The determination of the rational parameters of a vibration machine for the internal compaction of concrete mixtures. We researched the “vibration machine – concrete medium” system wherein the concrete medium is represented by a system with distributed parameters that takes into account the resilient, viscous, inertial and energy properties of the compacted concrete medium. We researched the propagation of the viscous-resilient-plastic deformation waves in the contracted concrete mixture represented in the form of a half-space. We determined the amplitudes of the oscillations and stresses occurring in the compacted mixture depending on its physical and mechanical characteristics. We determined the oscillation amplitude of the vibration machine, identified its rational parameters. We determined the regularity of the motion of the compacted mixture and the vibration machine depending on the physical and mathematical characteristics of the compacted mixture, the thickness and width of the compacted layer, the angular oscillation frequency and the amplitude of the exciting force. The presented dependences enable the substantiation of the rational parameters of the vibration machine and the modes of vibratory action.

Purpose. The creation of the compacting vibratory process theoretical basis enabling the assessment of the efficiency and the choice of rational modes of the vibration influence on the concrete mixture, based on the minimal energy input in the process of its compacting. Methodology. The paper contains the description of the mechanism of compacting under the action of external vibration forces whereat a variable tensely deformed condition occurs in the concrete mixture. In this case the primary structural links break, the links between its separate elements weaken, the final movements of mineral particles result in the creation of a more compact packing. As the basic factor determining the character of the compacting process, the authors propose to use the product of voltage and the velocity of the vibratory action, which presents the power of the vibratory action on the compacted medium. Results. The authors have obtained analytical expressions enabling the determination of the growth of the concrete mixture density in time function depending on the type of the vibratory load and the power of the applied vibratory action on the compacted medium. The paper contains the theoretical and experimental values of the specific work that provides compacting up to the values required by the technological norms depending on the consistence of the concrete mixture at vertical and horizontally directed vibrations. Conclusions. The authors have specified the existing hypothesis and proposed a more general power hypothesis of the process of vibratory compacting of concrete mixtures, applicable to the description of the vibration process and concrete media treatment by various vibratory mechanisms, tools and machines. One can use the obtained results to set the rational modes and duration of the vibratory action on the compacted medium depending on the amount and type of the specific work of compacting and also to determine the basic parameters of vibration machines of various technological purpose.

The paper proposes an essentially new design of a concrete mixture depth compactor made in the form of a vertical plate witha circular vibration exciter mounted on its upper part. A design diagram of the «plane depth compactor – concrete mixture»dynamic system is presented and the vertical plate movement equations describing its linear vibrations in the horizontal planeand torsional vibrations in relation to the center of gravity are provided. It has been determined the regularity of the verticalplate motion during the compaction of concrete mixtures. The provided results of the research enable the substantiation of therational parameters of the plane depth compactor performing spatial vibrations and the efficient modes of the vibratory actionon the concrete mixtures of different consistence.

На основе анализа существующих реологических моделей, предложена усовершенствованная реологическая модель вибрируемой бетонной смеси, включающая элементы, описывающие упругие, вязкие, инерционные и энергетические свойства уплотняемой среды. Предложены теоретические выражения, описывающие изменения динамического модуля упругой деформации, коэффициента динамической вязкости и коэффициента сопротив-ления, учитывающего затраты энергии на разрушение внутренних связей, вытеснение воздуха, переориентацию частиц и другие явления в уплотняемой среде, сопровождающие вибрационное уплотнение в функциональной зависимости от плотности, относительной деформации и консистенции бетонной смеси. Приведены численные значения этих элементов, полученные теоретическим и экспериментальным методами. Приведены численные значения коэффициента внутреннего трения в бетонной смеси при вибрационном воздействии.Ключевые слова: реологическая модель, уплотняемая среда, колебания, теоретические зависимости. РЕОЛОГІЧНА МОДЕЛЬ ВІБРУЮЧОЇ БЕТОННОЇ СУМІШІ О. Г. Маслов, Жанар БатсайханКременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського вул. Першотравнева, 20, м. Кременчук, 39600, Україна. E-mail: kmto@mail.ru На основі аналізу існуючих реологічних моделей, запропоновано вдосконалену реологічну модель бетонної суміші, що представлена у вигляді системи з розподіленими параметрами, на яку здійснюється вібраційна дія. Реологічна модель включає безліч елементарних блоків, кожен з яких включає елементарні елементи, що опи-сують пружні, в'язкі, інерційні та енергетичні властивості ущільнюваного середовища. Вперше в реологічну модель, що описує систему з розподіленими параметрами включена елементарна приведена маса бетонної су-міші. Для розглянутої реологічної моделі наведено теоретичну залежність, що описує зміну напруги в ущіль-нюваному вібраційної дією бетонному середовищі від її деформації. Запропоновано теоретичні вирази, що опи-сують зміни динамічного модуля пружної деформації, коефіцієнта динамічної в'язкості і коефіцієнта опору, що враховує витрати енергії на руйнування внутрішніх зв'язків, витіснення повітря, переорієнтацію частинок та інші явища в ущільнюваного середовища, що супроводжують вібраційне ущільнення у функціональній залеж-ності від густини, відносної деформації і консистенції бетонної суміші. Встановлено, що коефіцієнт динамічної в'язкості бетонної суміші істотно залежить від коефіцієнта внутрішнього тертя і динамічного модуля пружної деформації бетонної суміші, а також від кутової частоти вимушених коливань. Наведено чисельні значення цих елементів, отриманих теоретичним та експериментальним методами. Наведено чисельні значення коефіцієнта внутрішнього тертя бетонної суміші при вібраційної дії. Показано зростаюче значення динамічного модуля пружної деформації залежно від збільшення жорсткості бетонної суміші і її відносної щільності. Наведено змі-на коефіцієнта опору бетонної суміші різної жорсткості залежно від її відносної щільності. Встановлено, що при збільшенні щільності бетонної суміші коефіцієнт опору зменшується ...

Приведена расчетная схема крестообразного глубинного уплотнителя, взаимодействующего с бетонной средой, физико-механические свойства которой представлены в виде упругих, диссипативных и инерционных сил. Составлена система уравнений, описывающая прямолинейные колебания центра тяжести исследуемой динамической системы в горизонтальной плоскости во взаимно-перпендикулярных направлениях, а также крутильные колебания относительно координатных осей, проходящих через центр тяжести крестообразного глубинного уплотнителя. Установлена закономерность движения рабочих поверхностей крестообразного уплотняющего наконечника в горизонтальной плоскости во взаимно-перпендикулярных направлениях и вызывающего в бетонной смеси переменное амплитудно-частотное вибрационное воздействие, которое обеспечивает в уплотняемой среде нормальное напряженно-деформированное состояние с изменяющимися параметрами в горизонтальной плоскости, являющееся определяющим в разрушении структурных связей, переводу бетонной смеси в тиксотропное состояние. Полученные результаты исследований позволяют обосновать рациональные параметры и режимы вибрационного воздействия крестообразного глубинного уплотнителя на бетон различной консистенции. Ключевые слова: крестообразный глубинный уплотнитель, бетонная смесь, вибрационное уплотнение.