4. Оборудование для производства железобетонных изделий и конструкций

1. Общие сведения

В промышленности строительных материалов особое место занимает производство сборного железобетона, являющееся индустриальной базой строительства. В настоящее время почти невозможно назвать такую область строительства, где не при­меняли бы сборный железобетон. Из него изготовляют конструк­ции любых форм, отвечающие самым разнообразным архитек­турным и технологическим требованиям. Эти конструкции прочны, долговечны, огнестойки, хорошо сопротивляются атмосферным воздействиям.

Сборные конструкции обладают следующими преимуществами:

упрощается организация работ на строительных площадках, так как основные операции по армированию, укладке и тверде­нию бетонной смеси выполняются на заводах, а на площадке лишь монтируют готовые элементы, что позволяет значительно уменьшить количество занятых рабочих!

сокращаются сроки строительства;

упрощается и удешевляется строительство в зимнее время;

повышается качество строительства, так как в условиях специализированных предприятий создаются предпосылки для соблюдения высокоэффективных технологий формования изделий и контроля качества продукции;

снижается расход цемента и других материалов путем умень­шения расчетных запасов прочности изделий, повышаемых при проведении работ в условиях открытых площадок;

обеспечивается возможность быстрого возведения жилья, пред­приятий и сооружений в труднодоступных районах Сибири, Крайнего Севера и других местах путем транспортирования сбор­ных железобетонных конструкций высокой заводской готовности;

создаются условия для замены элементов станин, оснований и других традиционных изделий машиностроительной продукции элементами из сборного железобетона с высвобождением для народного хозяйства дефицитного металла.

Производство сборных железобетонных изделий включает в себя следующие процессы: приемку и подготовку материалов; приготовление бетонной смеси; изготовление арматуры; подго­товку форм; формование; тепловлажностную или тепловую обработку и распалубку; проверку качества изделий, их отделку, маркировку и паспортизацию; хранение. Каждый процесс скла­дывается из отдельных операций, выполняемых различными способами и машинами в зависимости от условий производства, видов и качества сырья, типов изготовляемых изделий и объема производства. Современные предприятия сборного железобетона представляют собой сложный комплекс производственных и под­собных сооружений, складов материалов и готовой продукции. Основу заводов сборного железобетона составляют бетоносмесительный узел (БСУ) и главный производственный корпус с фор­мовочными и арматурными цехами. Главные производственные корпуса обычно выполнены на основе унифицированных типовых пролетов шириной 12, 18 и 24 м и длиной 144 м.

4.2. Армирование железобетонных изделий

Важнейшим достоинством железобетонных конструкций по сравнению с бетонными является способность воспринимать не только значительные нагрузки на сжатие, но и эффективно работать в конструкциях, подвергаемых изгибу. При низкой проч­ности на изгиб бетонная балка, уложенная на две опоры, может разрушиться под действием собственной силы тяжести, если в ней отсутствует арматурный элемент, хорошо воспринимающий растя­гивающие усилия.

В железобетоне применяют стальные арматурные элементы, что связано с идеальной способностью совместной работы бетона и стали в единой конструкции. В зависимости от условий работы железобетонных конструкций они подвергаются различным сжи­мающим и растягивающим воздействиям. В определенных усло­виях, особенно в длинных железобетонных конструкциях, спо­собность арматурной стали просто воспринимать растягивающие усилия оказывается уже недостаточной, так как при значитель­ном удлинении арматуры в бетоне образуются микротрещины и теряются защитные свойства бетона по предотвращению корро­зии арматуры. Чтобы исключить этот недостаток и повысить эффективность совместной работы стальной арматуры и бетона, применяют напряженно-армированные конструкции, в которых бетон под действием натянутой арматуры находится в сжатом состоянии, предотвращающим трещинообразование при значи­тельных изгибающих нагрузках.

По сравнению с ненапряженно-армированными конструк­циями, увеличивая прочность бетона и арматуры, можно значи­тельно повысить эффективность работы напряженно-армированных конструкций, так как их разрушение происходит при до­стижении предела прочности бетона на сжатие в сжатой зоне или предела текучести растянутой арматуры.

Процесс изготовления напряженно-армированных конструк­ций является более трудоемким. В практике производства сборного железобетона получили распространение как напряженно-армированные, так и ненапряженно-армированные конструкции.

В качестве арматурных элементов для сборного железобетона применяют: сетки, плоские и объемные каркасы, закладные детали, а также проволоку, стержни, проволочные пучки, канаты, струнопакеты. Для изготовления арматурных элементов исполь­зуют горячекатаные стержни и холоднотянутую и горячекатаную проволоку гладкого и периодического профиля.

Рис. 4.1. Арматурная сталь:

а — стержневая периодического профиля класса A-II…A-V; б — круглая гладкая проволока классов A-I, B-I, B-II; в -проволока периодического профиля клас­сов Bp-I, Bp-II; e — прядевая арматура; д — трехпрядевый канат.

Стержневая сталь может быть упрочненной. На заводы сбор­ного железобетона поступают с металлургических предприятий стержневая и проволочная сталь диаметром 6 мм и более в прут­ках длиной 6—12 м и сталь диаметром до 10 мм в мотках (бухтах). В зависимости от механических свойств стержневую арматурную сталь разделяют на пять классов (A-I ... A-V). Кроме того, вы­пускают термически упрочненную сталь четырех классов (Ат-IV— Ат-VII) и специальную сталь (Ас-П) для работы в условиях низких температур. Предел текучести для стали A-I составляет 235 МПа, для стали A-V -- 785 МПа, соответственно временное сопротивление разрыву — 373 и 1030 МПа.

Стальная проволока выпускается промышленностью для ар­мирования как обычных (классы B-I и Вр-I), так и напряженно-армированных конструкций (классы В-П и Вр-П). Стальные канаты изготовляют также нескольких марок. Внешний вид арматуры показан на рис. 4.1. Наряду с поставками стержне­вой, проволочной и канатной арматуры промышленность цен­трализованно поставляет заводам ЖБИ также некоторые виды сеток и каркасов ограниченного ассортимента. В последние годы все большее распространение получает бетон, армированный волокнистой арматурой в виде металлической проволоки диаметром 0,3—1,6 мм, длиной 36—192 мм. Такой бетон получил название фибробетона, а арматура—название фибры. Получает распространение и неметаллическая арматура в виде жгутов из стекловолокна или в виде стеклопластиковой проволоки, лент и стержней. Бетон, армированный неметалличе­ской арматурой, получил название армобетона. Неметаллические волокна можно применять и в фибробетоне.

4.1. Принципы, определяющие выбор оборудования для изготовления арматуры и армирования

Классификационный принцип

Варианта исполнения

По типу сборных конструкций По методу армирования конструкций По объему производства работ По технологии производства работ По виду бетона По виду арматурных элементов По способу армирования По способу натяжения

Плоские, линейные, объемные, несу­щие, не несущие Ненапряженные, предварительно на­пряженные, с последующим напря­жением Массовое, мелкосерийное Конвейерный, агрегатно-поточный стендовый (кассетно-стендовый, на длинных, коротких стендах) Железобетон, фибробетон, армобетон Проволока, стержни, сетки, каркасы, пучки, канаты, струнопакеты Из готовых линейных элементов, путем непрерывной навивки Механический, электротермический, электротермомеханический, гидра­влический, физико-химический

Арматуру железобетонных конструкций разделяют на рабо­чую, предназначенную для восприятия растягивающих усилий; распределительную, фиксирующую отдельные элементы арматуры на заданном расстоянии, а также способствующую равномерному распределению усилий в бетоне, и монтажную, используемую для подъема и соединения изделий между собой.

В табл. 4.1 приведены конструктивные и технологические принципы, определяющие выбор оборудования для изготовления арматурных элементов и армирования конструкций.

Принято разделять оборудование на две основные группы: оборудование для ненапряженного армирования и оборудование для напряженного армирования.