В зависимости от способа армирования и состояния арматуры различают железобетонные изделия с обычным армированием и предварительно напряженные. Армирование бетона стальными стержнями, сетками или каркасами не предохраняет изделия, работающие на изгиб, от образования трещин в растянутой зоне бетона, так как последний обладает незначительной растяжимостью (1...2мм на 1 м), тогда как сталь выдерживает без разрушения в 5...6 раз большие растягивающие напряжения, чем бетон. Появление трещин отрицательно влияет на 1 работу железобетонного элемента: увеличиваются прогибы, в трещины проникают влага и газы, отчего создается опасность коррозии стальной арматуры.
Избежать образования трещин в железобетонной конструкции можно предварительным сжатием бетона в местах, подверженных растяжению. В предварительно сжатом бетоне трещины появляются только в том случае, если растягивающие напряжения перерастут напряжения предварительного сжатия. Сжатие бетона достигается предварительным растяжением арматуры.
Различают два вида предварительного напряжения арматуры: до затвердения бетона и после приобретения бетоном преДеленной прочности. Если напряжение арматуры производится до бетонирования, то уложенная в форму арматура растягивается и в таком состоянии закрепляется в форме. После заполнения формы бетонной смесью и затвердения бетона арматур освобождается от натяжения, сокращается и увлекает за собой окружающий ее бетон, обжимая железобетонный элемент в целом. Если же напряжение арматуры производится после затвердения бетона, то в этом случае арматуру располагают в специально оставленном в бетоне канале. После затвердения бетона арматуру натягивают и закрепляют на концах конструкции анкерными устройствами. Затем заполняют канал раствором, который после затвердения сцепляется с арматурой и с бетоном конструкции, обеспечивая монолитность железобетона.
Предварительное напряжение арматуры не только предупреждает появление трещин в растянутом бетоне, но и позволяет снизить массу железобетонных конструкций, увеличить их жесткость, повысить долговечность и сократить расход арматуры. Поэтому дальнейшее развитие строительной техники направлено на значительное увеличение выпуска тонкостенных предварительно напряженных железобетонных конструкций.
В основу классификации сборных железобетонных изделий положены следующие признаки: вид армирования, плотность, вид бетона, внутреннее строение и назначение. По
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
По плотности изделия бывают из тяжелых бетонов, облегченного, легкого и из особо легких (теплоизоляционных) бетонов. Для элементов каркаса зданий применяют тяжелый бетон, а для ограждающих конструкций зданий - легкий.
По виду бетонов и применяемых в бетоне вяжущих различают изделия: из цементных бетонов - тяжелых на обычных плотных заполнителях и легких бетонов на пористых заполнителях: силикатных бетонов автоклавного твердения - плотных (тяжелых) или легких на пористых заполнителях на основе извести или смешанном вяжущем; ячеистых бетонов - на цементе, извести или смешанном вяжущем; специальных бетонов - жаростойких, химически стойких, декоративных, гидратных.
По внутреннему строению изделия могут быть сплошными и пустотелыми, изготовленными из бетона одного вида, однослойные или двухслойные и многослойные, изготовленные из разных видов бетона или с применением различных материалов, например теплоизоляционных.
Железобетонные изделия одного вида могут отличаться также типоразмерами, например стеновой блок угловой, подоконный и т. д. Изделия одного типоразмера могут подразделяться также по классам. В основу деления на классы положено различное армирование, наличие монтажных отверстий или различие в закладных деталях.
В зависимости от назначения сборные железобетонные изде лия делят на основные группы: для жилых, общественных промышленных зданий, для сооружений сельскохозяйственного и гидротехнического строительства, а также изделий общего назначения.
Железобетонные изделия должны отвечать требованиям действующих государственных стандартов, а также требованиям рабочих чертежей и технических условий на них. Изделия массового производства должны быть типовыми и унифицированными для возможности применения их в зданиях и сооружениях различного назначения. Изделия должны иметь максимальную степень заводской готовности. Составные или комплексные изделия поставляют потребителю, как правило, в законченном, собранном и полностью укомплектованном деталями виде. Железобетонные изделия с проемами поставляют со вставленными оконными или дверными блоками, проолифленными или загрунтованными. Качество поверхности изделия должно быть таким, чтобы на месте строительства (если это не предусмотрено проектом) не требовалось дополнительной их отделки.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
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,
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
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
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
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.