Прогрессивные технологии производства бетонных и железобетонных изделий

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Строительство. Архитектура


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

3. Волжанский А. В., Буров Ю. С., Виноградов Б. И. Бетонные изделия на шлаковых и зольных цементах. — М.: Госстройиздат, 1960.- 286 с.
4. Шлакощелочные бетоны на мелкозернистых заполнителях/ Глуховский В. Д., Кривенко П. В., Старчук В. Н. и др. — К.: Вища школа, 1981. — 224 с.
УДК 691. 32
ПРОГРЕССИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
М. П. Курочкин, м. н. с.
Ключевые слова: товарный бетон, вибропрессование, радиальное прессование, непрерывное формование.
Постановка проблемы. Как известно, производство бетона и железобетонных изделий даже на самом современном бетонном оборудовании — долгий и трудный процесс. Высокая энерого- и металлоемкость производственного процесса существенно влияет на экономическую эффективность производства. Также не стоит забывать о низкой механизации и автоматизации технологических линий, что существенно влияет на качество исходной продукции из-за, так называемого человеческого фактора.
Анализ публикаций. Ранее некоторые пути решения проблемы эффективного производства бетонных и железобетонных изделий были описаны профессором В. Уткиным в книге & quot-Новые технологии строительной индустрии& quot-, в которой рассматривались новые, эффективные технологии непрерывного формования, вибропрессования и радиального прессования, однако не были затронуты аспекты современного производства бетонной смеси. Данную проблему и пути ее решения рассматривал доктор технических наук Хмара в своей книге & quot-Бетоносмесительные заводы и установки& quot-, дающей обширное описание конструкции и технических характеристик бетоносмесительных установок для современного производства бетона, но не достаточно освещающей технологический аспект производства.
Цель работы. Целью данной работы является аналитически осветить технологические аспекты прогрессивного производства бетонной смеси, а также бетонных и железобетонных изделий.
Основной материал. Современные архитектурно — строительные системы и применяемые в них материалы для конструктивной основы зданий:
— каркасное домостроение (колонны, ригели, плиты перекрытий, мелкоштучные стеновые изделия — в том числе облицовочные, утеплитель) —
— крупнопанельное домостроение (стеновые панели, несущие конструкции, плиты пустотного настила) —
— монолитное домостроение (бетон, укладываемый в съемную или несъемную опалубку, облицовочные стеновые материалы, утеплитель) —
— кирпичное и мелкоблочное домостроение (мелкоштучные стеновые изделия) —
— деревянное домостроение (бревна или брус, в последние годы все чаще -профилированный брус).
Наиболее востребованные материалы в современном домостроении:
— бетон товарный (для монолитных сооружений) —
— мелкоштучные стеновые изделия (блоки из тяжелого, песчаного и ячеистого бетона, кирпич керамический и силикатный) —
— плиты пустотного настила, балки, ригели, перемычки и другие изделия преднапряженного железобетона (изготовленные методом непрерывного безопалубочного формования, что гарантирует качество изделий) —
— бетонные изделия радиального прессования (колодезные кольца, напорные и безнапорные трубы).
В дорожном строительстве широко используется монолитный бетон и изделия из железобетона. Растет спрос на дорожные изделия, изготовленные методом вибропрессования (тротуарную плитку, бортовой камень, трамвайные плиты и т. д.).
В данной статье мы более подробно остановимся на производстве товарного бетона, а также мелкоштучных бетонных изделий методом вибропрессования, бетонных и
железобетонных колец методом радиального прессования и плит пустотного настила методом непрерывного формования.
Так как бетон является самым распространенным строительным материалом, без него не может обойтись ни одна стройка мира. На данный момент широко применяется каркасно-монолитное строительство, где необходимо большое количество товарного бетона. Также не стоит забывать о технологиях производства бетонных и железобетонных изделий и конструкций, где требуется широкая номенклатура бетона.
В зависимости от технологических требований приготовляют бетонные смеси разного состава и консистенции. При этом они должны обладать определенными стабильными свойствами и высоким качеством, которое зависит от точности дозирования, состава и качества всех составляющих, а также от тщательности перемешивания.
Бетоносмесительные установки представляют собой технологический комплект оборудования, предназначенный для выполнения полного цикла операций по дозировке материалов, перемешиванию и отгрузке готовой смеси. Установки монтируются из отдельных агрегатов. Все агрегаты смесительной установки работают в единой технологической цепи.
Бетоносмесительные установки классифицируются по следующим основным признакам:
— назначению-
— производительности-
— принципу работы смесительного оборудования-
— способу перебазирования-
— технологической компоновке смесительного оборудования.
По назначению различают смесительные установки для обеспечения заводов железобетонных изделий бетонами различных марок и составов, производства товарного бетона, который используется в монолитном, каркасном строительстве.
По производительности установки бывают малой, средней и большой мощности. Они производят соответственно до 60, 120 и 240 м³ готового бетона в час. Также встречаются сверхмощные — производительностью до 300 м³. Растворосмесительные агрегаты выпускаются производительностью до 20 м³ в час.
По принципу работы смесительного оборудования различают установки со смесителями периодического и непрерывного действия. Смесители непрерывного действия применяют там, где важна высокая производительность, нет жестких требований к точности дозирования всех составляющих бетона и не нужны различные марки бетона. На заводах железобетонных изделий обычно используют установки со смесителями периодического действия, допускающие быстрое изменение марок и состава бетона и обеспечивающие высокую точность дозирования всех составляющих бетона, что необходимо для получения высокого качества железобетонных изделий.
По способу перебазирования различают приобъектные, заводские и стационарные БСУ.
Приобъектные имеют более низкую производительность, чем остальные и устанавливаются вблизи точек временного потребления бетонной смеси (строительство жилых домов, дорог и т. д). Заводские располагаются на заводах железобетонных изделий. Снабжают бетоном формовочные цеха и могут производить товарный бетон для строительства различных зданий и сооружений. Стационарные — это, как правило, заводы товарного бетона. Иногда их располагают вблизи мест расположения сырья для производства бетонной смеси (карьеров щебня или песка). Производительность стационарных заводов значительно выше, чем у приобъектных и заводских. Номенклатура производимого бетона также более обширная.
По расположению и компоновке основного технологического оборудования установки могут быть однопартерного или двупартерного типов.
При однопартерной (вертикальной) схеме производится однократный подъем всех составляющих бетонной смеси. Дальнейшее перемещение и смешивание сырьевых материалов происходит под действием собственной массы. Компоненты последовательно опускаются в расходные бункера, дозатор и в бетоносмеситель, откуда в дальнейшем, выгружается готовая бетонная смесь. В результате происходят дозирование, смешение и выгрузка готовой смеси в транспортные средства (автобетоновозы, самоходные бункера и т. д.) Особенности такой компоновки: меньшая площадь застройки, чем при двупартерной, и относительно большая высота зданий. Такие бетоносмесительные установки чаще всего встречаются на заводах железобетонных изделий и конструкций, построенных еще в ХХ веке. Вертикальная схема является устаревшей, так как подача сырьевых материалов на большую высоту — мероприятие
трудоемкое, и поэтому была разработана иная, более современная, двупартерная схема приготовления бетонной смеси.
Двупартерная схема предусматривает двух- или, в некоторых случаях, трехкратный подъем материалов. Эти установки обычно инвентарные, сборно-разборного типа. При двухступенчатой компоновке оборудования сырьевые материалы, поступающие со складов, поднимаются дважды, первоначально в расходные бункера, а потом — в бетоносмесительный узел. Подача составляющих после их дозирования может осуществляться ленточными конвейерами, самоходными бункерами или скиповыми подъемниками. Такая компоновка увеличивает количество механизмов, площадь застройки, объем строительно-монтажных работ. Однако ввиду отсутствия сооружений большой высоты строительно-монтажные работы проще и дешевле. Из-за высокой механизации и автоматизации производственных процессов производительность таких установок более высокая, чем при однопартерной компоновке оборудования.
С ростом цен на энергоносители остро стала проблема о рациональном использовании строительных материалов и затрат на их производство. Проблема энергосбережения заключается в снижении затрат при производстве строительных материалов, машин и оборудования, в повышении теплотехнических свойств ограждающих конструкций, так как потери тепла в Украине в 6. .8 раз больше, чем в странах Европы.
Вторая проблема — повышение архитектурной выразительности как зданий, так и прилегающих территорий. Вторая проблема связана с третьей — обеспечением экологической чистоты как за счет используемых «чистых материалов», так и путем улучшения микроклимата с помощью комплексного максимального озеленения. Необходимо учитывать, что в настоящее время увеличивается коттеджное и индивидуальное строительство. В увязке с этим необходимо вести и реконструкцию заводов сборного железобетона.
Известно, что в СНГ и за рубежом существует оборудование (вибрационное, безвибрационное) для формования различных строительных изделий. В Западной Европе широко распространены высокопроизводительные, полностью автоматизированные технологические линии по производству мелкоштучных изделий широкой номенклатуры.
При изготовлении изделий достигается оптимальный расход исходных материалов вследствие рациональной пустотности изделий, использования полусухих смесей с минимальным водоцементным отношением, что позволяет максимально использовать тепловыделение твердеющего материала (как правило, обходится без затрат тепла на термообработку) и получать высокие физико-механические свойства готового изделия.
Вибропрессованный бетон состоит в основном из песка и заполнителя (щебня, фракция до 5 мм), цемента и воды. Для получения готовых изделий нет необходимости создавать дорогие технологические линии, как при обжиге кирпича или обработке острым паром железобетона. Все происходит в естественных условиях, и это ощутимо влияет на себестоимость. На рисунке 1 показана дорожка из вибропрессованных изделий.
Рис. 1. Дорожка, выложенная из вибропрессованных изделий
Если говорить о возможностях новых материалов, следует отметить, что новая технология открывает перед архитекторами и дизайнерами огромные, практически безграничные возможности. Достаточно изготовить новую пресс-форму, чтобы получить строительный материал уникальной конфигурации для реализации самого смелого проекта, а добавление в исходную смесь красителя позволяет получить любой цвет изделия.
Сегодня одним их основных способов формования изделий из бетона является вибропрессование, суть которого заключается в уплотнении бетонной смеси под действием вибрации и прессующего давления плиты-пуансона. Этот метод в основном применяется при производстве мелкоштучных бетонных изделий. В производстве радиальных бетонных изделий хорошо зарекомендовал себя метод радиального прессования, который позволяет формовать радиальные изделия в замкнутых пресс — формах с низким водоцементным отношением, что позволяет получать высокое качество готовой продукции.
Подземные коммуникации всех городов нуждаются в обновлении. Какие материалы для этого нужны? Керамические трубы дороги, металлические подвержены коррозии, пластмассовые тоже дороги и до конца не изучены их эксплуатационные свойства. Многие специалисты считают наилучшим решением бетонные и железобетонные трубы и кольца, изготовленные методом радиального прессования. Простота изготовления и высокая производительность оборудования ставят бетонные коллекторы для водостоков и фекальных стоков вне конкуренции (по себестоимости и окупаемости оборудования). Бетонные изделия прочны, морозостойки, долговечны и пригодны как для простого монтажа, так и для укладки методом продавливания (например, под дорожным полотном). При заделке стыков применяется зачеканка или резиновые кольца. В зависимости от назначения, производят трубы и кольца безнапорные и напорные (армируемые). При этом нужно учитывать, что вибропрессованные железобетонные трубы и кольца рассчитаны на давление не выше 4 атм.
На основании технико-экономического анализа способов производства железобетонных труб приняты следующие направления: виброгидропрессование (напорные трубы диаметром 500… 1600 мм) — центрифугирование и механический набрызг (напорные трубы диаметром 300… 600 мм со стальным сердечником) — центробежный прокат и механический набрызг (напорные трубы диаметром 1 200… 2 000 мм) — центробежный прокат (низконапорные трубы диаметром 800… 1600 мм) — радиальное прессование (безнапорные трубы диаметром 300… 800 мм) — виброформование (безнапорные трубы диаметром 800…2 000 мм).
При этом большое внимание уделяют применению комплексных химических добавок и суперпластификаторов, внедрению прогрессивных способов тепловой обработки бетона, повышающих эффективность производства и улучшающих качество труб.
Для устройства междуэтажных перекрытий и ограждающих конструкций каркаса здания за рубежом все активнее используются плиты, изготовленные по технологии безопалубочного формования. Применение данной технологии стало возможным благодаря достижениям современной науки бетоноведения, в частности в области модификации вяжущих веществ и бетонных смесей различного вида модификаторами, применению высокотехнологических способов формования изделий, а также влиянию указанных операций на структурообразование цементного теста и бетонной смеси.
Актуальность внедрения технологических линий безопалубочного формования плит пустотного настила определяется их инновационной и инвестиционной привлекательностью, меньшими затратами на изготовление единицы продукции, возможностью производства изделий требуемых размеров и свойств по сравнению с устаревшими технологиями (поточно-агрегатной, стендовой и др.).
Коренные отличия современной технологии безопалубочного формования изделий от низкоэффективных традиционных определяют конкурентоспособность и увеличивающиеся с каждым годом объемы ее внедрения на предприятиях, выпускающих железобетонные изделия. Из железобетонных изделий в современном жилищном строительстве наиболее востребованы линейные изделия непрерывного формования. Ранее, в Советском Союзе, такие изделия наиболее часто производились по агрегатно-поточной технологии, а в странах Европы линейные изделия производились методом непрерывного безопалубочного формования.
По иронии судьбы данная технология была изобретена в середине прошлого века именно в Советском Союзе, но широкого распространения не получила, называлась она «комбайн-настил». Только спустя десятки лет, перенимая опыт зарубежных производителей, в странах
постсоветского пространства технология непрерывного формования стала постепенно внедряться. Теперь по данной технологии формуется очень обширная номенклатура изделий.
На рисунке 2 показаны изделия, которые при переналадке может производить одна формовочная машина.
ШШШШй
таеплпяа Ляпчя Двутавровая баШЭ ПусТОТКЗЯ ПЛИТа ПИрвфЫГИЙ 1авруваи исиив 9 ПуСТОТ
ребоистая панель Н = 1000 мм
пучтотная плита для трибун стадионов
ребристая панель с тримя ребрами
жесткости
ребристая панель с двумя ребрами жесткости
Дбоинзч предварительно напряженная плита
Рис. 2. Изделия, производимые одной формовочной машиной
При несложной переналадке линии по производству плит пустотного настила, а именно формовочной машины, на ней можно производить опоры линий электропередач, ригели, балки разных размеров и т. д. Номенклатура производимых изделий может быть достаточно широкой, несмотря на стендовый способ производства, который характеризуется низкой способностью к переналадке.
Вывод. На данном этапе развития производства бетонных и железобетонных изделий вышеописанные технологии производства товарного бетона, мелкоштучных бетонных изделий, бетонных и железобетонных колец и труб, а также линейных железобетонных изделий являются наиболее эффективными как в экономическом, так и в технологическом аспектах. Технологический процесс производства таких строительных материалов постоянно совершенствуется, выпускается высокотехнологичное механическое оборудование, которое позволяет повысить уровень автоматизации и механизации производственного процесса. Ведутся различные исследования в области подбора сырьевых компонентов. Разрабатываются новые технологии формования изделий и их тепловлажностной обработки. Все это обусловлено постоянным развитием строительной индустрии, которая неизменно шагает в ногу со временем.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Уткин В. Л. Новые технологии строительной индустрии / Уткин В. Л. — М.: ЗАО & quot-Русский издательский дом& quot-, 2004. — 116 с.
2. Хмара Л. А. Бетоносмесительные заводы и установки:/ Л. А. Хмара, А. С. Шипилов, Ю. В. Хвостенко, А. А. Бутенко. — Днепропетровск: ООО & quot-ЭНЭМ"-, 2008. — 463 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой