Блочные бетонные и железобетонные изделия (ЖБИ) - блоки фундаментов, стен подвалов и пр. - в большинстве случаев изготавливают на полигонах со стационарно-поточной (стендовой) и прямоточной (агрегатно-поточной) организацией технологии с частичной или полной распалубкой после уплотнения бетонной смеси.

Формование беспустотных фундаментных блоков и блоков стен подвала из малоподвижных и жестких смесей на стендовых площадках в скользящей опалубке производится следующим образом. Смазанные формы жестко закрепляют на стенде, затем укладывают и уплотняют навешенными на форму вибраторами бетонную смесь, после чего опалубку краном снимают. В теплое время года поверхность изделий укрывают, и вызревание бетона происходит в естественных условиях. Зимой формование блоков производят на подогреваемой поверхности стенда с укрытием изделий колпаками, матами или в неглубоких камерах пропаривания, электропрогрева и обогрева.

При уплотнении смеси на виброплощадках сплошные изделия бетонируют в формах с откидными бортами.

Изготовление пустотелых (пустотных) (пустотных) железобетонных изделий в зависимости от характера производства (заводское или полигонное), организации технологии и применяемого оборудования может производиться различными способами. В стационарно-поточном (стендовом) производстве фундаментов с уплотнением смеси вибровкладышами неразъемную скользящую опалубку закрепляют на стенде", и бетонную смесь загружают примерно до уровня низа гнезда 1. Затем устанавливают стаканный вибровкладыш, заполняют форму 2 бетонной смесью доверху и уплотняют ее, после чего извлекают вибровкладыш 3 и снимают опалубку 4.

В условиях прямоточного (агрегатно-поточного) производства формование массивных пустотелых (пустотных) изделий можно выполнять тремя способами: с уплотнением смеси на виброплощадках - способ треста "Тагилстрой", с помощью горизонтальных вибровкладышей на установках конструкции Н.Ф. Скворцова и с уплотнением комбинированным способом на машине СА-2.

Для изготовления блоков стен подвала с несквозными пустотами способом треста "Тагилстрой" применяют пакет вкладышей (называемый иногда "гребенкой"), скользящие неразъемные формы и поддоны с вырезами в соответствии с размерами и расположением пустот блока. Вкладыши имеют конусообразные оголовники, заканчивающиеся штырем на уровне верхней плоскости блока. Конусный оголовник предназначен для предохранения слоя бетона над пустотами от обвала, а штыри исключают образование вакуума в пространстве между оголовником и бетоном при распалубке и таким образом предупреждают возможности обрушения надпустотных бетонных куполов. При формовании на прикрепленный к виброплощадке пакет вкладышей устанавливают поддон и соединенную с ним замками скользящую опалубку, затем производят укладку и уплотнение бетонной смеси. Отформованные изделия краном снимают с виброплощадки и направляют в камеры тепловой обработки, где производят снятие скользящей опалубки.

Установка Н.Ф. Скворцова состоит из неподвижной формы с открывающимися бортами, каретки, служащей для горизонтального перемещения вибровкладышей и бетоноукладчика. После очистки, сборки и смазки неподвижной формы в нее устанавливают поддон, а затем кареткой вводят вибровкладыши, а бетоноукладчиком подают и распределяют бетонную смесь. По окончании уплотнения извлекают вибровкладыши, открывают борта форм и свежеотформованные изделия на поддоне краном перемещают к месту твердения.

Установка СА-2 конструкции С.М. Афанасьева представляет собой виброплощадку, оборудованную подъемным механизмом для вертикального перемещения вибровкладышей. При изготовлении блоков стен подвала с вертикально расположенными пустотами на установке используют сборно-разборную бортовую оснастку, металлический поддон, вибропригруз и поворотную траверсу. Собранную бортовую оснастку с прикрепленным к ней поддоном, имеющим прорези для пропуска вибровкладышей, размещают на виброраме установки,, после чего в нее снизу подъемным механизмом вводят пакет вибровлкадышей. Уложенную в форму бетоноукладчиком с объемной дозировкой бетонную смесь интенсивно уплотняют на виброплощадке вибровкладышами и вибропригрузом. Отформованное изделие накрывают плоским поддоном, а затем специальной траверсой снимают с установки, поворачивают на 180° и устанавливают на вагонетку.

После освобождения от бортовой оснастки и поддона с прорезями изделие на поддоне направляют к месту твердения.

Кроме блоков стен подвала, установка СА-2 позволяет формовать другие сплошные и пустотелые изделия с вертикальным и горизонтальным расположением пустот (стеновые, вентиляционные и дымовые блоки, перемычки, балки и т.д.).

Производство линейных изделий, к которым относятся конструкции с относительно небольшим по величине сечением, но значительной длиной и массой (фундаментные и подкрановые балки, балки покрытий, колонны), осуществляют в цехах со стационарно-поточной (стендовой) или прямоточной (агрегатной) организацией производства.

Универсальный механизированный стенд для производства таких изделий методом виброштампования конструкции НИИЖБа и "Гипростройиндустрии" включает железобетонные площадки со штырями для намотки арматуры, арматурно-намоточную машину ДН-7, формовочный агрегат, укладчик покрывала стенда ДТ-200, передаточную тележку, вспомогательное оборудование и систему масляного прогрева при тепловой обработке изделий. Штыри для намотки арматуры крепят на рамах, имеющих возможность перемещаться в сторону натяжения арматуры, что позволяет передавать усилие натяжения арматуры на бетон изделия после его затвердевания* Напряженная - арматура наматывается на штыри арматурно-навивочной машиной. На торцевых упорах стенда установлены автоматические прижимы, фиксирующие намотку при случайных обрывах арматуры.

После укрепления на площадке бортовой оснастки бетоноукладчиком с ленточным питателем укладывают бетонную смесь. Уплотнение бетонной смеси с одновременным формованием ребер изделия производят виброштампом, состоящим из сменных пуансонов и вибропригруза. Давление штампа на смесь 0,01 МПа (0,1 кГ/см2). Пуансон представляет собой металлическую сварную коробку, нижняя часть которой повторяет очертания изготовляемого изделия. Чтобы легче отрывать пуансоны от бетонной смеси, их снабжают воздушными клапанами длиной 100 000 мм и шириной 3500 мм каждый, с девятью упорами, воспринимающими усилия натяжения арматуры в 10 МН (1000 Т). На стендах можно выпускать изделия высотой до 2000 мм с проволочной, стержневой и прядевой арматурой. Изготовление конструкций ведут в металлических формах с "паровой рубашкой", прикрепленных к стенду специальными прижимами. Очищенные формы смазывают с помощью пистолетов-распылителей, присоединяемых к магистральному трубопроводу централизованной системы подачи смазки. Заготовку и укладку арматуры производят описанными выше способами. После этого производят сборку форм, и гидродомкратом натягивают арматуру. Для заготовки плетей в производстве изделий со стержневой арматурой в цехе размещают установку для сварки плетей и машину для упрочнения стержней.

Бетонную смесь нужной марки подают в зону действия мостового крана самоходной бадьей. Бадью мостовым краном снимают с тележки, транспортируют к бетонораздатчику типа СМЖ-71 (6578С) и перегружают в бункер. Бетоноукладчик, пути которого расположены параллельно полосам стенда, консольным ленточным питателем выдает бетонную смесь в формы. Уплотнение бетонной смеси производят вибраторами, укрепленными на бортах форм, и переносным ручным виброинструментом. По окончании уплотнения смеси производят пропаривание изделий в формах. Для предотвращения испарения влаги во время. тепловлажностной обработки изделия сверху покрывают брезентом. По достижении бетоном заданной прочности производят передачу усилия натяжения арматуры на бетон с помощью песочных муфт или винтов, имеющихся на анкерных зажимах. После снятия натяжения и распалубки арматуру разрезают специальной машиной или керосинорезом. Изделия с помощью траверсы мостовым краном переносят и устанавливают на свободной площади, где осуществляют контроль качества и мелкий ремонт. Готовые изделия грузят на тележку и вывозят на склад готовой продукции.

Плоские, ребристые и криволинейные плиты и панели в зависимости от мощности предприятия, используемого оборудования, размеров изделий и других местных условий изготавливают со стационарно-поточной, а также непрерывно - и прерывно-поточной (стендовой, агрегатной и конвейерной) организацией производства.

В стационарно-поточном (стендовом) производстве при уплотнении смесей вибрированием используют обычные стенды и специальные установки конструкции "Гипростройиндустрии", состоящие из матриц с откидными бортами, подъемных рам со штырями для напряженной арматуры и специальных бетоноукладчиков. Для подачи пара в матрицах имеются полости и предусмотрена возможность отвода конденсата.

Для формования ребристых плит и панелей способом виброштампования применяют рассмотренные ранее стенды конструкций НИИЖБа и "Гипростройиндустрии".

Тонкостенные криволинейные панели и панели двоякой кривизны, применяемые для покрытия промышленных зданий, изготавливают по стендовой технологии на утепленных железобетонных матрицах с помощью формовочной машины. Принцип работы машины заключается в непрерывном формовании панелей способом скользящего виброшаблона. Бетонная смесь из бункера попадает на поверхность железобетонной матрицы, создавая затвор, препятствующий истечению остальной смеси. По мере продвижения вперед задняя стенка бункера профилирует поверхность и срезает излишки смеси, а оставшийся на матрице слой бетона уплотняется до заданной толщины виброшаблоном. При движении машины вдоль рельсов, уложенных по обе стороны матрицы, бункер и шаблон перемещаются по боковым направляющим матрицы, повторяя их кривизну. Благодаря этому образуются продольный и поперечный профили панели и получаются изделия заданной толщины.

Рабочая скорость передвижения машины с включенными вибраторами, расположенными внутри виброшаблона, составляет 0,5 м/мин.

Рис. 1

Поверхность изделия заглаживают на большей скорости. Подъем бункера и виброшаблона, необходимый при перемещении машины с матрицы на матрицу, осуществляется механизмом подъема с помощью тросов. Панели формуют в железобетонных матрицах сборно-монолитной конструкции. В торцах матрицы устанавливают съемные металлические щиты, образующие опалубку поперечных ребер панелей.

В производстве тонкостенных криволинейных панелей применяют только жесткую бетонную смесь, которая при вибрировании не сползает по уклону матрицы. Во время пропаривания матрицу с изделием накрывают специальным коробом. Прежде чем снять панель, к ней болтами прикрепляют две монтажные вантовые распорки с проушинами, которые используют для извлечения панели из формы и монтажа. Это позволяет изготовлять панели без монтажных петель.

При прямоточной (агрегатной) организации технологии используют обычные и опрокидные формы с уплотнением смеси на виброплощадках. На рис.120 показан цех по производству конструкций для промышленного строительства производительностью 30 тыс. м3 в год (409-10-15). Изготовление изделий ведется в формах и на поддонах на двух постах, каждый из которых оборудован виброплощадкой СМЖ-200А грузоподъемностью 15 т, продольным формоукладчиком СМЖ-153 и бетоноукладчиком СМЖ-162. Пролет оборудован двумя мостовыми кранами грузоподъемностью 15 т с автоматическими захватами СМЖ-46.

Технологический процесс сводится к следующему. Распалубленная форма или поддон подвергается чистке и смазке с помощью распылителя, подключаемого к линии централизованной подачи смазки. При изготовлении предварительно напряженных изделий со стержневой арматурой последняя электротермическим способом на установке СМЖ-129 (6596С/2) напрягается и закрепляется на поддоне. При изготовлении обычных изделий в поддон или форму укладывают арматурный каркас и закладные детали, после чего форма или поддон мостовым краном переносится на формоукладчик, где на поддон устанавливают бортоснастку. Формоукладчиком форма или поддон подается на виброплощадку и автоматически закрепляется на ней.

При изготовлении плоских изделий операции на формовочных постах автоматизированы. Во всех остальных случаях управление процессом формования осуществляется дистанционно. Подача бетонной смеси к формовочным постам осуществляется с промежуточной эстакады самоходными раздаточными бункерами СМЖ-1 (6611 А) емкостью 1,8 м3 непосредственно в бункера бетоноукладчиков.

Арматурные каркасы в готовом виде подаются из арматурного цеха к месту расположения постов распалубки и укладки арматуры. Там же размещена и установка для электротермического натяжения стержней.

Рис.2. Типовой цех по производству конструкций для промышленного строительства с двумя формовочными постами 3000 X 6000 мм: а - технологическая схема; б - план; 1 - самоходная тележка для транспортирования готовых изделий грузоподъемностью 20 т; 2 - тележка-прицеп; 3 - кран мостовой электрический грузоподъемностью 15 т; 4 - раздаточный бункер; 5 - бетоноукладчик; 6 - виброплощадка грузоподъемностью 15 т; 7 - формоукладчик продольный грузоподъемностью 15 т; 8 - камеры пропаривания; 9 - установка для электротермического натяжения стержней; 10 - формы; 11 - арматура сварная; 12 - стенд для контроля и ремонта изделий; 13 - стенд для сборки утепленных панелей; 14 - площадка складирования готовой продукции; 15 - пост распалубки и сборки форм; 16 - стеллаж для складирования стержней.

После формования изделий краном снимается бортоснастка и поддон с изделием транспортируется к камере тепловлажностной обработки. Ямные камеры снабжены устройствами с автоматически действующими кронштейнами СМЖ-293, которые в зависимости от типа и высоты изделий дают возможность устанавливать изделия в 4-6 ярусов. Применеиие камер с различным количеством ярусов требует переналадки направляющих стоек в зависимости от выпускаемой продукции. После тепловлажностной обработки изделия из камер извлекают краном и переносят к постам распалубки и сборки форм. Распалубленные изделия проходят контроль.

При изготовлении трехслойных утепленных панелей сборку их производят на стенде. Опрокидывание скорлуп панели ребрами вверх осуществляют при помощи мостового крана, а соединение скорлуп между собой - электросваркой. Обнаруженные при этом дефекты устраняют, изделия маркируют и после выдерживания грузят мостовым краном на самоходную тележку с прицепом и вывозят на склад готовой продукции. В зимнее время изделия выдерживают в цехе в течение 4 ч.

В состав аналогичной линии для производства панелей стен и покрытий промышленных зданий в типовом цехе (409-10-16/72) с двумя постами, предназначенными для изготовления изделий шириной 15С0 - 3000 м и длиной 12 000 мм, входят: виброплощадка СМЖ-199А грузоподъемностью 24 т, бетоноукладчик СМЖ-162, формоукладчик СМЖ-35А, установка для натяжения арматуры СМЖ-84, ямные камеры пропаривания. Пролет оборудован мостовыми кранами грузоподъемностью 30/5 т с автоматическими захватами СМЖ-50.

Формование изделий этого типа в непрерывно - и прерывно-поточном (конвейерном) производствах осуществляют - на прокатных станах и двухъярусных конвейерных линиях с принудительным ритмом. Последние характеризуются наиболее совершенным оборудованием. прямоточном (агрегатно-поточном) производстве подготовка опалубки и укладка арматуры производится на специальных площадках - постах, укладка и уплотнение бетонной смеси - на формовочных установках, а тепловлажностная обработка - в большинстве случаев в ямных камерах. Для изготовления пустотелых изделий в последние годы разработан ряд автоматизированных установок, на которых уплотнение смеси осуществляют на виброплощадках и вибропригрузом СМЖ-36 (7385/12СА) или вибровкладышами и вибропригрузом СМЖ-24 (СМ-563М), СМЖ-227, СМЖ-228, 6669 и др. Установки СМЖ-24,СМЖ-227 и СМЖ-228 предназначены для формования многопустотных панелей длиной до 6260 мм и шириной 1000-1600 мм, а агрегат СМЖ-36 - для изготовления вентиляционных блоков размером до 3280x2320 мм, с производительностью (по объему изделия) соответственно 24, 30 и 14 тыс. м3/год.

Автоматизированная линия изготовления многопустотных панелей перекрытий включает машины: бетоноукладчик СМЖ-69А, формовочную машину СМЖ-227, самоходный портал СМЖ-228 с вибропригру-зочным щитом и раздвижной бортоснасткой, а также комплектующее оборудование: унифицированные поддоны СМЖ-229, траверсу с автоматическим захватом СМЖ-226 и направляющие стойки в камерах пропаривания СМЖ-293. При помощи машины СМЖ-227 надвигают и извлекают пустотообразователи: самоходный портал СМЖ-228 предназначен для подачи поддонов на пост формования, установки и снятия бортовой оснастки и для опускания и подъема пригрузочного щита.

В отличие от этой линии, установка с формовочной машиной СМД-24 и установка 6669 оснащены стационарным пригрузочным щитом консольного типа СМЖ-242А.

Установка Ленинградского объединения "Баррикада" предназначена для формования панелей шириной 2395 мм и длиной до 6260 мм с четырьмя горизонтально-овальными пустотами. Отличительными особенностями такой установки является виброплощадка грузоподъемностью 10 т, у которой вместо пружинных амортизаторов применены упругие прокладки из прорезиненной транспортерной ленты и пневмопригруз. Несмотря на простоту конструкции и меньшую массу, виброплощадки на упругих прокладках отличаются повышенной вибрацией опорной рамы и фундаментов, что вызывает необходимость принятия защитных мер для предотвращения вредного воздействия колебаний на организм рабочих.

Выбор способа производства этой группы изделий определяется формой и размерами их поперечного сечения, характером армирования, а также свойствами используемых бетонных смесей и бетонов.

В производстве изделий с трубчатым сечением для укладки и уплотнения смеси используют однослойное и многослойное центрифугирование, центрифугирование в сочетании с вибропрокатом, вибро - и гидропрессованием, метод вибропротяжки пустотообразователя (сердечника) и др. Бетонные смеси готовят на обычном, быстротвердеющем и расширяющемся цементах. Предварительно напряженные конструкции изготавливают с натяжением арматуры до затвердения, в процессе твердения и по окончании твердения бетонной смеси.

Методом центрифугирования изготавливают широкий ассортимент изделий трубчатого сечения: канализационные, водопроводные, газопроводные, нефтепроводные напорные и безнапорные трубы, крепежные стойки для шахтных выработок, а также опоры и мачты линий связи, освещения и электропередач. Процесс формования изделий в разъемных и одношовных формах на центрифугах складывается из следующих операций:

1) очистки, смазки, сборки форм и укладки арматурного каркаса или натяжения арматуры на специальных станках;

2) установки фланцев и надевания бандажей;

3) загрузки бетонной смеси и ее уплотнения по заданному режиму;

4) слива воды, снятия фланцев и бандажей;

5) тепловлажностной обработки;

6) распалубки, приемки, складирования и хранения изделий на складах.

Технологические линии формования изделий методом центрифугирования укомплектовывают центрифугами, стендами СМЖ-П9 и СМЖ-121 для снятия бандажей с форм и кантования (поворачивания) их из горизонтального положения в вертикальное перед установкой в камеры пропаривания, а также механизированными постами СМЖ-122 и СМЖ-123 распалубки, чистки и смазки форм.

В зависимости от размеров изделий и подвижности смеси ее загрузку в формы производят тремя способами: ложковыми питателями с одного или двух торцов формы, бетонораздатчиком в наклоненные формы и бетоноукладчиком в одну половину формы до ее сборки. На предприятиях используется также способ изготовления изделий в цельных формах с парафинированием, который позволяет значительно уменьшить массу, упростить конструкцию и увеличить оборачиваемость форм. Однако при этом усложняется технология формования, почти вдвое увеличивается количество центробежных станков, возникает необходимость в специальных устройствах для подогрева и очистки парафина, а также повышается глубина ямных камер и высота помещения пропарочного отделения.

Неразъемные формы перед загрузкой смесью покрывают с внутренней стороны расплавленным парафином, который, остывая, образует прослойку толщиной 4-5 мм.

Парафинирование форм ведут на установках, включающих центрифуги, бачки с электрическим или паровым подогревом, оборудованные автоматическими дозаторами, и гибкие резиновые шланги. Длительность процесса парафинирования форм составляет примерно 16 мин, в том числе остывание и твердение парафина ¦ - 8 мин. После этого в форму устанавливают арматурный каркас, производят загрузку бетонной смеси и центрифугирование.

Форму с изделием транспортируют в пропарочную камеру и устанавливают там в вертикальном или наклонном положении. Камеру закрывают крышкой и в нее пускают пар. При температуре 60-70° С парафин расплавляется и стекает вниз, создавая зазор между формой и трубой. Через 2-3 ч камеру открывают и. форму снимают, затем камеру вновь закрывают, и пропаривание продолжается. Расплавившийся в камерах парафин стекает в приямки, собирается, очищается и снова используется в производстве.

Оригинальный метод изготовления напорных железобетонных труб предложен проф. И.Н. Ахвердовым. Укладка и уплотнение бетонной смеси выполняется в три слоя, благодаря чему в стенке трубы образуются три прослойки раствора, обогащенного цементом. Такие трубы с обычной арматурой могут быть применены на избыточное рабочее давление до 0,4 МПа (4 ати). Производство труб по описанному методу с использованием гироскопических центрифуг налажено в г. Минске.

В США широко применяют метод изготовления труб центрифугированием с вибропрокатом (метод Цен-ви-ро), на основе которого у нас разработана технология, отличающаяся от американской формованием изделий в неразъемной опалубке с парафинированием. Этот метод предусматривает формовку и уплотнение труб центрифугированием с одновременным вибрированием вращающейся формы / прислонными вибраторами 2 с распределением и прокатом бетонной смеси подпрессовывающим валиком 3. Форма приводится во вращение моторным приводом через колеса 4 с резиновыми надувными покрышками. Весь процесс формования труб автоматизирован и выполняется в следующем порядке. После того как форма с уложенным арматурным каркасом установлена на пневмоколеса и приведена во вращение, самоходный шнековый питатель начинает загрузку жесткой бетонной смеси (жесткость 100-150 с) от одного конца формы к другому и обратно под подпрессовывающий валик, который облегчает распределение бетона в форме.

Одновременно с началом загрузки смеси к форме прислоняют четыре вибратора, укрепленные на виброраме, которые производят интенсивное вибрирование формы и распределение бетона по стенкам формы и вокруг каркаса. Подача смеси заканчивается, когда подпрессовывающий валик начинает выжимать лишнюю смесь из формы. После этого поднимают подпрессовывающий валик и отводят виброраму. Затем придвигают поджимающие верхние обрезиненные ролики к форме и увеличивают число оборотов центрифуги. Вращение формы с максимальным числом оборотов вызывает некоторый дополнительный отжим воды и еще большее уплотнение бетона. При уменьшении скорости вращения специальной гладилкой выравнивают внутреннюю поверхность трубы, способствуя удалению остатков воды с поверхности. В заключение верхние ролики отводят, одну поддерживающую тягу валика отключают, и форму снимают со станка.

Рис.3. Принципиальная схема центрифугирования напорных труб на центробежных вибропрокатных станках: 1 - лебедка; 2 - поддерживающие ролики; 3 - сердечник; 4 - резиновые подушки пневмопригруза; б - щиты пневмопригруза; б - траверса; 7 - форма; 8 - компрессор; 9 - опоры для формы; 10 - виброплощадка

Изготовление безнапорных труб диаметром и длиной до 1500 мм в вертикальном положении с частичной распа; лубкой методом виброцентрифугирования осуществляют на станках СМЖ-40. В наружную часть формы, установленную на вращающемся столе, опускают вибросердечник, после чего лопастным питателем производят загрузку бетонной смеси и ее уплотнение. Верхний торец трубы дополнительно уплотняют прессующим кольцом. После остановки станка наружную опалубку снимают, а форму на поддоне отправляют в камеру пропаривания. Производительность станка - 84 м труб/смену. Бетон, уплотненный вибрацией, прокаткой и центрифугированием, получается очень плотный и водонепроницаемый при давлении до 0,8-0,9 МПа (8 - 9 ати).

Глава 2. Вторичное использование цементного и асфальтового бетонов