Производство линейных конструкций (свай)

Короткие стенды длиной до 36 м обычно специализированы на изготовлении одного-двух видов изделий. Они могут быть одноярусными, когда формование изделий осуществляется по высоте в один ряд, и многоярусными. Применение коротких стендов позволяет ускорить их оборачиваемость и увеличить съем продукции с 1 м2 формовочной площади по сравнению с линейными стендами, но трудоемкость изготовления предварительно напряженных изделий на них выше, чем на механизированных линейных стендах.

Различают стенды для формования изделий и конструкций в горизонтальном либо вертикальном положении. Различают также стенды универсальные, рассчитанные на изготовление различных видов изделий в зависимости от парка форм на заводе, и специализированные, рассчитанные на выпуск определенного сортамента близких по типу и размерам изделий. Разновидность коротких стендов – силовые формы, они отличаются повышенной жесткостью.

Наиболее типичные способы напряженного армирования изделий и конструкций на стендах или в силовых формах: линейное армирование высокопрочной проволокой с натяжением на упоры стендов механическим способом; линейное армирование стержневой арматурой с натяжением на упоры коротких стендов или силовых форм электротермическим способом; непрерывное напряженное армирование высокопрочной проволокой электротермомеханическим способом натяжения арматуры. Плоские и крупноразмерные элементы формуют в стандартных металлических формах и железобетонных формах-матрицах. Их располагают в одну или несколько линий, между которыми образуются проходы для обслуживания; применяют также бетонные стенды с гладкой поверхностью без дна для формования крупноразмерных изделий. Предварительно напряженные балки, сваи, шпалы, ребристые плиты и т.п. изготовляют в разборных или неразборных групповых формах-стендах.

Технологии изготовления изделий на линейных и коротких стендах принципиально не отличаются одна от другой. Перед формованием на стенде собирают переносные формы, в которые после их смазки укладывают арматуру и в случае необходимости производят предварительное ее натяжение. Затем в форму при помощи бетоноукладчика, перемещающегося по рельсам над линией стенда, подают бетонную смесь. Уплотнение смеси в зависимости от вида изделий производят на виброплощадках, виброустановках, глубинными, навесными или поверхностными вибраторами. Верхнюю поверхность изделия заглаживают поверхностным вибратором и виброрейкой.

Тепловлажностную обработку производят непосредственно на стенде. Для этого используют формы с паровыми рубашками или по краям стенда (при плоских изделиях) устраивают борта, закрывают площадки с отформованными изделиями крышками и в образованную таким образом камеру подают пар через каналы в днище стенда. После твердения бетона снимают напряжение с арматуры, освобождая соответствующие зажимы на концах стенда или обрезая струны (при непрерывном армировании). На линейных стендах одновременно перерезают пакет струн между отдельными изделиями. Далее производят распалубку готовых изделий.

Весь технологический процесс расчленяется на пять рабочих постов:

1 пост – приготовление бетонной смеси;

2 пост – подготовка форм;

3 пост – армирование;

4 пост – формование;

5 пост – тепловая обработка.

5                   Описание производственного процесса

Приготовление бетонных смесей на заводах ЖБИ производят на специальных бетоносмесительных узлах (БСУ), бетоносмесительных цехах или бетоносмесительных отделениях.

На БСУ производят следующие основные процессы и операции: приемки, складирования и подготовки заполнителей, цемента и добавок; непосредственного приготовления бетонной смеси – дозирования и перемешивания составляющих ее.

Приемка материалов заключается в установлении соответствия их сертификатам качества и количества. Проверка качества производится путем отбора проб и их лабораторного испытания. Эти данные приведены в соответствующих стандартах.

Подготовка заполнителей на заводах железобетонных изделий выполняется в исключительных случаях, имея в виду поступление на завод вполне кондиционного сырья.

Хранение заполнителей осуществляется на специально оборудованных складах. По своему транспортному оформлению и способу хранения склады заполнителей весьма разнообразны. Наиболее отвечающими современным требованиям являются закрытые склады бункерного, полубункерного или силосного типов. Они полностью исключают загрязнение заполнителей в процессе хранения и обеспечивают постоянство влажности, а также несмерзаемость при условиях складирования заполнителей с определенной допустимой влажностью. Такие склады наиболее поддаются полной механизации и автоматизации. Недостаток их в высоких капитальных затратах.

Складирование и хранение цемента производится в специализированных силосных складах цемента. Разгрузку и транспортирование цемента следует осуществлять пневмотранспортом. Склад для хранения цемента делают закрытым и надежно защищенным от доступа атмосферной и грунтовой влаги. Не допускается хранить цемент во временных амбарных складах, на площадках под навесами и брезентовыми покрытиями, а также вблизи материалов, выделяющих аммиак. При хранении цемента не допускается одновременное складирование в одной емкости цемента разных марок и видов.

Крупный и мелкий заполнители – в складах полубункерного типа.

Хранение арматурной стали, поступившую на завод следует хранить в закрытых складах по профилям, классам, диаметрам и партиям на стеллажах со свободными проходами в условиях, исключающих ее коррозию и загрязнение

Порошкообразные химические добавки, применяемые в производстве, хранятся в складах химических добавок. Порошкообразные добавки поступают автотранспортом на завод в мешках. Хранятся до употребления в помещении склада.

Склады горюче-смазочных материалов располагаются на отдельных участках территории предприятия. Горюче-смазочные материалы поступают в металлических бочках. Склад выполняется из негорючих материалов и ограждается железобетонной стеной.

Прошедших технический контроль изделий до отгрузки их потребителю автотранспортом хранятся в складе готовой продукции. Склад готовой продукции представляет собой открытую прямоугольную площадку, оборудованный мостовым краном.

Дозирование составляющих бетонной смеси и их перемешивание являются ведущими операциями технологического комплекса непосредственно получения бетонной смеси. Дозирование – это процесс отмеривания количества исходных материалов при загрузке их в смеситель. Эти операции выполняются в бетоносмесительном отделении завода, чаще всего примыкающем к формовочному цеху для сокращения расстояния подачи бетонной смеси к формовочным постам. Кроме дозировочного и смесительного оборудования, бетоносмесительная установка имеет в своем составе расходные бункера, обеспечивающие своей емкостью запас материалов не менее, чем на 2 ч работы смесительных машин, а также механизмы для приема заполнителей и цемента со складов и распределения их по соответствующим отсекам бункеров. Таким образом, бетоносмесительное отделение должно иметь в своем составе четыре основных помещения по своему функциональному назначению: помещения приемки материалов, бункеров, дозировочной аппаратуры и смесителей; вспомогательным пятым оказывается помещение выдачи бетонной смеси из бетономешалок на транспортные средства. Все эти помещения могут быть расположены вертикально (вертикальная схема компоновки бетоносмесительного отделения).

На современных заводах используют автоматические весовые дозаторы, обеспечивающие точность дозировки по цементу +-0,5 – 1% и по заполнителям +-1 –2%. Дозаторы периодического действия по объёму дозирования соответствуют емкостям бетоносмесителей и маркируются по величине последних. Автоматические дозаторы выпускаются в основном двух типов: АВД и ДБ. Дозаторы типа АВД позволяют дозироватьматериалы в цикличные бетоносмесители. В зависимости от вида дозируемых материалов дозаторы имеют индексы: АВДЦ – для цемента, АВДИ – для заполнителей, АВДЖ – для жидкостей. Автоматическое управление отвешиванием материалов дозаторами выполняется способом замыкания (размыкания) ртутных контактов при достижении заданного количества материала в дозаторе, поступающего из расходного бункера, и соответственно открывания или закрывания затвора бункера.

Чтобы бетонная смесь была однородной, её перемешивают. Перемешивание бетонной смеси осуществляется в гравитационных смесителях периодического действия, которое достигается за счет вращения барабана, снабжённого лопастями. Материал поднимается, а затем свободно падает, достигнув верхнего крайнего положения, перемешиваясь при этом. Степень перемешивания зависит таким образом от количества подъёмов (перелопачиваний) материала. А так как линейная скорость вращения барабана не должна превышать определенную, чтобы центробежной силой материалы не оказались прижатыми к барабану, то с увеличением диаметра барабана или емкости смесителя, продолжительность перемешивания смеси возрастает примерно в такой же зависимости, как возрастает емкость.

При своем падении зерна заполнителей внедряются в бетонную смесь, улучшая этим перемешивание. С увеличением веса зерен эффект падения возрастает и существенно уменьшается при лёгких пористых заполнителях или при перемешивании мелкозернистых бетонов.

Гравитационные смесители выпускаются емкостью барабана по загрузке от 100 до 4500 л.

Последовательность загрузки материалов в смеситель цикличного действия рекомендуется следующая: вначале подается 15–20% воды, потребной на замес, а затем цемент и заполнители, одновременно заливая оставшуюся воду. Добавки подают в смеситель в виде водного раствора, затем загружают цемент и после кратковременного перемешивания для получения однородного цементного теста вводят заполнители.

Задача технологического комплекса операций формования железобетонных изделий – это получение плотных изделий заданной формы и размеров. Высокая плотность бетона достигается уплотнением бетонной смеси при формовании, а получение изделий проектных размеров и конфигурации обеспечивается применением соответствующих форм.

Формование железобетонных изделий и конструкций включает операции укладки бетонных смесей, их уплотнения, формообразования и, при необходимости, немедленной распалубки изделий, а также отделки их лицевых поверхностей в не затвердевшем состоянии.

На выбор способа формования изделия значительное влияние оказывает принятая марка бетона по удобоукладываемости. Удобоукладываемость бетонной смеси назначается в зависимости от конструктивных особенностей железобетонных изделий и принятых способов формования.

Формование изделий осуществляется в стационарных неперемещаемых формах. В этом случае все технологические операции производятся на одном месте.

Укладка бетонной смеси осуществляется бетонораздатчиком. Бетонораздатчики выдают смесь в форму, как правило, без разравнивания. Для коротких стендов разработан СКТБ Главмоспромстройматериалов бетонораздатчик 413 – 02, который перемещается по рельсам над стендами – камерами.

Таблица. Техническая характеристика оборудования для укладки смеси

Рассматривая свойства бетона, неоднократно подчеркивалось решающее значение его плотности. Наряду со многими факторами физического, химического и физико-химического характера плотность в первую очередь зависит от качества уплотнения бетонной смеси при формовании из нее изделий.

Бетонная смесь обладает высокими формовочными свойствами. Из нее легко могут быть получены плотные изделия любой, даже самой сложной формы, однако при одном главном условии: способ и параметры формования должны удовлетворять качественному составу бетонной смеси. Так, жесткие смеси требуют более интенсивного уплотнения и при формовании из них изделий применяют вибрацию с дополнительным пригрузом, а также трамбование, прессование. Подвижные смеси легко и эффективно уплотняются только вибрацией. Применение же прессования, проката или трамбования для таких смесей не улучшает качества изделия или вообще не возможно по причине высокой текучести смеси.

Среди разнообразных возможных способов уплотнения бетонной смеси при формовании могут быть выделены следующие, получившие практическое применение: вибрирование, прессование, трамбование, прокат, вакуумирование, центрифугирование и литье. Особенно большие возможности хорошего и легкого уплотнения жестких смесей получены при сочетании вибрирования с некоторыми другими видами механических воздействий, в частности, прессованием, прокатом. Так появились сравнительно новые способы формования бетонных изделий – виброштампование, вибропрокат.

Вибрирование – это способ уплотнения бетонной смеси, являющийся наиболее распространенным благодаря высокой эффективности применения вибрации как в техническом, так и в экономическом отношениях.

Уплотнение бетонной смеси при вибрировании происходит в результате передачи бетонной смеси частоповторяющихся вынужденных колебаний, определенной амплитуды и частоты. В каждый момент встряхивания частицы бетонной смеси находятся как бы в подвешенном состоянии и нарушается связь их с другими частицами. В перерыве между толчками частицы под собственным весом падают и занимают при этом более устойчивое (выгодное) положение, что отвечает условию наиболее плотной их упаковки среди других и в конечном итоге приводит к получению плотной бетонной смеси.

Второй причиной уплотнения бетонной смеси при вибрировании является замечательное свойство ее переходить во временно текучее состояние под действием приложенных к ней внешних сил. Это свойство различных систем в технике называется тиксотропностью. Будучи во временно жидком состоянии бетонная смесь при вибрировании начинает гравитационно растекаться, приобретая конфигурацию формы, и уплотняться по действием собственного веса, выдавливая вовлеченный воздух и воду в результате оседания более тяжелой твердой фазы.

Экономическая эффективность выражается в том, что при вибрировании высокая степень уплотнения бетонной смеси достигается применением оборудования незначительной мощности.

На качество виброуплотнения оказывают влияние не только параметры работы вибромеханизма (частота и амплитуда), но также продолжительность вибрирования. Для каждой бетонной смеси в зависимости от ее подвижности существует своя оптимальная продолжительность виброуплотнения при данных параметрах, до которой смесь уплотняется эффективно, а сверх которой затраты энергии возрастают в значительно большей степени, чем повышается плотность смеси. Еще более продолжительное уплотнение вообще не дает прироста плотности, а чрезмерно продолжительное вибрирование может привести даже к расслаиванию смеси, разделению ее на отдельные компоненты – цементный раствор и крупные зерна заполнителя, что в конечном итоге приведет к неравномерной плотности изделия по сечению и снижению прочности в отдельных частях его. Естественно, что продолжительное вибрирование не выгодно и в экономическом отношении: возрастают затраты электроэнергии и трудоемкость, снижается производительность формовочной линии. Практика показала, что оптимальная продолжительность вибрирования жестких бетонных смесей находится в пределах 2–4 мин.

Виброуплотняющие механизмы, подразделяются на стационарные с объемным вибрированием – виброплощадки и переносные. Виброплощадки находят основное применение на заводах железобетонных изделий.

Виброплощадки отличаются большим разнообразием типов, однако конструкция всех типов принципиально не отличается, как и не отличается принцип их работы. На рисунке представлена конструктивная схема стола – со сплошной верхней рамой, образующей стол с одним или двумя вибрационными валами, и собранные из отдельных виброблоков, в целом представляющих общую вибрационную плоскость, на которой располагается форма бетонной смесью. Вибрирующей частью виброплощадки, возбуждающей колебания бетонной смеси, служит стол, к которому жестко прикреплены вибромеханизмы. Ими могут служить вибровалы с дебалансами или электромагнитные, пневматические вибромеханизмы или просто электромотор с дебалансом на валу. Стол опирается на упругие опоры в виде пружин и этим исключается передача вибрации фундаментам. Для прочного крепления формы к столу площадки предусматривают специальные механизмы–электромагниты, пневматические или механические прижимы. В последнее время для уменьшения шума и плавного регулирования амплитуды колебаний разработаны виброплощадки, опирающиеся на пневмобаллоны.

В зависимости от количества вибромеханизмов на столе виброплощадки – один или два получают соответственно круговые или направленные колебания; последние обеспечивают более интенсивное уплотнение бетонной смеси.

Основное назначение форм – обеспечить получение изделий заданных форм и размеров, с ровными гранями и гладкими рабочими поверхностями. Конструкции формы должна обладать необходимой жесткостью. Формы должны быть просты и удобны в сборке и разборке, а их элементы – плотно примыкать друг к другу. Допуски в размерах форм устанавливаются ГОСТом, причем они назначаются только минусовыми, так как в процессе эксплуатации крепления форм ослабевают, плотность сборки нарушается, и изделия получаются несколько больше проектных размеров. Учитывая условия работы данного завода, наиболее целесообразным является применение металлических силовых форм. Они предназначены воспринимать усилия натяжения арматуры во время твердения бетона до достижения им прочности, позволяющей воспринять усилия растянутой арматуры до отпуска последней. Усилия растянутой арматуры в силовых формах воспринимаются бортоснасткой. Эти формы отличаются высокой жесткостью, а следовательно, и повышенным расходом металла.

Содержать формы и формовочное оборудование в чистоте необходимо не только для продления срока их эксплуатации, но и для обеспечения высокого качества изготовляемых изделий. После каждого цикла формования формы чистят и смазывают, применяя для этого различные машины, приспособления и смазочные материалы. Для очистки форм применяют машины, рабочими органами которых являются цилиндрические щётки из стальной проволоки.

Материалы для смазки должны хорошо удерживаться на поверхности формы в процессе всех технологических операций, обеспечивать возможность их механизированного нанесения, полностью исключать сцепление бетона изделия с формой, не должны портить внешнего вида изделий образованием жирных или грязных пятен, не вызывать коррозии форм, а также быть несложными в изготовлении, недефицитными и дешевыми. Завод применяет эмульсионную смазку: масло нигрол марки 3 (10–15% по объему), мыло хозяйственное (0,6–1,0%), вода (84–89,4%); эмульсол кислый синтетический ЭКС (10%), сода кальцинированная (0,6%), вода-конденсат (89,4%).

Страницы: 1, 2, 3, 4