книги / Строительные материалы

камере, где осуществляется интенсивный прогрев изде­ лий паром, специальными подогревателями или инфра­ красными лампами. На нижнем ярусе происходит окон­ чательное твердение бетона (рис. 8.13).

Третья схема — вибропрокат — изготовление изделий методом непрерывного формования на станах конструк­ ции Н. Я- Козлова. Стаи 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 автоматизи­ рованный способ производства сборного железобетона. Часовая производительность стана достигает 80 М2 па­ нелей. Однако при этом способе затруднен переход на выпуск новых видов изделий; стоимость изделий выше, чем при их изготовлении другими способами.

При изготовлении 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.

2. Армирование изделий

Ненапряженное армирование осуществляется с по­ мощью плоских сеток и пространственных (объемных) каркасов, изготовленных из стальных стержней, сварен­ ных между собой в местах пересечений. В железобетоне различают арматуру несущую (основную) и монтажную (вспомогательную). Несущая арматура располагается в местах изделия, в которых под нагрузкой возникают растягивающие напряжения; арматура воспринимает их. Монтажная арматура располагается в сжатых или нена­ пряженных участках изделия. Кроме этих видов армату­ ры, применяют петли и крюки, необходимые при погру­ зочных работах, а также закладные части для крепления и связи сборных элементов между собой.

Наименьшие трудовые затраты на армирование изде­ лий и конструкций будут при применении арматурных каркасов наибольшей степени готовности, т. е. состоя­ щих не только из основной арматуры, но и из вспомога­ тельной с приваренными петлями, крюками, закладны­ ми деталями. В этом случае армирование сводится к ус-

тановке готового арматурного каркаса в форму и к его закреплению.

Арматурные сетки и каркасы изготовляют в арматур­ ном цехе, оборудованном резательными, гибочными и сварочными аппаратами. Процесс производства строит­ ся по принципу единого технологического потока, начи­ ная от подготовки арматурной стали до получения гото­ вого изделия.

Изготовление ненапрягаемой арматуры. Стержневую арматурную сталь диаметром до 10 мм поставляют на завод в мотках (бухтах), а диаметром 10 мм и более — в прутках длиной 6—12 м или мерной длины, оговарива­ емой в заказах. Арматурную проволоку поставляют в мотках, причем каждый моток состоит из одного отрезка проволоки.

Изготовление арматуры складывается из следующих операций: подготовки проволочной и прутковой стали — чистки, правки, резки, стыкования, гнутья; сборки сталь­ ных стержней в виде плоских сеток и каркасов; изготов­ ления объемных арматурных каркасов, включая привар­ ку монтажных петель, закладных частей, фиксаторов.

Прутковую арматурную сталь разрезают на стержни заданной длины, а также стыкуют сваркой в целях уменьшения отходов. Стыкуют стержни посредством стыковой электросварки и только в отдельных случаях при использовании стержней больших диаметров приме­ няют дуговую сварку. Контактную стыковую сварку осуществляют методом оплавления электрическим током торцов стержней в местах их будущего стыка. При этом стержни сильно сжимают и сваривают между собой.

При изготовлении монтажных петель, хомутов и дру­ гих фигурных элементов арматуры прутковую и прово­ лочную арматурную сталь после разрезки подвергают гнутью.

Сборку сеток и каркасов из стальных арматурных стержней производят посредством точечной контактной электросварки. Такую сварку осуществляют с помощью специальных сварочных аппаратов. Они отличаются мощностью трансформатора, количеством одновременно свариваемых точек (одно- и многоточечные), характе­ ром используемых устройств для сжатия свариваемых стержней. Сварочные машины позволяют создавать в комплексе с другими машинами и установками поточные автоматические линии изготовления плоских сеток как

Изготовление предварительно напрягаемой арматуры.

При изготовлении предварительно напряженных изделий необходимо создать в бетоне по всему сечению или толь­ ко в зоне растягивающих напряжений предварительное обжатие, величина которого должна превышать напря­

труб 10—12 МПа. Обжатие достигается силами упруго­ го последействия натянутой арматуры, которые переда­ ются бетону за счет сцепления арматуры с ним или с по­ мощью анкерных устройств.

Для обжатия бетона упругие деформации применяе­ мой арматурной стали должны составлять 85—90 % пре­ дела ее текучести, а для углеродистых сталей, не имею­ щих четко выраженного предела текучести, 65—70 % предела прочности на разрыв.

В качестве основной напрягаемой арматуры приме­ няют проволочную и прутковую арматурные стали, а в

делий пользуются одноосным обжатием бетона отдель­ ными стержнями или пучками проволок, располагаемых в изделии вдоль его продольной оси, и объемным обжа­ тием путем навивки напряженной проволоки в двух или нескольких направлениях. Можно навивать проволоку и на готовое изделие с последующей защитой арматуры слоем бетона.

Арматурные элементы, применяемые в конструкциях, состоят из арматуры, устройств для закрепления арма­ туры при натяжении и приспособлений для сохранения проектного расположения отдельных стержней и прово­ лок, из которых комплектуется арматурный элемент. Конструкция устройств для закрепления арматуры свя­ зана с технологией изготовления арматурного элемента и с типом машин и приспособлений для натяжения. При­ меняют Два вида этих устройств — зажимы и анкеры. В свою очередь, зажимы и анкеры подразделяют по спо­ собу закрепления арматуры на клиновые, плоские, кони­ ческие, волновые, петлевые, резьбовые, шпоночные и глухие, в которых концы арматурных пучков опрессовываются в обойме из мягкой стали. Все приведенные уст-

ройства, за исключением резьбовых, применяют для За­ крепления круглых стержней и стержней периодического профиля.

Для захвата и закрепления стержневой арматуры применяют наконечники с винтовой нарезкой или различ­ ные «клиновидные сухари» с профилем, обратным про­ филю натягиваемой арматуры. Прогрессивной конструк­ цией зажимных устройств являются групповые зажимы, применяемые при предварительной механизированной сборке проволочных пакетов. Зажимы применяются для закрепления каждого стержня, нити проволоки или груп­ пы их.

Анкеры для проволочных пучков различают по спо­ собу натяжения и закрепления концов. Для закрепления пучков применяют два типа анкеров: конический с на­ тяжением арматуры домкратом двойного действия и гильзовый с натяжением арматуры стержневым домкра­ том.

Передачу предварительного напряжения арматуры на бетон осуществляют тремя способами: первый — по­ средством сцепления арматуры диаметром 2,5—3 мм с бетоном; при большем диаметре арматуры сцепление достигается устройством вмятин на поверхности проволо­ ки или свивкой прядей из двух-трех проволок, либо при­ менением арматуры периодического профиля; второй — посредством сцепления арматуры с бетоном, усиленного анкерными устройствами; третий — посредством переда­ чи усилий натяжения на бетон через анкерные устройст­ ва на концах арматурного элемента без учета сцепления арматуры и бетона.

Способы натяжения арматуры подразделяют на ме­ ханические и электротермические. При механическом способе арматура растягивается осевой нагрузкой, созда­ ваемой домкратами. Сначала арматуру натягивают до усилия, равного 50 % проектного напряжения, при этом производят осмотр зажимных устройств и расположения арматуры. Затем натяжение арматуры доводят до зна­ чения, превышающего на 10% проектное натяжение, но не более 85 % предела прочности проволоки при растяжении, и в таком состоянии выдерживают в течение 5 мин, после чего натяжение снижают до проектной величины. Отпуск напряженной арматуры (обжатие бетона) производят после достижения бетоном

изделия необходимой прочности и проверки заанкеривания концов проволоки в бетоне. Фактическую прочность бетона определяют испытанием контрольных образцов. Прочность бетона по времени отпуска арматуры состав­ ляет обычно 70 % проектной прочности. Отпуск натяже­ ния на стендах осуществляется постепенно, в два-три этапа. Разгрузку натянутых проволок при невозможнос­ ти постепенного отпуска натяжения производят симмет­ рично относительно оси поперечного сечения с числом одновременно разрезаемых проволок не более 10—15 % общего числа проволок. При механическом способе ар­ матуру натягивают, как правило, на специальных стен­

дах.

Электрический способ не требует дорогостоящего оборудования (домкратов) и менее трудоемок. Такой спо­ соб применяют для натяжения стержневой арматурной стали класса А-Ш, проволочной и прядевой арматуры из высокопрочной стальной проволоки, холоднотянутой, периодического профиля диаметром 4—5 мм и семипро­ волочной проволоки.

Для натяжения арматуры электротермическим спосо­ бом применяют установки с последовательным и одно­ временным натяжением нескольких стержней. Кроме то­ го, установки могут быть с нагревом стержней вне фор­ мы или непосредственно в ней. На установке для электронагрева стержневой арматуры вне формы (рис. 8.15) можно нагревать три-четыре арматурных стержня диаметром 12—14 мм, что соответствует числу стержней в изделии. Установка состоит из двух контактных опор (неподвижной и подвижной) и средней поддерживающей. Каждый контакт имеет две губки: токопроводящую и прижимную. Нагрев стержней контролируется по их удлинению автоматически. Нагретые стержни снимают с установки и укладывают в упоры форм, которые препят­ ствуют укорочению стержня при его охлаждении. После бетонирования конструкции и твердения бетона армату­ ру освобождают от упоров и усилие натяжения армату­ ры передается на бетон.

Непрерывное механическое и электромеханическое натяжения арматуры сводится к тому, что проволоку, предварительно напряженную до заданной величины, ук­ ладывают на поддон формы в соответствии с принятой схемой армирования. Фиксация натянутой проволоки производится навивкой ее вокруг штырей, расставленных

Рис. 8.15. Установка для элсктронагрева стержневой арматуры вне формы

1 — неподвижная опора; 2 — пнсвмоцилнмдр; 3 — прижимная губка; 4 — токо­ проводящая губка; 5 — средняя опора; 6 — нагреваемые стержни; 7 — подвиж­ ная опора; 8 — конечный выключатель

по периметру поддона или стенда. Усилие от натяже­ ния арматуры передается через штыри на стенд или фор­ му до затвердевания бетона в изделии. После достиже­ ния бетоном необходимой прочности проволока обреза­ ется и усилие натяжения передается с арматуры на бе­ тон. Арматура может располагаться продольно или по­ перечно по отношению к оси изделия, перекрестно или по диагонали. Бетон в изделии получает двух-, трехслой­ ное и даже объемное предварительное обжатие.

Преимуществом непрерывного армирования является возможность комплексной механизации и автоматизации технологического процесса. Непрерывная навивка и на­ тяжение проволоки производится на нескольких типах машин: с поворотным столом-платформой, с поворотной траверсой, с продольно-поперечным перемещением ка­ ретки и неподвижным поддоном (контуром), с возврат­ но-поступательным движением каретки и вращающимся сердечником или контуром. Основные узлы каждой .та­ кой машины: узел размотки бухт и подачи проволоки с заданным натяжением; узел перемещения поддона или подающего ролика; узел укладки проволоки на штыри или на сердечник по заданной схеме.

3. формование изделий

Для формования железобетонных изделий применяют, как’правило, металлические формы. Эти формы выдер­ живают до 1000 оборотов и наилучшим образом соответ­ ствуют требованиям, предъявляемым к формам для из­ готовления железобетонных изделий: достижение задан­ ных размеров изделий, сохранность их в процессе последующих технологических операций; простота сбор­ ки и разборки; высокая жесткость, исключающая дефор­ мацию изделий при изготовлении и транспортировании.

Недостаток металлических форм — их высокая метал­ лоемкость. Удельная металлоемкость форм зависит от вида формуемых изделий и схемы организации производ­ ства. Наименьшая металлоемкость при стендовой техно­ логии 0,3—0,5 т/м3 объема выпускаемых изделий, при поточно-агрегатной схеме 1—3 т/м3, при конвейерной 6—8 т/м3. Минимальную металлоемкость достигают ра­ циональной конструкцией форм.

Перед укладкой в форму арматурного каркаса и бе­ тонной смеси форму очищают, собирают и смазывают специальными составами, препятствующими сцеплению бетона с металлом формы. Правильный выбор смазки имеет важное значение для качества изделий и сохран­ ности форм. Смазка должна хорошо удерживаться на по­ верхности формы в процессе укладки, уплотнения, тепло­ влажностной обработки бетонной смеси, создавать воз­ можность ее механизированного нанесения (распылени­ ем), не портить внешний вид изделия. Для смазки обыч­ но используют масляные эмульсии с добавкой кальцини­ рованной соды; смесь солярового (75%) и веретенного (25%) масел, смесь машинного масла (50 %) и керосина (50 %.) и др.

Формование изделий проводят после установки в формы арматурного каркаса. Процесс формования вклю­ чает укладку бетонной смеси в форму и ее уплотнение. Укладку бетона в формы производят бункерами, бетоно­ укладчиками или бетонораздатчиками. Бункера с бе­ тонной смесью транспортируют к постам формования и 'разгружают в подготовленную форму или отсек кассеты.

В бетонораздатчиках бункера устанавливают на са­ моходной раме, которая передвигается над формуемым изделием. Бетоноукладчики не только выдают смесь в

форму, но и разравнивают ее. Для этого их оборудуют бункерами, способными передвигаться в поперечном н а ­ правлении, или оснащают дополнительными устройст­ вами, распределяющими смесь по форме. При отделке изделий непосредственно на формовочном посту уклаДчики снабжают отделочными навесными устройствамиУкладку смеси производят при высоте падения в гори­ зонтально расположенную форму не более 1 м.

Основным способом уплотнения бетонной смеси при производстве сборного железобетона является вибриро­ вание. При изготовлении отдельных видов изделий При­ меняют прессование, прокат, штампование, трамбование, центрифугирование, набрызг. Иногда используют одно­ временно два способа, например уплотняют бетонную смесь вибропрокатом, виброштампованием или вибровакуумированием.

Высокая степень уплотнения бетонной смеси вибриро­ ванием достигается при применении оборудования не­ значительной мощности. Например, бетонные массивы в несколько кубометров уплотняют вибраторами с мощ­

ностью всего 1 —1,5 кВт.

Способность бетонных смесей переходить временно в текучее состояние под действием вибрации зависит от подвижности смеси и скорости перемещения ее частиц относительно друг друга. Подвижные смеси легко пере­ ходят в текучее состояние и требуют небольшой скорос­ ти перемещения. Но с увеличением жесткости (уменьше­ нием подвижности) бетонная смесь все более утрачивает это свойство или требует соответствующего увеличения скорости колебаний, т. е. необходимы более высокие за­ траты энергии на уплотнение.

При постоянной частоте колебаний вибромеханизма (для большинства виброплощадок 3000 кол/мин) изме­ нение скорости колебаний может быть достигнуто изме­ нением амплитуды. Практика показала, что подвижные бетонные смеси эффективно уплотняются при амплитуде колебаний 0,3—0,35 мм, а жесткие 0,5—0,7 мм.

На качество виброуплотнения оказывают влияние не только параметры работы вибромеханизма (частота И амплитуда), но также продолжительность вибрирования.. Для каждой бетонной смеси в зависимости от ее подвйЖг ности существует своя оптимальная продолжительность виброуплотнения, до которой смесь уплотняется эффек­ тивно; выше этой продолжительности затраты энергии