9 i fig. 10 pokazuja stanowisko ukladania gotowych elementów na palety.Ze stanowiska 1 podaje sie jedno za drugim dno formy w zaleznosci od potrzeby, a nastepnie sklada sie cala forme z elementów dostarczanych przenosnikiem 26 ze stanowiska 5. Ksztalt i liczba czesci skladowych formy jest zalezna oczywiscie od ksztaltu wytwarzanych elementów betonowych. Zlozone formy 19, 20, przenosi sie na stanowisko napelniania 3. Gdy forma znajduje sie pod zbiornikiem 23 betonu dostarczanego z urzadzen wytwarzajacych mase betonowa, przenosnikiem 25, wtedy obniza sie rame 17, wskutek czego dna form oddzielane sa od walków przenosnikowych 18 i opieraja sie na belkach 21 wprawionych w ruch drgajacy za pomoca urzadzenia wibracyjnego 22. Gdy forma zostanie wprawiona w ruch wibracyjny, wtedy ze zbiornika 23 z walkiem podajacym 24 wyplywa do formy dokladnie odmierzona ilosc materialu. Ruch wibracyjny stosuje sie tak dlugo az zostana usuniete wszystkie pecherze powietrza i forma zostanie dokladnie i równomiernie zapelniona. Nastepnie unosi sie rame 17 do góry i zapelniona forme przenosi sie na stanowisko 4.Po ustawieniu formy na stanowisku prasowania w dokladnie wyznaczonej pozycji w stosunku do górnej polówki 33 formy, znajdujacej sie w jej polozeniu górnym, opuszcza sie te górna polówke 33 wraz z glowica prasy 34. Gdy forma zostanie zamknieta wlacza sie wibratory 30 i 35. Wibratory na stanowisku prasowania sluza nie tylko do równomiernego rozlozenia masy betonowej, lecz równiez lacznie z sila prasowania powoduja zwiekszenie gestosci i wytworzenie kontaktu pomiedzy czastkami masy betonowej. Tak wiec prasowanie4 71 091 i poddawanie wibracji odbywa sie równoczesnie, przy czym sile prasowania zwieksza sie stopniowo, az do maksymalnej wielkosci i forme poddaje sie drganiom przy duzej sile uderzen. Gdy opuszcza sie glowice 34 prasy, walki 18 napiete za pomoca sprezyn, opuszczaja sie w dól, tak ze forma 19, 20 opiera sie na blokach 31 polaczonych z wibratorami 30.Wysokie sprezenie betonu powoduje duza jego przyczepnosc do scianek formy i dlatego sciany formy musza byc wewnatrz bardzo gladkie i powleczone srodkiem ulatwiajacym oddzielenie gotowego wyrobu. Przed otworzeniem formy przesuwa sie równolegle boczne czesci formy 20 za pomoca elementów hydraulicznych prasy 28, które sa przemieszczane odpowiednio do przesuwu górnej polówki formy 33 i dna 19, tak ze odpowiadajace im powierzchnie zostaja odkryte.Gdy glowica prasy 34 zostanie uniesiona, polówki formy rozdzielone i jednoczesnie walki 18 uniesione do góry pod wplywem dzialania sprezyn, wtedy forma 19, 20 moze byc przenoszona do nastepnego stanowiska 5, na którym przeprowadza sie wyjmowanie gotowego elementu betonowego z formy. Czesci formy 20 sa unoszone za pomoca mechanizmów podnosnikowego 38 i zawracane do ponownego uzycia poprzez przenosnik 26.Uformowane elementy osadzone na dnach form, sa przenoszone wzdluz stanowiska 6, przy czym czas przenoszenia elementów betonowych przez to stanowisko 6 wynosi 3 do 4 godzin. Po tym odstepie czasu elementy sa wprowadzane do tunelu 7, gdzie poddaje sie je utwardzaniu za pomoca pary. Tunel 7 jest podzielony < na pewna liczbe oddzielnych komór, w których w czasie okolo 6 godzin, elementy betonowe poddaje sie dzialaniu ciepla i wilgoci, przez wprowadzanie pary do wnetrza tunelu. Po przejsciu tunelu dna formy wraz ze znajdujacymi sie na nich elementami betonowymi przenosi sie przenosnikiem 15 do stanowiska 8 i oddziela sie dna form po czym elementy przerzuca sie za pomoca urzadzen wyrzutnikowych, na stanowisko 16. Na stanowisko 16 pret 45 chwyta i gromadzi wszystkie doprowadzone elementy betonowe, a nastepnie stopniowo jeden po drugim poddaje te elementy do szlifierki 8.Na szlifierce 9 wygladza sie powierzchnie uformowanych elementów betonowych. W przypadku produkcji krawezników ulicznych, musza byc wygladzone ich trzy powierzchnie boczne oraz lukowe czesci powierzchni.Szlifowanie przeprowadza sie w kierunku wzdluznym, przenoszonego powoli kraweznika. Tarczeszlifierskie 48, 64, 65 sa unoszone do góry zanim doprowadzany element betonowy nie znajdzie sie w ich zasiegu. Gdy na kólko 59 wywiera nacisk element 47 podnoszac je do góry, ramie 58 zabezpiecza sie przed przechylem za pomoca ogranicznika 60. W wyniku tego unosi sie do góry ramie 51 unoszac równiez tarcze szlifierska 48, wtedy jego przednia czesc naciska kólko 56, co powoduje wychylenia ramienia dzwigni 53 w kierunku zgodnym z kierunkiem ruchu wskazówek zegara, poprzez ramie 55. Na skutek dzialania preta 61, ramie 58 z kólkiem 50 styka sie z elementem obrabianym, podczas gdy ramie 51 oraz tarcza 48 sa opuszczane az do zetkniecia sie z powierzchnia tego elementu. Ramie 55 zajmuje stopniowo polozeni* ukosne, gdy nacisk kólka 56 jest wiekszy od sily dzialania sprezyny 57. Ramie 55 wygina sie do tylu az do oparcia sie o górna powierzchnie obrabianego elementu, dzieki czemu eliminuje sie ewentualne przeszkody przy przesuwie elementu szlifowanego.Ramie dzwigni 53 wraz z kólkiem 54 równiez jest oparte na górnej powierzchni szlifowanego elementu. Cisnienie konieczne do przeprowadzenia szlifowania uzyskuje sie przez obciazenie tarczy szlifierskiej 48 oraz tulei 50, lecz mozna równiez dodatkowo zastosowac sprezyne.Po oszlifowaniu elementy betonowe przenosi sie na stanowisko paletowania 10. Ze szlifierki elementy przenoszone sa jeden za drugim przenosnikiem 12 na pomost 68 z urzadzeniem nosnym 69, polaczonym z urzadzeniem impulsowym 70. Podczas przemieszczania w dól pomostu, elementy 47 umieszcza sie bezposred¬ nio na palecie 71 i uklada sie ich pierwsza warstwe. Po kazdym przesuwie poziomym, tasma przenosnikowa 73 unosi sie do góry. Po osiagnieciu polozenia górnego, wlacza sie urzadzenie impulsowe 83 i element zatrzymujacy 82. W tym momencie uruchomione zostaja haki urzadzenia zaciskowego, które powoduja zwolnienie najnizej polozonego elementu dystansowego 72, który opada na warstwe elementów 47. Nastepnie przenosnik 73 wraz z paleta wraca do pozycji wyjsciowej, przy czym rama 76 zostaje obnizona do wysokosci odpowiadajacej grubosci ulozonych warstw na palecie. Jednoczesnie elementy zaciskowe 81 wracaja do polozenia wyjsciowego, w którym elementy dystansowe 72 zostaja zacisniete i zabezpieczone przed wypadaniem.W sposób opisany powyzej na palecie 71 zostaje ukladana warstwa po warstwie az do zadanej wysokosci.Wtedy zostaje zmieniona paleta, automatycznie, za pomoca znanych do tego celu rozwiazan, lub tez recznie po nadaniu sygnalu przez urzadzenia sygnalizacyjne wbudowane w kolumnie 77.Przy wytwarzaniu elementów betonowych o innym ksztalcie niz przykladowo opisane krawezniki i dachówki, urzadzenia ladujace sa zmodyfikowane odpowiednio do rozmiarów i ksztaltu tych elementów. PL