Теоретичний метеріал до теми 6

1. Заводи і полігони по виготовленню залізобетонних виробів

Виготовлення бетонних та залізобетонних виробів складається з наступних основних операцій:

1) приготування бетонної суміші;

2) виготовлення арматури (гнутих стержнів, каркасів, дротяних пакетів, сіток);

3) армування вироби;

4) формування виробу, т. Е. Укладання бетонної суміші і її ущільнення;

5) тверднення бетонного вироби;

6) распалубки і зберігання готової продукції.

Заводи – це постійно діючі підприємства з обмеженою номенклатурою виробів з повністю механізованими і автоматизованими технологічними процесами. До складу підприємств, що виготовлюють збірні залізобетонні і бетонні деталі, як правило входять:

цех приготування бетонної суміші;

арматурний цех;

цех опалубки;

формувальний цех;

цех тужавіння бетону;

склад готової продукції.

Полігони – це зазвичай тимчасові підприємства які організуються на період будівництва. Вони відрізняються від заводів різноманітністю продукції, що випускається, меншою кількістю обладнання, відсутністю капітальних будівель та меншою продуктивністю.

Існують різні технологічні схеми виготовлення збірних залізобетонних виробів. основними є стендова, поточно-агрегатна і конвеєрна схеми. При стендовій схемою виріб формується і твердне на стаціонарних постах, а всі матеріали і механізми переміщаються від одного виробу до іншого. Стендова технологія частіше застосовується на заводах і полігонах малої потужності з широкою номенклатурою виробів або при виробництві великих деталей. Основним недоліком є низьке знімання продукції з одиниці площі і більш низький рівень механізації. До переваг відноситься можливість застосування простого універсального обладнання.

При поточно-агрегатному способі форми з виробами переміщаються від поста до поста, на яких виконуються чергові виробничі операції. Тривалість виконання операцій на окремих постах може бути різною. Вартість первісних витрат на обладнання відносно невелика, внаслідок цього його можна легко переналагодити на інший вид виробів. Це визначило широке поширення такого способу виробництва. Його недоліком є відносно невисока ступінь механізації і необхідність застосування ручної праці.

Поточно-агрегатна технологія передбачає два способи виготовлення виробів:

1) формування виробів і їх теплообробки з подальшою розпалубкою;

2) формування виробів з негайною розпалубкою (виріб залишається на піддоні) і подальшої теплообрабки. Останній спосіб дозволяє користуватися одним комплектом бортовий оснастки, що дає можливість знизити витрати металу па виготовлення форм.

Для великосерійного стабільного випуску однотипної продукції обмеженого найменування на заводах великої потужності використовується конвеєрний спосіб виробництва-Він характеризується тим, що виріб переміщається від поста до поста в примусовому ритмі, який визначається найбільш тривалою операцією на одному з постів конвеєра. Для прискорення ходу конвеєра операції намагаються розчленувати так, щоб час їх виконання було приблизно однаковим. Перевагою заводів з конвеєрної технологією є високий рівень механізації і автоматизації, а до недоліків відносяться велика металоємність, складність обладнання і труднощі його переналагодження на випуск виробів іншого типу.

Останнім часом в нашій країні набув поширення спосіб виготовлення тонкостінних залізобетонних виробів методом безперервного вібропрокату на прокатних станах конструкції Н. Я. Козлова. Прокатна установка являє собою напівавтоматичну лінію безперервної дії, яка складається з комплекту механізмів і пристосувань, що виконують в певній технологічній послідовності всі операції з виробництва залізобетонних виробів. Вироби виходять з прокатної установки безперервним потоком. Всі технологічні процеси на установці взаємопов'язані і підпорядковані єдиному ритму швидкості руху формуючої стрічки.

2. Армування залізобетонних виробів

Розрізняють ненапружене (звичайне) та попередньо напружене армування залізобетонних виробів. Операції армування та види ар­матури, застосовувані при армуванні кожним з цих способів, мають ряд принципіальних відмінностей.

Ненапружене а р м у в а н н я виконують за допомогою плоских сіток та просторових (об'ємних) каркасів, виготовлених із сталевих стержнів різного діаметра, зварених між собою в місцях перетинів. У залізобетоні розрізняють несучу (основну) та монтажну (допоміжну) арматуру. Несучу арматуру розміщують у тих місцях виробу, де під навантаженням виникають розтягальні напруження; арматура сприймає їх. Монтажну арматуру розміщують у стиснених або в ненапружених ділянках виробу. Крім цих видів арматури за­стосовують петлі та гаки, потрібні під час навантажувальних робіт, а також закладні частини для кріплення та зв'язування збірних еле­ментів між собою.

Найраціональніше використовувати арматурні каркаси найбіль­шого ступеня готовності, тобто такі, що складаються з основної та допоміжної арматури з привареними петлями, гаками та закладними де­талями. У цьому разі армування зводиться до встановлення готового арматурного каркаса у форму та його закріплення

Арматурні сітки й каркаси виготовляють в арматурному цеху за принципом єдиного технологічного потоку, починаючи з підготовки арматурної сталі до виходу готового виробу.

Виготовлення арматури передбачає виконання таких операцій: підготовку дротяної та пруткової сталі; складання сталевих стерж­нів у вигляді плоских сіток і каркасів; виготовлення об'ємних ар­матурних каркасів; приварювання монтажних петель, закладних час­тин, фіксаторів.

Підготовка арматури, яка надходить на завод у мотках та бухтах, полягає в їх розмотуванні, випрямленні (правленні), очищенні й розрізанні на окремі стержні заданої довжини. Правлять і ріжуть арматурну сталь на правильно-різальних верстатах-автоматах.

Пруткову арматурну сталь розрізують на стержні заданої довжини, а також стикують зварюванням для зменшення кількості відходів. Стикують стержні контактним стиковим електрозварюванням і лише в окремих випадках, якщо використовують стержні більших діаметрів, застосовують дугове зварювання. Контактне стикове зварювання виконують методом оплавлення електричним струмом торців стержнів у місцях майбутнього стикування. При цьому стержні сильно притискують і зварюють між собою.

Виготовляючи монтажні петлі, хомути та інші фігурні елементи арматури, пруткову та дротяну арматурну сталь після розрізування піддають гнуттю.

Сітки та каркаси зварюють точковим контактним електрозварюванням за допомогою спеціальних зварювальних апаратів. Останні різняться потужністю трансформатора, кількістю одночасно зварюваних точок (одно- та багатоточкові), характером використовуваних пристроїв для стискування зварюваних стержнів. Зварювальні машини дають змогу створювати в комплексі з іншими машинами та установ­ками потокові автоматичні лінії виготовлення плоских сіток як готового арматурного елемента, так і напівфабрикатів для виготовлення просторових каркасів. Під час армування попередньо напружених залізобетонних виробів та конструкцій арматуру можна натягувати різними способами: механічним, електротермічним та хімічним (якщо використовується енергія розширення спеціальних видів цементів).

При механічному способі арматуру розтягують осьовим навантаженням, створюваним домкратами. Виконують це на спеціальних стендах. Спочатку арматуру натягують до зусилля, що дорівнює 50 % проектного напруження, оглядаючи при цьому затискні пристрої та розміщення арматури. Далі натяг арматури доводять до значення, яке на 10 % перевищує проектне, але не більш як 85 % границі міцності дроту при розтягу, і в такому стані витримують протягом 5 хв, після чого натяг знижують до проектного значення. Відпускають напружену арматуру (обтискують бетон) тоді, коли в бетонному виробі досягнуто необхідної міцності і перевірено заанкерування кінців дроту в бетоні. Фактичну міцність бетону визначають, випробовуючи контрольні зразки. Міцність бетону підгчас відпускання арматури становить звичайно 70 % проектної міцності. Натяг настендах відпускають поступово, у два-три етапи. Коли неможливо поступово відпустити натяг, натягнуті дроти навантажують, симетрично відносно осі поперечного перерізу з числом одночасно розрізуваних дротів, що становить 10... 15 % загального числа дротів.

Електротермічний спосіб натягування арматури не потребує дорогого обладнання (домкратів) і менш трудомісткий, ніж попередній. Цей спосіб застосовують для натягування стержньової сталевої арматури класу А-Ш, дротяної та сталкової арматури з високоміцного сталевого дроту, холоднотягнутого періодичного профілю діаметром 4...5 мм і семидротяного канату.

Натягуючи арматуру електротермічним способом, застосовують установки з послідовним і одночасним натягуванням кількох стержнів. Крім того, установки можуть бути з нагріванням стержнів поза формою чи безпосередньо в ній. Безперервне механічне й електромеханічне натягування арматури зводиться до того, що дріт, попередньо напружений до заданого значення, укладають на піддон форми згідно з вибраною схемою армування. Натягнутий дріт фіксують накручуванням його навколо штирів, розставлених по периметру піддона чи стенда. Зусилля від натягування арматури передається через штирі на стенд чи на форму до затвердіння бетону у виробі, Коли бетон досягає потрібної міцності, дріт обрізують, і зусилля натягу передається з арматури на бетон. Арматура може розміщува­тися поздовжньо чи поперечно відносно осі виробу, перехресночи по діагоналі. Бетон у виробі зазнає дво-, тришарового чи навіть об'ємного обтискування.

Перевагою безперервного армування є можливість комплексної; механізації та автоматизації технологічного процесу.

3. Формування залізобетонних виробів.

Формування виробів є однією з найважливіших технологічних: переробок, яка передбачає складання форм, установлення арматури, укладання бетонної суміші у форму та ущільнення. Для виготовлення залізобетонних виробів застосовують дерев'яні, металеві, залізобе­тонні та металозалізобетонні форми.

Перед укладанням у форму арматурного каркаса та бетонної сумі­ші форму очищують, збирають і змазують спеціальними мастилами. Мастило має повністю виключити зчеплення бетону з формою, добре утримуватися на поверхні форми під час всіх технологічних операцій, забезпечувати можливість його механізованого нанесення (розпилю­ванням) і не повинно псувати зовнішній вигляд виробу.

Формують вироби, установивши в форми арматурний каркас. Укладають бетон у форму за допомогою бункерів, бетонороздавачів чи бетоноукладачів. Бункери з бетонною сумішшю транспортують до постів формування й розвантажують у підготовлену форму чи відсік касети. У бетонороздавачах бункери встановлюють на самохідній рамі, яка пересувається над виробом, що формується. Бетоно­укладачі видають суміш у форму і розрівнюють ЇЇ. Суміш укладають так, щоб висота падіння в горизонтально розміщену форму не перевищувала 1 м.

Основний спосіб ущільнення бетонної суміші в процесі виробництва збірного залізобетону — вібрування. Для виготовлення окре­мих видів застосовують вібрування, центрифугування, пресування, штампування, вакуумування. Іноді використовують одночасно два способи, наприклад ущільнюють бетонну суміш вібропрокатуванням (вібрування + прокатування), віброштампуванням чи вібровакуумуванням.

Віброущільнення бетонної суміші виконують переносними та стаціонарними вібромеханізмами.

Переносні вібромеханізми використовують здебільшого під час формування великорозмірних масивних виробів на стендах.

На заводах, які працюють за потоково-агрегатною та конвеєрною схемами, застосовують віброплощадки (рис 1. Це плоский стіл, який через пружинні опори чи спеціальні амортизатори спирається на нерухомі опори чи раму (станину). У нижній частині до столу жорстко прикріплено вібровал з розміщеними на ньому ексцентриками. Коли вал обертається від електродвигуна, ексцентрики збуджують вимушені коливання столу віброплощадки, які передаються далі формі з бетонною сумішшю, внаслідок чого суміш ущільнюється.

4. Твердіння виробів

Щоб прискорити твердіння виробів, застосовують теплову оброб­ку: пропарювання в камерах при нормальному тиску та температу­рі до 100 °С; пропарювання в автоклавах при температурі майже 175...200 °С.

Бетон пропарюють у щільних (паронепроникних) цегляних або

бетонних камерах з воротами чи кришками, які герметично закриваються. Камери можуть бути періодичної та безперервної дії.

На режим твердіння насамперед впливає вид цементу. Застосо­вуючи швидкотверднучі цементи (алітові, алітоалюмінатні портландцементе), можна вдвічі скоротити тривалість ізотермічного витримування.

Завдяки застосуванню жорстких бетонних сумішей, які мають низький початковий водовміст, удається на 15...20 % зменшити тривалість пропарювання.

Вироби з легких бетонів як такі, що повільно прогріваються через підвищені теплоізоляційні якості, потребують і тривалішого режиму тепловологової обробки.

Щоб прискорити тривалість прогрівання й уникнути розширення бетону при нагріванні, на деяких заводах застосовують гарячі бетонні суміші (з температурою 50...80 °С). Бетонну суміш розігрівають електричним струмом чи парою і відразу вкладають у форми. оскільки така суміш швидко густішає. При такому способі дещо підвищується витрата цементу в бетоні, оскільки гарячі бетонні суміші мають підвищену водопотребу. Залежно від виду застосовуваний цементів, тривалості пропарювання та температури міцність бетону після прогрівання досягає 70... 100 % 28-добової міцності бетону, який твердне в нормальних умовах, після чого збірні деталі можна відправляти на будівельні майданчики для монтажу.

5. Контроль якості збірного залізобетону

На заводах збірного залізобетону постійно мають вживатися заходи щодо підвищення якості продукції.

На всіх стадіях виробництва потрібен контроль, який передбачає: перевірку властивостей вихідних матеріалів, правильності приготу­вання бетонної суміші та ЇЇ ущільнення, структуроутворення й твердіння бетону, а також властивостей готового матеріалу чи виробу. За одержаними результатами вносять корективи до складу бетону, (параметрів і режимів технологічних операцій на основі закономірностей, що враховують вплив різних технологічних факторів на властивості готового бетону.

Якістю бетону управляють на основі попереднього контролю виробництва. Особливу увагу приділяють питанням, що визначають якість виробів.

Щоб одержати високу якість поверхонь виробів, які прилягають до форми, слід добре очищати й змазувати форми, застосовувати спеціальні мастила, пластифікувати бетон, використовувати опоряджувальні та підстильні сполуки, зберігати потрібну відповідність рухливості бетонної суміші параметрам вібрації, уникати застосування надто жорстких бетонних сумішей.

Слід передбачати примусову фіксацію арматури й закладних деталей у формах, аби усунути відхилення встановленої арматури та закладних деталей від проектного положення.

Щоб зменшити металомісткість виробів, передбачають перехід на закладні деталі з профільованого та штампованого металу, по змозі скорочують число закладних деталей, замість важких петель застосовують змінні пристрої для транспортування й монтажу виробів.

Вирішальне значення для якості та надійності збірного залізобетонного виробу має якість бетону, за приготуванням якого слід організувати поопераційний контроль. На виробництві потрібен систематичний контроль за станом дозаторів та бетонозмішувачів, за додержанням тривалості перемішування; мають застосовуватися такі способи транспортування бетонної суміші, які не призводять до розшарування.

Під час укладання бетонної суміші не можна допускати її падіння з великої висоти, треба застосовувати суміші, технологічні властивості яких відповідають параметрам вібраційного чи іншого ущільнювального обладнання, систематично перевіряти амплітуду й частоту коливань віброобладнання.

У технології слід передбачати заходи, які гарантували б хорошу якість відкритої поверхні виробу: рівномірний розподіл бетонної суміші під час укладання; створення ефективної вібрації при ущільненні; застосування привантажування чи спеціальних загладжувальних пристроїв (віброрейки, обертового ролика, дискової загладжу вальної машини, шліфувальних кругів).

Потрібно передбачати заходи, що забезпечують збереження високої якості виробів після їх виготовлення, використовувати відповідей обладнані транспортні засоби.

6. Екологічна безпека на підприємствах дорожнього господарства.

Для запобігання забрудненню навколишнього середовища, раціонального використання і відтворення природних ресурсів на підприємствах будівельної індустрії розробляються і реалізуються плани заходів в таких головних напрямках:

-з охорони і раціонального використання водяних ресурсів шляхом ощадливого використання води, скорочення потреб води за рахунок застосування оборотного водопостачання, зменшення витрат води, опріснення і використання мінералізованої води і т.п.;

- з охорони повітряного басейна шляхом скорочення маси шкідливих викидів в атмосферу , встановлення газоочисних споруджень (фільтрів) для уловлювання шкідливих викидів в атмосферу;

- з охорони і раціонального використання земель шляхом рекультивації рослинного прошарку, захисту земель від ерозії, селів, висушення, забруднення й інших шкідливих впливів;

-з охорони і раціонального використання мінеральних ресурсів за рахунок комплексної переробки всіх компонентів здобутої мінеральної сировини.