Вироби для споруджень

Вироби для транспортного будівництва такі: 1) мостові конструкції - прольотні будівлі попередньо напружені з бетону класу не нижче В30, стояки опор мостів із бетону класу не нижче В25, морозостійкість бетону не менше F200; 2) плити покриттів доріг і аеродромів виготовляють із бетону класу В30, аеродромні плити попередньо напруженими, морозостійкістю не менше - F100-F150 у залежності від кліматичних умов; 3) шпали й опори контактної мережі електрифікованих залізниць, специфічні вироби залізничного будівництва. Опори являють собою вертикальний стояк висотою 10-15 м, до якого кріпиться консоль, яка служить підвіскою для проводу. Клас бетону опор не менше В30, морозостійкість F100-F200 у залежності від кліматичних умов. Для підвищення довговічності і жорсткості опори виготовляють попередньо напруженими.

Вироби гідротехнічного будівництва - балки і балочні плити перекриттів прольотом більш 6 м між бичками й утворення водозливних поверхонь гребель, для шпунта палів, балок естакад морських портів, фундаментні плити, підпірні елементи річкових набережних - виготовляють із бетону класу В25 і більш.

До бетону для гідротехнічних споруджень пред’являються підвищені вимоги за морозостійкістю, водонепроникністю і водостійкістю, а до виробів, що піддаються впливу потоків із великими швидкостями - зносостійкістю.

Вироби сільськогосподарського будівництва і загального призначення. Зі збірних залізобетонних конструкцій і деталей у сільських місцевостях будують житлові будинки, будинки машин тракторних станцій, тваринницькі ферми, силосні споруди, склади, теплиці та інші будівлі сільськогосподарського призначення. Вироби для сільськогосподарських споруд виготовляють із бетону класу не нижче В15; вироби для силосних траншей, ям і веж повинні мати захисний шар від дії органічних кислот.

Збірні залізобетонні конструкції і деталі для сільського будівництва не відрізняються від застосовуваних у цивільному і промисловому будівництві, але деякі споруди, наприклад, силосні вежі і бункера елеваторів, виконуються з деталей дещо іншої конструкції.

До виробів загального призначення відносять труби, паркани, стояки під світильники. Останні являють собою вироби, аналогічні за конструкцією розглянутим вище опорам для підвіски проводів.

Труби залізобетонні за своїм призначенням поділяють на безнапірні і напірні, призначені витримувати певний гідростатичний тиск. Безнапірні труби застосовують для улаштування каналізаційних зовнішніх мереж і напірних трубопроводів. Виготовляють їх центрифугуванням, вібруванням або пресуванням. Діаметр труб досягає 1200 мм і більш. До бетону для безнапірних труб пред'являють особливі вимоги у відношенні водонепроникності і корозійної стійкості під дією стічних вод.

У залізобетонних трубах із звичайним армуванням неможливо створити достатній гідростатичний тиск із тієї причини, що в бетоні стінок труб при цьому з'являються дрібні тріщини. Від утворення мікротріщин охороняє попередня напруга арматури. Застосування попередньої напруги арматури дає можливість улаштовувати напірні водоводи із залізобетонних труб, що дозволяє в 5-10 разів зменшити витрату металу й у 1,5-2 рази знизити вартість водоводів.

9.3. Арматура та арматурні роботи

У заводському виробництві на частку арматури припадає біля 20% собівартості залізобетонних виробів, тому питання організації арматурних робіт на заводах збірного залізобетону є найважливішими й у технічному, і в економічному відношеннях.

Розрізняють армування залізобетонних виробів ненапружене (звичайне) і попередньо напружене.

Ненапружене армування здійснюється за допомогою плоских сіток і просторових (об'ємних) каркасів, виготовлених із сталевих стержнів різноманітного діаметра, зварюваних між собою в місцях перетинань. У залізобетоні розрізняють арматуру тримальну (основну) і монтажну (допоміжну). Крім цих видів арматури застосовують петлі і гаки, необхідні при навантажувальних роботах, а також закладні частини кріплення і зв'язку збірних елементів між собою.

Напружене армування - створення в бетоні по всьому перетині або тільки в зоні розтягувальних напруг попереднього обтиснення, і розмір якого перевищує напругу розтягу, які виникають у бетоні при експлуатації. Звичайно попереднє обтиснення бетону 5-6 МПа, а при виготовленні залізобетонних напірних труб 10-12 МПа. Обтиснення бетону, як відзначалося вище, здійснюють силами пружної післядії натягнутої арматури. Це досягається силами зчеплення арматури з бетоном або за допомогою анкерних пристроїв.

При виготовленні попередньо напружених виробів користуються одноосьовим обтисненням бетону окремими стержнями або пучками дротів, що розташовуються у виробі уздовж його поздовжньої осі, і об'ємним обтисненням шляхом навивання напруженого дроту в двох або декількох напрямках. Можна навивати дріт і на готовий виріб із наступним захистом арматури шаром бетону.

Формування залізобетонних виробів

Задача технологічного комплексу формування виробів полягає в одержанні щільних виробів заданих форми і розмірів, що забезпечується застосуванням відповідних форм, а їхня висока щільність досягається ущільненням бетонної суміші. Комплекс технологічних операцій процесу формування може бути умовно розділений на дві групи: перша включає операції по виготовленню і підготуванню форм (очищенню, змащуванню, складанню), друга - ущільнення бетону виробів і одержання їх заданої форми.

9.4. Технологія виготовлення збірних залізобетонних виробів і конструкцій

Технологічний процес виробництва збірних бетонних і залізобетонних виробів складається з ряду самостійних операцій, що об'єднуються в окремі процеси. Операції умовно поділяють на основні, допоміжні і транспортні.

До основних операцій відносять готування бетонної суміші, включаючи підготування складових матеріалів; виготовлення арматурних елементів і каркасів; формування виробів, куди входить їхнє армування; теплове опрацювання відформованих виробів, звільнення готових виробів від форм і підготування форм до чергового циклу; оздоблювання й опрацювання поверхні деяких видів виробів і т.п.

Крім основних технологічних операцій на кожному етапі роблять допоміжні операції: одержання і подачу пари і води, стиснутого повітря, електроенергії, складування сировинних матеріалів, напівфабрикатів і готової продукції, поопераційний контроль і контроль якості готової продукції та ін., необхідні для виконання основних операцій.

До транспортного відносять операції по переміщенню матеріалів, напівфабрикатів і виробів без зміни їх стану і форми.

Устаткування, використовуване для виконання відповідних операцій, називають відповідно основним (технологічним), допоміжним і транспортним.

На заводах збірного залізобетону прийняті потокові методи організації технологічного процесу, сутність яких полягає в тому, що весь процес розчленовується на окремі операції, які виконуються в суворій послідовності на визначених робочих місцях, оснащених спеціалізованим устаткуванням.

Виконання комплексу основних технологічних операцій виготовлення збірного залізобетону здійснюється за трьома принциповими схемами: стендовою, потоково-агрегатною і конвеєрною.

При виготовленні виробів у формах, які не переміщуються, усі технологічні операції, від підготування форм до розпалубки готових отверділих виробів, здійснюються на одном місці. До цього способу відноситься формування виробів на плоских стендах або матрицях, у касетах.

При виготовленні виробів у формах, які переміщуються, окремі технологічні операції формування або окремий комплекс їх провадяться на спеціалізованих постах. Форма, а потім виріб разом із формою переміщуються від поста до поста в міру виконання окремих операцій. У залежності від ступеня розчленованості загального технологічного процесу формування за окремими постами розрізняють конвеєрний, якій має найбільшу розчленованість, і потоково-агрегатні способи. Останній відрізняється тим, що ряд операцій - укладка арматури і бетонної суміші, ущільнення - виконуються на одному посту. При конвеєрному способі більшість операцій виконується на відповідних постах, що утворюють у сукупності технологічну лінію.

При стендовій технології мають місце великі витрати праці, але мінімальні питомі капіталовкладення. Для конвеєрної технології при меншій трудомісткості питомі капіталовкладення максимальні, а для агрегатної технології сполучаються невеликі витрати праці з порівняно низькими питомими капітальними вкладеннями.

При виборі технологічної схеми виробництва цеху формування і пропарювання необхідно враховувати номенклатуру вироблюваних виробів і обсяги виробництва, обумовлені раціональним радіусом перевезення готової продукції.

Способи ущільнення бетонної суміші

Одне з найважливіших властивостей бетонної суміші - спроможність пластично розтікатися під дією власної маси або прикладеного до неї навантаження. Це і визначає порівняльну легкість виготовлення з бетонної суміші виробів найрізноманітнішого профілю і можливість застосування для її ущільнення різноманітних способів. Можливі також і інші способи ущільнення жорстких сумішей - трамбування, пресування, прокат.

Рухливі суміші легко й ефективно ущільнюються вібрацією. Застосування ж стискальних видів ущільнення - пресування, прокату, а також і трамбування - для таких сумішей непридатне. Під дією значних пресувальних зусиль, або часто повторюваних ударів трамбівки суміш буде легко випливати з-під штампа або розприскуватися трамбівкою.

Литі суміші спроможні ущільнюватися під дією власної маси. Для підвищення ефекту ущільнення їх іноді піддають короткочасній вібрації.

Розглянемо коротко сутність приведених вище способів ущільнення бетонних сумішей.

Вібрування - ущільнення бетонної суміші в результаті подавання їй часто повторюваних змушених коливань. У кожний момент струшування частки бетонної суміші знаходяться ніби в підвішеному стані і порушується зв'язок їх з іншими частками. При наступній дії сили поштовху частки під власної масою падають і займають при цьому більш вигідне положення.

Другою причиною ущільнення бетонної суміші при вібруванні є властивість переходити в тимчасово текучий стан під дією прикладених до неї зовнішніх сил, що називається тиксотропністю. Будучи в рідкому стані, бетонна суміш при вібруванні починає розтікатися, набуваючи конфігурацію форми.

Високий ступінь ущільнення бетонної суміші вібруванням досягається застосуванням устаткування незначної потужності. Наприклад, бетонні масиви місткістю декілька кубометрів ущільнюють вібраторами з потужністю приводу усього 1-1,5 кВт.

На якість віброущільнювання впливають не тільки параметри роботи вібромеханізма (частота й амплітуда), але також тривалість вібрування. Для кожної бетонної суміші в залежності від її рухливості існує своя оптимальна тривалість віброущільнення, до якої суміш ущільнюється ефективно, а понад котру витрати енергії зростають у значно більшому ступені, ніж відбувається ущільнення суміші. Подальше ущільнення взагалі не дає приросту щільності.

Природно, що тривале вібрування невигідно в економічному відношенні: зростають витрати електроенергії і трудомісткість, знижується продуктивність формувальної лінії.

Віброущільнення бетонної суміші роблять переносними і стаціонарними вібромеханізмами. Застосування переносних вібромеханізмів у технології збірного залізобетону обмежено. Їх використовують в основному при формуванні великорозмірних масивних виробів на стендах. У технології збірного залізобетону на заводах, що працюють по потоково-агрегатній і конвеєрній схемах, застосовують віброплощадки. Віброплощадки відрізняються великою розмаїтістю типів і конструкцій вібраторів - електромеханічні, електромагнітні, пневматичні; характером коливань - гармонійні, ударні, комбіновані; формою коливань - кругові спрямовані - вертикальні, горизонтальні; конструктивними схемами столу - із суцільною верхньою рамою, що утворить стіл з одним або двома вібраційними валами, і зібрані з окремих віброблоків, у цілому являє собою загальну вібраційну площину, на якій розташовується форма з бетонною сумішшю.

Центрифугування - ущільнення бетонної суміші в результаті дії відцентрових сил, що виникають у ній при обертанні. Для цієї цілі застосовують центрифуги (мал. 11.2.), що являють собою форму трубчастого перетину, якій в процесі ущільнення повідомляється обертання до 600-1000 хв. Завантажена у форму бетонна суміш (обов'язково рухливої консистенції) під дією відцентрових сил, що розвиваються при обертанні, притискається до внутрішньої поверхні форми й ущільнюється при цьому.

Спосіб центрифугування порівняно легко дозволяє одержувати вироби з бетону високої щільності, міцності (40-60 МПа) і довговічності. Способом центрифугування формують труби, опори ліній електропередач, стійки під світильники.

При вакуумуванні в бетонній суміші створюється розрідження до 0,07-0,08 МПа і повітря, утягнене при її готуванні й укладці у форму, а також трохи води видалиться з бетонної суміші під дією цього розрідження: місця, що звільнилися при цьому, займають тверді частки і бетонна суміш набуває підвищеної щільності. Вакуумуванню піддають переважно масивні конструкції для надання поверхневому шару їх особливо високої щільності У технології збірного залізобетону вакуумування практично не знаходить застосування.

Твердіння залізобетонних виробів

Твердіння відформованих виробів - заключна операція технології виготовлення залізобетону, у процесі якої вироби набувають необхідної міцності. Відпускна міцність може дорівнювати класу бетону або менше його. Так, міцність бетону виробів при відвантаженні споживачу має бути не менше 70% проектної (28-добової) міцності для виробів із бетону на портландцементі або його різновидах і 100% - для виробів із силікатного (вапняно-піщаного) або ніздрюватого бетону. Проте для залізничних шпал відпускна міцність повинна перевищувати 70% і для прольотних будівель мостів - 80% від класу. При цьому мається на увазі, що відсутню до проектної міцність вироби наберуть у процесі їх транспортування і монтажу і до моменту завантаження експлуатаційним навантаженням міцність їх буде не нижче проектної.

У залежності від температури середовища розрізняють три принципових режими твердіння виробів: нормальний при температурі 15-20 С; тепловологове опрацювання при температурі до 100 С і нормальному тиску; автоклавне опрацювання - пропарювання при підвищеному тиску (0,8-1,5 МПа) і температурі 174-200 С Незалежно від режиму твердіння відносна вологість середовища має бути близькою до 100%.

Нормальні умови твердіння досягаються в природних умовах без витрат тепла. У природних умовах вироби досягають відпускної 70%-ної міцності протягом 7-10 діб, тоді як при штучному твердінні - пропарюванні або автоклавній обробці - ця міцність досягається за 10-16 год. Відповідно при цьому знижується потреба у виробничих площах, обсязі парку форм, скорочується тривалість оборотності засобів. Вже є бетони, що протягом однієї доби при нормальних умовах твердіння одержують до 40-50% проектної міцності. Це досягається застосуванням високоміцних цементів, які швидкотверднуть, жорстких бетонних сумішей, інтенсивного ущільнення вібрацією з додатковим вантажем, застосуванням добавок - суперпластифікаторів, прискорювачів твердіння, віброактивізації бетонної суміші перед формуванням, застосуванням гарячих бетонних сумішей.

Тепловологове опрацювання при нормальному тиску може здійснюватися кількома способами: пропарюванням у камерах; електропідігрівом; контактним обігрівом; обігрівом променистою енергією; тепловим опрацюванням виробів у газоповітрянім середовищі; гарячим формуванням. Серед приведеної розмаїтості техніко-економічна перевага поки залишається за пропарюванням у камерах періодичної і безперервної дії, а також у середовищі продуктів згорання природного газу.

Застосування жорстких бетонних сумішей, з низьким початковим водовмістом, дозволяє на 15-20% зменшити тривалість пропарювання. Якщо врахувати, що додаткові витрати енергії і праці на формування жорстких сумішей не перевищують 10-15% і компенсуються зниженням витрати цементу при цьому, то економічна доцільність застосування жорстких сумішей стає очевидною й у даному випадку.

Вироби з легких бетонів, що повільно прогріваються через їх підвищені теплоізоляційні якості, потребують і більш тривалого режиму тепловологового опрацювання.

Електропрогрівання виробів за своїми технічними властивостями і санітарно-гігієнічними умовами виробництва має переваги перед усіма іншими способами. Гальмують його розвиток усе ще висока вартість електроенергії. Витрата електроенергії при електротермічному опрацюванні бетону в середньому становить 80-100 кВтг на 1 м³ виробів. Електропрогрівання виробів досягається шляхом проходження змінного струму через бетон.

Напругу струму на початку електропрогріву приймають рівним 65-90 В, а наприкінці - до 150-220 В. В міру отвердіння електропровідність бетону знижується і для проходження через нього електричного струму потрібна велика напруга.

Контактний обігрів виробів досягається шляхом безпосереднього їх контакту з нагрівальними приладами, наприклад, обігріваними стінками форми, основою стенда. При цьому виріб щільно вкривають, щоб попередити втрати випаровуваної з нього вологи, у навколишнє середовище.

Як теплоносій застосовують гостру пару, гарячу воду, нагріту олія. Найбільш ефективно використання контактного обігріву тонкостінних виробів при достатній їх герметизації.

Температурне опрацювання в термобасейнах застосовується в тому випадку, коли потрібно одержати виріб високої щільності і водонепроникності (труби, покрівельні матеріали). Твердіння в гарячій воді - найсприятливіший у цьому відношенні режим. Попередньо отверділі вироби поміщають у басейн із гарячою водою і витримують у ньому до придбання необхідної міцності.

Автоклавне опрацювання. Швидкість більшості хімічних реакцій, у тому числі і взаємодія цементу з водою, що забезпечує твердіння бетону, зростає з підвищенням температури, і тим вона більше, чим вище температура. Крім того, для твердіння бетону необхідне вологе середовище. Сполучення цих двох чинників успішно досягається при опрацюванні виробів парою високого тиску. З підвищенням тиску відповідно зростає температура насиченї пари; при 100%-ній відносній вологості середовища температуру вище 100°С одержати не можна. Понад цю температуру відносна вологість середовища буде менше 100%, і розташовані в ній бетонні вироби почнуть висихати.

Найпоширеніший режим автоклавного опрацювання: тиск пари 0,8-1,5 МПа, температура насиченої пари 170-200°С. При такому режимі одержують вироби з проектною міцністю бетону протягом 8-10 годин, що дає великий техніко-економічний ефект.

Важливою перевагою автоклавного опрацювання бетону є таке: при високотемпературних умовах пісок, будучи інертним при нормальній температурі і пропарюванні, стає активним, енергійно взаємодіє з вапном і забезпечує одержання бетону міцністю 20 МПа і більш. Це дозволяє широко використовувати дешеві безцементні вапняно-піщані бетони для виготовлення способом автоклавного опрацювання міцних, водостійких і довговічних виробів.

Широко застосовуються автоклави при виробництві виробів із ніздрюватих бетонів.

9.5. Правила приймання, перевезення і збереження залізобетонних виробів

Приймання залізобетонних виробів здійснюється партіями, що складаються з однотипних виробів, виготовлених по одній технології протягом не більш 10 діб.

У процесі приймання зовнішнім оглядом перевіряють зовнішній вигляд виробів, відзначають наявність тріщин, раковин та інших дефектів. Потім за допомогою вимірювальних лінійок і шаблонів перевіряють відповідність форми і габаритні розміри виробів.

При прийманні виробів визначають і міцність бетону, що встановлюють за результатами випробування контрольних зразків і шляхом випробування готових виробів. Контрольні зразки з ребром 10, 15 і 20 см виготовляють у металевих роз’ємних формах у кількості не менше 3 шт і не рідше одного разу на зміну, а також для кожного нового складу бетонної суміші.

Зразки повинні твердіти в однакових умовах із виробами. Границю міцності бетону визначають шляхом випробування зразків на гідравлічних пресах і обчисляють як середнє арифметичне значення результатів випробування трьох зразків.

Випробування готових залізобетонних виробів на міцність, жорсткість і тріщиностійкість здійснюють відповідно до Держстандарту. Добір виробів для випробувань роблять у кількості 1 % від кожної партії, але не менше 2 шт., якщо в партії менше 200 виробів. Випробування виконують на спеціальних випробувальних стендах: конструкцію навантажують гідродомкратами, штучними вантажами або підоймовими пристосуваннями. Критерієм міцності є навантаження, при якому виріб утрачає свою тримальну спроможність (руйнується).

Останнім часом для визначення міцності бетону в конструкціях користуються методами, що не руйнують вироби, фізичними і механічними. До фізичних методів відносяться ультразвукові і радіометричні. Механічні методи засновані на визначенні розміру пружній або пластичної деформації. У першому випадку міцність бетону оцінюють за розміром пружної відскоку від поверхні бетону; у другому міцність бетону характеризується розміром відбитка наконечника на поверхні бетону. Прилади цієї групи одержали широке застосування в будівництві.

Дата добавления: 2014-01-07