Производство конструкций из железобетона с ненапрягаемой арматурой (агрегатно поточный метод)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Строительно-технологический факультет

Кафедра ТСМИК

Реферат

Производство конструкций из железобетона с ненапрягаемой арматурой (агрегатно поточный метод)

Выполнил студент:

Альметкин Д.А.

Группа: 3СТ201

Принял:

профессор Хозин В.Г.

Казань 2015

Содержание

Введение

1. Принципиальные технологические схемы производства

2. Армирование железобетонных изделий

3. Формование железобетонных изделий

4. Твердение железобетонных изделий

5. Отделка поверхности железобетонных изделий

6. Приемка и испытание железобетонных изделий

Список использованной литературы

Приложение

Введение

Железобетон, сочетание бетона и стальной арматуры, монолитно соединённых и совместно работающих в конструкции. Термин "железобетон" нередко употребляется как собирательное название железобетонных конструкций и изделий.

Идея сочетания в железобетон двух крайне различающихся своими свойствами материалов основана на том, что прочность бетона при растяжении значительно (в 10-20 раз) меньше, чем при сжатии, поэтому в железобетонной конструкции он предназначается для восприятия сжимающих усилий; сталь же, обладающая высоким временным сопротивлением при растяжении и вводимая в бетон в виде арматуры, используется главным образом для восприятия растягивающих усилий. Взаимодействие столь различных материалов весьма эффективно: бетон при твердении прочно сцепляется со стальной арматурой и надёжно защищает её от коррозии, т. к. в процессе гидратации цемента образуется щелочная среда; монолитность бетона и арматуры обеспечивается также относительной близостью их коэффициентов линейного расширения (для бетона от 7,5*10-6 до 12*10-6, для стальной арматуры 12·10-6); в пределах изменения температуры от -40 до 60°С основные физико-механические характеристики бетона и арматуры практически не изменяются, что позволяет применять железобетон во всех климатических зонах.

Основа взаимодействия бетона и арматуры - наличие сцепления между ними. Значение сцепления или сопротивления сдвигу арматуры в бетоне зависит от следующих факторов: механического зацепления в бетоне специальных выступов или неровностей арматуры, сил трения от обжатия арматуры бетоном в результате его усадки (уменьшения в объёме при твердении на воздухе) и сил молекулярного взаимодействия (склеивания) арматуры с бетоном; определяющим является фактор механического зацепления. Применение арматуры периодического профиля (см. Арматура железобетонных конструкций), сварных каркасов и сеток, устройство крюков и анкеров увеличивают сцепление арматуры с бетоном и улучшают их совместную работу.

Нарушение структуры и заметное снижение прочности бетона наступает при температуре свыше 60°С; при кратковременном воздействии температуры в 200°С прочность бетона снижается на 30%, а при длительном - на 40%. температура в 500-600°С является для обычного бетона критической, при которой он разрушается в результате обезвоживания и разрыва скелета цементного камня. Поэтому обычный железобетон рекомендуется применять при температуре не выше 200°С. В тепловых агрегатах, работающих при температурах до 1700°С, используется жаростойкий бетон. Для предохранения арматуры от коррозии и быстрого нагревания (например, при пожаре), а также надёжного её сцепления с бетоном в железобетонных конструкциях предусматривается устройство защитного слоя бетона толщиной от 10 до 30 мм; в агрессивной среде толщина защитного слоя увеличивается.

1. Принципиальные технологические схемы производства

Бетонные и железобетонные изделия и конструкции изготовляют на специальных заводах или полигонах. Технологический процесс складывается из следующих последовательно выполняемых операций: приготовления бетонной смеси, изготовления арматуры и арматурных каркасов, армирования железобетонных изделий, формования, температурно-влажностной обработки и декоративной отделкой лицевой поверхности изделий. Панели наружных стен в зависимости от конструкций могут подвергаться дополнительной операции - укладке в панель теплоизоляционного материала при сборке отдельных скорлуп или формовании изделий.

Организация выполнения этих основных технологических операций и их техническое оформление в современной технологии сборного железобетона осуществляются по трем принципиальным схемам, причем ведущим признаком служит способ формования изделий. По методам формования различают также и предприятия, например завод "кассетный", конвейерный или с поточно-агрегатной технологией. При выборе технологии производства следует учитывать возможность получения наилучшего управления структурообразованием бетонной смеси.

По способу и организации процесса формования могут быть выделены три схемы производства железобетонных изделий.

1. Изготовление изделий в неперемещаемых формах. Все технологические операции - от подготовки форм до распалубки готовых отвердевших изделий - осуществляются на одном месте. К этому способу относятся формование изделий на плоских стендах или в матрицах, "формование изделий в кассетах.

2. Изготовление изделий в перемещаемых формах. Отдельные технологические операции формования или отдельный комплекс их осуществляются на специализированных постах. Форма, а затем изделие вместе с формой перемещаются от поста к посту по мере выполнения отдельных операций.

В зависимости от степени расчлененности общего технологического комплекса формования изделий по отдельным постам различают конвейерный, имеющий наибольшую расчлененность, и поточно-агрегатный способы. Последний отличается тем, что ряд операций (укладка арматуры и бетонной смеси, уплотнение смеси, а в некоторых случаях и ряд других) выполняется на одном посту. При конвейерном способе большинство операций формования проводят на определенном посту; они составляют технологическую линию.

3. Непрерывное формование, возникшее сравнительно недавно, но весьма зарекомендовавшее себя как способ, отличающийся наиболее высокой производительностью труда, минимальной металлоемкостью и не сравнимо высоким объемом продукции на единицу производственной площади предприятия. Способ непрерывного формования изделий осуществляется на вибропрокатном стане.

2. Армирование железобетонных изделий

В заводском производстве стоимость арматуры составляет около 20% себестоимости железобетонных изделий, поэтому вопросы организация арматурных работ на завод сборного железобетона являются важнейшими и в техническом и в экономическом отношениях. Различают армирование железобетонных изделий ненапряженное (обыкновенное) и предварительно напряженное. Операции армирования и виды арматуры для каждого из этих способов имеют ряд принципиальных различий.

Ненапряженное армирование

Армирование железобетонных изделий ненапряженной арматурой осуществляется при помощи плоских сеток и пространственных (объемных) каркасов, изготовленных из стальных стержней различного диаметра, сваренных между собой в местах пересечений. Различают арматуру рабочую (основную) и монтажную (вспомогательную). Рабочая арматура располагается в тех местах изделия, в которых под нагрузкой возникают растягивающие напряжения; арматура воспринимает их. Монтажная арматура располагается в сжатых или ненапряженных участках изделия. Кроме такой арматуры применяют петли и крюки, необходимые при погрузочных работах, а также закладные части, крепления и связи сборных элементов. Наименьшие трудовые затраты на армирование изделий и конструкций при применении арматурных каркасов наибольшей степени готовности, т.е. имеющих не только основную арматуру, но и вспомогательную с приваренными петлями, крюками, закладными деталями. В этом случае операции по армированию сводятся к установке готового арматурного каркаса в форму и его закреплению.

Арматурные сетки и каркасы изготовляют в арматурном цехе, оборудованном резательными, гибочными и сварочными аппаратами. Процесс изготовления строится по принципу единого технологического потока- от подготовки арматурной стали до получения готового изделия.

Арматурные сетки и каркасы делают по рабочим чертежам, в которых указаны длина и диаметр стержней, их количество, расстояния между ними, места приварки закладных частей, расположения монтажных петель. Устанавливать и раскреплять каркас в форме надо очень точно, так как от его положения зависит толщина защитного слоя бетона в изделии. При недостаточной толщине этого слоя может возникнуть коррозия арматурной стали.

Стержневая арматурная сталь диаметром до 10 мм поставляется на завод в мотках (бунтах), а большим диаметром - в прутках длиной 6-12 м или мерной длины, оговариваемой в заказах; арматурная проволока поступает в мотках, причем каждый моток состоит из одного отрезка проволоки.

Операции по изготовлению арматуры следующие: подготовка проволочной и прутковой стали - чистка, правка, резка, стыкование, гнутье; сборка стальных стержней в виде плоских сеток и каркасов; изготовление объемных арматурных каркасов, включая приварку монтажных петель, закладных частей и фиксаторов.

Подготовка арматуры, поступающей на завод в мотках и бунтах, заключается в их размотке, выпрямлении (правке), очистке и разрезке на отдельные стержни заданной длины. Правят и разрезают арматурную сталь на правильно-отрезных станках-автоматах.

Прутковую арматурную сталь разрезают на стержни заданной длины, а также стыкуют сваркой (для уменьшения отходов арматуры, если длина арматурных элементов не соответствует длине товарной продукции) . Стыкуют стержни контактной стыковой электросваркой и только в отдельных случаях (при использовании стержней больших диаметров) дуговой сваркой. Контактная стыковая сварка осуществляется методом оплавления электрическим током торцов стержней в местах их будущего стыка, когда стержни сильно сжимаются и свариваются.

При изготовлении монтажных петель, хомутов и других фигурных элементов арматуры прутковая и проволочная арматурная сталь после разрезки подвергается гнутью.

Сетки и каркасы из стальных арматурных стержней соединяют точечной контактной электросваркой. Сущность ее заключается в следующем. При прохождении электрического тока через два пересекающихся стержня в местах их контакта электрическое сопротивление оказывается наибольшим, стержни разогреваются и, достигнув пластического состояния, свариваются. Прочности сварки способствует также сильное сжатие стержней. Процесс точечной сварки может длиться доли секунд при применении тока силой в несколько десятков тысяч ампер. Точечную сварку осуществляют специальными сварочными аппаратами. Они различаются мощностью трансформатора, количеством одновременно свариваемых точек (одно- и многоточечные аппараты), характером используемых устройств для сжатия свариваемых стержней.

Сварочные машины позволяют создавать в комплексе с другими машинами и установками поточные автоматические линии изготовления плоских сеток как готового арматурного элемента, так и полуфабриката для пространственных каркасов. На рис. 75 показана автоматическая линия для сварки широких сеток. В состав линии входят групповые бунтодержатели продольной и поперечной подач, правильные устройства, сварочная машина МТМС с отрезным устройством, пневматические ножницы для поперечной резки сетки, посты для приварки закладных деталей и устройства для фиксаторов; предусмотрена электромагнитная система программирования подачи поперечных и дополнительных продольных стержней. Поточное выполнение всех операций по изготовлению арматурных сеток народной технологической линии значительно снижает трудоемкость процесса по сравнению с доработкой сеток на кондукторах, выполняемой обычно вручную.

Пространственные арматурные каркасы изготовляют в основном из плоских сеток, соединяемых между собой на специальных сварочных машинах. Собирать каркасы можно в горизонтальном и вертикальном положении. Для удобства соединения узлов клещами для точечной сварки применяют вертикальный кондуктор. Плоские элементы арматуры укладывают между штырями кондуктора, которыми они удерживаются в требуемом положении. Сварочные клещи подвешены на поворотной консоли; кондуктор с арматурой можно лебедкой перемещать вверх и вниз. Некоторые узлы кондуктора соединены между собой болтами. Это позволяет применять один и тот же кондуктор для сборки различных арматурных каркасов, закрепляя его элементы в соответствии с размером собираемого каркаса. При необходимости (например, для ребристых плит) плоские сетки и каркасы можно гнуть по размеру на специальных гизочных станках.

3. Формование железобетонных изделий

Общие вопросы организации формования

Задача технологического комплекса операций по формованию состоит в получении плотных изделий заданных формы и размеров. Это обеспечивается применением соответствующих форм, а высокая плотность достигается уплотнением бетонной смеси. Операции процесса формования можно условно разделить на две группы: первая включает операции по изготовлению и подготовке форм (очистке, смазке, сборке), вторая - уплотнение бетона изделий и получение их заданной формы. Не менее важны при этом и транспортные операции, стоимость которых в общих затратах может достигать 10-15%. В отдельных случаях технико-экономический анализ транспортных операций определяет организацию технологического процесса в целом. Наиболее характерным в этом отношении является изготовление крупноразмерных особо тяжелых изделий - балок, ферм, пролетных строений мостов, когда вследствие значительных затрат на перемещение изготовление изделий организуют на одном месте, т. е. принимают стендовую схему организации процесса. В общем технологическом комплексе изготовления железобетонных изделий операции формования занимают центральное и определяющее место. Все другие операции - приготовление бетонной смеси, подготовка арматуры - являются в какой-то степени подготовительными и могут выполняться вне площадки данного предприятия железобетонных изделий; бетонная смесь может быть получена централизованно с бетонного завода, арматурные изделия - из центральной арматурной мастерской района. Такая организация завода железобетонных изделий чрезвычайно выгодна в технико-экономическом отношении: стоимость и бетонной смеси и арматуры значительно ниже, чем при изготовлении их на заводе железобетонных изделий, так как мощность бетоносмесительных и арматурных цехов централизованного назначения во много раз выше, чем этих же цехов завода железобетонных изделий. А если выше мощность, то и более совершенной может быть организация технологического процесса: оказывается выгодным применение автоматических линий и высокопроизводительного оборудования, существенно повышающих производительность труда, снижающих стоимость продукции и улучшающих ее качество. Однако подавляющее большинство заводов железобетонных изделий отказывается от такой рациональной организации технологического процесса, так как возможны нарушения в доставке необходимых полуфабрикатов; это тем более важно, если учесть, что создать запас бетонной смеси более чем на 1,5-2 ч работы формовочных линий невозможно - смесь начнет твердеть.

Формы и смазочные материалы

Для изготовления железобетонных изделий применяют деревянные, стальные и железобетонные, а иногда металложелезобетонные формы. Следует отметить, что вопрос выбора материала форм весьма принципиален как в техническом, так и в экономическом отношении. Потребность в формах завода сборного железобетона огромна. Объем форм на большинстве заводов должен быть не менее объема выпускаемых заводом изделий в течение суток при искусственном твердении и в 5-7 раз больше при естественном их вызревании. В ряде случаев потребность в формах определяет общую металлоемкость производства (вес единицы металла к единице выпускаемой продукции), существенно влияющую на технико-экономические показатели предприятия в целом. При этом надо учитывать также то, что формы работают в наиболее тяжелых условиях: систематически они подвергаются сборке и разборке, очистке приставшего к ним бетона, динамическим нагрузкам при уплотнении бетонной смеси и транспортировании, действию влажной (пар) среды в период твердения изделий. Все это неизбежно отражается на продолжительности их службы и требует систематического пополнения парка форм.

Если иметь в виду единовременные затраты на организацию завода железобетонных изделий, то деревянные формы оказываются наиболее выгодными, однако срок службы их и качество изделий, получаемых в таких формах, невысоки: оборачиваемость деревянных форм в производстве не презышает десяти, после чего формы теряют необходимую жесткость, нарушаются их размеры и конфигурация формовочной емкости. Срок службы металлических форм в несколько раз выше деревянных и, таким образом, эксплуатационные затраты при использовании металлических форм в конечном итоге оказываются ниже, чем при использовании деревянных, хотя и высоки были первоначальные затраты. Но это справедливо для организации массового выпуска однотипных железобетонных изделий. При изготовлении же изделий одного типоразмера в небольшом объеме целесообразным может оказаться применение именно деревянных форм как более дешевых: изготовление их возможно непосредственно на заводе железобетонных изделий. Таким образом, и в данном случае необходим технико-экономический анализ производства, результаты которого позволят выбрать рациональное решение.

Металлические формы наиболее характерны для специализированных предприятий сборного железобетона. Долговечность, длительное сохранение своих размеров, простота сборки и разборки, высокая жесткость, исключающая деформацию изделий в процессе, изготовления и транспортирования, - вот достоинства металлических форм, определившие их широкое применение. Недостатки металлических форм заключаются в том, что они существенно повышают металлоемкость предприятия, ухудшая этим технико-экономические показатели проекта.

Удельная металлоемкость форм зависит от вида формуемых в них изделий и схемы организации процесса формования. Наименьшая металлоемкость при стендовом способе. При формовании изделий на плоских стендах удельная металлоемкость составляет 300-500 кг веса металла форм на каждый 1 м³ объема изделий. При изготовлении изделий в перемещаемых формах по поточно-агрегатной технологии металлоемкость составляет в среднем 1000 кг/м³ для плоских изделий (панели, настилы) и 2000-3000 кг/мг для изделий сложного профиля (лестничные марши и площадки, балки и прогоны таврового сечения, ребристые панели). Наибольшая металлоемкость форм характерна для формования по конвейерной схеме, когда изделия формуются на вагонетках-поддонах: она достигает 7000-8000 кг металла на каждый 1 м³ формуемого в них изделия, т. е. вес формы в 3 раза и более превышает вес изделия в форме. Этот технико-экономический показатель и явился причиной отказа от дальнейшего развития конвейерной технологии и прекращения строительства заводов с такой технологической схемой.

Металложелезобетонные формы, мало еще распространенные, занимают промежуточное место в технико-экономических показателях: первоначальные затраты на их изготовление оказываются не ниже, чем металлических, но они отличаются в 1,5-2 раза большим весом, что сказывается на транспортных, расходах. Достоинство металложелезобетонных форм заключается в том, что они позволяют сократить в 2-3 раза затраты металла на изготовление формы: металл расходуется только на бортовую оснастку формы, тогда как поддон, отличающийся наибольшей металлоемкостью (он должен иметь высокую жесткость), изготовляется железобетонным.

Независимо от материала к формам предъявляются следующие общие требования:

- обеспечение изделиям необходимых форм и. размеров и сохранение их в процессе всех технологических операций;

- минимальный вес по отношению к единице веса изделия, что достигается рациональной конструкцией форм;

- простота и минимальная трудоемкость сборки и разборки форм;

- высокая жесткость и способность сохранить свои форму и размеры при динамических нагрузках, неизбежно возникающих при транспортировании, распалубке изделий и сборке форм.

Особое значение для качества изделий и сохранности форм имеют качество и правильный выбор смазочных материалов, предназначенных препятствовать сцеплению бетона с материалом формы. Смазка должна хорошо удерживаться на поверхности формы в процессе всех технологических операций, обеспечивать возможность ее механизированного нанесения (распылением), полностью исключать сцепление бетона изделия с формой и не портить внешнего вида изделий.

Этим требованиям в значительной степени удовлетворяют смазочные материалы следующих составов

- масляные эмульсии с добавкой кальцинированной соды;

- масляные смазки - смесь солярового (75%) и веретенного (25%) масел или 50% машинного масла и 50% керосина;

- мыльно-глиняные, мыльно-цементные и другие водные суспензии тонкодисперсных материалов, например мела, графита.

При поточно-агрегатном способе укладку арматуры и бетонной смеси в форму и уплотнение смеси производят на одном технологическом посту, а твердение изделий - в специальных тепловых аппаратах (пропарочных камерах или автоклавах), т.е. общий технологический процесс расчленяется по операциям. Собранная и смазанная форма с уложенной в нее арматурой устанавливается на виброплощадку, бетоноукладчиком заполняется бетонной смесью, и включается виброплощадка. Отформованное изделие вместе с формой краном переносят в пропарочную камеру, а затем, после осмотра ОТК, на тележке вывозят на склад. Бетонная смесь из бетоносмесительного отделения к бетоноукладчикам поступает по эстакаде. Па каждой линии дополнительно предусмотрены посты отделки изделий, укладки арматуры, распалубки форм, их очистки и смазки. Отдельные посты могут быть объединены, а пост отделки изделий перенесен к месту распалубки.

4. Твердение железобетонных изделий

Твердение отформованных изделий - заключительная операция технологии сборного железобетона, когда изделия приобретают требуемую прочность. Последняя может быть равна марке бетона для одних изделий или быть меньше ее для других. Так, прочность бетона изделий при отгрузке их потребителю должна быть равна: не менее 70% марочной (28-суточной) прочности для изделий из бетона на портландцементе или его разновидностях и 100%-ной для изделий из силикатного (известково-песчаного) или ячеистого бетона. Однако для некоторых изделий из портландцементного бетона отпускная прочность должна превышать 70%. Например, прочность бетона шпал для железных дорог должна быть равна марке пролетных строений мостов - не менее 80% от марки. Допускаемое снижение отпускной прочности изделий определяется исключительно экономическими соображениями, так как в этом случае сокращается продолжительность производственного цикла и соответственно повышается оборачиваемость средств. При этом имеется в виду, что прочность, недостающую до марочной, изделия наберут в процессе их транспортирования и монтажа и к моменту загружения эксплуатационной нагрузкой прочность их будет не ниже проектной (марочной).

В зависимости от температуры среды различают следующие три принципиально различных режима твердения изделий:

- нормальный - температура 15-20°С;

- тепловая обработка при температуре до 100°С при нормальном давлении;

- автоклавная обработка - пропариваиие при повышенном давлении пара и температуре среды выше 100°С.

Независимо от режима твердения относительная влажность среды должна быть близкой 100%, иначе изделия сохнут, а это приводит к замедлению или прекращению роста их прочности, так как твердение бетона есть в первую очередь гидратация цемента, т.е. взаимодействие цемента с водой.

Нормальные условия твердения достигаются в естественных условиях без использования каких-либо тепловых аппаратов и затрат тепла. Это важнейшее технико-экономическое преимущество естественного способа твердения, отличающегося простотой в организации и минимальными капитальными затратами. В то же время способ экономически оправдан может быть только в исключительных случаях. В естественных условиях изделия достигают отпускной 70%-ной марочной прочности в течение 7-10 сут., тогда как при искусственном твердении (пропаривании или автоклавной обработке) эта прочность достигается в 15-20 раз быстрее - за 10-16 ч. Соответственно снижается потребность в производственных площадях, объеме парка форм, сокращается продолжительность оборачиваемости средств. Это и является причиной применения на большинстве заводов искусственного твердения.

В то же время стремление отказаться от последнего является актуальной проблемой современной технологии бетона. Уже имеются бетоны, которые в течение 1 сут. нормальных условий твердения приобретают до 40-50% марочной прочности. Это достигается применением высокомарочных быстротвердеющих цементов, жестких бетонных смесей, интенсивного уплотнения вибрацией с дополнительным пригрузом, применением добавок - ускорителей твердения, виброактивацией бетонной смеси перед формованием, применением горячих бетонных смесей. Дальнейшее развитие работ в этом направлении позволит, по-видимому, в ближайшие годы отказаться в ряде случаев от искусственного твердения. Однако в настоящее время искусственный способ твердения изделий по своим технико-экономическим показателям превосходит естественный.

Тепловая обработка при нормальном давлении. Различают несколько способов тепловой обработки железобетонных изделий при нормальном давлении: пропаривание в камерах, электропрогрев, контактный обогрев, выдержка в теплобассейнах (в горячей воде). Технико-экономическое преимущество пока еще остается за пропариванием в камерах, и этот способ применяется на подавляющем большинстве предприятий сборного железобетона.

Пропаривание осуществляют в камерах периодического и непрерывного действия. В последних свежесформованные изделия непрерывно поступают на вагонетках, и также непрерывно с противоположного конца туннеля камеры выходят готовые изделия. В процессе твердения изделия в камере проходят зоны подогрева, изотермического прогрева (с постоянной максимальной температурой пропаривания) и охлаждения. В принципе камеры непрерывного действия, как и вообще всякое непрерывно действующее оборудование, обеспечивают наиболее высокий съем продукции с единицы объема. Однако в данном случае необходимость применения вагонеток и механизмов для перемещения изделия, а также ряд конструктивных сложностей и неполадок в теплотехническом отношении туннельных камер не позволяют широко применять этот вид пропарочных камер. Применяются они только при конвейерном способе производства и вряд ли получат дальнейшее развитие. Перспективными являются вертикальные камеры непрерывного действия.

Среди камер периодического действия основное применение находят камеры ямного типа глубиной примерно 2 м и на 0,5-0,7 м. выступающие над уровнем пола цеха. Размер камеры в плане соответствует размеру изделий или кратен им. Наиболее выгодным является размер камеры, соответствующий размеру одного изделия в плане, так как загрузочная емкость камеры наименьшая и минимальным оказывается непроизводительный простой камеры под загрузкой. Однако при этом возрастает количество камер. Технико-экономическим анализом этих двух показателей (положительного и отрицательного) установлено, что наиболее выгодным оказывается размер камеры в плане, соответствующий размеру двух изделий.

Стенки камеры выкладывают из кирпича или делают бетонными. Сверху камеру закрывают массивной крышкой с теплоизоляционным слоем, предупреждающим потери тепла. Для предупреждения выбивания пара в стенках камеры сверху ее предусмотрена канавка, засыпаемая песком или заливаемая водой, в которую входят соответствующие выступы на крышке камеры. Это создает затвор, препятствующий выбиванию пара из камеры. Изделия в камеру загружают сверху краном в несколько рядов по высоте. Если изделия загружаются в форме, то каждый верхний ряд устанавливается на стенки нижележащей формы (через деревянные прокладки). Если изделия формуют с частичной немедленной распалубкой, то они поступают в камеру только на поддоне. В этом случае поддон с изделием устанавливается на специальные откидывающиеся выступы, предусмотренные на стенках камеры.

Режим пропаривания в камерах характеризуется продолжительностью подъема температуры, выдержкой при максимальной температуре и продолжительностью охлаждения, а также наибольшей температурой в период изотермического прогрева. Применяют самые разнообразные режимы твердения в зависимости от свойств цемента и его вида, свойств бетонной смеси (жесткая или подвижная), вида бетона (тяжелый или легкий), размеров изделий (тонкие или массивные). В качестве усредненного можно привести следующий режим: подъем температуры со скоростью 25-35 град/ч, снижение температуры со скоростью 30- 40 град/ч, изотермическая выдержка в течение 6-8 ч и максимальная температура нагрева 80-90°С. Таким образом, общая продолжительность пропаривания для изделий на обыкновенном портландцементе в среднем составляет 12-15 ч. Как видно, твердение изделий - наиболее продолжительная операция, в десятки раз превышающая все другие (например, формование одного настила длится 12-15 мин, а стеновой панели, имеющей отделочный слой, не превышает 20-25 мин). Это делает необходимым изыскание путей для снижения продолжительности пропаривания, для чего необходимо знать факторы, его определяющие.

В первую очередь на режим твердения оказывает влияние вид цемента. Применение быстротвердеющих цементов (алитовых и алитоалюминатных портландцементов) позволяет примерно в 2 раза сократить продолжительность изотермической выдержки. Кроме того, оптимальная температура прогрева изделий на этих цементах оказывается в пределах 70-80°С, что также существенно сокращает время, потребное на нагрев и охлаждение. В совокупности общая продолжительность тепловой обработки изделий на алитовых и алитоалюминатных быстротвердеющих портландцементах снижается до 8-10 ч, а прочность бетона достигает 70-80% марочной. железобетон армирование арматура

Медленнотвердеющие цементы (пуццолановые и шлакопортландце-менты) требуют более продолжительной изотермической выдержки (до 10-14 ч) и более высокой температуры изотермического прогрева (до 95-100°С), а общая продолжительность пропаривания изделий, приготовленных из бетонов на этих цементах, составляет 16-20 ч. Применение жестких бетонных смесей, имеющих низкое начальное водосодержание, позволяет на 15-20% уменьшить продолжительность пропаривания. Если учесть, что дополнительные затраты энергии и труда на формование жестких смесей не превышают 10-15% и компенсируются снижением расхода цемента, то экономическая целесообразность применения жестких смесей становится очевидной и в данном случае. Изделия из легких бетонов, как медленно прогревающиеся вследствие повышенных теплоизоляционных качеств, требуют и более продолжительного режима тепловой обработки.

Наряду с отмеченными выше путями ускорения твердения бетона при пропаривании, сравнительно недавно предложен еще один способ - применять для формования предварительно подогретые до 75-85°С бетонные смеси. Нагревают их электрическим током в течение 8-12 мин. Способ получил название горячего формования. Таким образом, изделия поступают в камеру в подогретом виде и не требуют времени на их подогрев до максимальной температуры пропаривания. Способ предусматривает вообще отказ от пропаривания, и свежесформованные горячие изделия укрывают для предотвращения потери тепла (способ термоса) и оставляют в таком виде в течение 4-6 ч; за это время бетон набирает необходимую прочность.

Электропрогрев изделий. По своей технологии и санитарно-гигиеническим условиям производства электропрогрев изделий имеет несравнимое преимущество перед всеми другими способами нагрева. Развитие его тормозит недостаток и все еще высокая стоимость электроэнергии: расход электроэнергии при электротермической обработке бетона в среднем составляет 80-100 квТ'Ч на 1 м³ изделий.

Электропрогрев изделий достигается при прохождении переменного тока через бетон. Последний, обладая электрическим сопротивлением большим, чем подводящие к нему ток электроды, но в то же время имеющий некоторую электропроводность, разогревается в результате преобразования электрической энергии в тепловую. Количество тепла, выделяющегося в бетоне при прохождении через него электрического тока, в соответствии с законом Джоуля - Ленца прямо пропорционально затраченной электроэнергии в единицу времени (времени прохождения тока) и тепловому эквиваленту работы.

Электропрогреву в открытых формах подвергают изделия массивные, так как тонкостенные изделия (тонкостенные перегородки, панели) при этом могут пересыхать и их целесообразно прогревать электрическим током в кассетах. Напряжение тока в начале электропрогрева принимают равным 65-90, а в конце - до 150-220 в. По мере отвердения электропроводность бетона понижается, и для прохождения электрического тока требуется большее напряжение.

Контактный обогрев изделий достигается путем непосредственного контакта их с нагревательными приборами, например обогреваемыми стенками формы, основанием, стенда. При этом изделие плотно укрывают, чтобы предупредить потери испаряющейся из него влаги в окружающую среду. Необходимая влажность вокруг изделия достигается за счет избыточно введенной в бетон воды, т.е. сверх потребной на твердение цемента; она всегда присутствует в бетоне и вводится, как говорилось ранее, для получения удобоукладываемой смеси. В качестве теплоносителя применяют острый пар, горячую воду, нагретое масло. Наиболее эффективно применение контактного обогрева для тепловой обработки тонкостенных изделий при достаточной их герметизации, например в кассетах, в которых изделие заключено в узкие, но глубокие отсеки.<В этом случае возможен очень быстрый подъем температуры до максимальной (за 15-30 мин) без нарушения структуры бетона. Кроме того, образуется насыщенная паровая среда с давлением пара, несколько большим, чем атмосферное, что весьма благоприятно сказывается на процессах твердения бетона.

Температурная обработка в термобассейнах применяется в том случае, когда требуется получить изделие высокой плотности и водонепроницаемости (трубы, кровельные материалы). Твердение в горячей воде создает наиболее благоприятный режим. Предварительно отвердевшие изделия помещаются в бассейн с горячей водой и выдерживаются в нем до приобретения необходимой прочности. По своим технико-экономическим показателям этот способ имеет ряд преимуществ: низкий расход тепла обеспечивает наиболее благоприятные условия твердения бетона. Но весьма важный недостаток способа - необходимость последующей сушки изделий - является причиной практического отказа от обработки изделий в термобассейнах.

Автоклавная обработка. Скорость большинства химических реакций, в том числе и взаимодействия цемента с водой, обеспечивающая твердение бетона, возрастает с повышением температуры и в тем большей степени, чем выше температура; кроме того, для твердения бетона необходима влажная среда. Сочетание этих двух факторов успешно достигается при обработке изделий паром высокого давления. С повышением давления соответственно возрастает температура насыщенного пара. При нормальном давлении температуру насыщенного пара (100%-ная относительная влажность среды) выше 100°С получить нельзя. Сверх этой температуры относительная влажность среды будет меньше 100% и помещенные в нее бетонные изделия начнут высыхать. Наиболее распространенный режим автоклавной обработки при давлении пара 8-12 атм. Температура насыщенного пара при этом примерно равна 170-200°С. При такой температуре получают изделия с марочной прочностью бетона в течение 8-10 ч, что дает большой технико-экономический эффект.

Важным достоинством автоклавной обработки бетона является то, что при таких высокотемпературных условиях песок, будучи инертным при нормальной температуре и пропаривании, становится активным, энергично взаимодействуя с известью, и обеспечивает получение бетона прочностью 200 кГ/см² и более. Это позволяет широко использовать дешевые бесцементные известково-песчаные бетоны для изготовления способом автоклавной обработки прочных, водостойких и долговечных изделий. Оборудование, применяемое для этой цели, не отличается от рассмотренного в главе V - основным агрегатом служит автоклав.

При использовании портландцементов обычно применяют медленнотвердеющие цементы. Их преимущество в данном случае не только в несколько пониженной стоимости, но и в большом приросте прочности, получаемом при автоклавной обработке, по сравнению с другими видами портландцементов. Кроме того, в автоклавных портландцементных бетонах часть цемента (до 30-40%) может быть успешно заменена молотым песком. При этом прочность бетона не только, не снижается, но даже наблюдается повышение его физико-механических показателей, что имеет большое технико-экономическое значение.

5. Отделка поверхности железобетонных изделий

Способ отделки поверхностей железобетонных изделий надо выбирать с учетом целого ряда требований, которые могут быть продиктованы климатическими, архитектурными и другими условиями его службы. Отделка должна быть долговечной и защищать бетон изделия от атмосферных и агрессивных воздействий, а также отвечать архитектурно-декоративным требованиям.

В настоящее время поверхности можно отделывать с использованием окрасочных составов, облицовочных материалов и цветных бетонов. Окрасочные составы должны быть водостойкими, долговечными и устойчивыми против выцветания. Это силикатные, цементные и полимерные краски. Силикатные краски приготовляют из жидкого стекла, минеральных красящих веществ (пигментов) и наполнителей, цементные краски - из белого цемента с минеральными красящими веществами, перхлорвиниловые (полимерные) краски - из минеральных красящих веществ, разбавленных перхлорвиниловым лаком. Краски на поверхность железобетонных изделий наносят пистолетом-распылителем за 2 или 3 приема, в зависимости от цвета используемого красящего вещества и консистенции раствора. Окрашивать поверхности надо при положительных температурах.

К облицовочным материалам, предназначенным для отделки бетонных и железобетонных изделий, наряду с архитектурно-декоративными требованиями предъявляются требования высокой прочности и долговечности в условиях переменных атмосферных воздействий. В настоящее время в качестве облицовочных материалов используют плитки из природных каменных материалов, керамические, асбестоцементные, стеклянные, плиты и блоки из цветного бетона, гофрированные листы из алюминия.

Плитки из природных каменных материалов - наиболее долговечный, обеспечивающий разнообразную гамму цветов материал, получаемый в результате распиловки мраморов, гранитов, лабрадоритов, кварцитов, известняков и других окрашенных горных пород. Бетонные плитки изготовляют на специальных гидравлических прессах из цветного бетона. Большое распространение при отделке железобетонных панелей получили керамические облицовочные плитки, обладающие высокими декоративными свойствами; кроме того, они хорошо сцепляются с бетоном и отличаются индустриальностью производства. Плитки выпускаются различных размеров: крупноразмерные (10X10 и 20Х20 см) и мелкоразмерные (ковровые, 48X48 мм). При производстве крупноразмерных железобетонных панелей облицовка из ковровых плиток оказывается менее трудоемкой и более производительной, чем облицовка крупноразмерными плитками, укладываемыми поштучно вручную. На ленинградском ДСК-2 для облицовки панелей используются стеклянные облицовочные плитки размером 2Х2 см, которые наклеиваются на картон заданных размеров. Для увеличения сцепления стеклянной поверхности плитки с раствором или бетоном ее тыльная поверхность покрывается кремнийорганическими составами типа ВН-30, обладающими хорошей адгезией к стеклу. Стеклянные плитки выпускаются различных цветов - от белого до черного.

В качестве облицовочных материалов для отделки железобетонных стеновых панелей могут использоваться также цветные цементные плитки и алюминиевые листы, последние обладают высокой атмосферо-устойчивостью и прочностью и хорошими архитектурно-декоративными свойствами. Для этих же целей пригоден и цветной бетон. Для его получения используют неорганические минеральные краски, обладающие высокой щелочестойкостью и атмосферостойкостью. Красную, желтую и коричневую окраску бетона получают добавлением пигментов из окислов железа, зеленую - введением зеленой окиси или гидроокиси хрома.

6. Приемка и испытание железобетонных изделий

Железобетонные изделия принимают партиями, состоящими из однотипных изделий, изготовленных по одной технологии в течение не более 10 сут.

В процессе приемки наружным осмотром проверяют внешний вид изделий, отмечают наличие трещин, раковин и других дефектов. Затем с помощью измерительных линеек и шаблонов проверяют правильность формы и габаритные размеры изделий. Если при контрольных замерах изделия обнаруживаются отклонения по длине или ширине, превышающие допускаемые, изделие бракуется.

При приемке изделий определяется и прочность бетона, которая устанавливается по результатам испытания контрольных образцов и готовых изделий. Контрольные образцы с ребром 10, 15 и 20 см должны изготовляться в металлических разъемных формах в количестве не менее 3 шт. не реже 1 раза в смену, а также для каждого нового состава бетонной смеси.

Бетонную смесь в образцах уплотняют на стандартной виброплощадке с амплитудой 0,35 мм и частотой 3000 кол/мин. Образцы должны твердеть в тех же условиях, что и изделия. Предел прочности бетона определяется после испытания образцов на гидравлических прессах и вычисляется как среднее арифметическое значение результатов испытания трех образцов.

Испытание готовых железобетонных изделий на прочность, жесткость и трещиностойкость производят согласно ГОСТам и техническим условиям. Изделия для испытаний отбирают в количестве 1% от каждой партии, но не менее 2 шт., если в партии менее 200 шт. изделий. Испытание проводят на специальных испытательных стендах, нагружая конструкцию гидродомкратами, штучными грузами или рычажными приспособлениями. Критерием прочности служит нагрузка, при которой изделие теряет свою несущую способность (разрушается). В последнее время для определения прочности бетона в конструкциях пользуются физическими и механическими методами, не разрушающими изделия.

К физическим методам относятся ультразвуковые и радиометрические. Механические методы базируются на определении величины упругой или пластической деформации. Приборы для этих методов подразделяются на приборы, основанные на принципе упругого отскока, и приборы, основанные на принципе внедрения наконечника в бетон. В первом случае прочность бетона оценивается по величине упругого отскока бойка от поверхности бетона, во втором характеризуется величиной отпечатка на поверхности бетона. Приборы этой группы получили широкое применение в строительстве.

Список использованной литературы

1. ОНТП 07-85 Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий сборного железобетона.

2. Справочник по технологии сборного железобетона. Под общей редакцией Стефанова Б.В. Киев, издательское объединение "Вища школа", 1978. 256 с.

3. Цителаури Г.И. Проектирование предприятий сборного железобетона. Учебник для вузов по специальности "Производство строительных изделий и конструкций". - М.: Высшая школа, 1986. - 312 с: ил.

4. ДБН А.3.1-8-96.Проектирование предприятий по производству железобетонных изделий.

5. ГОСТ 11024-84 Панели стеновые наружные бетонные и железобетонные для жилых и общественных зданий

Приложение

I - зона хранения заполнителей для бетонной смеси; П. - зона приготовления бетонной смеси; III - зона изготовлении арматурных каркасов; IV - зона формирования и обработки ЖБИ; V - зона хранения и выдачи готовых изделий; 1 - пост разгрузки заполнителей; 2 - приемные бункера; 3 - накопительные бункера; 4 - пост разгрузки; 5 - транспортерная галерея; 6 - пневмоподача цемента; 7- бетоносмесительный цех; 8 - оборудование для производства арматурных каркасов и элементов; 9 - агрегат для термического напряжения арматуры. 10- пост армирования: 11 - самоходный бетоноукладчик; 12 - агрегат для формирования изделий; 13 - зона выдержки изделий; 14 - камеры для тепловлажностной обработки изделий; 15 - пост распалубки изделий; 16 - подъем и транспортирование изделий; 17 - самоходная тележка; 18 - склад готовых ЖБИ

Размещено на Allbest.ru