Основы технологии бетонных и железобетонных конструкций

 

 

Введение 

 

 

Обязательным условием роста  качества в современном строительстве  является процесс совершенствования  технологий создания железобетонных изделий. Ребристые плиты – это железобетонные изделия, предназначенные для гражданского и промышленного строительства. Они применяются для проектирования и возведения несущей части сооружений различного типа. Еще недавно их использовали в основном при строительстве  многоэтажных панельных домов. На сегодняшний  день промышленные плиты в широких  объемах используются для перекрытия или покрытия производственных, складских, подвальных, чердачных построек. В  жилых помещениях их используют реже, так как из-за выступающих балок  потолок нельзя сделать плоским  и гладким. Именно плиты перекрытий обеспечивают надежность, безопасность и долговечность любого строительного  объекта. Благодаря совершенствованию  технологии изготовления железобетонных плит, применению нового оборудования, качественного сырья и квалифицированного труда производятся плиты перекрытия высочайшего качества.

Рекомендуется применять  плиты размеров: 1.5X6, 1.5Х12, 3Х6, 3Х12, 3Х18, которые наиболее удобны при любом типе строительства.

Плиты железобетонные ребристые (перекрытий) без дополнительного  усиления предназначены для перекрытий производственных зданий промышленных предприятий и сооружений различного назначения.

 В зависимости от  предназначения здания, а также  условий его эксплуатации, климатических  особенностей района и других  факторов, специалистами подбирается  наилучший тип ребристых плит.

 Совершая покупку,  в первую очередь нужно обращать  внимание на маркировку плит  железобетонных ребристых. Изготовленные  на заводах плиты ребристые  должны иметь информацию о  названии изделия, типоразмере,  виде бетона, из которого выполнена  плита, её максимальной нагрузке, классе арматуры, наличии отверстий  и их диаметре и др.

 При возведении высотных  зданий большая роль отводится  надежности ребристых плит перекрытий, так как именно на них ложится  огромная весовая нагрузка. Они  должны соответствовать требованиям  по прочности, жесткости, тепло-  и звукоизоляции, паро-, газо- и водонепроницаемости, огнестойкости. Продукция должна быть проверена заводским ОТК на всех этапах производства и сопровождаться соответствующими документами, подтверждающими ее качество. Ребристые плиты перекрытия. Они получили такое название за свою конструкцию. Плита имеет ровную поверхность в своей верхней части, а в нижней одно или два ребра. Такая форма позволяет выдерживать большие вертикальные и горизонтальные нагрузки. Минусом в использовании ребристых плит является то, что на потолке образуются бетонные балки и в связи с этим их практически не используют для жилых помещений.

Изделия из железобетона благодаря  надежности, долговечности и широте ассортимента, пользуются большим спросом  в среде строителей. При производстве железобетонных изделий  жидкую смесь  заливают в формы содержащие стальные прутья, связанными в каркасы. Таким образом, металлическая арматура как кости живого тела в жби изделиях работает на растяжение, а застывший цемент – на сжатие. Сочетание бетона и стали позволяет объединить лучшие качества обоих материалов, одновременно компенсируя их недостатки.

Ребристые железобетонные плиты (плиты ребристые) применяют в строительстве несущих конструкций. Интересно, что если раньше они приоритетно использовались только при строительстве многоэтажных панельных жилых домов, то теперь, с развитием технологий строительства, появилась возможность применять данные железобетонные изделия и в промышленном строительстве.

Целью данной курсовой работы является разработка технологии производства и контроль качества железобетонных ребристых плит перекрытия для зданий и сооружений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ

 

 

1. Номенклатура выпускаемой продукции

 

Выпускаемой продукцией предприятия  ТОО «Бетон» являются железобетонные ребристые плиты перекрытия высотой 300 мм.

Плиты следует изготовлять в соответствии с требованиями                 ГОСТ 21506-87 «Плиты перекрытий железобетонные ребристые высотой 300 мм для зданий и сооружений. Технические условия» и Технического  регламента «Требования к безопасности зданий и сооружений, строительных материалов и изделий» от 17 ноября 2010 года. [4,14]

Номенклатура, выпускаемых ребристых плит  приведена в таблице 1.1

 

Таблица 1.1 – Номенклатура ребристых плит перекрытия

 

Марка плиты	Габаритные размеры, мм			масса изделия, т	Класс бетона	Расход материалов
	длина	ширина	толщина			Расход бетона, м3	Расход стали, кг
П2-3АIV	5950	1485	300	1,9	В30	0,76	64,9
П2-4АIV							72,1
П2-5АIV							78,1
П2-6АIV							96,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Требования к изделиям

 

Плиты должны удовлетворять  требованиям по прочности, жесткости, трещиностойкости и выдерживать при испытаниях контрольные нагрузки, установленные ГОСТ 21506-87 и Техническим регламентом «Требования к безопасности зданий и сооружений, строительных материалов и изделий» от 17 ноября 2010 года. 

Плиты должны удовлетворять  требованиям ГОСТ 13015.0-83:

• по показателям фактической прочности бетона (в проектном возрасте, передаточной и отпускной)

Коэффициент вариации прочности бетона на сжатие в партии должен быть не более 9 % для тяжелого бетона всех классов или марок и легкого бетона класса В12,5 и выше или марки М150 и выше.

Передаточная прочность для бетона класса В30 равна 14 МПа по ГОСТ 21506-87.

Минимальное значение нормируемой  отпускной прочности бетона на сжатие следует принимать (в процентах  от класса или марки бетона по прочности на сжатие) не менее 50 для конструкций из бетона класса В12,5 и выше или марки М150 и выше.

При поставке плит в холодный период года нормируемая отпускная  прочность бетона может быть повышена, но не более 85 % класса бетона по прочности  на сжатие.

Показатели проницаемости  бетона плит (марки по водонепроницаемости) должны соответствовать указанным  в проектной документации на конкретное здание или сооружение (согласно требованиям  СНиП 2.03.11-85 и указанным в заказе на изготовление плит.

• по морозостойкости бетона;
• к маркам сталей для арматурных и закладных изделий, в том числе для монтажных петель;
• по отклонениям толщины защитного слоя бетона до арматуры, приведенная в таблице 1.2

 

Таблица 1.2 – Отклонения толщины защитного слоя

 

Номинальная толщина защитного слоя бетона до поверхности стержня арматуры	Пред. откл. по толщине защитного слоя бетона при линейных размерах поперечного сечения конструкции или ее элемента до
	до 100	101 - 200	201 - 300	св. 300
От 10 до 14 включ. Св. 14  „  19  „   „   19	+4 +4; -3 ±5	+5 +8; -3 +8; -5	+6 +10; -3 +10; -5	- +15; -5 +15; -5

 

• по защите от коррозии;
• по применению форм для изготовления плит.
• Значения действительных отклонений геометрических параметров плит не должны превышать предельных, указанных в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – Геометрические отклонения плит

Наименование отклонения геометрического параметра	Наименование геометрического  параметра	Пред. откл.
Отклонение от линейного  размера	Длина плиты	±10
	Ширина плиты:
	935	±4
	1485	±5
	2985	±8
	Высота плиты	±5
	Толщина полки, размеры ребер	-3, +5
	Размер, определяющий положение  проемов, отверстий и вырезов	5
	Размер, определяющий положение  закладных изделий в плоскости  плиты:
	опорные изделия	5
	дополнительные изделия	10
	из плоскости плиты	3
Отклонение от прямолинейности  профиля наружных боковых поверхностей плит:
на заданной длине 1000	-	3
на всей длине	-	8
Отклонение от плоскости  нижней поверхности плиты относительно условной плоскости, проходящей через  три угловые точки плиты	-	10
Отклонение от равенства  диагоналей верхней плоскости плиты	-	16

 

Требования к качеству поверхностей и внешнему виду плит - по ГОСТ 13015.0-83.

Бетонные поверхности  конструкций подразделяют на категории  А1 — А7. При этом размеры раковин, местных наплывов и впадин на бетонной поверхности и окопов бетона ребер  конструкций не должны превышать  значений, указанных в таблице 1.4.

 

 

Таблица 1.4 - Отклонения бетонных поверхностей

Категория бетонной поверхно-сти конст-рукции	Диаметр или наибольший размер рако-вины	Высота мес-тного нап-лыва (выступа) или глубина впадины	Глубина окола бетона на ре-бре, измеряе-мая по повер-хности конст-рукции	Суммарная длина око-лов  бетона на 1 м ребра
А1	Глянцевая (по эталону)		2	20
А2	1	1	5	50
A3	4	2	5	50
А4	10	1	5	50
А5	Не регламен-тируется	3	10	100
А6	15	5	10	100
А7	20	Не регламен-тируется	20	Не регламен-тируется

Допускаются отдельные (не более 1 шт. на 1 м² поверхности) раковины диаметром или наибольшим размером не более, мм:

  2 - для категории поверхности  А2;

  6 -  „ „ „ „    А3;

15 -  „ „ „ „    А4.

Участки неуплотненного бетона на поверхностях конструкций не допускаются.

Размеры раковин, местных  наплывов и впадин на бетонных поверхностях и околов бетона ребер плит не должны превышать предельных, установленных для категорий поверхности:

А6 - на лицевой поверхности  плиты;

А7 - на нелицевой поверхности плиты (невидимой в условиях эксплуатации).

В бетоне плит, поставляемых потребителю, трещины не допускают, за исключением:

• усадочных и других поверхностных технологических трещин, ширина которых не должна превышать 0,1 мм;
• поперечных в верхней зоне продольных, ребер от обжатия бетона, размеры которых не должны превышать указанных в рабочих чертежах на эти плиты;
• поперечных в торцевых ребрах, ширина которых не должна превышать 0,3 мм. [4,14]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

 

2.1 Технико-экономическое  обоснование и выбор способа  производства изделий

 

Сущность сборных железобетонной конструкций, против монолитных, состоит  в том, что конструкции изготавливаются  на заводах ЖБИ, а затем доставляются на стройплощадку и монтируются  в проектное положение. Основное преимущество технологии сборного железобетона в том, что ключевые технологические  процессы происходят на заводе. Это  позволяет достичь высоких показателей  по срокам изготовления и качеству конструкций. Кроме того, изготовление предварительно напряженных ЖБК  возможно, как правило, только в заводских  условиях.

Недостатком заводского способа  изготовления является невозможность  выпускать широкий ассортимент  конструкций. Особенно это относится  к разнообразию форм изготавливаемых  конструкций, которые ограничиваются типовыми опалубками. Фактически, на заводах  ЖБИ изготавливаются только конструкции, требующие массового применения. В свете этого обстоятельства, широкое внедрение технологии сборного железобетона приводит к появлению  большого количества однотипных зданий, что, в свою очередь, приводит к деградации архитектуры региона.

Большое внимание на заводе ЖБИ уделяется технологической  схеме изготовления. Используется несколько  технологических схем:

• Конвейерная технология. Элементы изготовляют в формах, которые перемещаются от одного агрегата к другому. Технологические процессы выполняются последовательно, по мере перемещения формы.

Конвейерный способ производства представляет собой более совершенную  поточно-агрегатную технологию и позволяет  максимально механизировать и автоматизировать основные технологические операции. При этом способе технологическая  линия работает по принципу замкнутого пульсирующего конвейера, когда  изделие, размещаясь на специальном  поддоне, перемещается от поста к  посту с определенным интервалом времени, соответствующего наиболее продолжительной  операции.

При конвейерном способе  применяют часто поддоны-вагонетки  размером 7,5X5,5 м, позволяющие изготовлять  изделия до 7 м длиной и 5 ж шириной. Вагонетки-поддоны, на которых собирается форма, с помощью специального толкателя  через определенные промежутки времени (около 15 мин) перемещаются по конвейерной  линии для производственных операций: очистки и смазки форм, укладки  арматуры и бетонной смеси, уплотнения смеси, тепловлажностной обработки и распалубки.

Конвейерный способ производства экономически целесообразен при  выпуске однотипных изделий на заводах  большой мощности. Дальнейшим совершенствованием конвейерной технологии является изготовление железобетонных изделий для сборного строительства на специальных станах.

Конвейерный способ в отношении  механизации производства работ  имеет преимущества. В то же время  высокие капитальные затраты, трудность  перехода на выпуск новой номенклатуры и вида продукции, являются существенным недостатком конвейерной технологии. Изготовление изделий на прокатных  станах является наиболее производительным. Однако ограниченность номенклатуры выпускаемых изделий и высокий расход цемента для бетонных смесей, уплотняемых на станах, могут быть отнесены к недостаткам этого способа производства.

• Поточно-агрегатная технология. Технологические операции производят в соответствующих отделениях завода, а форма с изделием перемещается от одного агрегата к другому кранами.

Агрегатно-поточный способ рекомендуется применять на заводах  ЖБИ, имеющих широкую номенклатуру. Он позволяет на виброплощадке или формующем агрегате изготовлять изделия, с наличием свободного ритма в потоке, разных размеров, изменяя для этой цели формы частично или полностью.

Поточно-агрегатный способ производства состоит в том, что  все выполняемые операции по изготовлению изделия: очистка и смазка форм, укладка  арматуры и бетонной смеси, твердение  и распалубка, выполняются на специальных  постах, образующих поточную технологическую  линию. При этом форма с изделием последовательно перемещается (с  помощью крана) от поста к посту  с различными интервалами времени, в зависимости от продолжительности  той или иной операции на данном посту.

Основное преимущество поточно-агрегатного  способа производства— в универсальности  основного технологического оборудования, что позволяет при незначительной затрате средств и времени, связанных  с изготовлением лишь новых форм, переходить на выпуск нового вида изделий. Этот способ производства железобетона получил в нашей стране наибольшее распространение и весьма экономически целесообразен для заводов с  широкой номенклатурой изделий.

Поточно-агрегатный способ по технико-экономическим показателям  и является основным в организации  технологических линий большинства  железобетонных заводов.

Агрегатно-поточный способ изготовления конструкций характеризуется  расчленением технологического процесса на отдельные операции или их группы, выполнением нескольких разнотипных  операций на универсальных агрегатах, наличием свободного ритма в потоке, перемещением изделия от поста к  посту.

Эта технология отличается большой гибкостью и маневренностью в использовании технологического и транспортного оборудования, в  режиме тепловой обработки, что важно  при выпуске изделий большой  номенклатуры.

В состав технологической  линии входят: формовочный агрегат  с бетоноукладчиком; установка для  заготовки и электрического нагрева  или механического натяжения  арматуры; формоукладчик; камеры твердения; участки распалубки, остывания изделий, их доводки или отделки, технического контроля; пост чистки и смазки форм; площадки под текущий запас арматуры, закладных деталей, утеплителя, складирования  резервных форм, их оснастки и текущего ремонта; стенд для испытания  готовых изделий.

• Стендовая технология. Изделия в процессе изготовления остаются неподвижными, а агрегаты перемещаются вдоль неподвижных форм.

В предварительно напряженных  конструкциях применяют два способа  создания предварительного напряжения: натяжение на упоры и натяжение  на бетон, а также два основных способа натяжения арматуры: электротермический и электротермомеханический.

При стендовом способе  производства изделия, находясь в стационарных формах, в течение всего производственного  цикла остаются на месте, а технологическое  оборудование для выполнения отдельных  операций по укладке арматуры, бетонной смеси и уплотнения перемещается последовательно от одной формы  к другой.

Стенд представляет собой  железобетонную площадку с гладкой  поверхностью. При бетонировании  изделий сложной конфигурации на стенд устанавливают специальные  матрицы — железобетонные формы, днища которых воспроизводят  отпечаток ребристого изделия (лестничные марши и т. п.). В тело железобетонной площадки или матриц закладываются  для тепловлажностной обработки изделия приборы и трубы, по которым пропускается пар, горячая вода или масло.

Высокий экономический эффект стендовый способ дает при изготовлении железобетонных изделий значительных размеров — плит перекрытий, ферм и  балок для промышленного и  транспортного строительства и  др. По стендовой технологии изготовляют  также объемные элементы зданий и  санитарные узлы полной заводской готовности.

Особое значение стендовый  способ производства приобрел при массовом изготовлении изделия в кассетах. При этом способе производства изделия  получают в вертикальных формах-кассетах, представляющих ряд отсеков, образованных стальными, прочно укрепленными стенками и перегородками. На кассетной установке  осуществляется полностью весь цикл производства тонкостенных изделий, т. е. укладка арматуры, укладка и  уплотнение бетонной смеси и твердение.

Стендовый способ отличается низкой механизацией и автоматизацией технологического процесса и высокой  в этой связи трудоемкостью

• Кассетная технология

Кассетный способ производства, являясь по существу стендовым методом, выделяется в самостоятельную группу.

Суть этого способа  заключается в том, что формование изделий происходит в вертикальном положении в стационарных разъемных  групповых металлических формах-кассетах, в которых изделия находятся  до приобретения бетоном заданной прочности. Рабочее звено, занятое в производстве изделия, перемещается от одной кассетной  установки к другой, что при  соответствующем числе форм позволяет  осуществлять непрерывный производственный поток.         Кассетным способом изготавливают внутренние несущие стеновые панели, панели перекрытий, балконные плиты и другие железобетонные изделия, имеющие габариты, соответствующие размерам отсеков кассетных установок. [2]      

При изготовлении ребристых  плит перекрытия целесообразно использовать агрегатно-поточный способ изготовления, так как этот способ позволяет использовать различное технологическое оборудование, различные по размерам формы, изготовлять широкую номенклатуру изделий, а также является наиболее экономически выгодным способом для данной продукции.

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Выбор сырьевых  материалов и требования к  ним

 

Требования к сырьевым материалам представлена в таблице 2.1 [1,7,9]

 

Таблица 2.1 – Требования к сырьевым материалам

 

Сырьевые материалы	Нормативный документ	Необходимые показатели
1	2	3
Бетонная смесь	ГОСТ 7473-94	Марка по удобоукладываемости Ж-2 (жесткость 11-20 с). Марка по морозостойкости должна быть не ниже 50. Значение нормируемой  прочности бетона в процентах от его класса и марки по прочности на сжатие должно быть: - 80 в теплый период  года; - 85 в холодный период  года.
арматура	ГОСТ 10884-94	Класс арматурной стали – Ат600 Номинальный размер – 10-40 мм Марка стали – 20ГС Предварительное напряжение в арматуре до обжатия бетона 500МПа Для свариваемой арматурной стали эквивалент класса Ат600С - не менее 0,44%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Разработка  схемы технологического процесса 

 

Производство железобетонных ребристых плит покрытия организованно  по агрегатно – поточной технологии с тепловой обработкой в ямных  камерах. Напряжение арматуры предусмотрено  электротермическим способом.

 Технологический процесс  изготовления плит включает следующие  операции:

• Подготовка форм.

Подготовка форм включает операции чистки и смазки рабочих  поверхностей формы. Чистка формы осуществляется стальными скребками. Отходы убирают  в бадью для отходов. Смазка на рабочие поверхности формы наносятся  при помощи удочки - распылителя. Смазка должна быть нанесена равномерно, тонким слоем. Не допускаются потеки.

• Армирование.

Арматура в виде отдельных  стержней, сеток, каркасов и закладных  деталей из арматурного цеха подается к месте армирования форм.

• Нагрев стержней

Стержни укладывают для предварительного нагрева на контакты электронагревательной  установки и включают её. После  окончания нагрева стержни укладывают в форму в проектном положении  с закреплением концов в упорные  гнезда, затем устанавливают в  проектном положении, сетки закладные  изделия и закрепляют между собой  вязальной проволокой. Для обеспечения  проектного расположения арматуры и  защитного слоя бетона устанавливают  прокладки из плотного цементно –  песчаного раствора.

• Сборка форм.

Борта формы поднимают  и устанавливают в проектном  положении, фиксируют винтовыми  зажимами.

• Формование.

Готовую к формовке форму  при помощи мостового крана устанавливают  на виброплощадку. Бетонная смесь из БСЦ по бетоновозной эстакаде при помощи раздаточного бункера подается в накопительный бункер бетоноукладчика. Из бетоноукладчика бетонная смесь распределяется в форму, разравнивается ручным инструментом и уплотняется вибрацией. При бетонировании следует обратить внимание на тщательное заполнение бетоном опорных зон продольных ребер. Поверхность свежеотформованного изделия замазывают ручным инструментом, освобождают петли, затем форму при помощи мостового крана перемещают и устанавливают в пропарочную камеру для тепловой обработки.