книги из ГПНТБ / Гаевой А.Ф. Научно-технический прогресс в жилищно-гражданском строительстве

Для электростатического метода предлагается следующая технологическая схема производства работ.

на предприятиях строительной

индустрии

Предприятия строительной индустрии в 'Комбинате «Харьковжилстрой» представлены заводской частью объединенного ДСК-7, строящихся ДСК в Купянске и Лозовой, заводами же­ лезобетонных конструкций и изделий № 2, 3, 14, 15, «Стройде­ таль» с ежегодно возрастающей мощностью по выпуску сбор­ ных железобетонных конструкций.

Технология индустриального производства сборных железо­ бетонных изделий на предприятиях комбината развивается на основе использования достижений физико-химической механики бетона, развитой в СССР школой акад. П. А. Ребиндера. Бази­ руясь на основных закономерностях физики, химии, механики в сочетании с радиоэлектроникой, автоматикой и т. д., физикохимическая механика предусматривает обеспечение главной за­ дачи — оптимизации технологического процесса. Под оптималь­ ной технологией понимается производство, позволяющее из ис­ ходного Сырья получить материалы інаивысшего качества с наи­ большей производительностью и минимальными материальными и энергетическими затратами.

Большой вклад в развитие этой прикладной науки внесли харьковские ученые и инженеры, среди которых выделяется школа проф. О. П. Мчедлова-Петросяна, сформировавшего ряд принципиальных положений, послуживших основой разработки и внедрения новых технологических решений.

Главными вопросами в совершенствовании технологии про­ изводства на предприятиях стройиндустрии являются следую­ щие.

1. Конвейеризация и автоматизация выпуска изделий с вы­ сокой степенью заводской готовности, включая освоение про­ изводства объемно-блочных элементов.

2.Внедрение новых непрерывных технологических режимов интенсификации процессов получения изделий и конструкций.

3.Развитие производства эффективных стеновых материа­ лов на базе местного сырья.

4.Внедрение автоматизированного контроля технологиче­ ских процессов, качества изделий с учетом повышения их дол­ говечности и надежности.

Особое значение при этом приобретает проблема улучшения качества конструкций и в первую очередь сборных железобе­ тонных конструкций.

132

Потребности дальнейшего развития экономики страны вы­ двигают в число важнейших задач необходимость нового подхо­ да к вопросам повышения качества строительной продукции. Создание • научно обоснованной системы повышения качества продукции требует оптимизации качества. Проблема оптималь­ ного уровня качества связана с темпами технического прогрес­ са, определяющими возможность правильного сочетания тре­ бований количества и качества.

кретных научно обоснованных количественных показателей оценки качества.

Развитие и совершенствование технологии производства сборных железобетонных конструкций сопровождается значи­ тельным повышением требований к надежности и долговечности с учетом необходимости оптимизации процесса получения каче­ ственной продукции при минимальных затратах материальнотехнических ресурсов.

Обеспечить соблюдение выдвинутых требований возможно целенаправленной системой управления качеством, определяе­ мого совокупностью свойств производимых материалов на всех технологических пределах — от сырья до готовой продукции.

Определение количественных значений качественных свойств продукции является предметом новой науки-кв ал и метрии. Квалиметрическая система управления качеством слагается из подсистем измерения, контроля и управления, предусматриваю­ щих измерение числового функционала качества, сравнение его с допуском и вынесение решения о годности.

Система управления качеством сборного железобетона, яв­ ляющаяся одним из основных звеньев разрабатываемых в на­ стоящее время автоматизированных систем управления произ­ водством, должна основываться на внедрении комплекса совре­ менных неразрушающих методов и приборов, средств контроля и регулирования производственных процессов.

Исследованием эффективности новых методов и средств кон­ троля занимаются в течение ряда лет подразделения Главленинградстроя, ВНИИжелезобетона, Харьковский инженерно-строи­ тельный институт и др. организации, а также центральные стро­ ительные лаборатории Харьковского ДСК-1. Эти работы не целенаправлены на комплексное решение сложных задач управ­ ления качеством продукции индустрии сборного железобетона.

Систематизация выполненных работ, івзаймоувязка-результа­ тов исследования свойств компонентов бетона и его долговеч­ ности с методами направленного структурообразования, углуб­ ление и совершенствование разработок на основе математической статистики и •технической кибернетики является главным на­ правлением квалиметрии в технологии бетона и железобетона.

Основная задача использования методов квалиметрии —

133

разработка количественных критериев оценки качества, обеспе­ чение их измерения и ввод в систему автоматизированного управления. Решение этой задачи — главная предпосылка эф­ фективности нового системного подхода к повышению качества сборного железобетона.

Вместе с тем высокое качество отдельных изделий и мате­ риалов еще не обеспечивает высокого качества возводимых объ­ ектов. Высокое качество может быть достаточно только при оп­ тимальной технологии управления, когда последовательно опти­ мизируются элементы качества та уровне щ-сех функций управ­ ления.

Качество формируется на всех стадиях создания строитель­ ной продукции: оно закладывается в ходе научных последований,

струкций методом вибропроката. На Харьковском ДСК-1 рабо­ тают три вибропрокатные установки системы инженера Н. Я. Козлова с тремя прокатными станами модели БПС-6 для изго­ товления конструкций домов серии 11-57. Первая установка выпускает керамзитобетонные наружные стеновые панели, вто­ рая и третья — железобетонные панели внутренних стен, пере­ городок и перекрытий. :

Вибропрокатная установка представляет собой полуавтома­ тическую линию, содержащую комплекс механизмов и приспо­ соблений, выполняющих в определенной технологической после­ довательности весь цикл операций .по производству железобе­ тонных изделий, начиная от дозирования материалов, приго­ товления и укладки бетона и кончая выдачей готовых изделий. Основным агрегатом установки является прокатный стан БПС-6, представляющий собой непрерывно движущийся конвейер в ви­ де формующей ленты, над которым смонтированы отдельные механизмы для осуществления той или иной операции.

На прокатном стане все технологические операции взаимно увязаны и- подчинены единому ритму — скорости движения формующей ленты, что позволило автоматизировать многие про­ изводственные процессы. Автоматически выполняются: дозиро­ вание компонентов бетонной смеси, выдача ее на формующую ленту, разравнивание и уплотнение смеси, калибровка изделий, тепловая обработка их и распалубка, очистка и смазка формую­ щей ленты, очистка прорезиненных лент калибрующей секции и секции тепловой обработки.

Бетонная смесь приготавливается в бетономешалке непре­ рывного действия с принудительным перемешиванием смеси быстроходным лопастным валом. Максимальная производитель­ ность бетономешалки — до 12 м3 бетонной смеси в час. Про­ изводительность регулируется путем изменения количества по­ ступающих сухих компонентов. Готовая бетонная смесь пода­

134

ется через лоток непосредственно на бесконечную формующую ленту сплошным непрерывным потоком. Лента состоит из от­ дельных металлических звеньев, собранных вплотную друг к другу на шести тяговых цепях. Ширина ленты — 3,6 м. По­ верхность ее может быть самая разнообразная; на первых установках она имеет вид прямоугольных пустотообразователей, которые позволяют формовать ребристые конструкции. Для фор­ мовки плоских плит толщиной от 10 до 300 мм применяется гладкая поверхность.

Формующая лента приводится в движение от главного при­ вода стана через приводной барабан. Электродвигатель глав­ ного привода — постоянного тока мощностью 15 кет. Макси­ мальная скорость формующей ленты без ущерба для техноло­ гических операций может быть доведена до 60 м/ч. Практиче­ ски освоенная рабочая скорость — 25—30 м/ч.

- Очистка формующей ленты автоматическая — тремя щетка­ ми: одной круглой — для горизонтальной поверхности ленты и двумя специальными — для продольных и. поперечных ребро­ образовательных углублений.

Смазывается формующая лента также автоматически, в мо­ мент, когда она огибает звездочки натяжного барабана. В ка­ честве смазочного материала применяется петролатум или ма­ шинное масло. Лента позволяет формовать на одном и том же стане изделия различных габаритов и всевозможной конфигура­ ции. Это достигается соответствующей установкой бортовой оснастки, ограничивающей изделия по ширине, и расположени­ ем инвентарных разделительных щитков по их длине.

Напряжение арматуры, ее расположение и количество не отражаются на последующей технологии производства, и все дальнейшие операции выполняются так же, как и при обычном армировании. Уложенные арматурные каркасы, передвигаясь вместе с формирующей лентой, поступают к месту подачи, бе­ тонной смеси, где и происходит формирование изделий. ■

Формуются изделия на прокатном стане непрерывно в про­ цессе движения формующей ленты. Поступившая из бетономе­ шалки бетонная смесь распределяется и разравнивается шне­ ковым бетоноукладчиком по ширине формующей ленты, запол­ няя все ее пространство в пределах бортовой оснастки. Одновременно с разравниванием смесь уплотняется при помощи вибробалки с частотой колебаний 3500—4800 в минуту, распо­ лагаемой под формующей лентой перпендикулярно оси стана. Формующая лента, проходя по верхней плоскости вибробалки, воспринимает ее колебания и передает их бетону. В каждую единицу времени вибробалка сообщает колебание только узко­ му участку формующей ленты, поэтому уплотнение смеси здесь протекает более интенсивно и качественно, чем в формах, и тре­ бует очень малой мощности вибратора.

135

Сзади шнека, считая по ходу формующей ленты, на его кон­ сольной раме укреплен виброщиток с лоткообразной режущей нижней частью. Нож щитка подрезает поверхность уложенного бетона, образуя предварительную толщину будущего изделия. Благодаря вибрации щитка бетон срезается плавно, 'без пропус­

ков и сдвигов бетонной массы. Для лучшего выравнивания по­ верхности уложенного бетона за бетоноукладчиком установлена фреза, которая срезает местные излишки бетона по толщине и заделывает впадины..Фреза одновременно регулирует припуск бетона по толщине изделия, необходимый для окончательного обжатия его валками калибрующей секции.

Одной из особенностей изготовления железобетонных изде­ лий на прокатных станах является то, что изделия здесь после формования подвергаются автоматической калибровке (прока­ ту) путем отжатия их рядом валков калибрующей секции. Вал­ ки, обтянутые общей прорезиненной лентой, окончательно уп­ лотняют бетон, придают изделию точно заданную толщину, выравнивают и заглаживают его поверхность. При прокате каждый валок действует одновременно на узкий участок фор­ муемого изделия, развивая давление в бетоне до 50 кг/см2. Од­ нако сдвига бетона по толщине изделий не происходит, так как обтягивающая валки прорезиненная лента и формующая лента движутся о равной скоростью. Обработанный таким образом бе­ тон отличается высокой плотностью.

Одним из основных преимуществ прокатной установки явля­

минут после формирования и калибровки изделия той же фор­ мующей лентой подаются в секцию тепловой обработки длиной около 50 м. Тепловая секция представляет собой непрерывно движущуюся формующую ленту, которая изолирована снизу и с боков от внешней среды, а сверху накрыта прорезиненной лентой.

Бесконечная теплостойкая пятипрокладочная прорезиненная лента шириной 3600 мм, натянутая на два концовых барабана, нижней своей ветвью свободно лежит іна изделиях; верхняя ее ветвь поддерживается роликами.

Изделия на стане не пропариваются, а прогреваются при вы­ сокой температуре, причем прогрев 'бетона начинается сразу

срезкого подъема температуры. Острый пар 105—110° подается

впространство между формующей лентой и плитами перекры­ тия стана и нагревает изделия снизу через металлическую фор­ мующую ленту, не соприкасаясь с бетоном. Максимальная тем­

пература 95—98° С устанавливается в бетоне через 34—40 мин после начала прогрева и держится до конца тепловой обработ­ ки, которая продолжается 2 часа. Все это время изделия не­ прерывно движутся одно за другим вместе с формующей лентой.

136

По окончании тепловой обработки в момент выхода изделий со стана прочность бетона достигает 50—60% марочной. Это позволяет снимать изделия со стана, не опасаясь их поврежде­ ния, и транспортировать на любые расстояния или сразу же после съема комплектовать из них различные конструкции зда­ ний. Расход пара на тепловую обработку 1 м3 железобетонных •изделий на прокатных станах составляет 200—250 кг/м3, а при поточно-агрегатном способе т— более 500 кг/м3.

Тепловая секция стана заканчивается открытым участком формующей ленты длиной 5000 мм. На этом участке изделия после выхода из-под накрывочной ленты остывают, продолжая двигаться с той же скоростью. Пройдя тепловую обработку и на­ брав достаточную прочность, изделия автоматически и последо­ вательно освобождаются от формующей ленты. При этом звенья формующей ленты переходят на звездочки приводного бараба­ на и меняют направление своего движения с горизонтального на наклонное. Благодаря этому звенья одно за другим отрыва­ ются от нижней поверхности изделия. Освободившись от изде­ лий, формующая лента, огибая приводной барабан, переходит в нижнюю ветвь, двигаясь ж натяжному барабану, а готовые из­ делия, продолжая горизонтальное движение, переходят на об­ гонный рольганг.

Механизация и автоматизация технологических процессов позволили исключить большое количество ручного труда при из­ готовлении железобетонных изделий на прокатном стане и до­ вести количество рабочих на одной установке до 7—8 человек в смену. Обслуживание установки в основном сводится к на­ блюдению за исправностью работы механизмов. Затраты труда на прокатном стане составляют в среднем 0,18 чел.-ч на 1 м2 изделия.

Для совершенствования вибропрокатной технологии на ста­ нах БПС-6 ДСК-1 исследован и внедрен целый ряд научнотехнических разработок: предварительный электро- и пароразогрев бетонной смеси, использование химических добавок, при­ менение двухзальных смесителей непрерывного действия с ра­ циональной формой смесительных лопастей, определение однородности бетона в изделиях с помощью радиоизотопного плотномера, применение диспергированной воды, отделка на­ ружных стеновых панелей методом «настрела» на полимерных связующих и др.

Предварительный электроразогрев при вибрационных воз­ действиях. Виброустановка * состоит из резонансного виброкон­ вейера длиной 5 и шириной 2 м, оборудованного пластинчаты­ ми электродами, прикрепленными к крышке. Бетонная смесь, перемещаясь по виброконвейеру под действием направленных

* Авторы А. И. Бирюков, Ю. Л. Воробьев, Б. А. Лишанский, Н. В. Ми­ хайлов.

137

колебаний (частота 435—600 кол!мин, амплитуда 5—8 мм), на­ гревается в электродной камере до температуры 80° С и укла­ дывается на формующую ленту прокатного стана.

Для контроля за температурой бетонной смеси в процессе ее вибрационного перемещения и оптимизации расхода элект­ роэнергии на нагрев применена система автоматического регу­ лирования напряжения, подводимого к электродной камере. Та­ кое регулирование в пределах от Ѳ--до 650 в осуществляется ин­ дукционным регулятором типа МА-195-118/60, который включа­ ется в сеть напряжением 6000 в. Виброконвейер оснащен пре­ дупредительной световой и звуковой сигнализацией, а его кор­ пус соединен с контуром заземления. Производительность установки — 15—18 м3/ч. За счет сокращения времени тверде­ ния до 3—5 ч установка может быть также использована для интенсификации процесса изготовления бетонных изделий на предприятиях сборного железобетона. На изготовление уста­ новки непрерывного электроразогрева ориентировочно расходу­ ется 8 т листовой стали 6= 5 мм и уголка 50X50 мм. Трудо­ емкость изготовления — 600 чел.-дней. Ожидаемый годовой экономический эффект — 117 209,5 руб.

•цемента.

Опыты показали, что при давлении пара 1,5 атм длительность разогрева смеси до 80—95° С составляет 3—3,5 мин, а при дав­ лении 2,5 атм — 1,5—2 мин. Использование предварительного пароразогрева смесей для изготовления панелей перекрытий марки 300 позволит сократить цикл термообработки.

Работы в этом направлении проводятся и на втором произ­ водстве ДСК-1 (на бывшем ДСК-2) в содружестве с Харьков­ ским институтом инженеров коммунального строительства.

Принципиальное отличие заключается в использовании пара в момент укладки бетонных смесей, что позволяет не только применять пар как теплоноситель, но и для устранения отрица­ тельного влияния пузырьков воздуха, вовлекаемого при формо­ вании.

Чтобы ускорить твердение бетонов и обеспечить работу вибропрокатных станов БСП-6 в проектных режимах, «а комбинате применяют х и м и ч е с к и е д о б а в к и — сульфатно-щелочной комплекс добавок из сульфата натрия и едкого натра, разрабо­ танный и исследованный комбинатом совместно с Харьковским институтом инженеров железнодорожного транспорта.

Введение химических добавок в бетонную смесь улучшает ее физико-химические свойства, дает возможность сократить вре-

138