Отпуск напряженной арматуры (обжатие
бетона) производят после достижения
бетоном изделия необходимой
прочности и проверки заанкеривания
концов проволоки в бетоне. Фактическая
прочность бетона определяется испытанием
контрольных образцов. Прочность
бетона ко времени отпуска арматуры
составляет обычно 70% проектной прочности.
Отпуск натяжения на стендах
осуществляют постепенно в 2—3 этапа. Если
постепенный отпуск натяжения невозможен,
то натянутые проволоки разрезают
симметрично относительно оси поперечного
сечения, причем число одновременно
разрезаемых проволок составляет не
более 10—15% общего числа.
Сущность электротермического
способа натяжения заключается
в том, что удлинение арматуры
достигается электрическим нагревом
ее до определенной температуры, после
чего нагретый стержень заанкери-вается
с двух сторон в упорах формы или
стенда, которые препятствуют укорочению
стержня при его охлаждении. После
бетонирования конструкции и
отвердения бетона арматура освобождается
от упоров и усилие натяжения арматуры
передается на бетон. Этот метод, по сравнению
с силовым, имеет преимущества как
по простоте оборудования, так и
по трудоемкости.
Электротермический способ натяжения
арматуры не требует дорогостоящего
оборудования (домкратов) и менее
трудоемок. Его применяют для
натяжения стержневой арматурной стали
класса A-IV, а также упрочненной
вытяжной стали класса А-П1в, проволочной
и пряде-вой арматуры из высокопрочной
стальной проволоки, холоднотянутой, периодического
профиля диаметром 4—-5 мм и семипроволочных
стальных прядей. Для электротермического
натяжения арматуры применяют установки
с последовательным и одновременным
натяжением нескольких стержней. Кроме
того, установки могут быть.с нагревом
стержней вне формы или непосредственно
в ней. На рис. 77 показана установка
для электронагрева стержневой арматуры
вне формы. На установке можно
одновременно нагревать 3—4 арматурных
стержня диаметром 12—14 мм, что
соответствует числу стержней
в изделии.
Установка состоит из двух контактных
опор (неподвижной и подвижной) и
средней поддерживающей. Каждый контакт
имеет две губки — токоподводящую
и прижимную. Нагрев стержней автоматически
контролируется по их удлинению. Нагретые
стержни с установки снимаются
и укладываются в упоры форм.
Непрерывное механическое и электромеханическое
натяжение арматуры. Сущность напряженного
армирования непрерывной навивкой
проволочной арматуры сводится к
тому, что проволока, предварительно
напряженная до заданной величины,
укладывается по поддону формы в
соответствии с принятой схемой армирования.
Натянутую проволоку фиксируют
навивкой вокруг штырей, расставленных
по периметру поддона или стенда.
Усилие от натяжения арматуры передается
через штыри на стенд или форму
впредь до отвердения бетона в изделии.
После достижения бетоном необходимой
прочности проволоку обрезают и
усилие натяжения передается с арматуры
на бетон. Арматура может располагаться
в продольном или поперечном направлении
по отношению к оси изделия, перекрестно
или диагонально. Бетон в изделии
получает двух- и трехосное и даже
объемное предварительное обжатие.
Преимуществом непрерывного армирования
является возможность комплексной
механизации и автоматизации
технологического процесса. Непрерывная
навивка и натяжение проволоки
осуществляются на машинах нескольких
типов: с поворотным столом-платформой,
с поворотной траверсой, с продольно-поперечным
перемещением каретки и неподвижным
поддоном (контуром), с возвратно-поступательным
движением каретки и вращающимся
сердечником или контуром. Основными
узлами каждой из этих машин являются:
узел для размотки бунтов и подачи
проволоки с заданным натяжением;
узел для перемещения поддона
или подающего ролика; узел для
укладки проволоки на штыри или
на сердечник по заданной схеме.
На рис. 78 представлена схема машины
ДН-7 с продольно-поперечным движением
каретки для непрерывной навивки
проволочной армату» ры при стендовом
изготовлении напряженно-армированных
конструкций. Арматуру навивают при
возвратно-поступательном движении на-вивочной
машины, перемещающейся по рельсовым
путям стенда, вдоль линии формования
со скоростью 30—40 м/мин, и возвратно-поступательном
перемещении в поперечном направлении
к оси стенда примерно с такой
же скоростью каретки со шпинделем.
Шпиндель имеет на конце полноповоротную
пиноль, через которую проволока
выдается на стенд. Натянутая проволока
анкеруется на штырях, расположенных
по периметру стенда (вне зоны бетонирования).
В навивальных машинах от усилий
натяжения происходят частые обрывы
проволоки и для предупреждения
их на определенном участке проволока
нагревается электрическим током,
для чего машина снабжается трансформатором.
При этом не только предупреждается
обрыв проволоки, но и уменьшается
работа на натяжение арматуры.
3. ФОРМОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
Общие вопросы организации формования
Задача технологического комплекса
операций по формованию состоит в
получении плотных изделий заданных
формы и размеров. Это обеспечивается
применением соответствующих форм,
а высокая плотность достигается
уплотнением бетонной смеси. Операции
процесса формования можно условно
разделить на две группы:
первая включает операции по изготовлению
и подготовке форм (очистке, смазке,
сборке), вторая — уплотнение бетона
изделий и получение их заданной
формы. Не менее важны при этом
и транспортные операции, стоимость
которых в общих затратах может
достигать 10—15%. В отдельных случаях
технико-экономический анализ транспортных
операций определяет организацию технологического
процесса в целом. Наиболее
характерным в этом отношении
является изготовление крупноразмерных
особотяжелых изделий — балок, ферм,
пролетных строений мостов, когда
вследствие значительных затрат на перемещение
изготовление изделий организуют на
одном месте, т. е. принимают стендовую
схему организации процесса. В
общем технологическом комплексе
изготовления железобетонных изделий
операции формования занимают центральное
и определяющее место. Все другие
операции — приготовление бетонной
смеси, подготовка арматуры — являются
в какой-то степени подготовительными
и могут выполняться вне площадки
данного предприятия железобетонных
изделий; бетонная смесь может быть
получена централизованно с бетонного
завода, арматурные изделия — из
центральной арматурной мастерской
района. Такая организация завода
железобетонных изделий чрезвычайно
выгодна в технико-экономическом
отношении: стоимость и бетонной
смеси и арматуры значительно
ниже, чем при изготовлении их на
заводе железобетонных изделий, так
как мощность бетоносмесительных и
арматурных цехов централизованного
назначения во много раз . выше, чем
этих же цехов завода железобетонных
изделий. А если выше мощность, то и
более совершенной может быть
организация технологического процесса:
оказывается выгодным применение
автоматических линий и высокопроизводительного
оборудования, существенно повышающих
производительность труда, снижающих
стоимость продукции и улучшающих
ее качество. Однако подавляющее
большинство заводов железобетонных
изделий отказывается от такой рациональной
организации технологического процесса,
так как возможны нарушения в
доставке необходимых полуфабрикатов;
это тем более важно, если учесть,
что создать запас бетонной смеси
более чем на 1,5—2 ч работы формовочных
линий невозможно — смесь начнет
твердеть.
Формы и смазочные материалы
Для изготовления железобетонных изделий
применяют деревянные, стальные и
железобетонные, а иногда металложелезобетонные
формы. Следует отметить, что вопрос
выбора материала форм весьма принципиален
как в техническом, так и в
экономическом отношении. Потребность
в формах завода сборного железобетона
огромна. Объем форм на большинстве
заводов должен быть не менее объема
выпускаемых заводом изделий
в течение суток при искусственном
твердении и в 5—7 раз больше при
естественном их вызревании. В ряде
случаев потребность в формах
определяет общую металлоемкость производства
(вес единицы металла к единице
выпускаемой продукции), существенно
влияющую на технико-экономические
показатели предприятия в целом.
При этом надо учитывать также
то, что формы работают в наиболее
тяжелых условиях: систематически они
подвергаются сборке и разборке, очистке
приставшего к ним бетона, динамическим
нагрузкам при уплотнении бетонной
смеси и транспортировании, действию
влажной (пар) среды в период твердения
изделий. Все это неизбежно отражается
на продолжительности их службы и
требует систематического пополнения
парка форм.
Если иметь в виду единовременные
затраты на организацию завода железобетонных
изделий, то деревянные формы оказываются
наиболее выгодными, однако срок службы
их и качество изделий, получаемых в
таких формах, невысоки: оборачиваемость
деревянных форм в производстве не
презышает десяти, после чего формы
теряют необходимую жесткость, нарушаются
их размеры и конфигурация формовочной
емкости. Срок службы металлических
форм в несколько раз выше деревянных
и, таким образом, эксплуатационные
затраты при использовании металлических
форм в конечном итоге оказываются
ниже, чем при использовании деревянных,
хотя и высоки были первоначальные
затраты. Но это справедливо для
организации массового выпуска
однотипных железобетонных изделий. При
изготовлении же изделий одного типоразмера
в небольшом объеме целесообразным
может оказаться применение именно
деревянных форм как более дешевых:
изготовление их возможно непосредственно
на заводе железобетонных изделий. Таким
образом, и в данном случае необходим
технико-экономический анализ производства,
результаты которого позволят выбрать
рациональное решение.
Металлические формы наиболее характерны
для специализированных предприятий
сборного железобетона. Долговечность,
длительное сохранение своих размеров,
простота сборки и разборки, высокая
жесткость, исключающая деформацию
изделий в процессе, изготовления
и транспортирования, — вот достоинства
металлических форм, определившие их
широкое применение. Недостатки металлических
форм заключаются в том, что они существенно
повышают металлоемкость предприятия,
ухудшая этим технико-экономические показатели
проекта.
Удельная металлоемкость форм зависит
от вида формуемых в них изделий
и схемы организации процесса
формования. Наименьшая металлоемкость
при стендовом способе. При формовании
изделий на плоских стендах удельная
металлоемкость составляет 300—500 кг веса
металла форм на каждый 1 м3 объема изделий.
При изготовлении изделий в перемещаемых
формах по поточно-агрегатной технологии
металлоемкость составляет в среднем
1000 кг/м3 для плоских изделий (панели,
настилы) и 2000—3000 кг/мг для изделий
сложного профиля (лестничные марши
и площадки, балки и прогоны
таврового сечения, ребристые панели).
Наибольшая металлоемкость форм характерна
для формования по конвейерной схеме,
когда изделия формуются на вагонетках-поддонах:
она достигает 7000—8000 кг металла
на каждый 1 мъ формуемого в них изделия,
т. е. вес формы в 3 раза и более
превышает вес изделия в форме.
Этот технико-экономический показатель
и явился причиной отказа от дальнейшего
развития конвейерной технологии и
прекращения строительства заводов
с такой технологической схемой.
Металложелезобетонные формы, мало еще
распространенные, занимают промежуточное
место в технико-экономических
показателях: первоначальные затраты
на их изготовление оказываются не
ниже, чем металлических, но они отличаются
в 1,5—2 раза большим весом, что сказывается
на транспортных, расходах. Достоинство
металложелезобе-тонных форм заключается
в том, что они позволяют сократить
в 2—3 раза затраты металла на изготовление
формы: металл расходуется только на
бортовую оснастку формы, тогда как
поддон, отличающийся наибольшей металлоемкостью
(он должен иметь высокую жесткость),
изготовляется железобетонным.
Независимо от материала к формам
предъявляются следующие общие требования:обеспечение
изделиям необходимых форм и. размеров
и сохранение их в процессе всех технологических
операций;минимальный вес по отношению
к единице веса изделия, что достигается
рациональной конструкцией форм;простота
и минимальная трудоемкость сборки
и разборки форм;
высокая жесткость и способность
сохранить свои форму и размеры
при динамических нагрузках, неизбежно
возникающих при транспортировании,
распалубке изделий и сборке форм.Особое
значение для качества изделий и сохранности
форм имеют качество и правильный выбор
смазочных материалов, предназначенных
препятствовать сцеплению бетона с материалом
формы. Смазка должна хорошо удерживаться
на поверхности формы в процессе всех
технологических операций, обеспечивать
возможность ее механизированного нанесения
(распылением), полностью исключать сцепление
бетона изделия с формой и не портить внешнего
вида изделий. Этим требованиям в значительной
степени удовлетворяют смазочные материалы
следующих составов масляные эмульсии
с добавкой кальцинированной соды; масляные
смазки — смесь солярового (75%) и веретенного
(25%) масел или 50% машинного масла и 50% керосина;
мыльно-глиняные, мыльно-цементные и другие
водные суспензии тонкодисперсных материалов,
например мела, графита.Особенности формования
и изготовления изделий различными способами
Стендовый способ. Формование изделий
при стендовом способе, т. е. в
неперемещаемых формах, осуществляется
на плоских стендах, в матрицах и в кассетах.
Формование на плоских стендах.
Плоский стенд представляет собой
бетонную гладкую отшлифованную
площадку, разделенную на. отдельные
формовочные линии. В теле бетона
площадки закладывают отопительные
приборы в виде труб, по которым
пропускают пар,- горят чую воду,
или же в них располагают электроспирали.
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, пакетные и короткие.
Протяжные стенды получили такое название
потому, что стальная проволока, сматываемая
с бунтов, расположенных в торце
стенда, с помощью крана или
специальной тележки протягивается
по линии формования к противоположному
торцу стенда, где закрепляется на
упорах (рис. 79). Эти стенды используют
для изготовления длинномерных изделий
с большими поперечным сечением и
высотой, а также для изготовления
изделий, армированных стержневой арматурой.
В настоящее время наиболее механизированным
является стенд типа ГСИ (6242), расположенный
в неглубоком лотке. Изделия на этом
стенде изготовляют следующим образом.
Бунты с проволокой размещаются
в створе формуемых изделий, а
концы проволок с помощью клиньев
закрепляются в захватах, установленных
на специальных тележках. Затем краном
или лебедкой, установленными на противоположном
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 выбирают в зависимости
от вида формуемых изделий — поверхностными,
глубинными и навесными вибраторами.
После уплотнения бетонной смеси
изделие укрывают, подают пар и
проводят термовлажностную обработку
по заданному режиму.
Пакетные стенды (рис. 80) отличаются
от протяжных тем, что проволочная
арматура собирается в пакеты (пучки)
на специальных пакетных столах или
установках. После сборки пакета из
необходимого количества проволок, которые
закрепляют по концам специальными зажимами,
пакет переносят на линию стенда
и закрепляют на упорах. Дальнейшие
операции изготовления изделий на пакетных
стендах те же, что и на протяжных
стендах. Пакетные стенды используют для
получения изделий с небольшим
поперечным сечением, а также изделий,
изготовляемых из отдельных элементов
с последующим натяжением арматуры
на затвердевший бетон.