Технология приготовления бетонной смеси требует применения бездобавочного портландцемента, портландцемента с минеральными добавками до 5% или портландцемента для бетонов дорожных и аэродромных покрытий марки не ниже 500, содержащих в цементном клинкере не более 5% МgO (оксида магния) и не более 8% С 3А (трехкальциевого алюмината), соответствующие ГОСТ 965 и ГОСТ 10178.

Марку цемента и его вид следует выбирать в соответствии с назначением вибропрессованных изделий и условия их эксплуатации, требуемого класса бетона по прочности на сжатие и растяжение при изгибе, марок по морозостойкости и водонепроницаемости, требований по истираемости, величины отпускной прочности, других требований стандартов, технических условий или проектной документации, а также оборачиваемости технологических поддонов.

В отдельных случаях, при необходимости применения цемента с показателями качества, отличающегося от требований настоящего пункта, предварительно должно быть проведено его исследование в бетонах для подтверждения возможности получения вибропрессованного бетона с нормируемыми показателями качества.

При изготовлении вибропрессованных мелкозернистых бетонов наиболее подходят природные пески, пески отсевов дробления или обогащенные пески, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8736 "Песок для строительных работ. Технические условия", ГОСТ 5578 "Щебень и песок из шлаков черной и цветной металлургии. Технические условия".

Рекомендуется применять песок 1 класса по крупности по ГОСТ 8736, с модулем крупности Мкр=2.6….3.2. При применении укрупняющих добавок или щебня фракции 5-10 (3-8)мм допускается применять более мелкие пески. Песок не должен содержать вредные примеси. Песок из отсевов дробления и обогащенный песок из отсевов дробления должны иметь марки по прочности исходной горной породы или гравия не ниже 800кГс/см 2 - для изверженных и осадочных пород; не ниже 1000 кГс/см 2 - для гравия.

Содержание в песке пылевидных и глинистых частиц не должно превышать 2% для природного песка, и не более 3% для песка из отсевов дробления. Глина в комках в песке не допускается. Песок из шлаков черной и цветной металлургии должен быть устойчив против всех видов распада. На качество мелкозернистого бетона большое влияние оказывает зерновой (гранулометрический) состав песка и количественное содержание в песке различных примесей: пылевидных, илистых, глинистых и органических. Наиболее вредной в песке является примесь глины, которая обволакивает зерна песка и препятствует сцеплению их с цементным камнем. Глинистые и пылевидные примеси в песке, шероховатая форма зерен повышают водопотребность бетонных смесей и приводят к понижению прочности и морозостойкости изделий.

Песок должен состоять из зерен различной величины, чтобы объём пустот в нем был минимальным; чем меньше объём пустот в песке, тем меньше требуется цемента для получения плотного бетона.

Научными исследованиями и практикой технологии вибропрессования дорожных бетонов в России и за рубежом установлено, что наилучшим песком для бортовых камней и тротуарных плит является крупный природный песок, соответствующий требованиям ГОСТ 8736-93 "Песок для строительных работ. Технические условия" с модулем крупности Мкр более 2,5, при этом содержание фракций 1,25….5 мм должно быть не менее 50%.

Желательно чтобы соотношение фракций песка приближалось к следующим данным:

Крайне важно для получения высококачественных изделий, чтобы качество заполнителей было одинаковым, и поставлялись с одного и того же карьера. Нерегулярность поставки заполнителей, изменение их качества приводит к изменению параметров работы вибропресса, и, как правило, к снижению качества готовых изделий.

Изготовление крупногабаритных вибропрессованных изделий возможно с применением щебня или щебеночно-гравийной смеси фр.5-10 (3-8)мм по ГОСТ 8267 "Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия", ГОСТ 5578 "Щебень и песок из шлаков черной и цветной металлургии. Технические условия". Допускается применять щебень, соответствующий местным техническим условиям, согласованным с органами Госстандарта и Госархстройнадзора, удовлетворяющий требованиям. Содержание зерен крупностью более 10 мм не допускается.

Марка щебня по прочности должна быть:

- не ниже 800 из осадочных пород;

- не ниже 1200- из изверженных и метаморфических пород;

- гравий и щебень из гравия (марка по дробимости) не ниже 1000.

Содержание зерен слабых пород в щебне из природного камня не должно превышать 5% по массе. Щебень должен иметь марку по износу в полочном барабане:

-щебень из изверженных горных пород - И-1;

-щебень из осадочных пород И-2;

- щебень из гравия И-2.

Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы не должно превышать 25% по массе.

Марка щебня по морозостойкости должна быть не ниже F100 и обеспечивать получение бетона проектной марки по морозостойкости.

Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне и гравии из изверженных и метаморфических горных пород не должно превышать 1% по массе. Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из осадочных горных пород не должно превышать 2% по массе.

Для бетонов с нормируемой морозостойкостью F200 (в солях) и выше применение гравия допускается только после проведения испытаний бетона на морозостойкость.

Для изготовления вибропрессованных изделий применяются пигменты минерального происхождения в количестве до 8% от массы цемента и синтетические пигменты. Пигменты поставляются в виде порошка, паст или в виде растворов или суспензий.

Количество пигментов в бетоне должно согласовываться с заказчиком в виде утверждения эталона.

2. Порядок расчета лабораторного состава бетона

1. Определяют водоцементное (или цементно-водное) отношение в зависимости от требуемой прочности, срока и условий твердения по заданию путем предварительных опытов, устанавливающих зависимость прочности бетона от этого фактора и активности цемента или ориентировочно по формулам:

,

Откуда

а) для обычного бетона с

;б) для высокопрочного бетона с

.

Значения коэффициентов А и А 1 в приведенных формулах принимают в зависимости от качества используемых материалов.

2. Определяют расход воды исходя из заданной удобоукладываемости.

3. Находят расход цемента по формуле

Ц=В:(В/Ц) или .

Если расход цемента на 1 м 3 бетона окажется ниже допускаемого по строительным нормам и правилам, то необходимо увеличить его до нормы.

4. Вычисляют расход крупного заполнителя и песка в кг на 1 м 3 бетона по формуле:

.

Значения коэффициента б зависят от расхода цемента и водоцементного отношения для подвижных смесей.

5. Далее определяют расход песка в кг на 1 м 3 бетона по формуле

.Определив расход материалов Ц, В, П, Щ на 1 м 3 бетонной смеси, кг, вычисляют её расчетную среднюю плотность сб.см.= Ц+В+П+Щ, кг/м 3 и коэффициент выхода бетона в - деление объема бетонной смеси (1000 л.) в уплотненном состоянии на сумму объемов сухих составляющих затраченных на её приготовление:

в=1000/(Ц/сн.ц.+П/сн.п+Щ/сн.щ),

где сн.ц, сн.п, сн.щ - насыпные плотности сухих материалов, кг/м 3.

Значения коэффициента выхода бетона в обычно находятся в пределах 0,6 - 0,75.

Типовые нормы расхода цемента для тяжелых бетонов сборных бетонов и железобетонных изделий и конструкций массового производства.

Нормами предусмотрено использование цементов, отвечающих требованиям ГОСТ 10178-76 и ГОСТ 22266-76, за исключением пуццолановых.

Вид цемента следует принимать в соответствии с назначением конструкций и условиями их эксплуатации на основании указаний стандартов или технических условий на изделия и конструкции. Рекомендуемые и допускаемые марки цемента следует принимать с учетом проектной и отпускной прочности бетона, условий его твердения.

В нормах предусмотрено применение цементов с нормальной густотой теста 25 - 27 %.

3. Химические добавки для бетона

Рисунок 1- Технологическая схема процесса производства изделий.

5. Применяемый метод натяжения арматуры

Армирование железобетонных конструкций представляет собой внедрение в толщу материала стальных сеток, стержней, каркасов и т.д. Такие дополнительные элементы придают изделию дополнительную прочность за счет восприятия растягивающих напряжений. Такая арматура называется рабочей. Кроме нее, в железобетонные изделия часто закладываются детали, предназначенные для соединения готовых изделий, распределительную арматуру, монтажные петли.

Армирование может быть обычным и предварительно напряженным. Возможности обычного армирования ограничены, несмотря на то, что оно способно существенно увеличивать несущую способность готовых конструкций. Объясняется это невысокой растяжимостью бетона - даже небольшая нагрузка способствует появлению в нем трещин, прогибов и т.д. Такого рода дефекты, в свою очередь, способствуют попаданию влаги внутрь материала, что оборачивается коррозией арматурной стали. Для того чтобы преодолеть этот барьер, и были созданы предварительно напряженные конструкции. Этот метод был впервые испробован на практике в 1928 году инженером Фрейсине.

Предварительное напряжение конструкции достигается за счет обжатия бетона натянутой арматурой. Поэтому силы, воздействующие на батон, вынуждены сначала нейтрализовать уже имеющееся обжатие. Предварительное напряжение позволяет повысить устойчивость конструкции к появлению трещин, экономит стальную арматуру и дает возможность снижать массу готового изделия (или увеличивать его размер при сохранении массы). Экономия арматуры достигается за счет возможности использования высокопрочных видов стали (при обычном армировании ее попросту невозможно рационально использовать - сильное растяжение высокопрочной стали вызывает растрескивание и деформацию бетона).

Применение предварительно напряженных конструкций дает возможность изготавливать крупные элементы из железобетона (балки, плиты и т.д.), использующиеся для перекрытия довольно широких пролетов, а также тонкостенные конструкции (панели-оболочки), применяемые при возведении различных видов зданий.

Такие конструкции широко используются в энергетическом строительстве - предварительно напряженный железобетон часто применяют для изготовления труб большого диаметра (из них производят опоры для линий электропередачи, напорные водоводы, и т.д.). Предварительно напряженный железобетон - незаменимый материал при строительстве шлюзов, плотин, гидроэлектростанций.

Современное энергетическое строительство является сферой, в которой принято использовать два различных способа предварительного напряжения железобетона: либо во время изготовления железобетонных конструкций на заводе, либо в момент монтажа конструкций непосредственно на месте их монтажа.

На месте монтажа конструкций, как правило, используются такие методы напряжения, как гравитационный, гидравлический и т.д., подразумевающие анкеровку готовых изделий к основанию. Например, распространенные в мировой практике плотины на скальном основании возводятся с использованием двух основных способов предварительного напряжения. Первый способ подразумевает прижатие сооружения к его основанию при помощи стержневой или пучковой арматуры (она заанкеривается в толщу скальной породы). Второй способ дает возможность достичь необходимого уровня напряжения бетона за счет использования плоских гидравлических домкратов, которые закладываются в специальные швы.

На заводе, в процессе изготовления железобетонных изделий, предварительное напряжение материала производится как до затвердевания бетона, так и после того, как он обретает определенную прочность. В первом случае (этот метод еще называется "напряжение на упоры") арматура, уложенная в форму, закрепляется на упоре и после этого натягивается (освободить ее можно будет уже после затвердевания бетона). Этот способ более распространен. Во втором случае мы имеем дело с натяжением на бетон - в заготовке предварительно оставляется специальный канал для укладывания арматуры. После укладывания арматуры в канал она натягивается и закрепляется в бетоне при помощи специального цементного раствора. И в первом, и во втором случаях напряжение достигается за счет стремления освобожденной арматуры вернуться в первоначальное положение - так происходит ее сокращение, а, следовательно, и обжатие бетонных элементов.

Для более надежного сцепления с бетоном применяются специальные виды арматуры - витая арматура, арматура с анкерными устройствами на концах, а также арматура с периодическим профилем.

Достигается натяжение арматуры несколькими способами - электротермическим, механическим, химическим или электротермомеханическим. Для механического натяжения применяют домкраты и прочие гидравлические устройства. При электротермическом методе арматура нагревается и расширяется при нагреве электротоком.

Химический метод подразумевает применение напрягающих цементов, которые обладают высокой энергией расширения.

Электротермомеханический метод является комплексным и подразумевает одновременное натяжение арматуры при помощи гидравлического устройства и нагревание при помощи электрического тока.

Армирование железобетонных изделий может быть линейным и непрерывным. Линейное армирование - это метод, при котором отдельные элементы натяжения, выполненные в форме стержней, прядей или пучков, укладываются на изделие. Непрерывное армирование достигается за счет непрерывного наматывания проволочной нити на конструкцию или упоры - в итоге появляется арматурный каркас.

6. Методы оценки качества готовых изделий

Определение прочности проводится двумя методам:

Производственных цикл - отрезок времени между началом и окончанием производственного процесса, изготовление одного изделия или партии изделий.

Знать длительность производственного цикла необходимо для создания производственной программы, для определения сроков запуска в производство конкретных видов продукции по заданным или оговоренным в контракте сроком выпуска этой же продукции. Длительность производственного цикла используют при расчете величины незавершенного производства. Сокращение длительности производственного цикла имеет важное экономическое значение. Чем она меньше, тем при прочих равных условиях можно получить больший объем продукции, выше эффективность использования основных фондов, меньше потребность в оборотных средствах, которые вложены в незавершенное производство.

Рассматривая структуру производственного цикла выделяют 3 составляющих:

1. время выполнения операции (основных и вспомогательных)

2. время протекания естественных процессов

3. время перерывов.

Время выполнения основных операций, которые направлены на изменении геометрических размеров, формы, состава предметов труда образуют технологический цикл, который является основой производственного цикла (получение заготовки, её обработка, сборка и сварка).

Библиографический список