автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Технология устройства монолитных бетонных полов больших площадей в условиях Иордании

. САШТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ '

41§^еотрночя?о;;тш:шый университет

На' правах руколисп

• - РАВАЫДЗХ Мохамед Абед

ТЕХНОЛОГИЯ- УСТРОЙСТВА МОНОЛКТЬЖ' БЕТОННЫХ ЙОДОВ . БОЛВШХТШОЩАДЕЙ.В УСЮВИЯ! ИОРДАНИИ '

05.23.С8 - Технологи и организация промышленного '' л гражданского зтролтельства.

Автореферат ' диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук * , '

рг о

Санкт-Петербург Г993

Работа выполнена на кафедре технологии строительного производства "Санкт-Петербургского Государственного архитектурно -строительного университета. .

Научный руководитель: доктор технических наук,.

профессор А.В.МЕЩАНИНОВ

• Офщиадьтлз оппоненты: доктор технических -наук, ■

' . профессор Л.В.Б010ТШЙ

• . кандидат технических наук,

доцент Б.В.ЕАДАНОВСКИЙ

Ведущая организация Арендное предприятие трест "Денотдел-стоой". !

Защита состоится 5 октября 1993 года в 1400 час. на заседании- специализированного Совэта К.063.31.02 по защите диссертаций на соискание учэ^ой степени кандидата технических наук при Санкт-Петербургском Государственном архитектурно-строительном университете.до адресу: 193005, 2-я Красноармейская ул., д.4, в зале заседании.. • •

С диссертацией моняо ознакомиться в фундаментальной библиотеке университета.

Автореферат разослан " сентября 1993 г.

Ученый секретарь , . специализированного Совета, кандидат технических наук

Е.А.Козлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА -РАБОТЫ

Актуальность темы. Исследования по совершенствованию . технологии шлифования монолитных бетонных'полоз при строительстве жилых и адаянкотратизных зданий определена потребностям! строительства королевства Иордания.

В настоящее время работы по устройству монолитных бетоя-. кых полов больших площадей осуществляются с использованием бетонных смесеЛ,. приготовленных на привозных стандартных пес-. пах, а также шлифовальных инструментов производства фар:л Западной Европы с различными абразивными материала!®. '.

По мнегикт автора б условиях. Иордании болея выгодным может ■ быть устройство полов с использованием бетонных смосой, .приготовленных на местных несгавдаргинх песках и крупного запол-' нителя, а таягке использование в шлифовальных инструментах более прогрессивных рабочих органов с атааэнь?.! покрытие?.?.

. Цель и задачи работ». -Целью работы .»шляется повышение производительности труда при.изготовлении монолитных бетонных полов больших площадей на основа совершенствования технологических параметров процесса ¡гх шлифования. Для достнкекля поставленной цели в работе реиекы -следующие задачи:.

выполнен анализ современных методов устройства монолитных бетонных полов больших площадей, и средств механизации используемых при этом;' ' ' . \

сделана оценка эффективности используемых в настоящее' время-технологий; а • \ ;

изучен и систематизирован опыт бетонирования полоз больших площадей в условиях сухого каркоги климата;"

проведены активные лабораторные- эксперименты по подбору • составов бетонных смзссй на иорданских нестандартных песках ■для получения качественной шлифованной поверхности монолитных, бетонных полов; . ' . .

установлены оптимальные рекимные параметры для процесса шлифования бетонных полов при использовании'алмазного инструмента и на ах основе подготовлен^, рекомендации.для практики-строительства;

сделано технико-экономическое обоснование эффективности использования усовершенствованной технологии.

Об^екто?/; исследования служил технологический процесс шгафозаглч: поверхности монолитных бетонных полов, осуществляемый в условиях сухого угарного ялтаага с использованием средств механизации..

Теоретической и методологической основой исследования яэилисъ труды. ученых, России и зарубежных стран в области сроительного производства, работы ЦНИИОМТП, НИИСП Госстроя Украина и других исследовательских, проектных и высших учеб-ннх заведений. • ; ;

В диссертационной работе использованы .методы: научного обобщения данных российского и зарубежного опыта; эксперимсн-тально-георегкчь'Ский, включающий теоретический поиск, имитационное моделирование к натурные исследования.

Исследования проведены в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете и ЦЕШШШ.

Поскольку цель исследования предполагала учет большого числа различных факторов, влияющих на уровень производитель-ногти труда при шлифовании бетонных полов, задачи, поставленные в диссертации, решались в несколько этапов и методически были сгруппированы по 4 этапам, представленным на структур-во-логическо* схеле.

Научная новизна выполненной работы заключается в том, что усовершенствована существующая технология(шлифования монолитных бетонных .полов больших площадей, изготовленных с использование;,; ,бет.онннх смесей на мелких нестандартных иорданских песках. . -

При этом*.'- определены впервые дяя условий Иордании факторы, определяющие уровень производительности.труда при'шлифовании бетонньк'полов и осуществлено ее'моделирование;•

получены-результат?! исследования, огра«га&яие. особенности,/' гротекаг:_я.процесса иишфовааия монолитных полов, изхотовле^' них кз . смесей на мелких ыестаздартгох' песках; - - ^

даны рекомендациип» оптимальным Параметрам пропесба ши-' фивааач алмазйЫ иясгрументбм кояодйгйпс • бетонных полов бсгь^ .их плс4аде£ в условиях Иордании; . ■ ; ^ / ■. ,"

- о:.1редил«па гйономическгя эф^евгавноодь ирпсяъзования ,/со-верае^отвованьой технологий- ,ала_.Ланкя алмазным гас5Вум?зтом. '•охов'больших шаяцад'ей, изгйг^вленкьх'.с использованием ко от-

них. нестандартных песков. .

Достоверность, поактачнскяя значимость работы; достолср- , ность научных положений, выводов и рекомендаций обусловлена достаточным количеством экспериментальных п аатур-л.гх данных, использование:;. современных кетодоз обработки результате!: 'л подтверждена соответствием результатов теоретических псслсдорапдй полученному эффекту от :гг. практического попользовался.

Практическая значимость работа выраягегся в суг1естзу»ке2 необходимости внедрения полученных автором результатов научных исследований в практику строительства Иордании, а такяе зоткок-нооти использования их. при подготовке аавдон,иьнах «.'"саеропг кадров. ■ ..

Аппобания работы. Основные положения диссертационно;; работа. докладывались и обсуждались на конференция 19,. 50-'.! "г Санкт-Петербургском государственном Архитектурно-строительном университете.

Публикации. Основное.содержание диссертационной работы изложено в 2 статьях, одна чз когорта депонирована.

Структура и о бт-. *'•:■; работы. Диссертация состой? из взодения, пятя глаз, общих выводов и рекомендаций,•стека литературы,. • включающего 100 наименований, из.которых'14 приведены ве иностранных л лжах. Основной .материал диссертации излонэп на.178 страницах машинописного текста, кроме'того, имеется 31. таблица, 43 рисунка, 8 приложений. ' ' . ' .

■ На завету выносятся: • -

результаты исследований до определению оптимальных режимных параметров процесса шлифования монолитных "полов, изготовленных с использованием мелких ьзетандартных иорданских песков> с поло шью алмазных инструментов;.

результаты исследований по определению оптимальных составов бетонных смесей, обеспечиваниях получение-бетона полов о заданными характеристиками в.условия:: Иордании;;

результаты расчетов экономической эффективности достигаемой при внедрении предложенных в работе решений.

.. • СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В пзрвой главе излагается состояние вопроса и сформулированы цели .и задачи исследований. Изложено состояние вопроса

на основами аналитического обзор?, трудов российских и зарубежных ученых в области строительного производства. Отмечено, что' по условиям санитарно-гиги ениче ских и биологических норм, а такке для обеспечения комфортности низнедеятельности путем выравнивания среднесутоттой температуры в помещениях, полы в Иордании изготавливаются каменными или монолитными бетонными.. .Такие полы, являются традиционными, не имеющими альтернативы , в ближайшем будущем.

, Дан анализ и обобщен мировой опыт технологий изготовления полов кз монолитного бетона. Показано, что работы по совершн-. сгЕозагШю технологии устройства бетонных "покрытий палов велись и ведутся как в России, так и зарубеком по целому ряду направлений, основными из'которых являются: совершенствование технологии отдельных операций; введение дополнительных технологических переделов, существенно улучшающих качество покрытий; сокращение или совмещение конструкторских элементов пола.

К первому направлению (совершенствование технологии отдельных операций) относятся работы по совершенствованию транспортирования, укладки, и уплотнения смесей. В.результате их' выполнения в странах СНГ- разработаны; установка для подачи жестких растворов СО-126, виброрейки для уплотнения смеси СО-131 А, 132 А, заглаживают покрытие машинами С0-17СГ, машина Ш-300 для алмазного шлифования мозаичных полое. поверхностно-активные вещества (ПАВ), сникающие трудоемкость работ более чем на 40$ и т.п.;-;

По второму направлению." (введение дополнительных технологических операций) относится вакуумная обработка бетонного покрытия и способ виброудаления вЪды из б тона. 3 результате вакуумйровашш бетонной смеси, как это отмечается в работах , Н.И.Тлукка, Н.П.Бдешка и др.,-значительно повышаются физико-механические свойства бетона я эксплуатационные показатели7 покрытия. 1 • ' ■ ' 7'

К третьему нащшлешт (сокращение'али совмещение кон- \ структивных элементов полов) можно сгнести технологию втад-.. ливания декоративного гашшитоля, например, мраморной крошки, в свеуеуложепный бетон» ,

Для повышения стойкости, "ехоратавноети и -гигиенических свойств мозаичных и бетонных покрытий толов их обрабатывают

\

шлифовальными машинами, оснащенными рабочим органом о природными и искусственными абразивами и алмазами. Абразйвный инструмент характеризуется материалом и зернистостью абразива, материалом связки, твердостью, структурой, типоразмером.

Мировая практика показывает, что эффективность процесса шлифования существенно увеличивается в случав использования алмазных инструментов. Однако, эти инструменты никогда не использовались в Иорданской практике при выполнении работ по шшфовке бетонных полов, и в частности, полов, изготовленных' с использованием местных 'нестандартных песков.

Первая глава завершается, поставкой цели и задач исследования, связанного о отработкой технология обработки поверхноо-И5 бетонных полов, изготовленных из смесей мелких нестандартных песков с использованием алмазно-абразивных инструментов в условиях Иордании.

Поскольку при выполнении исследований постатейная цель могла быть достигнута путей решения ряда задач, они методически были'сгруппированы по 4 этапам (блок-схема структурно-логического построения исследования - рис. I).

Во второй главе приведены оценочные чфигерий эксплуатационных свойств абразивных инструментов, используемые при описании процесса механической обработка поверхности бетонных полов шлифованием, и -дано описание, физики процесса тлифсзанея.-При этом отмечено,-что основными показателя!® эксплуатационных свойств абразивных инструментов, включая- алмазные, являются-их рекущая (абразивная) способность и стойкость.

Количественный показатель режущей способности инструмента определяется величиной см3Лен. , где см3 - объем сошлифованно-го материала, определяется методом нормального распределения. Таким образом, релущая способность абразивного инструмента отождествляется с.его удельной производительностью в заданных эксплуатационных условиях.

Стойкость инструмента количественно определяются параметром ■ (к^с-м,. ) , где кЦж - полезно затраченная работа.

инструмента на разрушение данного объема обрабатываемого-бетона; кг- величина массы инструмента, потерянной за время выполнения работы разрушения заданного объема материала.

Известно, что бетон, мозаика и другие полиструктурные материалы относятся к упруго-хрупким, при обработке которых в отличии от упруго-пластических (металлов) возникает большое число специфических кинематических и физико-механических явлений. Так, например, беспорядочное расположение абразивных зерен по площади рабочей плоскости и по высоте их обнажения . вызывает резкое колебание рабочих углов (царапания) л (рис.2). В связи с этим не все абразивные зерна одновременно вступают в работу разрушения обрабатываемого материала. Интенсивность разрушения обрабатываемого материала. Интенсивность разрушения обрабатываемого материала будет, видимо, определяться в первую очередь суммарной активной поверхностью абразивных зерен инструмента, внедренных в обрабатываемый материале. Следовательно, для инструментов конкретной зернистости," структуры и твердости с учотом свойств обрабатываемого материала должны существовать вполне определенные•оптимальные значения параметров режимов обработки. •

Очевидно, что удельные давления инструментов на обрабатываемый материал не. должны, превышать их значения,, обеспечивающих 100$ - ое использование активных поверхностей абразивных зерен (в данном случае их заглубление до рабочей плоскости инструмента) .

. С точки зрения увеличения срока службы инструмента касательные напряжений, возникавшие в зоне резания, не должны превышать допускаемых1-напряжений скалывания (сдвига) материала абразивного зерна и связки. Это. условие обеспечивало бы преимущественно износ инструмента за счет истирания рабочих поверх-. костей абразивных зерен .связки, уменьшив долю износа за счет выкрашивания реаувдпе кромок зерен и выравнивания (превдевремен-ного) их из связки. Это обстоятельство в значительной степени "зависит не только от величины удельных нагрузок (давлений), но и от заданной скорости резаная 1Хр (рис.2).

Таким образом, в;процессе обработки полисгруктурных материалов взаимодействует множество факторов, влияние которых на.эксплуатационные показатели процесса шлифования аналитически учесть весьма трудно.

БЛОК-СХЕМА

структурно-логического построения исследования

Цель- Решение науч-работы но-технической проблемы

I

этап

И

&тап;

Ш

этап

17 этап

Определение путей ренеяия проблемы

Анализ существующих рекомендаций. Экспериментальные исследования в лабораторных . условиях

Экспериментальные исследования а полуяоо-изводственных условиях. Разработка рекомендаций для практики строительства в Иордании

Определение эйрективности поедлояенной .технологии

Разработка эффективной технологии илифования поверхностей бетонных конструкций, изготовленных из смесей, содержащих мелкие нестандартные иорданские пески''

Применение" высокоэффективных средств механизации для производства работ по шлифованию бетонных поверхностей

Выбор высокоэффективных соедстз механизации для шлифования поверхностей бетонных кон-стиукций

Установление mi— -теряев, определяющих техническую эффективность пои-мёненкя шлифовальных инструментов ■

Разработка рекомендаций по оптимальным рекголнын. параметрам процесса шлифования поверхности .бетонных конструкций .

Определение технико-экономического эйфекга зри использовании поедлоаез~ ной технологии

Применение оптимальных составов бетонных смесей на мел-лих нестандартных иорданских песках

Огоэдолеете оп-' тимальнкх ха-оактеристах бетона на мелких йзетандартных иорданских песках для осуществления процесса атакования

Установление критериев, опре-' делязощкх высокое качество шлифованных поверхностей

Разработка гю-комендации по ' оптимальному составу бетонных смесей, возоасту бетона к моменту шлифования

Ряс. 2 . - Схема процесса резания абоазтанш зерном

1 - поверхность обрабатываемого материала;'

2 - абразчпное зерно;

3 - тояектория дшисеачя абразюк-гого зеона

Если принять, что-средняя высота обнаяекия абразивных зорен инструмента от его рабочей поверхности определяется величиной (средняя разновысотность), зернистость - средним размером абразивного зерна Л0р к структура - средним расстоянием менду абразивными зернами , то есть все основания предположить, что в каждый момент времени устойчиво работающее зерно инструмента находится под действием двух сил: силы резания Рр и силы сцепления зерна со связкой РСр . Зерно способно работать без выпадания из связки при соблюдений условий: ■

РР £ Рс ■ (I)

По данным (I) нагрузку (силу резания), воспринимаемую абразивным зерном, можно выразить через удельную силу резания и.площадь сечения стружки' Рср , т.е.

PF % * Fcp ■ . , (2)

Сила сцепления абразивного зерна со связкой определяется механическим охватом зерна связкой (кт - fv^) л физико-химическими силами сцепления (адгезией) зерна со связкой g. , т.е. ' - '

Рс = САср-1ср)-&3 • О)

где cf. - удельная сила сцепления.на единицу дайны охзата зерна. ■ '• . "

По выражению (I) получим: . . . ..

. рзз; Ftr 8 " ^ч.) ■

или £, • •. (4)

Автором установлено, что при решении задача оптимизации режимов обработки долкны учитываться заданные физико-механические свойства абразивных инструментов с изменяющимися (в заг данных пределах) стойкостью, твердостью, зернистостью и др..

Для получения математической модели процесса' обработки. бетона автором принят, метод технических ограничений, предполагающий переход к математической модели через п- - звенную динамическую систему и метод физических аналогий.

В качестве критерия оптимальности автором принята энерго-

емкость' процесса обработки, которая по своему определению отождествляется с удельной трудоемкостью, затрачиваемой системой '"привод-инструмент" на разрушение единицы объема обрабатываемого материала. . • .

Таким образом, процесс оптимизации сводятся к определению шнкмашшх значений функции Дi}( Р- ;Fjp , П. J Fcp ; Í я ) в окздаемых интервалах варьирования переменных ; ; 25 еР;.

п. j . Поэтому автором-рассматриваются переменных; аргу-

мента каждый в отдельности. ••

Для теоретических исследований автором.растирается интервал удольных давлений от 0,5 до 25' кгс/см?, что обусловило. неравенство:'.

■ ' 40 . 200 кгс (5)

3 рассматриваемом случае уравнение 05) будет уравнением порвого технического ограничения коэффициента трения:

' - - . 0»х ¿ jt 4 °>4 --,■'' (V "

Выражение.(6) будет уравнением второго технического огра-

■Интервал, варьирования ■ 3>ср принят конструктивно. . 100 ^ Х>ср 4 300 гсл . ■ (7)

Уравнение (7) будет уравнением третьего технического ограничения. ■ • ■ . ' ;"'.'■

Интервал варьирования гь принят по данным существующих машин отечественного, и зарубежного производства.

'. 200 $ гг. ^ 800 мин"1 (8)

Уравнение (8) будет уравнением четвертого, технического , ограничения. . ■'..•' '

Интервал варьирования Рср - принят в 'узких пределах по. . сводной заданной производительности (до 30 1?'/ч): . . / '

■ ' 27;' ■ Fop, ч< 3G '. ' ;

В пересчете ка секунду,получим: ■ . ■

7,0 г I0"3 '-'4 ' hf 4 -lo х i<T3V/o ' (?)\

■ .Уравнение (9) будет .уравнением пятого технического ограничения. . "■»--.•■'.''; ■ '

i

Интервал варьирования ■ ' ^х определяется однозначно техническими требованиями па обработку мозаичных и бетонных поверхностей. Средняя высота шкронеровиостеа мозаичных к бетон-гл покрытий поело укладки составляет обычно ие «снео 2 ьгл. Глубина проработка до полного обнаяения мозаичного казагаителя обычно не превкаает 2-5 пел. Следовательно,

2 X ГО"3 ^ .Ь " ^ 5 х ГО"3 (10)

Уравнение (ГО) будет уравнением леотого технического ограничения.

Приемлемость предложенной модели для опасакяя процесса механической обработки поверхности бетонных полов, приготовленных на иелвзх песках, потребовала проверки з .лабораторных и производственных условиях, что могло позволить установить оптимальные режимные параметры для процесса шяифоваияя полов.

В третьей главе изложены результаты лабораториях псаг.едо?о-ний по оптимизации реаааешх параметров процесса иляфовапая монолитных бетонных полов, приготовление на колких иеотаийартиы:: иорданских песках, а также по подбору составов бетонных смесей на основе местных строительных материалов я'отработка технологии ' шлифования бетонных полоз. Приведены характеристики прлмо-няемых материалов и методика исследований, которая, з соответствии с поставленными- задачам:,, включала в себя изучение вляя-ния зернового состава песков на стойкость инструментов и производительность шлифования. При решении поставленных проблем,, основной упор сделан на теоретические исследования с иарокпм щгл-лечением математического аппарата,-кзлояенных з главе П.

Анализ и обобщение экспериментального материала производился методом математического анализа *'с использованием общих критериев теории вероятностей, математической статистик::, теории ошибок и т.п.

На эффективность шлифования, как указывалось" ранее, оказывают влияя:,о около ГО факторов: вид абразивного зерна и связки, зернистость, концентрация, твердость, скорость резания, усилие на зерно, прочность покрытия (бетона), вл,г крупного заполнителя (его физико-механические характеристики), возраст покрытия.

Для осуществления полнофакторного эксперимента при условии варьирования только на двух уровнях потребовалось бы 210~ 1024

опыта при полурешшке - 512 иди 1024 двойных. Очевидно, что из-за больших материальных и временных затрат выполнить тйкое количество опытов практически невозможно.. Поэтому вид (физико-ыеханкческие свойства) покрытия пола,его возраст и тип инструмента автором был принят постоянным. Были приняты: покрытие , бетонное мозаичное прочностью 30 МПа'с мраморным крупным заполнителем в возрасте до 24 суток и'инструмент - сегменты из кар-■ бэда кремния.на бакелитовой связке и алмазные фрезы & 100 мм. Для осуществления эксперимента иря оставшихся пяти факторах (зернистость, концентрация, твердость, усилие на зерно, скорость резания), которые нельзя исключить, необходимо 2 = 32 опыта rtpif подурешшее 16 двойных 32. Целесообразно опыты провести при постоянной скорости резания, а затем провести два двойных дополнительных опыта при скорости выше и ниже постоянной с последующим введением поправки на скорость. При этом ус- -лоеии для проведения полнофакгорного эксперимента потребуется 24-j- - 2 = 10 опытов или 20 двойных. Постоянная скорость резания в опытах принята 5,7 м/сек., как наиболее часто встречающаяся в мозаично-шлифовальных машинах, работающих с инструментов на основе карбида кремния. Предельное значение усилия на зерно от 0,04 до 0,25 кгс/зерно позволяет варьировать усилив прижима от 30 до 388 кгс, Характеристика факторов, уровни и интервалы их варьирования, матрица планирования и условия проведения опытов приведены в приложении, к диссертации.. \

Для проведения экспериментальных исследований процесса шлифования бетонных полов бил использоваа специальных стенд с вариацией усилия прижима абразивного инструмента и скоростью его ■ вращения. При исследовании, автором был принят наиболее широко применяемый в'строительной практике абразивный инструмент-на керамической ствязке твердостью по ГОСТ 18118-79 (С2,СТ^,Т2). '•

3 результате проведенных зкеперяментов установлено,, что: . s в диапазоне зернистости от 40 до.125 мкм РОСТ производительности шлифования практически.пропорционален размеру абра- ■ aii3t!;?x зерен. Однако при увеличении зернистости стойкость рабо- | чего .органа инструмента снижается. При этом, при одних и тех ] г.о рсазизх' вгя^ованкя.и в пределах указанной зернистости произ-1'о;;!:тсл1-!!ость атакования и стойкость инструмента имеют обратно-

1,5

2

\ Н

&

<

* 1,2

*ч X)

* 13

о у

=5:

э 0,9

о

0,6

1505 5

Прочность бетона 30 МПа ■ Крупный заполнитель - мрамор Возраст бетона - 24 суток — Усилие прижима - 200 кГ /? = 540 об/мин

< х

120*

90

60

с;

3

4

о •

30

81

С 1-

315/250 . 400/315 '50С/400 .650/500 Зернистость , мкм

Рис.3.

Зависимость производите тьности шлифования 1 я сто:'п<остя алмазного инструмента 2 от зернистости

пропорциональную зависимость (рис.3);

с увеличением концентрации рзнувдх зерен и при постоянном усилии прижатия, как для абразивных инструментов на основе карбида кремния,.так и для инструментов на алмазной основе; независимо от прочности обрабатываемого бетона, стойкость ин- . струмента увеличивается (рис.4); ... ■

с'-увеличенивм твердости связок в алмазном инструменте при постоянном усилии 'прайма и постоянной частоте вращения, производительность шлифования скикается, а стойкость инструмента возрастает (рис.5); •'•*",*

с увеличением твердости улучшается качество обрабатываемой поверхности;

а увеличением зернистости при постоянном усилии прижима и. производительности шлифования стойкость абразивного инструмента уменьшается, а при увеличении концентрации зерен и твердости - увеличивается)"; ,

стойкость абразивного 'инструмента как на основе карбида кремния, так и на основе алмаза при постоянной зернистости и • концентрации с увеличением скорости шлифования и усилия прижима. - уменьшается (рис.6). '

В результате анализа и обработки -экспериментальных данных • определена оптимальная, скорость шлифования, возраст обрабатываемой бетонной поверхности,.зернистость, концентрация зерен, твердость, материал зерна и связок, усилие на зерно",при соблюдении которых производительность и стойкость шлифования, а так-Е.з стойкость шлифовального инструмента могут иметь оптимальные значения. . . ^ ,"•■•'■ '' .

Установлено, что при шлифовании бетонов, приготовленных . ::а нестандартных мелких Иорданских песках должны соблюдаться «яедукддае оснозные'.технологические режимные параметры: *

оптимальный возраст бетона для шлифования - 24 суток. В зтом случае,с одной стороны, уже не происходит даров из тела ботона зерен крупного заполнителя, < а с другой стороны, затраты на его алифование-нике, чем 28 - суточном возрасте;

.скорость шлифования должна составлять для абразивного ин- ' струмента на основе карбида кремния 5* 7,5 м/сек., а для инструмента на алмазной основе - 13* 25 м/сек.;;

1.2

0,9

0,6

0,3

МАРКА. ПОКРЫТИЯ -300 НАПОЛНИТЕЛЬ - МРАМОР

• возраст пола - 24 -суток-1

усилие.. прижима - 120 кГ зернистость - 80 п = 540 об/мин ■ 1

120« 2

Концентрация, %

Ряс. 4.; -Зависимость стоЗкостя алмазного шятемэята 1

■ ' я производительности штифозания 2 ■ от-чонцоитрацш

<

X х 2

2,0

о н о о и

о

1,0

(КЧ)

марка покрытия -300 наполнитель - мрамор' ■ возраст пола - 24 суток -усилие прижима-120 кГ зернистость - 80 п = 540 . об/мин

.45 56

Концентрация, %

НГ

Рис.- 5,'

Зависимость стойкости абразивного инструмента 1 производительности пголфовашя 2 от концентрации

усилие прижима на обрабатываемой поверхности (усилие на зерно) во всех случаях должно быть в пределах 0,05 - 0,5 кГо/ зерно, т.к. при усилии менее 0,05 кГс/зерно резко падает производительность шлифования, при усилии более 0,5 яГс/ зерно резко уменьшается стойкость, сопровождающаяся объемным разрушением зерна рабочей поверхвооти и самого инструмента.

'Установлено, что концентрация зерна в алмазном инструменте должна быть в пределах 50 + 150$, а твердость в пределах М I + M5Q (ори твердости ниже М 1 и концентрации менее 50% резко снижается стойкооть, а ври твердости выше №0 и концентрации визе I505S резко снижается производительность), одинаково удовлетворяющая требованиям, предъявляемым качеству получаемой поверхности. Зернистость рабочего органа на основе карбида кремния должна быть в пределах 50 > 125 мкм, алмазного в пределах 630/500 + 315/250, концентрация в пределах 150 + 50$ (при значениях ниже первых - резко Падает производительность шлифования, а при значениях выйе вторых - резко падает стойкость, con- ; ровоадаадаяся объемным разрушение« зерна}. Для алмазных инстру- . ментов оптимальными являются связки МГП и М 50, обеспечивавшие | получение поверхностей требуемого качества. !

Эффективность рекомендуемых технологически* режимов была j подтверждена данными, полученными в условиях реального строительства при обработке бетонных полов о•использованием шлифоваль^ ных машин марки "СО - IIÍA V .

Отделка монолитных бетонных: полов на мелких нестандартных ! песках в случае использования высокопроизводительного шлифовального инструмента может производиться лгав после достижения бетоном прочности не ниже 30 МПа, так как в этом случае обеспечивается высокое качество шшфования без выровки зерен мелкого и крупного заполнителя. Для мозаичных к бетонных полов класс шероховатости принят 4-ш, что соответствует шероховатости обработанной поверхности 0,3-0,6 ммцри базовой длине замера 100 мм < (СНиП -I-A4-78).

В пределах зернистости до 125, твердости M3-TÍ, величины усилия на зерно 0,05-0,5 кто, скорости шлифования 7-15 м/сек., концентрации' 42-66? (КЧ) и 50-150ЯШ шероховатость обработанной поверхности всегда лежит в пределах 4-а.

В четвертой главе приводятся результаты апробации предложенной технологии шлифования батонкых полов на объектах промышленности строительства в Москве. При этом проводилось определение фактической производительности процесса шлифования» Измерение глубины лунок производилось штангелем-глубиномером от одной и той же установочной базы.

Для увеличения производительности шлифовальная машина нагружалась пригрузом 50 кг.

Определялись сравнительные показатели производительности, энергозатрат и расхода рабочего органа инструмента при шлифовании монолитного мозаичного покрытия пола с помощью мозаично-шлифовальной машины "СО-199" со специально изготовленными траверсами .для установки, как абразивного, так и алмазного инструмента.

В качестве абразивного инструмента шлифовальные траверсы машины оснащались треугольными сегментами типа 6с 14А80пСТ-£ ГОСТ 2451-81.

Прочность покрытия во время шлифования проверялась"нераз-рушавдиш методами контроля, . •

Результаты промышленной проверку работоспособности абразив' ного и алмазного инсФрументов приведены в табл.1г параметров , процесса шлифования бетонных полов.-в табл.2,

Б результате црсведенной производственной апробации шлифо-■ вания покрытий бетонных полов ,на. мелких песках с Мкр-1,1 установлено: . - ' .

при замене абразивных инструментов на "алмазные происходит . повышение производительности процесса шлифования бетонных полов; установлены границы износа шлифовального инструмента; подтверждено наличие износа абразивного инструмента от связ ки и типа абразива.

применение нестандартных песков в бетоне способствует получении поверхности пола о меньшей шероховатьсшэ, чем при применении стандартных песков с модулем крутшости 2,2.

В пятой главе даются расчеты экономической эффективности -предлагаемой технологии шлифования бетонных полов с использованием мелких песков 'при применении-алмазного инструмента.

к

!s О

0>

• О

#

s ы s

m о

X to >

Й ç

s

о О о»

стойкость, карат/мг

го и

Производительность шлифования

(на 1мм глубины) , мг/час

Таблица I

Реюшше параметры шлифования монолитного покрытия пола из бетона, проготовленного на мраморном заполнителе и мелком кварцевом песке

------I-г............... -...... 1 -

Характеристика Показатели процесса Технические показа-шлифования тела

Скорость глубина • -цроиз- Стой- . Удель-

-шлифова- вода- кооть • ный

резания подачи ния, шн., инстру- расход м/с м/мин. мм/прох. ыг'чх/ мента, кар/да

час.

Фрезы диаметром

¡шОД^ АРСЗ 22 4 0,1-0,4 8,5 18,8 0,6

М50 ' -

Орезы диаметром

500/Жб А50 " 22 ' 4 ОД"«4 8,5 31,8. 0,45 мш ' '

Абразивные шлифовальные сег- . менты типа 6с

15А80 и СТП • , о

2464-81 . 10 2 0,04-0,06 2,5 0,56' I шт/м2

Примечание: ^ Толщина■сошлифованного слоя при испытании до максимального обнажения'заполнителя 4-7

• • 'Таблица 2

Показатели использования мозаично-пшифовачьной машины .•"

по времени . ' .■."■',

Наименование показателей Количественные значения показателей,учас. Среднее значение показателей

: I смена П смена И смена

I •;'•■■ : 2 со 5

I. Продолжительность рабочей смены, час. 8,2 8,2 .8,2 • 8,2

2. Время подготовки машины к работе, чао'.

Продолжение табл.2

■ I 2 3 • 4 5

3. Чистое рабочее время . мозаично-шлифовальной машины, чао. 3,0 3;69 3,6 3,7

4. Время на внутричменное обслуживание машины, чао 0.7 ,0,35 , 0,45 .. 0,5

5. Потери рабочего времени из-за нарушения технологического процесса, час .1,0 ' 0,5 ' / 0.6 ' 0,7

6.'Время на замену комплекса алмазного ин-. струмента, чао 0,2 0.26 0,24 0,23

7. Время на замейу абразивного инструмента, час 1,0 и ■ 0,9 1,0

8./Время отдыха и обе/ денного перерыва 1,2 2,3 2,1 , 2.1

Предлагаемый объем работ по шлифованию бетонных поверхностей целесообразно выполнять, как абразивным гак и алмазным инструментом. '■ •

Таблица 3

'.',' Технико-экономическая эффективность новой технологии • отделки монолитных бетонных покрытий полов шлифованием-

Техниро-экономиче^кио по-" .Един.: " изм. . .Технология

... • казатоли Базовая Новая

■ ' ' ''. "'::,; '..Вариант 1. Вариант 2

2 . ,3 4 . .. 5-' :

Г. Количество машини-чаоов работы техники в год . маш/час,1575,9 1969,95 2166,95

2. Годовая эксплуатационная производительность м?/год! 8509,86 30494,82 , 113891,73

Продолжение табл.3

I .. 2 . ; 3 4 5

3. Производительность про-цесра эксплуатационная м^/ч 6,75 19,35 65,7

4. Затраты на зарплату рабочих руб/ч 191-10 . 191-10 191-10

5. Удельные текущие затраты руб/м2 0,005 0,0006 0,0002

6. Капитальные вложения руб/м2 3,740 2,10 . 0,56

7. Затраты на инструмент , руб/м2 9,53 3,18 1.045

8. Затраты на электроэнергию руб/'м2 0,82 0,52 0,15

9. Затраты на охлавдающую жидкость - руб/м2 0,09 0,064' 0.028

10.. Затраты на амортизацию руб/м2 0,94 . 5,46 18 ,52

II. Годовой'.экономический эффект * • \ руб/год 623497,08 1786619,5

д обще вывода '

Г. По условиям санитарно-гигиенических и биологических' норм,- а также для обеспечения комфортности жизнедеятельности путем выравнивания среднесуточной температуры в помещениях, полы в Иордании изготавливаются коменныки или монолитными бетонными. Такие полы, являются традиционными, не имеющими аль- " тернативы в ближайшем будущем. | » .

2. В Иордании шлифование-бетонных полов прчменяется редко из-за' отсутствия специального инструмента и поэтому необходимая чистота бетонной поверхности достигается за счет ручного заглакивания, в связи с этим разработка механизированной высо- -неэффективной технологии шлифованиябетонных, полов, изготовленных .с использованием местных'строительных материалов, является актуальной задачей. . \■ . ■

3. На основе анализа мирового опыта установлено, что наилучше технико-эконошческие показатели при шлифовании бетонных полов достигаются в случае использования шлифовальных машин, имеющий рабочий орган с алмазными абразивами. ' • 4. Определены'факторы, определяющие уровень производительности труда при шлифования бегйнных полон.в условиях Иордании и осуществлено ее моделирование.

5. В результате лабораторных исследований подучены результаты, отражающие особенности протикания процесса шлифования монолитных бетонных полов, изготовленных с использованием смесей ■на мелких нестандартных Иорданских песках. '

6. Разработаны рекомендации по режимным параметрам'процесса шлифования бетонных полов больших площадей алмазным инструментом в условиях Иордании. При этом установлено, что:

обработка бетона должна производиться в .возрасте - 24' суток. В .этом случае, с одной стороны, ухе не происходит выров из тела бетона зерен крупного заполнителя-, а с друтой стороны, затраты на его шлифование ниае, чем 28 -'суточном возраоте, скорость шлифования 5 + 7,5 м/сек. на основе карбида кремния, а для инструмента на алмазной основе - 13 -з- 25 м/сек., усилие прижима.в пределах 0,05 * 0,5 кГс/зерно, концентрация зерна в алмазном инструменте должна быть в пределах 50 150, а твердость в пределах MI * М50. Зернистость рабочего органа на основе кар- -. бида кремния должны быть в 'пределах 50 * '125 мкм, а алмазного в пределах 315/250 * 630/500.'

7; Опытом проверки данных рекомендаций в условиях реального 'строительства подтвервдена правильность данных рекомендаций, позволяющие обеспечить высокое качество обработки бетон-пых поверхностей и получение экономического эффекта.

•', Основное содержание диссертационной работы изложено' в 2-статьях,'..одна-, из которых -епонирована.