Производство линейных конструкций (свай)

Натяжение арматуры в железобетонных конструкциях применяется для повышения трещиностойкости, долговечности, уменьшения деформативности конструкций. Одним из наиболее распространенных методов натяжения стержневой арматуры является механический. Механическое натяжение арматуры (стержневой, проволочной и канатной) производят гидродомкратами и натяжными машинами, которые оборудованы дополнительными приспособлениями для выполнения вспомогательных операций.

Натяжение арматуры на упоры форм или стендов может быть одиночным (каждый арматурный элемент натягивается отдельно) или групповым (одновременно натягивается несколько элементов) в зависимости от конструктивных особенностей изделия.

Натяжение арматуры на стендах рекомендуется производить в два этапа. На первом этапе арматуру натягивают в усилием, равным 40–50% заданного. Затем проверяют правильность расположения напрягаемой арматуры, устанавливают закладные детали и закрывают борта формы. На втором этапе арматуру натягивают до заданного проектом усилия с перетяжкой на 10%, при которой арматуру выдерживают в течении 3–5 мин, после чего натяжение снижают до проектного.

Контролируемое напряжение должно соответствовать проекту. Контроль усилия натяжения должен выполняться по показаниям оттарированных манометров гидравлических домкратов и одновременно по удлинению арматуры. Результаты измерений усилия натяжения по показаниям манометров и по удлинению арматуры не должны отличаться более чем на 10%. При большем расхождении необходимо приостановить процесс натяжения арматуры, выявить и устранить причину расхождения этих показателей.

При использовании гидравлических домкратов для натяжения арматуры цена деления шкалы манометра не должна превышать 0,05 измеряемого давления. Максимальное давление, на которое рассчитан манометр, не должно превышать измеряемого давления более чем в 2 раза.

При натяжении арматуры гидродомкрат должен быть установлен так, чтобы его ось совпадала с продольной осью захвата арматурного элемента или пакета.

Для натяжения арматуры следует преимущественно применять гидравлические домкраты, выпускаемые кемеровским заводом «Строммашина», которые подбираются в зависимости от проектного усилия натяжения арматурных элементов с коэффициентом запаса равным 1,17…1,20.

6                   Температурная обработка изделий

Твердение отформованных изделий – заключительная операция технологии изготовления железобетона, в процессе которой изделия приобретают требуемую прочность. Отпускная прочность может быть равна классу бетона или меньше его. Так, прочность бетона изделий при отгрузке потребителю должна быть не менее 70% проектной (28‑суточной) прочности для изделий из бетона на портландцементе или его разновидностях и 100% – для изделий из силикатного (известково-песчаного) или ячеистого бетона. Однако для железнодорожных шпал отпускная прочность должна превышать 70% и для пролетных строений мостов – 80% от класса. Допускаемое снижение отпускной прочности изделий определяется исключительно экономическими соображениями, так как в этом случае сокращается продолжительность производственного цикла и соответственно ускоряется оборачиваемость оборотных средств. При этом имеется в виду, что недостающую до проектной прочность изделия наберут в процессе их транспортирования и монтажа и к моменту загружения эксплуатационной нагрузкой прочность их будет не ниже проектной.

В зависимости от температуры среды различают следующие три принципиально отличающихся режима твердения изделий: нормальный при температуре 15 – 20 °С; тепловлажностная обработка при температуре до 100 °С и нормальном давлении; автоклавная обработка – пропаривание при повышенном давлении (0,8 – 1,5 МПа) и температуре 174 – 200 °С. Независимо от режима твердения относительная влажность среды должна быть близкой к 100%. Иначе будет происходить высушивание изделий, что приведет 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 затрат тепла. Это важнейшее технико-экономическое преимущество указанного способа твердения, отличающегося простотой в организации и минимальными капитальными затратами. В то же время экономически оправдан он может быть только в исключительных случаях. В естественных условиях изделия достигают отпускной 70%-ной прочности в течение 7 – 10 суток, тогда как при искусственном твердении – пропаривании или автоклавной обработке – эта прочность достигается за 10 – 16 ч. Соответственно при этом 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 одних суток при нормальных условиях твердения приобретают до 40 – 50% проектной прочности. Это достигается применением высокопрочных быстротвердеющих цементов, жестких бетонных смесей, интенсивного уплотнения вибрацией с дополнительным пригрузом, применением добавок – суперпластификаторов, ускорителей твердения, виброактивизации 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.

Тепловлажностная обработка при нормальном давлении может осуществляться несколькими способами: пропариванием в камерах; электроподогревом; контактным обогревом; обогревом лучистой энергией; тепловой обработкой изделий в газовоздушной среде; горячим формованием. Среди приведенного разнообразия технико-экономическое преимущество пока остается за пропариванием в камерах периодического и непрерывного действия, а также в среде продуктов сгорания природного газа.

В камеры непрерывного действия загружают свежесформованные изделия на вагонетках, а с противоположного конца туннеля камеры непрерывно выходят вагонетки с отвердевшими изделиями. В процессе твердения изделия 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 камеры. Однако необходимость применения вагонеток и механизмов для перемещения изделий, а также ряд конструктивных сложностей туннельных камер в теплотехническом отношении не позволяет широко применять этот вид пропарочных камер. Используют их только при конвейерном способе производства.        

Перспективными являются вертикальные камеры непрерывного действия.

Среди камер периодического действия основное применение находят камеры ямного типа, имеющие глубину 2 м типа и на 0,5 – 0,7 м выступающие над уровнем пола цеха. Размер камеры в плане соответствует размеру изделий или кратен им. Наиболее целесообразным является размер камеры, соответствующий размеру одного изделия в плане. В этом случае загрузочная емкость камеры и непроизводительный простой камеры под загрузкой будут минимальными. Однако при этом возрастает потребность в количестве камер. Технико-экономический анализ показал, что наиболее целесообразным оказывается размер камеры в плане, соответствующий размеру двух изделий. Стенки камеры выкладываются из кирпича или делаются бетонными. Сверху камера закрывается массивной крышкой с теплоизоляционным слоем, предупреждающим потери тепла. Для предупреждения выбивания пара в стенках камеры сверху ее предусматривается канавка, засыпаемая песком или заливаемая водой. В эту канавку входят соответствующие выступы на крышке камеры. Таким образом, создается затвор, препятствующий выбиванию пара из камеры.

Изделия загружаются в камеру краном в несколько рядов по высоте. Если изделия в формах, то каждый верхний ряд изделий устанавливают на стенки нижележащей формы (через деревянные прокладки). При формовании же изделий с частичной немедленной распалубкой поддон с изделием устанавливают на специальные откидывающиеся выступы, предусмотренные в стенках камеры.

Режим пропаривания в камерах характеризуется продолжительностью подъема температуры, выдержкой при максимальной температуре, 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 °С/ч, снижение температуры – 30 – 40 °С/ч, изотермическая выдержка 6 – 8 ч и максимальная температура 80 – 90 °С. Таким образом, общая продолжительность пропаривания для изделий на обыкновенном портландцементе в среднем составляет 12 – 15 ч. Твердение изделий – наиболее продолжительная операция, в десятки раз превышающая все другие. Это требует изыскания путей снижения продолжительности пропаривания, для чего необходимо знать определяющие факторы.

В первую очередь на режим твердения оказывает влияние вид цемента. Применение быстротвердеющих цементов (алитовых и алитоалюминатных портландцементов) позволяет до 2 раз сократить продолжительность изотермической выдержки. Кроме того, оптимальная температура прогрева изделий на этих цементах 70 – 80 °С существенно сокращает время, потребное на нагрев и охлаждение изделий. В совокупности общая продолжительность тепловлажностной обработки изделий на алитовых и алитоалюминатных, быстротвердеющих портландцементах снижается до 6 – 8 ч. За этот период получают изделия с прочностью бетона, равной 70 – 80% от проектной.

Медленнотвердеющие цементы (пуццолановые и шлакопортландцементы) требуют более продолжительной изотермической выдержки (до 10 – 14 ч) и более высокой температуры изотермического прогрева (до 95 – 100 °С). Таким образом, общая продолжительность пропаривания бетонных изделий, приготовленных на пуццолановых или шлакопортландцементах, 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 при этом, то экономическая целесообразность применения жестких смесей становится очевидной и в данном случае. Изделия из легких бетонов, как, например, медленно прогревающиеся в силу их повышенных теплоизоляционных качеств, требуют и более продолжительного режима тепловлажностной обработки.

Способ формования предварительно подогретой до 75 – 85 °С бетонной смеси получил название «горячего формования», при котором изделия поступают в камеру в подогретом виде и не требуют, таким образом, времени на их подогрев до максимальной температуры пропаривания. Этот способ предусматривает отказ от пропаривания. Свежесформованные горячие изделия укрывают (способ термоса) и оставляют на 4 – 6 ч, в течение которых бетон набирает необходимую прочность. Подогрев бетонной смеси производят электрическим током в течение 8 – 12 мин.

7                   Приёмка и испытание изделий

Приёмочный контроль – это контроль готовой продукции, по результатам которого принимается решение о её пригодности и поставке потребителю. Результаты приёмочного контроля используются также для выявления недостатков технологического процесса, оставшихся не выявленными при операционном контроле, и внесения в него необходимых изменений. Задачей приёмочного контроля сборных железобетонных изделий является установление соответствия качественных показателей готовых изделий требованиям Государственных стандартов и проекта изделия. Общая номенклатура показателей качества железобетонных конструкций установлена ГОСТ 4.250–79. Качество не может быть оценено только на основании измерений, проводимых на готовых изделиях, поэтому приёмочный контроль железобетонных изделий подразумевает испытания и измерения готовых железобетонных изделий и обобщения данных входного и операционного контроля.

Контроль может быть сплошным – контроль каждой единицы продукции, осуществляемый с одинаковой полнотой, и выборочным – контроль части (выборок и проб), по результатам которого оценивают

всю партию. В производстве сборных железобетонных изделий всё большее применение находит статистический приёмочный контроль качества – выборочный контроль, при котором используются статистические методы для обоснования плана контроля или корректировки этого плана по накопленной информации. План контроля характеризуется принятой последовательностью контроля, объёмом контролируемой продукции, правилами принятия решения по результатам контроля.

Контролируемые значения прочности бетона. При изготовлении сборных железобетонных конструкций должны контролироваться проектная марка бетона на сжатие, отпускная прочность бетона. Проектную марку бетона назначают при проектировании в зависимости от вида и назначения конструкции, вида бетона.

Отпускная прочность – это прочность бетона при поставке изделий потребителю. Обычно отпускную прочность бетона, определённую исходя из некоторых средних условий транспортирования, монтажа и сроков загружения конструкций, а также технологии изготовления и возможности дальнейшего нарастания прочности, указывают в проекте.

При отпускной прочности бетона ниже его проектной марки изготовитель обязан гарантировать, что прочность бетона, применённого при изготовлении изделий, достигнет проектной марки в возрасте 28 суток со дня изготовления изделий или в ином возрасте, указанном в стандарте или технических условиях. Отпускную прочность бетона обычно принимают различной для зимнего и летнего периодов.

Методы контроля прочности бетона. Проектную марку бетона определяют испытанием до разрушения контрольных образцов или неразрушающим методом.

Контрольные образцы испытывают в соответствии с требованиями ГОСТ – 10180. Размеры образцов в зависимости от наибольшей крупности заполнителя должны быть не меньше указанных ниже:

В данном проекте заполнитель используется с максимальной крупностью зерна 20 мм.

Образцы испытывают сериями, каждая из которых должна состоять из трёх образцов.

При использовании неразрушающих методов прочность бетона определяют по градуировочной зависимости, связывающей показатель неразрушающего метода с прочностью бетона. Эту зависимость устанавливают на основании параллельных испытаний под прессом и неразрушающими методами не менее чем 20 серий контрольных кубов.

Контрольные образцы следует отбирать на посту формования из произвольно выбранных замесов.

Неразрушающие испытания бетона проводят ультразвуковым методом (ГОСТ 226900), методом отрыва (ГОСТ 17624), методом отрыва со скалыванием (ГОСТ 212443), оценку прочности бетона проводят статистическим методом (ГОСТ 18105.0).

Приём партии и отправка сборных железобетонных изделий потребителю осуществляются только после испытаний всех образцов, относящихся к данной серии бетона, или проверки конструкций, представляющих партию, неразрушающими методами.

8                   Контроль качества изделий

Контроль качества осуществляется лабораторией и ОТК завода. Контролю подлежат: все поступающие материалы, полуфабрикаты и изделия; производственные процессы и качество готовых изделий. Все результаты контроля документируются. Входной контроль осуществляется на основе информации изготовителя о выполнении этих проверок.

Операционный контроль – контроль технологических операций, параметров производственных процессов, соблюдения требований проектной и тех. документации. Для этих целей на заводе разрабатываются технологические регламенты. В основном контролю подлежит: состав и свойства бетонной смеси; параметры технологических режимов; контроль смазки форм; вид, диаметры, размеры арматурных изделий; параметры тепловой обработки, виброуплотнения; прочность бетона (отпускная, передаточная, в проектном возрасте).

Периодичность испытания приготовленной бетонной смеси и готовых изделий указывается в ТУ на изделия. Периодичность – раз в 0,5 – 1 год.

Приёмно-сбыточные испытания: отпускная передаточная прочность, наличие закладных изделий, монтажных петель, отсутствие обнажённой арматуры и наплывов на бетоне, отсутствие масляных и ржавых пятен.

Выборочно также проверяется: прочность, жёсткость, трещиностойкость на стенде, геометрические параметры, толщина защитного слоя. Контролируемые параметры указываются в ТУ на изделия.

9                   Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

Безопасность при производстве изделий обеспечивается выбором технологических процессов, приемов и режимов работы оборудования, рациональностью его размещения.

Соответствие производственных процессов требование ГОСТ 12.3.002

«Процессы производственные. Общие требования безопасности», обеспечивается выбором в качестве прототипа ТПР №409–010–43 «технологические линии по изготовлению железобетонных изделий». Соответствие технологической линии по безопасности труда по ГОСТ 12.2.003 «Система стандартизации безопасности труда, оборудования, производства». Общие требования безопасности обеспечиваются выбором серийно-выпускаемого технологического оборудования.

Заводы сборного железобетона относятся к числу предприятий, на которых санитарно-гигиенические условия труда и техника безопасности являются не только важнейшими критериями для повышения производительности труда, они обеспечивают сохранение здоровья каждого работающего на предприятии.

Вопросы обеспечения нормальных санитарно-гигиенических условий труда на предприятиях сборного железобетона являются важнейшими, они закладываются еще при проектировании завода и должны строго соблюдаться при его эксплуатации. Многие цехи в результате выполнения технологических процессов создают значительное выделение пыли, конвекционного или лучистого тепла, паров и вредных газов; в формовочных цехах используются вибрационные механизмы, которые оказывают отрицательное влияние на состояние здоровья рабочего, они же являются источником шума и т.д., поэтому на предприятиях сборного железобетона в целях обеспечения безопасных и нормальных санитарно-гигиенических условий труда необходимо строго руководствоваться правилами техники безопасности и производственной санитарии, действующими на каждом заводе.

В этих правилах изложены требования как к предприятию в целом, так и по отдельным его цехам, технологическим процессам, транспортным средствам, вибрационному оборудованию, регламентированы нормативы по естественному и искусственному освещению цехов и помещений, их отоплению и вентиляции.

В цехах, где по технологическим условиям ворота открываются на продолжительное время (более чем на 40 мин), или в районах, где расчетная температура воздуха ниже – 20 °С, необходимо предусматривать воздушные завесы. Во всех производственных и вспомогательных зданиях должна предусматриваться естественная или принудительная вентиляция.

В целях предотвращения загрязнения воздуха помещений с вредными выделениями: оборудование, приборы, трубопроводы и другие источники, выделяющие теплоту, должны быть теплоизолированы; агрегаты и оборудование, при эксплуатации которых происходит влаговыделение, должны быть укрыты и изолированы; технологические процессы, связанные с выделением пыли, следует изолировать так, чтобы их работа осуществлялась без участия людей, а выделяющиеся технологические выбросы в виде пыли, паров и вредных газов перед выпуском в атмосферу должны быть подвергнуты очистке.

В цехах, где используются вибрационные механизмы, должны быть приняты меры по устранению воздействия вибрации и снижению уровня шума.

При работе вибрационных механизмов шум характеризуется уровнем звукового давления в децибелах, а вибрация – виброскоростью.

Звуковое давление измеряют шумомером на расстоянии 1 м от источника шума и 1,5 м от пола, состав частотой производственного шума определяют с помощью анализатора спектра шума АШ‑2М и др., а амплитуду колебаний в пределах 0,05 – 1,5 мм в диапазоне частот 15 – 200 Гц – виброметром ВИП‑4.

Виброскорость определяют по формуле:

где    А – амплитуда;

f – частота колебаний.

Допустимый уровень звукового давления в производственных помещениях приведен в табл. 9, а допустимые виброскорости – в табл. 10.

Таблица 9.1 Допустимый уровень звукового давления

Таблица 9.2 Допустимые виброскорости

Уровень шума и вибрации на рабочих местах не должен превышать допустимые пределы, в противном случае необходимо устраивать звуковую и вибрационную изоляцию помещений, рабочих мест и машин, например установку виброплощадок на массивные фундаменты, изолированные от пола упругими прокладками, установку машин с вибраторами на пружинные или резиновые виброизоляторы, обязательное крепление форм, на виброплощадках и ударных столах, укрытие виброплощадок акустическими кожухами, облицовку приямков звукопоглощающими материалами, своевременный профилактический осмотр, ремонт и наладку вибрационного оборудования. Рабочие должны использовать обувь на толстой подошве из губчатой резины, противошумные наушники (антифоны), рукавицы с прокладкой пенопласта.

Концентрация пыли в помещениях нормируется в зависимости от содержания свободного кремнезема в воздухе рабочей зоны, особенно должно уделяться внимание помещениям, где во взвешенном состоянии находятся цемент, известь и др. На складах цемента и в бетоносмесительных цехах для пылеосаждения используют пылеосадители типа НИИОГАЗ и матерчатые фильтры типа ФР‑30, ФР‑90, которые обеспечивают очистку воздуха до 97 – 99%.

В качестве индивидуальной защиты в помещениях с большой концентрацией пыли необходимо пользоваться респираторами Ф‑45 или ПРБ‑1, герметичными защитными очками и спецодеждой.

Строгое соблюдение правил техники безопасности должно соблюдаться при работе на основных технологических переделах.

В арматурном цехе при ведении сварочных работ необходимо: заземлять сварочные аппараты, применять очки и щитки со светофильтрами, на рабочие места укладывать резиновые коврики, ограждать сварочные посты защитными экранами, а при работе правильно-отрезных станков их кожух подключать к местной системе аспирации.

При приготовлении бетонной смеси необходимо следить за исправной работой вентиляции, герметизацией кабин пультов управления дозаторами и смесителями, системой сигнализации и автоматизации.

Список использованных источников

1.      Ю.М. Баженов, А.Г. Комар, «Технология бетонных и железобетонных изделий», М.: Стройиздат, 1984 г.

2.      А.Г. Комар, «Строительные материалы и изделия», М.: Высшая школа, 1988 г.

3.      Б.С. Комисаренко, А.Г. Чикноворьян и др., «Проектирование предприятий строительной индустрии», Самара, 1999 г.

4.      К.М. Королев, «Производство бетонной смеси и раствора», М.: Высшая школа, 1973 г.

5.      С.В. Николаев, «Сборный железобетон. Выбор технологических решений», М.: Стройиздат, 1978 г.

Страницы: 1, 2, 3, 4