Разработка структурной схемы производства железобетонных балок

Для бетона железобетонных балок следует использовать щебень из изверженных пород марки не ниже 1 200, из метаморфических и осадочных пород марки не ниже 1 000 и щебень из гравия марки не ниже Др 8.

Содержание  в щебне зёрен пластичной (лещадной) и игловой формы не должно превышать 35% по массе. Содержание зёрен такой  формы в количестве более 35% допускается при условии обеспечения заданной удобоукладываемости бетонной смеси без перерасхода цемента.

Морозостойкость крупного заполнителя должна быть не ниже F200 (Мрз 200). В случае получения не удовлетворительных результатов при испытаниях заполнителей проверяют морозостойкость бетона на принятом заполнителе.

Природный песок, применяемый для производства бетона, представляет собой образовавшуюся в результате выветривания горных пород рыхлую смесь зерен крупностью 0,14-5 мм различных минералов. При отсутствии природного песка применяют песок, получаемый путем дробления твердых пород. Чаще всего применяют пески кварцевые с примесью полевого шпата. Кварцевые пески следует проверять на прочность в растворе или бетоне требуемой марки.

Песок следует  применять природный, обогащенный, дроблённый и дроблённый из отсевов, отвечающий требованиям ГОСТ 10628-80 и ГОСТ 8736-85. Рекомендуется применять песок, фракционированный 30-35% фракции 0,16 – 0,6 мм и 65-70% фракции 0,6-5 мм.

Крупность зерен  определяют просеиванием песка через  стандартный набор сит с отверстиями  в свету: 5;2,5;1,25;0,63;0,315;0,14 мм. Наличие в песке зерен крупнее 10 мм не допускается, зерен размером 5-10 мм должно быть не более 5% (по массе).

Объемный  вес в сухом состоянии – 1510 кг-м³, при естественной влажности - 1545 кг-м³, содержание глинистых и пылевидных частиц – 2,9%, влажность – 6,5%.

 

1.2.3 Добавки

 

Добавки к  бетонам вводятся с целью улучшения  технологических свойств бетонных смесей, ускорения твердения бетона или улучшения строительно-технических свойств бетона (удобоукладываемости, морозостойкости, водонепроницаемости, коррозионной стойкости, снижения расхода цемента).

Добавки классифицируют по основному эффекту действия:

1) ускорители  твердения цемента – хлористый  кальций, хлористый натрий и  др.;

2) пластифицирующие  поверхностно-активные добавки; 

3) пенно - и газообразователи: алюминиевая  пудра, пенообразователь ГК, клееканифольные  пенообразователи и др.;

4) противоморозные  добавки: поташ, хлористый кальций,  хлористый натрий, нитрит натрия и др.;

5) расширяющие  и уплотняющие добавки, обеспечивающие  получение водонепроницаемых безусадочных или расширяющих растворов и бетонов;

6) добавки,  регулирующие сроки схватывания.

Добавки, если их применять в больших количествах, наносят вред и неармированному бетону, например, появляется поверхностная фильтрация

Для производства бетона применяют добавку – суперпластификатор С-3.

Основу суперпластификатора  С-3 составляют нитриевые соли продукта конденсации нафталинсульфокилоты и формальдегида. Суперпластификатор С-3 производится в жидкой и сухой форме: в виде водорастворимого порошка светло-коричневого цвета или водного раствора темно-коричневого цвета, имеющего концентрацию не менее 32%. При хранении не выделяет вредных газов или паров. Добавка является замедлителем сроков схватывания, при этом дальнейший набор прочности в бетоне происходит быстрее. Суперпластификатор С-3 добавляется в бетонную смесь в количетве 0,3-0,7% сухого вещества по отношению к массе цемента.

Введение  добавки С-3 позволяет:

- увеличить подвижность бетонной смеси;

- снизить  водопотребность при затворении вяжущего вещества на 20-28%;

- увеличить  конечные прочностные характеристики  до 50%;

- снизить  расход цемента на 20%;

- снизить  энергетические затраты на 30-50%.

 

 

1.2.4 Вода

 

Химические  процессы схватывания и твердения  требуют присутствия воды. Для  затворения бетона нужна чистая вода. Питьевая водопроводная вода пригодна без дополнительного исследования. Там, где нет водопровода, воду необходимо исследовать в лаборатории, чтобы определить, не содержит ли она вредных для бетона веществ. Иногда вода, пригодная для питья, может оказаться непригодной для затворения (например, термальная, лечебная, питьевая минеральная) из-за содержания в ней различных примесей солей.

Для приготовления  бетонной смеси используют водопроводную  питьевую ваду, имеющую водородный показатель рН не менее 4. Вода не должна содержать сульфатов более 2700 мг/л (в пересчете на SO₄) и всех солей более 5000 мг/л.

В сомнительных случаях пригодность воды для  приготовления бетонной смеси необходимо проверять путем сравнительных испытаний образцов, изготовленных на данной воде и не обычной водопроводной.

 

 

 

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ

     БАЛОК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологическая схема производства железобетонных балок включает следующие основные этапы:

- доставка  сырьевых материалов;

- дозирование  компонентов;

- перемешивание  смеси;

- формование  изделий;

- установка  и натяжение арматуры;

- укладка  бетонной смеси;

- уплотнение  бетонной смеси;

- тепло-влажностная  обработка;

- распалубка  изделий;

- складирование.

 

2.1 Доставка  сырьевых материалов

 

Доставку  сырьевых материалов осуществляют автомобильным  и железнодорожным транспортом.

Для хранения цемента предусмотрены силосные склады (рисунок 2). Они состоят из силосов d = 5-10 м, вместимостью 25-1500 т, изготовленных из металла. заполнители хранят в складах открытого типа – штабельных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 – Силосные склады цемента

 

Запас заполнителей применяют в зависимости от характера  его доставки и в среднем он равен 5 – 10 сут.

Из приемных бункеров цемент и заполнители по ленточным конвейерам поступают в расходные бункера бетоносмесителей.

2.2 Дозирование компонентов

 

Дозирование – это процесс отмеривания  количества исходных материалов при загрузке их в смеситель.

Дозирование компонентов бетонной смеси должно выполняться с точностью, обеспечивающей достижение необходимых проектных средств бетона, и осуществляется весовыми дозаторами (рисунок 3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 – Весовой дозатор

 

Весовые дозаторы состоят из весового дозировочного  бункера (мерника), загрузочного устройства, весового механизма и механизмов управления. загрузочное устройство выполнено в виде затвора, с помощью которого впускают и регулируют поток материалов, поступающий в мерный сосуд дозатора из расходного бункера бетоносмесительной установки.

 

2.3 Смешивание  компонентов

 

Для смешивания компонентов бетонной смеси применяют  роторные смесители принудительного действия (рисунок 4). Загруженные в смеситель исходные материалы смешиваются лопастями, вращающимися вокруг центральной оси. Готовая смесь выгружается через отверстие, расположенное в днище корпуса.

К преимуществам  смесителей принудительного действия относятся меньшая по сравнению с гравитационными продолжительность смешения, более высокая производительность, предотвращение комкования смеси.

К недостаткам  относятся: ограничение крупности  заполнителей, изнашивание лопастей и футеровки конуса, высокая энергоемкость  и себестоимость приготовления смеси.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4 – Роторный бетоносмеситель

 

Большое значение на качество на перемешивания оказывает  его продолжительность. При недостаточной продолжительности перемешивания ухудшается однородность бетона и понижается его прочность.

 

2.4 Формование  изделий

 

Процесс формования изделий определяет метод изготовления изделий в целом. Балки производятся стендовым способом.

Формование  изделий при стендовом способе, т.е. в неперемещаемых формах, осуществляется на плоских стендах.

Плоский стенд  представляет собой бетонную гладкую  отшлифованную площадку, разделенную на отдельные формовочные линии. В теле бетона площадки заливают отопительные приборы в виде труб, по которым пропускают пар. Перед формованием на стенде собирают переносные формы, в которые после смазки укладывают арматуру и подают бетонную смесь из бетоноукладчика, перемещающегося по рельсам над каждой линией.

По способу  организации работы плоские стенды подразделяются на протяжные, короткие и пакетные.

Протяжные стенды получили такое название, потому что стальная проволока сматывается с бунтов, расположенных в торце стенда, с помощью крана или специальной тележки протягивается по линии формования к противоположному торцу стенда, где закрепляются на упорах.

Эти стенды используют для изготовления длинномерных изделий с большим поперечным сечением и высотой, а также для изготовления изделий со стержневой арматурой.

Изделия изготовляют  следующим способом. Бунты с проволокой размещаются в створе формуемых изделий, а концы проволок с помощью клиньев закрепляются в захватах, установленных на специальных тележках. Затем краном, установленным на другом конце стенда, тележка перемещается, увлекая за собой разматывающуюся с бунта проволоку. В конце стенда захват вместе с арматурными проволоками снимают и закрепляют на упорах. Натяжение арматуры (от 2 до 10 проволок одновременно) осуществляют домкратами, после чего укладывают и уплотняют бетонную смесь.

Способ уплотнения бетонной смеси осуществляют навесными  вибраторами. После уплотнения бетонной смеси изделие укрывают, подают пар и проводят термо-влажностную обработку по заданному режиму.

Качество  формования  и качество готовых  изделий зависит от вида форм. При  формировании балок в вертикальном положении применяют формы (рисунок 5) с шарнирно открывающимися бортами, которые при большой длине элемента состоят из отдельных секций. Боковые стенки формы могут иметь двойную обшивку; в них пускают пар при пропаривании изделий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5 – Форма для двускатной балки

 

 

В качестве основной напрягаемой арматуры применяют  горячекатаную арматурную сталь класса А-IV.

 

2.5 Распалубка  изделий

 

По окончании  тепловой обработки борта формы  раскрывают, арматуру обрезают. Краном извлекают изделия и транспортируют на склад.

 

2.6. Контроль  качества продукции

 

Для получения бетонов высокого качества и экономичности необходимо проводить постоянный контроль за их производством и на его основе управлять технологическими процессами, внося в них необходимые изменения и коррективы.

Контроль организуется на всех стадиях  производства бетона и изделий из него и включает контроль свойств исходных материалов, приготовление бетонной смеси и ее уплотнение, структурообразование и твердение бетона и свойств готового материала или изделия.

Производственный контроль указан в таблице 4.  Для контроля используют различные способы и приборы. По полученным результатам вносят коррективы в состав бетона, в параметры и режимы технологических операций на основе закономерностей, учитывающих влияние на свойства готового бетона различных технологических факторов.

 

Таблица 4 – Производственный контроль

 

№ п/п	Этапы производственного фонда	Объект контроля	Этапы контроля
1	Приемка материалов	Цемент, добавки, заполнители	Определение физико-механических свойств
2	Производство полуфабрикатов	Бетонная смесь     Арматурные каркасы	Контроль за точностью дозирования, продолжительностью перемешивания  и степенью подвижности (жесткости) Проверка размера каркасов, прочности сварных стыков
3	Формование изделий	Формы и опалубка     Подготовка к бетонированию Бетонирование	Проверка правильности сборки форм, качества опалубки, качества смазки форм Контроль степени напряжения арматуры Контроль за укладкой, продолжительностью и степенью уплотнения бетонной смеси
4	Тепловлажностная обработка	Режим теплообработки	Контроль температуры, влажности  и продолжительности теплообработки
5	Распалубка изделий	Готовое изделие	Контроль формы и размеров изделия, качества отделки
6	Прием изделий ОТК на склад готовой  продукции Выдача потребителю	Контрольные кубы   Готовые изделия	Определение прочности бетона, водонепроницаемости и морозостойкости Определение прочности бетона приборами без разрушения, прочности, жесткости натурными испытаниями, толщины защитного слоя