Технология изготовления сборных железобетонных конструкций. 
ЖБИ №1

Промышленность сборного железобетона превратилась в крупную, технически оснащенную отрасль тяжелой индустрии, поставляющую строительству около 20% материальных ресурсов. Сборный железобетон стал основой современного индустриального строительства. Он является главным строительным материалом в массовом полносборном жилищном и культурно-бытовом строительстве, широко применяется в промышленном, транспортном, энергетическом, гидромелиоративном строительстве, а также в строительстве санитарно-технических и сельскохозяйственных сооружений. Увеличение выпуска сборного железобетона сопровождается непрерывным расширением области его применения, повышением экономичности и совершенствованием конструкций.

Общие сведения. В структуре завода железобетонных изделий производственная система для приготовления бетонной смесибетоносмесительный цехявляется одним из ведущих подразделений основного производства и выполняет следующие функции:

разгрузку, накопление и хранение нормативного запаса сырьевых материалов (заполнителей, вяжущих и добавок) на механизированных складах;

подготовку сырьевых материалов — подогрев заполнителей в зимнее время, активизацию вяжущих, приготовление специальных растворов добавок и другие подготовительные операции;

приготовление бетонных смесей и транспортирование их к формовочным постам технологических линий.

В состав бетоносмесительного цеха входят склады заполнителей вяжущих материалов и добавок с грузоприемными устройствами, система транспортных устройств и сооружений для внутрицехового перемещения материалов и бетоносмесительное отделение, оснащенное необходимым технологическим оборудованием и размещенное в специальном производственном здании.

Производство арматурных сеток и каркасов, предварительное напряжение арматуры. Бетон является хрупким материалом, плохо сопротивляющимся растяжению и изгибу. Для восприятия растягивающих напряжений бетон армируют, наиболее широко используя сталь. Арматурные стержни и проволоку изготовляют из малоуглеродистых, среднеуглеродистых и низколегированных сталей, которые классифицированы. При проектировании железобетонных конструкций арматуру выбирают в зависимости от ее назначения, марки и вида бетона, свариваемости арматурных сталей, температурных условий эксплуатации и характера нагружения, а также особых требований, предъявляемых к отдельным конструкциям (по трещиностойкости, водонепроницаемости). Арматурные стали должны обладать достаточной пластичностью, что предопределяется не только условиями работы железобетонных конструкций под нагрузкой, но также условиями механизированной заготовки арматуры. Заготовка арматурной проволоки и стержней заключается в резке их по требуемым размерам, гнутье отгибов, а также высадке анкерных головок на концах стержней при применении их в предварительно-напряженных конструкциях. Современное заводское оборудование позволяет во многих случаях совмещать заготовку арматуры с операциями по предварительной обработке стали. Арматурные элементы для сборных железобетонных конструкций можно разделить на сетки, плоские и пространственные каркасы, элементы для предварительного натяжения и закладные детали. При изготовлении сеток и каркасов применяют, главным образом, контактную стыковую и точечную сварку, и только для стержней больших диаметров используется электродуговая сварка. Армирование железобетонных конструкций — ответственная стадия производства, от качества выполнения которой зависят несущая способность и долговечность изготовляемых изделий. При проектировании железобетонных конструкций выбираются размеры, определяющие положение арматуры в бетоне. Расстояние между армированными элементами назначают так, чтобы между ними проходила и хорошо уплотнялась бетонная смесь, а также обеспечивалось надежное сцепление арматуры с бетоном. Особое внимание уделяют правильному назначению толщины защитного слоя бетона, покрывающего арматуру и создающего вокруг нее щелочную среду, препятствующую развитию коррозии стали. Правильное положение арматуры в бетоне обеспечивается фиксацией арматуры в форме перед бетонированием. Способы фиксации можно условно разделить на две группы: 1) закрепление арматуры в форме инвентарными устройствами, которые извлекают для повторного применения, и 2) с помощью устройств разового использования.

Поскольку железобетон имеет существенный конструктивный недостаток — невысокую трещиностойкость, объясняемую слабым сопротивлением бетона растягивающим усилием (не более 12% его прочности при сжатии). Предельная растяжимость бетона любых марок не превышает 0,2 мм/м; в то же время напряжения в растянутой арматуре при таких деформациях бетона невелики и составляют примерно 20…25% ее расчетной прочности. Повышение марки бетона незначительно увеличивает прочность арматуры в обычном железобетоне нерационально. Поэтому была разработана технология изготовления напряженного железобетона. Предварительно-напряженные конструкции отличаются от ненапряженных двумя основными особенностями:

конструктивной, выраженной в использовании высокопрочной стали, подвергаемой предварительному напряжению, передаваемому затем на бетон для его обжатия.

Технологической, вызванной необходимостью натяжения арматуры и более длительного пребывания изделий в формах для получения высокой прочности, при которой обеспечивается заанкеривание арматуры.

Предварительно напряженные сборные железобетонные конструкции армируются отдельными проволоками и стержнями, проволочными прядями и пучками, а так же проволочными пакетами с различным числом струн. В зависимости от способа натяжения арматуры различают две группы устройств для закрепления арматуры: зажимы применяют для временного закрепления арматуры при натяжении на упоры форм и стендов; и анкеры служат для передачи усилия от напряженной арматуры на бетон, т. е. для постоянного закрепления напряженной арматуры.

Формы, формовочные оснастки, формование железобетонных изделий. Назначение форм и формовочной оснастки при изготовлении железобетонных изделий заключается в придании уплотняемой бетонной смеси требуемых очертаний и размеров, соответствующих проектным параметрам изделий. В зависимости от способа производства, вида бетонной смеси и типа изделий форма или оснастка снимаются в различные периоды времени: непосредственно после формования (бортовая оснастка), после приобретения изделием распалубочной прочности либо достижения им 70% проектной прочности (форма).

Формы можно подразделить на несколько типов по следующим основным признакам:

организации процесса — неподвижные и перемещаемые условиям их работы — силовые и не силовые числу изделий — одиночные и пакетные расположению изделий при формовании — горизонтальные и вертикальные по материалу для форм — металлические, железобетонные, деревянные, комбинированные конструкциям форм — формы с поддонами, бортовые формы, формы-матрицы, специальные конструкции форм по конструктивным особенностям — неразъемные, сборно-разборные, с шарнирно открывающимися стенками.

Наиболее распространены в промышленности сборного железобетона металлические формы, применение которых целесообразно при различных способах производства.

Трудоемкость формования составляет до 40% общих трудовых затрат в технологическом процессе производства сборных железобетонных конструкций. Продолжительностью цикла формования определяется, как правило, производительность технологической линии, а технологическая целесообразность и экономическая эффективность принятого способа формования во многом предопределяют показатели эффективности работы предприятия в целом. Технологические задачи, связанные с формованием изделий из бетонной смеси, могут быть сведены к трем основным: обеспечению равномерной структуры бетона; достижению максимальной плотности бетона; получению заданных размеров и формы изделия. Эти задачи решаются с помощью различных способов уплотнения при формовании, применения форм формообразующих элементов, формовочной оснастки. (рис). Процесс формования включает следующие операции: установку форм и формообразующих элементов, укладку бетонной смеси, ее распределение в форме, уплотнение бетонной смеси и заглаживание открытой поверхности, я извлечение формообразующих элементов.

Продукция предприятий сборного железобетона. Увеличение выпуска сборного железобетона сопровождается непрерывным расширением области его применения, повышением экономичности и совершенствованием конструкций.

По отраслям строительства различают конструкции для промышленного, сельскохозяйственного, жилищно-гражданского и специальных отраслей строительства.

По назначению в зданиях и сооружениях различают элементы фундаментов и каркаса, покрытия и перекрытия, стены и перегородки, блоки отопительных и вентиляционных систем.

По характеру армирования сборные конструкции делят на бетонные неармированные, железобетонные с обычной арматурой, предварительно-напряженные железобетонные.

По форме сборные конструкции могут быть плитными, линейными, решетчатыми, блочными, криволинейными, трубчатыми и т. д.

По массе конструкции делят на особо мелкие (до 250 кг), мелкие (250…1500 кг), средние (1500…3000 кг), крупные (3000…5000 кг), особо крупные (более 5000кг).

Изделия различают также по типоразмерам и маркам.

Создание единых стабильных каталогов железобетонных изделий не означает стандартизацию проектных и архитектурно-планировачных решений. Правильное сочетание типовых конструкций позволяет создавать многообразные и эффективные типы зданий.

Основным направлением развития сборных железобетонных конструкций является укрупнением конструктивных элементов, снижение их материалоемкости и металлоемкости, повышение степени заводской готовности.

Конструкции плоских перекрытий:

1) Балочные сборные перекрытия. В их состав входят плиты и поддерживающие их балки, называемые ригелями или главными балками.

Плиты перекрытия для уменьшения расхода материалов делают пустотными или ребристыми. Рёбра и пустоты создают жёсткость. Пустоты бывают овальными, круглыми. В широких панелях делают ряды пустот.

• 2) Ребристые монолитные перекрытия с балочными плитами.
• 3) Ребристые монолитные перекрытия с плитами, опёртыми по контуру.
• 4) Балочные сборно-монолитные перекрытия. Эта конструкция состоит из сборных элементов и монолитных частей, бетонируемых прямо на площадке.

Затвердевший бетон этих монолитных участков связывает конструкцию в единую систему. Сборные элементы перекрытия служат остовом для монолитного бетона и в них размещена основная, чаще всего напрягаемая, арматура.

5) Безбалочные перекрытия. Система панелей опёртых на капители колонн. Капители нужны, чтобы обеспечить жесткое сопряжение перекрытия с колоннами, уменьшить размер расчётных пролётов панелей и создать опору для панелей. Сетка колонн обычно квадратная размером 6×6. Преимущество этог перекрытия в том, что они обеспечивают лучший эстетический вид сооружения.