浇筑混凝土的方法和设备技术

一种浇筑混凝土的方法，它包括以下步骤： 浇注塑性的混凝土块体，以形成一个混凝土结构件、该混凝土结构件具有一个底面和一个基本平坦的顶面； 向所述混凝土结构件引入第一列振动； 所述第一列振动使所述塑性混凝土块体的第一区段的密度相对大于所述塑性混凝土块体的第二区段； 其中，所述塑性混凝土块体的第一区段从所述混凝土结构件的底面垂直延伸到一个可以操纵地形成的边界层，所述可以操纵地形成的边界层低于所述混凝土结构件的顶面的高度； 而且其中所述塑性混凝土块体的第二区段从所述可以操纵地形成的边界层垂直延伸到所述混凝土结构件的顶面； 而且其中所述第一列振动使所述可以操纵地形成的边界层定位于所述塑性混凝土块体的第一区段和第二区段之间的一个第一位置。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及以接续的阶段或增量将振动能量引入通常水平取向的塑性混凝土结构件(如混凝土板、平台、道路及类似的或有关的混凝土结构件)的方法和设备。此处所用的术语“分阶段振动”意味着，在注入混凝土块体(或团体)后，以这样一种方式将振动引入混凝土块体，使得块体的下部首先固结，而后顺序改变振动的特性，使得混凝土块体的接续的较高部分固结，直到全部或几乎全部混凝土块体固结成为密度均匀的单独一个块体。与混凝土块体固结成均匀密度的块体的同时，“分阶段振动”也产生这样一种混凝土结构件，其最终的(暴露的顶部)表面是均匀的，它可以以均匀的速率产生。本质上，本专利技术是一种利用混凝土的分阶段振动浇筑混凝土的方法，使用一种以分阶段的、步进的或分相位的顺序与混凝土块体相接触的产生振动的装置(或者采用浸入式装置，或者采用与混凝土块体的表面相接触的装置，或者两者都采用)。在本专利技术中，振动以顺序计时的“阶段”引入混凝土块体，而阶段数目、振动的振幅和频率、每个阶段的持续时间和振动产生装置的相对取向都是可变的，取决于混凝土块体的物理特性。混凝土块体的有关物理特性包括(但不一定限于)被使用的混凝土的物理特性；被浇筑的混凝土板(或其它结构件)的厚度；以及在形成混凝土块体期间加入混凝土的特定物料。确定哪些变数需要修改、修改的量和所需修改的实施，均由传感器和有关控制元件进行和监控，这些传感器和有关控制元件确定通过振动的固结令人满意的混凝土块体区段和还不能令人满意地固结的区段之间的边界层的位置。先有技术的说明在混凝土结构件如混凝土板之类的制造中，某些常规的步骤包括在一个模子中简单地浇筑混凝土块体、以各种熟知的方式抛光顶部表面并使混凝土硬化而不用任何振动。其它步骤包括使用在不同位置暂时放入混凝土中或放在其上的振动装置，利用刮平表面和/或修整操作的不同组合使表面抛光，包括使用手动瓦刀(或称抹子)、电动旋转式瓦刀等等。使用振动装置浇筑混凝土的先有方法的一个问题是振动装置缺少控制。当浇注的混凝土板的任何部分振动过分时，它在混凝土板中大约接触振动装置的位置处形成硬斑。此外，过分振动混凝土也可能造成振动装置附近的骨料分离。骨料分离和“硬斑”两者造成不均匀并弱化最终的混凝土板。先有的混凝土浇筑操作通常小心地使混凝土块体“振动不足”或可能根本不振动混凝土块体。另一种已知的步骤包括使用滑动模子，在这种步骤中，安置在模子中的混凝土块体可能由于一个连续移动的模子而受到振动，也可能不受振动，混凝土注入模子或模子前面，形成特定形状，在模子逐渐移动后该形状仍然保持，而后利用常规步骤抛光混凝土。在本文中振动塑性混凝土的主要目的是，通过促使和推进水平和空气的向上移动使混凝土块体加速固结到最高程度和尽可能均匀的密度，否则水和空气将缓慢移动或根本不移动。空气和水的夹带会弱化混凝土，而这些物质的缓慢移动会延长浇灌和抛光混凝土块体所需的时间。现有的将振动外加给混凝土块体的步骤实际上并不提供控制或改变振动装置的振动特性的措施(除了手动地断开和接通振动装置以外)，也并不提供控制或改变振动装置作用在混凝土块体上的时间长短的措施，这种控制措施是以所要的最终结果的完成程度为基础的。因此，现有的步骤产生的混凝土块体其固结程度随位置而变，而其从表面蒸发去水所需的时间也随位置而变。与混凝土的自然的(即非振动的)固结和固化有关的另一现象是固化块体内部水份的夹带。在浇注时，混凝土混合物通常包含的水量远远超过形成混凝土块体的合适固化和最大强度时实际需要的量。过量的水是有意加入混凝土混合物的，以便于运输、浇注、成形和抛光作业。如果保持静止不动(即不受振动)，那么混凝土块体的重量产生的压力起初将一些过量的水缓慢地向上推压而穿过混凝土块体，从而开始引起一些过量水向着混凝土板的表面移动，同时，形成靠近混凝土板底部的混凝土块体的固结。当这些混凝土块体干燥时，混凝土开始固化，即使混凝土块体可能还没有达到最佳固结。混凝土块体的这种固化延迟水向着混凝土板表面的移动。同时，在许多情况下(特别是当混凝土板是在阳光下、刮风日子或湿度小的日子中浇注成的时)，水可能从混凝土板的顶部表面如此快地蒸发，以至顶部的混凝土过早地干燥并开始固化。这造成混凝土板表面上或附近处的混凝土开始变硬，这种情况进一步延迟过量的水从下部的混凝土块体向表面的移动。最后，这种现象造成混凝土板内部夹带水分。过些时候水泡干燥消失，在固体混凝土板中到处留下小气孔。此种气孔减小了混凝土板的最终强度。在先有的混凝土板浇灌作业中使用了脱水技术，其中，浇注混凝土块体形成具有上表面的结构件，而后对湿的混凝土表面利用真空脱水系统进行块体脱水。或者是，在湿的混凝土表面上安置吸收剂材料(如粗麻布之类)对混凝土块体的表面进行脱水，而后在粗麻布上撒一些干燥剂(如干水泥)。在脱水过程完成后进行表面的常规抛光(或精整)，移去粗麻布或真空脱水系统。现有的混凝土抛光步骤花费很多劳动并要求大量使用熟练劳动力，在适宜地完成时花费大量时间。已经对自动控制机械抛光装置进行的研究不太令人满意，原因是在对混凝土块体引入自动控制抛光装置时混凝土块体的物理特性缺乏均匀性和在刚巧进行抛光作业之前不能控制混凝土块体的物理特性。这样，必须有操作人员对抛光设备作出决定和调整。通常必须在连续的基础上对抛光作业的全部时间进行调整，因为紧接在抛光作业之前和作业进行期间混凝土表面普遍存在设有固结或潮湿性变化的状况，而抛光作业的机械元件都不能在数量或强度方面调节或减小这些变化。在公路建设中，表面通常不需要抛光，通常只需要振动和刮平。虽然这主要是机器作业，但最终产品(混凝土路面)不均匀，因为传送的形成混凝土块体的物料不均匀，因为传送的形成混凝土块体的物料不均匀，而振动和刮平设备无论如何也不能调整而补偿这种不均匀。通常，公路混凝土仅依靠重力(和蒸发)脱水。因此，从公路混凝土路面脱水通常是一个缓慢、不均匀和非控制的过程。以上述缓慢、不均匀和非控制的方式从公路混凝土路面脱水造成路面在固结时不均匀地收缩，最终产生裂纹和强度变弱的结构。美国专利No2015217、2223734、2269109、2293962和2332687涉及利用浸入混凝土块体或以其它方式与混凝土块体联结的振动装置将振动引入混凝土块体的开发研究工作。虽然上述专利涉及混凝土块体的振动，但它们都没有提出一种混凝土板、平台或类似物的分阶段或步进振动，其中引到混凝土块体上或块体中的振动的每个阶段对混凝土的块体影响到其所需的特定深度；也没有一个专利说明过一种确定混凝土块体已经固结到或应当振动到的深度。专利技术概要因此，本专利技术的一个主要目的是提供一种利用机器作业浇筑混凝土板或类似结构件用的方法和设备，其中利用分阶段振动未固化的塑性混凝土块体来浇筑混凝土。本专利技术的第二个目的是提供一种具有所述特征的浇筑混凝土板的方法和设备，其中，在振动的每个阶段期间，使水和空气向上移动通过未固化的混凝土块体，从而形成一个可以界定的大体上水平的边界层，在该边界层下方的混凝土块体可以确定为充分固结的，而在该边界层上方的混凝土块体可以确定的还没有充分固结的。本专利技术的第三个目的是提供一种具有所述特征的浇筑混凝土板或类似结构件的方法和设备，其中，未固化的混凝土块体从底部向上到顶面顺序固结，以产生一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：小塞穆尔·A·菲斯，
申请(专利权)人：小塞穆尔·A·菲斯，
类型：发明
国别省市：