Способы производства изделий из железобетона

Способы производства изделий из железобетона

 

Введение

 

Бетон – один из древнейших строительных материалов. Из него построены  галереи египетского лабиринта (3600 лет до н.э.), часть Великой китайской  стены (3 в. до н.э.), ряд сооружений на территории Индии, Древнего Рима и в  других местах. Однако использование  бетона и железобетона для массового  строительства началось только со второй половины 19 века после получения  и организации промышленного  выпуска портландцемента, ставшего основным вяжущим веществом для  бетонных и железобетонных конструкций  и изделий.

Производство сборного железобетона начало интенсивно развиваться  в послевоенный период в связи  с развернувшимся промышленным и  гражданским строительством, что  потребовало широкой индустриализации строительных работ.

Широкое применение сборного железобетона позволило значительно  сократить в строительстве расход металла, древесины и других традиционных материалов, резко повысить производительность труда, сократить сроки возведения зданий и сооружений. Но развитие строительства  требует дальнейшего повышения  эффективности и качества производства и применения сборного железобетона.

Железобетонные строительные изделия и конструкции широко применяют в жилищно-гражданском, промышленном, транспортном и других видах строительства.

Железобетон представляет собой строительный материал, в котором  соединены в единое целое затвердевший бетон и стальная арматура, совместно  работающие в конструкции. (бетон хорошо сопротивляется сжатию и плохо - растяжению, стальная же арматура хорошо работает на растяжение).

1. Способы производства изделий  из железобетона

 

На  современных предприятиях производства сборного железобетона применяют следующие  способы производства: стендовый, поточно-агрегатный, кассетный, конвейерный и непрерывного вибропроката.

 

1) При стендовом способе производства изделия изготовляют в неподвижных формах или на оборудованных для этого рабочих местах — стендах. В процессе формования и до приобретения бетоном необходимой прочности изделия остаются на месте, в то время как технологическое оборудование и обслуживающие его рабочие звенья перемещаются от одной формы на стенде к другой. Для формования плоских и крупноразмерных тонкостенных элементов (стеновых панелей, шатровых и ребристых панелей перекрытий, оболочек и т. п.) применяют стационарные металлические формы и железобетонные формы-матрицы. Их располагают в одну или несколько линий, оставляя проходы для обслуживания. Для формования крупноразмерных элементов в формах без дна, с обычным армированием и с напряжением арматуры применяют бетонные стенды с гладкой, шлифованной поверхностью.

Предварительно-напряженные  балки, ребристые плиты, шпалы, сваи изготавливают в металлических  и железобетонных, разборных или  неразборных, групповых формах-стендах, собранных в пакеты значительной протяженности.

Стендовый способ производства обеспечивает выпуск изделий  широкой номенклатуры при сравнительно несложной переналадке оборудования. Для увеличения оборачиваемости  формовочных площадей применяют  быстротвердеющие цементы высоких  марок и различные ускорители твердения бетона. При необходимости  тепловой обработки изделий стендовые  линии устраивают в неглубоких напольных  камерах или в термоформах. Стендовый способ производства хотя и приводит к более низкому использованию производственной площади по сравнению с агрегатным, но имеет ряд преимуществ, особенно при изготовлении предварительно-напряженных конструкций.

Продолжительность технологического цикла в стендовом  производстве зависит главным образом  от времени выдерживания изделия  на стенде для приобретения им необходимой  прочности и составляет обычно 1—2 сут.

 

А) Длинные стенды

 

Если число  стендовых линий обеспечивает непрерывное  перемещение специализированных рабочих  звеньев с одной формовочной  линии на другую через равные промежутки времени, возможна поточная организация  производства.

Длинные стенды (пакетные и протяжные) применяют  при изготовлении нескольких изделий  по длине стенда одновременно. На пакетных стендах арматурные пакеты с зажимами на концах собирают на отдельной установке, а затем переносят и укладывают в захваты стендов или форм. На протяжных стендах арматурную проволоку сматывают с бухт, установленных  в одном конце стенда, и протягивают  по всей длине стенда до другого  упора непосредственно на линии  формования.

Способами образования  арматурного пакета определяются степень  механизации производства и особенности  оборудования пакетных, и протяжных  стендов.

 

Б) Изготовление линейных изделий

 

На пакетных стендах целесообразно изготовлять  изделия со сравнительно небольшими поперечными размерами и компактным расположением арматуры по сечению (шпалы, сваи, опоры, балки и т. п.). В этом случае захваты и зажимные устройства получаются малогабаритными  и относительно легкими, поэтому  пользоваться ими удобно. Натяжение  пакета, состоящего из определенного  числа проволок, осуществляется за один прием мощным гидродомкратом, что дает большую экономию времени.

Изготовление  линейных изделий большой высоты или ширины (балки, прогоны, плиты  и т. п.) с большим поперечным сечением, требующих поштучного или группового натяжения стержневой арматуры, целесообразно  на протяжных стендах.

Короткие стенды предназначаются для изготовления одного изделия по длине стенда и  одного-двух изделий по ширине стенда в горизонтальном положении (ферм, двускатных балок и др.). Разновидностью коротких стендов являются переносные металлические  силовые формы.

 

В) Напольный стенд

 

Натяжение арматуры (проволочной, стержневой, прядевой) осуществляется гидродомкратами на упоры стенда или электротермическим способом.

Организация процесса формования изделий на стендах зависит  от вида стенда и типа формуемого изделия, а вид стенда определяется его  расположением по отношению к  уровню пола, формой поверхности и  устройствами для формования изделий.

Напольный стенд  наиболее удобен для формования крупноразмерных  и длинномерных элементов в стендовых  термоформах, обеспечивающих прогрев бетона подачей пара во внутренние полости бортов и поддонов.

Лотковый стенд  заглублен по отношению к уровню пола, что дает возможность перекрывать  его крышками для прогрева изделий  паром и применять автоматические устройства для закрепления лотков.

Специализированные  стенды для формования криволинейных  оболочек, прогонов тавровых балок, шпал и других подобных конструкций оборудованы  не-пазбо'рными металлическими или железобетонными формами. При разборных формах основные элементы бортовой оснастки должны быть укреплены и снабжены фиксаторами для быстрого закрепления на стенде.

 

 

 

 

 

 

Г) Изготовление изделий на длинных стендах

 

Заготовка арматурных пакетов. На многих заводах сборного железобетона установлены пакетные стенды типа СМ-535 для производства предварительно-напряженных конструкций. Пакетный стенд серии СМ-535 Гипростроммаша состоит из двух формовочных линий, расположенных ниже уровня пола цеха: мелкой, предназначенной для формования изделий небольшой высоты, и заглубленной — для формования изделий высотой до 2 м. Торцовые упоры стенда представляют собой стальные массивные рамы, сваренные из балок двутаврового сечения. Стойки упоров укрепляют в железобетонном основании; в промежутки между стойками пропускают захватные тяги для натяжения арматуры, которые по высоте можно перемещать в нужное положение.

В состав пакетного  стенда входят следующие агрегаты и  машины: линия заготовки пакетов  проволоки, устройство для транспортирования  пакетов к формовочным постам, оборудование формовочной площадки стенда.

 

Д) Катушки

 

Пакеты из проволоки  диаметром 2,6 ... 3 мм изготавливают на отдельной технологической линии, оснащенной бухтодержателями и гидравлическим прессом для запрессовки зажимов на концах пакетов в цепи с приводом, для протягивания пакета на необходимую длину. Бухтодержатели рассчитаны на 24 бухты проволоки и состоят из восьми групп катушек диаметром 2 м по три штуки в каждой. Катушки расположены на вертикальной оси, одна над другой, и могут независимо вращаться. Для предотвращения свободного разматывания проволок при вращении катушек на каждой из них установлен фрикционный тормоз. Для выравнивания и получения при сборке пакетов проволок равной длины их пропускают с катушек через правильно-тормозные роликовые устройства. Гидравлический пресс для сжатия пакета проволок в волновом зажиме установлен в головной части конвейера. Наибольшее расчетное усилие прессования — 180 кН.

 

2) Кассетный способ производства, являясь по существу стендовым методом, выделяется в самостоятельную группу.

Суть  этого способа заключается в  том, что формование изделий происходит в вертикальном положении в стационарных разъемных групповых металлических  формах-кассетах, в которых изделия  находятся до приобретения бетоном  заданной прочности. Рабочее звено, занятое в производстве изделия, перемещается от одной кассетной  установки к другой, что при  соответствующем числе форм позволяет  осуществлять непрерывный производственный поток.

Кассетным способом изготавливают  внутренние несущие стеновые панели, панели перекрытий, балконные плиты  и другие железобетонные изделия, имеющие  габариты, соответствующие размерам отсеков кассетных установок. В кассетных установках применяют подвижные бетонные смеси с осадкой конуса 7-9 см и выше с предельной крупностью заполнителя 20 мм:

Изготовление  изделий производят следующим образом. После очистки, смазки и сборки кассетных  установок в формовочные отсеки устанавливают арматурные каркасы  и закладные детали. Затем заполняют  их бетонной смесью. Уплотнение бетонной смеси осуществляют вибрацией. В  зависимости от конструкции кассетной  установки вибрация бетонной смеси  может передаваться через арматурный каркас, виброгребенку, путем вибрации внутренних разделительных стенок, а также за счет вибрации днища отсека кассетной формы. После уплотнения верхнюю поверхность отформованных изделий заглаживают и покрывают крышками, матами или полимерными пленками в целях предотвращения испарения влаги из бетона во время тепловой обработки.

Установки со складывающимся сердечником предназначены  для формования и термообработки объемных элементов лифтовых шахт, секций коллекторов и пешеходных переходов. Цикл изготовления изделий  составляет 6 ч. Одновременно могут  формоваться 2 элемента лифтовых шахт или 2 секции коллекторов, или 1 секция пешеходных переходов.

Отличительной особенностью установок для изготовления объемных элементов является наличие  складывающихся сердечников, выполняющих  функции внутренних формообразующих  элементов. В рабочем состоянии  конфигурация сердечников отвечает форме и размерам внутреннего  очертания изделия. В этом положении  осуществляется формование и тепловая обработка изделий. Уплотнение бетонной смеси осуществляется с Помощью  навесных вибраторов. По окончании  тепловой обработки сердечник с  помощью крана извлекается из изделия, при этом его формообразующие  элементы (стенки) складываются автоматически. Кинематика механизма сердечника обеспечивает при распалубке беспрепятственный  вывод из изделия закрепленных на его стенках формообразующих  элементов.

Установка состоит из сердечника, установленного на амортизаторы и оснащенного вибраторами, наружной опалубки, закрепленной на раме, охватывающей сердечник, рычажной выпрессовочной траверсы.

Эта установка работает следующим образом: в подготовленную форму укладывают бетонную смесь с одновременной  вибрацией. После термообработки изделия  на сердечник краном устанавливают  выпрессовоч-ную траверсу, заводят пальцы в проушины наружных щитов, включают гидроцилиндр, который через тяги поворачивает рычаги траверсы. Рычаги поворачивают и одновременно поднимают наружные щиты, а те, в свою очередь, раму. Рама давит на изделие, поднимая его на высоту 160 мм. Происходит отрыв изделия от сердечника. Далее в обратном порядке снимают траверсу, открывают наружные борта, а изделие краном снимают с сердечника и устанавливают на конвейер отделки.

 

3) Поточно-агрегатный способ производства ЖБИ, применяемый на крупных полигонах, характерен тем, что изделия в процессе изготовления перемещаются одно за другим через ряд постов, оборудованных различными агрегатами или устройствами. Длительность пребывания изделий на отдельных постах различная: от нескольких минут при вибрировании изделий на виброплощадке до нескольких часов в пропарочной камере.

На  первом посту 2 устанавливают форму, смазывают ее, затем укладывают арматуру и закладные части. На втором 3 форму  заполняют бетонной смесью, уплотняют  ее и заглаживают поверхность  изделия. На третьем 4 производят тепловлажностную обработку изделий или выдерживают их на открытых площадках без обогрева, на четвертом 5 распалубливают и осматривают изделия. Если изделие изготовляют с немедленным распалубливанием, то четвертый пост не нужен. От одного поста к другому изделие перемещают передвижными кранами или на тележках.