Основы технологии сборных железобетонных изделии

Производство железобетонных изделий складывается из следующих основных процессов: приготовления бетонной смеси; изготовления арматурных элементов; формования изделий; твердения бетона; освобождения изделий из форм, их отделки, сборки и комплектования строительных деталей для повышения их заводской готовности.

Технологические процессы осуществляются на поточных линиях в перемещаемых или неподвижных формах. В первом случае формы при изготовлении изделий перемещаются от одного специализированного технологического поста (например, укладки и уплотнения бетонной смеси, натяжения арматуры и др.) к другому, а во втором случае формы в течение всего производственного процесса неподвижны, перемещается необходимое технологическое оборудование.

Изготовление изделий в перемещаемых формах осуществляется на поточно-агрегатных, полуконвейерных и конвейерных технологических линиях. Поточно-агрегатный способ производства предполагает формование изделий на установках - агрегатах, включающих формовочную машину (например, виброплощадку), бетоноукладчик и машину для укладки формы на формовочный пост (формоукладчик). Отформованные изделия перемещают в камеры твердения, а затем распалубливают и направляют на склад, а освободившиеся формы подготавливают к следующему циклу.

Этот способ получил широкое распространение, поскольку отличается гибкостью и возможностью быстрой переналадки при переходе от выпуска одного типа изделий к выпуску другого, а также требует сравнительно небольших капитальных затрат.

Конвейерный способ производства отличается от поточно-агрегатного делением технологического процесса на отдельные операции и определенным ритмом, т. е. одинаковой продолжительностью выполнения операций. Различают конвейеры шагового (тележечного) и непрерывного действия (пластинчатые, цепные и др.). К современным типам тележечных конвейеров по производству железобетонных изделий относятся вертикальные двухъярусные станы, на верхней ветви которых выполняются все операции по изготовлению изделий, а на нижней производится тепловая обработка; наклонно-замкнутые конвейеры, отличающиеся размещением камер тепловой обработки под полом цеха рядом с формовочной ветвью и др. Основным типом непрерывного конвейера является вибропрокатный стан, имеющий бесконечную стальную ленту, оснащенную устройствами для приготовления, формования и тепловой обработки бетонной смеси. Конвейерный способ позволяет создать мощный механизированный поточный процесс, он особенно эффективен при серийном выпуске однотипных изделий: стеновых панелей, панелей перекрытий, колонн и ригелей промышленных зданий и др.

При стендовом способе изделия изготавливают в неподвижных формах или на специально оборудованных стендах. Стендовая технология особенно целесообразна при изготовлении крупноразмерных и предварительно напряженных изделий, ее применяют также и в условиях полигонов, когда тепловая обработка осуществляется в напольных камерах или в термоформах. При стендовом производстве затруднена механизация и автоматизация технологических процессов, повышена трудоемкость. Продолжительность технологического цикла составляет обычно 1-2 сут.

Стендовый способ получил распространение при производстве многих конструкций энергетического строительства: несущих балок перекрытий, отсасывающих труб, водосбросов, пустотных водосливов и галерей, камер шлюзов, плит перекрытий спиральных камер турбин, труб, элементов каркаса машинных залов ГЭС и др.

Разновидностью стендового является кассетный способ производства, особенностью которого является формование изделий в вертикальном положении в стационарных разъемных групповых формах - кассетах. Кассетный способ производства распространен на заводах крупнопанельного домостроения.

К числу наиболее важных технологических переделов в производстве железобетонных изделий относятся формование и тепловая обработка.

Формование изделий включает подготовку форм (очистку, сборку, смазку), установку и натяжение арматуры, укладку, распределение в форме и уплотнение бетонной смеси, заглаживание поверхности, расформовку изделий после тепловой обработки. Формование изделий может производиться методами литья, виброобработки, прессования, укатки, трамбования, центрифугирования, различными комбинированными методами. Наиболее распространенными являются вибрационные методы формования.

В условиях заводской технологии набор бетоном необходимой прочности в приемлемые сроки достигается с помощью тепловой обработки, на долю которой приходится 70-80% времени всего цикла изготовления изделий и до 70% всей тепловой энергии.

Распространенным способом тепловой обработки бетона является пропаривание при атмосферном давлении и температуре до 100° С. Длительность пропаривания в большинстве случаев составляет 12-13 ч и колеблется от 2,5 до 24 ч. Наиболее характерные для технологии сборного железобетона тепловые агрегаты - ямные пропарочные камеры.

Свойства бетона, расходы тепловой энергии и цемента в значительной мере определяются режимом тепловой обработки, который включает предварительное выдерживание изделий до начала тепловой обработки, подъем температуры, изотермический прогрев и охлаждение. Предварительное выдерживание изделий колеблется от 1 до 8 ч и сокращается по мере ускорения темпа начального твердения бетона, введения добавок-ускорителей твердения. Скорость повышения температуры при пропаривании изделий в открытых формах составляет 15- 30° С/ч. Она практически не ограничивается при применении жестких закрытых форм.

Интенсивный набор прочности бетона идет в период изотермического прогрева длительностью от 4 до 10 ч в зависимости от В/Ц, вида и марки цемента, требуемого значения отпускной прочности бетона, равной 50-100% проектной марки. Оптимальная температура изотермического прогрева при применении портландцемента 80-85° С, шлако- и пуццоланового портландцементов 95-100° С.

Сокращение общей длительности тепловой обработки без перерасхода цемента достигается применением предварительно разогретых бетонных смесей, использованием быстротвердеющих цементов, созданием избыточного давления паровоздушной среды в камере пропаривания (0,01-0,03 МПа), контактным прогревом бетона в замкнутом пространстве, применением ускорителей твердения.

Тепловая обработка пропариванием имеет ряд недостатков: повышенный расход теплоты, неравномерность прогрева изделий с большой площадью поверхности, неблагоприятные санитарно-гигиенические условия и др. В значительной мере эти недостатки устраняются при электротермообработке бетона.