Технология производства бетона

Бетон — один из древнейших строительных материалов. Из него построены галереи египетского лабиринта (3600 лет до н.э.), часть Великой китайской стены (3 в. До н.э.), ряд сооружений на территории Индии, Древнего Рима и в других местах. Однако использование бетона и железобетона для массового строительства началось только со второй половины 19 века после получения и организации промышленного выпуска портландцемента, ставшего основным вяжущим веществом для бетонных и железобетонных конструкций и изделий.

Производство сборного железобетона начало интенсивно развиваться в послевоенный период в связи с развернувшимся промышленным и гражданским строительством, что потребовало широкой индустриализации строительных работ.

Широкое применение сборного железобетона позволило значительно сократить в строительстве расход древесины, металла и других традиционных материалов, резко повысить производительность труда, сократить сроки возведения зданий и сооружений. Но развитие строительства требует дальнейшего повышения эффективности и качества производства и применения сборного железобетона.

Имеет смысл сравнивать железобетонные изделия с металлоконструкциями. В данном сравнении можно столкнуться как с плюсами, так и с минусами железобетонных изделий. Главным плюсом ЖБИ можно назвать универсальность материала. Все панели, в том числе и ЖБИ плиты перекрытия, размеры которых определяются благодаря чертежам и схемам здания, удачно используются в строительстве объектов, имеющих разное назначение. В отношении монтажа более рационально будет использовать металлоконструкции. В строительстве зданий на основе обычного железобетонного каркаса затраты на его монтаж неоправданно велики. Это и технологически обоснованное, но достаточно длительное время строительства; и стоимость материалов, где больший, по сравнению с каркасом из металлоконструкций, вес железобетонного каркаса требует значительного усиления узлов, что приводит к большим затратам; и невозможность проведения работ при любых погодных условиях; и технологическая сложность работ по созданию такого каркаса и пр. У зданий на основе железобетонных изделий больше срок службы, хотя здесь есть и нюанс, такой как обслуживание. Металлоконструкции легче обслуживать, они более взаимозаменяемые и состоят из отдельных сборных частей, а большая часть соединений на болтах или заклепках, в то время, как в ЖБИ здание в конце концов получается почти монолитным. Такое здание, несомненно, будет лучше переносить статические и динамические нагрузки, не деформируясь, в то время, как сооружения на основе металлоконструкций будут значительно деформироваться, и не всегда это можно будет исправить. Так же здания, построенные на основе ЖБИ очень огнеупорны, хотя может показаться что и металлоконструкции достаточно препятствуют распространению огня, это не совсем корректно. Здание только лишь из металлоконструкции не построить, зачастую для стеновых перегородок будут использоваться другие материалы, и их огнеупорные способности не всегда будут соответствовать подобным показателям у металлоконструкций. Но не всегда есть возможность возводить те или иные конструкции. Металлоконструкции в этом плане очень хороши, для них не нужна техника, не нужно большое пространство для их монтажа, в то время, как для приема бетона на участок нужно достаточно много места.

В производстве ЖБК могут применяться различные организационные способы производства: агрегатно-поточный, конвейерный, полуконвейерный, стендовый и кассетный.

При выборе способа производства, как правило, проводят технико экономическое обоснование по приведенным затратам на создание линии.

Агрегатно-поточный способ производства — при небольших капитальных затратах он допускает выполнение широкой номенклатуры изделий. Технологические операции последовательно выполняют на нескольких рабочих постах. Для соблюдения последовательности форму передают от одного поста к другому с помощью мостового крана. Этот способ соответствует больше всего условиям мелкосерийного производства на заводах средней и небольшой мощности.

Конвейерный способ производства — технологический процесс, который разделяется на элементные процессы, которые выполняются одновременно на отдельных рабочих постах. Формы с изделиями перемещаются от одного поста к другому специальными транспортными устройствами, каждое рабочее место обслуживается закрепленным за ним звеном. Характерен принудительный ритм работы, т. е. одновременное перемещение всех форм по замкнутому технологическому кольцу с заданной скоростью. Конвейерным способом изготавливают, главным образом, стеновые панели. Технологическая линия для изготовления наружных стеновых панелей состоит из пятнадцати постов и представляет собой вертикально-замкнутый конвейер. На его верхнем ярусе расположены технологические посты: распалубки, чистки и смазки форм-вагонеток, укладки арматуры и закладных деталей, укладки и уплотнения бетонной смеси, отделки поверхности. Тепловая обработка изделий предусматривается в двух вариантах: подземных щелевых или напольных выносных камерах непрерывного действия. Двуярусная конвейерная линия предназначена для изготовления однои трехслойных панелей наружных стен на заводах КПД. Двуярусная конвейерная линия включает в себя подвесное оборудование на эстакаде, подземные щелевые камеры, портальные манипуляторы. В едином транспортном потоке с основной линией имеется отделочный конвейер.

Для изготовления панелей внутренних стен применяют кассетно-конвейерную линию с транспортированием щитов по монорельсу. Линия представляет собой горизонтально-замкнутый конвейер формования панелей вертикальным способом, формование и твердение изделий осуществляются в многоместной кассетной форме. Подготовка формовочных отсеков производится на специализированных постах, оснащенных автоматическими установками для чистки и смазки щитов. На линию подаются готовые объемные арматурные каркасы. Транспортирование щитов осуществляется с помощью тельферных тележек по монорельсу. Подготовка формовочных отсеков производится в первую смену, формование — во вторую. Подача и укладка высокоподвижной бетонной смеси осуществляется бетононасосом, что значительно снижает трудозатраты при формовании. Многоместная кассетная форма имеет один оборот в сутки.

Стендовый способ производства — изделия формуют в стационарных формах, и они твердеют на месте формования, в то время как технологическое оборудование и обслуживающие его рабочие звенья перемещаются от одной формы на стенде к другой. Стендовая технология целесообразна при изготовлении крупноразмерных предварительно напряженных конструкций длиной более 9 метров для промышленных и гражданских зданий. Продолжительность технологического цикла в стендовом производстве зависит главным образом от времени выдерживания изделия на стенде для приобретения ими необходимой прочности составляет обычно 1−2 суток. Длинные стенды (пакетные и протяжные) применяют при изготовлении нескольких изделий по длине стенда одновременно. На пакетных стендах арматурные пакеты с зажимами на концах собирают на отдельной установке, а затем переносят и укладывают в захваты стендов или форм. На протяжных стендах арматурную проволоку сматывают с бухт, установленных в одном конце стенда, и протягивают по всей длине стенда до другого непосредственно на линии формовании.

Кассетный способ производства — формование изделий производится в вертикальном положении в стационарных разъемных металлических групповых формах-кассетах, где изделия остаются до приобретения бетоном необходимой прочности. Звено рабочих в процессе производства перемещается от одной кассетной формы к другой, организуя производственный поток. Практика показывает, что по сравнению с другими способами производства кассетный способ обеспечивает более высокую производительность труда, требует меньших производственных площадей, снижает расходы пара и электроэнергии. Поскольку продукцию изготавливают, транспортируют и хранят в вертикальном положении, отпадает необходимость в дополнительном армировании, воспринимающем монтажные усилия при повороте и изгибе изделий. Перемещаются из вертикального в горизонтальное положение только панели перекрытий, но их конструктивное армирование вполне обеспечивает достаточную прочность для выполнения этой операции.

Рассмотрим общую схему производства бетонных изделий на примере установки СМЖ-341А.

бетон изделие конвейерный агрегатный.

РисунокТехническая схема производства ЖБИ.

Производственный процесс начинается с транспортировки из бункера к дозаторам. Дозаторы находятся примерно в середине производственной линии, так как перед ними еще происходит укладка продольных сеток, укладка арматуры, укладка верхних сеток и петель. Из дозаторов все компоненты попадают непосредственно на производственную линию в нужных пропорциях, регулируемых оператором. После укладки готовой смеси происходит ее уплотнение. В зависимости от состава смеси может быть разная скорость и разный характер виброуплотняющих мероприятий. Затем происходит короткая выдержка изделия, что бы дать начать схватываться готовому изделию, за ней идет тепловая обработка, так изделие снаружи покрывается корочкой, хотя внутри еще достаточно непрочное. После этого обрезают предварительно натянутую арматуру, происходит ее усадка и она сидит значительно более плотно в ЖБИ, выполняя свои ключевые функции. После открываются продольные борта формы и изделие транспортируют в отделочный цех, где заделывают торца, доводят балки, если дело касается лотков, то именно в этом цеху пробиваются водосточные отверстия. После изделие вывозят на склад, и если вся работа прошла качественно и в четком соответствии с планом, то ЖБИ благополучно продается.