Производство сборных железобетонных изделий

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ВВЕДЕНИЕ

Объединение и признание мирового сообщества РФ как развитого государства также напрямую зависит от наличия развитой инфраструктуры дорог. Принятие Р Ф в совет Европы и обязательство по соблюдению европейских стандартов качества всё это говорит о том, что необходимо развивать и повышать качество наших дорог. Одним из путей повышения качества и долговечности является применение, шпал железобетонных предварительно напряжённых в качестве подрельсового основания, на которые происходит укладка бесстыкового пути. В результате данного инженерного решения значительно возрастает: долговечность, полезная нагрузка пути, скорость подвижного состава и т. д.

Реализация данного направления требует решения многих основных и сопутствующих задач. В виду того, что железная дорога является сложным, ответственным сооружением, железобетонная шпала эксплуатируется на открытом воздухе воспринимая значительные переменные динамические нагрузки от подвижного состава, и имеет сложную конструктивную форму. Производство железобетонных предварительно напряжённых шпал невозможно вне заводских условий, с высокой культурой производства. Железобетонная шпала является материалоёмкой и энергоёмкой конструкцией, что затрудняет её повсеместное использование. Необходимы исследования по улучшению качеств бетона (морозостойкость, огнеупорность, жаростойкость, водостойкость, трещиностойкость).

Необходимо повышать качество, долговечность и понижать материалоёмкость и себестоимость для возможности полной альтернативности деревянным шпалам. Для этого в первую очередь необходимо внедрение высокой культуры производства и максимальной автоматизации технологических операций.

1. ОБОСНОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ

Во время поиска материала для выполнения, данного курсового проекта мною была обнаружена данная статья, специализированной газеты «Гудок», выпускаемая при поддержке МПС. На мой взгляд, эта статья раскрывает проблематику вопроса и является необходимым обоснованием производства шпал железобетонных предварительно напряжённых.

Дерево или железобетон?

Не так давно, поджидая электричку на подмосковной станции, мне довелось стать свидетельницей спора двух железнодорожников. Один из них горячо доказывал своему собеседнику, что лучше деревянных шпал ничего не придумано — мол, и путь на них менее жесткий, и чувствительность к ударам небольшая, да и в крутых кривых они незаменимы. Второй с неменьшим жаром отстаивал железобетон, считая деревянные шпалы днем вчерашним. К общему знаменателю они не пришли — каждый остался при своей точке зрения.

А кто же все-таки прав, подумала я и попыталась выяснить этот вопрос в научных кругах. Моим консультантом стал заведующий отделом конструкций железнодорожного пути комплексного отделения «Путь и путевое хозяйство» ВНИИЖТа, кандидат технических наук Лев Крысанов.

Во всем мире оптимальными с точки зрения обеспечения требуемой жесткости пути принято считать деревянные шпалы, — начал разговор Лев Григорьевич. — Они обеспечивают хорошую упругость, сцепление с щебеночным балластом, а также возможность изменения параметров рельсовой колеи в крутых кривых с радиусом менее 350 метров. Кроме того, деревянные шпалы обладают высокими диэлектрическими свойствами, сравнительно небольшой массой и малой чувствительностью к колебаниям температуры и ударам. Наряду с такими неоспоримыми достоинствами деревянные шпалы имеют и существенные недостатки, которые «вынуждают» отечественные железные дороги делать ставки на железобетон.

В первую очередь это их недолговечность. В напряженных эксплуатационных и сравнительно суровых климатических условиях срок службы отечественных деревянных шпал, в основном сосновых, составляет 12 — 17 лет. Увеличение срока использования достигается за счет пропитки специальными масляными антисептиками, предохраняющими шпалы от влажности, грибковых заболеваний и, как следствие, гниения. Однако со временем защитные свойства утрачиваются. При этом смываемая дождями пропитка загрязняет прилегающую к путям территорию, нанося тем самым урон природе. Вдобавок ко всему встает и еще один вопрос: куда девать отслужившие свой срок деревянные шпалы? Если железобетонные, «отработав» на главных путях 30 и более лет, обретают вторую жизнь на станционных, подъездных и других путях, то вопрос экологически чистой утилизации пропитанных креозотом деревянных шпал по сей день остается открытым. Второй большой минус — для производства деревянных шпал требуется дефицитная строевая древесина. Стоит отметить, что на 1 километр пути расходуется около 2 гектаров леса в возрасте 80 — 100 лет! Конечно, наша страна богата лесом, но дерево не растет быстро, да и добраться до него с каждым годом становится все сложнее и сложнее, а значит, экономически невыгодно. Если в советские времена деревянные шпалы стоили 4 рубля, а железобетонные — в 2,5 — 3 раза дороже, то сегодня они фактически сравнялись в цене. И, думаю, в будущем «дерево» станет еще дороже. Третий не менее серьезный недостаток деревянных шпал заключается в том, что они не способны обеспечить необходимую поперечную устойчивость бесстыкового пути при значительных колебаниях температуры на территории России. С этой точки зрения железобетонные шпалы практически незаменимы, о чем говорит и неуклонно растущий объем их производства. Ежегодно в нашей стране в ходе капитального и усилительного капитального ремонта на железобетонное основание укладывается порядка третьей части всего пути. И около двух третей всех путей уложено на «дереве». Но перед отраслью стоит задача в ближайшие годы поменять это соотношение, а в будущем полностью отказаться от деревянных шпал, для чего есть все основания. Кроме того, внедрение бесстыкового пути просто обязывает к этому!

Безусловно, существует и несколько «но», в частности скрепления, с помощью которых закрепляют рельсы на шпалах. В прежние годы это был сдерживающий фактор, так как промышленность в силу некоторых обстоятельств не выпускала их в достаточном объеме. Сейчас все упростилось: сколько заказываешь, столько и сделают! Наука тоже не стоит на месте — появились современные скрепления, позволяющие обеспечить продольную устойчивость рельсов за счет упругого прижатия. Это и ЖБР-65, и АРС-4, на которых уже сейчас уложено порядка двух тысяч километров пути. В настоящее время специалистами нашего отдела разрабатываются новые, так называемые безрезьбовые скрепления.

Еще одним препятствием для широкого использования железобетонных шпал до настоящего времени являлись крутые кривые с радиусом менее 350 метров, что особенно характерно для Забайкальской, Южно-Уральской и некоторых других магистралей. Это было связано с тем, что на таких кривых требуется уширение колеи, а типовые железобетонные шпалы выпускаются только для ширины 1520 мм. Сейчас разработаны конструкции железобетонных шпал для ширины колеи 1530 и 1535 мм с промежуточными размерами, предусматривающими переход от прямых участков пути в кривые. Помимо этого, в процессе разработки шпалы с увеличенным поперечным сопротивлением испытывается вариант подкладочных скреплений для крутых кривых, которые позволят усилить сопротивление пути действующим здесь поперечным силам.

Еще одним препятствием к применению бесстыкового пути на железобетонных шпалах была необходимость перехода на «дерево» на стрелочных переводах. Сейчас есть возможность устранить и этот недостаток, так как разработаны и внедряются стрелочные переводы на железобетонных брусьях.

Главной же проблемой существующей конструкции бесстыкового пути на железобетонных шпалах является наличие уравнительных пролетов, то есть стыков на железобетонных шпалах. Но переход на сварные плети увеличенной длины — до перегона и более — с вваренными стрелочными переводами позволяет иметь действительно «бархатный» бесстыковой путь. С моей точки зрения, будущее за бесстыковым путем, а значит, все же за железобетонными шпалами! И возврата назад нет, да и ни к чему возвращаться! Необходимо просто решить главную задачу, а именно создать скрепления, которые позволят без ограничений применять железобетонные шпалы в северных и восточных районах страны. /Наталья ШУТОВА. /

Необходимо добавить, что в Дальневосточном регионе имеется масса железнодорожного пути, здесь проходит транссибирская магистраль. Все исследователи сходятся в том, что данный регион в грядущем веке будет обеспечивать ресурсами не только нашу страну, но и мировое сообщество, а это в свою очередь спровоцирует бурное развитие автомобильных и железных дорог, соединяющих сеть добычи, переработки и доставки потребителю. На данный момент в Хабаровском крае не отмечено значительных производственных мощностей выделенных в отдельную отрасль по производству шпал железобетонных предварительно напряжённых для железных дорог. Имеющиеся производственные мощности носят сопутствующий характер рассчитанные на собственные нужды предприятия.

Не смотря на отсутствие производственных мощностей, железобетонные шпалы активно используются железнодорожниками города Хабаровска в городской черте, пригородных магистралях, при строительстве железнодорожных мостов/тоннелей и подъездных путей.

шпала железобетонный бетоносмесительный

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Номенклатура и характеристика продукции

Известно, что от уровня развития экономики зависит благосостояние граждан и положение самой страны в мире. В свою очередь развитие и функционирование экономики находится в прямой зависимости от уровня и качества транспортных артерий государства. Следовательно, модернизация и повышение качества дорог, как автомобильного, так и железнодорожного транспорта, является одной из приоритетных задач правительства РФ.

Отечественный и зарубежный опыт эксплуатации железобетонных шпал, в качестве подрельсового основания, доказывает их преимущество по сравнению с деревянными. Однако суровые климатические условия в сочетании с более значительными осевыми нагрузками от колесных пар при увеличенной ширине колеи определяют возрастающие требования к качеству отечественных железобетонных шпал.

Специфические условия эксплуатации, особенности структуры и свойств бетона и железобетона, конфигурация изделия и способ армирования во многом предопределяют срок служба изделий из бетона с проволочной арматурой, в том числе железобетонных шпал.

Наблюдения за шпалами, лежащими в пути, в разнообразных условиях эксплуатации, а также экспериментальные исследования позволили сделать вывод о том, что в подавляющем большинстве случаев разрушение железобетонных шпал начинается с торца. При этом выход настолько велик, что ставит под сомнение предполагаемые сроки службы шпал.

В одних источника указано, что ориентировочный срок службы железобетонных шпал 70--80 лет. В других источниках приводится более скромная цифра 40--50 лет. Железобетонные шпалы укладывают в путь только при соответствии их определенным нормативным требованиям ГОСТ 10 629--88 /7/ к кубиковой прочности, морозостойкости и трещинностойкости контрольных изделий. Но прочность и морозостойкость бетона железобетонных шпал значительно отличается от показателей для контрольных кубов уже потому, что в шпалах усугубляется влияние неоднородной гетерогенной структуры. Другими словами ГОСТ 10 629–88 не отражает в полной мере требований к производимой конструкции и в данной курсовой работе мною была сделана ориентировка на труды Харьковского института инженеров железнодорожного транспорта имени С. М. Кирова, ужесточающие требования по ряду показателей, а следовательно не противоречащих ГОСТ 10 629–88.

Шпалы в зависимости от типа рельсового скрепления подразделяют на:

Ш1 — для раздельного клемно-болтого рельсового скрепления (типа КБ) с болтовым прикреплением прокладки к шпале;

Ш2 — для нераздельного клемно-болтого рельсового скрепления (типа БПУ) с болтовым прикреплением прокладки или рельса к шпале. /7/

Форма и размеры шпал должны соответствовать указанным в таблице 2.1 и чертежам, показатели материалоёмкости приведены ниже.

Таблица 2.1 — Марочные размеры шпал железобетонных по ГОСТ 10 629–88

Марка

шпалы

Расстояние между упорными кромками разных концов шпалы а, мм

Расстояние между упорными кромками одного конца шпалы а1, мм

Расстояние между осями отверстий для болтов а2, мм

Расстояние между осью отверстия и упорной кромкой а3, мм

Угол наклона упорных кромок

Направление большей стороны отверстия для болта относительно продольной оси шпалы

Ш1−1

2012

404

310

47

55°

поперечное

Ш1−2

2000

392

310

41

72°

поперечное

Ш2−1

2012

404

236

84

55°

продольное

Показатели материалоёмкости шпал, изготовленных по типовой поточноагрегатной технологии в десятигнёздных формах (без учёта технологических и производственных потерь за пределами формы) по ГОСТ 10 629–88:

объём бетона на одну шпалу… 0,108 м³

расход стали на 1 м³ бетона:

напрягаемой проволоки диаметром 3 мм… 62,2 кг

закладных шайб… 11,8 кг

1 -- закладная шайба; 2 -- проволочная арматура

Рисунок 2.1 — Чертёж шпалы железобетонной предварительно напряжённой для железных дорог колеи 1520 мм на торце шпалы в среднем сечении шпалы

Рисунок 2.2 — Размещение арматуры

2.2 Характеристика исходных материалов и полуфабрикатов, расчёт состава бетона, сырья

2.2.1 Выбор параметров проектирования

Шпалы следует изготовлять из тяжелого бетона по ГОСТ 26 633 класса по прочности на сжатие В40. Фактическая прочность бетона (в проектном возрасте, передаточная и отпускная) должна соответствовать требованиям ГОСТ 13 015.0. Нормируемую передаточную прочность бетона следует принимать равной 32 МПа (326 кгс/см2), отпускную прочность бетона принимают равной передаточной прочности бетона. Марка бетона по морозостойкости должна быть не ниже F200, для эксплуатации в климатической зоне Сибирь и Дальнего Востока не ниже F300. В качестве арматуры шпал следует применять стальную проволоку периодического профиля класса Вр диаметром 3 мм, по ГОСТ 7348 и ТУ 14--4--1471--87, номинальное число арматурных проволок в шпале 44, общая сила начального натяжения всех арматурных проволок в пакете должна быть не менее 358 кН (36,4 тс). Расположение проволок, контролируемое на торцах шпалы, в соответствии с рисунком 2.2.

2.2.2 Характеристика бетона

В таблице 2.2 приведён анализ соответствия существующих фактических показателей в промышленном производстве шпал железобетонных предварительно напряжённых по ГОСТ 10 629–88 по отношению к оптимальным. Анализ произведён на основании данных проделанной работы проектно-испытательной лаборатории СМиИ Харьковского института инженеров железнодорожного транспорта имени С. М. Кирова. В данной курсовом проекте принимаю оптимальные показатели, как требуемые, поскольку по результатам испытаний данные показатели соответствуют большему качеству продукции при снижении энергозатрат.

Таблица 2.2 — Сравнение фактических и оптимальных технологических параметров производства железобетонных шпал

Технологические параметры

Показатели

фактические

оптимальные

А. Подготовка сырья

1. Качество щебня

Значительный разброс свойств: прочность — 100 — 3000 кг/см2, содержание примесей до 10 — 15%, преимущественно одна фракция

Постоянный минералогический состав, строго определённая горная порода, 2 — 3 фракции

2. Качество песка

5 — 10% загрязнителей, однофракционный, модуль крупности — 1

2 — 3 фракции, 0% примесей, модуль крупности 2 — 2,5

3. Качество цемента

Паспорта на цемент обезличены. Марка не гарантируется

Постоянная марка, гарантированный минералогический состав

4. Расход цемента на 1 м³ бетона:

М-500

М-400

460 — 510 кг

480 — 520 кг

380 — 420 кг

400 — 430 кг

5. Применение пластифицирующих и воздухововлекающих добавок

Не применяется

-

Б. Приготовление и уплотнение бетона

1. Водо-цементное отношение

0,34 — 0,38

0,3 — 0,32

2. Отклонение в содержании против расчетного:

цемента

воды

песка

щебня

-5; +30

-5; +20

±20

±10

±1%

±1%

±5%

±2%

3. Объемный вес смеси, тм3

2,2 — 2,4

2,50 — 2,55

4. Осадка конуса, см

3 — 5

0 — 1

5. Удобоукладываемость, сек.

40 — 60

80 — 120

В. Твердение бетона

1. Степень гидратации после пропаривания, %

55 — 60

65 — 80

2. Время выдерживания перед пропаривани-ем, ч

0,5 — 3

Определяется расчётом

3. Влажность относительная в пропарочных камерах, %

65 — 100

100

4. Температура по объему камеры или длине стенда, °С

50 — 100

85 — 90

И так учитывая тяжёлые условия эксплуатации проектируемой конструкции которая подвергается воздействиям в соответствии с рисунком 2.3.

Рисунок 2.3 — Схема природных и технических воздействий на бетон и соответствующих им явлений в процессе эксплуатации

Необходимо подобрать тяжёлый бетон со следующими свойствами: класс В40; удобоукладываемость 120сек по ГОСТ 101. 81−62 или 30сек по ГОСТ 101. 81. 1−81; водо-цементное отношение В/Ц = 0,3; объёмный вес смеси с = 2,50 т/м3.

2.2.3 Характеристика исходных материалов

2.2.3.1 Цемент для железобетонных подрельсовых оснований

К числу важнейших характеристик цемента относится его способность образовывать изделия с необходимыми свойствами в наименьшее время и с минимальными затратами цемента и энергии, т. е. то, что обычно называется качеством.

Основные свойства портландских цементов регламентируются ГОСТом 10 178--85, который, однако, не устанавливает четких требований к минералогическому составу, ограничивая их лишь определением содержания 1%?SO3?3,5% и MgO?5%, а количество основных минералов клинкера колеблется в очень широких пределах: алита (C3S) 37--60%; белита (C2S) 15--37, алюминатов (С3А) 7--15, алюмоферритов 10--18%. Поэтому портландский цемент разных заводов, партий и даже отдельных проб при одинаковых паспортных данных может иметь совершенно различный минералогический состав и уже только поэтому требует различных, условий для образования структуры, обеспечивающей заданные технологические и эксплуатационные свойства. /8/

При производстве железобетонных шпал необходимо использовать ПЦ со следующим минералогическим составом: содержание трёхкальциевого алюмината (С3А) должно быть не более 6−8%; содержание трёхкальциевого силиката (C3S) — не менее 55%.

При производстве железобетонных шпал в соответствии с ГОСТ 10 178–85 разрешается применение следующих видов цементов ПЦ 400-Д0-Н, ПЦ 500-Д0-Н, ПЦ 500-Д5-Н; с I или II группой пропаривания. При прочих равных условиях не желательно применение для производства портландцементов с минеральными добавками в виду их повышенной водопотребности.

На основании вышеперечисленных факторов принимаю 400-Д0-Н с содержанием С3А = 7%, С3S = 60%, SO3 = 1,5% и MgO = 4%.

2.2.3.2 Вода

Для бетона может использоваться любая вода, не содержащая в своём составе свыше 5000 мг/л водорастворимых солей и в том числе больше 2700 мг/л сернокислых, считая на SО3. Содержание органических примесей ограничивается, нельзя использовать воду с нефтяной плёнкой, нельзя использовать болотную воду. Если состав морской воды удовлетворяет 4? PH?12.5.

Желательно применение активации химических свойств воды по средством: механической обработки, обезвоздушивания, омагничивания, катодной активаций, подогрева.

Для производства принимаю питьевую воду, содержащую 2000 мг/л водорастворимых солей и в том числе 100 мг/л сернокислых, считая на SО3. Температура воды от 20 °C до 40 °C.

2.2.3.3 Мелкий заполнитель

Мелкий заполнитель. В качестве мелкого заполнителя для приготовления тяжелого бетона применяют пески, которые должны отвечать требованиям соответствующих стандартов ГОСТ 10 268–80. В зависимости от условий образования и получения пески подразделяют: на природные (в естественном состоянии), природные фракционированные и природные обогащенные; дробленые и дробленые фракционированные.

В зависимости от зернового состава песок делят на четыре группы: крупный, средний, мелкий и очень мелкий.

Для условного выражения крупности песка пользуются модулем крупности Мкр, обозначающем сумму полных остатков (в % на ситах стандартного набора) без фракции с размером зерен более 5 мм, деленную на 100. Пески, характеризующиеся модулем крупности Мкр от 2,5 до 3,5, рекомендуются для бетонов марки М350 и выше, Мкр от 2 до 2,5 -- для М200 … 300, а пески Мкр от 1,5 до 2 допускаются в бетонах марок менее 200.

Содержание частиц, определяемых отмучиванием, должно быть не более 3% для природного песка и 4% для дробленого. Наличие органических примесей в заполнителях определяют колориметрической пробой согласно стандартной методике.

Важным показателем качества песка является его средняя плотность, которая зависит от его истинной плотности, пустотности и влажности и определяется в сухом рыхлом состоянии. Песок, предназначенный для приготовления бетона М200 и выше, а также для бетона, используемого при изготовлении железобетонных изделий, подвергающихся попеременным замерзанию и оттаиванию в насыщенном водой состоянии, должен иметь среднюю плотность не менее 1550кг/м3, в остальных случаях -- не ниже 1400кг/м3.

При воздействии на песок встряхивания или вибрации он уплотняется, при этом средняя плотность его увеличивается до 1600… 1700кг/м3. Песок занимает наибольший объем при влажности около 5… 7%; с повышением или понижением влажности объем песка уменьшается, а его средняя плотность увеличивается. Приведенные выше данные следует учитывать при проектировании складов заполнителей и назначении вида и качества песка для приготовления бетонов заданных марок. /1/

В данном курсовом проекте для использования в производстве, шпал железобетонных, предложены следующие виды Амурских песков, качественные характеристики которых приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 — Качественные характеристики предлагаемых к использованию Амурских песков

А, %

2,5

1,25

0,63

0,315

0,16

< 0,16

Вп, %

Wп, %

сп, т/м3

сс.н., т/м3

супл., т/м3

Песок № 1

15

50

60

85

98

2

7,8

12

2,63

1,5

1,7

Песок № 2

10

20

75

90

99

1

8

10

2,62

1,52

1,75

Таблица 2.4 — Корректировка предложенных песков аналитическим и графическим методом

Полные остатки на контрольных ситах, %

Полный остаток, А

M. кр

Пески

5,00

2,50

1,25

0,63

0,32

0,16

0,00

№ 1 крупный

0

15

50

60

85

98

100

308,0

3,1

№ 2 крупный

0

10

20

75

90

99

100

294,0

2,9

требов. ГОСТ, %

0

0

5

20

35

90

100

-

-

0

20

45

70

90

100

100

-

-

оптим. Состав (аналит.)

0

13

40

65

87

98

100

303,3

3,0

оптим. состав (граф. 1)

0

14

45

63

86

98

100

305,6

3,1

оптим. Состав (граф. 2)

0

12

30

70

88

99

100

298,8

3,0

В соответствии с рисунком 2.4 видно, что оба песка не удовлетворяют требованиям ГОСТ 10 268–80 по созданию плотного каркаса в мезоструктуре бетона, требуется корректировка зернового состава. Существует два метода корректировки зернового состава мелкого заполнителя, аналитический и графический.

При аналитическом методе определение процентного содержания двухкомпонентной смеси песков, значение требуемого процентного содержания песка № 1 и № 2, определяется расчётным путём. В данном курсовом проекте пример аналитического подбора приведён в пункте 3 технологические расчёты. Но у данного метода есть один существенный недостаток, он позволяет определить только конкретное процентное содержание песка № 1 и песка № 2 в смеси песков, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 10 268–80 по созданию плотного каркаса в мезоструктуре бетона.

Графический метод заключается в построении двух графиков позволяющих определить границы процентного содержания песка № 1 и песка № 2. Следовательно, имея границы процентного содержания можно подобрать оптимальный вариант из всех возможных.

В соответствии с рисунком 2.4 видно, что возможно процентное изменение содержания песков от: песок № 1 — 83%, песок № 2 — 17% до песок № 1 — 34%, песок № 2 — 66%.

Рисунок 2.4 — Графический метод оптимизации зернового состава

Рисунок 2.5 — График соответствия заданных и подобранных зерновых составов требованиям ГОСТ 10 268–80 по созданию плотного каркаса в мезоструктуре бетона

В соответствии с рисунком 2.5 видно, что оба варианта подобранных зерновых составов, графическим методом, удовлетворяют требованиям ГОСТ 10 268–80 по созданию плотного каркаса в мезоструктуре бетона и поскольку оба состава удовлетворяют требованиям по модулю крупности (Мкр от 2,5 до 3,5 рекомендуются для бетонов марки М350 и выше) для создания бетона класса В40. Требуется выбрать между двумя одинаковыми песками, для этого определяю модуль эффективности обоих составов песков определённых графическим методом. Модуль эффективности показывает, какое количество цементного теста необходимо для заполнения пустот и смазки поверхности зёрен песка, в одном кг песка. Толщина плёнок или оболочки на поверхности зёрен песка, принимается 13 мк.

Окончательно принимаю смесь песков, полученную корректировкой по графическому методу, состоящей из песка № 1 — 34% и песка № 2 — 66%, со следующими характеристиками оптим. состав (граф. 2) приведённых в таблице 2.5.

Таблица 2.5 — Качественные характеристики подобранных зерновых составов графическим методом

А, %

2,5

1,25

0,63

0,315

0,16

< 0,16

Вп, %

Wп, %

сп,

т/м3

сс.н. ,

т/м3

супл. ,

т/м3

оптим. состав (граф. 1)

14

45

63

86

98

1,83

7,8

11,7

2,63

1,50

1,71

оптим. состав (граф. 2)

12

30

70

88

99

1,34

7,9

10,7

2,62

1,51

1,73

2.2.3.4 Крупный заполнитель

В соответствие с ГОСТ 10 629–88 для производства бетона шпал следует применять щебень из природного камня или щебень из гравия фракции 5--20 мм по ГОСТ 10 268. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем применять:

щебень фракции 20--40 мм в количестве не более 10% от массы щебня фракции 5--20 мм по ГОСТ 10 268;

щебень из природного камня фракции 5--25 мм по ГОСТ 7392 при соответствии его всем другим требованиям ГОСТ 10 268. /7/

В щебне фракций 5--10 и 10--20 мм, а также смеси фракций 5--20 мм, предназначаемом для железобетонных и бетонных труб и железобетонных шпал, опор и тонкостенных конструкций, полный остаток на сите с размером отверстий, равным Dнаиб должен быть в пределах 0--5%, а на сите с размером отверстий, равным Dнаим -- в пределах от 95% до 100% по массе.

В щебне, аттестованном — в установленном порядке по высшей категории качества, полный остаток на сите с размером отверстий, равным Dнаим для фракций с наименьшим размером 10 мм и более, должен быть в (пределах 95--100%, а с наименьшим размерам 5 мм в пределах 96,5--100% по массе; полный остаток на сите с размером отверстий, равным Dнаиб, должен быть в пределах от 0 до 5% по массе. /8/

Не допускается применение щебня из аллювиальных отложений в производстве железобетонных шпал в виду его несоответствия требованиям ГОСТа 101 263−62.

Таблица 2.6 — Требования по содержанию зёрен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы к различным группам щебня

Группа щебня по форме зёрен

Содержание зёрен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы по массе, % не более

Кубовидная

15

Улучшенная

25

Обычная

35

В данном курсовом проекте по заданию для производства железобетонных шпал предложено использовать следующие фракции щебня: 5 — 10 мм (сщ.н = 1,4 т/м3); 10 — 20 мм (сщ.н = 1,42 т/м3); 20 — 40 мм (сщ.н = 1,43 т/м3); сщ = 2,6 т/м3; Wщ = 2%

Принимаю в соответствии с ГОСТ 10 629–88 для производства шпал железобетонных смесь из двух фракций щебня 5 — 10 мм и 10 — 20 мм. Соотношение между двумя фракциями устанавливаю экспериментально, составляю три смеси фракций по массе; 1-я 45% (5 — 10 мм) и 55% (10 — 20 мм); 2-я 50%/50%; 3-я 55%/45%, определяю для каждой смеси насыпную плотность и принимаю смесь с большей насыпной плотностью — это смесь № 1 45% (5 — 10 мм) и 55% (10 — 20 мм); сщ. н = 1,411. Щебень из магматических пород марки 1400 кгс/см2; группа щебня улучшенная содержание зёрен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы по массе 20%; сщ = 2,6 т/м3; Wщ = 2%. Промывка щебня осуществляется в специальных барабанах.

2.2.3.5 Добавки

Химические добавки, вводимые в состав бетонных и растворных смесей в процессе их приготовления, подразделяют на поверхностно-активные добавки, добавки — ускорители твердения, противоморозные добавки, добавки -- ингибиторы коррозии стали.

Пластифицирующие воздухововлекающие добавки способствуют повышению связности бетонных и растворных смесей и их однородности. Увеличение содержания воздуха в смеси приводит к замедлению темпа твердения бетона. Однако при содержании вовлеченного воздуха менее 5% значительно улучшаются формовочные свойства бетонной смеси, что позволяет уменьшить значение В/Ц и сократить расход цемента. К этой группе добавок относятся мылонафт (М), пластификатор адипиновой Щекинского комбината (ПАЩ-1), омыленная растворимая смола (ВЛХК), этилсиликонат натрия (ГКЖ-10), подмыльный щелок (ПМЩ), нейтрализованный черный контакт (натриевый) (НЧК) и др. Введение этих добавок повышает прочность бетона при растяжении, его трещиностойкость, газо и водонепроницаемость, солестоикость, не оказывает отрицательного влияния на сцепление бетона с арматурой.

Бетоны марки по морозостойкости F200 и выше, а также бетоны марки по морозостойкости F100 и выше для дорожных и аэродромных покрытий, гидротехнических сооружений следует изготовлять с обязательным применением воздухововлекающих или газообразующих добавок в соответствии с требованиями ГОСТ 26 633–91. Принимаю в качестве пластифицирующей воздухововлекающей добавки мылонафт, с рекомендуемым количеством в расчёте на сухое вещество, % по массе цемента 0,1 … 0,2. Точный расход добавки определённый экспериментально показал оптимальны расход 0,15% по массе цемента.

2.2.4 Расчёт состава бетона

Принимая откорректированный состав, как отправную точку подбираю ещё два состава бетонной смеси с водоцементным отношением на 5% больше и с водоцементным отношением на 5% меньше по выше приведённой методике. После проверки удобоукладываемости и корректировки при необходимости, готовлю по девять образцов кубиков 15*15*15 см из каждого подобранного состава. Первые шесть образцов каждого состава проходят выбранный режим тепловлажностной обработки, после прохождения режима ТВО на трёх образцах каждого состава определяется марочная прочность, а остальные три образца каждого состава остаются твердеть с оставшимися тремя образцами каждого состава твердеющих при нормальных условиях. По истечении 28 суток образцы каждого состава, твердевшие при нормальных условиях и прошедшие режим ТВО испытываются на определение марочной прочности.

Для каждого состава по трем образцам твердевших при тех или иных условиях определяется среднее значение прочности бетона. По трём средним значениям прочности полученных при испытаниях для образцов различного состава, твердевших при нормальных условиях строится график в осях Rb и В/Ц. По данному графику в случае несоответствия прочности контрольных образцов требуемой прочности бетона более чем на 15% определяется новое требуемое В/Ц, для которого производится расчёт нового состава который принимается, как номинальный. Испытание образцов прошедших режим ТВО: непосредственно после ТВО контролирует соответствие набранной прочности к требуемой передаточной прочности 32МПа (80%); а испытание образцов прошедших режим ТВО и твердевших вместе с первыми образцами при нормальных условиях, контролирует наличие дальнейшего роста прочности и соответствие его на 28 сутки требуемому классу бетона В40. Испытании показали, что подобранный состав соответствует номинальному.

2.2.4.3 Уточнение соотношения между крупным и мелким заполнителем запроектированного бетона

Уточнение можно выполнить двумя способами

Способ первый заключается в том, что подбираю два дополнительных состава при б = ±0,1 от принятого в расчёте. Далее готовят три серии контрольных образцов. Первая серия из принятого состава, вторая серия с б = -0,1 и третья серия с б = +0,1. Далее определяется подвижность, готовят контрольные образцы, испытывают и делают вывод какой состав лучше. Из трёх составов выбирают тот у которого лучше удобообрабатываемость и прочность. Если удобообрабатываемость будет одинакова или близкой между собой то выбирается состав с меньшим содержанием песка, он как правило имеет и более высокую прочность.

Способ второй заключается в том, что расходы мелкого и крупного заполнителя уменьшают и увеличивают на 50 кг и готовят три серии контрольных образцов, испытывают и определяют лучший по выше описанной методике.

2.3 Режим работы поста

Режим работы ведущего поста формования принимается по ОНТП 7−85, где рекомендуется номинальное количество рабочих суток в году. Исходя из пятидневной рабочей недели (при шести рабочих субботах) определяется количество рабочих смен — две, принимается двухсменная работа основного оборудования, в три смены — приём сырья, отгрузка готовой продукции по железной дороге, тепловая обработка, продолжительность рабочей смены — 8 часов.

Годовой фонд рабочего времени основного технологического оборудования на посту принимается за вычетом времени плановых остановок. Агрегатно-поточные линии имеют плановые остановки в течение 7 суток в году. Определяется время начала и окончания смен, перерывов.

Режим работы определяется количеством часов работы в смену, количеством рабочих смен в сутки, количеством рабочих дней в году. Произведением этих трёх показателей определяется номинальный годовой фонд времени работы линии. От режима работы линии зависит степень использования оборудования.

Работа поста протекает в соответствии с графиком представленном в таблице 2.6.

Таблица 2.6 — График работы поста

Номер смены

Начало работы

Окончание работы

Обеденный перерыв

начало

конец

1 смена

8. 00

17. 00

12. 00

13. 00

2 смена

17. 00

2. 00

21. 00

22. 00

В виду высокой вредности, для предприятий производства СЖБК, нормами устанавливаются два перерыва в течение 8 часовой рабочей смены, через каждые два часа работы продолжительностью 15 мин.: 1 смена с 10. 00 до 10. 15 и с 15. 00 до 15. 15; 2 смена с 19. 00 до 19. 15 и с 24. 00 до 24. 15.

2.4 Расчёт производственной программы ведущего поста

Производственная программа рассчитывается для базовых изделий — шпала железобетонная предварительно-напряжённая для железных дорог колеи 1520 мм, и представлена в таблице 2. 7

Таблица 2.7 — Производственная программа технологической линии

Наименование базового изделия

Ед. изм.

Программа выпуска

в год

в сутки

в смену

в час

шпала железобетонная предварительно-напряжённая для ж/д колеи 1520 мм

м3

10 000

40,65

20,33

2,54

шт.

92 592,59

376,39

188,20

23,52

2.5 Расчёт потребности в сырье и полуфабрикатах

Потребность в материалах на посту рассчитывается на год, сутки, смену и час работы ведущего поста. Исходя из производственной программы и нормативов расхода материалов на единицу объёма продукции и допускаемых (нормируемых) потерь при переработке.

Нормы потерь составляют для бетонной смеси — 1,5%, цемента и заполнителя — 2%, добавок — 1%, ненапрягаемой арматуры — 3%, напрягаемой арматуры — 6%, листовой стали для закладных деталей — 5%, полосовой стали — 2%.

Расход смазки применяется для смазки жидких консистенций — не более 0,2кг/м3, для вязких — 0,3кг/м3. Расход антикоррозийных материалов для покрытия арматуры определяется из расчёта толщины 0,2 мм. Площадь смазываемой поверхности гнезда для одной шпалы равна 0,9 м². /13/

Расчёт потребности в сырье и полуфабрикатах веду на основе норм расхода материалов изложенных в разделе «Расчёт состава бетона», а также с учётом допускаемых (нормируемых потерь) при переработке на эти материалы. Расчёт расхода материалов приведён в таблице 2.8.

Таблица 2.8 — Расчётный расход материалов

Состав

Материалы

Ед. изм.

Расход материалов

на 1 м³

Год

Сутки

Смена

Час

номинальный

Бетон

м3

1

10 000

40,65

20,33

2,54

с потерями

1,015

10 150

41,26

20,63

2,58

номинальный

Цемент

кг

437

4 370 000,0

17 764,2

8882,1

1110,3

с потерями

кг

452,43

4 524 261,0

18 391,3

9195,7

1149,5

номинальный

Вода

л

131

1 310 000

5325,2

2662,6

332,8

с потерями

л

135,62

1 383 367,9

5623,4

2811,7

351,5

номинальный

Мелкий заполнитель (песок)

кг

706

7 060 000

28 699,2

14 349,6

1793,7

с потерями

кг

730,922

7 309 218

29 712,3

14 856,1

1857,0

номинальный

Крупный заполнитель (щебень)

кг

1224

12 240 000

49 756,1

24 878,0

3109,8

с потерями

кг

1267,21

12 672 072

51 512,5

25 756,2

3219,5

номинальный

Добавка (мылонавт)

кг

6,70

67 000

272,4

136,2

17,0

с потерями

кг

6,87

68 685

279,2

139,6

17,5

номинальный

Арматура пред-ная Вр, 3 мм

кг

67,20

672 000

2731,7

1365,9

170,7

с потерями

кг

72,30

723 004,8

2939,0

1469,5

183,7

номинальный

Закладные шайбы

кг

11,80

118 000

479,7

239,8

30,0

с потерями

кг

12,58

125 759

511,2

255,6

32,0

номинальный

Смазка

кг

1,67

16 700

67,9

33,9

4,2

с потерями

кг

1,70

16 950,5

68,9

34,5

4,3

2.6 Назначение технологической схемы

Как уже отмечалось ранее шпала железобетонная предварительно напряжённая для железных дорог является ответственной, материалоёмкой конструкцией. В результате на данный момент себестоимость по материалам железобетона шпалы составляет 2370руб/м3. Поэтому готовая продукция должна быть однородно высокого качества для возможности конкурировать с деревянной шпалой, а снижение себестоимости производства возможно при условии массового выпуска продукции на линиях с высокой фондоотдачей. Наилучшим вариантом в заданных условиях является использование мощной конвейерной линии с максимальным уровнем автоматизации производства. Но использование данного варианта возможно только при условии массового спроса, более 500 000тш/год. При меньших объёмах производства по существующим типовым схемам во всём мире используется поточно-агрегатный способ производства. Существующие типовые схемы поточно-агрегатного способа производства с одной формовочной линией позволяют производить 250 000шт/год (до 500 000шт/год) шпал железобетонных, в свою очередь глубокая автоматизация производственных операций позволяет сократить производственную себестоимость и довести её до уровня конвейерных линий. Целесообразность применения производства шпал железобетонных наступает при объёме производства ?10 000 — 15 000м3/год, поэтому необходимую годовую мощность производства принимаю равной 10 000м3/год вместо предложенных 4000м3/год.

Поточно-агрегатный способ производства применяется для мелкосерийного производства большой номенклатуры изделий длиной до 12 м, шириной до 3 метров и высотой до 1 м, размеры не являются предельными.

Экономичность и быстромонтируемость способа обуславливают его начальный выбор при постоянном развитии производства, при отсутствии достаточного количества металла и оборудования для строительства конвейерной линии. Способ может превосходить другие, в Японии, например, конвейеры уступают гибким поточно-агрегатным схемам. К данному способу относятся также схемы, включающие формование на центрифугах, с вибровкладышами, в термоформах и т. п.

Недостатками способа являются наличие большого объёма крановых операций, не высокая мощность линии. Первый может быть устранён установкой стационарных крановых-укосин, манипуляторов, подъёмников, формоукладчиков, кран-балок, лебёдок на раздаточном и укладывающем оборудовании, а мощность линии не является самоцелью при большой номенклатуре изделий, что особенно важно при рыночных поставках малых партий продукции. Поточно-агрегатная линия с операционным рольгангом является переходным к конвейерной линии типом и сочетает элементы конвейера: рольганг с элементами агрегатной технологии, формовочной установкой, ямной камерой. /2/

В данном курсовом проекте принимается типовая технологическая схема, производство железобетонных шпал осуществляется на непрерывной агрегатно-поточной линии, в соответствии с рисунком 2.7. Шпалы изготавливаются с применением преднапряжения в двенадцатиместных термоформах, напряжение в которых передаётся на упоры формы. Технологический поток организован по замкнутой кольцевой схеме в соответствии с рисунком 2.6.

Рисунок 2.6 — Схема изготовления шпал железобетонных предварительно напряжённых для железных дорог широкой колеи

Изготовление шпал начинают с заготовки арматурных пакетов.

Рисунок 2.7 — Технологическая линия по производству железобетонных шпал

После натяжения арматуры термоформа с установленными упорными шайбами и диафрагмами поступает на пост бетонирования шпал, откуда -- на установку для загрузки термоформ в пропарочную камеру. Из камеры термоформа принимается такой же установкой и передается в кантователь. Перед кантованием с термоформы снимают верхнюю крышку и производят отпуск натяжения арматуры. Шпалы из кантователя выдаются на рольганг для резки арматуры в промежутках между шпалами.

Металлическая силовая термоформа для одновременного бетонирования двенадцати шпал выполнена из гнутых профилей с соединением отдельных узлов сварными швами и заклепками, в целях обеспечения герметичной паровой рубашки. Торцовые стенки формы выполнены в виде съемных гребенчатых диафрагм. Такие же диафрагмы разделяют шпалы во время их бетонирования. Форма с захватами весит около 3500 кг. Конвейер для заготовки проволочных пакетов представлен на рисунке 2.8.

1 — бухтодержатель; 2 — устройство для волнирования проволоки (не применяется); 3 — гидравлический пресс для закрепления проволоки в захвате; 4 — каретка для подвески захвата; 5 -лебёдка для протягивания проволок; 6 — трос каретки; 7 — термоформа

Рисунок 2.8 — Конвейер для заготовки проволочных пакетов

Бухты проволоки устанавливают на барабаны бухтодержателя. Концы проволок пропускают через волнирующее устройство, которое одновременно служит тормозом. Оси барабанов волнирующего устройства сближены так, что проходящая между ними проволока получает остаточные деформации в виде волн, способствующих лучшему сцеплению гладкой арматуры с бетоном (исследования ЦНИИСа Минтрансстроя показали, что применять волнированную проволоку для изготовления шпал нецелесообразно из-за повышенных потерь напряжений от ползучести и релаксации стали, а также недостаточного сцепления арматуры с бетоном). Выходящие концы проволоки собирают в захват проходного типа в соответствии с рисунком 2. 9, волнистые плашки которого сжимают прессом и закрепляют клиньями.

1 — волнистые плашки; 2 — корпус; 3 — съёмная плита; 4 — клинья

Рисунок 2.9 — Захват для арматуры

Захват присоединяют к тросу от лебёдки конвейера в соответствии с рисунком 2.8 и вытягивают проволоки на длину пакета. Устанавливают второй захват, а затем рядом — третий, являющийся первым для следующего пакета. Арматуру между вторым и третьим захватами перерезают.

Пакет устанавливают в форму, а на платформе пресса остается захват с зажатыми в нем концами проволок. При заготовке следующего пакета операции повторяются. Основанием пресса, рисунок 2. 10, является гидродомкрат с плунжером, на котором помещена платформа. Захват устанавливают на платформу и включают гидродомкрат, при этом пуансоны упираются в плашки захвата и обжимают находящуюся между ними арматуру. Величину обжатия контролируют по манометру. Установка для одновременного натяжения двух арматурных пакетов представлена на рисунке 2. 11. Аналогичная установка предназначена и для отпуска натяжения арматуры.

Тяговое усилие на штоке создается червячным приводным механизмом, размещенным в корпусе. Форма прижимается торцом к упору консоли, по этому не требуется мощного фундамента. Величина усилия натяжения арматурного пакета контролируется по динамометрической скобе, установленной в рассечке штока.

1- манометр; 2 — гидродомкрат; 3 — плунжер; 4 — платформа; 5 — стойка; 6 — коромысло; 7 — пуансоны

Рисунок 2. 10 — Пресс для закрепления проволок в захвате

1 — шток для присоединения тяги от захвата; 2 — консольный упор; 3 — корпус червячного редуктора; 4 — шкив; 5 — клиновые ремни; 6 — электродвигатель

Рисунок 2. 11 — Установка для натяжения арматурных пакетов

На посту формования шпал установлены ролики конвейера (рольганг), по которым поступает форма. Виброштампы подвешены на общей раме над постом формования, к станине перемещающейся по рельсам, с приводом подъема и опускания. Во избежание смещения термоформы с поста формования, её захват и удержание осуществляется при помощи электромагнита, в момент вибрационного уплотнения бетонной смеси.

Кантователь, в соответствии с рисунком 2. 12, выполнен в виде полого цилиндра из листовой стали толщиной 5 мм, оборудованного бандажами для опирания на ролики.

1 — полый цилиндр; 2 — бандажи; 3 — ролики; 4 — электродвигатель; 5 — венцовое колесо

Рисунок 2. 12 — Кантователь форм

Поворот цилиндра вокруг горизонтальной оси осуществляется электродвигателем посредством зубчатого зацепления за венцовое колесо. Внутри цилиндра расположены два приводных рольганга. Форма поступает на нижний рольганг, и при ее повороте на 180° шпалы ложатся на верхний рольганг, который в этот момент занимает нижнее положение, и по нему выдаются из кантователя. При возвращении цилиндра в исходное положение порожняя форма выходит из кантователя по нижнему рольгангу.

Установка для резки проволочной арматуры представлена на рисунке 2. 13.

1 — станина; 2 — диск; 3 — клиновые ремни; 4 — рукоятка; 5 — защитный кожух; 6 — электродвигатель; 7 — масляный демпфер

Рисунок 2. 13 — Установка для резки арматуры

Вывод: принятая агрегатно-поточная линия позволяет производить до 28 022 м³ или 259 464шт (100%) шпал ежегодно при двухсменной работе одного формовочного поста и трёхсменной работе четырёх пропарочных камер; для обеспечения принятого объёма производства 10 000 м³ или 92 593шт (36%) в год достаточно двух ямных камер принятого размера.

2.7 Выбор метода формования

Технологические задачи формования должны обеспечить получение железобетонных изделий заданных размеров и формы, максимальной плотности и равномерной структуры бетона. Эти задачи решаются с помощью различных способов уплотнения при формовании изделий. Качественное выполнение процесса формования обеспечивается при соблюдении требований к бетонным смесям, формам и формующим установкам. Формовочные свойства бетонной смеси регламентированы ГОСТ 10 181. 1−81 «Смеси бетонные методы определения удобоукладываемости». Существующие методы и средства уплотнения бетонной смеси можно классифицировать по видам механического воздействия, основными из которых являются вибрирование, прессование и центрифугирование. В свою очередь максимальный эффект достигается при комбинировании видов механического воздействия и технической реализации процесса уплотнения. Разработано и реализовано множество методов формования: метод штампования, метод вибрирования с пригрузом, метод вибролитья, метод вибрационного инъецирования, метод вибропрофилирования, метод вибропроката, метод послойного формования, метод виброгнутья, метод навивки, пакетный метод, метод центрифугирования, метод торкретирования, метод радиального прессования. Выбор того или иного метода формования зависит от вида и устройства конструкции. В данном случае шпала является густоармированным, преднапряженным элементом сложной формы изготавливаемым с применением жёсткой бетонной смеси В/Ц=0,3 и удобоукладываемостью 120сек по ГОСТ 101. 81−62 или 30сек по ГОСТ 101. 81. 1−81. Таким образом, основываясь на технических характеристиках приведённых выше и анализе таблицы 2.9 и таблицы 2. 10, становится очевидно, что оптимальными могут быть следующие методы: радиальное прессование, вибропрокат, вибрирование с пригрузом, штампование.

Таблица 2.9 — Связь удобоукладываемости бетонных смесей и уплотняющего оборудования

Удобоукладываемость, Жёсткость Ж, с

Подвижность П, см

Способы и средства формования

Обозначения

Буквенное

по ГОСТ 101. 81. 1−81

по ГОСТ 101. 81−62

Ж0

?31

?120

-

Роликовое формование

Ж1

30 — 21

120 — 80

-

Вибропрессы

Ж2

20 — 11

80 — 41

-

Виброштампы

Ж3

10 — 5

40 — 20

-

Виброударные площадки, виброформы, вибровкладыши, глубинные вибраторы, навесные вибраторы, кассеты, объёмные формы, центрифугирование

П1

-

-

1 — 4

П2

-

-

5 — 9

П3

-

-

10 — 15

П4

-

-

?16

Виброгидропрессование, вакуумирование

Радиальное прессование. Заключается в безвибрационном уплотнении бетонной смеси роликовой головкой. Смесь уплотняется в пространстве между внутренней поверхностью формы и вращающейся роликовой головки.

Данный способ позволяет работать с наиболее жёсткими бетонными смесями В/Ц=0,15−0,17. Но к сожалению не применим в уплотнении шпал железобетонных из-за наличия установленных пустообразователей и густого армирования преднапряжённой арматурой. Из-за арматуры ролик не сможет как следует уплотнить нижний лицевой слой шпалы, что приведёт к потере морозостойкости и прочности. А установленные пустотообразователи приведут к недоуплотнению в зонах крепления рельса к шпале, что в свою очередь приведёт к аварии на ж/д пути. /10/

Вибропрокат. Значительная часть недостатков описанных методов формования устранена в вибропрокатном стане Н. Я. Козлова, которым создана полуавтоматическая установка БСП-4 непрерывного действия для выпуска часторебристых плит размером 3,2*12м с высотой до 22 см. Уплотнение жёсткой смеси осуществляется вибробалкой на участке длиной 30 см. Последующий нагрев t=95−98°С с подъёмом температуры через 25−40мин до t=105−110°С позволяет бетону за 2 часа набрать 60% прочности и полностью исключает необходимость опалубки. Высокая степень механизации и автоматизации основных процессов, широкая номенклатура изделий позволяют получить производительность труда выше описанных методов. Но данный метод также не применим при производстве шпал из-за недоуплотнения зон установки пустотообразователей и трудностей уплотнения бетонных смесей высокой жёсткости. /10/

Таблица 2. 10 — Сравнение методов изготовления железобетонных изделий

Показатели

Суммарный бал

-

4

6

9

9

-

-

9

9

15

6

14

8

8

+

19

14

8

8

21

21

7

7

1

13

3

9

7

Оборачиваемость форм

+

-

-

-

+

+

-

+

+

++

-

+

+

Трудозатраты

+

+

+

-

+

+

-

-

-

+

-

-

-

Затраты на опалубку

-

-

-

-

+

+

+

+

-

++

-

+

-

Энергоемкость

-

-

-

-

+++

++

-

-

-

++

-

+

+

Снижение расхода цемента

++

+

-

-

0

+

-

-

-

-

-

-

+

Предварительно напряж. арматура

+

+

+

+

+

+

-

+

-

+

+

+

-

Наличие стержневой арматуры

+

+

+

+

+

+

-

-

-

+

+

+

+

Сложная форма сечения

+

-

-

+

++

+

-

+

-

-

-

+

-

Толщина элемента 3−10(15)см

++

++

+

+

+

+

-

-

-

-

-

-

+

Высота изделия 0. 75−1,5 мм

-

-

+

+

++

0

+

++

-

-

-

+++

-

Длина изделия до 24 м

-

-

+

+

+++

++

+

0

-

-

-

-

-

Комбинация бетона в сечении

0

0

-

-

++

++

++

+

-

-

-

+

-

Заполнитель до 10- 15 мм

++

++

-

-

+

+

-

-

-

+

-

0

-

Морозостойкий бетон

+++

++

-

-

+

++

+

-

-

+

-

-

+

Высококачественная поверхность

++

++

++

++

0

++

0

-

-

+

0

-

0

Высокопрочный бетон

+++

++

-

-

+

++

+

-

-

+

+

-

+

Наименование метода изготовления

Штампование

Вибрирование с пригрузом

Вибролитьё

Виброинъецирование

Поверхностное вибропрофилирование

Вибропрокат

Послойное формование

Виброгнутьё

Способ навивки

Пакетный способ

Центрифугирование

Торкретирование

Радиальное прессование

Вибрирование с пригрузом. Метод имеет значительную аналогию с методом штампования. В процессе изготовления конструкции бетоноукладчик раскладывает бетонную смесь по профилю изделия, затем пригруз устанавливается на поверхность смеси и производится её уплотнение при помощи вибрирования. На следующём этапе технологии пригруз стаскивается в горизонтальном направлении, а при наличии поддува сжатым (0,1−0,2МПа) воздухом или при использовании прокладки возможен съём штампа в вертикальном направлении. Давление пригруза составляет около 80−100г/см2. Площадь изделия не более 20 м², жёсткость смеси 20−40сек, перепад высот уплотняемой поверхности не превосходит 1,5 м. Прочность бетона, получаемого этим методом, достигает при сжатии 100−120 МПа. При стаскивании пригруза возникают резервы и сдвиги поверхности свежеуложенной смеси, поэтому производится ручная доработка изделия.

Метод штампования. Метод заключается в создании статического и динамического воздействия на предварительно разложенную бетонную смесь. При этом штампы могут быть статические, пригрузы различного вида (подрессоренный, пневмопригруз и т. д.) от 0,5 до 20 кг/см2. Дальнейшее увеличение давления (до 500кг/см2) не создаёт большого уплотняющего эффекта. Вибрационное воздействие оказывается со стороны штампа или формы. Принципиальное достоинство данного метода в возможности уплотнения наиболее жёстких и, следовательно долговечных смесей (Ж= 100−140сек). Границей его применения являются смеси с В/Ц=0,29. Исследованиями установлено, что более сухие смеси деградируют в следствии нехватки объёма пор для размещения продуктов гидратации цемента. При штамповании получаются наиболее плотные и прочные бетоны, которые соответствуют требованиям, предъявляемым к несущим конструкциям. Смесь в процессе уплотнения перемещается под давлением штампа на величину деформации уплотнения. Арматурный каркас при штамповании также смещается от проектного положения. Уплотнение осуществляется несинхронными вибраторами. Конечное положение штампа фиксируется упорами. Во время уплотнения жёсткой бетонной смеси не происходит отслаивание воды и цементного теста вблизи стенок формы и у поверхности арматуры, что увеличивает сцепление и способствует увеличению долговечности затвердевшего бетона. /10/

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой