Dynamics in preparing and pumping concrete mixes and plastering mortars within technological systems of construction machines

Abstract

У статті досліджено динаміку процесів приготування та перекачування бетонних сумішей і штукатурних розчинів у технологічних системах будівельних машин як взаємопов’язаних стадій єдиного технологічного циклу, ефективність функціонування яких визначається узгодженістю кінематичних, енергетичних і реологічних параметрів робочого процесу. Розглянуто закономірності формування кінематичних параметрів руху частинок суміші в гравітаційному змішувачі та встановлено їх вплив на структурно-механічні характеристики будівельних середовищ, що визначають умови подальшого транспортування матеріалу трубопровідними системами. Запропоновано аналітичний підхід до опису руху бетонних сумішей і штукатурних розчинів як бінгамівських середовищ з урахуванням граничного напруження зсуву та пластичної в’язкості, що дозволяє враховувати особливості їх реологічної поведінки під час перекачування насосним обладнанням. Отримано аналітичні залежності зміни швидкості руху потоку, перепаду тиску та витрати матеріалу від режимних параметрів роботи змішувального обладнання, геометричних характеристик трубопровідної системи та фізико-механічних властивостей суміші. Встановлено взаємозв’язок між інтенсивністю перемішування компонентів будівельної суміші, ступенем її структурної однорідності та енергетичними витратами на транспортування матеріалу в технологічних системах будівельних машин. Показано, що узгодження параметрів процесів змішування та перекачування дозволяє підвищити стабільність подачі суміші, зменшити гідравлічні втрати в трубопроводах і забезпечити раціональні режими функціонування технологічного обладнання. Отримані результати можуть бути використані під час проєктування змішувально-транспортуючих систем будівельних машин, а також при розробленні технологій механізованої подачі бетонних сумішей і штукатурних розчинів, зокрема у сучасних системах будівельного 3D-друку.