Технология железобетонных изделий

Производство железобетонных изделий включает в себя следующие основные технологические процессы: приготовление бетонной смеси, изготовление арматуры и армирование изделий, формование, тепловлажностную обработку и отделку лицевых поверхностей изделий.

Приготовление бетонной смеси. Бетонную смесь, как правило, приготовляют в бетоносмесительном цехе, расположенном в непосредственной близости от формовочных цехов.

Изготовление арматуры. Обычную ненапрягаемую арматуру в виде сварных сеток и каркасов изготовляют в арматурных цехах заводов железобетонных изделий. Поступающую на завод в мотках (бухтах) или прутках арматуру на специальных станках очищают от окалины и ржавчины, правят и режут на стержни заданной длины. Затем стержням гнутьем на станках придают требуемую форму. Отдельные стержни соединяют в сетки и каркасы контактной сваркой на многоточечных сварочных аппаратах. Готовые арматурные сетки и каркасы транспортируют в формовочные цеха завода, где их укладывают в заранее подготовленные формы.

Напрягаемую арматуру в виде отдельных стержней или пучков в формовочном цехе, на стендах и в формах предварительно (до бетонирования) натягивают при помощи гидравлических домкратов или электротермическим способом. Стенды и металлические формы имеют специальные упоры для закрепления натянутой арматуры, которая удерживается в натянутом состоянии до тех пор, пока уложенный в форму бетон не наберет определенной прочности, обеспечивающей надежное сцепление его с арматурой (обычно 20 МПа и более).

Формование изделий. Процесс формования железобетонных изделий состоит из следующих основных операций: очистки, сборки и смазки форм, укладки в форму арматуры, укладки в форму бетонной смеси и ее уплотнения.

Качество железобетонных изделий зависит в значительной мере от качества формы и, в частности, от точности ее размеров и жесткости.

Бетонная смесь поступает в приемный бункер бетоноукладчика, который подает ее в форму и разравнивает. Уплотнять бетонную смесь можно различными способами: вибрированием, вакуумированием, центрифугированием, прессованием, прокатом, трамбованием и т. д.

Наиболее распространен способ виброуплотнения, при котором используют стационарные виброплощадки, поверхностные и глубинные вибраторы. При уплотнении на виброплощадках (этот способ применяют чаще других) форму устанавливают на виброплощадку, и бетонная смесь быстро уплотняется за счет вибрации, создаваемой специальными механизмами. Хорошего уплотнения бетонной смеси достигают при комбинированной вибрации (например, снизу и сверху) или при сочетании вибрирования с последующим вакуумированием, способствующим отсосу излишней воды из бетонной смеси, а вместе с этим и повышению плотности и прочности бетона изделий.

При производстве некоторых видов полых изделий (трубы, опоры линий электропередач и т. д.) для уплотнения бетонной смеси применяют центрифугирование на центробежных станках-центрифугах.

Тепловлажностная обработка изделий. Для ускорения твердения бетона свежесформованные изделия подвергают тепловлажностной обработке. На заводах железобетонных изделий используют следующие виды тепловлажностной обработки бетона: пропаривание при нормальном давлении и температуре 70−100 0С, контактный обогрев при 100 0С, запаривание в автоклавах при 174−1900С и давлении0,8−1,2МПа, электропрогрев и др. Наиболее распространено пропаривание изделий при нормальном давлении.

Пропаривают изделия в камерах непрерывного или периодического действия. Камера непрерывного действия представляет собой туннель, в который с одной стороны на вагонетках непрерывно поступают сформованные изделия, а с другой стороны выходят изделия с уже затвердевшим бетоном. В процессе движения по камере изделия проходят зоны подогрева, изотермического прогрева и охлаждения. В каждой зоне поддерживается требуемый температурно-влажностный режим. При этом за 8−14 часов бетон изделий приобретает прочность, равную примерно 70% марочной.

Чаще всего устраивают камеры периодического действия ямного типа — ямы с кирпичными или бетонными стенами. Сверху каждую камеру закрывают съемной крышкой, снабженной водяным раствором, препятствующим потере пара.

Сформованные изделия, находящиеся в формах или на поддонах, загружают в камеру при помощи крана в несколько рядов по высоте. Камеру закрывают крышкой и через трубы с отверстиями в нее подают пар. Температура в камере постоянно повышается до максимальной, а изделия прогреваются на всю толщину. Затем дают экзотермическую выдержку, после которой изделия постепенно охлаждают. Продолжительность пропаривания изделия в этом случае 12−16 часов. 2].

В пропарочных полуавтоматических камерах ямного типа конструкции профессора Л. А. Семенова предусмотрена двухсторонняя подача пара. Сначала пар в течение 2−3 часов подают в камеру через нижние трубы, что обеспечивает предварительный прогрев изделий до 80−90 0С. Затем пар начинают вдувать только через верхние трубы. Образовавшаяся ранее паровоздушная смесь отжимается вниз и удаляется из камеры через отводную трубу, а вся камера заполняется чистым паром с температурой 100 0С. Изделия в среде чистого пара по всей высоте камеры нагреваются быстрее и равномернее. В данном случае продолжительность пропаривания сокращается до 8−10часов.

При контактном обогреве изделия твердеют за счет теплоты, получаемой от нагреваемых поверхностей форм, например, от стенок паровых отсеков кассет. Тонкостенные железобетонные изделия при контактном обогреве, не соприкасаясь с паром, быстро нагреваются до 100 0С.

При запаривании изделие помещают в автоклав, представляющий собой стальной цилиндр диаметром 2−3,6 м, длиной до 21 м со съемными крышками с обоих торцов. Внутри автоклава по всей его длине уложен узкоколейный путь, по которому продвигаются вагонетки с изделиями. В автоклаве создают давление насыщенного пара 0,8−1,2 МПа, при этом температура запариваемых изделий повышается до 174−190 0С. 2] При запаривании в течение 8−10 часов получают изделия с высокой прочностью и долговечностью. Автоклавной обработке подвергаются изделия, изготовленные на смешанном известково-песчаном и известково-шлаковом вяжущем, а также изделия, при изготовлении которых до 50% портландцемента было заменено молотым кварцевым песком. Широко используют также автоклавную обработку при производстве изделий из ячеистых бетонов. Среди других методов ускорения твердения бетона изделий следует назвать электропрогрев, прогрев инфракрасными лучами и др.

Отделка лицевых поверхностей изделий. В настоящее время большое внимание уделяется внешнему виду крупнопанельных зданий, совершенствуется технология индустриальной отделки наружных стеновых панелей. Основные требования к отделке лицевых (фасадных) поверхностей стеновых панелей состоят в следующем: хорошее декоративное (архитектурно-художественное) оформление, экономичность изготовления и эксплуатации, высокое качество и долговечность. Выполнение этих требований должно сочетаться с технологичностью операций по отделке и возможностью их осуществления в заводских условиях.

Различают несколько видов отделки фасадных поверхностей наружных стеновых панелей, выполняемых в заводских условиях: фактурная обработка поверхностного слоя конструктивного бетона, отделка цветными растворами и бетонами, отделка слоем песка, дробленого камня и стекла, облицовка керамическими и стеклянными плитками и др.

Эффективность того или иного вида отделки определяется совокупностью затрат при изготовлении и ожидаемых затрат на капитальный ремонт фасадных поверхностей за весь период эксплуатации жилых зданий.