Пластические массы

Изготовление железобетонных конструкций

Изготовление сборных или монолитных железобетонных конст­рукций включает следующие основные операции: армирование, при­готовление бетонной смеси, укладка бетонной смеси и ее уплотне­ние, твердение.

Армирование

Армирование железобетонных конструкций осуществляют от­дельными стержнями, сетками, пространственными каркасами, про­волокой. Стержневую горячекатаную арматуру изготовляют гладкой (класс А-I) или периодического профиля (классов A-II, А-ІД, A-IV и А-V) (рис. 20.1). Лучшими характеристиками обладает горячеката­ная арматура периодического профиля классов Ат-IV, At-V и Ат - VI, подвергнутая термическому упрочнению. При обозначении класса такой арматурной стали к индексу «А» добавляют индекс «т», стали для конструкций, используемых в районах Севера, —

454

«с», например Ат-ІІІс. Сталь с повышенной стойкостью против кор­розионного растрескивания обозначают A-IVK-AVIK, термически обработанную свариваемую сталь — АІІІС, AIVC. Арматурная хо­лоднотянутая проволока также может изготовляться гладкой (клас­сов В-I и В-ІІ) либо периодического профиля (классов Bp-І и Вр-11). Высокопрочная проволока класса В-ІІ намного превосходит обык­новенную класса В-I по механическим свойствам. В последнее вре­мя в железобетонных конструкциях в качестве ненапрягаемой арма­туры предпочтение отдают стержневой арматурной стали классов А-ІІІ и Ат-IVC, а также арматурной проволоке Bp-І. К эффективным видам напрягаемой арматуры относятся стержневая арматурная сталь классов A-V, A-V1, Ат-V и Ат-VI, высокопрочная проволока и получаемые из нее арматурные канаты.

Изготовление железобетонных конструкций

б)

Изготовление железобетонных конструкций

Изготовление железобетонных конструкций

е)

б)

Изготовление железобетонных конструкций

Изготовление железобетонных конструкций

Изготовление железобетонных конструкций

Рис. 20.1. Виды арматуры: а) гладкая стержневая; б) гладкая проволочная; в) горячекатаная пе­риодического профиля; г, б) пряди из проволоки; ё) холодносплющен - ная; ж) сварная сетка

д)

ж)


Наиболее употребительные виды арматурных сталей и их ос­новные характеристики приведены в табл. 20.1.

Таблица 20.1

Характеристики стальной арматуры__________

Класс

арматуры

Марка стали

Диаметр,

мм

Нормативные значения

предела, текучести, МПа, не менее

временного сопротивле­ния разрыву, МПа, не ме­нее

A-I

СтЗспЗ

6-40

240

A-II

ВСт5сп2

10-40

300

10ГТ

10-32

300

A-III

35ГС

6-40

400

25Г2С

6-40

400

A-IV

80С

10-18

600

20ХГ2Ц

10-22

600

A-V

23Х2Г2Т

10-22

800

At-IV

10-25

600

At-V

10-25

800

At-VI

10-25

1000

В-I

3-5

550

Bp-II

3-5

550-525

B-II

3-8

1900-1400

Bp-II

3-8

1800-1300

Приготовление бетонной смеси

Бетонные смеси приготовляют в бетоносмесительных цехах предприятий сборного железобетона или на автоматизированных бетонных заводах.

Приготовление бетонной смеси должно обеспечить получение однородной массы. Оно состоит из точного дозирования и смешива­ния исходных материалов. Составляющие материала дозируют по массе (исключение допускается для воды). Применяют дозаторы с автоматическим и ручным управлением — последние для малых бе­тоносмесительных установок. В автоматических дозаторах с цен­трального пульта управления осуществляется установка аппаратуры на требуемую массу. Допускаются отклонения при дозировании це­мента и воды ±1%, для заполнителей ±2% (по массе). Бетоносмесительные машины циклического действия подразделяют на гравитационные и с принудительным смешиванием. Для получе­ния подвижных бетонных смесей применяют гравитационные бето­носмесители, работающие по принципу свободного падения пере-

456

мешиваемого материала. При вращении барабана смесителя (рис. 20.2) внутренние лопасти захватывают бетонную смесь, под­нимают ее, затем бетонная смесь свободно падает с некоторой высо­ты и при этом перемешивается. Время перемешивания, необходимое для получения однородной бетонной смеси, зависит от емкости ба­рабана и подвижности смеси и составляет: для смесителей емкостью до 500 дм3 — 1-1,5 мин; емкостью 1200 дм3 — около 3 мин и емко­стью 2400 дм3 — около 3 мин.

Изготовление железобетонных конструкций

Рис. 20.2. Схема конусного бара­бана гравитационного бетоносме­

сителя:

1 — корпус; 2 — обечайка; 3 и 4 — лопасти; 5 — стрелки показывают перемещение бетонной смеси

Жесткие бетонные смеси лучше перемешивать в смесителях принудительного действия. В этих смесителях бетонная смесь при­нудительно перемешивается в смесительной чаше или барабане при помощи смешивающих устройств: лопастей, лопаток, гребков и т. п. Широко применяют два типа бетоносмесителей с принудительным перемешиванием: противоточные с горизонтальной чашей, вра­щающейся в направлении, противоположном вращению смешиваю­щих устройств, размещенных в горизонтальной плоскости, переме­шанная смесь выгружается через люк в днище чаши; роторные тур­бинного типа с горизонтальной неподвижной чашей и вращающимся в центре ротором, на котором насажены смешивающие устройства, расположенные в горизонтальной плоскости.

Для приготовления растворных и мелкозернистых бетонных смесей используют лопастные и шнековые смесители с приводным горизонтальным валом.

Для жестких мелкозернистых смесей с низкими В/Ц эффективно виброперемешивание, при котором частицы совершают колебатель­ные движения.

Бетоносмесители непрерывного действия требуют меньших удельных затрат электроэнергии и имеют значительно большую производительность (30, 60, 120 м3/ч бетонной смеси) по сравнению с гравитационными смесителями циклического действия.

Автоматизация бетонных заводов основана на применении авто - матических дозаторов, а также на программном управлении всеми стадиями процесса перемешивания. Предусматривается оптимизация с помощью ЭВМ состава бетона и режима работы соответственно программе, базирующейся на информации о качестве сырья и ходе технологического процесса.

Бетонный завод должен выдать на каждую партию бетонной смеси паспорт, в котором указывается марка бетона, удобоуклады­ваемость бетонной смеси и др.

Формование и уплотнение бетонной смеси

В результате уплотнения бетонная смесь заполняет форму или опалубку, причем уплотненная бетонная смесь должна иметь одно­родное строение и минимальный объем воздушных пустот; после уплотнения остается не более 2-3% воздуха (т. е. 20-30 дм3 на 1 м3

/

и Ґ

А

і

і

■2

/

}

40

ЗО

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

а

h

Si

Н

її

l

рис. 20.3. Влияние интенсивности уплотнения на прочность бетона: 1 — сильное уплотнение;

2 — слабое уплотнение

Для получения плотного бетона необходимо, чтобы удобоукладываемость бетон­ной смеси соответствовала принятому способу и интен­сивности уплотнения. При сильном механическом уп­лотнении (рис. 20.3) жесткие бетонные смеси укладывают­ся плотно. В результате по­вышается прочность бетона (при сохранении одинакового расхода цемента).

Основным способом уплотнения бетонных сме­сей является вибрирование. При вибрировании частые колебания, создаваемые вибратором, вызывают колебательные движения частиц бетонной смеси. Силы внутреннего трения и сцепления между час­тицами уменьшаются, зерна заполнителей укладываются компактно, промежутки между ними заполняются цементным тестом, а пузырь­ки воздуха вытесняются наружу.

Плотность укладки бетонной смеси контролируют по величине коэффициента уплотнения, который равен отношению фактиче-

458

ской плотности свежеуплотненного бетона к его расчетной плотно­сти. Уплотнение считается «полным» при коэффициенте уплотнения 0,98-1.

Для каждой бетонной смеси имеется своя оптимальная интен­сивность вибрирования, которая достигается правильным сочетани­ем амплитуды и частоты колебаний.

На заводах сборных железобетонных изделий жесткие бетонные смеси эффективно уплотнять на стационарных низкочастотных ре­зонансных виброплощадках с амплитудой 0,7 мм и частотой 25- 30 Гц; к тому же уровень шума при работе низкочастотных виброп­лощадок сравнительно невысок. Для виброуплотнения подвижных и мелкозернистых бетонных смесей оптимальные амплитуды умень­шаются до 0,15-0,4 мм; соответственно необходимой интенсивности увеличивается частота колебаний до 50-150 Гц.

При принятых параметрах вынужденных колебаний для каждой бетонной смеси имеется своя критическая продолжительность виб­роуплотнения.

В зависимости от рода привода и движущей энергии различают электромеханические, электромагнитные и пневматические вибраторы.

Применяют главным образом вибраторы, приводимые в дейст­вие электродвигателем; колебания создаются механическим путем в результате вращения неуравновешенных грузов (эксцентриков или дебалансов), которые могут быть расположены непосредственно на оси ротора двигателя либо соединены с ним при помощи гибкого вала. Рабочая часть вибратора выполняется в виде площадки (вибро­площадки, переносные поверхностные вибраторы) или наконечника (штыка, булавы и т. п.).

Для формования сборных железобетонных изделий широко ис­пользуют стационарные виброплощадки различной грузоподъемности.

Переносные вибраторы применяют при изготовлении изделий (в особенности крупноразмерных) на стендах, а также для уплотнения монолитного бетона на строительной площадке.

Переносной поверхностный вибратор (рис. 20.4) применяют при бетонировании плоских конструкций (плит, полов, дорожных по­крытий), а глубинные вибраторы и с гибким валом — при изготов­лении сборных железобетонных конструкций в неподвижных фор­мах и бетонировании монолитных конструкций.

Для уплотнения бетонных смесей, укладываемых в массивные (например, гидротехнические) сооружения, применяют перемещае­мые краном пакеты внутренних вибраторов. Они позволяют устра­нить ручной труд, применять малоподвижные бетонные смеси (с осадкой конуса 0-2 см) и сильно увеличивать толщину слоя бетони­рования. Этот способ уплотнения используют также для укладки камнебетона.

Изготовление железобетонных конструкций

Рис. 20.4. Переносные вибраторы: а) поверхностный, б) глубинный; в) с гибким валом

На практике часто используют комбинированные способы уп­лотнения бетонной смеси. Так, при формовании железобетонных изделий из жестких бетонных смесей применяют вибрирование под нагрузкой. При величине прессующего давления поверхности изде­лия 0,05-0,15 МПа можно способом вибропрессования плотно уло­жить особо жесткие бетонные смеси с количеством воды затворения 120-130 кг/м3 и В/Ц = 0,3-0,35.

Виброштампование часто применяют для формования короб­чатых и ребристых плит, лестничных маршей со ступеньками и дру­гих профилированных изделий. Бетонная смесь, уложенная в форму, формуется и уплотняется при помощи погружаемого в нее вибро­штампа.

Вибропрокат осуществляется на специальных вибропрокатных станах. Этим способом изготовляют изделия из тяжелого и легкого бетонов (например, вибропрокатные керамзитобетонные панели).

При центробежном способе формования для уплотнения бетон ной смеси используют центробежную силу, возникающую при вра­щении формы с уложенной в нее бетонной смесью. Скорость враще­ния формы 400-900 об/мин. При этом бетонная смесь равномерно

460

распределяется по стенкам формы и хорошо уплотняется. Часть во­ды затворения (20-30%) отжимается к внутренней поверхности из­делия и тем самым понижается величина В/Ц. Это способствует уменьшению пористости и водопроницаемости бетона. Центробеж­ное формование применяют для изготовления полых изделий: желе­зобетонных труб, полых колонн, опор и др.

Вибровакуумирование позволяет извлечь из свежеуложенной бетонной смеси 10-20% от общего количества воды затворения и получить более плотный бетон. Вакуумирование осуществляют спе­циальным оборудованием (вакуум-щитами, вакуум-вкладышами и т. п.). Основной его частью является вакуум-полость, в которой соз­дается разрежение. Вакуум-щиты укладывают своей рабочей по­верхностью, снабженной фильтровальной тканью, на бетон. Фильтр предотвращает отсос частиц цемента в процессе вакуумирования.

Твердение бетона

Различают естественное и искусственное твердение бетона. Ес­тественное твердение можно ускорить, применяя быстротвердеющие цементы, жесткие бетонные смеси, добавки-ускорители твердения. Искусственное твердение — так называемая температурно-влаж­ностная обработка, применяемая в заводских условиях.

Для получения 70%-ной прочности надо было бы выдерживать изделия в формах в нормальных условиях не менее 7 сут, что потре­бовало бы громадного количества форм, большого увеличения про­изводственных площадей. Поэтому одной из главных задач в техно­логии бетона является усовершенствование существующих и разра­ботка новых методов ускорения твердения бетона.

Широко применяют методы тепловой обработки бетона, кото­рые дают возможность повысить температуру бетона при обязатель­ном сохранении его влажности. В результате увеличивается скорость химических реакций взаимодействия цемента с водой и значительно повышается начальная (суточная) прочность бетона.

На заводах сборного железобетона чаще всего применяют про­грев изделий при атмосферном давлении в паровоздушной среде температурой 80-85 °С или выдерживание в среде насыщенного па­ра при 100 °С. Стремятся применять насыщенный пар, чтобы исклю­чить высыхание бетона и создать условия, благоприятствующие гидратации цемента.

Пропаривание при нормальном давлении осуществляют в пропарочных камерах периодического или непрерывного действия.

В первом случае отформованные изделия, находящиеся в формах или поддонах, загружают в камеру с крышкой, которая имеет водя­ной затвор, препятствующий потере пара. В камеру подают пар, и температура постепенно (со скоростью 15-20 °С/ч) повышается до максимальной (80-100 °С). При этом изделия прогреваются на всю толщину. Затем дается изотермическая выдержка, после которой из­делия медленно охлаждаются. Постепенный подъем температуры и постепенное охлаждение обеспечивают более полную гидратацию цемента и предотвращают появление трещин в изделиях. Продолжи­тельность пропаривания зависит от химико-минералогической ха­рактеристики цемента и состава бетона: для изделий из подвижных бетонных смесей — 4—8 ч. Режим пропаривания устанавливают по­сле опытной проверки.

Прочность пропаренного бетона (т. е. примерно через 1 сут после изготовления) составляет около 65-75% от марки. Следовательно, пропаривание при нормальном давлении ускоряет твердение бетона примерно в 7-8 раз.

Различают туннельные (горизонтальные) и вертикальные каме­ры тепловой обработки непрерывного действия. Формы-вагонетки с отформованными изделиями в этих камерах последовательно прохо­дят три зоны: подогрева, изотермической выдержки и охлаждения. В этих камерах процесс тепловой обработки изделий - осуществляется с использованием принципа противотока. Пар поступает в верхнюю зону камеры (зону изотермического прогрева) через перфорирован­ную трубу. Холодные изделия движутся вверх навстречу все более горячей паровоздушной среде. После прохождения зоны изотерми­ческого прогрева изделия опускаются вниз и постепенно охлажда­ются.

Для изделий из ячеистых бетонов весьма эффективно запарива­ние в автоклаве (см. рис. 9.3), осуществляемое насыщенным паром высокого давления (0,8-1,3 МПа) температурой 175-200 °С.

При электропрогреве в качестве источника тепла используют электрическую энергию. Для прогрева бетона применяют трехфаз­ный переменный ток нормальной частоты (50 Гц). Постоянный ток не пригоден, так как он вызывает разложение (электролиз) воды. Распределение тока в уложенном бетоне осуществляется через ме­таллические электроды, располагаемые или на поверхности бетона (пластинчатые, полосовые), или внутри него (внутренние стержне­вые и струнные).

Значительный эффект дает применение кратковременного (в те­чение 5-10 мин) электроразогрева бетонной смеси до температуры 80-90 °С в специальных бункерах током напряжения 380 В. Предва­рительно разогретую смесь укладывают в формы и уплотняют. Вы­деление тепла при гидратации цемента способствует поддержанию повышенной температуры твердеющего бетона и ускорению его твердения.

Способ предварительного электропрогрева смеси успешно при­меняют при зимних бетонных работах.

Обработка лучистой энергией эффективна для тонкостенных полых изделий. Излучатели инфракрасных лучей в виде нагрева­тельных устройств, обогреваемых электрическим током или газом, помещают в пустоты изделий. Стенки изделия поглощают лучистую энергию, которая аккумулируется в бетоне в виде тепла.

Добавки (хлористого кальция, хлористого натрия, кальциниро­ванной соды, растворимого стекла) ускоряют процессы твердения цемента. Дозировка хлористого кальция составляет 1-2% от массы цемента (считая на безводную соль). Увеличение добавки хлористо­го кальция может привести к коррозии стальной арматуры, а также к появлению высолов на поверхности бетона. Добавка хлористого кальция в 2-4 раза увеличивает начальную прочность бетона (в воз­расте до 3 сут), а прочность бетона в возрасте 28 сут остается при­мерно той же, что и без добавки. При введении хлористого кальция надо учитывать, что он оказывает пластифицирующее действие на бетонную смесь и дает возможность на 5-6% уменьшить количество воды затворения, а соответственно и расход цемента при изготовле­нии бетона.

Комплексное использование методов ускорения твердения бето­на дает наибольший технико-экономический эффект.

Пластические массы

Сотовый поликарбонат для конструций

Как правильно выбрать сотовый поликарбонат для навеса или беседки

Почему стоит остановить свой выбор на пластиковых окнах?

Не стоит удивляться тому, что сейчас уже практически невозможно встретить стеклянные окна в домах. Все больше людей отказываются от уже привычного стекла в пользу современных металлопластиковых окон. Владельцы домов и …

Заделка трещин и другие ремонтные работы

Наиболее трудоемкой операцией при ремонте каменных, бетон­ных и железобетонных конструкций является ликвидация трещин. Трещины заделываются инъецированием (ширина раскрытия более 0,1 мм) или поверхностной затиркой (ширина раскрытия менее 0,1 мм). Другие …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.