Отчет по практике на заводе ТОО «Завод ЖБИ»

Однако ограниченность номенклатуры выпускаемых изделий и высокий расход цемента для бетонных смесей, уплотняемых на станах, могут быть отнесены к недостаткам этого способа производства.

Поточно-агрегатный способ по технико-экономическим показателям и является основным в организации технологических линий большинства железобетонных заводов.

5. Армирование железобетонных изделий

 

Армирование железобетонных конструкций представляет собой внедрение в толщу материала стальных сеток, стержней, каркасов и т.д. Такие дополнительные элементы придают изделию дополнительную прочность за счет восприятия растягивающих напряжений. Такая арматура называется рабочей. Кроме нее, в железобетонные изделия часто закладываются детали, предназначенные для соединения готовых изделий, распределительную арматуру, монтажные петли.

Армирование может быть обычным и предварительно напряженным. Возможности обычного армирования ограничены, несмотря на то, что оно способно существенно увеличивать несущую способность готовых конструкций. Объясняется это невысокой растяжимостью бетона – даже небольшая нагрузка способствует появлению в нем трещин, прогибов и т.д. Такого рода дефекты, в свою очередь, способствуют попаданию влаги внутрь материала, что оборачивается коррозией арматурной стали. Для того чтобы преодолеть этот барьер, и были созданы предварительно напряженные конструкции. Этот метод был впервые испробован на практике в 1928 году инженером Фрейсине.

Предварительное напряжение конструкции достигается за счет обжатия бетона натянутой арматурой. Поэтому силы, воздействующие на батон, вынуждены сначала нейтрализовать уже имеющееся обжатие. Предварительное напряжение позволяет повысить устойчивость конструкции к появлению трещин, экономит стальную арматуру и дает возможность снижать массу готового изделия (или увеличивать его размер при сохранении массы). Экономия арматуры достигается за счет возможности использования высокопрочных видов стали (при обычном армировании ее попросту невозможно рационально использовать – сильное растяжение высокопрочной стали вызывает растрескивание и деформацию бетона).

Применение предварительно напряженных конструкций дает возможность изготавливать крупные элементы из железобетона (балки, плиты и т.д.), использующиеся для перекрытия довольно широких пролетов, а также тонкостенные конструкции (панели-оболочки), применяемые при возведении различных видов зданий.

Такие конструкции широко используются в энергетическом строительстве – предварительно напряженный железобетон часто применяют для изготовления труб большого диаметра (из них производят опоры для линий электропередачи, напорные водоводы, и т.д.). Предварительно напряженный железобетон – незаменимый материал при строительстве шлюзов, плотин, гидроэлектростанций.

Современное энергетическое строительство является сферой, в которой принято использовать два различных способа предварительного напряжения железобетона: либо во время изготовления железобетонных конструкций на заводе, либо в момент монтажа конструкций непосредственно на месте их монтажа.

На месте монтажа конструкций, как правило, используются такие методы напряжения, как гравитационный, гидравлический и т.д., подразумевающие анкеровку готовых изделий к основанию. Например, распространенные в мировой практике плотины на скальном основании возводятся с использованием двух основных способов предварительного напряжения. Первый способ подразумевает прижатие сооружения к его основанию при помощи стержневой или пучковой арматуры (она заанкеривается в толщу скальной породы). Второй способ дает возможность достичь необходимого уровня напряжения бетона за счет использования плоских гидравлических домкратов, которые закладываются в специальные швы.

На заводе, в процессе изготовления железобетонных изделий, предварительное напряжение материала производится как до затвердевания бетона, так и после того, как он обретает определенную прочность. В первом случае (этот метод еще называется «напряжение на упоры») арматура, уложенная в форму, закрепляется на упоре и после этого натягивается (освободить ее можно будет уже после затвердевания бетона). Этот способ более распространен. Во втором случае мы имеем дело с натяжением на бетон – в заготовке предварительно оставляется специальный канал для укладывания арматуры. После укладывания арматуры в канал она натягивается и закрепляется в бетоне при помощи специального цементного раствора. И в первом, и во втором случаях напряжение достигается за счет стремления освобожденной арматуры вернуться в первоначальное положение – так происходит ее сокращение, а, следовательно, и обжатие бетонных элементов.

Для более надежного сцепления с бетоном применяются специальные виды арматуры – витая арматура, арматура с анкерными устройствами на концах, а также арматура с периодическим профилем.

Достигается натяжение арматуры несколькими способами – электротермическим, механическим, химическим или электротермомеханическим. Для механического натяжения применяют домкраты и прочие гидравлические устройства. При электротермическом методе арматура нагревается и расширяется при нагреве электротоком.

Химический метод подразумевает применение напрягающих цементов, которые обладают высокой энергией расширения.

Электротермомеханический метод является комплексным и подразумевает одновременное натяжение арматуры при помощи гидравлического устройства и нагревание при помощи электрического тока.

Армирование железобетонных изделий может быть линейным и непрерывным. Линейное армирование – это метод, при котором отдельные элементы натяжения, выполненные в форме стержней, прядей или пучков, укладываются на изделие. Непрерывное армирование достигается за счет непрерывного наматывания проволочной нити на конструкцию или упоры – в итоге появляется арматурный каркас.

 

6. Формирование железобетонных изделий

 

Железобетонные изделия представляет собой один из самых распространенных материалов. Без них не может обойтись ни одно возведение зданий, особенно отличающихся многоэтажностью. Железобетон является соединением бетона и арматуры, которые составляют вместе единое целое, а по совокупности характеристик физических свойств позволяют обеспечить данному материалу максимальную прочность.

Бетон обладает малым сопротивлением на растяжение, однако, высокими характеристиками на сжатие. Именно поэтому неармированные бетонные конструкции в строительстве практически не применяются. В целях улучшения физических показателей бетона, в структуру его добавляют стальную проволоку, которая позволяет великолепно работать на растяжение. Подобным образом и создавался железобетон – эффективный материал, в котором растягивающие напряжения воспринимаются стальной арматурой, а сжимающие - бетоном.

Современные конструкции из железобетона армируются не только при работе на изгиб и растяжение, но также при срезе, кручении, осевом и внецентренном сжатии. В данном случае рабочая арматура ставится в целях уменьшения размеров сечений подобных элементов, а также снижения собственного веса изготавливаемых конструкций и обеспечения большей их надежности.

Наряду с обычным армированием сегодня проводится и напряженное предварительное. Благодаря предварительному напряжению появляется возможность эффективного применения более прочных арматурных сталей и бетона высоких марок, что в обычном железобетоне невозможно. В железобетонных конструкциях, предварительно напряженных, арматура может подвергаться предварительному растяжению, а бетон предварительному обжатию. Предварительное напряжение конструкций из железобетона позволяет значительно повысить трещиностойкость и снизить деформации конструктивных элементов. Это происходит вследствие предварительного обжатия бетона в тех частях, которые работают на растяжение при эксплуатационных нагрузках.

Виды железобетонных конструкций

Железобетонные конструкции по виду исполнения могут быть:

Сборными,

Монолитными

Сборно-монолитными.

Железобетонные конструкции сборного типа имеют большее распространение. Во время изготовления сборных конструкций в заводских условиях могут широко применяться наиболее прогрессивные технологии приготовления, обработки и укладки бетонных смесей. При этом возможна автоматизация производства и значительное упрощение строительных работ.

Железобетонные монолитные конструкции позволяют отыскать широкое применение в сооружениях, которые трудно поддаются членению, к примеру, в некоторых из гидротехнических сооружениях, плавательных бассейнах, тяжелых фундаментах, в сооружениях, выполняемых в скользящей или передвижной опалубке.

Сборно-монолитные железобетонные конструкции являются сочетанием монолитного бетона и сборных элементов, которые укладываются на местах строительства.

Как изготавливают железобетонные изделия

Ребристые и пустотные плиты перекрытий, элементы оград, фундаментов и подвалов, перемычки, детали колодцев, плиты дорожных покрытий – все это представляет собой изделия из железобетона. Очевидно, что каждое из подобных изделий обладает характерной для него системой армирования, технологией изготовления и рецептурой бетона.

Перемычки и плиты перекрытия, которые работают на изгиб, изготавливаются из железобетона, предварительно напряженного. На специальные упоры в подготовленную форму устанавливаются арматурные стержни, их натягивают – с помощью домкратов, механически, либо же термомеханически – посредством разогрева электрическим током. После этого их закрепляют на бортоснастке формы в натянутом положении.

Заливка бетонных смесей с последующим их виброуплотнением может осуществляться на стендах – с последующим введением пустотообразователей – либо же на конвейерных линиях, в том числе методиками роликового формования или проката. После этого изделия в уже готовых формах отправляется на тепловую обработку в специальных камерах. Целью тепловой обработки является ускорение затвердевания бетона. И через 8-12 часов пропаривания во время температуры среды 80-95С изделие способно набрать 65-75% своей марочной стоимости, что эквивалентно месяцу затвердения в условиях естественного функционала. После того, как изделие уже отвердело, напряженные арматурные стержни освобождаются от креплений на стенках форм. По длине стержни частично сжимаются, и напряжение от них передается бетону в изделиях. При этом формируется напряженное состояние в областях бетона, прилегающих к арматурным стержням.

Изделия цилиндрической формы – кольца, стойки, изготавливают по методике центрифугирования. В полуформу, размещенную на стенде центрифуги, предварительно укладываются арматурные стержни. При необходимости они натягиваются. На стержни навивается металлическая проволока – таким образом, формируется каркас изделия. При помощи ложковых бетонараздатчиков по всей длине полуформы распределяются бетонные смеси, одна полуформа накрывается сверху другой и включается центрифуга.

Бетонная смесь на первом этапе за счет центробежных сил, распределяется у ограждающей внешней поверхности цилиндрической формы. На втором этапе, за счет того, что изменяется частота вращения центрифуги, происходит формование изделия, и уплотнение бетонной смеси. После этого изделия – распалубленные или в полуформах – отправляются для последующей тепловой обработки.

Преимущества и недостатки железобетонных изделий

Долговечность

Железобетон отличается исключительной долговечностью благодаря тому, что арматура, заключенная в бетон, обладает надежной сохранностью. Железобетон отлично сопротивляется атмосферным воздействиям, что во время строительства открытых инженерных сооружений особенно важно.

Пожаростойкость

Конструкции из железобетона обладают повышенными свойствами огнестойкости. Как показывает практика, защитный слой бетона толщиной около двух сантиметров является достаточным для того, чтобы обеспечить огнестойкость железобетонных конструкций при пожарах. В целях еще большего роста жаростойкости применяются специальные заполнители, и толщина защитного слоя увеличивается до 3-4 сантиметров.

Сейсмостойкость

Железобетонные изделия, благодаря их монолитности и гораздо большей жесткости по сравнению с конструкциями из других материалов, отличаются весьма высокой сейсмостойкостью.

Высокие эксплуатационные качества

Железобетону легко придаются любые из целесообразных конструктивных и архитектурных форм. Эксплуатационные расходы по уходу за конструкциями из ЖБИ и их содержанию весьма невысокие. По затратам времени на монтаж и изготовление сборные конструкции из железобетона могут составлять конкуренцию стальным, особенно во время изготовления железобетонных конструкций методикой проката, кассетным способом, во время монтажа с колес и применения прочих прогрессивных видов монтажа и изготовления.

Бетон для железобетонных и бетонных изделий должен иметь высокую прочность, хорошее сцепление с арматурой и плотность, благодаря которой обеспечивается не только долговечность конструкции, но и сохранность арматуры от коррозии.

 

7. Твердение железобетонных изделий

 

Наиболее распространенным способом ускорения твердения бетона, который позволяет получить в короткие сроки изделия с отпускной прочностью, является тепловая обработка.

Величина отпускной прочности бетона в изделиях зависит от времени года и условий работы изделия в конструкции, но во всех случаях должна быть не менее 70% от проектной. В зимних условиях отпускную прочность принимают, как правило, равной 100% проектной прочности. На полигонах изделия пропаривают в камерах при атмосферном давлении и применяют электропрогрев или обогрев теплым воздухом. Экономически целесообразно ускорять твердение бетона, применяя жесткие бетонные смеси, быстроотвердеющие цементы (БТЦ) и химические ускорители твердения. При этом через сутки твердения на воздухе можно получить бетон прочностью до 150— 200 кг/см2.