15. Способы производства и основные технологические операции при производстве сборного железобетона

На заводах производство сборного железобетона организуется по отдельным технологическим линиям с применением бетоноукладочных машин. Обычно изготовляют близкие по типам изделия, например в одном потоке - панели, в другом -плиты перекрытий, в третьем - балки и прогоны. В полевых условиях сборный железобетон производят на специальных полигонах.

На заводах сборного железобетона применяют три различные схемы производства.

Первая схема - изготовление изделий в стационарных неперемещаемых формах - стендовый и кассетный способы. При стендовом способе изделия изготовляют в формах, устанавливаемых на бетонных площадках с ровной поверхностью, либо в матрицах, представляющих собой отпечаток поверхности изделия сложной конфигурации. Изделия подвергают тепловой обработке непосредственно в форме. При кассетном способе формование и твердение изделий происходит в вертикальной форме - кассете, которая состоит из ряда отсеков для изделий, образованных стальными или железобетонными вертикальными стенками. Формование изделий в вертикальном положении резко сокращает производственные площади, что является основным преимуществом кассетного способа. Кассета имеет специальные паровые рубашки для обогрева изделий. Может применяться также электропрогрев изделий (рис. 8.12).

Вторая схема - изготовление изделий в формах, перемещаемых по отдельным технологическим постам. Различают конвейерный способ с максимальным расчленением технологических операций и поточно-агрегатный, при котором несколько операций могут выполняться на одном посту. Конвейерный способ обеспечивает высокую механизацию и производительность труда.

Высокие показатели получены на новых двухъярусных станах. Непрерывно движущаяся цепь перемещает формы. На верхнем ярусе производятся формование изделий и предварительное твердение бетона в щелевой камере, где осуществляется интенсивный прогрев издлий паром, специальными подогревателями или инфракрасными лампами. На нижнем ярусе происходит окончательное твердение бетона (рис. 8.13)

Третья схема - вибропрокат - изготовление изделий методом непрерывного формования на станах конструкции Н. Я. Козлова. Стан имеет непрерывно движущуюся со скоростью 25 м/ч металлическую ленту, на которой с помощью вибрирования и прокатки формуется изделие, перемещаемое затем в зону тепловой обработки на 2 ч. Вибропрокат - весьма производительный и автоматизированный способ производства сборного железобетона. Часовая производительность стана достигает 80 м2 панелей. Однако при этом способе затруднен переход на выпуск новых видов изделий; стоимость изделий выше, чем при их изготовлении другими способами.

Приизготовлений сборных железобетоных деталей, на заводах производят следующие основные операции: изготовляют арматурный каркас и устанавливают его в формы; формуют изделия; прогревают изделия с целью ускорения твердения бетона.

16. Строительные растворы: общие сведения и классификация. Исходное сырье для строительных растворов и требования, предъявляемые к нему. Свойства растворных смесей и методы их определения. Свойства строительных растворов, методы их определения

Строительным раствором называют искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания оптимально подобранной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды и мелкого заполнителя. До затвердевания смесь материалов называют растворной смесью. Для придания растворным смесям или затвердевшим растворам определенных свойств в них вводят химические и минеральные добавки.

Строительные растворы являются мелкозернистыми бетонами. У них отсутствует крупный заполнитель. Поэтому их применяют, в основном, в виде тонких слоев в каменных кладках и штукатурных работах. Строительные растворы изготавливают чаще всего на минеральных вяжущих веществах, хотя для некоторых видов работ (устройство стяжек, защита от коррозии и др.) используют битумные и полимерные растворы.

В каменных зданиях расход строительного раствора составляет 10-25% общего объема конструкций. На него идет около 20% всего выпускаемого портландцемента.

Строительные растворы классифицируют по плотности, виду вяжущего, составу и назначению.

По средней плотности различают растворы тяжелые, плотностью более 1500 кг/м3, и растворы легкие, плотностью менее 1500 кг/м3.

По виду вяжущего растворы бывают известковые, глиняные, гипсовые, цементные, известково-цементные, известково-гипсовые, цементно-глиняные и др. В зависимости от свойств вяжущего растворы подразделяют на воздушные, твердеющие в воздушно-сухих условиях (например, известковые, гипсовые, глиняные), и гидравлические, начинающие твердеть на воздухе и продолжающие твердеть в воде или во влажных условиях.

По составу растворы делят на простые и сложные (смешанные). Растворы, приготовленные на одном вяжущем, заполнителе и воде, называют простыми. Составы простых растворов обозначают двумя числами. Например, известковый раствор 1:4 означает, что в растворе на одну часть извести приходится четыре части заполнителя (песка). Растворы, приготовленные на нескольких вяжущих, заполнителе и воде, называют сложными, или смешанными. Составы сложных растворов обозначают тремя числами. Например, состав известково-цементного раствора 1:1:9 означает, что на одну часть извести в растворе приходится одна часть цемента и девять частей заполнителя.

По назначению строительные растворы различают:

• кладочные растворы - для каменной кладки фундаментов, стен, столбов, сводов и пр.;

• штукатурные растворы - для оштукатуривания стен, потолков, фасадов зданий, для декоративных и специальных штукатурок, крепления облицовочных материалов, для устройства мозаичных полов;

• монтажные растворы - для заполнения и заделки швов между крупными элементами при монтаже зданий и сооружений из готовых сборных конструкций и деталей.

Особенно часто в гидромелиоративном строительстве применяют растворы специального назначения: гидроизоляционные, тампонажные и инъекционные растворы. Они используются для гидроизоляции конструкций из различных материалов, подвергающихся агрессивному воздействию воды при строительстве водопроводящих тоннелей, для заделки трещин в скальном основании гидротехнических сооружений, при устройстве противофильтрационных завес, заделки деформационных и конструктивных швов.

Свойства растворных смесей и растворов

Естественно, что свойства свежеприготовленной растворной смеси и затвердевшего раствора совершенно различны. Основными свойствами растворной смеси являются удобоукладываемость, пластичность (подвижность), водоудерживающая способность и расслаиваемость, а затвердевших растворов — плотность, прочность и долговечность. Правильный выбор области применения растворов всецело зависит от их свойств.

Свойства растворных смесей.

Удобоукладываемость - свойство растворной смеси легко укладываться плотным и тонким слоем на пористое основание и не расслаиваться при хранении, транспортировании и перекачивании насосами. Она зависит от пластичности (подвижности), водоудерживающей способности смеси и способности расслаиваться.

Пластичность смеси характеризуют ее подвижностью, т. е. способностью растекаться под действием собственного веса или приложенных к ней внешних сил. Подвижность почти всех растворных смесей определяют глубиной погружения (в см) стандартного конуса массой (300 ± 2) г. Высота конуса - 180 мм, диаметр основания - 150 мм, угол при вершине - 30°

Подвижность растворной смеси зависит, прежде всего, от количества воды и вяжущего, вида вяжущего и заполнителя, соотношения между вяжущим и заполнителем.

Водоудерживающая способность - свойство растворной смеси удерживать воду при укладке ее на пористое основание (кирпич, шлакоблоки, бетон и т. п.), а также при ее транспортировании. Водоудерживающую способность увеличивают путем введения в растворную смесь неорганических дисперсных добавок и органических пластификаторов. Смесь с такими добавками отдает воду пористому основанию постепенно, при этом раствор становится плотнее, хорошо сцепляется с основанием, повышается его прочность.

Расслаиваемость - способность растворной смеси разделяться на твердую и жидкую фракции при транспортировании и перекачивании ее по трубам и шлангам. Растворную смесь часто перевозят автосамосвалами и перемещают по трубопроводам с помощью растворонасосов. При этом не редки случаи, когда смесь разделяется на воду (жидкая фаза), песок и вяжущее (твердая фаза), в результате чего в трубах и шлангах могут образоваться пробки, устранение которых связано с большими потерями труда и времени.

Если состав растворной смеси подобран правильно и водовяжущее отношение назначено, верно, то растворная смесь будет подвижной, удобоукладываемой, она будет обладать хорошей водоудерживающей способностью, и не будет расслаиваться. Пластифицирующие добавки как неорганические, так и органические повышают водоудерживающую способность растворных смесей и уменьшают их расслаиваемость.

Жизнеспособностью называют свойство растворной смеси сохранять необходимую удобоукладываемость от начала ее приготовления до укладки в конструкцию. Она зависит от состава смеси и температуры наружного воздуха. Жизнеспособность цементных растворов составляет обычно 2-4 ч и зависит от сроков схватывания цемента. Известковые растворы на гидратной извести имеют жизнеспособность 6-10 ч, смешанные цементно-известковые - 4-6 ч.

При повышенной температуре растворные смеси, содержащие портландцемент, следует расходовать в течение 2 ч. Продлить их жизнеспособность до 12-20 ч можно введением до 2-3% добавки УПБ, комплексной добавки ЛСТ - 0,4% + УПБ - 1%.

Свойства растворов.

Затвердевшие растворы должны обладать определенной плотностью, заданной прочностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью и постоянством объема (и в отдельных случаях - химической стойкостью).

Плотность раствора зависит от вида и химического состава заполнителя. Истинная плотность обычных цементно-песчаных растворов составляет 2600-2700 кг/м3. По средней плотности, как известно, строительные растворы подразделяют на тяжелые и легкие. Растворы плотностью 1500 кг/м3 и более относят к тяжелым; для их приготовления используют плотные заполнители с насыпной плотностью не менее 1500 кг/м3; легкие приготовляют на пористых заполнителях с насыпной плотностью менее 1200 кг/м3.

Прочность строительного раствора характеризуют маркой, которую определяют по пределу прочности при сжатии стандартных образцов-кубов размером 70,7x70,7x70,7 мм, изготовленных из рабочей растворной смеси и испытанных после 28-суточного твердения. По пределу прочности при сжатии (кгс/см2) для растворов установлены марки: 4,10, 25, 50, 75, 100, 150, 200 и 300. Малопрочные растворы марок 4 и 10 получают из местных вяжущих и извести. Прочность растворов при изгибе примерно в 5 раз, а при растяжении в 10 раз меньше прочности при сжатии. Прочность раствора, прежде всего, зависит от активности и количества вяжущего, от количества воды, качества заполнителей, тщательности приготовления раствора, условий и продолжительности твердения.

При укладке на плотное основание прочность раствора R28 зависит от активности цемента - RЦ, МПа, и цементно-водного отношения Ц/В и определяется по формуле:

R28 = 0,4 RЦ (Ц/В - 0,3).

При укладке на пористое основание вода отсасывается, и в растворе остается примерно одинаковое количество воды, независимо от ее первоначального содержания. В этом случае прочность раствора R28 зависит от активности вяжущего RЦ, его расхода Ц, т/м3, и определяется по формуле:

R28= К RЦ (Ц - 0,05) + 4,

где К - коэффициент, принимаемый для мелкого песка равным 0,5-0,7, для среднего - 0,8 и для крупного - 1,0.

Интенсивность твердения растворов зависит от температуры. Примерное значение предела прочности раствора на портландцементе от прочности раствора, затвердевшего при 20 °С в возрасте 28 суток, приведено в табл. 1.

Медленней набирают прочность растворы на пуццолановом портландцементе и шлакопортландцементе, особенно при температуре ниже 15 °С. Относительная их прочность составляет от прочности растворов на портландцементе, приведенной в табл. 3 30% при температуре твердения 0 °С, 70% - при 5 °С, 90% - при 9 °С.

Водонепроницаемость строительного раствора важна для наружных штукатурок зданий, стяжек на балконах, подстилающего слоя под керамическую плитку пола в ванной комнате, для специальных гидроизоляционных штукатурок и т. д. Поскольку затвердевший раствор содержит поры, следовательно, абсолютно водонепроницаемых растворов нет.

Для повышения водонепроницаемости при приготовлении в раствор вводят добавки — уплотняющие (жидкое стекло) и гидрофобизирующие (полимерные смолы, битум, церезит).

Морозостойкость строительного раствора характеризует долговечность строительного раствора. В зависимости от числа циклов попеременного замораживания и оттаивания, которые выдержат образцы-кубы размером 70,7x70,7x70,7 мм в насыщенном водой состоянии, различают следующие марки раствора по морозостойкости: F10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и 300. В значительной степени морозостойкость раствора зависит от его плотности и водонепроницаемости, от вида вяжущего, водоцементного отношения, введенных добавок и условий твердения.

Изменение объема строительного раствора, за редким исключением, сопровождается твердением вяжущих веществ. При твердении гипсовые вяжущие увеличиваются в объеме, известковые вяжущие и большинство цементов - уменьшаются. Исключение составляют расширяющиеся и безусадочные цементы. Изменение объема твердеющего вяжущего вызывает изменение объема твердеющего раствора.