книги из ГПНТБ / Полосин-Никитин, С. М. Механизация дорожных работ учебник

Рис. 7.10. Способы уплотнения бетонной смеси:

смазки применяют прямые и обратные эмульсии ОЭ-2: растворы вязких и твердых нефтепродуктов и более легкие фракции нефти (петролатумно-керосиновые, солидоло-соляровые); суспензии тонко­

внутреннюю поверхность формы кистями или распылителями с плос­ ким наконечником, форсункой с удочкой.

каркасов и сеток в конструкции обеспечивают бетонными подклад­ ками и прокладками, постоянными или сменными металлическими

только после проверки установки и закрепления арматуры и заклад­ ных деталей. От бетоносмесительного цеха ЖБК или с ЦБЗ к месту укладки смесь подается ленточными транспортерами, самоходными бункерами, мототележками, бадьями на тельфере или кране и пнев­ матическим транспортом. Для укладки смеси в форму приняты бето­ ноукладчики или бетонораздатчики (подвешенные и наземные). Подвешенные раздатчики передвигаются по рельсовым путям на опорах, наземные передвигаются по рельсовым путям, установлен­ ным на уровне пола цеха или площадки. Бетоноукладчики бывают с вибролотковым, ленточным, шнековым, скребковым и гребенчатым питателями. В форму необходимо укладывать строго определенное количество смеси с учетом коэффициента уплотнения. Затем смесь разравнивают плужковым либо профильным разравнивателем или вибронасадками.

У п л о т н е н и е б е т о н н о й с м е с и осуществляют вибриро­ ванием, прессованием, прокатом и центрифугированием (рис. 7.10). Наиболее широко распространено вибрирование. Вибрация — эф­ фективное средство распределения, укладки и уплотнения бетонных

180

смесей. Под действием вибрации значительно уменьшаются трение и сцепление между частицами заполнителя, бетонная смесь из жест­ кой и малоподвижной превращается в весьма подвижную текучую. Разжиженная смесь при вибрировании тщательно заполняет формы даже сложного очертания и с густой арматурой. После прекращения вибрирования смесь теряет подвижность и приобретает большую структурную прочность. Основными параметрами вибрирования яв­ ляются частота и амплитуда. За частоту вибрации принимают число колебаний вибратора, за амплитуду вибрирования — амплитуду ко­ лебания поддона (формы). При закрепленной форме амплитуда, частота и фаза колебаний поддона и рамы виброплощадки совпа­ дают. Если отсутствует крепление, частота и амплитуда колебаний поддона могут отличаться от параметров колебаний виброплощадки. Частота вибрации в пределах 50— 100 Гц является оптимальной для уплотнения бетонных смесей. Величина пригруза в процессе формо­ вания оказывает существенное влияние на эффект уплотнения жестких и малоподвижных смесей. Различают пассивное и динами­ ческие пригрузы (вибрационные).

По способу передачи колебаний обрабатываемой смеси вибриро­ вание делят на внутреннее (глубинными вибраторами, вибросердеч­ никами, виброгребенками, в кассетных формах) и наружное (виб­ рощитами на виброплощадках, виброформами, объемное, с пригрузом). Виброплощадки выпускают грузоподъемностью от 1 до 20 т и более.

Центрифугированием изготовляют изделия трубчатого сечения: канализационные и водопроводные трубы, мачты электроосвещения и др. Основное технологическое оборудование — центробежные стан­

превышать 15—20 мм. Процесс распределения смеси в форме длится 3—4 мин, а уплотнение 15—20 мин. Общий цикл формования, включая установку формы, загрузку смеси, остановку станка, слив воды и снятие формы при внутренних диаметрах труб от 1 до 3 м составляет 20—25 мин. Отформованную трубу с формой транспор­ тируют в пропарочную камеру и устанавливают там вертикально или наклонно.

§ 32. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИИ И ИЗДЕЛИИ

Для сборных конструкций бетонных покрытий применяют новый эффективный способ уплотнения жестких смесей — силовой вибро­ прокат на станах. Основным формующим агрегатом стана являются вибровалки. Они приводятся в действие вибраторами, в каждом из которых имеются неуравновешенные грузы, вращающиеся навстречу друг другу. Возникающие центробежные силы при положениях «вертикально вверх» и «вертикально вниз» складываются, в осталь­ ных положениях они взаимно уравновешиваются. В результате соз-

181

Рис. 7.11. Схема воздействия виброуплотняющих валков силового вибропроката

даются направленные гармонические колебания вибровалков, кото­ рые передают импульсы бетонной смеси. Одновременно с вибрацией' через валки на узкую полосу жесткой смеси передается и механи­ ческое давление, величина которого возрастает от одного валка к другому.

Для достижения заданной высоты слоя бетона Я кон и величины уплотнения К у ш требуется необратимо уменьшить высоту предва­ рительно уплотненной смеси с Я нач до Я к0н на величину АЯ = ЕД/гп. Воздействие одиночного валка на бетонную смесь

АЛраб = Д ^ тах АЛ0СТ.

Уплотнение и калибрование смеси (рис. 7.11):

нения.

Технологический процесс изготовления дорожных плит происхо­

пресс-формы. Бетонная смесь вибрируется в пресс-форме и переме­ щается в силовой вибропрокатный агрегат. В пресс-форме бетонная смесь снизу испытывает направленное вибрирование, а сверху обжи­ мается вибровалками и межвалковыми устройствами, последова­ тельно включающимися в работу, по мере перемещения вибропрессформы © формовочном агрегате. Вышедшее из агрегата изделие освобождают от бортоснастки, вибропресс-форма возвращается в исходное положение, и цикл формования следующего изделия пов­ торяется.

И з г о т о в л е н и е б о р т о в ы х к а м н е й м е т о д о м в и б ­ р о п р е с с о в а н и я . Основным технологическим оборудованием при изготовлении бортовых камней является машина СМЖ-190. Она

182

Рис. 7.12. Технологическая линия ма-jj шин и оборудования полигона по из- ’ готовлению дорожных шестигранных плит методом силовою вибропроката:

нентов которых является тонкомолотая смесь цемента с цеском. Защитное декоративное покрытие камня устраивают из коллоидно­ го цементного клея. Долговечность камней из песчаного бетона со­ ставляет 5— 6 лет по сравнению с камнями, изготовленными из обычного бетона с крупным гранитным заполнителем и уплотняе­ мыми на виброплощадках (3—4 года).

Работа машины происходит в автоматическом режиме: поддон, предварительно очищенный, смазанный и покрытый слоем колоидного цементного клея, при помощи толкателя подающего рольганга устанавливается на вибростол. Точность установки поддона обеспе­ чивается снижением скорости подачи толкателя в конце хода. После

производится включение прижимов и привода передвижения рамы для установки укладчика смеси в рабочее положение. В этом поло­ жении открываются затворы дозаторов и бетонная смесь 'выдается на поддон с бортоснасткой. После освобождения емкостей доза­ торов затворы закрываются и начинается их заполнение смесью для следующего цикла.

После укладки смеси подается команда на возврат передвижной рамы в исходное положение и на включение электродвигателей дебалансных валов вибростола и пневмоцилиндров опускания Пуассо­ нов. Время вибропрессования контролирует моторное реле, по команде которого производится выключение вибраторов и выпуск воздуха из рабочих полостей цилиндров пуассонов. Чтобы исклю­ чить возможность нарушений структуры уплотненного бетона из-за

183

Рис. 7.13. Технология изготовления железобетонных колец в виброформе:

а — наружная форма; б — вибросердечник;

резонансных колебаний вибростола, после отключения электродви­ гателей ‘производится их торможение при помощи реверсивного пус­ кателя и реле времени. Когда электродвигатели и вибростолы оста­ новятся, подается команда на выключение прижимов и подъем бортоснастки. Затем после небольшого хода оснастки подается команда на подъем пуассонов. Когда пуассоны и бортоснастка при­ ходят в верхнее положение, включается привод толкателя рольган­ га. При помощи толкателя очередной подготовленный поддон сдви­ гает поддон с отформованным изделием на приемный рольганг и устанавливается на вибростол. Для предотвращения налипания бетона стенки бункеров, емкостей, дозаторов и воронки укладчика футерованы полипропиленом, как и нижняя часть пуассонов.

метром 1— 1,5 м и свай-оболочек 1,6—2 м можно изготовлять на за­ водах и полигонах в вертикальных виброформах, которые состоят из наружной и внутренней опалубок. Бетонную смесь уплотняют наружным маятниковым вибратором, создавая колебания, направ­ ленные перпендикулярно к стенке виброформы, обеспечивая более эффективное уплотнение (рис. 7.13). Каркас арматуры состоит из внутренних и наружных цилиндрических стенок. Формы разбирают по достижении бетоном прочности, превышающей 25% марочной.

Эффективен и выгоден для изготовления звеньев диаметром 1,0 и 1,5 м водопропускных труб станок СМ-210К- Формование труб

184

производят вертикально. Применяют бетонную смесь жесткостью до Г00 с, что позволяет распалубливать изделие немедленно после формования. Станок состоит из металлической формы в виде не­ разъемного цилиндра, вибросердечника цилиндрической формы по диаметру трубы, загрузочного бункера и питателя для поДачи бе­ тонной смеси, поворотного стола, смонтированного на шаровой опоре, тележки с приводными лебедками для установки и снятия формы с поворотного стола, поддона и гидропривода. Форма имеет нижнее съемное кольцо для предохранения звеньев от повреждения, а вверху — уширение для удержания смеси. Для бесперебойной ра­

1,5 м.

Ф о р м о в а н и е т р у б ч а т ы х б е т о н н ы х и ж е л е з о ­ б е т о н н ы х к о н с т р у к ц и й . К трубчатым конструкциям отно­ сятся бетонные и железобетонные безнапорные трубы, железобетон­ ные напорные трубы, звенья колодцев, трубчатые сваи опор освеще­ ния, контактной сети и др. Трубчатые конструкции могут быть без арматуры (бетонные), с продольной и поперечной предварительно напряженной арматурой. Их формуют центрифугированием, вибро­ формованием в горизонтальном или вертикальном положении, прес­ сованием, трамбованием, торкретированием и комбинированным способом — виброгидропрессованием, центрифугированием с вибра­ цией и прессованием, вибрированным формованием с вакуумирова­ нием, вибрированием инъектируемой смеси и др.

Центрифугирование применяют для формования безнапорных трубчатых изделий, а также сердечников напорных труб при трех­ ступенчатой технологии. Во время центрифугирования бетонная смесь подвергается воздействию центробежных сил и некоторой по­ бочной реакции вибрации, возникающей от собственных изгибных колебаний формы, ударов, толчков опорных элементов центрифуг. Иногда создается вибрация специальными вибрационными устрой­ ствами.

Для загрузки бетонной смеси в форму применяют питатели, при центрифугировании используют разъемные и неразъемные формы. Разъемные могут быть перфорированными для отжатия излишней воды через отверстия в форме, неразъемные формы изнутри покры­ вают парафином. После твердения бетона парафин выплавляют и он стекает в специальные приямки камер. Формы могут быть сняты до окончания тепловой обработки изделия.

Т е х н о л о г и я и з г о т о в л е н и я п р е д в а р и т е л ь н о н а ­ п р я ж е н н ы х и з д е л и й . Наиболее распространен способ изго­ товления железобетонных конструкций, при котором арматура натя­ гивается на жесткие упорные устройства с последующим бетониро­ ванием изделия. В связи с тем что обжатие бетона происходит после его твердения, когда обеспечивается надежное сцепление напряженной арматуры с бетоном, а в процессе выполнения всех операций имеется возможность строгого контроля, удается получать изделия высокого качества.

185

Предварительно напряженные изделия можно готовить стендо­ вым и агрегатным способом (рис. 7.14). Технологический поток со­ стоит из трех линий: заготовки хомутов и распределительных стерж­ ней балок, прутьев для поперечных стержней, изготовление широ­ ких сеток и пучков. Арматура поставляется в бухтах в виде катанки из стали классов A-I или A -III для I и II линий и высокопрочной проволоки для III линии. Арматурные заготовки собираются в про­ странственные каркасы на кондукторе. Если балки имеют стержне­ вую напрягаемую арматуру, при изготовлении плит в цехе устраи­ вают линии заготовки арматурных петлей и узких сеток, хомутов и распределительных стержней. Протяженность линий определяется размерами приемных и промежуточных рольгангов, которые назна­ чаются по длинам изготовляемой арматуры, а также габаритными размерами размещаемого оборудования.

При изготовлении предварительно напряженных изделий натя­ жение арматуры на отвердевший бетон применяется реже. В этом случае отдельные стержни или пучки протаскивают сквозь каналы в изделии и подвергают натяжению. После натяжения и анкеровки арматуры на торцах конструкции в каналы накачивают цементный раствор под давлением 4— 5 кгс/см2, который защищает арматуру от коррозии.

А к т и в и з а ц и я т в е р д е н и я б е т о н а . Различают отпуск­ ную и распалубочную прочности бетона. Отпускная примерно наз­ начается в пределах 70— 100% проектной и зависит от вида конст­ рукции, условий транспортирования и монтажа. Большое значение имеет распалубочная прочность, т. е. прочность, которую должен иметь бетон к моменту распалубки. Для изделий, твердеющих в формах, эту прочность принимают равную 50% проектной.

186

Твердением бетона при температуре 15—20° С и относительной влажности воздуха 90— 100% достигается 60—70% прочности лишь через семь суток после укладки в форму, а 100% через 28 суток. Длительность такого твердения до получения распалубочной проч­ ности намного превышает суммарную длительность всех других опе­ раций по изготовлению изделий, вызывая потребность в больших производственных площадях. Процесс можно активизировать, про­ паривая изделие в камерах при нормальном атмосферном давлении и температуре 60— 100° С, обработкой в автоклавах в среде насы­ щенного водяного пара при повышенном давлении (8— 13 кгс/см2) и температуре 175— 193° С, контактным обогревом изделий теплоноси­ телем, циркулирующем в замкнутом пространстве, электропрогре­ вом бетона при пропускании электрического тока через тело изделия или периферийный его обогрев инфракрасными лучами, примене­ нием горячего формования, ускорением твердения за счет примене­ ния быстротвердеющих цементов (БТЦ ). При пропаривании соблю­ дается строгий режим тепловой обработки изделия: подогрев в ка­ мере при подъеме температуры до принятого наивысшего уровня, изотермический прогрев при наивысшей температуре, остывание в камере при снижении температуры, последующее выдерживание. Для того чтобы повысить прочность, изделия из бетона на портланд­ цементе необходимо выдерживать до пропаривания 6—8 ч при поло­ жительной температуре. Точное соблюдение режима пропаривания достигается в ямных камерах-автоматах (рис. 7.15).

Пропарочная камера заглублена в землю, где отформованные изделия подвергаются тепловлажностной обработке. Для экономии пара соединяют несколько камер. При размещении изделий в ка­ мере необходимо зазор между ними и стенками делать минималь­ ным, но позволяющим проходить захватам автоматической травер­ сы подъема и опускания изделий. В камеру вводят паропровод для сосредоточенной подачи пара. В камере объемом более 50 м3 пар лучше вводить при помощи уложенной внизу перфорированной тру­ бы. При разогреве камер избыток паровоздушной смеси выходит наружу через обратную трубу, имеющую входное отверстие внизу камеры, а выходное с ее наружной стороны. Расположенные в ка­ мере изделия затрудняют равномерное перемешивание и распреде­ ление паровоздушной смеси, в пустотах изделий и между ними теп­ лообмен ухудшается. Поэтому рекомендуется для более эффектив­ ного теплообмена внутри камеры устанавливать эжекторное устройство. Автоматическое регулирование температуры произво­ дится по двухпозиционному способу с использованием программного регулятора температуры 16 типа ПРТЭ-2М. Задатчиком каждого регулятора 16—26 является свой копир, вырезаемый в соответствии с графиком температурного режима тепловлажностной обработки. Давление пара в сети 0,6—0,8 кгс/см2. Для регулирования давле­ ния устанавливают клапан прямого действия 04а. При понижении давления пара до 0,4 кгс/см2 процесс тепловлажностной обработки задерживают на время нарушения режима. Эту задачу решает сиг­ нализатор падения давления 02а путем отключения регуляторов

187

Рис. 7.15. Пропарочная камера автоматического действия:

1а— 1, 1а — 2 — платиновый термометр сопротивления ТСМ-1; 16 — электронный программный регулятор температуры ПРТЭ-2М; 1а — вентиль с электромагнитным приводом 15кч877бр.СВВ;

16—126 от электрической сети. Одновременно включается счетчик 02в, учитывающий время простоя камер из-за пониженного давле­ ния пара. Изменение температуры в каждой пропарочной камере в процессе обработки изделия записывается на диаграмме двенадца­ титочечного электронного моста 016. Общее потребление пара бло­ ком ямных камер измеряется комплектом приборов, состоящих из диафрагмы 03а, дифманометра 1 ОЗв и вторично показывающего са­ мопишущего прибора ОЗг.

Крышки пропарочных камер довольно тяжелы— 1500—4000 кг; крышка, снятая на время загрузки камеры изделиями, устанавли­ вается на крышку соседней камеры, при этом вследствие ударов возможны их деформации. Снятие и установка крышек, строповка к крану занимают много времени, не гарантируют герметичность за­ крытия и приводят к утечке пара, ухудшению качества пропаривае­ мых изделий. Снятие крышек можно автоматизировать, если ис­ пользовать электромеханический привод с пневматическим захва-1

1 Дифманометр — прибор для измерения разности давлений (перепад давле­ ния АР=Р\—Р2), а также приточного давления газа в газопроходах и воды

в напорных магистралях.

188

том. Конструкция автоматизированной крышки позволяет быстро и надежно, без участия рабочего открывать и закрывать камеры. Крышки при открытии камеры сдвигаются по направляющим швел­ лерам.

Тепловую обработку изделия можно производить инфракрасны­ ми лучами. Способ прогрессивен, поскольку создаются благоприят­ ные условия для уменьшения теплового расширения при твердении ЖБК. Тепло, выделяющееся при твердении цемента, используется полнее, чем при обычном электропрогреве, электричества расходует­ ся меньше. Одним из способов ускорения твердения изделий являет­ ся обработка бетона в магнитном поле с использованием электри­ ческого тока нормальной и высокой частоты.

электровлажностный способом тепловлажностной обработки. Изде­ лие подвергается не непосредственно тепловому воздействию элект­ ронагревателей, а косвенно за счет размещения перед греющей спиралью электронагревательных плоских экранов — испарителей с водой. За счет поглощения излишнего лучистого потока тепла обра­ зуется пар, поступающий в камеру. Конструктивно электронагрева­ тель и экраны-испарители объединены в электроувлажняющие (ЭТВ) агрегаты (рис. 7.16). В электронагревателях используют вы­ сокотемпературные нихромовые спирали. Все экраны-испарители расположены на одном уровне в продольной нише стены камеры и соединены трубопроводами. Регулирование температурного режима автоматизируется благодаря программным регуляторам типа ПРТЭ-2М (по одному на каждую камеру). Программное задание температуры осуществляется реостатным задатчиком. Температура записывается многоточечным самопишущим мостом МС1-10, рабо­

189