ПРОИЗВОДСТВО СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ

Сборные железобетонные изделия и конструкции изготовляют на заводах, полигонах и специальных предприятиях. Технология их изготовления включает следующие основные производственные операции: подготовка составляющих материалов; приготовление бетонной смеси; изготовление арматуры; армирование и укладка бе­тонной смеси; формование изделий (укладка бетонной смеси и уплотнение); твердение изделий, обычно в условиях тепловлажностной обработки. Отдельные виды изделий (стеновые панели и блоки, лестничные площадки и т. п.) подвергают дополнительной обработ­ке — облицовке поверхности, укладке теплоизоляционных слоев и др. Лицевую поверхность панелей и блоков, например, отделывают декоративным бетоном или раствором, керамическими плитками либо обрабатывают гидрофобизирующими составами.

Операции по подготовке составляющих материалов и приготов­лению бетонной смеси были описаны выше. Изготовление ненапря­гаемой арматуры сводится к подготовке прутковой и проволочной арматуры на заводе, т. е. чистке, правке, резке и гнутью; сварке ар­матурных элементов и укрупненной сборке объемных арматурных каркасов. Стержни малого диаметра и проволочные прутки при из­готовлении арматурных сеток и плоских каркасов сваривают контактной точечной электросваркой. Цилиндрические арматурные каркасы (наружный и внутренний) для армирования труб и других изделий изготовляют на навивочно-сварочной машине.

При армировании предварительно напряженных железобетон­ных изделий и конструкций натяжение арматуры может производи­ться различными способами: механическим, электротермическим и химическим (при использовании энергии расширения специальных видов цементов).

Формование изделий — один из важнейших технологических пе­ределов и состоит из сборки форм, установки арматуры, укладки бе­тонной смеси в форму и уплотнения.

Качество железобетонных изделий в значительной степени зави­сит от прочности и жесткости форм, которые должны обеспечить получение изделий точно заданных размеров с правильными очер­таниями и достаточно гладкой лицевой поверхностью. При массо­вом изготовлении изделий применяют только металлические фор­мы. После того как форма собрана, очищена и смазана, в нее укладывают арматуру и бетонную смесь.

При изготовлении железобетонных изделий особого внимания требует формование многопустотных панелей, труб и крупнообъем­ных элементов. Формование многопустотных панелей и настилов производят в специальных формах с помощью выдвижных пустото-образователей — вибросердечников.

Формование железобетонных труб осуществляют вгоризонталь­ных или вертикальных формах. Вертикальное формование труб це­лесообразно при изготовлении колец большого диаметра (1,5—3 м) с толстыми стенками.

Крупнообъемные монолитные элементы (блок-комната) форму­ют на специальных установках.

Монолитные блоки изготовляют или в виде «колпака», когда вертикальные стены бетонируют вместе с несущим потолком, а сни­зу присоединяют отдельно изготовленную несущую панель междуэ­тажного перекрытия, или в виде «стакана» с последующим прикреп­лением сверху несущего потолка. Уложенную в форму бетонную смесь уплотняют на виброплощадках или с помощью поверхност­ных и глубинных вибраторов. При бетонировании конструкций из жестких, малоподвижных бетонных смесей используют комбиниро­ванные способы. Виброуплотнение, вибропрессование, вибрирова­ние с пригрузом позволяют плотно уложить жесткие и особожесткие смеси с водоцементным отношением, равным 0,35 и ниже. На виброшющадке изделие может дополнительно прессоваться под на­грузкой 0,05—0,15 МПа. В технологии бетона и железобетона изве­стны и другие способы уплотнения жестких смесей — виброштампо­вание, вибровакуумирование, центрифугирование. Так, например, скорость вращения форм в станках-центрифугах равна обычно от 600 до 1000 об/мин, в зависимости от уплотняемой бетонной смеси и размеров изделий. В настоящее время разработаны роликовые цент­рифуги на пневматических шинах (вместо металлических катков), , что снижает шум при их работе, обеспечивает дополнительное уплотнение за счет вибрирования и заглаживания бетонной смеси валиком-катком, находящимся внутри формы.

Твердение железобетонных изделий происходит в естественных условиях или при тепловлажностной обработке, позволяющей уско­рить завершение этого процесса. В зависимости от температуры и влажности окружающей среды различают: а) пропаривание в каме­рах периодического и непрерывного действия при нормальном дав­лении и температуре 70—100°С; б) автоклавную обработку насы­щенным паром при его давлении 0,8—1,3 МПа и температуре 174—193°С; в) контактный обогрев путем непосредственного сопри­косновения изделия с источником теплоты (острым паром, горячей водой или нагретым маслом) или нагревательным прибором, обогреваемыми стенками формы; г) электропрогрев — пропускание электрического тока через толщу бетона или обогрев его инфрак­расными лучами, особенно при изготовлении тонкостенных изделий в кассетах при достаточной их герметизации. Кроме того, использу­ют метод горячего формования, при котором бетонная смесь перед укладкой в форму в течение 8—12 мин разогревается электрическим током до температуры 75—85°С и выдерживается в форме 4—6 ч. После выдержки в форме бетон приобретает необходимую распалубочную прочность (около 70% проектной).

Пропаривание производится в камерах периодического или непрерывного действия. Из камер пропаривания периодического дей­ствия широкое применение имеют камеры ямного типа глубиной до 2 м. Наиболее рациональный размер камер пропаривания в плане должен соответствовать кратным размерам изделий, которые пода­ются в камеру в формах или на поддонах. Стенки камер делают бе­тонными. Закрывают камеры массивными крышками с водяными затворами, препятствующими потере пара. Пар в камеру подают так, чтобы обеспечить повышение температуры со скоростью 20—35°С в час, до максимальной — 85—90°С. При этой температу­ре изделие прогревается на всю толщину и выдерживается в таком состоянии 6—8 ч. После изотермической выдержки начинают посте­пенное охлаждение изделия. Продолжительность пропаривания за­висит от разновидности бетона, свойств цемента и составляет около 12—15 ч для пластичных и 4—8 ч для жестких бетонных смесей. Применение быстротвердеющих цементов позволяет сокращать продолжительность изотермической выдержки (при более низкой температуре прогрева 70—80°С) и уменьшить общее время пропари­вания до 8—10 ч.

Камера непрерывного действия представляет собой горизон­тальный тоннель, обеспечивающий установленный режим пропа­ривания изделий, загружаемых с одной стороны тоннеля и выгружаемых с другой. За время пребывания в камере тоннельного типа изделия проходят зоны подогрева, изотермической выдерж­ки при максимальной температуре и охлаждения. Этим способом пользуются главным образом при конвейерной технологии. В вертикальных камерах непрерывного действия процесс тепло-влажностной обработки изделий осуществляется по принципу противотока. Пар поступает в верхнюю часть камеры, в зону изо­термического прогрева по перфорированной трубе. Загрузка из­делий производится в нижней части камеры. Затем холодные из­делия движутся вверх, навстречу горячей паро-воздушной среде. Пройдя зону изотермического прогрева в наиболее горячей части камеры, изделия опускаются вниз и постепенно охлаждаются. Тепловая обработка в камерах ускоряет время твердения бетона примерно в 7—8 раз.

Тепловлажностная обработка может осуществляться также в ав­токлавах. В них создаются благоприятные условия при ускорении твердения и образования изделий со структурой высокой прочнос­ти. Такими условиями являются давление пара насыщенного, рав­ного 0,8—1,2 МПа, и температура 175—193°С. Режим автоклавной обработки зависит не только от времени предварительной выдерж­ки изделий до впуска пара в автоклав, давления пара при изотермическом прогреве, интенсивности подъема и снижения давления пара, но и от условий остывания изделия после снижения давления пара до атмосферного. Запаривание в автоклавах — наиболее эффектив­ный метод тепловлажностной обработки, особенно для изделий из ячеистых бетонов.

После тепловлажностной обработки изготовление железобетон­ных изделий, если не требуется дальнейшая отделка поверхности, заканчивается. Изделие, освобожденное от формы, поступает в от­дел технического контроля завода и затем на склад готовой продук­ции.