Технология производства бетоновых колец
Содержание
Введение
1. Общие сведения о железобетоне ……………………………………... 4 стр.
2. Необходимое оборудование для производства колец……………...... 7 стр.
3. Производство арматурных
4. Производство арматурных
5. Способы формирования
6. Формы для изготовления
7. Формование железобетонных
8. Составы Бетона ………………………………………
9. Расчетная часть………………………………………
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Сборные железобетонные изделия — относительно новый вид конструктивных элементов зданий и сооружений. Начало практического применения их относят к концу прошлого столетия. В конце двадцатых и в начале тридцатых годов текущего столетия появляются первые здания, в основной своей части выполненные из сборных железобетонных изделий. Однако широкому и всестороннему применению сборного железобетона в то время препятствовал низкий уровень механизации строительства, отсутствие мощных монтажных кранов и оборудования для производства железобетонных изделий. Исключительно большую роль в организации массового выпуска сборных железобетонных изделий сыграло Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 19 августа 1954 г. "О развитии производства сборных железобетонных конструкций и деталей для строительства". За прошедшие после этого постановления годы в нашей стране создана самая крупная в мире индустриальная промышленность сборного железобетона. Если в 1954 г. было выпущено около 2 млн. м3 сборных железобетонных изделий, то в 1970 г. общий выпуск сборного железобетона составил около 84 млн. м3. Наряду с увеличением выпуска, расширяется номенклатура железобетонных изделий, увеличиваются их размеры. Накоплен некоторый опыт строительства зданий из объемных элементов.
Основными факторами, обеспечивающими столь быстрый подъем производства сборного железобетона в Советском Союзе, являются следующие:
применение крупноразмерных железобетонных элементов позволяет основную часть работ по сооружению зданий перенести со строительной площадки на завод с высокоорганизованным технологическим процессом производства изделий, что, в конечном итоге, дает определенный технико-экономический эффект;
универсальность свойств железобетонных изделий. Путем определенных технологических приемов изготовления и выбора материалов железобетонные изделия могут быть получены с различными механическими и физическими свойствами — высокопрочные, водонепроницаемые, жаростойкие, с низкой теплопроводностью и т. д.;
долговечность железобетона;
возможность в ряде конструкций в 2—4 раза сократить расход стали в строительстве. Это важнейшее преимущество железобетона имеет огромное народнохозяйственное значение.
Наряду с достоинствами железобетонные конструкции обладают и недостатками — они имеют значительный вес. Это в первую очередь относится к крупноразмерным элементам покрытий больших пролетов (фермы пролетом 24 л и более, настилы длиной более 6 м и др.)- Высокой все еще остается себестоимость изделий на заводах сборного железобетона, а также значительны транспортные расходы. Все это снижает общую технико-экономическую эффективность строительства из сборных железобетонных изделий.
1. Общие сведения о железобетоне
Железобетон представляет собой строительный материал, в котором выгодно сочетается совместная работа бетона и стали.
Идея сочетания в железобетоне этих двух крайне отличающихся механическими свойствами материалов базируются на следующем. Бетон, как и всякий каменный материал, хорошо сопротивляется сжимающим нагрузкам, но слабо противодействует растягивающим напряжениям: прочность бетона при растяжении примерно в 10—15 раз меньше прочности при сжатии. В результате этого бетон невыгодно использовать для изготовления конструкций, в которых возникают растягивающие напряжения. Сталь же, обладая очень высоким пределом прочности при растяжении, способна воспринимать растягивающие напряжения, возникающие в железобетонном элементе. Наиболее выгодно применять железобетон для строительных элементов, подверженных изгибу. При работе таких элементов возникают два противоположных напряжения—растягивающие и сжимающие. При этом сталь воспринимает первые, а бетон — вторые напряжения и железобетонный элемент в целом успешно противостоит изгибающим нагрузкам. Таким образом, сочетается работа бетона и стали в одном материале — железобетоне.
Возможность совместной работы в железобетоне двух резко различных по своим свойствам материалов определяется следующими важнейшими факторами:
бетон прочно сцепляется со стальной арматурой, вследствие чего при возникновении напряжений в железобетонной конструкции оба материала работают совместно;
сталь и бетон обладают почти одинаковым коэффициентом температурного расширения, что обеспечивает полную монолитность железобетона:
бетон не только не оказывает разрушающего влияния на заключенную в нем сталь, но предохраняет ее от коррозии.
В зависимости от способа армирования и состояния арматуры- различают железобетонные изделия с обычным армированием и с предварительно напряженной арматурой.
К обыкновенно армированным железобетонным изделиям относятся такие, усиление прочности которых достигается путем укладки стальных стержней, сеток или каркасов при изготовлении изделий. Однако такой способ армирования не предохраняет полностью изделия, работающие на изгиб, от образования трещин в бетоне в растянутой зоне,1 так как бетон обладает незначительной растяжимостью (1—2 мм на 1 м длины), тогда как сталь при таких же нагрузках растягивается в 5—6 раз больше бетона. Появление трещин отрицательно влияет на работу железобетонного элемента: увеличиваются прогибы, в трещины проникают влага и газы, что создает опасность коррозии стальной арматуры.
Избежать образования трещин в железобетонной конструкции можно предварительным сжатием бетона в местах, подверженных растяжению. В таком бетоне трещины появляются только в том случае, если растягивающие напряжения превзойдут напряжения предварительного сжатия. Сжатие бетона достигается предварительным напряжением (растяжением) арматуры. По способу изготовления различают два вида предварительно напряженных конструкций: первый - предварительное напряжение арматуры производится до затвердения бетона, второй - после приобретения бетоном определенной прочности.
Если напрягать арматуру до бетонирования, то уложенная в форму арматура с одного конца закрепляется к упору, а с другого натягивается специальным приспособлением. После заполнения формы бетонной смесью и затвердения бетона арматура освобождается от натяжения. Стремясь прийти в первоначальное ненапряженное состояние, она сокращается и увлекает за собой окружающий ее бетон, обжимая железобетонный элемент в целом. Если же арматуру напрягают после отвердения бетона, то ее располагают в специально оставленном в бетоне канале. После затвердения бетона арматуру натягивают и закрепляют на концах конструкций анкерными устройствами, затем заполняют канал бетоном, который после затвердения сцепляется с арматурой.
Предварительное напряжение арматуры не только предупреждает появление трещин в растянутом бетоне, но и позволяет снизить вес железобетонных конструкций, увеличить их жесткость, повысить долговечность и сократить расход арматуры. Поэтому дальнейшее развитие строительной техники направлено на значительное увеличение выпуска предварительно напряженных железобетонных конструкций.
2. Необходимое оборудование для производства колец
Для начала производства стеновых колец по ГОСТ 8020-90 необходимо следующее оборудование:
Бетоносмеситель.
Существует большое количество типов и видов бетоносмесителей. К примеру, некоторые являются очень мощными бетоносмесителями непрерывного действия, некоторые позволяют перемешивать большой объем смеси (более 300 л). Такие бетоносмесители можно встретить на большом строительном производстве.
Бетоносмеситель 1
Есть еще один тип бетоносмесителя – бетоносмеситель принудительного действия. Особенностью этого устройства являются лопасти особенной формы, которые прикреплены к валу горизонтальному или вертикальному. Такие бетоносмесители интенсивно и качественно перемешивают смеси.
Бетоносмеситель 2
Главным параметром при выборе бетоносмесителя является объем смеси, приготавливаемой за один раз. Эти устройства объемом до 100 л принято использовать, если ремонт или строительство невелико. Если вы планируете строить дом в 1 или 2 этажа, то лучше приобрести такое устройство на 100-150 л. Если же этажность дома больше (3-4 этажа), а строительная бригада состоит из 6-7 человек, лучше приобрести более вместительный бетоносмеситель, объемом до 300 л. Более мощные бетоносмесители используются строительными организациями при сооружении многоэтажных домов. Бетоносмесители должны обладать некоторым набором качеств, основным из которых является надежность. Ни один строительный механизм не работает в таких тяжелых условиях. Ничто не должно помешать работе бетоносмесителя, ни холод, ни грязь. Хорошо, если механизмы будут надежно защищены от износа, повреждений. Также важно, чтобы габариты бетоносмесителя были подходящими и его было легко транспортировать, ведь бетон весит очень много и поэтому бетоносмеситель должен находиться рядом с местом строительных работ, внутри или снаружи помещения.
Виброформа.
Виброформа – это устройство, предназначенное
для изготовления железобетонных колец,
которые применяют в канализационных,
водоотводных колодцах, водо- и газопроводных
сетей и др.
Технология изготовления колодезных колец
не требует особых затрат и больших пространственных
площадей.
Конструкция виброформы состоит из следующих
элементов:
Обечайка (наружная опалубка) – изготовленный
из толстолистовой стали цилиндрический
элемент, который оснащен ребрами жесткости
и подъемными петлями. Для того чтобы сердечник
(в центре формы) надежно зафиксировался,
обечайка оснащается специальными упорами
(обычно 3 -4 шт.), также на обечайку устанавливается
виброустройство (на базе вибратора ИВ)
Сердечник – пустотелая, сварная металлоконструкция
в виде цилиндра, с верхней конусообразной
формы частью, на которую устанавливаются
петли для подъема и упоры для фиксации.
Может иметь усиленную площадку для установки
вибратора.
Кран - балка
Итак, кран-балка предназначены для выполнения
погрузо-разгрузочных работ на складах
и в цехах фабрик всех видов, а так же в
промышленном производстве и строительстве.
Кроме того, кран-балки имеют большую площадь работы, чем опорные,
и позволяют обслуживать заводские площади
вдоль стен.
Сейсмичность - до 6 баллов по СНиП II-7-81.
Температура воздуха от 40 до -20 С ( 40 до
-40 С). Скорость ветра в рабочем состоянии
- до 14 м/с.
Управление краном осуществляется с подвесного
пульта, подвешенного в любой точке моста
(в соответствии с заказом).
Поддон
Поддо́н — транспортная тара, средство пакетирования, которое имеет жесткую площадку и место, достаточное для создания укрупненной грузовой единицы. Предназначен для хранения груза и его перемещения с помощью механических средств. Товары, помещенные на поддон, могут быть притянуты к нему ремнями (крепежными лентами).
3. Производство арматурных элементов
Для армирования железобетонных колец должна применяться арматура, отвечающая требованиям соответствующих государственных стандартов.
Арматурную сталь разделяют на классы, в зависимости от механических свойств и технологий изготовления и обозначают следующими буквами: стержневая арматура – А, проволочная – В и канаты - К.
Армирование кольца осуществляется при помощи каркаса из проволочной сетки с шагом 10-20 см. Для изготовления сетки используется арматурная проволока класса Вр-1 диаметром 4-5 мм по ГОСТ 6727-80. Возможно применение арматурной стали термомеханически упрочненной стержневой классов Ат-IIIС и Ат-IVС по ГОСТ 10884-94 и стержневой горячекатаной классов А-I, А-II и А-III по ГОСТ 5781-82.
4. Производство арматурных ненапрягаемых элементов
Железобетонные кольца армируются плоскими гнутыми и пространственными сетками и каркасами.
Изготовление арматурных элементов включает механическую обработку арматурных сталей, сварку сеток и плоских каркасов, сборку из них пространственных каркасов.
Механическая обработка стали состоит в размотке, правке, отмеривании и резке стали, гибких отдельных стержней, сеток и каркасов, изготовление монтажных цепей. Использование машин и нестандартного оборудования для выполнения этих работ позволяет механизировать и автоматизировать все основные переделы механической обработки стали арматурного производства.
Изготовление арматурных сеток производят на многоточечных автоматических машинах, на которых можно сваривать арматурные сетки шириной до 3,8 м. Эти машины имеют высокую производительность.
Изготовление плоских каркасов. В большинстве случаев каркасы изготовляются на одноточечных машинах из предварительно выправленных и нарезанных стержней.
Изготовление объемных каркасов основано на следующих принципах: расчленение сложного объемного каркаса на отдельные плоские или объемные элементы для изготовления их на серийном сварочном оборудовании; максимальное применение контактной точечной сварки и гибочных машин для гнутья элементов каркаса; организация поточного производства элементов каркаса и сокращение транспортных операций применения комплексно-механизированных линий и конвейеров; сварка объемных каркасов из отдельных деталей на горизонтальных и вертикальных кондукторах - манипуляторах, оборудованных подвесными сварочными машинами типа МТПГ-75, МТПП-75 и др.
Изготовление закладных деталей осуществляют из листовой, полосовой, уголковой и фасонной прокатной стали, отвечающей условиям свариваемости. Для анкерных стержней применяют арматурную сталь диаметром не менее 8 мм. Процесс изготовления закладных деталей состоит в заготовке элементов - резки, зачистки поверхностей, сверлению отверстий, гнутья стержней и их электрической сварки. Листовую сталь разрезают ножницами на полосы нужного размера, которые далее поступают на эксцентриковый пресс для рубки. Затем эти детали свариваются.
Арматурная сталь, поступающая на предприятие, подлежит приемке путем сопоставления результатов внешнего осмотра и замеров, данных, приведенных в сертификатах, и результатов контрольных испытаний с требованиями Государственных стандартов или технических условий. При изготовлении арматурных элементов должно быть установлено соответствие используемой арматурной стали требованиям проекта.
5. Способы формирования железобетонных колец
железобетонный арматурный сетка каркас
Процесс формования является важнейшей стадией изготовления железобетонных колец и состоит из следующих операций:
- сборки и смазки форм и бортовой оснастки;
- установки и закреплении в требуемом положении арматурных сеток, каркасов и закладных деталей в форме, а при формовании предварительно напряженных конструкций - установки и натяжения напрягаемой арматуры;
- укладки и уплотнении бетонной смеси в формах.
6. Формы для изготовления железобетонных колец
Формы являются самым массовым технологическим оборудованием, которое должно обеспечить получение изделий заданной геометрии с точными размерами и гладкими поверхностями. Их стоимость составляет около 50% стоимости всего технологического оборудования на заводах ЖБИ.
В зависимости от принятого способа производства формы могут быть переносными, передвижными и стационарными (стендовыми); по положению изделий при формовании - горизонтальными или вертикальными; могут состоять только из поддона, а съемная бортоснастка является принадлежностью формовочной машины; формы могут быть на одно (индивидуальные) или на несколько изделий (групповые); в некоторых случаях формы имеют тепловые отсеки для осуществления тепловой обработки в них; различают также напрягаемые силовые формы и ненапрягаемые.
7. Формование железобетонных колец
Процесс, собственно, формования железобетонных колец включает следующие операции: установку форм и формообразующих элементов, укладку и распределение бетонной смеси в форме, ее уплотнение и заглаживание открытой поверхности. Задача формования - обеспечить получение изделий заданных размеров и формы, фиксированного расположения арматуры и закладных деталей, максимальной плотности и равномерной структуры бетона.
Виброобработка бетонных смесей позволяет полностью разрушить сложившуюся первоначальную структуру смеси и затем создать новую, более плотную. При этом происходит сближение зерен заполнителей и достигается хорошее сцепление межзернового пространства цементным тестом или раствором при удалении пузырьков воздуха.
В форму вручную лопатами или при помощи механизированного устройства подается готовая бетонная смесь. После этого включаются вибраторы и производится виброуплотнение в течение 1-2 минут. По мере оседания смеси, при необходимости добавляются новые порции бетона. Поверхность кольца заглаживается мастерком. При изготовлении колец с замком устанавливается верхний металлический пустотообразователь.
После этого извлекаются металлические пальцы, скрепляющие две части формы. При изготовлении колец с проемами - извлекаются проемообразователи.
Производится подъем формы: вначале внутренняя часть (сердечник), затем внешнее кольцо, которые сразу же устанавливается на место изготовления следующего кольца. При изготовлении колец с замком - поднимают верхний пустотообразователь (нижний пустотообразователь извлекается только после перестановки готового колодезного кольца).
Цикл изготовления изделия повторяется.
По окончанию рабочей смены форма очищается от остатков бетона и смазывается любой смазкой на масляной основе (возможно использование отработки). В процессе производства между формовками отдельных бетонных колец смазка формы не требуется.
Время, необходимое для набора прочности, достаточной для перестановки кольца, существенно зависит от температуры в цехе. При 20 °С кольцо можно переставлять через 1,5-2 суток. Отпускная прочность бетона должна составлять не менее 70%. Для достижения такой прочности продукцию необходимо выдержать не менее 7 суток.
Классификация методов формования:
Формование методом литья, когда применяются весьма подвижные бетонные смеси, способные хорошо заполнять форму под действием силы тяжести без приложения внешних сил.
Вибрационные методы формования имеют несколько разновидностей.
Формование на виброплощадках, когда уплотняется весь объем бетонной смеси, находящейся в форме.
Формование изделий глубинными вибраторами. Кроме того, внутреннее вибрирование смеси может происходить при помощи вибровкладышей, заранее устанавливаемых внутри формы для образования пустот в изделии.
Формование изделий поверхностными вибраторами. Поверхностное вибрирование создается через подвижную вибрирующую плоскость, укладываемую на поверхность формы, заполненной бетонной смесью.
Формование изделий наружным вибрированием. Наружное вибрирование осуществляется через стенки или днище формы, к которым жестко прикреплены вибраторы.
Прессование бетонной смеси. Различают способ штампового прессования изделий из песчаного или мелкозернистого бетона, когда уложенная бетонная смесь подвергается давлению прессующего штампа, покрывающего всю площадь изделия, и способ мундштучного прессования, при котором бетонная смесь подается в камеру с уменьшающимся по направлению к выходному отверстию (мундштуку), откуда выходит спрессованное изделие в виде сплошной ленты.
Уплотнение бетонной смеси трамбованием. Данный способ характеризуется многократным приложением прессующего давления на бетонную смесь.
В ряде случаев представляется целесообразным осуществлять повторное вибрирование уложенной в форму и уплотненной бетонной смеси. Одно-, двукратное или многократное вибрирование до конца периода формирования структуры приводит к 15 - 20 % повышению эксплуатационных свойств бетонов.
8. Составы Бетона
Используемые материалы: Цемент –М400 Д20; Щебень (фр.5-20) – Озентас;
Песок (Мк – 2,2-2,4 ) – Тас-Кум,;
марка |
класс |
цемент |
песок |
щебень |
вода |
М50 |
В2,5 |
180 |
970 |
1140 |
190 |
М75 |
В3,5 |
195 |
835 |
1130 |
190 |
М100 |
В7,5 |
220 |
820 |
1120 |
190 |
М150 |
В12,5 |
240 |
850 |
1130 |
190 |
М200 |
В15 |
300 |
800 |
1120 |
200 |
М250 |
В20 |
350 |
760 |
1110 |
220 |
М300 |
В22,5 |
390 |
730 |
1100 |
230 |
М350 |
В25 |
430 |
700 |
1090 |
240 |
М400 |
В30 |
460 |
685 |
1075 |
240 |
М250 |
В20 |
360 |
760 |
1100 |
220 |
М300 |
В22,5 |
400 |
730 |
1050 |
230 |
М350 |
В25 |
440 |
700 |
1080 |
240 |
М400 |
В30 |
470 |
685 |
1065 |
240 |
Примечание: Количество воды регулируется в зависимости от влажности инертных материалов. Осадка конуса, при использовании хим. добавок должна быть не менее ОК – 14…15см. Количество добавки регулируется в зависимости от температуры окружающей среды и расстояния от БСУ до объекта.
Для колец обычно используют М100
9. Расчетная часть
V = ПR2H
V1 = ПR2H
V2 = П(R-толщина цилиндра)2H\
V = V1 - V2
V1 = 3.14*0.25*0.8=0.628
V2= 3.14*0.16*0.8 =0.402
V = 0.628-0.402=0.226м3
V арматуры = 0,026м3
Vбетона = 0,226 – 0,026 = 0,2м3
Следует: для изготовления 1 кольца требуется 0,2м3 бетона.
А для 1 м3 бетона М100 необходимо 220 кг цемента, 820 кг песка, 1120 кг щебня и 190 литров воды.
Из 1 м3 бетона можно сделать 5 колец.
В году 365 дней из них 264 рабочих дня.
Чтобы изготовить 80000колец в год, необходимо в день делать 303 кольца, то
есть 303 / 5 = 60,6 м3 бетона.
Для приготовления 60,6 м3 бетона в день необходимо 13332 кг цемента, 49692 кг песка, 67872 кг щебня и 11514 литров воды.
Для приготовления 80000 колец необходимо 16000 м3 бетона.
Заключение
Широкие формообразующие и технические возможности железобетонных конструкций оказали огромное влияние на мировую архитектуру 20 в. На основе железобетонных конструкций сложились новые масштабы, архитектоника и пространственная организация зданий и сооружений.
Кольца стеновые (КС) - применяются для устройства круглых колодцев подземных трубопроводов канализационных, водо - и газопроводных сетей.
Список использованной литературы
1.Воробьев В.А., Комар А.Г., Строительные материалы, учебник для вузов. Изд. 2-е, Стройиздат, 1976, 475 с.
2.Гершберг О.А., Технология
бетонных и железобетонных
3.Сахновский К.В., Железобетонные конструкции, 8 изд., М., 1959;
4.Строительные нормы и правила, ч.2, раздел В. гл.1. Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования, М., 1970;
5.Якубовский Б.В., Железобетонные и бетонные конструкции, М., 1970;