Строительные материалы и изделия

Формование железобетонных изделий

• Задача технологического комплекса формования изделий со­стоит в получении плотных изделий заданных формы и размеров что обеспечивается применением соответствующих форм, а их высокая плотность достигается уплотнением бетонной смеси.

Комплекс технологических операций процесса формования мо­жет быть условно разделен на две группы: первая включает операции по изготовлению и подготовке форм (очистке, смазке, сборке), вторая—уплотнение бетона изделий и получение их заданной формы. Не менее важны при этом и транспортные операции, стоимость которых в общих затратах может достигать

10.. . 15%, а в отдельных случаях технико-экономический анализ возникающих при данной технологической схеме формования транспортных операций определяет организацию технологическо­го процесса в целом. Наиболее характерным в данном случае является изготовление крупноразмерных особо тяжелых изде­лий — балок, ферм, пролетных строений мостов, когда по причи­не значительных затрат на их перемещение изготовление таких изделий организуют на одном месте, т. е. применяют стендовую схему организации процесса.

В общем технологическом комплексе изготовления железобе­тонных изделий операции формования и ускоренного твердения бетона занимают определяющее место. Все другие операции — приготовление бетонной смеси, изготовление арматуры — явля­ются в какой-то степени подготовительными.

• Формы и смазочные материалы для них. Для изготовления железобетонных изделий применяют формы деревянные, сталь­ные и железобетонные, а иногда металложелезобетонные. Сле­дует отметить, что вопрос выбора материала форм весьма прин­ципиален как в техническом, так и в экономическом отноше­ниях. Потребность в формах завода сборного железобетона огромна. Объем форм на большинстве заводов должен быть не менее объема выпускаемых заводом изделий в течение суток при искусственном твердении и в 5...7 раз больше при естественном их вызревании. В ряде случаев потребность в формах опреде­ляет общую металлоемкость производства (массу единицы ме­талла к единице выпускаемой продукции), существенно влияю­щую на технико-экономические показатели предприятия в це­лом. При этом следует иметь в виду также, что формы работают в наиболее тяжелых технологических условиях; они системати-

чески подвергаются сборке и разборке, очистке приставшего к нИм бетона, динамическим нагрузкам при уплотнении бетонной смеси и транспортировании, действию паровой среды в период отвердения изделий. Все это неизбежно отражается на продол­жительности их службы и требует систематического пополнения парка форм.

Если иметь в виду единовременные затраты на организацию завода железобетонных изделий, то деревянные формы оказыва­ются наиболее целесообразными. Однако срок службы их и ка­чество изделий, получаемых в таких формах, невысок. Оборачи­ваемость деревянных форм в производстве не превышает десяти, после чего формы теряют необходимую жесткость, нарушаются их размеры и конфигурация формовочной емкости. Металличе­ские формы выдерживают до 1000 оборотов.

Металлические формы наиболее характерны для специали­зированных предприятий сборного железобетона. Долговечность, сохранность размеров, простота сборки и разборки, высокая жесткость, исключающая деформацию изделий в процессе из­готовления и транспортирования, — вот те достоинства металли­ческих форм, определившие их широкое применение. Недостатки металлических форм заключаются в том, что они существенно повышают металлоемкость предприятия, ухудшая этим технико­экономические показатели проекта.

Удельная металлоемкость форм зависит от вида формуемых в них изделий и схемы организации процесса формования. Наименьшая металлоемкость при стендовом способе; она состав­ляет 300...500 кг металла форм на каждый 1 м3 объема изделия. При изготовлении изделий в перемещаемых формах по поточно­агрегатной технологии металлоемкость достигает в среднем 1000 кг/м3 для плоских изделий (панелей, настилов), 2000... 3000 кг/м3 для изделий сложного профиля (лестничных маршей и площадок, балок и прогонов таврового сечения, ребристых панелей). Наибольшей металлоемкостью форм отличается орга­низация процесса формования по конвейерной схеме, при кото­рой изделия формуются на вагонетках-поддонах. Металлоем­кость форм в этом случае достигает 7...8 т металла на каждый 1 м3 формуемого в них изделия, т. е. масса формы в 3 раза и более превышает массу изделия в форме. Этот технико-эконо­мический показатель является важной характеристикой при про­ектировании заводов с конвейерной технологией.

Металложелезобетонные формы, мало еще распространенные, занимают промежуточные технико-экономические показатели: первоначальные затраты на их изготовление оказываются не ниже, чем металлических, но они отличаются в 1,5...2 раза боль­шей массой, что сказывается на транспортных расходах. До­стоинство металложелезобетонных форм заключается в том, что они позволяют сократить в 2...3 раза затраты металла на изго^ товление формы. Металл в этом случае расходуется только на бортовую оснастку формы, тогда как поддон, отличающийся наи-

большей металлоемкостью (он должен иметь высокую Жест кость), изготовляется железобетонным.

Независимо от материала к формам предъявляются следую щие общие требования: обеспечение необходимых форм и раз. меров изделий и сохранность их в процессе всех технологических операций; минимальная масса по отношению к единице массы изделия, что достигается рациональной конструкцией форм; про­стота и минимальная трудоемкость сборки и разборки форм; вы­сокая жесткость и способность сохранить свою форму и размеры при динамических нагрузках, неизбежно возникающих при транс­портировании, распалубке изделий и сборке форм.

Особую значимость для качества изделий и сохранности форм имеет правильный выбор смазочных материалов, препятствующих сцеплению бетона с материалом формы. Смазка должна хорошо удерживаться на поверхности формы в процессе всех техноло­гических операций, обеспечивать возможность ее механизиро­ванного нанесения (распылением), полностью исключать сцеп­ление бетона изделия с формой и не должна портить внешнего вида изделия. Этим требованиям в значительной степени удовле­творяют смазочные материалы следующих составов: масляные эмульсии с добавкой Кальцинированной соды; масляные смаз­ки— смесь солярового (75%) и веретенного (25%) масел или машинного масла (50%) и керосина (50%) и др.

• Особенности формования и изготовления изделий различны - ми способами. Формование изделий при стендовом способе, т. е. в неперемещаемых формах, осуществляется на-плоских стендах, в матрицах и кассетах. Плоский стенд представляет собой бе­тонную гладкую отшлифованную площадку, разделенную на от­дельные формовочные линии. В тело бетона закладывают ото­пительные приборы в виде труб, по которым пропускают пар, горячую воду или в них располагают электроспирали. Перед формованием на стенде собирают переносные формы, в которые после их смазки укладывают арматуру и подают бетонную смесь посредством бетоноукладчика, перемещающегося по рельсам над каждой линией. По способу организации работы плоские стенды делят на протяжные, пакетные и короткие.

Протяжные стенды получили такое название потому, что стальная проволока, сматываемая с бухт, расположенных в торце стенда, с помощью крана или специальной тележки протягива­ется по линии формования к противоположному торцу стенда, где закрепляется на упорах (рис. 11.7). Эти стенды используют для изготовления длинномерных изделий с большим поперечным сечением, имеющих большую высоту, а также для изготовления изделий, армированных стержневой арматурой. В настоящее время наиболее механизированным является стенд типа ГСЙ (6242), расположенный в неглубоком лотке. Изготовление изде­лий на этом стенде осуществляется следующим образом. Бухты с проволокой располагают в створе формуемых изделий, а концы проволок с помощью клиньев закрепляют в захватах, установ-

іг

L

ленных на специальных тележках. Затем с помощью крана ил лебедки, установленной на противоположном конце стенда, ТеИ лежка перемещается, увлекая за собой разматывающуюся бухт проволоку. В - конце стенда захват вместе с арматурный проволоками снимают и закрепляют на упорах.

Натяжение арматуры (2... 10 проволок одновременно) осуще ствляют с помощью домкратов, после этого производят укладку и уплотнение бетонной смеси. Способ уплотнения выбирают в за­висимости от вида формуемых изделий — поверхностными, глу­бинными и навесными вибраторами. После уплотнения бетонной смеси изделие укрывают, подают пар и производят тепловлаж­ностную обработку по заданному режиму.

Пакетные стенды (рис. 11.8) отличаются от протяжных тем что проволочная арматуры собирается в пакеты (пучки) на спе­циальных пакетных столах или установках. Далее концы прово­лок закрепляют с помощью специальных зажимов, пакет пере­носят на линию стенда и закрепляют на упорах. Дальнейшие операции изготовления изделий на пакетных стендах оказывают­ся теми же, что и на протяжных стендах. Пакетные стенды ис­пользуют для изготовления изделий с небольшим поперечным сечением, а также для изделий, изготовляемых из отдельных эле­ментов с последующим натяжением арматуры на затвердевший бетон.

Короткий стенд состоит из отдельных стационарных формо­вочных постов в виде силовых форм (рис. 11.9), предназначен­ных для изготовления предварительно напряженных железобе­тонных ферм, балок и других конструкций для промышленного строительства. Короткие стенды могут быть одноярусными, когда формование изделий осуществляется по высоте в один ряд, и многоярусными (пакетными), когда формование изделий осуще­ствляется в несколько рядов по высоте. Вся технология изготов­ления изделий: подготовка стенда, натяжение арматуры, укладка и уплотнение бетонной смеси, тепловлажностная обработка и, наконец, распалубка изделий — осуществляется теми же мето­дами, что и при изготовлении изделий на длинных стендах. Однако преимуществом короткого пакетного стенда по сравне­нию с длинным является более полное использование производ­ственной площадки цеха.

При кассетном способе формование и твердение изделий осу­ществляются в неподвижной вертикальной форме-кассете (рис. 11.10). Кассета представляет собой ряд отсеков, образо­ванных стальными или железобетонными вертикальными стенка­ми. В каждом отсеке формуется одно изделие. Таким образом, количество изделий, одновременно формуемых в кассете, соот­ветствует числу отсеков. Это существенно повышает производи­тельность труда, а изготовление изделий в вертикальном положе­нии резко сокращает производственные площади, что является важнейшим преимуществом кассетного способа. Бетонную смесь подают к кассетной установке насосом по бетоноводу, а затем

Г”

через гаситель по гибкому шлангу в отсек, в который заранее укладывают арматуру. Уплотнение смеси производят навесными и глубинными вибраторами. Кассета имеет специальные паровые рубашки для обогрева изделий в период их тепловлажностной обработки. Для этой цели можно использовать и отдельные от­секи. Применяют также электропрогрев изделий. По достижении бетоном заданной прочности стенки отсеков кассеты несколько раздвигаются механизмом и изделие краном извлекается из кас­сеты.

При поточно-агрегатном способе укладку арматуры и бетон­ной смеси в форму и уплотнение смеси производят на одном технологическом посту, а твердение изделий — в специальных тепловых аппаратах (пропарочных камерах или автоклавах). При этом способе общий технологический - процесс расчленяется по операциям (рис. 11.11). Собранную смазанную форму с уло­женной в нее арматурой устанавливают на виброплощадку, бето­ноукладчиком заполняют бетонную смесь и включают вибропло­щадку. Отформованное изделие вместе с формой краном перено­сят в пропарочную камеру, а затем, после осмотра ОТК, на те­лежке вывозят на склад. Бетонная смесь из бетоносмесительного отделения к бетоноукладчикам поступает по эстакаде. На каждой линии, обозначенной на рисунке римскими цифрами, дополни-

тельно предусмотрены посты отделки изделий, укладки армату­ры, распалубки форм, их очистки и смазки. Отдельные посты мо­гут быть объединены, а пост отделки изделий перенесен к месту распалубки.

Конвейерный способ отличается от поточно-агрегатного боль­шой расчлененностью технологических операций по отдельным специализированным постам. Всего таких постов на конвейерной линии до девяти: распалубка изделий, чистка и смазка форм, осмотр форм, укладка арматуры и закладных деталей, укладка бетонной смеси, уплотнение ее, выдержка изделий перед тепло­влажностной обработкой (рис. 11.12). Формование изделий при конвейерном способе производят на вагонетках-поддонах, осна­щенных специальной оснасткой, образующей стенки формы. Раз­мер поддона 7X4,5 м, что позволяет одновременно формовать одно изделие площадью 6,8X4,4 м или несколько изделий равно­великой площади путем установки на поддоне разделительных деталей.

В процессе выполнения операций формовочного комплекса вагонетка посредством толкателя ритмично, через каждые 12... 15 мин, перемещается от поста к посту по специально проложен­ным путям. Сформованное изделие подвергается затем пропари­ванию в камере непрерывного действия, имеющей несколько яру­сов по высоте. Подъем изделий с формой на верхние ярусы и спуск их после окончания тепловлажностной обработки осуще­ствляются специальными подъемниками-снижателями, установ­ленными со стороны загрузки и разгрузки камер.

Управление перемещением вагонеток производится операто­ром дистанционно с пульта управления. При этом способе преду-

сматривается дистанционное выполнение и управление большин­ства операций формования. С этой целью производится макси­мальное членение процесса формования на отдельные операции с организацией соответствующих специализированных постов, что является необходимым фактором автоматизации производ­ства.

В настоящее время изготовление железобетонных плит пере­крытий и панелей внутренних стен, включая предварительно на­пряженных из тяжелого бетона для жилищного и гражданского строительства, ведут на двухъярусных станах. Двухъярусный стан работает по принципу вертикально замкнутого конвейера тележечного типа с формами-вагонетками, перемещаемыми по рельсовым путям верхнего и нижнего ярусов. Передвижение со­става вагонеток пульсирующее. Стан состоит из подъемника - снижателя бетоноукладчика, вибронасадки, разравнивающей рейки, заглаживающего валика, затирочной машины, устройства Для перемещения форм-вагонеток и щелевой камеры для тепло­влажностной обработки.

Технологический процесс изготовления изделий на двухъярус­ном стане складывается из следующих основных операций. Подъ­емник, расположенный в конце конвейера, подает форму-ваго­нетку с нижнего (заглубленного) яруса на верхний, толкатель передвигает ее на первый пост, где мостовой кран извлекает из­делие из' формы. Освободившуюся форму подают на пост чистки и смазки. На следующих постах укладывают обычную или пред­варительно напряженную арматуру (на поддоне установлены упоры для восприятия натяжения рабочей арматуры), фиксиру. ют закладные детали, монтируют скрытую электропроводку и внутренние трубопроводы, замоноличиваемые в тело панели. Под­готовленная форма поступает в зону формования вдоль стана где на своем пути встречает бетоноукладчик, который, переме­щаясь перпендикулярно направлению движения формы, подает бетон в форму через отверстие вибронасадки по всей ширине формы, уплотняет ее и заглаживает специальными приспособле­ниями (рейками, валиками и дисковой затирочной машиной)

После частичной тепловлажностной обработки на верхнем ярусе изделие с формой-вагонеткой поступает с помощью сни- жателя в нижний ярус стана, где происходят тепловлажностная обработка и остывание панели.