Сборные железобетонные конструкции
Сборные железобетонные конструкции изготавливают на заводах или домостроительных комбинатах (ДСК), позволяющих максимально механизировать и автоматизировать процессы их изготовления, а также обеспечивающих условия для ускоренного твердения бетона. Из сборных элементов производится монтаж зданий и сооружений.
Основные операции при производстве железобетонных изделий включают в себя подготовку арматуры, приготовление и транспортирование бетонной смеси, формование изделий, тепловую обработку и отделку.
Подготовка арматуры заключается в заготовке стержней нужной длины и формы; изготовлении сеток, арматурных каркасов, монтажных петель, закладных деталей. На концах стержней напрягаемой арматуры укрепляют временные анкерные головки или инвентарные зажимы.
Бетонная смесь из бетоносмесительного цеха поступает в приемный бункер бетоноукладчика, который подает ее в форму и разравнивает. При производстве железобетонных изделий применяются стальные разборные формы, которые могут быть горизонтальными и вертикальными, одиночными и групповыми (кассетными), силовыми и ненапрягаемыми, перемещаемыми и стационарными (стендовыми).
Уплотнение бетонной смеси в формах производится преимущественно вибрационным, ударно-вибрационным или ударным воздействием (трамбованием). Применяется также вакуумирование смеси, иногда в сочетании с вибрированием (вибровакуумирование).
Возможно также вибропрессование (вибрирование с дополнительным давлением на бетонную смесь). При формовании труб и других полых цилиндрических изделий применяют центробежный способ укладки и уплотнения. Вибрирование чаще всего осуществляют на виброплощадках грузоподъемностью до 5… Ю т. При получении пустотных панелей уплотнение производят с помощью вибрирующих вкладышей, служащих одновременно пустотообра — зователями.
Технологические схемы получения железобетонных изделий.
Применяют следующие схемы получения железобетонных изделий: стендовые, поточно-агрегатные, конвейерные и вибропро — катные.
При стендовой схеме изделия получают в стационарных формах (одиночных, кассетных, силовых, ненапрягаемых, термоформах и др.) на стенде, на котором проводятся все технологические операции, в том числе тепловая обработка. Форма с изделием при этом не перемещается, а остается на месте. По этой схеме изготавливают, как правило, крупногабаритные изделия (фермы, колонны, балки) на полигонах.
При поточно-агрегатной схеме формы с изделиями перемещаются краном от одного технологического агрегата к другому.
При конвейерной схеме вагонетки с формами непрерывно движутся по рельсовому пути, проходя в том числе и камеру тепловой обработки.
При вибропрокатной схеме изделия получают на вибропрокат — ном стане, представляющем собой непрерывно действующий ленточный транспортер, на котором за один оборот ленты осуществляются последовательно все технологические операции, начиная с приготовления бетонной смеси и заканчивая выпуском готового изделия. Эта схема является самой производительной.
Тепловая обработка. Для ускорения твердения бетона применяют различные виды тепловой обработки, не вызывающие испарения влаги из бетона несмотря на высокую температуру (80… 200 °С).
Пропаривание при нормальном давлении в камерах непрерывного или периодического действия, в которые подается насыщенный пар с температурой 80…95°С, — наиболее распространенный вид тепловой обработки. В камерах непрерывного действия, представляющих собой туннель, перемещаются формы-вагонетки с изделиями, проходя последовательно зоны подогрева, изотермической выдержки и охлаждения.
В камеры периодического действия формы с изделиями подают краном и устанавливают их в штабель по 5…8 шт. с зазором
30.. . 50 мм для прохождения пара. Продолжительность пропаривания — 10… 16 ч. За это время бетон набирает не менее 70 % марочной прочности.
Тепловая обработка в автоклавах (герметичных котлах) при давлении насыщенного пара 0,9… 1,6 МПа позволяет сохранять воду в жидком состоянии при температуре соответственно
175.. .200 °С.
Тепловая обработка в кассетах и термоформах в отличие от пропаривания исключает контакт теплоносителя с бетоном — теплота передается через стенки формы. В этом случае вместо пара могут быть использованы горячий воздух, дымовые газы, вода и др.
Кассета представляет собой металлическую разборную форму, состоящую из отсеков, образованных вертикальными перегородками. Рабочие отсеки разделены тепловыми, в которые подается пар или иной теплоноситель. Кассетным способом изготавливают плоские изделия (панели перекрытий, стеновые панели и т. д.).
Термоформы оснащаются рубашками для подачи теплоносителя. Их применяют для изготовления крупноразмерных предварительно-напряженных железобетонных изделий.
Тепловая обработка может осуществляться при использовании электродного или индукционного способа нагрева изделий.
Электродный нагрев основан на электропроводности бетонной смеси, которую можно разогреть пропусканием переменного электрического тока. Электродный нагрев удобно производить в кассетах, боковые стенки которых служат электродами.
Индукционный нагрев основан на использовании теплоты, выделяющейся в металлических элементах форм и арматуры при помещении их в высокочастотное электромагнитное поле.
Основные виды сборных железобетонных изделий. Железобетонные изделия выпускаются для жилых и общественных зданий, промышленных зданий и инженерных сооружений.
Изделия для фундаментов зданий (рис. 11.2) включают в себя фундаментные блоки, блоки стен подвалов, сваи.
Блоки стен подвалов бывают сплошными и пустотелыми. Сваи обычно имеют квадратное поперечное сечение 300×300 мм и длину
6.. . 12 м и более.
Изделия для каркасов зданий включают в себя железобетонные колонны, ригели, балки, прогоны, фермы и арки (рис. 11.3). Ригели, балки и фермы часто изготавливают из напряженно-армированного бетона. Высоту колонн для жилых зданий обычно принимают равной высоте двух этажей. Высота колонн промышленных зданий достигает 35 м. Элементы соединяют между собой сваркой закладных деталей.
Балки в зависимости от перекрываемого пролета могут иметь тавровое или двутавровое сечение с отверстиями в вертикальной стенке для снижения массы. Длина балок составляет 12; 18 и 24 м.
а — башмак для колонны; 6 — подушки для ленточного фундамента; в — блоки стен подвалов (размеры указаны в м) |
Рис. 11.3. Детали каркаса многоэтажных жилых зданий: а — колонна на два этажа; б — ригель; в — раскосная сегментная ферма; г — безраскосная ферма; 1 — выпуски арматуры; 2 — закладные части; 3 — место стыка элементов колонны |
Фермы применяют для пролетов 30 м и более; сборные железобетонные арки применяют для пролетов более 60 м.
Стеновые панели (рис. 11.4) изготавливают длиной на одну или две комнаты, высотой на один этаж. Для наружных стен отапливаемых зданий их делают из легкого или ячеистого бетона, иногда из тяжелого бетона с теплоизоляционным слоем. Панели выпускают с наружной защитно-декоративной отделкой.
Изделия для междуэтажных перекрытий (рис. 11.5) шириной на всю комнату обычно называют панелями, а более узкие — плитами. Длина их соответствует пролету перекрытия (2,4… 15,0 м).
Изделия для покрытий включают в себя железобетонные стропильные балки, панели и плиты покрытий (рис. 11.6). Их применяют при монтаже чердачных крыш. Панели и плиты покрытий
Рис. 11.4. Панели наружных (а) и внутренних (б) стен жилых зданий (размеры указаны в м) |
выполняют ребристыми и плоскими из обычного бетона. Панель совмещенной крыши комплектуют на заводе-изготовителе из двух ребристых железобетонных панелей-скорлуп, уложенных ребрами внутрь. Нижняя скорлупа служит потолком верхнего этажа дома, а верхняя — основанием кровли. Между скорлупами укладывают утеплитель — полужесткие минераловатные плиты.
Прочие изделия — санитарно-технические и вентиляционные блоки, отопительные панели, санитарно-технические кабины, лестничные марши — применяются в сборном строительстве.
Рис. 11.5. Плиты перекрытий многоэтажных зданий: а — плита сплошного сечения; б — многопустотная плита; в — плита 2Т; г — ребристая плита (размеры указаны в м) |
Рис. 11.7. Фрагмент одноэтажного промышленного здания: |
/ — фундамент под колонну; 2 — колонны наружного ряда; 3 — фундаментная
балка; 4 — стеновые блоки; 5 — консоли колонн; 6 — подкрановая балка; 7 —
плиты покрытий; 8 — стропильные балки; 9 — торцовые колонны; 10 — колон-
ны внутреннего ряда
Изделия для промышленных зданий показаны на фрагменте одноэтажного здания (рис. 11.7). Номенклатура сборных конструкций одноэтажных промышленных зданий включает в себя фундаментные балки, колонны, подкрановые балки, стропильные и подстропильные балки, фермы, плиты покрытий, стеновые панели или блоки и т. д.
Изделия для горного дела (железобетонные элементы) применяют для крепления горизонтальных и наклонных выработок: затяжек, стоек и вёрхняков для трапециевидных и арочных крепей, а также сегментов и тюбингов кольцевых крепей. Для крепления вертикальных выработок применяют железобетонные тюбинги.
Изделия для транспортного строительства включают в себя пролетные строения и опоры мостов, плиты дорожных тротуарных и аэродромных покрытий, бордюрные камни, опоры элект — роконтактной сети железных дорог, железнодорожные шпалы, трубы, тюбинги и др.
Изделия для гидротехнического строительства имеют широкую номенклатуру: балки и балочные плиты для перекрытия пролетов между бычками и для образования водосливных поверхностей плотин, шпунт, сваи, балки эстакад, фундаментные плиты, подпорные стенки, дренажные блоки и трубы, блоки для волноломов и молов, а также изделия, применяемые в сооружениях мелиоративных систем.