Виробництво лінійних конструкцій паль

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

Тема проекту:

"ВИРОБНИЦТВО ЛІНІЙНИХ КОНСТРУКЦІЙ (ПАЛЬ)"

Введення

На пальових фундаментах житла почали споруджувати ще в епоху родового ладу. У країнах древніх культур можна побачити залишки збереглися до наших днів пальових фундаментів. Проте до середини минулого століття палі виготовлялися тільки з дерева.

У нашій країні вже в XIX столітті були наведені докладні креслення для виготовлення ручних копрів з колод і копрів з підйомом ударної частини шпилем і лебідкою. Там же описані пристрої ручних і машинних молотів, правила виготовлення паль з колод, запропоновано форми журналу пальовій збійки, плани забивання паль частоколом і рядами, таблиці допускаються навантажень на палю в залежності від її діаметра, а також граничні сили удару молота на дерево в залежності від його породи; наведені конструкції нарощування паль, таблиці вартості забивання паль ручним і машинним копром.

Пальові фундаменти в XIX ст. використовувалися в основному в гідротехнічному і залізничному будівництві і при зведенні спеціальних споруд (наприклад, заводських труб).

В кінці XIX ст. пальові фундаменти завойовують загальне визнання. Цьому сприяла поява і розвиток залізобетону, що давало можливість споруджувати з цього матеріалу пальові фундаменти незалежно від рівня поверхневих або грунтових вод. Для занурення залізобетонних паль промисловість почала випускати високопродуктивні і потужні копри з паровими молотами.

У XX ст. пальові фундаменти почали широко використовувати у великих обсягах в промисловому будівництві.

У житловому і цивільному будівництві пальові фундаменти споруджувалися тільки на просадних грунтах, причому застосовувалися лише довгі палі (від 6 до 12 м). Винахід залізобетону дало можливість влаштовувати новий вид паль - набивних безпосередньо в грунті, в підготовлених різним способом свердловинах. Першим у 1899 р. таку технологію пристрою фундаментів при спорудженні будівлі управління Південно-заходу залізних доріг у Києві запропонував інж. А.Е. Страус. З тієї пори терміни забивні і набивні палі стали загальноприйнятими.

У 1935 р. інж. Л.М. Пєшковський запропонував застосовувати в цивільному будівництві короткі палі довжиною від 3 до 6 м. В даний час такі палі широко застосовують в житловому будівництві

У процесі подальшого розвитку техніки пальових робіт були розроблені методи віброзануренням і вібровдавліванія паль, потім після створення загвинчуються механізму залізобетонні та металеві палі стали угвинчувати в грунт.

Порівняно новим способом підвищення несучої здатності як готових, так і набивних паль є розширення п'яти або стовбура паль, що дає можливість передавати тиск від споруди на велику площу опори.

В даний час у нашій країні більше 20% цивільних будівель і промислових об'єктів споруджують на пальових фундаментах. У Москві зводять на таких фундаментах до 40% житлових будинків, щорічно забивається понад 200 тис. паль. При влаштуванні пальових фундаментів у порівнянні з іншими їх видами обсяг земляних робіт скорочується на 85%, витрата бетону на спорудження підземної частини будівлі - на 32, витрати - на 27, а вартість - більш ніж на 15%.

Все це свідчить про великі переваги пальових фундаментів і широкій перспективі їх застосування в промисловому і цивільному будівництві.

1. Номенклатура і характер виробів, що випускаються

Палею називається стрижень, що знаходиться в грунті у вертикальному або похилому положенні і призначений для передачі грунту навантаження від надфундаментної частини споруди. Для влаштування пальових фундаментів застосовують палі, що розрізняються за матеріалом, положенню у вертикальній площині, формою поперечного і подовжнього перерізів, способом виготовлення і занурення в грунт. За формою поперечного перерізу палі розрізняють квадратні, прямокутні, круглі, трикутні, трубчасті, трапецеїдальних. Також воно може бути суцільним (повнотілі палі) пли порожнистим (пустотілі палі і палі-оболонки). Принципової різниці між пустотілими палями і палями - оболонками немає. Зазвичай при діаметрі (стороні) поперечного перерізу палі до 800 мм і наявності внутрішньої порожнини палі називають порожнистими. При тих же умовах, але при діаметрі більше 800 мм палі відносять до паль-оболонок. По довжині палі можуть мати постійне перетин (призматичні й циліндричні) або змінна (пірамідальні, трапецеїдальних, ромбоподібні). За положенням у вертикальній площині розрізняють палі вертикальні і похилі. Похилі палі служать для сприйняття горизонтальних навантажень.

За умовами виготовлення палі підрозділяють на дві групи: палі готові, що занурюються в грунт забиванням, вдавленням, вгвинчуванням і т.д., і набивні палі, виготовляються безпосередньо в свердловині, попередньо пробуреної або пробитою в грунті.

Палі підрозділяють на наступні типи:

1) З - квадратного суцільного перетину, цілісні і складові, з поперечним армуванням стовбура;

2) СП - квадратного перетину з круглою порожниною, цілісні;

3) СК - порожнисті круглого перетину діаметрами 400 - 800 мм, цілісні і складові;

4) З - палі-оболонки діаметрами 1000 - 3000 мм, цілісні і складові;

5) 1СД - палі-колони квадратного суцільного перетину, двохконсольні, розташовані по крайніх осях будівлі;

6) 2СД - те ж, розташовані по середніх осях будівлі;

7) СЦ - квадратного суцільного перетину, цілісні, без поперечного армування стовбура, з напруженою арматурою в центрі палі.

В основу класифікації збірних залізобетонних виробів покладено такі ознаки: вид армування, щільність, вид бетону, внутрішня будова і призначення.

По виду армування залізобетонні вироби ділять на: попередньо напружені і з звичайним армуванням.

За щільністю вироби бувають з важких бетонів, полегшеного, легкого і з особливо легких (теплоізоляційних) бетонів. Для елементів каркаса будівель застосовують важкий бетон, а для огороджувальних конструкцій будівель - легкий.

По виду бетонів і вживаних в бетоні в'яжучих розрізняють вироби:

• з цементних бетонів - тяжких на звичайних щільних заповнювачах і легких бетонів на пористих заповнювачах;

• силікатних бетонів автоклавного твердіння - щільних (важких) або легенів на пористих заповнювачах на основі вапна або змішаному в'язкому;

• ніздрюватих бетонів - на цементі, вапна або змішаному в'язкому; спеціальних бетонів - жаростійких, хімічно стійких, декоративних, гідратних.

За внутрішньою будовою вироби можуть бути суцільними і порожнистими, виготовленими з бетону одного виду, одношарові або двошарові і багатошарові, виготовлені з різних видів бетону або із застосуванням різних матеріалів, наприклад теплоізоляційних.

Залізобетонні вироби одного виду можуть відрізнятися також типорозмірами, наприклад стіновий блок кутовий, підвіконний і т.д. Вироби одного типорозміру можуть підрозділятися також за класами. В основу поділу на класи покладено різне армування, наявність монтажних отворів або розходження в закладних деталях.

У залежності від призначення збірні залізобетонні вироби поділяють на основні групи: для житлових, громадських, промислових будівель, для споруд сільськогосподарського і гідротехнічного будівництва, а також виробів загального призначення.

Залізобетонні вироби повинні відповідати вимогам діючих державних стандартів, а також вимогам робочих креслень і технічних умов на них. Вироби масового виробництва повинні бути типовими і уніфікованими для можливості застосування їх в будинках і споруди різного призначення. Вироби повинні мати максимально ступінь заводської готовності. Складові або комплексні вироби поставляють споживачеві, як правило, в закінченому, зібраному і повністю укомплектованому деталями вигляді. Залізобетонні вироби з прорізами постачають зі вставленими віконними або дверними блоками, прооліфлену або загрунтованими. Якість поверхні виробу повинно бути таким, щоб на місці будівництва (якщо це не передбачено проектом) не було потрібно додаткової їх обробки.

2. Вибір і характеристики вихідних матеріалів

Матеріали, використовувані для приготування бетону, зумовлюють його складу, фізико-механічні властивості, стійкість і довговічність бетону. При виборі матеріалів для бетону слід враховувати вимоги до бетону, умови експлуатації конструкції, особливості технології виготовлення. Правильний вибір матеріалів дозволяє економити цемент і сприяє отриманню якісного бетону з необхідними характеристиками.

1. Цемент

Цемент самий дорогий матеріал в бетоні і енергоємний при виробництві. Економія цементу веде до істотного зниження вартості бетону.

При виборі марки цементу для бетону даної міцності необхідно керуватися наступним.

Для отримання щільної однорідної структури цементного тесту в бетоні активність цементу повинна бути в межах 0,7 ... 2 від необхідної міцності бетону. При значеннях відношення активності цементу до міцності бетону менше 0,7. Потрібно низьке водо-цементне відношення і як наслідок густе цементне тісто викликає високу жорсткість бетонної суміші і високий витрата цементу вимагає інтенсивних методів ущільнення і як результат висока собівартість бетону.

При значенні відносини активності цементу до міцності бетону більше 2 потрібна висока водо-цементне відношення викликає низький витрата цементу і низьку в'язкість цементного тіста, що знижує зв'язність цементного тіста і викликає необхідність застосування тонкомелених добавок що також здорожує технологію бетону і призводить до погіршення фізико-механічних властивостей цементного каменю і бетону.

Для вібровані бетону зазначене відношення активності цементу до міцності бетону повинне бути в межах 1,2 ... 2.

Для бетонів різної міцності рекомендується використовувати такі марки цементу:

Марка 100 150 200 300 400 500 600

(Клас) бетону В7, 5 810 В15 В25 830 340 В45

Марка цементу 300 400 400 400 500 600 600

Цементи, що мають величину активності вище значення необхідної міцності бетону в два і більше разів, при відсутності агресії повинні застосовуватися з тонкомолоті активними мінеральними добавками або мікронаповнювач, що знижують активність цементу, але збільшують загальну кількість в'яжучого.

Встановлено, що. зі збільшенням вмісту добавки на 1% активність цементу знижується приблизно на 1%. Орієнтовно необхідну витрату добавки д може бути визначений з виразу

,

де - Активність цементу з добавкою; - Активність цементу.

Мінімальна витрата цементу для неармованих конструкцій повинен становити не менше 200 кг на 1 м ³ бетону, а для залізобетонних конструкцій - не менше 220 кг. Максимальна витрата цементу, в бетоні не повинна перевищувати 600 кг / м ^3.

Значення щільності і насипною щільності цементів наведено в табл. 1.

Таблиця 9.2

Випробування цементу виробляються по ГОСТ 310.4-76 * ... ГОСТ 310.4-81 *. Основні властивості цементів для бетону регламентовані ГОСТ 10178-85 *.

Застосовувані для приготування бетону заповнювачі класифікуються за величиною зерен: дрібний заповнювач - пісок з розміром зерен до 5 мм, великий - з розміром зерен більше 5 мм - у свою чергу підрозділяється на щебінь і гравій. Щебінь одержують подрібненням гірських порід, гравій являє собою пухку суміш вивітрилися гірських порід.

Заповнювачі безпосередньо впливають на характеристики бетонної суміші і на властивості затверділого бетону.

2. Крупний заповнювач

Визначення основних характеристик великих заповнювачів для важкого бетону проводиться відповідно до ГОСТ 8269.0-97 «Щебінь і гравій із щільних гірських порід і відходів промисловості виробництва для будівельних робіт. Методи фізико-механічних випробувань ».

Щільність зерна визначають, поміщаючи наважку
т = 100 г. щебеню (гравію), насичену водою в частково наповнений водою мірний циліндр об'ємом 0,5 л. Визначивши обсяг (V ₁ см ^3), яку він обіймав в циліндрі водою до занурення щебеню (гравію), і обсяг (V ₂₎ після занурення. щебеню (гравію), обчислюють щільність зерен заповнювача за формулою:

, Г / см ³ (кг / м ³⁾

Насипна густина визначається зважуванням певного обсягу щебеню (гравію) у мірному циліндрі зі стандартним ущільненням.

Під, стандартним ущільненням розуміється ущільнення під дією власної маси при насипання щебеню (гравію) в посуд совком з висоти 10 см до освіти конуса, який знімається врівень з краями.

У залежності від крупності щебеню (гравію) приймають ємність мірного циліндра по табл. 2.

Зважують спочатку порожню мірний посуд, потім - з щебенем (гравієм), після чого визначають насипну щільність щебеню (гравію) за формулою

, Кг / дм ³ (кг / м ³⁾

де т ₁ - Маса мірного циліндра, кг; т ₂ - маса чорного циліндра зі щебенем (гравієм), кг; V - обсяг чорного циліндра, дм ^3.

Таблиця 9.2

Порожнеча (обсяг міжзернових порожнин) щебеню залежить від одержания в ньому зерен різної крупності і ступеня його ущільнення.

Підвищення порожнистості щебеню викликає збільшену витрату цементу в бетоні.

Порожнеча щебеню (гравію) визначають на підставі раніше встановлених значень густини зерен щебеню (гравію) та насипною
щільності щебеню (гравію) за формулою:

,

де V _{порожній} - порожнистість щебеню. (Гравію),%; - Насипна щільність щебеню (гравію), кг / дм ^3; - Щільність зерен щебеню (гравйя), г / см ^3).
Зерновий склад. Для визначення. зернового складу нефракціокірованного щебеню (гравію) беруть середню пробу в кількості, зазначеній у табл. 3. Пробу просіюють через стандартний набір сит 0,14; 3; 5; 10; 20; 40 і 70 мм. Частинки щебеню (гравію) пройшли через сито 0,14 мм, відкидають. Залишки щебеню (гравію) на кожному ситі зважують, 'визначаючи тим самим приватні залишки т _0,14; т _3; т ₇₀ в грамах.
Складаючи суму часткових залишків на всіх ситах, визначають
сумарну масу просіяної проби:

,

Потім обчислюють приватні залишки у% від сумарної маси проби , А також повні залишки, рівні сумі часткових залишків на даному і на всіх вище розташованих ситах з великим розміром отворів.

Таблиця 9.2 Маса проби щебеню

За результатами цих визначень будують криву просіювання, що характеризує зерновий склад випробуваного щебеню (гравію). По горизонтальній осі графіка відкладають в масштабі розміри отворів контрольних сит від 0,14 до 70 мм. По вертикалі відкладають повні залишки на кожному з сит в% зверху вниз. Отримані точки графіка з'єднують плавною кривою (або ламаного), що складається з ділянок прямих ліній між зміщеннями за розміром отворів ситами.

Найбільша і найменша крупності щебеню (гравію) проби характеризуються розмірами отворів сит, повні залишки на яких, визначені за кривою просіювання, становлять відповідно 5% (Днаиб) і 95%. (Днаім). Значення цих розмірів визначають в більшу сторону до найближчих розмірів отворі стандартних сит.

Водопоглинання. Для визначення водогхоглощенія щебеню беруть пробу в кількості, зазначеній у табл. 4, і поміщають у посудину з водою кімнатної температури на 48 год (при кип'ятінні протягом 2 год) так, щоб рівень води був вище шматків щебеню не менш ніж на 20 мм. Потім зразки виймають, видаляють вологу з поверхні вологою м'якою ганчіркою і зважують.

Таблиця 9.2

Водопоглинання (W _м) у% за масою обчислюють з точністю до
0,1% за формулою

,

де т - маса проби у сухому стані, г; т ₁ - маса проби в насиченому водою стані, р.

Міцність за показником дробильністю при стисканні в циліндрі. Для визначення міцності щебеню (гравію) застосовують циліндр діаметром 150 ми, а для фракцій 5 ... 10 і 20 ... 10 мм допускається застосовувати циліндр діаметром 75 мм.

Наважку щебеню (гравію) масою 500 г. для циліндра діаметром 75 мм і 4 кг для циліндра діаметром 150 мм насипають з висоти 5 см в циліндр, потім вставляють плунжер і поміщають під прес. Підвищуючи тиск преса на 100 ... 200 кгс / с, доводять його при випробуванні в циліндрі діаметром 75 мм до 5 Тс, а при випробуванні в циліндрі діаметром 150 мм - до 20 Тс.

Роздрібнений щебінь (гравій) просіюють через сита з розміром отворів 1,25 мм для фракції 5 ... 10 мм, 2,5 - для фракції
10 ... 20 мм, 5,0 - для фракції 20 ... 40 мм.

Залишок щебеню (гравію) зважують і обчислюють показник дробимiстю у відсотках за формулою

,

де т - маса проби щебеню, г; т ₁ - Маса залишку на контрольному ситі після просіювання роздробленою в циліндрі проби щебеню (гравію), р.

Випробування повторюють два рази, використовуючи дві підготовлені
проби.

При випробуванні щебеню (гравію), що складається з суміші двох або
більше суміжних фракцій, показник подрібнюваністю Др обчислюють як середньозважене результатів випробування окремих фракцій.

За ГОСТ 8267-82 встановлюється марка щебеню за результатами визначення показника подрібнюваністю. Для всіх видів важкого бетону збірних конструкцій повинен використовуватися щебінь із метаморфічних порід марки не нижче 600 і осадових порід марки не нижче 300.
Марки щебеню (гравію) за подрібнюваністю повинні бути не нижче:

Др8 - Для бетону марок М 400 і вище;

ДрI2 - для бетону марок М 350 і М 300;

ДрI6 - для бетону марок нижче М 300.

3. Дрібний заповнювач

Методи випробувань дрібного заповнювача для бетону встановлюються ГОСТ 8735 - 88 *. Властивості піску регламентовані ГОСТ 8736-93.

Щільність зерна необхідно знати для розрахунку порожнистості піску при проектуванні складу бетону.

Мірний циліндр, наповнений водою в кількості 100 ... 150 см ³ V _1, всипають 200 р. піску і визначають обсяг V _2, зайнятий водою після всмоктування.

Щільність піску (об'ємну масу його зерен) обчислюють за формулою

, Г / м ^3,

де т - маса піску, м.

Насипна щільність. Сухий пісок всипають з висоти 10 см у попередньо зважений мірну посудину об'ємом 2 дм ³ до освіти конуса, який лінійкою знімається врівень з краями, після чого посудину з піском зважується (пісок не ущільнюється).

Насипну густину піску обчислюють за формулою

, Кг / м ^3,

де т - маса порожнього судини, кг; т - маса посудини з піском, кг; V - Об'єм посудини, дм ^3.

Порожнеча піску. Обсяг пустот в піску залежить від вмісту в ньому зерен різної крупності. Підвищена порожнистість піску викликає збільшену витрату цементу в бетоні.

Порожнеча піску обчислюється за формулою

.

Зерновий склад і модуль крупності. Наважку піску масою I кг, що пройшла крізь сито 5 ім, просівають через набір сит 1,25; 0,63; 0,315 і 0,14. Залишки піску на кожному ситі зважують і визначають:
а) приватний залишок на кожному ситі а _i% в за формулою

,

де т _i - маса залишку на даному ситі, г; т - маса просівають наважки, г;

б) повний залишок на кожному ситі - як сума часткових залишків на даному ситі і ситах з більш великими отворами. Наприклад, повний залишок А0, 63 (на ситі 0,63) буде дорівнює сумі часткових залишків на ситах розміром 2,5; 1,25 і 0,63 мм і т.д.

Фактична крива просіювання піску наноситься на графік, за яким визначається придатність піску для бетону;

в) модуль крупності піску (без фракції з розміром зерен більше 5 мм) за формулою

,

де А _2,5, А _1,25, ... А _0,14 повні залишки на ситах № 2,5; 1,25; ...; 0,14.

За результатами випробувань визначають групу піску (табл. 2.5).

Таблиця 9.2 Класифікація пісків за зерновим складом

Дрібні піски (М _кр = 1,5 ... 2,0) допускається застосовувати в бетонах марки до М 200. Великі піски рекомендується застосовувати для бетонів марки М 350 і вище.

4. Вода

Для приготування бетонної суміші застосовується питна, а також будь-яка вода, яка не містить шкідливих домішок (кислот, сульфатів, жирів, рослинних олій, цукру), що перешкоджають нормальному твердненню бетону. Не можна застосовувати води болотні і стічні, а також води, забруднені шкідливими домішками, що мають водневий показник рН менше 4 і містять сульфати у розрахунку на іони SO ₄ більше 2700 мг / л і всіх інших солей більше 5000 мг / л. Морську та іншу воду, що містить мінеральні солі, можна застосовувати, якщо загальна кількість солей в ній не перевищує 2%. Придатність води для бетону встановлюють хімічним аналізом і порівняльними випробуваннями міцності бетонних зразків, виготовлених на даній воді і на чистої питної води і випробуваних у віці 28 діб при зберіганні в нормальних умовах. Воду вважають придатною, якщо приготовані на ній зразки мають міцність не менше, ніж у зразків на чистої питної води.

5. Добавки для бетону

До добавок для бетонів відносяться неорганічні і органічні речовини або їх суміші, за рахунок введення яких в контрольованих кількостях направлено регулюються властивості бетонних сумішей та бетонів або бетонів надаються спеціальні властивості. В основу класифікації добавок для бетонів покладено ефект їх дії. За цією ознакою добавки для бетонів ділять на наступні групи:

1. Регулюючі реологічні властивості бетонних сумішей. До них відносяться пластифікуючі, підвищують рухомість бетонних сумішей; стабілізуючі, що попереджають розшарування, і водоутримуючі, зменшують водовідділення.

2. Регулюючі схоплювання бетонних сумішей і тверднення бетонів. До них належать добавки, що сповільнюють схоплювання, що прискорюють тужавлення і тверднення, і противоморозні, тобто забезпечують тверднення бетону при негативних температурах.

3. Добавки, які регулюють пористість бетонної суміші та бетону. До них відносяться воздухововлекающие, газоутворюючі та піноутворюючі добавки, а також ущільнюючі (воздухоудаляющіе або кольматуючі пори бетону).

4. Добавки, які надають бетону спеціальні властивості: гідрофобізующіх, зменшують змочування, підвищують протирадіаційний захист, жаростійкість; антикорозійні, тобто збільшують стійкість в агресивних середовищах; інгібітори корозії стали, поліпшують захисні властивості бетону до сталі; добавки, що підвищують бактерицидні та інсектицидні властивості.

5. Добавки поліфункціональної дії, одночасно регулюючі різні властивості бетонних сумішей і бетонів: пластифікуючими-повітровтягувальні; пластифікуючі, що підвищують міцність бетону, і газообразующе-пластифікуючі.

6. Мінеральні порошки - замінники цементу. До цієї групи відносяться тонкомолоті матеріали, що вводяться в бетон у кількості 5 - 20%. Це золи, мелені шлаки, відходи камнедробленія та ін, які надають бетону спеціальні властивості (жаростійкість, електропровідність, колір та ін.)

Як пластифікуючих добавок найбільше поширення отримали поверхнево-активні речовини (ПАР).

Поверхнево-активні добавки являють собою особливу групу органічних речовин, введення яких в бетонні (розчини) суміші дозволяє істотно поліпшити їх легкоукладальність. Разом з тим поверхнево-активні добавки дозволяють зменшити водо-цементне відношення і відповідно скоротити витрату цементу без зниження міцності матеріалів і виробів. Використання поверхнево-активних добавок у малих дозах (0,05 - 0,2% від маси цементу) дозволяє на 8 - 12% зменшувати питома витрата цементу в бетонах і розчинах. Разом з тим поверхнево-активні добавки підвищують водонепроникність, морозостійкість, корозійностійкі і взагалі довговічність матеріалів в конструкціях. Цим самим застосування поверхнево-активних добавок сприяє підвищенню ефективності капіталовкладень у будівництво. З наведених причин поверхнево-активні добавки в цементно-бетонною технології набувають все більшого значення, як у нас, так і за кордоном.

Дія поверхнево-активних добавок на цементні системи грунтується на наступних положеннях фізичної хімії. Поверхнево-активні речовини здатні підвищувати поверхневий натяг у поверхні розділу фаз, наприклад на межах розділу фаз вода - тверде тіло, вода - повітря. Найдрібніші частинки поверхнево-активних речовин адсорбуються, тобто міцно зв'язуються з внутрішньою поверхнею розділу тіл, утворюючи на цих поверхнях молекулярні шари товщиною в одну молекулу. Величина цього адсорбційного шару відноситься до діаметру цементної частинки так само, як товщина сірники до висоті 30 поверхового будинку. Однак застосування в малих дозах добавок поверхнево-активних речовин до цементних системам істотно змінює властивості їх.

Поверхнево-активні добавки, використовувані в цементах, розчинах і бетонах, по визначає ефекту дії на цементні системи можна умовно розділити на три групи: гідрофілізующіе, гідрофобізующіх і воздухововлекающие.

Гідрофалізующіе добавки при заутворі в'яжучого водою запобігають на певний термін злипання окремих цементних частинок між собою. У цьому випадку трохи сповільнюється коагуляція новоутворень, а разом з тим вивільняється деяка кількість води, яка зазвичай як би застряє в коагуляційних структурах. З цієї причини необхідна легкоукладальність суміші з добавкою досягається при меншій кількості води замішування, ніж у суміші без добавки. Найбільшого поширення набули гідрофілірующіе добавки на основі лігносульфатов - сульфітно-дріжджової бражки (СДБ). Ця добавка трохи сповільнює тверднення бетону в ранньому віці, і тому на заводах ЗБВ її застосовують у поєднанні з добавками - прискорювачами твердіння.

Суперпластифікатори - нові ефективні розріджувачі бетонної суміші - в більшості випадків представляють синтетичні полімери - похідні смоли меламіну або нафталінсульфокіслоти.

Застосовують суперпластифікатор З 3 - на основі нафталінсульфокіслоти, суперпластифікатор 10-03 - продукт конденсації сульфовані меламіну з формальдегідом та ін При введенні в бетонну суміш суперпластифікатора різко збільшується її рухливість і плинність. Впливаючи на бетонну суміш, як правило, протягом 2 - 3 год з моменту введення, суперплаетіфікатори під дією лужного середовища піддаються часткової деструкції і переходять в інші речовини, нешкідливі для бетону і не гальмують процесу твердіння. Суперпластифікатори, що вводяться в бетонну суміш у кількості 0,15 -1,2% від маси цементу, розріджують бетонну суміш у більшій мірі, ніж звичайні пластифікатори. Пластифікуючі ефект зберігається, як правило, 1 - 2 год після введення добавки, а через 2 - 3 год він вже невеликий. Суперпластифікатори використовуються в бетонах як одноосібно, так і в комплексі з іншими добавками, наприклад з сульфітно-дріжджової бражкою (СДБ) і нітрит-нітрат-хлоридом кальцію (ННХК). При використанні комплексної добавки зміст кожної добавки складає «10-03» - 0,3 - 1,2%; ННХК - 1,5 - 2,5% і СДБ - 0,1 - 1,15% від маси цементу. Суперпластифікатори дозволяють істотно знизити В / Ц, підвищити рухливість суміші, виготовити вироби високої міцності, насичених арматурою з ізопластічких сумішей.

Гідрофобізующіх добавки, як правило, істотно підвищують нераселаіваемость, зв'язаність бетонної (розчинної) суміші, що знаходиться у спокої. При дії зовнішніх механічних факторів (при перемішуванні, укладанні і т.д.) бетонна або розчинна суміш із добавкою відрізняється підвищеною пластичністю. Така властивість гідрофобізующіх сумішей пояснюється специфічним мастильним дією найтонших шарів поверхнево-активних речовин, що розподіляються в суміші. Крім того, ці добавки оберігають цементи від швидкої втрати активності при перевезенні або зберіганні. Як гідрофобізующіх добавок раніше застосовувалися в основному природні продукти - деякі тваринні жири, алеіновая і стеаринова кислоти. Розвиток хімічної промисловості дало можливість широко використовувати нові гідрофобізующіх добавки - бітумні дисперсії (емульсії та емульсосуспензіі), нафтенові кислоти та їх солі, окислені, синтетичні жирні кислоти та їх кубові залишки, кремнійорганічні полімери та ін

Воздухововлекающие добавки дозволяють отримувати бетонні (розчини) суміші з деяким додатковим кількістю повітря. Щоб підвищити пластичність суміші, зазвичай збільшують обсяг в'яжучого тіста. Залучаючи повітря, збільшується обсяг в'яжучого тіста без введення зайвого цементу. Тому легкоукладальність такої системи підвищується. До того ж воздухововлекающие добавки утворюють і орієнтовані верстви, активні в змащувальному відношенні. Широко застосовують воздухововлекающие добавки на основі смоляних кислот, смолу нейтралізований повітровтягувальних (СНО), смиленний деревне пек та ін

До прискорювачам твердіння цементу, що збільшує наростання міцності бетону, особливо в ранні терміни, відносяться хлорид кальцію, сульфат натрію, нітрит-іітрат-хлорид кальцію та ін Вплив хлористого кальцію на підвищення міцності бетону пояснюється його каталітичним впливом на гідратацію З ₃ S і C ₂ S, а також реакцією з С ₃ А і C ₄ AF. Прискорювачі твердіння не рекомендується застосовувати в залізобетонних конструкціях і попередньо напружених виробах з діаметром арматури менше 5 мм і для виробів автоклавного тверднення, що експлуатуються в середовищі з вологістю більше 60%. Сульфат натрію може викликати появу висолів на виробах.

У нітрит-нітрат-хлорид кальцію прискорює дію хлориду поєднується з інгібуючим дією нітрату кальцію.

Протиморозні добавки - поташ, хлорид натрію, хлорид кальцію та ін - знижують точку замерзання води, чим сприяють твердненню бетону при негативних температурах.

Для уповільнення зчеплення застосовують цукрову мелясу та добавки СДБ, ГКЖ 10 і ГКЖ 94.

Піно-і газоутворювач застосовують для виготовлення ніздрюватих бетонів. До піноутворювачам відносяться клеєканіфольний, смолосапоніновий, алюмосульфонафтеновие добавки, а також піноутворювач ГК. Як газообразователей застосовують алюмінієву пудру ПАК 3 та ПАК 4.

Комбіновані добавки, наприклад пластифікатор СДБ, прискорювач твердіння (хлористий кальцій) з інгібітором (нітратом натрію), сприяють економії цементу. При цьому прискорювач твердіння нейтралізує деяке уповільнення твердіння суміші в ранньому віці.

3. Проектування складу бетону

Підбір складу бетону здійснюється на методі абсолютних обсягів з використанням формули Боломея-Скрамтаєва

(1)

де R _б - необхідна марка бетону;

А - коефіцієнт, що характеризує якість заповнювачів;

R _ц - активність цементу.

1. Визначаємо орієнтовний витрата води для приготування бетонної суміші виходячи з її будiвельнi. Бетонна суміш має жорсткість 50 ... 70С, тоді орієнтовний витрата води складе для щебеню фракції 5 ... 10 - 173 л / м ^3.

2. З формули (1) визначаємо Ц / В

.

3. Визначаємо орієнтовний витрата цементу

Ц = В ∙ Ц / В = 173 ∙ 1,75 = 303 кг.

Зі зменшенням модуля крупності піску зростає витрата цементу. Піски з М _до <1,5 збільшують витрату цементу на 12%. Тоді витрата цементу з урахуванням М _до піску буде

Ц = (303 ∙ 0,12) +303 = 339 кг.

4. Водопотребность піску становить 9%, тоді повинен бути збільшений на 5 л на кожен відсоток збільшення водопотребности. Орієнтовна витрата води рівний 173 л прийнятий для пісків середньої крупності, що мають водопотребность 7%. Тоді витрата води буде 173 +10 = 183 л. Тоді з урахуванням крупності піску реальне ціле буде 258/183 = 1,41.

5. Визначаємо витрату щебеню

V _{порожній} = 1 -

де α - коефіцієнт розсунення зерен крупного заповнювача, що залежить від витрати цементу, рівний 1,31.

.

6. Визначаємо витрату піску

Перевірка:

109 +183 +249,5 +458,5 = 1000.

Отримали бетон наступного складу:

4. Технологічна схема виробництва

Виробництво квадратних паль здійснюється зі стендової технології.

При стендової технології вироби формуються і твердіють в стаціонарному положенні на стенді або установці без переміщення. Основні її переваги - простота обладнання, незначна енергоємність, можливість легкого переходу на випуск виробів різноманітних типорозмірів. У той же час стендова спосіб вимагає великих виробничих площ, ускладнює механізацію та автоматизацію процесу, має високу трудомісткість. Його застосовують при виготовленні великогабаритних і масивних конструкцій, переміщення яких по постах трудноосуществіма або економічно. На стендах формують форми і балки довжиною 12 м і більше, пролітні будови мостів масою до 100 т і більше, арки і інші елементи збірного залізобетону значної маси. Формування виробів при стендовій способі здійснюють на плоских стендах, в матрицях або касетах.

Плоский стенд являє собою бетонний майданчик, розділену на формувальні лінії. Наявність на стенді декількох технологічних ліній забезпечує потоковість заводу виготовлення виробів: на одній лінії виробляють армування, на інший вироби формують, а на наступній відбувається тверднення виробів. Така організація дозволяє більш повно використовувати робочий час і підвищує в цілому знімання продукції з стендових ліній. Стенди, відповідні по довжині одному або двом найбільшим розмірами виготовлених елементів, називають короткими; розраховані на кілька (4 ... 16) однакових елементів - довгими, або лінійними. Перші широко застосовують для виготовлення елементів з будь-якою напруженою арматурою, а другі - головним чином при виробництві виробів з дротяною арматурою.

За способом організації роботи лінійні стенди підрозділяють на протяжні і пакетні. Протяжними стенди називають тому, що сталевий дріт, змотуваної з бухт, розміщених у торці стенду, за допомогою крана або спеціального візка простягають по лінії формування до протилежного, кінця стенду, де закріплюють на упорах. Такі стенди використовують для виготовлення довгомірних виробів з великим поперечним перерізом і значною висотою, а також при виробництві виробів, армованих дротяною арматурою. Пакетні стенди відрізняються від протяжних тим, що пучки арматури необхідної довжини готують заздалегідь на установці, що розміщується поза формувальної смуги. Заготівлю арматурних пакетів ведуть одночасно з технологічними операціями на формувальних лініях стенду.

Короткі стенди довжиною до 36 м звичайно спеціалізовані на виготовленні одного-двох видів виробів. Вони можуть бути одноярусними, коли формування виробів здійснюється за висотою в один ряд, і багатоярусними. Застосування коротких стендів дозволяє прискорити їх оборотність і збільшити знімання продукції з 1 м ² формувальної площі у порівнянні з лінійними стендами, але трудомісткість виготовлення попередньо напружених виробів на них вище, ніж на механізованих лінійних стендах.

Розрізняють стенди для формування виробів і конструкцій в горизонтальному або вертикальному положенні. Розрізняють також стенди універсальні, розраховані на виготовлення різних видів виробів у залежності від парку форм на заводі, і спеціалізовані, розраховані на випуск певного сортаменту близьких за типом і розмірами виробів. Різновид коротких стендів - силові форми, вони відрізняються підвищеною жорсткістю.

Найбільш типові способи напруженого армування виробів і конструкцій на стендах або в силових формах: лінійне армування високоміцної дротом з натягом на упори стендів механічним способом; лінійне армування стрижневою арматурою з натягом на упори коротких стендів чи силових форм електротермічним способом; безперервне напружене армування високоміцної дротом електротермомеханічної способом натягу арматури. Плоскі і великорозмірні елементи формують у стандартних металевих формах і залізобетонних формах-матрицях. Їх розташовують в одну або кілька ліній, між якими утворюються проходи для обслуговування; застосовують також бетонні стенди з гладкою поверхнею без дна для формування великорозмірних виробів. Попередньо напружені балки, палі, шпали, ребристі плити і т.п. виготовляють в розбірних або нерозбірних групових формах-стендах.

Технології виготовлення виробів на лінійних і коротких стендах принципово не відрізняються одна від одної. Перед формуванням на стенді збирають переносні форми, в які після їх мастила укладають арматуру і в разі необхідності проводять попереднє її натяг. Потім у форму за допомогою бетоноукладача, що переміщається по рейках над лінією стенду, подають бетонну суміш. Ущільнення суміші в залежності від виду виробів проводять на вiброплощадках, Віброустановка, глибинними, навісними або поверхневими вібраторами. Верхню поверхню виробу загладжують поверхневим вібратором і віброрейкою.

Тепловологу обробку проводять безпосередньо на стенді. Для цього використовують форми з паровими сорочками або по краях стенду (при плоских виробах) влаштовують борту, закривають майданчики з відформованим виробами кришками і в утворену таким чином камеру подають пару через канали в днищі стенда. Після тверднення бетону знімають напругу з арматури, звільняючи відповідні затиски на кінцях стенда або обрізаючи струни (при безперервному армуванні). На лінійних стендах одночасно перерізають пакет струн між окремими виробами. Далі проводять розпалубку готових виробів.

Весь технологічний процес розчленовується на п'ять робочих постів:

1 пост - приготування бетонної суміші;

2 пост - підготовка форм;

3 пост - армування;

4 пост - формування;

5 пост - теплова обробка.

5. Опис виробничого процесу

Приготування бетонних сумішей на заводах ЗБВ виробляють на спеціальних бетонозмішувальних вузлах (БСУ), бетонозмішувальних цехах або бетонозмішувальних відділеннях.

На БСУ проводять такі основні процеси і операції: приймання, складування та підготовки заповнювачів, цементу і добавок; безпосереднього приготування бетонної суміші - дозування і перемішування складових її.

Приймання матеріалів полягає у встановленні відповідності їх сертифікатам якості і кількості. Перевірка якості проводиться шляхом відбору проб та їх лабораторного випробування. Ці дані наведені у відповідних стандартах.

Підготовка заповнювачів на заводах залізобетонних виробів виконується у виняткових випадках, маючи на увазі вступ на завод цілком кондиційного сировини.

Зберігання заповнювачів здійснюється на спеціально обладнаних складах. За своїм транспортному оформлення і способу зберігання склади заповнювачів вельми різноманітні. Найбільш відповідають сучасним вимогам є закриті склади бункерного, полубункерного або силосного типів. Вони повністю виключають забруднення заповнювачів у процесі зберігання та забезпечують сталість вологості, а також незамерзання за умов складування заповнювачів з певною допустимої вологістю. Такі склади найбільш піддаються повної механізації і автоматизації. Недолік їх у високих капітальних витратах.

Складування і зберігання цементу виробляється в спеціалізованих силосних складах цементу. Розвантаження і транспортування цементу слід здійснювати пневмотранспортом. Склад для зберігання цементу роблять закритим і надійно захищеним від доступу атмосферної та грунтової вологи. Не допускається зберігати цемент у тимчасових комірних складах, на майданчиках під навісами і брезентовими покриттями, а також поблизу матеріалів, що виділяють аміак. При зберіганні цементу не допускається одночасне складування в одній ємності цементу різних марок і видів.

Великий і дрібний заповнювачі - в складах полубункерного типу.

Зберігання арматурної сталі, що надійшла на завод слід зберігати в закритих складах за профілями, класам, діаметрам і партіям на стелажах з вiльними проходами в умовах, що виключають її корозію і забруднення

Порошкоподібні хімічні добавки, застосовувані у виробництві, зберігаються у складах хімічних добавок. Порошкоподібні добавки надходять автотранспортом на завод у мішках. Зберігаються до вживання в приміщенні складу.

Склади паливно-мастильних матеріалів розташовуються на окремих ділянках території підприємства. Паливно-мастильні матеріали надходять в металевих бочках. Склад виконується з негорючих матеріалів і захищається залізобетонною стіною.

Пройшли технічний контроль виробів до відвантаження їх споживачеві автотранспортом зберігаються в складі готової продукції. Склад готової продукції являє собою відкриту прямокутну майданчик, обладнаний мостовим краном.

Дозування складових бетонної суміші та їх перемішування є провідними операціями технологічного комплексу безпосередньо отримання бетонної суміші. Дозування - це процес відмірювання кількості вихідних матеріалів при завантаженні їх в змішувач. Ці операції виконуються в бетоносмесительном відділенні заводу, найчастіше примикає до формувальних цеху для скорочення відстані подачі бетонної суміші до формувальних постам. Крім дозувального і змішувального обладнання, бетонозмішувальні установка має у своєму складі витратні бункера, що забезпечують своєю ємністю запас матеріалів не менше, ніж на 2 год роботи змішувальних машин, а також механізми для прийому заповнювачів і цементу зі складів і розподілу їх за відповідними відсіках бункерів. Таким чином, бетонозмішувальні відділення повинно мати у своєму складі чотири основні приміщення за своїм функціональним призначенням: приміщення приймання матеріалів, бункерів, дозировочной апаратури і змішувачів; допоміжним п'ятого виявляється приміщення видачі бетонної суміші з бетономішалок на транспортні засоби. Всі ці приміщення можуть бути розташовані вертикально (вертикальна схема компонування бетонозмішувального відділення).

На сучасних заводах використовують автоматичні вагові дозатори, що забезпечують точність дозування по цементу + -0,5 - 1% і за заповнювачів + -1 -2%. Дозатори періодичної дії за обсягом дозування відповідають ємностей бетонозмішувачів і маркуються за величиною останніх. Автоматичні дозатори випускаються в основному двох типів: АВД і ДБ. Дозатори типу АВД дозволяють дозіроватьматеріали в циклічні бетонозмішувачі. Залежно від виду дозованих матеріалів дозатори мають індекси: АВДЦ - для цементу, АВДІ - для заповнювачів, Авджа - для рідин. Автоматичне управління відважування матеріалів дозаторами виконується способом замикання (розмикання) ртутних контактів при досягненні заданої кількості матеріалу в дозаторі, що надходить з витратного бункера, і відповідно відкриття або закривання затвора бункера.

Щоб бетонна суміш була однорідною, її перемішують. Перемішування бетонної суміші здійснюється в гравітаційних змішувачах періодичної дії, що досягається за рахунок обертання барабана, забезпеченого лопатями. Матеріал піднімається, а потім вільно падає, досягнувши верхнього крайнього положення, перемішуючись при цьому. Ступінь перемішування залежить таким чином від кількості підйомів (перелопачування) матеріалу. А оскільки лінійна швидкість обертання барабана не повинна перевищувати певну, щоб відцентровою силою матеріали не виявилися притиснутими до барабана, то зі збільшенням діаметра барабана або ємності змішувача, тривалість перемішування суміші зростає приблизно в такій же залежності, як зростає ємність.

При своєму падінні зерна заповнювачів впроваджуються в бетонну суміш, поліпшуючи цим перемішування. Зі збільшенням ваги зерен ефект падіння зростає і суттєво зменшується при легких пористих заповнювачах або при перемішуванні дрібнозернистих бетонів.

Гравітаційні змішувачі випускаються ємністю барабана по завантаженню від 100 до 4500 л.

Послідовність завантаження матеріалів в змішувач циклічного дії рекомендується наступна: спочатку подається 15-20% води, потрібної на заміс, а потім цемент і заповнювачі, одночасно заливаючи воду, що залишилася. Добавки подають у змішувач у вигляді водного розчину, потім завантажують цемент і після короткочасного перемішування для отримання однорідного цементного тесту вводять наповнювачі.

Завдання технологічного комплексу операцій формування залізобетонних виробів - це отримання щільних виробів заданої форми і розмірів. Висока щільність бетону досягається ущільненням бетонної суміші при формуванні, а отримання виробів проектних розмірів і конфігурації забезпечується застосуванням відповідних форм.

Формування залізобетонних виробів і конструкцій включає операції укладання бетонних сумішей, їх ущільнення, формоутворення і, при необхідності, негайної розпалублення виробів, а також обробки їх лицьових поверхонь в не затверділому стані.

На вибір способу формування виробу значний вплив робить прийнята марка бетону за легкоукладальністю. Легкоукладальність бетонної суміші призначається залежно від конструктивних особливостей залізобетонних виробів і прийнятих способів формування.

Формування виробів здійснюється в стаціонарних неперемещаемих формах. У цьому випадку всі технологічні операції проводяться на одному місці.

Укладання бетонної суміші здійснюється бетонороздільника. Бетонороздільника видають суміш у форму, як правило, без розрівнювання. Для коротких стендів розроблений СКТБ Главмоспромстройматериалов бетонороздавач 413 - 02, який переміщається по рейках над стендами - камерами.

Таблиця. Технічна характеристика обладнання для укладання суміші

Розглядаючи властивості бетону, неодноразово підкреслювалося вирішальне значення його щільності. Поряд з багатьма факторами фізичного, хімічного та фізико-хімічного характеру щільність в першу чергу залежить від якості ущільнення бетонної суміші при формуванні з неї виробів.

Бетонна суміш володіє високими формувальними властивостями. З неї легко можуть бути отримані щільні вироби будь-якої, навіть самої складної форми, однак за однієї головної умови: спосіб і параметри формування повиннi задовольняти якісному складу бетонної суміші. Так, жорсткі суміші вимагають більш інтенсивного ущільнення і при формуванні з них виробів застосовують вібрацію з додатковим вантажем, а також трамбування, пресування. Рухливі суміші легко і ефективно ущільнюються тільки вібрацією. Застосування ж пресування, прокату або трамбування для таких сумішей не покращує якості виробу або взагалі не можливо через високу плинність суміші.

Серед різноманітних можливих способів ущільнення бетонної суміші при формуванні можуть бути виділені наступні, отримали практичне застосування: вібрація, пресування, трамбування, прокат, вакуумування, центрифугування і лиття. Особливо великі можливості хорошого і легкого ущільнення жорстких сумішей отримані при поєднанні вібрування з деякими іншими видами механічних впливів, зокрема, пресуванням, прокатом. Так з'явилися порівняно нові способи формування бетонних виробів - віброштампованіе, вібропрокату.

Вібрування - це спосіб ущільнення бетонної суміші, що є найбільш поширеним завдяки високій ефективності застосування вібрації як в технічному, так і в економічному відношеннях.

Ущільнення бетонної суміші при вібруванні відбувається в результаті передачі бетонної суміші частоповторяющіхся вимушених коливань, певної амплітуди і частоти. У кожен момент струшування частки бетонної суміші перебувають ніби в підвішеному стані і порушується зв'язок їх з іншими частками. У перерві між поштовхами частки під власною вагою падають і займають при цьому більш стійке (вигідне) положення, що відповідає умові найбільш щільною їх упаковки серед інших і в кінцевому підсумку призводить до отримання щільної бетонної суміші.

Другою причиною ущільнення бетонної суміші при вібруванні є чудова властивість її переходити в тимчасово текучий стан під дією прикладених до неї зовнішніх сил. Це властивість різних систем в техніці називається тиксотропність. Будучи в тимчасово рідкому стані бетонна суміш при вібруванні починає гравітаційно розтікатися, набуваючи конфігурацію форми, і ущільнюватися по дією власної ваги, видавлюючи залучене повітря і воду в результаті осідання більш важкої твердої фази.

Економічна ефективність виражається в тому, що при вібруванні висока ступінь ущільнення бетонної суміші досягається застосуванням обладнання незначної потужності.

На якість віброущільнення впливають не тільки параметри роботи вібромеханізму (частота та амплітуда), але також тривалість вібрування. Для кожної бетонної суміші в залежності від її рухливості існує своя оптимальна тривалість віброущільнення при даних параметрах, до якої суміш ущільнюється ефективно, а понад якої витрати енергії зростають в значно більшою мірою, ніж підвищується щільність суміші. Ще більш тривалий ущільнення взагалі не дає приросту щільності, а надмірно тривалий вібрування може призвести навіть до розшарування суміші, поділу її на окремі компоненти - цементний розчин і великі зерна заповнювача, що в кінцевому підсумку призведе до нерівномірного щільності вироби по перетину і зниження міцності в окремих частинах його. Природно, що тривалий вібрування не вигідно і в економічному відношенні: зростають витрати електроенергії і трудомісткість, знижується продуктивність формувальної лінії. Практика показала, що оптимальна тривалість вібрування жорстких бетонних сумішей знаходиться в межах 2-4 хв.

Віброуплотняющіе механізми, поділяються на стаціонарні з об'ємним вібруванням - віброплощадки і переносні. Віброплощадки знаходять основне застосування на заводах залізобетонних виробів.

Віброплощадки відрізняються великою різноманітністю типів, проте конструкція всіх типів принципово не відрізняється, як і не відрізняється принцип їх роботи. На малюнку представлена ​​конструктивна схема столу - із суцільною верхній рамою, що утворює стіл з одним або двома вібраційними валами, і зібрані з окремих вібробло, в цілому представляють загальну вібраційну площину, на якій розташовується форма бетонної сумішшю. Вібруючої частиною віброплощадки, збудливою коливання бетонної суміші, служить стіл, до якого жорстко прикріплені вібромеханізму. Ними можуть служити вібровали з дебалансами або електромагнітні, пневматичні вібромеханізму або просто електромотор з дебалансов на валу. Стіл спирається на пружні опори у вигляді пружин і цим виключається передача вібрації фундаментів. Для міцного кріплення форми до столу майданчики передбачають спеціальні механізми-електромагніти, пневматичні чи механічні притиски. Останнім часом для зменшення шуму і плавного регулювання амплітуди коливань розроблені віброплощадки, що спираються на пневмобаллони.

У залежності від кількості вібромеханізму на столі віброплощадки - один або два отримують відповідно кругові або спрямовані коливання; останні забезпечують більш інтенсивне ущільнення бетонної суміші.

Основне призначення форм - забезпечити отримання виробів заданих форм і розмірів, з рівними гранями і гладкими робочими поверхнями. Конструкції форми повинна володіти необхідною жорсткістю. Форми повинні бути прості і зручні в збірці і розбиранні, а їх елементи - щільно примикати один до одного. Допуски в розмірах форм встановлюються ГОСТом, причому вони призначаються тільки мінусовими, тому що в процесі експлуатації кріплення форм слабшають, щільність складання порушується, і вироби виходять дещо більше проектних розмірів. З огляду на умови роботи даного заводу, найбільш доцільним є застосування металевих силових форм. Вони призначені сприймати зусилля натягу арматури під час твердіння бетону до досягнення нею міцності, що дозволяє сприйняти зусилля розтягнутої арматури до відпустки останньої. Зусилля розтягнутої арматури в силових формах сприймаються бортоснасткі. Ці форми відрізняються високою жорсткістю, а отже, і підвищеним витратою металу.

Утримувати форми і формувальне обладнання в чистоті необхідно не тільки для продовження терміну їх експлуатації, але і для забезпечення високої якості виробів, що виготовляються. Після кожного циклу формування форми чистять і змазують, застосовуючи для цього різні машини, пристосування і мастильні матеріали. Для очищення форм застосовують машини, робочими органами яких є циліндричні щітки зі сталевого дроту.

Матеріали для змащування повинні добре утримуватися на поверхні форми в процесі всіх технологічних операцій, забезпечувати можливість їх механізованого нанесення, повністю виключати зчеплення бетону виробу з формою, не повинні псувати зовнішнього вигляду виробів освітою жирних або брудних плям, не викликати корозії форм, а також бути нескладними у виготовленні, недефіцитних і дешевими. Завод застосовує емульсійну мастило: масло нігрол марки 3 (10-15% за об'ємом), мило господарське (0,6-1,0%), вода (84-89,4%); емульсол кислий синтетичний ЕКС (10%), сода кальцинована (0,6%), вода-конденсат (89,4%).

Натяг арматури в залізобетонних конструкціях застосовується для підвищення тріщиностійкості, довговічності, зменшення деформативності конструкцій. Одним з найбільш поширених методів натягу стержневої арматури є механічний. Механічне натягнення арматури (стрижневий, дротяної і канатної) виробляють гідродомкратами і натяжними машинами, які обладнані додатковими пристосуваннями для виконання допоміжних операцій.

Натяг арматури на упори форм або стендів може бути поодиноким (кожен арматурний елемент натягується окремо) або груповим (одночасно натягується кілька елементів) в залежності від конструктивних особливостей виробу.

Натяг арматури на стендах рекомендується проводити в два етапи. На першому етапі арматуру натягують у зусиллям, рівним 40-50% від заданого. Потім перевіряють правильність розташування напруженої арматури, встановлюють закладні деталі та закривають борту форми. На другому етапі арматуру натягують до заданого проектом зусилля з перетяжкою на 10%, при якій арматуру витримують протягом 3-5 хв, після чого натяг знижують до проектного.

Контрольоване напруга має відповідати проекту. Контроль зусилля натягу повинен виконуватися за показаннями відтаровані манометрів гідравлічних домкратів і одночасно по подовженню арматури. Результати вимірювань зусилля натягу за показаннями манометрів і по подовженню арматури не повинні відрізнятися більш ніж на 10%. При більшій розбіжності необхідно призупинити процес натягу арматури, виявити і усунути причину розбіжності цих показників.

При використанні гідравлічних домкратів для натягування арматури ціна поділки шкали манометра не повинна перевищувати 0,05 вимірюваного тиску. Максимальний тиск, на яке розрахований манометр, не повинно перевищувати вимірюваного тиску більш ніж в 2 рази.

При натягу арматури гидродомкрат повинен бути встановлений так, щоб його вісь збігалася з поздовжньою віссю захоплення арматурного елемента або пакета.

Для натягу арматури слід переважно застосовувати гідравлічні домкрати, що випускаються Кемеровський завод «Строммашина», які підбираються залежно від проектного зусилля натягу арматурних елементів з коефіцієнтом запасу рівним 1,17 ... 1,20.

6. Температурна обробка виробів

Твердіння відформованих виробів - заключна операція технології виготовлення залізобетону, в процесі якої вироби набувають необхідну міцність. Відпускна міцність може бути дорівнює класу бетону або менше його. Так, міцність бетону виробів під час відвантаження споживачеві повинна бути не менше 70% проектної (28 добової) міцності для виробів з бетону на портландцементі чи його різновидах і 100% - для виробів з силікатного (вапняно-піщаного) або пористого бетону. Однак для залізничних шпал відпускна міцність повинна перевищувати 70% і для прогонових будов мостів - 80% від класу. Допустиме зниження відпускної міцності виробів визначається виключно економічними міркуваннями, так як в цьому випадку скорочується тривалість виробничого циклу і відповідно прискорюється оборотність оборотних коштів. При цьому мається на увазі, що відсутню до проектної міцність виробу наберуть у процесі їх транспортування і монтажу та до моменту завантаження експлуатаційним навантаженням міцність їх буде не нижче проектної.

У залежності від температури середовища розрізняють наступні три принципово відрізняються режиму тверднення виробів: стандартний при температурі 15 - 20 ° С; Тепловологісна обробка при температурі до 100 ° С і нормальному тиску; автоклавної обробки - пропарювання при підвищеному тиску (0,8 - 1,5 МПа) і температурі 174 - 200 ° С. Незалежно від режиму тверднення відносна вологість середовища повинна бути близькою до 100%. Інакше буде відбуватися висушування виробів, що призведе до уповільнення або припинення росту їх міцності, так як тверднення бетону є в першу чергу гідратація цементу, тобто взаємодія цементу з водою.

Нормальні умови тверднення досягаються в природних умовах без витрат тепла. Це найважливіше техніко-економічну перевагу зазначеного способу твердіння, що відрізняється простотою в організації і мінімальними капітальними витратами. У той же час економічно виправданий він може бути тільки у виняткових випадках. У природних умовах вироби досягають відпускної 70%-ної міцності протягом 7 - 10 діб, тоді як при штучному твердінні - пропарюванні або автоклавной обробці - ця міцність досягається за 10 - 16 год Відповідно при цьому знижується потреба у виробничих площах, обсязі парку форм , скорочується тривалість оборотності коштів. Це і є причиною застосування на більшості заводів штучного твердіння. У той же час прагнення відмовитися від останнього є актуальною проблемою сучасної технології бетону. Вже є бетони, які протягом однієї доби при нормальних умовах тверднення купують до 40 - 50% проектної міцності. Це досягається застосуванням високоміцних швидкотверднучих цементів, жорстких бетонних сумішей, інтенсивного ущільнення вібрацією з додатковим вантажем, застосуванням добавок - суперпластифікаторів, прискорювачів твердіння, віброактівізаціі бетонної суміші перед формуванням, застосуванням гарячих бетонних сумішей. Подальший розвиток робіт у цьому напрямку дозволить, по-видимому, в найближчі роки відмовитися у ряді випадків від штучного твердіння.

Тепловологісна обробка при нормальному тиску може здійснюватися кількома способами: пропарюванням у камерах; електропідігрівом; контактним обігрівом; обігрівом променистою енергією; тепловою обробкою виробів у газоповітряної середовищі; гарячим формуванням. Серед наведеного різноманітності техніко-економічну перевагу поки що залишається за пропарюванням у камерах періодичної і безперервної дії, а також у середовищі продуктів згоряння природного газу.

У камери безперервної дії завантажують свежесформованние вироби на вагонетках, а з протилежного кінця тунелю камери безперервно виходять вагонетки з отверділим виробами. У процесі твердіння вироби проходять зони підігріву, ізотермічного прогріву (з постійною максимальною температурою пропарювання) та охолодження. У принципі камери безперервної дії, як і взагалі будь-яке безперервно діюче обладнання, забезпечують найбільш високий знімання продукції з одиниці об'єму камери. Однак необхідність застосування вагонеток і механізмів для переміщення виробів, а також ряд конструктивних складнощів тунельних камер в теплотехнічному відношенні не дозволяє широко застосовувати цей вид пропарювальних камер. Використовують їх тільки при конвеєрному способі виробництва.

Перспективними є вертикальні камери безперервної дії.

Серед камер періодичної дії основне застосування знаходять камери ямного типу, що мають глибину 2 м типу та на 0,5 - 0,7 м виступають над рівнем підлоги цеху. Розмір камери в плані відповідає розміру виробів або кратний ім. Найбільш доцільним є розмір камери, відповідний розміру одного виробу в плані. У цьому випадку завантажувальна ємність камери і непродуктивну простої камери під завантаженням будуть мінімальними. Однак при цьому зростає потреба в кількості камер. Техніко-економічний аналіз показав, що найбільш доцільним виявляється розмір камери в плані, який відповідає розміру двох виробів. Стінки камери викладаються з цегли або робляться бетонними. Зверху камера закривається масивної кришкою з теплоізоляційним шаром, який попереджає втрати тепла. Для попередження вибивання пари в стінках камери зверху її передбачається канавка, засипати піском або заливається водою. У цю канавку входять відповідні виступи на кришці камери. Таким чином, створюється затвор, що перешкоджає вибиванню пара з камери.

Вироби завантажуються в камеру краном у кілька рядів по висоті. Якщо вироби у формах, то кожний верхній ряд виробів встановлюють на стінки нижележащей форми (через дерев'яні прокладки). При формуванні ж виробів з частковою негайне розпалублення піддон з виробом встановлюють на спеціальні відкидаються виступи, передбачені в стінках камери.

Режим пропарювання в камерах характеризується тривалістю підйому температури, витримкою при максимальній температурі, тривалістю охолодження, а також найбільшою температурою в період ізотермічного прогріву. Застосовують найрізноманітніші режими твердіння в залежності від властивостей цементу та його виду, властивостей бетонної суміші (жорстка або рухома), виду бетону (важкий чи легкий), розмірів виробів (тонкі або масивні).

Як усередненого можна навести такий режим: підйом температури зі швидкістю 25 - 35 ° С / год, зниження температури - 30 - 40 ° С / год, ізотермічна витримка 6 - 8 год і максимальна температура 80 - 90 ° С. Таким чином, загальна тривалість пропарювання для виробів на звичайному портландцементі в середньому становить 12 - 15 год Твердіння виробів - найбільш тривала операція, в десятки разів перевищує всі інші. Це вимагає вишукування шляхів зниження тривалості пропарювання, для чого необхідно знати визначальні чинники.

У першу чергу на режим тверднення впливає вид цементу. Застосування швидкотверднучих цементів (алітових і алітоалюмінатних портландцементів) дозволяє до 2 разів скоротити тривалість ізотермічної витримки. Крім того, оптимальна температура прогріву виробів на цих цементах 70 - 80 ° С істотно скорочує час, потрібне на нагрів і охолодження виробів. У сукупності загальна тривалість тепловологісної обробки виробів на алітових і алітоалюмінатних, швидкотверднучих портландцементах знижується до 6 - 8 ч. За цей період отримують вироби з міцністю бетону, що дорівнює 70 - 80% від проектної.

Повільнотвердіючими цементи (пуццоланові і шлакопортландцемент) вимагають більш тривалої ізотермічної витримки (до 10 - 14 години) і більш високої температури ізотермічного прогріву (до 95 - 100 ° С). Таким чином, загальна тривалість пропарювання бетонних виробів, приготованих на пуцоланових або шлакопортландцемент, становить 16 - 20 ч.

Застосування жорстких бетонних сумішей, що мають низький початкове водовміщення, дозволяє на 15 - 20% зменшити тривалість пропарювання. Якщо врахувати, що додаткові витрати енергії і праці на формування жорстких сумішей не перевищують 10 - 15% і компенсуються зниженням витрати цементу при цьому, то економічна доцільність застосування жорстких сумішей стає очевидною і в даному випадку. Вироби з легких бетонів, як, наприклад, повільно прогріваються в силу їх підвищених теплоізоляційних якостей, вимагають і більш тривалого режиму обробки.

Спосiб формування попередньо підігрітої до 75 - 85 ° С бетонної суміші отримав назву «гарячого формування», при якому вироби надходять у камеру в підігрітому вигляді і не вимагають, таким чином, часу на їх підігрів до максимальної температури пропарювання. Цей спосіб передбачає відмову від пропарювання. Свежесформованние гарячі вироби вкривають (спосіб термоса) і залишають на 4 - 6 год, протягом яких бетон набирає необхідну міцність. Підігрів бетонної суміші виробляють електричним струмом протягом 8 - 12 хв.

7. Приймання та випробування виробів

Приймальний контроль - це контроль готової продукції, за результатами якого приймається рішення щодо її придатності та постачання споживачеві. Результати приймального контролю використовуються також для виявлення недоліків технологічного процесу, що залишилися не виявленими при операційному контролі, і внесення до нього необхідних змін. Завданням приймального контролю збірних залізобетонних виробів є встановлення відповідності якісних показників готових виробів вимогам Державних стандартів і проекту виробу. Загальна номенклатура показників якості залізобетонних конструкцій встановлена ​​ГОСТ 4.250-79. Якість не може бути оцінений лише на підставі вимірів, проведених на готових виробах, тому приймальний контроль залізобетонних виробів передбачає випробування та вимірювання готових залізобетонних виробів і узагальнення даних вхідного та операційного контролю.

Контроль може бути суцільним - контроль кожної одиниці продукції, здійснюваний з однаковою повнотою, і вибірковим - контроль частини (вибірок і проб), за результатами якого оцінюють

всю партію. У виробництві збірних залізобетонних виробів усе більше застосування знаходить статистичний приймальний контроль якості - вибірковий контроль, при якому використовуються статистичні методи для обгрунтування плану контролю або коригування цього плану з накопиченої інформації. План контролю характеризується прийнятої послідовністю контролю, обсягом контрольованої продукції, правилами прийняття рішення за результатами контролю.

Контрольовані значення міцності бетону. При виготовленні збірних залізобетонних конструкцій повинні контролюватися проектна марка бетону на стиск, відпускна міцність бетону. Проектну марку бетону призначають при проектуванні в залежності від виду і призначення конструкції, виду бетону.

Відпускна міцність - це міцність бетону при поставці виробів споживачу. Зазвичай відпускну міцність бетону, визначену виходячи з деяких середніх умов транспортування, монтажу та термiну навантаження конструкцій, а також технології виготовлення і можливості подальшого наростання міцності, вказують у проекті.

При відпускній міцності бетону нижче його проектної марки виробник зобов'язаний гарантувати, що міцність бетону, застосованого при виготовленні виробів, досягне проектної марки у віці 28 діб з дня виготовлення виробів або іншому віці, зазначеному в стандарті або технічних умовах. Відпускну міцність бетону зазвичай беруть різною для зимового і літнього періодів.

Методи контролю міцності бетону. Проектну марку бетону визначають випробуванням до руйнування контрольних зразків або неруйнуючим методом.

Контрольні зразки випробовують у відповідності до вимог ГОСТ - 10180. Розміри зразків залежно від найбільшої крупності заповнювача повинні бути не менше зазначених нижче:

У даному проекті заповнювач використовується з максимальною крупністю зерна 20 мм.

Зразки випробовують серіями, кожна з яких повинна складатися із трьох зразків.

При використанні неруйнівних методів міцність бетону визначають за градуювальної залежності, що зв'язує показник неруйнівного методу з міцністю бетону. Цю залежність встановлюють на підставі паралельних випробувань під пресом і неруйнівними методами не менш ніж 20 серій контрольних кубів.

Контрольні зразки слід відбирати на посаді формування з довільно вибраних замісів.

Неруйнівні випробування бетону проводять ультразвуковим методом (ГОСТ 226900), методом відриву (ГОСТ 17624), методом відриву із сколюванням (ГОСТ 212443), оцінку міцності бетону проводять статистичним методом (ГОСТ 18105.0).

Прийом партії і відправка збірних залізобетонних виробів споживачеві здійснюються тільки після випробувань усіх зразків, що відносяться до даної серії бетону, або перевірки конструкцій, що представляють партію, неруйнівними методами.

8. Контроль якості виробів

Контроль якості здійснюється лабораторією та ВТК заводу. Контролю підлягають: всі матеріали, що надходять, напівфабрикати та вироби; виробничі процеси і якість готових виробів. Всі результати контролю документуються. Вхідний контроль здійснюється на основі інформації виготовлювача про виконання цих перевірок.

Операційний контроль - контроль технологічних операцій, параметрів виробничих процесів, дотримання вимог проектної і тих. документації. Для цих цілей на заводі розробляються технологічні регламенти. В основному контролю підлягає: склад і властивості бетонної суміші; параметри технологічних режимів; контроль змащення форм; вид, діаметри, розміри арматурних виробів; параметри теплової обробки, віброущільнення; міцність бетону (відпускна, передавальна, в проектному віці).

Періодичність випробування приготовленої бетонної суміші і готових виробів вказується в ТУ на вироби. Періодичність - раз на 0,5 - 1 рік.

Приймально-збутової випробування: відпускна передавальна міцність, наявність закладних виробів, монтажних петель, відсутність оголеної арматури і напливів на бетоні, відсутність масляних і іржавих плям.

Вибірково також перевіряється: міцність, жорсткість, тріщиностійкість на стенді, геометричні параметри, товщина захисного шару. Контрольовані параметри вказуються в ТУ на вироби.

9. Охорона праці та безпека життєдіяльності

Безпека при виробництві виробів забезпечується вибором технологічних процесів, прийомів і режимів роботи обладнання, раціональністю його розміщення.

Відповідність виробничих процесів вимога ГОСТ 12.3.002

«Процеси виробничі. Загальні вимоги безпеки », забезпечується вибором у якості прототипу ТПР № 409-010-43« технологічні лінії з виготовлення залізобетонних виробів ». Відповідність технологічної лінії з безпеки праці за ГОСТ 12.2.003 «Система стандартизації безпеки праці, обладнання, виробництва». Загальні вимоги безпеки забезпечуються вибором серійно-випускається технологічного обладнання.

Заводи збірного залізобетону відносяться до числа підприємств, на яких санітарно-гігієнічні умови праці і техніка безпеки є не тільки найважливішими критеріями для підвищення продуктивності праці, вони забезпечують збереження здоров'я кожного працюючого на підприємстві.

Питання забезпечення нормальних санітарно-гігієнічних умов праці на підприємствах збірного залізобетону є найважливішими, вони закладаються ще при проектуванні заводу і повинні суворо дотримуватися при його експлуатації. Багато цехи в результаті виконання технологічних процесів створюють значне виділення пилу, конвекційного або променистого тепла, парів і шкідливих газів; у формувальних цехах використовуються вібраційні механізми, які мають негативний вплив на стан здоров'я робітника, вони ж є джерелом шуму і т.д., тому на підприємствах збірного залізобетону з метою забезпечення безпечних і нормальних санітарно-гігієнічних умов праці необхідно суворо керуватися правилами техніки безпеки і виробничої санітарії, що діють на кожному заводі.

У цих правилах викладено вимоги як до підприємства в цілому, так і по окремих його цехах, технологічних процесів, транспортним засобам, вібраційному обладнанню, регламентовані нормативи по природному і штучного освітлення цехів і приміщень, їх опалення і вентиляції.

У цехах, де за технологічними умовами ворота відкриваються на тривалий час (більш ніж на 40 хв), або в районах, де розрахункова температура повітря нижче - 20 ° С, необхідно передбачати повітряні завіси. В усіх виробничих та допоміжних будівлях повинна передбачатися природна або примусова вентиляція.

З метою запобігання забруднення повітря приміщень зі шкідливими виділеннями: обладнання, прилади, трубопроводи та інші джерела, що виділяють теплоту, повинні бути теплоізольовані; агрегати та обладнання, при експлуатації яких відбувається вологовиділення, повинні бути вкриті та ізольовані; технологічні процеси, пов'язані з виділенням пилу, слід ізолювати так, щоб їхня робота здійснювалася без участі людей, а що виділяються технологічні викиди у вигляді пилу, парів і шкідливих газів перед випуском в атмосферу повинні бути піддані очищенню.

У цехах, де використовуються вібраційні механізми, повинні бути вжиті заходи щодо усунення впливу вібрації та зниження рівня шуму.

При роботі вібраційних механізмів шум характеризується рівнем звукового тиску в децибелах, а вібрація - віброшвидкості.

Звуковий тиск вимірюють шумоміром на відстані 1 м від джерела шуму і 1,5 м від підлоги, склад частотою виробничого шуму визначають за допомогою аналізатора спектра шуму АШ 2М та інші, а амплітуду коливань у межах 0,05 - 1,5 мм в діапазоні частот 15 - 200 Гц - віброметри ВІП 4.

Віброшвидкості визначають за формулою:

де А - амплітуда;

f - частота коливань.

Допустимий рівень звукового тиску у виробничих приміщеннях наведено в табл. 9, а допустимі віброшвидкості - в табл. 10.

Таблиця 9.2 Допустимий рівень звукового тиску

Таблиця 9.2 Допустимі віброшвидкості

Рівень шуму та вібрації на робочих місцях не повинен перевищувати допустимі межі, в іншому випадку необхідно влаштовувати звукову і вібраційну ізоляцію приміщень, робочих місць і машин, наприклад установку віброплощадок на масивні фундаменти, ізольовані від підлоги пружними прокладками, установку машин з вібраторами на пружинні або гумові віброізолятори, обов'язкове кріплення форм, на вiброплощадках та ударних столах, укриття віброплощадок акустичними кожухами, облицювання приямків звукопоглинальними матеріалами, своєчасний профілактичний огляд, ремонт та налагодження вібраційного устаткування. Робітники повинні використовувати взуття на товстій підошві з губчастої гуми, протишумні навушники (антифони), рукавиці з прокладкою пінопласту.

Концентрація пилу в приміщеннях нормується залежно від вмісту вільного кремнезему в повітрі робочої зони, особливо повинне приділятися увага приміщень, де в підвішеному стані знаходяться цемент, вапно та ін На складах цементу і у бетонозмішувальних цехах для пилеосажденія використовують Пилоосадителі типу НІІОГАЗ та матерчаті фільтри типу ФР 30, ФР 90, які забезпечують очищення повітря до 97 - 99%.

В якості індивідуального захисту в приміщеннях з великою концентрацією пилу необхідно користуватися респіраторами Ф 45 або ПРБ 1, герметичними захисними окулярами і спецодягом.

Суворе дотримання правил техніки безпеки повинна дотримуватися при роботі на основних технологічних переділах.

У арматурному цеху при веденні зварювальних робіт необхідно: заземлювати зварювальні апарати, застосовувати окуляри і щитки з світлофільтрами, на робочі місця укладати гумові килимки, огороджувати зварювальні пости захисними екранами, а при роботі правильно-відрізних верстатів їх кожух підключати до місцевої системи аспірації.

При виготовленні бетонної суміші необхідно стежити за справною роботою вентиляції, герметизацією кабін пультів управління дозаторами і змішувачами, системою сигналізації та автоматизації.

Список використаних джерел

1. Ю.М. Баженов, А.Г. Комар, «Технологія бетонних і залізобетонних виробів», М.: Стройиздат, 1984 р.

2. А.Г. Комар, «Будівельні матеріали та вироби», М.: Вища школа, 1988 р.

3. Б.С. Комісаренко, А.Г. Чікноворьян та ін, «Проектування підприємств будівельної індустрії», Самара, 1999 р.

4. К.М. Корольов, «Виробництво бетонної суміші і розчину», М.: Вища школа, 1973 р.

5. С.В. Миколаїв, «Збірний залізобетон. Вибір технологічних рішень », М.: Стройиздат, 1978 р.