RU2217304C1 - Method for manufacture of architectural-building bodies of revolution from concrete - Google Patents

Abstract

FIELD: production of shaped architectural-building concrete products. SUBSTANCE: a one-piece thin-shell temporary bearing of polymeric material made to the point pattern of the body of revolution repeating the inner surface of the detachable pattern is placed in a detachable pattern. The detachable pattern is assembled and filled inside the one-piece thin-shell temporary bearing of polymeric material with concrete mix. The concrete mix is compacted by rotation of the detachable pattern about the longitudinal axis at a speed at least of 300 r.p.m. After compaction the squeezed out cement grout is poured off from the detachable pattern. After the complete hardening of concrete the temporary bearing is cut and the finished architectural-building body of revolution is extracted. EFFECT: enhanced quality of the outer surfaces of the bodies of revolution due to the absence of butt welds from the detachable patterns and defects. 1 tbl

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве фасонных архитектурно-строительных бетонных изделий, например, колонн, вазонов, балясин для ограждений балконов, террас, лестниц.The invention relates to the building materials industry and can be used in the manufacture of shaped architectural and construction concrete products, for example, columns, flowerpots, balusters for fencing balconies, terraces, stairs.

Известен способ изготовления архитектурно-строительных тел вращения, а именно, балясин, заключающийся в том, что на горизонтально вращающееся веретено, одновременно являющееся осью тела, постепенно наращивают гипсовый раствор, профилируя его в соответствии с закрепленным на станине станка шаблоном, установленным таким образом, чтобы стальная оковка шаблона располагалась в одной горизонтальной плоскости с осью тела. Получение необходимой чистоты профиля тела вращения осуществляют путем удаления излишков гипсового раствора шаблоном при вращении веретена. После окончания описанного процесса и схватывания гипса снимают тело вращения со станка и отпиливают концы веретена так, чтобы с обеих сторон оставались излишки для крепления тела вращения (см. Справочник архитектора: Архитектурная лепка и формовка. - М.: 1956. - Том XV. - С.66-68).There is a method of manufacturing architectural and construction bodies of revolution, namely, balusters, which consists in the fact that a gypsum mortar is gradually built up on a horizontally rotating spindle, simultaneously being the axis of the body, profiling it in accordance with a template fixed on the machine bed so that steel template forging was located in one horizontal plane with the axis of the body. Obtaining the necessary purity of the body profile of the rotation is carried out by removing excess gypsum mortar with a template during rotation of the spindle. After the end of the described process and the setting of gypsum, the body of revolution is removed from the machine and the ends of the spindle are sawn off so that there is excess on both sides for fastening the body of rotation (see the Architect's Handbook: Architectural molding and molding. - M .: 1956. - Volume XV. - S.66-68).

В качестве основных недостатков этого способа можно отметить низкое качество внешних поверхностей тел вращения, а именно, наличие шероховатости, отсутствие блеска, что является следствием грубой обработки гипса и требует дополнительной доводки поверхностей путем шлифования; высокая трудоемкость и низкая производительность, так как постепенное наращивание гипсового раствора на вращающееся веретено в соответствии с заданным профилем тела вращения приводит к значительным затратам времени; отсутствие возможности использования для изготовления тел вращения бетонной смеси, обусловленное тем, что она не затвердевает также быстро, как гипсовый раствор, и из-за наличия в ее составе заполнителей, которые не поддаются обработке шаблоном.As the main disadvantages of this method, it is possible to note the low quality of the external surfaces of the bodies of revolution, namely, the presence of roughness, lack of gloss, which is the result of rough processing of gypsum and requires additional finishing of the surfaces by grinding; high laboriousness and low productivity, since the gradual build-up of gypsum mortar on a rotating spindle in accordance with a given profile of the body of revolution leads to a significant investment of time; the inability to use concrete mixture for the manufacture of bodies of rotation, due to the fact that it does not harden as quickly as gypsum mortar, and due to the presence in its composition of aggregates that can not be processed by a template.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ изготовления архитектурно-строительных тел вращения из бетона, включающий заполнение бетонной смесью разъемной формы, изготовленной из бетона по деревянной точеной модели тела вращения, уплотнение бетонной смеси путем набивки и извлечение тела вращения из разъемной формы после затвердевания бетона (см. Справочник архитектора: Архитектурная лепка и формовка. - М.: 1956. - Том XV. - С. 106-109).Closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved result (prototype) is a method of manufacturing architectural and construction bodies of revolution from concrete, comprising filling concrete with a demountable mold made of concrete using a wooden turned model of the body of revolution, compacting the concrete mixture by stuffing and removing the body rotation from a demountable form after hardening of concrete (see the Architect's Handbook: Architectural Modeling and Molding. - M .: 1956. - Volume XV. - P. 106-109).

Основными недостатками способа изготовления архитектурно-строительных тел вращения из бетона являются низкое качество внешних поверхностей тел вращения, а именно, наличие стыковочных швов от разъемных форм, дефекты в виде раковин из-за присутствия пузырьков воздуха в бетонной смеси после уплотнения путем набивки, отсутствие блеска, то есть матовость внешних поверхностей, требующее дополнительной доводки (см. таблицу сравнительных свойств архитектурно-строительных тел вращения, а именно, балясин, полученных по способам изготовления архитектурно-строительных тел вращения из бетона - предлагаемому и выбранному в качестве прототипа); высокая трудоемкость в связи с необходимостью изготовления большого количества, то есть парка, разъемных форм, их чистки, смазки, а также в связи с необходимостью устранения дефектов внешних поверхностей тел вращения путем шпаклевки и затирки и дополнительной доводки этих поверхностей до кондиции.The main disadvantages of the method of manufacturing architectural and construction rotation bodies from concrete are the low quality of the external surfaces of the rotation bodies, namely, the presence of connecting seams from demountable shapes, defects in the form of shells due to the presence of air bubbles in the concrete mixture after compaction by packing, lack of gloss, that is, the dullness of the external surfaces, requiring additional refinement (see the table of comparative properties of architectural and construction bodies of revolution, namely, balusters obtained by the methods of manufacturing a hitekturno construction of concrete bodies of revolution - the proposed and selected as a prototype); high complexity due to the need to manufacture a large number, that is, the park, demountable forms, their cleaning, lubrication, and also due to the need to eliminate defects on the outer surfaces of the bodies of revolution by puttying and grouting and additional finishing of these surfaces to condition.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения качества внешних поверхностей и снижения трудоемкости процесса изготовления архитектурно-строительных тел вращения.The present invention solves the problem of improving the quality of external surfaces and reducing the complexity of the manufacturing process of architectural and construction bodies of revolution.

Для достижения указанного технического результата в способе изготовления архитектурно-строительных тел вращения из бетона, включающем заполнение бетонной смесью разъемной формы, изготовляя эту форму по точеной модели тела вращения, уплотнение бетонной смеси и извлечение тела вращения после затвердевания бетона, заполнение бетонной смесью разъемной формы производят внутрь цельного тонкостенного разового вкладыша из полимерного материала, изготовляя этот вкладыш повторяющим внутреннюю поверхность разъемной формы, уплотнение бетонной смеси осуществляют путем вращения разъемной формы вокруг продольной оси со скоростью не менее 300 об/мин, после уплотнения бетонной смеси сливают из разъемной формы отжатое цементное молочко и вынимают вкладыш с бетоном, а извлечение тела вращения выполняют при разрезании вкладыша.To achieve the specified technical result in a method for manufacturing architectural and construction bodies of revolution from concrete, which includes filling a demountable concrete mixture, manufacturing this mold according to a turned model of a revolution body, compacting the concrete mixture and extracting the rotation body after the concrete has hardened, filling the demountable concrete mixture inside one-piece thin-walled one-time liner made of a polymer material, making this liner repeating the internal surface of a split mold, concrete compaction oh mixture is performed by rotating the split mold about the longitudinal axis at a speed of 300 rev / min, after compaction of the concrete mix poured from the split mold and pressed laitance is removed with the concrete liner, and extracting the body of rotation is performed at a cutting insert.

Повышение качества внешних поверхностей архитектурно-строительных тел вращения обеспечивается, с одной стороны, за счет использования цельного тонкостенного разового вкладыша из полимерного материала, имеющего гладкую блестящую внутреннюю поверхность, а с другой стороны, за счет уплотнения бетонной смеси путем вращения разъемной формы вокруг продольной оси со скоростью не менее 300 об/мин, в результате которого бетонная смесь под действием центробежной силы отбрасывается к внутренней боковой поверхности разового вкладыша, становится плотнее и вытесняет воздух и избытки цементного молочка к оси вращения разъемной формы. При этом на внешних поверхностях тел вращения отсутствуют стыковочные швы от разъемных форм и дефекты в виде раковин, поверхности приобретают блеск.Improving the quality of the external surfaces of architectural and construction bodies of revolution is ensured, on the one hand, by using a one-piece thin-walled one-time liner made of a polymer material having a smooth shiny inner surface, and, on the other hand, by compacting the concrete mixture by rotating the demountable form around the longitudinal axis with at a speed of at least 300 rpm, as a result of which the concrete mixture is discarded under the action of centrifugal force to the inner side surface of a single insert, it becomes denser and displaces air and excess cement milk to the axis of rotation of a detachable shape. In this case, on the external surfaces of the bodies of revolution there are no connecting seams from demountable shapes and defects in the form of shells, the surfaces acquire luster.

Снижение трудоемкости процесса изготовления архитектурно-строительных тел вращения обеспечивается за счет того, что заполнение бетонной смесью разъемной формы производят внутрь цельного тонкостенного разового вкладыша из полимерного материала, имеющего высокую прочность, а это в свою очередь позволяет извлекать вкладыш с бетоном сразу после уплотнения из разъемной формы, а не оставлять бетон в этой форме до полного затвердевания, как в способе, выбранном в качестве прототипа. Таким образом, исключается необходимость изготовления большого количества, то есть парка, разъемных форм, их чистки и смазки при каждом повторении технологического процесса.Reducing the complexity of the manufacturing process of architectural and construction bodies of revolution is ensured due to the fact that the concrete is filled with a demountable concrete mixture inside a one-piece thin-walled one-time liner made of polymer material having high strength, and this in turn allows the liner with concrete to be removed immediately after compaction from the demountable mold rather than leaving concrete in this form until it solidifies completely, as in the method chosen as a prototype. Thus, it eliminates the need to manufacture a large number, that is, the park, demountable forms, their cleaning and lubrication at each repetition of the process.

Оптимальная скорость вращения разъемной формы вокруг продольной оси, зависящая от размеров изготавливаемых тел вращения, составляет не менее 300 об/мин.The optimum rotational speed of a detachable shape around the longitudinal axis, depending on the dimensions of the manufactured bodies of revolution, is at least 300 rpm.

При скорости вращения разъемной формы менее 300 об/мин бетонная смесь уплотняется недостаточно, и качество внешней поверхности архитектурно-строительного тела вращения резко ухудшается (см. таблицу сравнительных свойств архитектурно-строительных тел вращения, а именно, балясин, полученных по способам изготовления архитектурно-строительных тел вращения из бетона - предлагаемому и выбранному в качестве прототипа).When the rotational speed of the detachable form is less than 300 rpm, the concrete mixture is not compacted enough, and the quality of the outer surface of the architectural and construction bodies of revolution deteriorates sharply (see the table of comparative properties of architectural and construction bodies of revolution, namely, balusters obtained by the methods of manufacturing architectural and construction concrete rotation bodies - proposed and selected as a prototype).

Способ изготовления архитектурно-строительных тел вращения из бетона осуществляют следующим образом.A method of manufacturing architectural and construction bodies of revolution from concrete is as follows.

Цельный тонкостенный разовый вкладыш из полимерного материала, изготовляя этот вкладыш повторяющим внутреннюю поверхность разъемной формы и имеющим внешние размеры, точно соответствующие внутренним размерам разъемной формы, укладывают в разъемную форму, изготовляя ее из гипса, алюминия или другого материала, способного точно передавать форму точеной модели тела вращения. Модель тела вращения предварительно вытачивают, например, из металла, дерева или эбонита по чертежам изготавливаемого архитектурно-строительного тела вращения. Разъемную форму собирают. Заполняют разъемную форму внутрь цельного тонкостенного разового вкладыша из полимерного материала бетонной смесью, имеющей подвижность ОК=8-10 см (по осадке стандартного конуса). Разъемную форму с бетонной смесью размещают в центрифугирующей установке предпочтительно в горизонтальном положении плотно зажатой с торцов. Для формования из бетонной смеси архитектурно-строительного тела вращения, соответствующего изготовленной модели, бетонную смесь уплотняют путем вращения разъемной формы вокруг продольной оси со скоростью не менее 300 об/мин. Оптимальную длительность уплотнения бетонной смеси подбирают экспериментально в зависимости от размеров и формы архитектурно-строительного тела вращения. В результате действия центробежных сил бетонная смесь при уплотнении отбрасывается к внутренней боковой поверхности разового вкладыша, становится плотнее и вытесняет воздух и избытки цементного молочка к оси вращения разъемной формы. После уплотнения разъемную форму снимают с центрифугирующей установки. Отжатое цементное молочко сливают из разъемной формы, формируя таким образом сквозное отверстие вдоль оси архитектурно-строительного тела вращения. Разъемную форму разбирают и вынимают разовый вкладыш с бетоном. После полного затвердевания бетона разовый вкладыш разрезают и извлекают готовое архитектурно-строительное тело вращения.A one-piece thin-walled one-time liner made of a polymeric material, making this liner repeating the inner surface of a detachable shape and having external dimensions exactly corresponding to the internal dimensions of a detachable shape, is laid in a detachable form, making it from gypsum, aluminum or another material capable of accurately conveying the shape of a turned body model rotation. The model of the body of revolution is pre-machined, for example, from metal, wood or ebonite according to the drawings of the manufactured architectural and construction body of revolution. The detachable mold is assembled. A detachable mold is filled inside a one-piece thin-walled one-time liner made of a polymer material with a concrete mixture having a mobility of OK = 8-10 cm (according to the draft of a standard cone). A detachable mold with concrete mixture is placed in a centrifugal installation, preferably in a horizontal position, tightly clamped from the ends. In order to form a rotation body corresponding to the manufactured model from the concrete mixture, the concrete mixture is compacted by rotating the demountable form around the longitudinal axis at a speed of at least 300 rpm. The optimal duration of compaction of the concrete mixture is selected experimentally depending on the size and shape of the architectural and construction body of revolution. As a result of the action of centrifugal forces, the concrete mixture during compaction is discarded to the inner side surface of the single insert, becomes denser and displaces air and excess cement milk to the axis of rotation of the split mold. After sealing, the demountable mold is removed from the centrifugal unit. The squeezed cement milk is poured out of a detachable form, thereby forming a through hole along the axis of the building body of revolution. The demountable form is disassembled and taken out a single insert with concrete. After the concrete has completely hardened, a single insert is cut and the finished architectural and construction body of revolution is removed.

Пример конкретного выполнения способа изготовления архитектурно-строительных тел вращения из бетона.An example of a specific implementation of the method of manufacturing architectural and construction bodies of revolution from concrete.

В качестве архитектурно-строительного тела вращения выбрана балясина с длиной 50 см, наибольшим диаметром 13 см и наименьшим диаметром 6 см. Перед осуществлением способа была выточена из металла модель балясины. По точеной модели балясины изготовлена бетонная разъемная форма.A baluster with a length of 50 cm, a maximum diameter of 13 cm and a smallest diameter of 6 cm was selected as the architectural and construction body of revolution. Before the implementation of the method, a model of a baluster was machined from metal. According to the turned model of the baluster, a concrete demountable mold is made.

Изготовлен цельный тонкостенный разовый вкладыш из полимерного материала, повторяющий внутреннюю поверхность разъемной формы.A one-piece thin-walled one-time liner made of a polymeric material is made, repeating the internal surface of a detachable shape.

После изготовления разовый вкладыш укладывался в форму, далее производили сборку формы и срезание верхнего торца разового вкладыша, выступающего за габариты разъемной формы.After manufacturing, the single insert fit into the mold, then the mold was assembled and the upper end of the single insert cut off, protruding beyond the dimensions of the split mold, was cut.

Для формования архитектурно-строительного тела вращения, а именно, балясины, была приготовлена бетонная смесь, содержащая следующие компоненты: портландцемент М 400-450 кг/м³, песок Мкр 2,5-650 кг/м³, щебень фракции 5-10 - 1151 кг/м³. Эти компоненты перемешивали и затворяли водой до получения бетонной смеси подвижностью ОК=8-10 см (по осадке стандартного конуса).For molding the architectural and construction body of revolution, namely, balusters, a concrete mixture was prepared containing the following components: Portland cement M 400-450 kg / m ³ , sand MKR 2.5-650 kg / m ³ , crushed stone of fraction 5-10 - 1151 kg / m ³ . These components were mixed and closed with water until a concrete mix was obtained with mobility OK = 8-10 cm (according to the draft of a standard cone).

Бетонной смесью заполняли разъемную форму внутрь разового вкладыша через отверстие в его верхней части и устанавливали разъемную форму с вкладышем и бетонной смесью в центрифуге в горизонтальном положении. Уплотнение бетонной смеси производили путем вращения формы вокруг продольной оси со скоростью 300-600 об/мин в течение 50-240 секунд и со скоростью 200-250 об/мин в течение 300 секунд. Далее разъемную форму снимали с центрифуги, сливали отделившееся при уплотнении цементное молочко, формируя таким образом сквозное отверстие вдоль оси балясины. Затем форму разбирали и извлекали разовый вкладыш с бетоном.A concrete mix was filled in a detachable mold inside a single insert through a hole in its upper part and a detachable mold with a liner and concrete mix was installed in a centrifuge in a horizontal position. The concrete mixture was compacted by rotating the mold around its longitudinal axis at a speed of 300-600 rpm for 50-240 seconds and at a speed of 200-250 rpm for 300 seconds. Then, the demountable mold was removed from the centrifuge, the cement milk separated during compaction was poured, thus forming a through hole along the axis of the baluster. Then the mold was disassembled and a single insert with concrete was removed.

Набор прочности бетона балясины производили в условиях повышенной температуры (60°С) в течение 12 часов. После этого вкладыш разрезали и извлекали готовое изделие.The strength of concrete balusters was set at elevated temperatures (60 ° C) for 12 hours. After that, the insert was cut and the finished product was removed.

Для сравнения была изготовлена аналогичная балясина в соответствии со способом, выбранным в качестве прототипа, в бетонной разъемной форме.For comparison, a similar baluster was made in accordance with the method selected as a prototype, in a concrete demountable form.

Данные о результатах сравнения приведены в таблице сравнительных свойств архитектурно-строительных тел вращения, а именно, балясин, полученных по способам изготовления архитектурно-строительных тел вращения из бетона - предлагаемому и выбранному в качестве прототипа.Data on the comparison results are given in the table of comparative properties of architectural and construction bodies of revolution, namely, balusters, obtained by the methods of manufacturing architectural and construction bodies of revolution from concrete - proposed and selected as a prototype.

Как следует из таблицы, при изготовлении архитектурно-строительных тел вращения, а именно, балясин, по предлагаемому способу по сравнению с изготовлением архитектурно-строительных тел вращения, а именно, балясин, по способу - прототипу, значительно повышается качество внешних поверхностей тел вращения, они становятся глянцевыми, и сокращается длительность уплотнения бетонной смеси в 1,3-6 раз. При этом скорость вращения разъемной формы должна быть не менее 300 об/мин, так как при более низкой скорости вращения на внешних поверхностях тел вращения остаются дефекты в виде раковин даже при длительном уплотнении бетонной смеси.As follows from the table, in the manufacture of architectural and construction bodies of revolution, namely, balusters, according to the proposed method, compared with the manufacture of architectural and construction bodies of rotation, namely, balusters, by the method of the prototype, the quality of the outer surfaces of the bodies of revolution is significantly improved, they become glossy, and the duration of compaction of concrete mix is reduced by 1.3-6 times. In this case, the rotational speed of the detachable shape should be at least 300 rpm, since at a lower speed of rotation on the external surfaces of the bodies of revolution defects remain in the form of shells even with prolonged compaction of the concrete mixture.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет существенно повысить качество внешних поверхностей архитектурно-строительных тел вращения из бетона за счет отсутствия стыковочных швов от разъемных форм и дефектов в виде раковин на поверхностях тел вращения, а также за счет приобретаемого поверхностями блеска, снизить трудоемкость и длительность процесса изготовления архитектурно-строительных тел вращения вследствие исключения необходимости изготовления парка разъемных форм, их чистки и смазки при каждом повторении процесса изготовления архитектурно-строительных тел вращения из бетона.Thus, the use of the invention allows to significantly improve the quality of the external surfaces of architectural and construction bodies of revolution made of concrete due to the absence of connecting seams from demountable shapes and defects in the form of shells on the surfaces of bodies of revolution, as well as due to the gloss acquired by the surfaces, to reduce the complexity and duration of the process manufacturing of architectural and construction bodies of revolution due to the elimination of the need to manufacture a fleet of demountable forms, their cleaning and lubrication at each repeated and the process of manufacturing architectural and construction bodies of revolution from concrete.

Claims (1)

Способ изготовления архитектурно-строительных тел вращения из бетона, включающий заполнение бетонной смесью разъемной формы, изготовленной по точеной модели тела вращения, уплотнение бетонной смеси и извлечение тела вращения после затвердевания бетона, отличающийся тем, что заполнение бетонной смесью разъемной формы производят внутрь цельного тонкостенного разового вкладыша из полимерного материала, изготовляя этот вкладыш повторяющим внутреннюю поверхность разъемной формы, уплотнение бетонной смеси осуществляют путем вращения разъемной формы вокруг продольной оси со скоростью не менее 300 об/мин, после уплотнения бетонной смеси сливают из разъемной формы отжатое цементное молочко и вынимают вкладыш с бетоном, а извлечение тела вращения выполняют при разрезании вкладыша.A method of manufacturing architectural and constructional rotation bodies made of concrete, comprising filling a demountable concrete mixture made according to the turned model of a rotational body, compacting a concrete mixture and extracting a rotation body after concrete hardening, characterized in that the demountable concrete mixture is filled inside a one-piece thin-walled one-time insert from a polymeric material, making this insert repeating the internal surface of the split mold, the concrete mixture is compacted by rotating p of a detachable form around the longitudinal axis with a speed of at least 300 rpm, after compaction of the concrete mixture, squeezed cement milk is poured from the detachable form and the loose leaf with concrete is removed, and the rotation body is removed when cutting the liner.