|
Виготовлення збірних бетонних та залізобетонних конструкцій з важких бетонів
План
1. Класифікація бетонних та залізобетонних конструкцій та підприємств по їх виробу
2. Виготовлення арматурних каркасів
3. Виробництво збірних залізобетонних виробів та конструкцій
Список використаної літератури
Бетон являє собою штучний композитний каменеподібний матеріал, неоднорідної конгломератної) будови, який утворюється внаслідок затвердіння ретельно перемішаної та доцільної суміші мінерального чи органічного в’яжучого, заповнювачів і води, або водяного розчину. Бетони, як правило, добре чинять опір стискувальним навантаженням, проте мають низьку міцність при розтягу, яка відповідно становить 5...10 % міцності на стиск. Бетони підрозділяють на: важкі, легкі, високоміцні, гідротехнічні, декоративні, дорожні, жаростійкі, кислотостійкі, особливо важкі та інші. При поєднанні бетону і сталевої арматури у такому композиційному матеріалі як залізобетон вдається підвищити будівельні властивості як бетону так і сталевої арматури. Так, сталь має дуже високу міцність при розтягу (240...1700 МПа), тому в залізобетоні її розміщують так, щоб вона сприймала розтягу вальні зусилля, а стискувальні передавалися на бетон. Можливість спільної роботи сталевої арматури та бетону зумовлюється міцним зчепленням між ними й майже однаковими коефіцієнтами лінійного розширення при зміні температури в інтервалі від 0 до 80°С (бетону 10´10 К, сталі - 12´10 К). В свою чергу бетон захищає сталь, що міститься в ньому від корозійної дії навколишнього середовища. Найдоцільніше використовувати залізобетон для будівельних виробів і конструкцій, що зазнають стискувальних та вигинальних напружень.
Введення металевої арматури поліпшує деформативність бетону. Це пов’язане з тим, що граничні деформації бетону перед руйнуванням мають невеликі значення і залежать від міцності бетону, складу і тривалості прикладання навантаження. В дослідах при осьовому стиску призм спостерігаються граничні деформації при стиску в межах (0,8...3)´10, в середньому
Еив = 2 ´ 10 = 0,2 %
В стиснутій зоні бетонних елементів, які згинають, спостерігаються більші, ніж у стиснутих призм деформації Еив =(2,7...4,5)´ 10. Вони залежать від форми поперечного перерізу і відносної висоти стиснутої зони. При зменшенні ширини поперечного перерізу донизу і у таврових переграничні деформації, а при зменшенні відносної висоти стиснутої зони збільшуються. Вони також залежать від насиченості залізобетону повздовжньою арматурою.
Граничні деформації при розтягу у 10...20 разів менші, ніж при стиску і в середньому складають 1,5´10(0,015%). Гарячекатана арматурна сталь з площадкою текучості подовжується після руйнування на розтяг до 25 %. У цієї сталі напруга, при якій деформації збільшуються без суттєвого збільшення навантажень, називається фізичною границею текучості арматурної сталі sу, а напруга, яка безпосередньо попереджає руйнування - тимчасовим опором арматурної сталі sи. Збільшення міцності гарячекатаної арматурної сталі і зменшення повздовження при руйнуванні на розтяг досягається введенням в її склад легуючих добавок, термічним зміцненням або холодним деформуванням.
Леговані і термічно зміцнені сталі переходять у пластичну зону без наявної площадки текучості. Для цих сталей встановлюють умовну границю текучості - напругу s0,2, при якій залишкові деформації складають 0,2%; умовну границю пружності - sse = 0,8s0,2. Легування і термічна обробка дозволяють підвищити міцність сталі і зменшити повздовження після руйнування при розтягу до 4...6%. Це свідчить про те, що застосування різних видів сталі дозволяє змінювати властивості залізобетонних конструкцій.
В основу класифікації бетонних та залізобетонних конструкцій покладені такі ознаки: спосіб їх виготовлення, галузь застосування, форма виробу, вид армування, внутрішня будова та інші. За способом виготовлення бетонні та залізобетонні конструкції поділяють на монолітні та збірні. Монолітні конструкції зводять безпосередньо на будівельному майданчику. Їх використовують при особливо великих навантаженнях - фундаменти, гідротехнічні та інші споруди; будівництві будинків - при необхідності підвищення архітектурної виразності будівель і споруд та інше. Зведення монолітних залізобетонних конструкцій при раціональній організації виробництва дає можливість знизити на 3...5% вартість будівництва 12 і 16 - поверхових будинків, на 15...20% зменшити витрати сталі на арматуру і закладені деталі.
Значно нижчими, порівняно з панельним будівництвом будинків, можуть бути і питомі капітальні вкладення (до 30%), енерговитрати і трудомісткість. Але при виготовленні будівельних споруд з монолітного бетону і залізобетону витрачається значна кількість ручної праці, збільшуються строки будівництва, ускладнюється бетонування в зимовий період. Збірні бетонні та залізобетонні вироби та конструкції виготовляють на механізованих та автоматизованих підприємствах. Перевага збірного бетону та залізобетону порівняно з монолітним - підвищення якості конструкцій, в скорочені строків будівництва. Крім того, скорочуються витрати лісоматеріалів.
Основним напрямом розвитку збірного залізобетону є укрупнення конструктивних елементів, зниження матеріало- та металомісткості, підвищення ступеню заводської готовності. Усі вироби, що виробляють на підприємствах, поділяють на уніфіковані та нетипові. Майже 80% загального обсягу виробництва конструкцій становлять уніфіковані бетонні та залізобетонні конструкції, які внесено до каталогів конструкцій для промислового, цивільного і житлового будівництва. У загальному обсязі виробництва бетонних та залізобетонних конструкцій, збірні конструкції в теперішній час складають більш, як 60%. За галузями будівництва збірні залізобетонні конструкції поділяють на конструкції для житлових та цивільних будівель, для промислових будівель, сільськогосподарського будівництва та конструкції спеціального призначення. Із важких бетонів виготовляють різні конструкції для житлових громадських будівель. Так для фундаментів і підземних частин будівель виготовляють блоки з бетону класів В7,5...В15. Для каркасів будівель з бетону класів В15...В40 виготовляють колони і горизонтальні в¢язі. З важких бетонів класів по міцності при стиску В15...В20 виготовляють панелі для зовнішніх стін неопалювальних будівель, з бетону класів не нижче ВІО-панелі внутрішніх стін панелі перегородок. Вироби для міжповерхових перекриттів панелі й плити виготовляють з бетонів класу В15 та вище. Для промислових будівель застосовують вироби, аналогічні за номенклатурою виробам для цивільних будівель, проте відрізні від них розмірами, армуванням, конфігурацією. Крім того для каркасів промислових будівель виробляють підкранові балки, ферми, арки, оболонки.
Вироби для інженерних споруд широко використовують у транспортному, гідротехнічному та інших видах будівництва. Для транспортного будівництва виготовляють мостові конструкції, опори контактної мережі електрифікованих залізниць, шпали, блоки опорядження тунелів, які здебільшого виготовляють з важких бетонів класів В15...В40 і вище з попередньо напруженою арматурою. Вироби для сільськогосподарських споруд - це елементи збірних силосних ям, башті траншей, а також деталі каркаса теплиць.
За формою збірні залізобетонні конструкції поділяють на лінійні, плоскі, ґратчасті, трубчасті та об¢ємні. До лінійних належать колони, ригелі, прогони, балки, палі, шпали; до плоских – плити перекриттів та покриттів, панелі зовнішніх і внутрішніх споруд, опори електромереж, колони кільцевого перерізу; до об¢ємних - санітарно-технічні кабіни, блок - кімнати, елементи шахт ліфтів та силосів. За призначенням у будівлях та спорудах розрізняють збірні елементи фундаментів та каркаса, покриття та перекриття, стіни та перегородки, блоки опалювальних та вентиляційних систем. Конструкції одного призначення розрізняють за типорозмірами, конструкції одного типорозміру поділяють на марки, в залежності від різниці в армуванні, наявності монтажних отворів, розміщенні закладних деталей. За внутрішньою будовою вироби можуть бути суцільними і порожнистими, одношаровими - виготовленими з одного виду бетону, та багатошаровими, якщо використано бетони різних видів.
За масою конструкції поділяють на наддрібні (до 50 кг), дрібні (250...1500 кг), середні (1500...3000 кг), грубі (3000...5000 кг) надгрубі (понад 5000 кг). Найбільша маса надгрубих виробів не перебільшує 25 т. За характером армування збірні конструкції поділяють на бетонні неармовані, залізобетонні із звичайною арматурою, попередньо напружені.
Підприємства по виробництву збірних бетонних і залізобетонних виробів класифікуються по об’єму виробництва, номенклатурі продукції, методом організації виробництва. Підприємства складаються з таких цехів: арматурного, бетонозмішувального, формувального, комплектувального, ремонтно-механічного, складів сировини і готової продукції.
Основною механічною характеристикою арматурної сталі є її міцність при розтягу, яка визначається нормативним опором. Для стержневої арматури його беруть залежно від границі текучості; для високоміцного дроту - від умовної границі текучості. Для звичайного арматурного дроту нормативний опір складає 75% тимчасового опору розриву. Пластичні властивості сталі визначаються відносним видовженням при випробуванні її на розрив, а також на згин у холодному стані. Важливою характеристикою арматурної сталі є її здатність зварюватися без зниження механічних властивостей. Добре зварюється арматура класів від А-І до А-VI, Ат-IVC і звичайний арматурний дріт. Не можна зварювати арматуру класів Ат-V, Ат-VI і високоміцний дріт. Фізико-механічні, експлуатаційні та інші властивості сталей залежать від їх хімічного складу, способу переробки. Так на механічній властивості вуглецевих сталей, в основному, впливає вміст у сталі вуглецю. При його збільшенні підвищуються міцність, твердість та зносостійкість сталі, але знижуються пластичність й ударна в’язкість, а також погіршується зварюваність. При введенні легуючих елементів одержують леговані сталі. За хімічним складом ці сталі поділяють на три класи: низьколеговані з загальним вмістом легуючих елементів до 2,5%; середньолеговані - 2,5...10% та високолеговані,які містять більш як 10% таких елементів. Для позначення таких сталей вибрано літерно-цифрову систему. Наприклад, сталь 35 ХНЗН - містить 0,35% вуглецю, 1% Cr, 3% Ni, 1% Mo; сталь 25 Г2С - містить 0,25% вуглецю, 2% Mn та 1% Si. Низьколеговані сталі застосовують для виготовлення будівельних сталевих конструкцій (ферм, мостів, нафто- та газопроводів) та арматури для залізобетонних конструкцій. В залізобетонних конструкціях застосовують дріт і стержні гладкі або періодичного профілю. Ненапружені залізобетонні конструкції, в яких сталь сприймає невеликі напруження, армують простими вуглецевими сталями ( Ст3, Ст5 ) та низьколегованими сталями марок 35ГС, 18Г2С і 25Г2С. Попередньо напружені конструкції армують високоміцними середньо- і високовуглецевими низьколегованими сталями марок 45С, 80С, 35ГС у гарячекатаному або термічно зміцненому стані за допомогою загартування та відпускання. Арматурна сталь може бути гарячекатаною (стержньова) та холоднотягнутою (дротова). За формою сталь випускають круглого, а для покращення зчеплення періодичного профілю. Стержневу арматуру, залежно від механічних властивостей, поділяють на класи: А-І, А-ІІ, А-ІІІ та інші. До арматурних виробів належать: окремі стержні заданих розмірів, арматурні сітки, плоскі арматурні каркаси, просторові арматурні каркаси, монтажні петлі, закладні деталі, арматурні елементи для попереднього напруження. Сітки - це арматурні вироби, що складаються із стержнів одного діаметра. Їх використовують як робочу й монтажну арматуру. Плоскі каркаси складають з повздовжньої арматури, що створює один чи два пояси, і поперечних стержнів, які з¢єднують їх. Плоскими каркасами армують конструкції в площині, перпендикулярній до діючих навантажень. Просторові каркаси складають з робочих, розподільних і монтажних елементів, які становлять повну систему армування конструкцій. Залежно від призначення вони можуть бути прямокутного, квадратного, таврового і круглого перерізів. Монтажні петлі використовують для стропування виробів при транспортуванні і встановлені в робоче положення. Закладні деталі потрібні для з¢єднання збірних залізобетонних елементів між собою. Вони являють собою зварні або штамповані елементи різної конструкції з листового, сортового чи фасонного прокату. Арматурні елементи для попереднього напруження - це окремі стержні або групи стержнів і дротів з анкерними пристроями на кінцях для закріплення після натягання в упорах чи на затверділий бетон. Виробництво арматурних виробів і конструкцій здійснюється, головним чином, в спеціалізованих цехах, які входять в склад залізобетонних заводів. В окремих випадках їх виробництво може бути організоване на централізованих арматурних підприємствах. Радіус обслуговування такого підприємства встановлюється на основі розрахунку техніко-економічних показників. На виготовлення різних арматурних каркасів і виробів, використаних в збірному залізобетоні, витрачається більш 10% прокату, металургійною промисловістю, або 40...50% усієї сталі, використаної у будівництві. Вартість арматури в збірних залізобетонних конструкціях, які використовують у цивільному виробництві складає 20..25% , а в промисловому - 30..35% від загальної вартості виробів і це, не зважаючи на те, що ступінь армування залізобетонних виробів металом складає 1...3%. На виготовлення арматурних конструкцій і їх встановлення витрачається до 25...30% усього часу потрібного для виробництва збірних залізобетонних виробів і конструкцій. Звичайний дріт і катанку діаметром до 14 мм, а також сталь періодичного профілю діаметром до 12 мм на підприємства доставляють у бухтах масою до 1000 кг. Арматурну сталь більших діаметрів доставляють у прутках завдовжки 4...12 м, зв’язаних у пучки масою до 10 т. Арматурну сталь, що надходить на завод, зберігають у неопалюваних приміщеннях, розрахованих на 20...25 - добовий запас. Арматурну сталь, яку доставляють у бухтах, зберігають на спеціальних стелажах і транспортують зі складу до арматурного цеху у вилкових захоплювачах. Стержневу арматуру зберігають на стелажах. Деякі види стержневої арматури мають однаковий профіль. Щоб легше було вибрати необхідну арматуру, кінці стержнів на металургійних заводах фарбують різними кольорами: Ат-ІІІС-білою і синьою фарбою; А-ІV - червоною; Ат-ІVC - білою та жовтою; АТ-IVK - зеленою; А-V - червоною і зеленою; Ат-VK - білою і зеленою; А-VI - червоною і синьою; Ат-VI - жовтою; Ат-VIK - зеленою і чорною. Для виготовлення арматурних елементів арматурну сталь, в разі необхідності, випрямляють, очищають; нарізають стержні, дріт і профільний прокат; гнуть деякі елементи; виготовляють напружувані арматурні елементи (стержні, пучки, пакети) з арматурними пристроями на кінцях. Для випрямлення і розрізання арматурної сталі діаметром 3...14 мм застосовують правильно - відрізувальні автомати з безперервним подаванням і гільйотинними ножами, що забезпечує достатню точність відрізаних прутків. Очищають стержні на верстаках, які мають механізм подачі і сталеві щітки, що швидко обертаються. Застосовують також піскоструйні установки і механізований ручний інструмент із щітками. Якщо неможливо раціонально розрізати стержневу арматуру (коли відходи перевищують 2%), то використовують напівавтоматичні лінії безвідходного заготовлення, на яких виконують стикування стержнів та мірне різання їх. Гнуть арматурні стержні на верстатах, основним робочим органом яких є привідний вал і диск з змінними пристроями, що забезпечують заданий радіус вигину. Заготовляючи попередньонапружені арматурні елементи їх не тільки випрямляють, очищують, ріжуть і стискують зварюванням у батоги, а й утворюють анкерні пристрої на кінцях. У напружених стержнях і дротах найчастіше на кінцях утворюють тимчасові анкери - анкерні головки. На стержнях з гарячекатаної арматурної сталі діаметром до 40 мм анкерні головки утворюють гарячим осадженням кінця стержня на стискових електрозварювальних апаратах. При виготовленні плоских сіток і каркасів, застосовують контактне точкове зварювання, а для стержнів великих діаметрів (30...40мм) - електродугове зварювання. Залежно від тривалості зварювання, сили й густини зварювального струму розрізняють м¢який і жорсткий режими зварювання. М¢який режим характеризується порівняно тривалим проходженням струму (від 0,5 до кількох секунд), силою струму (4...8)´10 А і густиною струму (8...12)´10А/м. Жорсткий режим доцільніший у техніко-економічному відношенні, відрізняється короткою тривалістю зварювання (0,01...0,5) с, при силі струму (8...20)´10А і густині струму (12...30)´10А/м. Арматуру з маловуглецевої сталі можна зварювати при жорстких і м¢яких режимах зварювання, для низьколегованих сталей, зварюваність яких дещо гірша, ніж маловуглецевих, рекомендують м¢які режими.
Вузькі плоскі каркаси й сітки з арматури діаметром 3...40 мм можна зварювати на одноелектродних машинах типів МТ-1221, МТ-1617, а також багатоелектродний типа МТМК-3100-4. Важкі каркаси й сітки завширшки до 2 м із стержнів діаметром 5...20 мм можна зварювати за допомогою підвісних зварювальних машин типів МТП-806, МТП-807. Широкі плоскі сітки і каркаси завширшки до 3800 мм виготовляють на багатоелектродних машинах типів МТМ-88, АТМС-14´75-7-1, що входять до складу комплексно-автоматизованих ліній. Технологія виготовлення просторових каркасів визначається видом їхньої конструкції, в залежності від чого вони підрозділяються на чотири групи:
1. Каркаси циліндричного або прямокутного перерізу з поперечною арматурою у вигляді спіралі чи дротяних хомутів;
2. Важкі каркаси для довгомірних виробів;
3. Каркаси для плоских залізобетонних конструкцій заввишки до 30 см;
4. Каркаси для об¢ємних залізобетонних конструкцій.
Для зварювання просторових каркасів для колон, паль, опор (група 1) створені напівавтоматичні лінії. Принцип їх дії полягає у тому, що намотувальний пристрій, обертаючись, намотує дротяну арматуру на повздовжні стержні, які поступово просуваються. У точках перетину повздовжню й спіральну арматуру єднають контактним точковим зварюванням. Каркаси (групи 2) для важких залізобетонних балок, ригелів, колон збирають з окремих плоских елементів на спеціальних стендах, конструкція яких дає можливість поставити в проектне положення плоскі каркаси, додаткові сітки на торцях, закладні деталі. Зварювання виконують підвісними зварювальними машинами. Каркаси (групи 3) для панелей стін і плоских плит перекриттів виготовляють за допомогою установки, створеної на базі зварювальної машини МТМ-160, або на вертикальних кондукторах-маніпуляторах типу СМЖ-56Б. Просторові каркаси для сантехкабін, блок-кімнат (група 4) складають з плоских каркасів і вигнутих елементів на кондукторах-маніпуляторах з горизонтальною поворотною платформою. Зварювання виконують підвісними зварювальними машинами. Технологічний процес виготовлення зварних закладних деталей складається з операцій попереднього заготовлення елементів, з¢єднання їх зварюванням і антикорозійної обробки. Попередня обробка і заготовлення елементів закладних деталей з прокатних профілів складається з послідовного виконання таких операцій: очищення і розрізання прокатного профілю та анкерних стержнів, гнуття анкерних стержнів; виштампування в листовій штабовій сталі рельєфів чи отворів, нарізання в деяких випадках різьби. Виготовляючи деталі з штампованих елементів, листову сталь завтовшки 5...6 мм нарізають на мірні заготовки, пробивають отвори і вигинають. Для зварювання контактно-рельєфним способом використовують машину типу МТ; автоматичне зварювання під шаром флюсу здійснюють за допомогою установки АДФ-2001. Напівавтоматичне зварювання в середовищі вуглекислого газу виконують на установках ПДПГ-500. Завершальною технологічною операцією виготовлення закладних деталей є їх антикорозійна обробка, яку здійснюють нанесенням на поверхні деталі тонкого шару цинку чи алюмінію. Наносячи цинкове покриття, дріт Ц-1 розплавляють вольтовою дугою і розпилюють у металізаторі струменем повітря. Попередньо напружені збірні залізобетонні конструкції армують окремими стержнями і дротинами, дротяними канатами, а також пучками і пакетами з різного числа дротин. Вибір конструктивного типу напруженої арматури залежить від виду виробу і обладнання, яке застосовують для натягування. Арматурні елементи для армування напружених конструкцій складаються з, власне, арматури, різноманітного обладнання для її закріплення при натягуванні і пристроїв, що забезпечують проектне положення окремих стержнів і дротин у конструкції. Обладнання для закріплення напруженої арматури поділяється на затискачі, тимчасові анкери і постійні анкери. Тимчасові кінцеві анкери виготовляють приварюванням на кінцях арматурних стержнів коротких, завдовшки (3...6) діаметрів стержня, відрізків арматури з круглої чи періодичного профілю сталі класу А-V. Постійні анкери є частиною конструкції і передають натягання від напруженої арматури до затверділого бетону. Одиночні стержні Періодичного профілю після натягування закріплюють на бетоні різьбовими анкерами, пучки з 8...24 дротин закріплюють гільзовостержневими або клиновими анкерами. Різьбові анкери являють собою відрізки стержнів з різьбою і гайкою на кінці. До напруженої арматури вони приварюються контактним стисковим зварюванням. Арматурні елементи з різьбовими анкерами - це канати, на кінцях яких напресовані гільзи з різьбою і гайкою. Типові технологічні схеми виробництва плоских сіток і каркасів наведені на 4.2...4.5. Головним процесом в цьому випадку, як і при виготовленні більшості інших арматурних виробів і конструкцій є зварювання металевих стержнів, хомутів та закладних виробів.
3. Виробництво збірних залізобетонних виробів та конструкцій
Незалежно від засобу виготовлення, номенклатури продукції та технологічної схеми виробництва, процес виробництва збірних залізобетонних виробів та конструкцій включає такі головні операції - підготовку форм або формуючої стрічки (установка форми, очищення, змазка внутрішньої поверхні форм або формуючої стрічки); виготовлення арматурних стінок, каркасів, закладних виробів і їх встановлення у форму (в разі використання попередньо напруженої арматури виконується натяжіння арматури); виготовлення бетонної суміші; її укладка і ущільнення у формах; тепловологісна обробка відформованих виробів; розпалубка вироблених виробів; опорядження виробів; контроль якості виробів; транспортування виробів на склад; їх зберігання і відправлення на будівництво. Підприємства виробничої бази забезпечують одночасне виробництво багатьох видів конструкцій і виробів, і тому мають декілька спеціалізованих технологічних ліній, які відрізняються по складу операцій, послідовності їх виконання.
В теперішній час залежно від взаємного розміщення у просторі засобів праці (технологічного обладнання), предметів праці (форм, матеріалів, напівфабрикатів та робітників) можливі два варіанти організації виробництва на заводах залізобетонних виробів і конструкцій: 1) технологічне обладнання та робітники не переміщуються, а форми з виробами переміщуються; форми нерухомі, переміщуються обладнання та робітники. До першого варіанта процесу належать агрегатне та конвеєрне виробництво, до другого - стендове та касетно-стендове. При агрегатному способі всі частини процесу здійснюються на спеціалізованих постах, обладнаних машинами для виконання відповідної роботи. Форми з виробами для виконання всіх стадій обробки послідовно переміщуються від поста до поста. Формують вироби на спеціально обладнаних установках - агрегатах, що складаються з формоукладача, бетоноукладача, віброплощадки чи центрифуги. Відформовані вироби піддають тепловій обробці в камерах прискореного твердіння періодичної дії. Завершальною стадією виробництва є видача виготовлених виробів і конструкцій та вивезення до складу готової продукції. Агрегатна технологія дозволяє суміщувати операції в часі і значно підвищити продуктивність використаних машин і механізмів. Перехід з виробництва одного виду виробів на другий не потребує переналадки обладнання, а здійснюється за рахунок зміни форми. Агрегатне виробництво потребує відносно незначних капітальних вкладень. У зв’язку, цей метод отримав найбільше розповсюдження на заводах ЗБВ, які виготовляють широку номенклатуру виробів і конструкцій. Недоліками агрегатного способу є необхідність виконання значної кількості немеханізованих робіт, порушення робочого ритму при тепловологій обробці виробів у камерах ямного типу, необхідність переміщення технологічного оснащення від поста до поста за допомогою вантажнопідйомних механізмів. Це вимагає посилення конструкцій форм, призводить до надмірного збільшення їхньої маси та є причиною утворення технологічних тріщин у затверділому бетоні.
Конвеєрний спосіб виробництва передбачає переміщення виробів у процесі їх виготовлення від одного спеціалізованого технологічного поста до іншого із заданою швидкістю. Переміщення може бути пульсуючим або безперервнім. За кожним постом закріплюють обладнання і ланку робітників для виконання відповідної роботи. Конвеєрна технологія найбільш ефективно використовується при масовому виготовленні однотипних виробів на великих спеціалізованих підприємствах. Перевагами цієї технології є висока ступінь механізації і автоматизації головних технологічних процесів. К недолікам конвеєрної технології можна віднести великі капітальні вкладення, а також необхідність складної переналадки обладнання при переході на виробництво нових видів виробів. Головною умовою ефективного здійснення конвеєрного виробництва є однакові витрати часу для виконання робіт на кожному посту. Після закінчення цього часу форми переміщують до іншого робочого поста. Цей період часу зветься ритмом конвеєра. Залежно від виду руху розрізняють конвеєри безперервної дії (пластинчасті, ланцюгові) та крокової дії (візкові). Принцип виготовлення виробів на конвеєрі безперервної дії застосовано на ВПС - вібропрокатних станах, усі технологічні операції (від укладання бетонної суміші до теплової обробки та видачі готового виробу) тут здійснюють на одному устаткуванні - пластинчастому конвеєрі, що рухається з постійною швидкістю. Найпоширеніші візкові конвеєри крокової дії. Вироби на них виготовляють на пересувних піддонах, які утворюють безперервну конвеєрну лінію з 6 - 15 постів. Камери теплової обробки є частиною замкненого конвеєрного кільця. Залежно від типу теплових агрегатів розрізняють конвеєрні лінії з щілинними підземними і надземними камерами, з камерами вертикального типу, з безкамерною тепловою обробкою виробів у пакетах теплоформ. Залежно від взаємного розміщення теплового агрегату та підготовчо-формувальної гілки розрізняють вертикально-замкнений, горизонтально-замкнений та похилозамкнений конвеєр. На конвеєрних лініях виготовляють майже 40% загального збірного залізобетону для промислового та цивільного будівництва: зовнішні та внутрішні стінові панелі, плити перекриттів та покриттів, колони та ригелі промислових будівель. На кругових конвеєрах виготовляють вироби добору та санітарно-технічні кабіни.
При стендовому способі вироби і конструкції виготовляють у нерухомих формах або на спеціально обладнаних для цього робочих місцях - стендах. Під час формування і до набуття бетоном потрібної міцності вироби залишаються нерухомими тоді, як технологічне обладнання та робітничі ланки, які його обслуговують, переміщуються від однієї форми на стенді до другої. Стендова технологія виробництва використовується при виготовленні конструкцій, габаритні розміри і маса яких перевищують розміри і вантажність віброплощадок - ферм, двосхилих балок великих прогонів, колон завдовшки більш як 12 м. Особливо ефективний цей спосіб для виготовлення попередньонапружених конструкцій. Стенди можуть бути незаглибленими, лотковими та заглибленими. Незаглиблений стенд зручно використовувати для формування великорозмірних елементів у стендових термоформах. Лотковий стенд заглиблюється відносно рівня підлоги,його перекривають кришками і здійснюють у ньому теплову обробку. Недоліками стендового способу виробництва є низьке використання виробничої площі і те, що джерела матеріальних та енергетичних ресурсів треба підводити до кожного стенду окремо. Особливість касетного способу виробництва полягає в тому, що вироби формують у вертикальному положенні в металевих формах-касетах, де вони перебувають до набуття бетоном заданої міцності. Розрізняють два способи організації касетного виробництва касетно-стендовий і касетно-конвеєрний. Касета - це ряд формувальних та парових відтисків. Під час виробництва, послідовно пересуваючи відсіки, здійснюють розпалублення і підготовку кожного формувального відсіку касетної установки. Після цього всі формувальні відсіки заповнюють сумішшю і ущільнюють навісними або глибинними вібраторами. Теплова обробка виробів проходить безпосередньо в касеті. При касетно-стендовому способі виробництва ланка робітників переходить від однієї касетної форми до іншої, виконуючи всі технологічні операції. При касетно-конвеєрному способі вироби формують у вертикальному положенні, а потім їх переміщують із заданим ритмом по технологічних постах. Касетним способом виготовляють внутрішні стінові панелі, плити перекриттів, сходові марші. Виготовлені в касетних формах вироби мають точні розміри і порівняно високу якість поверхонь. Теплова обробка виробів у касетах здійснюється за інтенсивним режимом, оскільки основна маса бетону перебуває у замкненому просторі і вироби мають невелику частину відкритої поверхні. За показниками питомих капіталовкладень, собівартості касетні лінії близькі до агрегатних, але забезпечують більш високу продуктивність праці, менші витрати пари та електроенергії. Недоліками касетної технології є необхідність застосування рухливих бетонних сумішей, що веде до надмірних витрат цементу, неоднорідності виробів, а також несприятливі умови праці. Формування виробів є однією з найважливіших переробок, яка передбачає складання форм, установлення арматури, укладання у форму арматурного каркасу та бетонної суміші. Перед формуванням форму очищають, забирають і змазують спеціальними мастилами. Мастило має повністю виключити зчеплення бетону з формою, добре утримуватись на поверхні форми під час всіх технологічних операцій. Бетон укладають у форму за допомогою бункерів, бетонороздавачів чи бетоноукладачів. Основний спосіб ущільнення бетонної суміші в процесі виготовлення збірного залізобетону - вібрування. Віброущільнення бетонної суміші виконують переносними та стаціонарними вібромеханізмами. Переносні вібромеханізми використовують під час формування великорозмірних масивних виробів на стендах. На заводах, які працюють за потоково-агрегатною та конвеєрною схемами, застосовують віброплощадки, які складаються: з плоского столу, амортизаторів станини. У нижній частині до столу жорстко прикріплено вібровал з розміщеними на ньому ексцентриками. Коли вал обертається від електродвигуна, ексцентрики збуджують вимушені коливання столу віброплощадки, які передаються далі формі з бетонною сумішшю, внаслідок чого остання ущільнюється. Заводи збірного залізобетону обладнані уніфікованими віброплощадками вантажністю 2...24т, які працюють з частотою 3000 кол/хв. та амплітудою коливань 0.3...0.6мм. При формуванні труб та опор ліній електромереж застосовують центрифугування, яке полягає в тому, що бетонна суміш, яка завантажена у форму, піддається швидкому обертанню. При виготовленні цим способом труб додатково виконується навивка на трубу арматурної проволоки і нанесення на неї захисного шару цементного розчину /рис.4.10/. Литтьове формування ефективне для виготовлення виробів у вертикальних стендових касетах. При цьому поверхні панелей не потребують опорядження. Для формування штучних виробів невеликого розміру застосовують пресування. Воно дає змогу одержати бетон особливо високих щільності і міцності при мінімальній витраті в’яжучих. У технології збірного залізобетону можуть використовувати додаткове навантаження до бетонної суміші при її вібруванні. Виконують вібропересування плоскими та профільними штампами. Так формують сходові марші, деякі види ребристих панелей. Різновидом пересування є прокатування. Щоб надати особливо високої щільності поверхневому шару конструкцій застосовують вакуумування, яке поєднують, як правило, з вібруванням при формуванні залізобетонних виробів. При виробництві залізобетонних виробів на залізобетоних заводах твердіння виробів при звичайній температурі (15 ...20 С) неефективно тому, що зменшує оборотність форм, затримує випуск готової продукції. Щоб прискорити твердіння виробів головним чином застосовують спосіб його теплового прискорення. Цей спосіб можна реалізувати паропрогріванням насиченою водяною парою в ямних чи тунельних камерах, під ковпаками або при контакті відкритої поверхні виробу з теплоносієм; у термоформах чи касетних установках при прогріванні бетону від стінок форм за рахунок теплопровідності. Камери ямного типу використовують у агрегатній та напівконвеєрних технологіях виготовлення збірних залізобетонних конструкцій. Вони можуть бути розташовані на підлозі, напів або заглиблені в залежності від рівня ґрунтової води. Ямну камеру будують з керамзитобетону, її кришку вкладають на гідрозасув. Подавання пари у камеру, його розподіл у ній і відведення здійснюється по трубопроводам. Внутрішні розміри камери залежать від розмірів форм з виробами. Камери розташовують блоками по 6 ...8 штук для скорочення витрат теплоти у оточуюче середовище. Висота камер залежить від системи паророзподілу у ній й дорівнює від 3 до 4м. Відстань між формами складає від 50 до 75 мм, між днищами нижньої форми і камери - 150...200мм, між верхнім виробом та кришкою камери - 50...100мм. У конвеєрній технології виробництва збірного залізобетону у поєднанні з вертикально або горизонтально замкненим конвеєром використовують щільові, або тунельні камери теплової обробки безперервної дії. Вони можуть бути одноь або багатоярусними довжиною від 60 до 127 м, висотою від 0.7 до 1.2 м. Як теплоносії використовують “гострий” пар, який стискається з поверхнею бетону, та “глухий” пар, який стискається з поверхнею бетону, та “глухий”, коли нагрів здійснюється за допомогою регістрів. У щільових камерах з метою поліпшення умов теплообміну монтують у зонах нагріву і охолодження рециркуляційні вентиляційні системи. З метою інтенсифікації твердіння бетону також застосовують інші види теплового впливу, так наприклад електротермообробку бетону. Одним з різновидів електротермообробки є електродний прогрів,який проводять безпосередньо в конструкції за рахунок пропускання електричного струму через бетон, або бетонну суміш. Одним з головних параметрів при розрахунку електропрогрівну є питомий електричний опір, значення якого залежить від складу та кількості рідкої фази (вода з розчиненими в ній мінералами цементного клінкеру). Так, наприклад, при збільшенні вмісту води у бетоні від 140 до 230 л. на м. куб. бетону, питомий електричний опір знижується в рази. Коливання питомого електричного опору у бетонах на портландцементі складає від 3 до 19 Ом на м. При електропрогріві використовують пластинові, та струнні електроди. Найбільш ефективними є пластинкові електроди. Контактну електротермообробку застосовують для безпосередньої теплопередачі від гріючих поверхонь до бетону. Розподіл теплоти у бетоні здійснюється за рахунок теплопровідності. Конструкцію теплоформи вибирають таким чином, щоб поверхня нагрівача максимально перекривала поверхню виробу. Відстань між нагрівачами повинна бути не більш 15 см. Контактний електропрогрів виконується за допомогою сітчастих нагрівачів, які являють собою смугу сіток, послідовно з’єднаних з шинами. Вибір оптимальних режимів прискорення твердін6ня бетонів залежить від виду цементу, складу бетонів, розмірів конструкції.
З застосуванням золи виготовляють вапнякові, цементні, а також змішані будівельні розчини. Золу в них використовують у якості активної мінеральної добавки, пластифікатора і мікронаповнювача.
Найбільш ефективні золи з високою питомою поверхнею. З використанням золи виготовляють розчини з міцністю при стиску 2,5...15 МПа, які використовують при будівництві стін з цегли і крупнорозмірних елементів. Оптимальний вміст золи складає 100...200 кг/м куб. розчину. При цьому витрати цементу зменшуються на 30...50 кг/м куб. У цементно-вапнякових розчинах при введенні золи витрати цементу зменшуються на 30...40 кг, вапна - 30...70 кг - без погіршення легкоукладальності сумішей і зниження міцності. Розчини з добавкою золи небажано використовувати в зимових умовах. Кількість золи у важкому бетоні повинно бути таким, щоб сумарний вміст сполук сірки у змішаному цементно-зольному в’яжучому в перерахунку на оксид сірки не перебільшував 3,5 % по масі для неармованих бетонів і 3% - для армованих. При високій дисперсності золи і незначному вмісту в ній незгорівшого вугілля легкоукладальність бетонних сумішей при введенні золи покращується. У ранні строки твердіння (28...60 діб), особливо при введенні золи з малою питомою поверхнею, міцність важких бетонів може зменшуватись. В більш пізні строки спостерігається зближення міцності бетонів з золою з міцністю бетонів без золи. Інтенсивність збільшення міцності золовміщуючих бетонів залежить від дисперсності золи і температури твердіння. Помел золи до питомої поверхні 400...500 м. кв./кг дозволяє зменшувати витрати цементу на 20...30% без зниження міцності важких бетонів. Найбільш ефективним є помел золи у водному середовищі. Як і інші гідравлічні добавки зола знижує морозо- і повітря стійкість бетонів. Золошлакова суміш з вмістом золи від 20 до 50% у дрібнозернистих бетонах може повністю замінити природні дрібні заповнювачі. Але витрати цементу при заміні високоякісного піску золошковою сумішшю в бетонах, які твердіють в природніх умовах, підвищуються на 10...20%. При автоклавній обробці бетонів на золошлаковій суміші необхідна міцність досягається при витратах цементу на 10...20% менше, ніж на природних заповнювачах.
З застосуванням вапна виготовляють вироби і конструкції з автоклавних щільних силікатних бетонів вапношлакового в’яжучого безавтоклавні вироби і конструкції. Із щільного силікатного бетону виготовляють вироби широкої номенклатури для житлового, промислового та сільського будівництва: стінові блоки, панелі внутрішніх стін та перекриттів, об¢ємні елементи (блок-кімнати, блок-квартири), сходові марші, колони, балки, прогони. Вироби із щільного силікатного бетону не рекомендується застосовувати для влаштування фундаментів та інших конструкцій, що працюють в умовах високої вологості. При виготовленні виробів і конструкцій застосовують переважно дрібнозернисті силікатні бетони з використанням як заповнювача кварцового піску. Середня щільність бетону-1800...2400 кг/м3, міцність при стиску від 10 до 40 МПа. Міцність бетону можна підвищити за рахунок збільшення дисперсності тонкомеленого піску у в’яжучому, оптимізації режимів ущільнення та автоклавування. На відміну від аналогічного цементного бетону дрібнозернистий силікатний бетон має менший на 30% модуль пружності, у 1,5 - 2 рази меншу повзучість, меншу водостійкість і морозостійкість. Арматуру в конструкціях із щільного силікатного бетону слід захищати антикорозійними покриттями. Технологія виготовлення виробів і конструкцій із щільного силікатного бетону передбачає основні операції: приймання і зберігання сировини, підготовку сировини і приготування бетонної суміші, Формування виробів, тепловологісну обробку в автоклавах, зберігання готових виробів на складі. Силікатно-бетонну суміш готують за гідратною чи кипілковою схемою. Гідратна схема включає в себе спільний помел піску з гашеним вапном вологістю 2...3%, а кипілкова - з вапном-кипілкою. Застосування кипілкової схеми дозволяє підвищити міцність бетонів у 1,5 - 2 рази. Як компоненти в¢яжучого, замість піску можна використовувати шлак, золу. При виготовленні виробів з силікатних бетонів на негашеному вапні останню подрібнюють на щоковій дробарці і мелють у шаровому млині. З витратного бункеру помелені вапно і пісок поступають у змішувальний герметичний барабан, де під тиском 0,5 МПа вапно гаситься у мішалці примусової дії, зволожують і вона поступає у формувальне відділення, де за допомогою бетоноукладача її вкладають у форми. Формують вироби звичайно вібруванням із жорстких бетонних сумішей. Відформовані вироби тверднуть в автоклавах під тиском 0,8...1,6 МПа за режимом, який визначається розмірами та конфігурацією виробів. На деяких підприємствах застосовують таку технологію, при якій помелені вапно і пісок спочатку змішують у бетономішалці, а потім суміш направляють у силоси, де гаситься вапно. В подальшому в’яжуче і заповнювач дозуються і поступають у бетонозмішувач. При виготовленні армованих конструкцій можна застосовувати спосіб вібролиття у подвійній металевій опалубці. Дрібнозерниста бетонна суміш у цьому випадку подається крізь лійку зверху при безперервному при постійному перемішуванні. Потім суміш додатково перемішують у бетономішалці вібруванням. В комплекти технологічного обладнання при цьому способі входять: подвійна металева форма, бункер-укладач і віброплощадка. Цей спосіб дозволяє виготовляти конструкції різної конфігурації з високою точністю геометричних розмірів. Дрібнозернисту суміш можна подавати вверх під тиском. Конструкції у цьому випадку виготовляють у такій послідовності. На очищену і змазану нижню форму укладають попередньо виготовлений арматурний каркас. Потім за допомогою крана встановлюють верхню напівформу з вакуум-порожниною. Після заповнення форми бетонною сумішшю з суміші за допомогою вакуум-насоса відбирають близько 20% води. По закінченню вакуумування верхню напівформу знімають, а нижню з відформованим виробом подають в автоклав. Такий спосіб виготовлення тонкостінних армованих силікатних конструкцій дає змогу повністю механізувати технологічний процес, значно підвищити їх якість і довговічність. Підприємства по виготовленню виробів і конструкцій із щільних силікатних бетонів мають потужність від 20 до 100 тис. м. куб. виробів в рік.
1. Антоненко Г.Я. Организация, планирование и управление предприятиями строительных изделий и конструкций. К.: Вища школа, 1989.
2. Артемьева И.Н. Алюминиевые конструкции. М.: Стройиздат,1985.
3. Артемьева И.Н. Алюминий в строительстве. М.: Стройиздат,1979.
4. Арумбид Ж., Дюрье М. Органические вяжущие и смеси для дорожного строительства. М.: Минавтотранс и автодор., РСФСР,1971.
5. Атаев С.С. Технология индустриального строительства из монолитного бетона. М.:Стройиздат,1989.
6. Баженов Ю.М. Технология бетона. М:Высшая школа,1987.
7. Баженов Ю.М.,Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий . М.:Стройиздат,1984.
8. Байков В.Н.,Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. М.: Стройиздат,1985.
9. Бакка М.Т., Кузьменко О.Х. Видобування природного каменю. 4.2. К.:УСДО,1994.
10. Бастрыкин А.Н. Организация промышленных предприятий строительной индустрии. М.: Высшая школа,1983.
11. Беленя Е.И. Металлические конструкции . М., Стройиздат, 1986.
12. Беляев Б.И. Применение алюминия и его сплавов в строительстве. М., Стройиздат,1984.
13. Богданов Е.С. Автоматизация и управление процессами сушки древесины. М., Лесная промышленность,1968.
14. Кривенко П.В.,Барановський В.П. та інші. К., Вища школа,1993.
15. Бурлаков Г.С. Технология изделий из легкого бетона. М., высшая школа,1994.
16. Бучок Ю.Ф. Будівельні конструкції. К.: Вища школа,1994.
17. Волянський О.А. Технологія бетону. К.: Вища школа, 1994.
18. Гезенцвей Л.Б. Технология производства асфальтового бетона. М.: Минкоммунхозиздат РСФСР, 1973.
19. Гринь И.М. Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов. К.: Вища школа, 1990.
20. Досужий В.В., Степанов Н.В. Заготовительные работы и монтаж систем теплогазоснабжения и вентиляции. Ч.1. Заготовительные работы . К. : УМК ВО,1992.
21. Дворкин Л.И., Пашков И.А. Строительные материалы из промышленных отходов. К.: Вища школа,1980.
22. Довбенко В.І. Економіка і організація підприємств будіндустрії. К.: НМК ВО,1990.
|