[发明专利]浇筑混凝土的方法和设备

说明书

本发明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，本发明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)。在本发明中，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。混凝土缺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。