Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• Глава 1. Теоретические аспекты уплотнения мелкозернистых бетонных смесей под действием высокочастотных колебаний
• 1.1 Теоретические основы исследования и их обоснование
• 1.2 Влияние параметров механического воздействия в процессе вибропрессования на физико-механические свойства бетона
• 1.3 Тиксотропные свойства мелкозернистых бетонных смесей под действием высокочастотных колебаний
• Глава 2. Материалы и методы исследования, применяемые в работе
• 2.1 Определение свойств материалов, потенциально возможных к использованию, и отбор оптимальных вариантов
• 2.1.1 Вяжущее
• 2.1.2 Вода
• 2.1.3 Заполнитель
• 2.2 Разработка методики уплотнения образцов при подборе составов вибропрессованных изделий
• 2.3 Описание процесса подбора первичного состава бетонной смеси
• 2.4 Общие выводы по подбору первичного состава
• Глава 3. Анализ воздействия высокочастотных колебаний в процессе уплотнения на мелкозернистую бетонную смесь
• 3.1 Влияние коэффициента уплотнения мелкозернистой бетонной смеси на физико-механические свойства получаемых образцов
• 3.2 Влияние В/Ц соотношения мелкозернистой бетонной смеси на физико-механические свойства получаемых образцов
• 3.3 Влияние частоты колебания вибростола на физико-механические свойства получаемых образцов
• 3.3.1 Исследование зависимости времени уплотнения от частоты колебания виброплощадки
• 3.3.2 Исследование зависимости прочности при сжатии от частоты колебаний виброплощадки
• 3.4 Исследование влияния давления на бетонную смесь в процессе вибропрессования на физико-механические свойства получаемых образцов
• Глава 4. Разработка технологии уплотнения мелкозернистых бетонных смесей под действием высокочастотных колебаний
• 4.1 Описание технологического процесса изготовления вибропрессованных изделий
• 4.1.1 Технологическая схема процесса изготовления вибропрессованных изделий
• 4.2 Конструкция вибропресса
• 4.2.1 Принцип работы вибропресса
• 4.2.2 Технологические циклы работы вибропресса
• 4.3 Процесс вибропрессования мелкозернистых бетонных смесей
• 4.3.1 Формование изделий на вибропрессе "ГЕВИТ-БЛОК"
• 4.4 Методы контроля технологического процесса
• Глава 5. Применение в промышленных масштабах методики оптимизации уплотнения мелкозернистых бетонных смесей под действием высокочастотных колебаний
• 5.1 Подбор состава мелкозернистого бетона для производства дорожных изделий методом вибропрессования с определением оптимальных параметров воздействия высокочастотных колебаний на предприятии ООО "Микма-Бетон" г. Великие Луки
• 5.1.1 Испытание сырьевых материалов
• 5.1.2 Подбор состава мелкозернистого бетона для дорожных изделий
• 5.1.3 Общие выводы и рекомендации
• 5.2 Подбор состава мелкозернистого бетона для производства дорожных изделий методом вибропрессования с определением оптимальных параметров воздействия высокочастотных колебаний на предприятии ООО "Завод ЖБИ-1" г. Псков
• 5.2.1 Испытание сырьевых материалов
• 5.2.2 Общие выводы и рекомендации
• Заключение
• Список использованных источников

Введение

Актуальность работы

Получение качественного и экономически выгодного продукта - мелкоштучных бетонных изделий произведенных по технологии вибропрессования мелкозернистых жестких бетонных смесей делится на два направления: подбор бетонной смеси и технологических режимов формования.

Традиционные мелкозернистые жесткие бетоны представляют собой трехкомпонентную систему из вяжущего, заполнителей и воды. В последние годы все большее значение приобретает использование добавок и наноматериалов, приводя к тому, что современный мелкозернистый жесткий бетон постепенно превращается в пятикомпонентную систему, обеспечивающую большую свободу в подборе бетонной смеси.

На процесс уплотнения влияет большое количество регулируемых параметров, которые по-разному влияют и вдобавок накладываются друг на друга:

частота колебаний вибростола;

амплитуда колебаний вибростола;

давление пассивного или активного пригруза;

время протекания процессов и др.

Широкая номенклатура бетонных и железобетонных изделий производится с использованием виброплощадок различающихся по конструкции стола, опор, типа вибровозбудителя, с давлением на смесь активного или пассивного пригруза. В большинстве современных виброплощадок используются круговые, вертикальные или горизонтальные колебания, которые создаются дебалансами возбудителями. Анализ работ российских ученых Десова Л.Е., Агамирзян Л.С., Баженова Ю.М., Сивко В.И., Гусева Б.В. и Зименко В.Г. и др. авторов по исследованию динамики технологического процесса виброуплотнения в резонансных и за резонансных режимах, с однонаправленными или многокомпонентными колебаниями, с пассивным или активным пригрузом, показывает необходимость программного управления параметрами в процессе технологической операции вибропрессования: частотой колебаний вибровозбудителя, амплитудой колебаний вибростола, давлением активного пригруза и др.

В работе Галицкого К.С. решена задача согласованного управления частотой и амплитудой вертикально направленных колебаний бетонной смеси при уплотнении на виброплощадке с двухвальным дебалансным вибровозбудителем. Однако вопрос о согласованном управлении углом направления и частотой колебаний уплотняемой бетонной смеси остается открыт. Технологическая необходимость управления этими параметрами показана в работах Гусева Б.В., Зименко В.Г. Решение этой задачи требует, прежде всего, создания конструкции виброплощадки, обеспечивающей изменение частоты и соответственно амплитуды колебаний в процессе вибропрессования. Данная конструкция была создана коллективом научно-производственной компании "ГЕВИТ" в 2007 г. и активно применяется на многих предприятиях.

Математическому описанию и исследованию динамики колеблющихся вибрационных систем посвящено значительное количество работ Бидермана В.Л., Быховского И.И., Пановко Я.Г., Губанова И.И., Рагульскиса Л.К., Рагульскиса К.М. и др., но описания и исследования процесса вибропрессования с регулированием вибрационных характеристик во времени формования изделия в данных работах отсутствует.

В настоящее время сдерживающим фактором в данном направлении исследования является высокая стоимость и сложность проведения лабораторных испытаний, а в большинстве случаев просто отсутствие соответствующего лабораторного оборудования.

Таким образом актуальными являются исследования по изучению протеканию реологических процессов вибропрессования мелкозернистых жестких бетонных смесей в процессе вибрационного воздействия с изменяемыми вибрационными характеристиками.

Цель и задачи работы

Целью настоящей работы является определение оптимальных вибрационных параметров в процессе вибропрессования, а именно оптимального давления пассивного пригруза и частотных характеристик вибровозбудителя в зависимости от фракционного состава заполнителя.

В соответствии с целью работы определены следующие задачи:

разработать устройство позволяющее формовать жесткую мелкозернистую смесь с пассивным пригрузом на стандартной виброплощадке и в стандартной форме;

провести исследование с определением степени уплотнения мелкозернистых бетонов с различным гранулометрическим составом в зависимости от давления пассивного пригруза, при частоте колебаний 50 Гц;

провести аналогичные испытания при частоте от 30 до 80 Гц;

применить полученные результаты на заводах производства мелкоштучных бетонных изделий выпускаемых методом вибропрессования с немедленной распалубкой.

Научная новизна

1. Определены оптимальные режимы вибропресования для рассмотренных мелкозернистых бетонных смесей.

2. Составлены рекомендации по подбору состава с учетом технологии вибропрессования.

Достоверность и обоснованность полученных результатов и выводов, приведенных в работе, обеспечено:

соответствием полученных результатов с общими положениями строительного материаловедения;

использованием комплекса физико-механических методов исследования свойств бетонов;

вибропрессование бетонная смесь мелкозернистый

применением стандартизированных методов испытаний физико-механических свойств бетонов.

Практическая значимость

разработка технологии получения мелкозернистых бетонных изделий с более высокими прочностными характеристиками под действием высокочастотных колебаний по сравнению изделий с идентичным составом, но уплотненных при стандартных параметрах вибрации;

установлено оптимальное значение вибрационных характеристик от гранулометрического состава для получения максимального коэффициента уплотнения мелкозернистой бетонной смеси.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы представлены на XV международной конференции "Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии".

Публикации

По результатам исследований сданы в печать следующие работы:

1. Уруев В.М., Фадин А.И., Афанасьева К.А., Петренко А. В Исследование зависимости физико-механических свойств мелкозернистого бетона на основе отходов дробления отвальных доменных шлаков от технологических фокторов в процессе вибропрессования // сборник материалов XV Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии", 1-3 июля 2014 г. - Тула: Изд-во ТулГУ. - 2014.

2. Уруев В.М., Фадин А.И., Афанасьева К.А., Петренко А. В Исследование зависимости физико-механических свойств мелкозернистого бетона на основе отходов дробления отвальных доменных шлаков от частоты колебаний виброплощадки // сборник материалов XV Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии", 1-3 июля 2014 г. - Тула: Изд-во ТулГУ. - 2014.

Объем и структура работы

Магистерская диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и содержит 97 страниц, в том числе 32 таблицы и 23 рисунка, список литературы из 60 наименований.

На защиту выносятся

Результаты экспериментальных исследований поведения мелкозернистой бетонной смеси под действием высокочастотных колебаний, зависимости прочностных характеристик от частоты колебаний вибростола и давления пассивного пригруза.

Глава 1. Теоретические аспекты уплотнения мелкозернистых бетонных смесей под действием высокочастотных колебаний

1.1 Теоретические основы исследования и их обоснование

Проблемы создания более плотных упаковок дисперсно-зернистых систем под действием высокочастотных колебаний для получения бетонных изделий с высокими физико-механическими свойствами остаются не только актуальны, но с каждым годом возрастает в связи со стремлением уменьшить себестоимости бетонных изделий.

При изучении формирования плотных структур дисперсно-зернистых материалов выделены два подхода:

получение наилучшей геометрической упаковки посредством гранулометрического анализа и получения наименьшей межзерновой пустотности. В расчетах пористости большинство исследователей [1-3] [1] [2] [3] [4] используется представления о возможных упаковках сферических частиц одномодального или полимодального распределения. Наименее плотной и менее устойчивой считается кубическая упаковка, для которой расчетная меж зерновая пористость, при монодисперсных частицах, составляет 47,6 %. Наиболее плотной считается гексагональная упаковка с 12-точечными меж частичными контактами, для которой расчетная меж зерновая пористость при монодисперсных частицах составляет 25,95 %.

получение наилучшей упаковки посредством оптимизации процесса уплотнения бетонной смеси. Данный подход не исключает первый, который ориентирован на частицы достаточной крупности, с малой удельной поверхностью и, соответственно, малой избыточной поверхностной энергией. Кроме того, подход не учитывает роль воды, которая играет особую роль. Она заполняет меж зерновые поры, покрывает частицы порошка в виде структурированных пленок, обладая при этом особыми свойствами (повышенной плотностью, электростатичностью и др.). И здесь главное место занимают поверхностные и капиллярные силы, которые регулируют взаимное расположение фаз в объеме системы и определяют условия влагопереноса, величины межфазовых поверхностей, распределение пленочного и капиллярного давлений и вносят существенные изменения в структурные построения композиционного материала, а именно самоуплотняют саморазуплотняют систему [4-11] [5] [6] [7] [8] [9] [10].

В бетонной смеси зерна заполнителя занимают большую часть ее объема и долевое содержание цементного геля составляет от 20 до 30 %. Тем не менее упругопластичновязкая составляющая влияет на изменение реологических свойств бетонной смеси при механическом воздействии.

В данной работе рассматриваются мелкозернистые бетонные смеси, с размером частиц до 10 мм. Для компактной упаковки зерен вполне достаточно интенсивное встряхивание при амплитуде, способной вызвать перемещение зерен. И чем больше масса зерен, тем значительнее должна быть амплитуда колебаний [11].

В вязкопластичной бетонной смеси зерна заполнителя находятся во взвешенном состоянии и перемещению их препятствует структурная вязкость цементного геля. Для того чтобы зерна заполнителя получили возможность более компактно взаиморасположиться в пространстве, необходимо нарушить или вовсе разрушить структурные связи в цементном геле.

1.2 Влияние параметров механического воздействия в процессе вибропрессования на физико-механические свойства бетона

Исследованию и изучению технологического процесса производства бетонных изделий из мелкозернистого бетона посвящено значительное количество работ [13-28]. [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27]

Согласно которым его можно подразделять на следующие технологические операции: подбор состава бетонной смеси, приготовление и транспортирование бетонной смеси, укладка и формование, а также обеспечение требуемого режима твердения бетона. Учитывая, что данная работа посвящена процессу уплотнения бетонной смеси под действием высокочастотных колебаний рассмотрим технологический процесс - формование.

Формование - основная технологическая операция, определяющая в значительной степени прочностные характеристики, качество и долговечность мелкозернистого бетона, т.к. именно в данной технологической операции обеспечивается максимальное уплотнение свежеотформованного бетонного изделия. В настоящее время основным и наиболее эффективным способом формования мелкоштучных бетонных изделий из жестких мелкозернистых бетонных смесей является метод вибропрессования с немедленной распалубкой - метод уплотнения, основанный на использовании тиксотропных свойств бетонной смеси [7,29-31] [28] [6] [29] [30], которые проявляются в виде разжижения бетонной смеси при механическом, колебательном воздействии на нее.

При изготовлении тяжелых бетонов по традиционным схемам формования контроль качества уплотнения обычно не производится. изготовитель довольствуется органолептическими признаками уплотнения, например, появлением цементного молока на поверхности изделия. Практика изготовления подтверждает достаточность этих признаков, в первую очередь, из-за запасов по удобоукладываемости, закладываемых при проектировании состава для упрощения этапа формования. Платой за повышение удобоукладываемости является увеличение расхода цемента, однако руководство предприятий охотно идет на это, считая, что качественное уплотнение при использование нестабильных по свойствам заполнителей является достаточной компенсацией за перерасход цемента.

При изготовлении изделий и конструкций из мелкозернистого бетона, где цементного теста всегда больше, чем в тяжелых бетонах, появление цементного молока на поверхности формуемого изделия уже недостаточный признак качественного уплотнения.

В "Рекомендациях по изготовлению конструкций из песчаных бетонов" [31] указывается, что достаточным признаком качественного уплотнения цементно-песчаных смесей является получение коэффициента уплотнения . В ряде других работ [33-38] [6, 32, 33, 34, 35] [36] [37] коэффициент уплотнения должен составлять:

,

где - плотность свежеотформованного бетона, - абсолютная плотность бетона.

Контролем коэффициента уплотнения должно сопровождаться как проектирование состава, так и изготовление конструкций. Это особенно важно для мелкозернистых бетонов, где недоуплотнение - основной дефект при массовом производстве мелкоштучных изделий из особо и сверхжестких бетонных смесей.

В процессе взаимодействия цемента с водой образуются коллоидные материалы, большая часть которых находится в виде геля, которому присуще явление тиксотропии при механическом воздействии [39-41] [38] [39] [40].

На частицы внутри уплотняемой бетонной смеси действуют силы внутреннего трения, сцепления, инерции, реакции опалубки и тяжести. Их величина зависит от поверхности, через которую передаются колебания, характера вынуждающей силы, гранулометрического состава бетонной смеси, водоцементного отношения и др. Под действием этих сил можно выделить три типа движения частиц бетонной смеси [42-44] [41] [42] [43]: индивидуальное движение каждой частицы, относительное положения равновесия бетонной смеси, интегральное колебательное движение бетонной смеси как сплошной среды и равномерное перемещение частиц из одного положения равновесия в другое, происходящее преимуществеyно, в поверхностном слое. Следует отметить, что положительное влияние на уплотнение бетонной смеси оказывает лишь сила тяжести самой бетонной смеси и сила тяжести инерциального пригруза, стремящаяся уплотнить бетонную смесь в одном направлении. Ее действие еще более усиливается в результате того, что при распространении колебаний в бетонной смеси резко уменьшаются силы внутреннего трения, в следствии тиксотропного разжижения.

При вибропрессовании происходит два одновременных процесса: уплотнение и формообразование. Процесс уплотнен ия условно можно разделить на три основные стадии: упаковку составляющих, их сближение и компрессионное обжатие [45-47] [44] [45] [46].

В исходном состоянии жесткая мелкозернистая бетонная смесь напоминает сыпучее тело, обладающее некоторым сцеплением и значительным содержанием воздуха (до 15 % от общего объема бетонной смеси). В течение первой стадии происходит перекомпоновка заполнителя, стремящихся занять более устойчивое положение друг относительно друга. Продолжительность этой стадии 5-25 сек, в зависимости от жесткости бетонной смеси.

На второй стадии происходит сближение частиц смеси и их обволакивание цементным тестом. Продолжительность стадии от 5-180 сек в зависимости от применяемой технологии и оборудования. Эта стадия характеризуется появлением большого количества контактов между зернами, удаление значительной части воздуха, перемещением цементного теста и сравнительно малым изменением плотности. Однако именно эта стадия виброуплотнения предопределяет необходимые свойства бетона. Для интенсивного протекания данной стадии [47] целесообразно производить виброуплотнение на частотах 40-60 Гц, при преимущественно вертикальных составляющих колебаний.

Третья стадия компрессионного обжатия в технологии вибропрессования мелкозернистого бетона позволяет дополнительно перераспределить компоненты с уменьшением пустот, при одновременным заполнением их излишками цементного теста, более равномерно распределить поровую воду и обжать контакты между зернами.

При формообразовании протекающем одновременно с уплотнением, осуществляется придание изготовляемому изделию определенной конфигурации и заданных геометрических размеров. Формообразование при использовании жестких мелкозернистых бетонных смесей заканчивается на третий стадии [33, 49] [32] [48].

В последние годы как за рубежом, так и в отечественной практике все более широко применяются способы интенсивного уплотнения бетонных смесей.

При интенсивном уплотнение используются жесткие, особо и сверхжесткие смеси, что позволяет не только сократить расход цемента, но и принципиально изменить схему производства - исключить формы из технологического процесса.

Качественно уплотненные жесткие бетонные смеси способны самостоятельно удерживать форму, а особо и сверх жесткие - допускают немедленную расформовку и перемещение изделий на поддоне или непосредственно самого изделия.

1.3 Тиксотропные свойства мелкозернистых бетонных смесей под действием высокочастотных колебаний

Тиксотропия - особенность систем изменять свои свойства (предельную текучесть или структурную вязкость) при механических (динамических) воздействиях.

В жестких бетонных смесях для тиксотропного разжижения требуются высокие частоты, а для компактной упаковки зерен заполнителя в бетонной смеси необходима большая амплитуда колебаний. Однако совместить одно с другим достаточно сложно, поэтому для таких смесей эффективна двухчастотная вибрация, но данная технология имеет ограниченное применение в виду ее технической сложности.

Тиксотропия бетонной смеси может быть вызвана высокочастотными колебаниями любой направленности. Однако для плотной упаковки зерен мелкого заполнителя и предотвращения его разрыхления при вибрации появляется необходимость в создании направленного давления на бетонную смесь.

Тиксотропные явления в основном зависят от интенсивности и частоты при динамическом воздействии. По гипотезе П.А. Ребиндера и его последователей [50-52] [49] [50] [51] существует определенное значение скорости сдвига при вибрировании, вызывающее переход бетонной смеси из состояния упруго-пластического в состояние временной текучести. Если медленно повышать скорость сдвига, то в начале процесса разжижения не произойдет. После достижения некоторого определенного значения скорости наблюдается переход в состояние временной текучести, при повышении скорости структурная вязкость понизится еще больше, но уже дальнейшее увеличение сдвига не вызовет снижение вязкости, а приведет к расслоению смеси и уменьшению прочности бетона. Зависимость структурной вязкости от интенсивности колебаний имеет вид [50]:

где: - вязкость предельно разрушенной структуры; - коэффициент тиксотропии; - интенсивность колебаний, пропорциональная скорости.

Различные исследователи определяют эффективность виброуплотнения в завсимости от удобоукладываемости бетонной смеси, размеров частиц заполнителя, количества жидкой фазы, амплитуды, частоты, формы колебаний, направления вибрации.

Дискуссионным остается вопрос о влиянии частоты колебаний на уплотнение бетонной смеси. Некоторые исследователи частоту колебаний рассматривают с точки зрения возможного резонанса самих частиц.А.Е. Десов, Г.Я. Куннос, объясняют явление резонанса тем, что бетонная смесь обладает упругими свойствами и подтверждают зависимость эффективности частоты вибрирования от размеров частиц заполнителя. Для объяснения явлений резонанса вводилось понятие от резонансе частиц смеси определенной крупности.

Значения собственных частот колебаний в пределах от 10 до 200 Гц для цементного геля в зависимости водосодержания получены И.Н. Ахвердовым [11].

Идея резонанса частиц привела к предположению об эффективности поличастотной вибрации. В работах Г.Я. Кунноса, В.Н. Шмигальского и других исследователей показана зависимость эффективности поличастотного вибрирования от соотношения частот и угла сдвига фаз между составляющими колебаниями, что возможно лишь в том случае, когда одно из составляющих увеличивает интенсивность другого, т.е. при возрастании суммарной амплитуды колебаний.

Оптимальное значение амплитуды колебаний взаимосвязано с частотой, крупностью заполнителя, жесткостью бетонной смеси. Экспериментально установлено, что с увеличением жесткости смеси и крупности заполнителя амплитуду следует повышать. Очевидно, что каждый конкретный способ уплотнения требует определенной оптимальной амплитудной области в зависимости от свойств бетонной смеси. Значения между минимальной и максимальной амплитудой характеризуют область технологической устойчивости режимов виброуплотнения.

Рекомендации по рациональным амплитудно-частотным параметрам разноречивы, однако ясно, что ни частота, ни амплитуда однозначно не определяют эффект виброуплотнения. В связи с этим оценка критерия эффективности вибрации должна включать сочетания этих двух параметров. Эффект вибрационного воздействия определяется интенсивностью . В работах по физико-химической механике в качестве интенсивности принята скорость колебаний

( - амплитуда колебаний, мм; - угловая частота колебаний, рад/с)

где - частота колебаний, Гц

при оценке эффективности вибрационного воздействия формовочного оборудования используют различные сочетания амплитуды и частоты , в которых значения i и k принимают в пределах .

Наиболее часто в качестве критерия вибровоздействия принимаются сочетания:

- ускорение [53-56] [52] [53] [54] [55];

- затраченная работа [49];

- энергия [48] [56];

- резкость [57]

Ускорение и энергетические критерий примерно однозначно определяют процесс уплотнения умеренно подвижных и подвижных смесей. Однако предпочтение следует отдавать ускорения, которое можно замерять с использованием существующих датчиков. Значение ускорения также однозначно характеризует процесс при ассиметричных (ударно-вибрационных) режимах колебаний. Зависимость справедлива для определенных условий, например, виброистедение бетонной смеси через щель экструдера (вибронасадка).

В "Рекомендациях по виброформованию железобетонных изделий" [58] определяющими параметрами назначены ускорение или энергия .

Глава 2. Материалы и методы исследования, применяемые в работе

2.1 Определение свойств материалов, потенциально возможных к использованию, и отбор оптимальных вариантов

2.1.1 Вяжущее

При выполнении работы по подбору первичного состава мелкозернистого бетона использовался цемент ЦЕМ I 42,5Н ГОСТ 31108-2003 с нормальной густотой цементного теста (по ГОСТ 310.3) НГ=26,5%, производства ЗАО "Осколцемент"

2.1.2 Вода

Вода применяемая для затворения бетонной смеси соответствует ГОСТ 23732.

2.1.3 Заполнитель

В качестве заполнителя для подбора первичного состава были рассмотрены:

песок Николаевского карьера (Украина);

песок Чаадаевского карьера (Пензенская область);

песок из отсева дробления гр. щебня партия 1 Павловского карьера (Воронежская область);

песок из отсева дробления гр. щебня партия 2 Павловского карьера (Воронежская область);

песчано-щебеночная смесь фр 0-5 (Пензенская область);

песчано-щебеночная смесь фр 0-10 (Пензенская область);

Физико-механические характеристики заполнителя определялись по ГОСТ 8735.

Таблица 1 - Результаты испытаний песка Николаевского карьера

№ п/п	Наименование показателей	Ед. изм.	Результаты испытаний	Требования ГОСТ 8736 - 93
1	2	3	4	5
1	Влажность	%	2,9	-
2	Насыпная плотность песка в естественном состоянии	кг/м3	1260	-
3	Насыпная плотность песка в сухом состоянии	кг/м3	1390	-
4	содержание в песке пылевидных и глинистых частиц	%	2	не более 5
5	Содержание глины в комках		0	не более 0,5
6	Содержание органических примесей	-	Раствор светлее эталона	Раствор бесцветный или светлее эталона
7	Зерновой состав песка: содержание зерен крупностью свыше 10 мм содержание зерен крупностью свыше 5 мм полный остаток на сите №063 содержание зерен крупностью менее 0,16 мм	% % % %	0 0 2 2	не более 0,5 не более 10 св.10 до 30 не более 20
8	Модуль крупности (Мкр.)	-	1,36	группа "очень мелкий" св.1 до 1,5

Таблица 2 - Результаты определения зернового состава песка

Остаток на ситах	Размер отверстий сит, мм
	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	дно
Частный, %	0	0	2	34	62	2
Полный, %	0	0	2	36	98	100

Таблица 3 - Гранулометрический состав песка

Размер зерен	+2,5; - 5	+1,25; 2,5	+0,63; 1,25	+0,315; 0,63	+0,14; 0,315
Кол-во по массе	0	0	2	34	62
Рекомендуется для вибро-прессованного бетона	30	20	20	20	10

В соответствии с ГОСТ8736-93 песок Николаевского карьера по зерновому составу относится к группе " очень мелкий", класс I

По гранулометрическому составу песок не удовлетворяет требованиям, которые предъявляются для мелкозернистых бетонов, по содержанию зерен размером 2,5 - 5 мм, 1,25 - 2,5 мм, 0,63 - 1,25мм, 0,315-0,63 мм, 0,14 - 0,315 мм и в дальнейшей работе применяться не будет.

Таблица 4 - Результаты испытаний песка Чаадаевского карьера

№ п/п	Наименование показателей	Ед. изм.	Результаты испытаний	Требования ГОСТ 8736 - 93
1	2	3	4	5
1	Влажность	%	4,5	-
2	Насыпная плотность песка в естественном состоянии	кг/м3	1150	-
3	Насыпная плотность песка в сухом состоянии	кг/м3	1380	-
4	содержание в песке пылевидных и глинистых частиц	%	2,5	не более 5
5	Содержание глины в комках		0	не более 0,5
6	Содержание органических примесей	-	Раствор светлее эталона	Раствор бесцветный или светлее эталона
7	Зерновой состав песка: содержание зерен крупностью свыше 10 мм содержание зерен крупностью свыше 5 мм полный остаток на сите №063 содержание зерен крупностью менее 0,16 мм	% % % %	0 0 6 1	не более 0,5 не более 10 св.30 до 45 не более 20
8	Модуль крупности (Мкр.)	-	1,55	группа "мелкий" Св.1,5 до 2,0

Таблица 5 - Результаты определения зернового состава песка

Остаток на ситах	Размер отверстий сит, мм
	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	дно
Частный, %	25	15	17	16	12	15
Полный, %	25	40	57	73	85	100

Таблица 6 - Гранулометрический состав песка

Размер зерен	+2,5; - 5	+1,25; 2,5	+0,63; 1,25	+0,315; 0,63	+0,14; 0,315
Кол-во по массе	0	0	6	43,5	49,5
Рекомендуется для вибро-прессованного бетона	30	20	20	20	10

В соответствии с ГОСТ8736-93 песок Чаадаевского карьера по зерновому составу относится к группе "средний", класс I

По гранулометрическому составу песок не удовлетворяет требованиям, которые предъявляются для мелкозернистых бетонов, по содержанию зерен размером 2,5 - 5 мм, 1,25 - 2,5 мм, 0,63 - 1,25мм, 0,315-0,63 мм, 0,14 - 0,315 мм.

Таблица 7 - Результаты испытаний песка из отсевов дробления гранитного щебня партия №1

№ п/п	Наименование показателей	Ед. изм.	Результаты испытаний	Требования ГОСТ 8736 - 93
1	2	3	4	5
1	Влажность	%	4,2	-
2	Насыпная плотность песка в естественном состоянии	кг/м3	1300	-
3	Насыпная плотность песка в сухом состоянии	кг/м3	1400	-
4	содержание в песке пылевидных и глинистых частиц	%	12	не более 10
5	Содержание глины в комках		0	не более 0,5
6	Содержание органических примесей	-	Раствор светлее эталона
7	Зерновой состав песка: содержание зерен крупностью свыше 10 мм содержание зерен крупностью свыше 5 мм полный остаток на сите №063 содержание зерен крупностью менее 0,16 мм	% % % %	1,0 6,3 57,0 15,0	не более 5 не более 20 Св.45 до 65 не более 10
8	Модуль крупности (Мкр.)	-	2,8	группа "крупный" св.2,5 до 3,0

Таблица 8 - Результаты определения зернового состава песка

Остаток на ситах	Размер отверстий сит, мм
	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	дно
Частный, %	25	15	17	16	12	15
Полный, %	25	40	57	73	85	100

Таблица 9 - Гранулометрический состав песка

Размер зерен	+2,5; - 5	+1,25; 2,5	+0,63; 1,25	+0,315; 0,63	+0,14; 0,315
Кол-во по массе	25	15	17	16	12
Рекомендуется для вибро-прессованного бетона	30	20	20	20	10

В соответствии с ГОСТ8736-93 песок из отсевов дробления гранитного щебня партия №1 зерновому составу относится к группе "крупный", класс II, не соответствует требованиям ГОСТ 8736-93 по содержанию пылевидных и глинистых частиц

По гранулометрическому составу песок не удовлетворяет требованиям, которые предъявляются для мелкозернистых бетонов, по содержанию зерен размером 2,5 - 5 мм, 1,25 - 2,5 мм, 0,63 - 1,25мм, 0,315-0,63 мм, 0,14 - 0,315 мм и в дальнейшей работе использоваться не будет.

Таблица 10 - Результаты испытаний песка из отсевов дробления гранитного щебня партия №2

№ п/п	Наименование показателей	Ед. изм.	Результаты испытаний	Требования ГОСТ 8736 - 93
1	2	3	4	5
1	Влажность	%	2,2	-
2	Насыпная плотность песка в естественном состоянии	кг/м3	1300	-
3	Насыпная плотность песка в сухом состоянии	кг/м3	1420	-
4	содержание в песке пылевидных и глинистых частиц	%	1
5	Содержание глины в комках		0
6	Содержание органических примесей	-	Раствор светлее эталона
7	Зерновой состав песка: содержание зерен крупностью свыше 10 мм содержание зерен крупностью свыше 5 мм полный остаток на сите №063 содержание зерен крупностью менее 0,16 мм	% % % %	0 10 22,5 3,5	не более 5 не более 20 св.65 до 75 не более 10
8	Модуль крупности (Мкр.)	-	3,4	группа "повышенной крупности" св.3,0 до 3,5

Таблица 11 - Результаты определения зернового состава песка

Остаток на ситах	Размер отверстий сит, мм
	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	дно
Частный, %	34	17	22,5	15,5	7,5	3,5
Полный, %	34	51	73,5	89	96,5	100

Таблица 12 - Гранулометрический состав песка

Размер зерен	+2,5; - 5	+1,25; 2,5	+0,63; 1,25	+0,315; 0,63	+0,14; 0,315
Кол-во по массе	34	17	22,5	15,5	7,5
Рекомендуется для вибро-прессованного бетона	30	20	20	20	10

В соответствии с ГОСТ 8736-93 песок из отсевов дробления гранитного щебня зерновому составу относится к группе "крупный", класс II; не удовлетворяет требованиям ГОСТ 8736-93 по полному остатку на сите №063.

По гранулометрическому составу песок практически удовлетворяет требованиям, которые предъявляются для мелкозернистых бетонов, по содержанию зерен размером 2,5 - 5 мм, 1,25 - 2,5 мм, 0,63 - 1,25мм, 0,315-0,63 мм, 0,14 - 0,315 мм.

Результаты испытания песчано-щебеночной смеси фр.0-5мм:

естественная влажность - 3,5 % по массе;

насыпная плотность в естественном состоянии - 1300 кг/м³;

насыпная плотность в сухом состоянии - 1450 кг/м³;;

содержание пылевидных и глинистых частиц - 5 %;

содержание глины в комках - не обнаружено;

Зерновой состав песчано-щебеночной смеси приведен в таблице

Таблица 13.

Остатки на ситах: 10 мм - 0 %

5 мм - 15 %

Таблица 13 - Результаты определения зернового состава песчано-щебеночной смеси

Остаток на ситах	Размер отверстий сит, мм
	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	дно
Частный, %	61,5	14,0	134,5	7,5	3,0	0,5
Полный, %	61,5	75,5	89,0	96,5	99,5	100

Модуль крупности Мкр. = 4,22

Результаты испытания песчано-щебеночной смеси фр.0-10мм:

естественная влажность - 1,7 % по массе;

насыпная плотность в естественном состоянии - 1350кг/м³;

насыпная плотность в сухом состоянии - 1400 кг/м³;

содержание пылевидных и глинистых частиц - 4,0 %;

содержание глины в комках - не обнаружено;

марка прочности щебня по дробимости - М800;

пустотность - 42%.

Зерновой состав приведен в таблице 14.

Остатки на ситах: 10 мм - 0 %

5 мм - 35 %

Таблица 14 - Результаты определения зернового состава песчано-щебеночной смеси

Остаток на ситах	Размер отверстий сит, мм
	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	дно
Частный, %	71	13	9	2	3	2
Полный, %	71	84	93	95	98	100

Модуль крупности Мкр. = 4,41

По результатам испытания песчано-щебеночных смесей можно сделать, что в качестве заполнителя для производства мелкозернистого бетона для дорожных изделий наиболее предпочтительна песчано-щебеночная смесь фракции 0-5 мм.

Применение в качестве заполнителя песчано-щебеночной смеси фр.0-10мм вследствие низкого содержания зерен размером менее 1,25 мм приведет к увеличению расхода цемента, увеличению пористости мелкозернистого бетона из-за недостаточности растворной части и в дальнейшем применяться не будет.

2.2 Разработка методики уплотнения образцов при подборе составов вибропрессованных изделий

На качество изделий, изготавливаемых методом вибропрессования, в значительной степени влияют как соотношение компонентов бетонной смеси, так и режимы формования и параметра формовочного оборудования.

Несоответствие подобранного состава бетона (вид и параметры вибрации, время предварительного вибродозирования) и основного (вибропрессование, уплотнения), прессующие давления может привести к пере - или недоуплотнению бетонной смеси и, как следствие, к невозможности немедленной распалубки бетонных вибропрессованных изделий или низкому качеству продукции.

Проводить исследования пригодности материалов и изготовленных из них смесей для производства изделий и корректировать режим формования на установке вибропрессования нерентабельно из-за большой загруженности установок, а также и из-за значительного расхода материалов.

Для моделирования процесса вибропрессования, подбора состава бетона при постановке на производство новой номенклатуры и применения новых заполнителей рекомендуем изготовить и применить стенд для моделирования формования бетонных образцов методом вибропрессования приведенный на рисунке Рисунок 1.

Этот метод наиболее близко подходит к решению поставленной задачи.

Стенд позволяет варьировать параметры режимов формования и оценивать пригодность подобранного состава бетонной смеси к немедленной распалубке, обеспечению требуемой распалубочной прочности, сохранению заданных размеров образца и удовлетворительного состояния его поверхности.

Важной особенностью данного метода является возможность использования полученных результатов для повседневного контроля качества изделий сразу после формования.

В процессе вибропрессования на этой установке можно фиксировать время вибрирования бетонной смеси, изменять массу пригруза.

Стенд состоит из следующих узлов: лабораторной виброплощадки, формы для контрольных образцов бетона 2ФК-100 по ГОСТ 22685, пригруза, представляющего собой съемные грузы на каждое гнездо формы; насадки.

Рисунок 1 - стенд для моделирования формования бетонных образцов методом вибропрессования

Формование образцов осуществляется в следующей последовательности:

форма заполняется исследуемой смесью;

осуществляется ее предварительное уплотнение. При этом время предварительной вибрации устанавливается в соответствии с режимом работы вибропресса;

добавление бетонной смеси в форму и выравнивание ее поверхности.

На поверхность предварительно уплотненной смеси, находящейся в форме, опускается пригруз, и смесь подвергается вибрации под давлением.

Время уплотнения может приниматься по аналогии с режимом работы вибропресса. Но, как правило, из-за меньшей интенсивности работы лабораторной виброплощадки, для достижения заданной плотности приходится увеличивать время вибропрессования.

После окончания формования нагрузка и насадка снимаются. Недостатками данной конструкции является то, что на стенде давление на вибрируемую смесь передается посредством инерционного пригруза, в то время как на вибропрессе гидросистема оказывает на пуансон постоянное давление, т.е. является безынерционным пригрузом. Однако, несмотря на указанные недостатки модели, она позволяет выявить ряд особенностей вибропрессования.

Испытания показывают существенную зависимость процессов формования от вида заполнителя, используемого для приготовления бетонной смеси.

Можно исследовать процессы вибропрессования образцов из бетонных смесей на плотных и на пористых заполнителях. Появляется возможность исследовать смеси с жесткостью от 30 до 180 с.

Метод позволяет установить зависимость между структурными особенностями бетонной смеси и величиной необходимой нагрузки прессования. Диапазон рекомендуемой нагрузки для вибропрессования смесей на плотном заполнителе для получения изделий с заданными свойствами и хорошей текстурой составляет 50…400 г/см².

Получаемые результаты дают возможность корректировать технологию вибропрессования изделий при изменении параметров бетонной смеси.

Последовательность работы:

подготовить оборудование к работе;

закрепить форму на виброплощадке;

приготовить бетонную смесь необходимого состава;

определить жесткость бетонной смеси с помощью прибора Красного или установки Вебе ГОСТ 10181-2000;

установить насадку на форму для приготовления бетонных образцов;

взвесить бетонную смесь в количестве, необходимом, для заполнения каждого гнезда формы (например, по 2250гр);

заполнить каждое гнездо формы примерно 2/3 массы отвешенного количества бетонной смеси;

включить вибратор на несколько секунд (время определяется подбором);

досыпать оставшуюся бетонную смесь в каждое гнездо;

установить пригрузы на бетонную смесь;

включить вибрацию;

когда высота уплотняемой смеси достигнет 100 мм, вибрация отключается.

Высота образца определяется по рискам, нанесенным на пригруз. Зафиксировать время вибрации;

снять пригрузы и насадку;

для более быстрого получения результатов, приготовленные образцы поместить в камеры ускоренного твердения;

С целью получения достоверных сведений о максимально возможных физико-механических показателях и допустимой плотности свежеотформованных изделий, целесообразно провести испытания на подобранном составе бетона (для дорожных изделий) с плотностью 2150, 2170, 2190, 2210, 2230, 2250, 2270, 2290 и, если получится уплотнить, то и 2310 и 2330 кг/м3.

Определить для каждой плотности водопоглощение, пористость бетона (полную, открытую капиллярную, условно-закрытую), истираемость, прочность отформованных образцов на сжатие в необходимом эквивалентном возрасте и в возрасте 28 суток.

После запуска автоматической линии в эксплуатацию необходимо организовать контроль плотности свежеотформованных изделий следующим образом:

сразу после выхода изделия из-под пресса следует измерить его высоту;

определить массу изделия с точностью 5 гр;

определить плотность бетона. Плотность бетона должна быть не менее плотности, определенной лабораторией для данных изделий. При недостаточной плотности произвести корректировку режимов виброформования и увеличить влажность бетонной смеси.

Контроль над плотностью свежеотформованных изделий рекомендуем возложить на операторов установки.

Для организации контроля следует установить у поста формования весы с ценой деления не менее 5 гр. и составить таблицу зависимости массы от толщины всей номенклатуры изделий.

Плотность изделий необходимо проверять не реже, чем один раз в час и каждый раз при возникновении сомнений в качестве изделий.

Результаты измерений следует заносить в журнал.

2.3 Описание процесса подбора первичного состава бетонной смеси

Цель: для проведения основных испытаний по зависимости прочности образцов в зависимости от частоты колебаний, необходимо подобрать первичный состав.

Из бетонной смеси для определения заданных параметров изготавливались образцы - кубы размером 100х100х100 мм способом вибропрессования (лабораторная виброплощадка с частотой колебаний 50 Гц и амплитудой колебаний 0,3мм - 0,4 мм) с использованием лабораторного приспособления (пригруза), моделирующего давление 0,2 кг/см^2.

Коэффициент уплотнения бетонной смеси 0,95-0,97.

Тепловлажностная обработка проводилась в пропарочной камере по следующему режиму: предварительная выдержка - 2 часа; подъем температуры до 50 ^оС со скоростью 10 ^оС/ч - 3 часа; изотермическая выдержка при температуре 50 ^оС - 8 часов; остывание образцов до температуры 20 ^оС - 2 часа.

Основные физико-механические показатели определялись:

прочность на сжатие, прочность на растяжение при изгибе по ГОСТ 10180 на образцах - кубах размером 100х100х100 мм и балочках размером 70х70х280 мм;

средняя плотность, водопоглощение по ГОСТ 12730.1 и ГОСТ 12730.3 на образцах - кубах размером 100х100х100 мм;

Таблица 15 - Результаты физико-механических испытаний мелкозернистого бетона

№ состава	Расход материалов на 1 м3, кг	В/Ц	сср, кг/м3	Прочность, МПа 28 сут. НУ	Водо-поглощение, %
	Ц	Песок чаадаевский	Песок из отсева дробления гранита, партия №2	смесь фр.0-5мм П-Щ	В
1	440	0	0	1668	132	0,3	2240	33,8	3,8
2	440	0	1608	0	132	0,3	2180	31,8	7,2
3	440	1458	0	0	132	0,3	2030	22,2	9,6

2.4 Общие выводы по подбору первичного состава

На основании анализа полученных результатов испытаний можно сделать вывод, что наиболее оптимальным составом для получения вибропрессованных мелкоштучных бетонных изделий из мелкозернистого бетона является состав № 1, полученный с использованием песчано-щебеночной смеси фр.0-5мм. Данный состав обеспечивает получение заданных характеристик по прочности с более высокими показателями по сравнению с другими составами.

Дополнительно будут исследованы Составы №2 и №3.

Первичный состав мелкозернистого бетона №1 на 1 м³:

портландцемент ЦЕМ I 42,5Н - 440 кг

песчано-щебеночная смесь фр. 0-5мм - 1668 кг

вода - 132 л

В/Ц - 0,3

Первичный состав мелкозернистого бетона №2 на 1 м³:

портландцемент ЦЕМ I 42,5Н - 440 кг

песок из отсева дробления гранита, партия №2 - 1608 кг

вода - 132 л

В/Ц - 0,3

Первичный состав мелкозернистого бетона №3 на 1 м³:

портландцемент ЦЕМ I 42,5Н - 440 кг

песок чаадаевский - 1458 кг

вода - 132 л

В/Ц - 0,3

Глава 3. Анализ воздействия высокочастотных колебаний в процессе уплотнения на мелкозернистую бетонную смесь

3.1 Влияние коэффициента уплотнения мелкозернистой бетонной смеси на физико-механические свойства получаемых образцов

На подобранных ранее составах №1, 2 и 3 проводилось выявление зависимости прочности на сжатие образцов-кубов 100 мм от плотности полученного образца.

Условие проведения испытаний - это неизменный расход цемента. Исходный состав принят при плотности образцов 2250 кг/м³. При увеличении плотности образцов увеличивался расход цемента при пересчете на 1 м³, поэтому при увеличении плотности образцов пропорционально увеличивался расход заполнителя и снижался расход цемента.

Процесс вибропрессования образцов-кубов производилось в формах 2ФК100 с использованием лабораторной установки имитирующей процесс вибропрессования на виброплощадке СМЖ-539 усовершенствованной частотным преобразователем Schneider Electric серия Altivar 312.

Для повышения плотности образцов кубов увеличивалось время вибропрессования до 6мин и/или увеличивалось давление пригруза на смесь до 400г/см².

Частота колебаний виброплощадки была неизменной - 50Гц.

Для получения строго заданной плотности взвешивалась нужное количество бетонной смеси и засыпалось в форму с надставкой. Процесс формования проводился до получения образца-куба высотой 100мм. Полученные данные испытаний приведены в таблице 18 и на рисунке 2.

Как видно из графика, что зависимость между плотностью образца и его прочностью практически линейная, что полностью согласуется с исследованиями большинства авторов [32, 33 53] [52] [31] [32].

Таблица 16 - зависимость прочности от плотности

№ формовки	Плотность бетона, кг/м3	Состав №1 Прочность, МПа	Состав №2 Прочность, МПа	Состав №3 Прочность, МПа	В/Ц соотношение	Частота колебаний, Гц
1	2100	28,3	22,6	13,5	0,3	50
2	2180	31,3	25,0	15,5	0,3	50
3	2200	32,1	25,7		0,3	50
4	2220	32,8	26,2		0,3	50
5	2240	33,6	26,9		0,3	50
6	2260	34,4			0,3	50
7	2280	35,2			0,3	50

Рисунок 2 - зависимость прочности на сжатие от плотности образцов из мелкозернистого бетон

3.2 Влияние В/Ц соотношения мелкозернистой бетонной смеси на физико-механические свойства получаемых образцов

На подобранных ранее составах №1, 2 и 3 проводилось выявление зависимости прочности на сжатие образцов-кубов 100 мм от водоцементного соотношения.

Для получения четких результатов было выбрано время вибрации 45 сек и давление на смесь равное 200 г/см². Частота колебаний виброплощадки была неизменной - 50Гц.

В каждое гнездо формы загружалось строго отмеренное количество бетонной смеси, равной 2250 г. Процесс формования проводился до получения образца-куба высотой 100 мм. Полученные данные испытаний приведены в таблице 19 и на рисунках 3, 4.

Таблица 17 - зависимость прочностных характеристик от В\Ц

№	В/Ц	Состав №1	Состав №2	Состав №3	Время уплотнения, сек	Давление на смесь, г/см2	Частота колебаний, Гц
		Плотность, кг/м3	Прочность, Мпа	Плотность, кг/м3	Прочность, Мпа	Плотность, кг/м3	Прочность, Мпа
1	0,25	2010	24,7	2050	15,7	1950	10,6	45	200	50
2	0,28	2230	31,3	2100	20	1970	15	45	200	50
3	0,3	2230	33	2200	23,8	2050	18,9	45	200	50
4	0,32	2220	32	2210	25	2080	12,2	45	200	50
5	0,35	2150	25,8	2150	24,51	2050	11,5	45	200	50
6	0,4	2100	20,8	2120	19,76	2010	10	45	200	50

Полученная зависимость плотности мелкозернистых бетонных образцов от В\Ц соотношений представлена на рисунке 3. Рисунок 4, зависимость прочности бетонных образцов при осевом сжатии от В/Ц соотношения показана на рисунке Рисунок 14.

Рисунок 3 - зависимость плотности от В\Ц соотношения



Рисунок 4 - зависимость прочности на сжатие от В/Ц соотношения

На основании полученных результатов можно сделать вывод, что оптимальным В\Ц соотношением является В\Ц=0,3 для состава №1 и В/Ц=0,32 для составов №2 и 3, при котором получена максимальная плотность.

Дальнейшие исследования будут проводиться при В/Ц=0,3

3.3 Влияние частоты колебания вибростола на физико-механические свойства получаемых образцов

3.3.1 Исследование зависимости времени уплотнения от частоты колебания виброплощадки

На подобранных ранее составах №1, 2 и 3 проводилось выявление зависимости времени уплотнения образцов-кубов 100 мм в зависимости от частоты колебаний вибростола. Процесс уплотнения считался законченным, когда образец уплотнялся до высоты 100 мм.

Для получения четких результатов было выбрано давление на смесь равное 200 г/см². Частота колебаний виброплощадки изменялась от 30 до 100 Гц. В каждое гнездо формы загружалось строго отмеренное количество бетонной смеси, равной 2250 г. Процесс формования проводился до получения образца-куба высотой 100 мм. Максимальное время уплотнения было ограничено 180 сек. Полученные данные испытаний приведены в таблице 20 и на рисунках 5,6 и 7.

Таблица 18 - зависимость прочности от частоты колебаний при переменном времени уплотнения

№	Частота колебаний, Гц	Состав №1	Состав №2	Состав №3	Давление на смесь, г/см2	В/Ц соотношение
		Плотность, кг/м3	Прочность, Мпа	Время уплотнения, сек	Плотность, кг/м3	Прочность, Мпа	Время уплотнения, сек	Плотность, кг/м3	Прочность, Мпа	Время уплотнения, сек
1	30	2030	14,7	180	2000	20	180	1990	10,8	180	200	0,3
2	40	2150	31	180	2050	29,45	180	2020	11	180	200	0,3
3	50	2255	33	120	2250	28	180	2180	15,5	180	200	0,3
4	60	2270	35,8	35	2250	27,3	120	2150	15	180	200	0,3
5	70	2250	36	30	2250	30	40	2180	16	180	200	0,3
6	80	2250	33,3	40	2250	28,2	50	2170	15,5	180	200	0,3
7	90	2250	34	40	2250	28	55	2220	18,7	180	200	0,3
8	100	2250	34	120	2250	28,1	50	2200	18,2	180	200	0,3

Рисунок 5 - влияние частоты колебания вибростола на время уплотнения образцов до плотности 2250 кг/м³

Как видно из результатов, требуемая плотность 2250 кг/³ была достигнута только при частоте колебаний 50 Гц и выше составами №1 и 2. Составом №3 требуемая плотность не была достигнута. Образцы не были уплотнены по истечению 180 сек, поэтому процесс формования был прекращен.

При изменение частоты с 40 до 70 Гц виден резкий скачек в скорости уплотнения составов №1 и 2, при дальнейшем увеличении частоты без увеличения давления инерционного пригруза уменьшение времени формования не наблюдалось.

Рисунок 6 - зависимость прочности от частоты колебаний

На основании полученных данных видно, что оптимальная частота уплотнения составов №1 и 2 является частота колебаний виброплощадки 70 Гц при которой получена максимальная скорость уплотнения 25 и 40 сек. Оптимальная частота колебаний для состава №3 составила 90 Гц при которой достигнуто время уплотнения 40 сек.