Технология производства железобетонных труб
Введение
Железобетонные трубы для водопроводов
и канализационных сетей в мировой строительной
практике давно составляют достойную
конкуренцию трубам из других материалов.
На современном рынке строительных материалов
высокой популярностью у потребителей
пользуются трубы железобетонные безнапорные
раструбные, которые востребованы практически
на всех строительных объектах. В современном
строительстве уже нельзя представить
ни одну промышленную стройку, где не использовались
бы железобетонные безнапорные трубы.
Трубы железобетонные обладают необходимыми
свойствами материала, который способен
не прогибаться под природные и техногенные
условия – использование их оправдывается
надежностью и долговечностью. Трубы железобетонные
устойчивы к влиянию мороза и влаги. Их
технические характеристики придают трубам
особую прочность и удобство монтажа.
Среди железобетонных труб выделяют напорные
и безнапорные. Для каждого типа существует
установленная и рассчитанная нагрузка
и деление по степени прочности. Все железобетонные
трубы подразделяются по техническим
параметрам и стойкости. Уровень прочности
и нагрузочные стандарты отличаются для
этих типов железобетонных труб. Для каждого
вида существуют установленные стандарты
нагрузки и степени прочности.
Трубы напорные раструбные в отличие от
труб безнапорных изготавливаются пол
более сложной технологии с добавлением
процесса опрессовки. В данной контрольной
работе производство железобетонных труб
будет рассматриваться на примере Минераловодского
завода железобетонных напорных труб.
Основными видами продукции являются:
конструкции и детали сборные железобетонные
(включая армированные изделия из бесцементных
бетонов, конструкции и детали специального
назначения (специальный железобетон),
трубы напорные и трубопроводная арматура,
железобетонные плиты перекрытия, железобетонные
блоки. В последнее время завод стал выпускать
железобетонные безнапорные трубы. Основными
цехами завода являются: 6 формовочных
цехов, цех механической обработки изделий,
бетоносмесительный цех, электрический
цех, компрессорный цех, тарировочный,
арматурный цех, цех по переработке отходов,
цех по ремонту форм и сердечников, цех
по производству соединительных деталей,
цех нестандартных изделий, паросиловое
хозяйство, лаборатория физико-механических
и гидравлических испытаний, охватывающая
все виды испытаний, предусмотренных российскими
и международными нормативными документами,
складской комплекс (склады цемента, заполнителей,
готовой продукции, вспомогательных материалов),
административно-бытовой корпус (АБК).
- Технологическая часть
1.1.Техническая и коммерческая характеристика продукции
Трубы железобетонные безнапорные раструбные
настолько универсальны, что применяются
практически во всех сферах строительства
промышленных и сельскохозяйственных
инфраструктур, в частности автодорожных,
гидротехнических и водных хозяйствах.
Главное условие, чтобы не было агрессивной
к бетону среды, которая может повредить
трубу. Очень часто безнапорные жб трубы
применяются для строительства коллекторов-трубопроводов
бытового назначения, которые транспортируют
дождевые, сточные и производственные
воды. Они предназначены для транспортировки
жидкостей без напора, т.е. самотеком.
Трубы железобетонные напорные предназначены
для прокладки подземных напорных трубопроводов
для транспортировки жидкости температурой
до 400С с учетом давления, которое
может достигать 20 атмосфер, и неагрессивной
степенью воздействия на железобетон
и уплотняющие кольца. Основное назначение
железобетонных напорных труб – транспортировка
жидкости под давлением. На объект трубы
должны поставляться с резиновыми уплотнителями.
Таблица 1
Предельное отклонение номинального значения, мм | ||||||||||
|
|
внутреннего диаметра трубы |
толщины стенки трубы
|
длины трубы
|
наружного диаметра втулочного конца труб |
наружного диаметра втулочного конца и буртика труб типов |
внутреннего диаметра раструба труб типов |
глубины раструба трубы
|
диаметра конусной части фальцев
|
глубины фальцев
| |
|
Типов Т и ТП
|
ТБ, ТБП, ТС и ТСП
|
Т и ТП
|
ТБ, ТС, ТБП, ТСП
|
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
400 500 |
±4 |
±4 |
±2 |
±4 |
±2 |
|||||
600 800 |
±5 |
-4 +5 |
±5 |
±5 |
+10 |
- |
- | |||
1000 |
+20 |
-5 |
||||||||
1200 1400 1600 |
±6 |
-5 +6 |
-10 |
±6 |
±3
|
±6 |
±3 |
±2 |
±2 | |
2000 |
±8 |
-6 |
±8 |
±8 |
±4 |
|||||
2400 |
+8 |
±6 |
||||||||
Трещины на поверхностях труб не допускают, за исключением усадочных шириной не более 0,05 мм. Комплектность: Трубы типов ТБ, ТБП, ТС и ТСП поставляют потребителю в комплекте с резиновыми уплотняющими кольцами. Трубы железобетонные напорные выпускаются длиной от 2500 миллиметров до 5000 миллиметров и диаметром от 300 миллиметров до 2000 миллиметров. Трубы железобетонные напорные комплектуются резиновыми уплотнительными кольцами. Трубы следует изготовлять из тяжелого бетона по ГОСТ 26633-85 классов по прочности на сжатие: В30 - трубы марок ТН50-III и ТН60-III; В40(марка бетона М500) - трубы остальных марок.
Трубы должны быть трещиностойкими. При внутренних испытательных гидростатических давлениях, указанных в табл. 2, образование трещин в бетоне труб не допускается.
Таблица 2
|
Диаметр условного прохода трубы |
Контрольное внутреннее гидростатическое давление, МПа (кгс/ ), при проверке трещиностойкости трубы | ||
d, мм |
Марка трубы |
при приемо-сдаточных испытаниях (при возрасте бетона 2 сут.) |
при возрасте бетона к моменту испытания 100 сут. |
ТН50-0 |
2,65 (27) |
2,60 (26,5) | |
500 |
ТН50-I |
2,11 (21,5) |
2,11 (21,5) |
ТН50-II |
1,62 (16,5) |
1,62 (16,5) | |
ТН50-III |
1,18 (12,0) |
1,18 (12,0) | |
ТН60-0 |
2,7 (27,5) |
2,60 (26,5) | |
600 |
ТН60-I |
2,16 (22) |
2,11 (21,5) |
ТН60-II |
1,62 (16,5) |
1,62 (16,5) | |
ТН60-III |
1,18 (12,0) |
1,18 (12,0) | |
ТН80-I |
2,35 (24) |
2,26 (23) | |
800 |
ТН80-II |
1,81 (18,5) |
1,77 (18) |
ТН80-III |
1,27 (13) |
1,27 (13) | |
ТН100-I |
2,45 (25) |
2,35 (24) | |
1000 |
ТН100-II |
1,91 (19,5) |
1,86 (19) |
ТН100-III |
1,37 (14) |
1,37 (14) | |
ТН120-I |
2,50 (25,5) |
2,35 (24) | |
1200 |
ТН120-II |
1,96 (20) |
1,86 (19) |
ТН120-III |
1,42 (14,5) |
1,37 (14) | |
ТН140-I |
2,60 (26,5) |
2,40 (24,5) | |
1400 |
ТН140-II |
2,01 (20,5) |
1,91 (19,5) |
ТН140-III |
1,47 (15) |
1,42 (14,5) | |
ТН160-I |
2,60 (26,5) |
2,40 (24,5) | |
1600 |
ТН160-II |
2,01 (20,5) |
1,91 (19,5) |
ТН160-III |
1,47 (15) |
1,42 (14,5) | |
Между закладными изделиями труб, предназначенных для эксплуатации в условиях воздействия блуждающих токов должен быть электрический контакт.
Качество
материалов, применяемых для приготовления
бетона труб, должно обеспечивать выполнение
технических требований к бетону,
установленных настоящим
- цемент - ГОСТ 31108-2003;
- заполнители - ГОСТ 26633-91, ГОСТ 8267-93, ГОСТ 8267-93 и ГОСТ 8736-93;
- вода - ГОСТ 23732-79.
Крупный заполнитель следует применять фракций: от 5 до 10 мм; от 5 до 15 мм; св. 10 до 20 мм.
Арматурная проволока должна удовлетворять требованиям: классов В-II и Вр-II по ГОСТ 7348-81; классов В-I и Вр-I по ГОСТ 6727-80. Стальная холоднокатаная лента из низкоуглеродистой стали (для разделительных полос) должна удовлетворять требованиям ГОСТ 503-81. Форма и размеры арматурных и закладных изделий для труб должны соответствовать приведенным в ГОСТ 12586.1-83.
Значения действительных отклонений геометрических параметров труб не должны превышать предельных, указанных в табл. 3.
Таблица 3
Предельные отклонения, мм
| ||||||
Диаметр условного прохода трубы d |
по внутреннему диаметру трубы
|
по толщине стенки цилиндрической части трубы, t |
по наружному диаметру втулочного конца и буртика трубы |
по внутреннему диаметру раструба трубы,
|
по длине калиброванной части раструба трубы a |
по ширине и высоте заходной фаски раструба трубы |
500, 600, 800 |
±4 |
±4 |
±2 |
±2 |
||
1000, 1200 |
±5 |
±5 |
|
|
+35; -5 |
+7; -5 |
1400, 1600 |
±2,5 |
±2,5 |
||||
Коррозионную стойкость труб, предназначенных для эксплуатации в агрессивной среде, следует обеспечивать путем применения коррозионностойких материалов, выполнения конструктивных требований и технологических приемов (первичная защита), а также, при необходимости, путем защиты поверхностей труб (вторичная защита) согласно требованиям СНиП 2.03.11-85. Толщина защитного слоя бетона труб должна быть не менее 15 мм. Значения действительных параметров шероховатости внутренней поверхности трубы в пределах ее полезной длины должны соответствовать указанным в таблице 4.
Таблица 4
Параметр шероховатости по ГОСТ 2789-73 |
Допускаемые значения параметров шероховатости, мм, труб категорий по шероховатости | ||
Наименование |
Обозначение |
первой |
второй |
Среднее арифметическое отклонение профиля |
Ra |
0,1 |
0,06 |
Средний шаг неровностей профиля |
Sm |
4 |
6 |
Примечание.
Параметры шероховатости
На поверхностях труб не допускаются:
- трещины
на наружной и внутренней
- наплывы и околы, а также раковины диаметром более 3 мм и глубиной более 2 мм на стыковых поверхностях раструба и втулочного конца труб;
- раковины диаметром более 10 мм и глубиной более 2 мм на остальной наружной поверхности;
- наплывы
и околы бетона ребер на
торцевых поверхностях труб
- следы (риски) шириной и глубиной более 1,5 мм на стыковой поверхности раструба от шлифовального инструмента;
- более трех раковин на площади 0,01 (100х100 мм) на любом участке стыковой поверхности.
Раковины на трубах и околы бетона ребер торцовых поверхностей, размеры которых превышают указанные в п. 2.16, допускается устранять путем заделки нетоксичными материалами, предохраняющими арматуру труб от коррозии и предотвращающими фильтрацию воды между уплотняющим резиновым кольцом и бетонной поверхностью.
Трубы не
должны иметь отслоений наружного
защитного слоя бетона. Отслоения защитного
слоя бетона размерами в кольцевом и продольном
направлениях трубы, не превышающими значения
0,4d, допускается устранять с применением
материалов, предохраняющих арматуру
от коррозии. Концы продольной напрягаемой арматуры
труб не должны выступать из бетона и должны
быть вместе с прилегающими участками
поверхности бетона покрыты цементно-казеиновой
обмазкой толщиной 0,5 - 0,6 мм. Состав обмазки
по массе 1:0,05:0,4 (цемент, казеиновый клей,
вода). Допускается применять обмазки
из других нетоксичных материалов, обеспечивающих
коррозионную и механическую стойкость
покрытия. В случае предусмотренной проектом
защиты трубопровода от электрокоррозии,
вызываемой блуждающими токами, по требованию
потребителя, трубы изготовляют со специальными
закладными изделиями, соединенными с
арматурой труб, для устройства электрических
перемычек между арматурой смежных труб.
Конструкцию и способ установки закладных
изделий в трубах следует принимать по
ГОСТ 12586.1-83. Прочностные характеристики
напорных труб должны обеспечивать их
эксплуатацию с расчетными внутренними
давлениями для соответствующего класса
при высоте засыпки над трубой 2 м в усредненных
условиях укладки, которым соответствуют:
1) основание под трубой - грунтовое профилированное
с углом охвата 90°; 2) засыпка - грунтом
плотностью 1,8 т/м3 с нормальным уплотнением;
3)временная нагрузка на поверхности земли
НГ-60. Несмотря на большой вес, трубы железобетонные
довольно просты в эксплуатации при монтаже.
Доставка железобетонных труб осуществляется
железнодорожным и автомобильным транспортом.
Таблица 5
Диаметр условного прохода трубы d, мм, |
Число рядов труб по высоте |
От 400 до 1000 включ. |
4 |
1200 |
3 |
От 1400 до 2400 включ. |
2 |
Под нижний ряд труб штабеля должны быть уложены параллельно друг другу две подкладки на расстоянии 0,2 м длины трубы от ее торцов. Конструкция подкладок не должна позволять раскатываться нижнему ряду труб. Напорные трубы перемещают с помощью траверс, не допускающих повреждения труб. Перекатка труб допускается только по каткам, укладываемым с таким расчетом, чтобы трубы не опирались раструбами и втулочными концами на катки или пол. Трубы следует хранить на складе готовой продукции в штабелях рассортированными по маркам. Число рядов труб по высоте должно быть не более указанного в табл. 6.
Таблица 6
Диаметр условного прохода трубы d, мм |
Число рядов труб по высоте |
От 500 до 1000 включ. |
4 |
1200 |
3 |
1400 до 1600 |
2 |
Под каждый нижний ряд труб штабеля должны быть уложены две подкладки на расстоянии 1 м от торцов труб. Конструкция подкладки не должна позволять раскатываться первому ряду труб. Подкладки устанавливают параллельно под цилиндрическую часть труб.
На месте постоянного складирования труб подкладки следует закреплять на площадке.
Трубы в рядах укладывают так, чтобы раструбы двух рядом лежащих труб были обращены в разные стороны. Трубы каждого последующего ряда располагают по длине перпендикулярно к предыдущему ряду.
При погрузке
труб на транспортные средства и их
выгрузке должны соблюдаться меры предосторожности,
исключающие возможность
Автомобили или железнодорожные платформы, предназначаемые для перевозке труб, должны иметь седлообразные подкладки, исключающие возможность смещения и соприкасания труб.
При выполнении погрузочно-разгрузочных работ с трубами не допускаются:
- применение цепей и тросов с узлами или выступами, которые могут повредить бетон;
- переноска
труб при закреплении троса
в одной плоскости или путем
пропуска его через трубу, а
также с помощью крючков,
- перемещение труб по земле волоком;
- разгрузка труб со свободным падением;
- свободное (без торможения) перекатывание труб по наклонным плоскостям;
- перемещение труб без катков или без подкладок.
- Обоснование выбора сырья, материалов и их технологическая характеристика
.
Большая экономичность изделий из бетона состоит в том, что для их производства применяют свыше 80% объема местного сырья — песка, щебня, гравия, побочных продуктов промышленности в виде шлака, золы и др. По некоторым зарубежным данным, количество энергии, требующейся для производства бетонных материалов, является минимальным по сравнению с энергией (приведенной к единому эквиваленту), необходимой для изготовления стали, алюминия, стекла, кирпича, пластмасс. Для затворения порошкообразных вяжущих в тестообразное состояние и получения бетонной смеси используют обычную воду — питьевую из водопровода или речную, озерную и др. Расход воды также ниже, чем при производстве стали. После твердения тесто образует камень, например, цементный камень (микроконгломерат), а уплотненная бетонная смесь — бетон (конгломерат). Часть объемов в бетоне, заполнителе и камне занимают поры и капилляры разного размера и в различном количестве.
Для бетонов
применяются почти все
Исходные материалы, применяемые в производстве железобетонных труб, подразделяют на основные и вспомогательные.
К основным материалам относятся:
- портландцемент марки не ниже 400 по ГОСТ 10178-85 для изготовления труб, предназначенных к эксплуатации в грунтах и грунтовых водах с содержанием сульфат - ионов до 5000 мг/л;
- сульфатостойкий портландцемент марки не ниже 400 по ГОСТ 22266-94 для изготовления труб, предназначенных для эксплуатации в грунтах и грунтовых водах с содержанием сульфат - ионов св. 5000 мг/л; - песок по ГОСТ 26633-91. Фракции песка более 5 мм подлежат отсеву;
- щебень по ГОСТ 8267-93, фракции до 20 мм;
- вода по ГОСТ 23732-79 для приготовления бетона труб;
- горячекатаная лента толщиной 4 мм из углеродистой качественной конструкционной стали марки 08кп или 10кп по ГОСТ 1050-88 для изготовления калиброванных соединительных колец (втулка, раструб) и закладных изделий электрохимзащиты;
- арматурная проволока класса Вр-I диаметром 5 мм по ГОСТ 6727-80, класса Врп-I диаметром 6 мм по ТУ 14-170-119-80 или класса СЭТО по ТУ
14-4-1120-82 для армирования труб;
- проволока цинковая или алюминиевая диаметром 1 - 2,2 для металлизации калиброванных соединительных колец. Сорта проволоки алюминиевой AT (твердая, нагартованная), АПТ (полутвердая, полунагартованная) и AM (мягкая, отожженная).
К вспомогательным материалам относятся:
- кольца резиновые уплотнительные круглого поперечного сечения диаметрами 16 и 24 мм, для герметизации стыков труб при гидравлических испытаниях и при монтаже трубопровода;
- смазка эмульсионная ОЭ-2 для смазки раструбных и втулочных торцевых шаблонных колец в соответствии с Инструкцией по приготовлению и применению эмульсионной смазки ОЭ-2 для форм при производстве железобетонных изделий;
- краска маркировочная ФЛ-59 по ТУ 1043-79 для маркировки труб;
- растворы марок КМ по ТУ 38-10796-76 или МС 5, МС 6, МС 8 по ТУ
6-15-978-76, или МЛ 51, МЛ 52 по ТУ 84-228-76, или лабомид 101, 203 по ТУ 38-30726-71 для обезжиривания стального сердечника;
- сварочная проволока диаметром 0,8 - 1,2 мм марки Св. 08Г2С и Св. 08ГА для сварки соединительных колец со стальным цилиндром;
- электроды диаметром 3 мм типа Э-42А для ремонта стальных цилиндров;
круги шлифовальные или диски шлифовальные фибровые диаметром до 200 мм для зачистки стыковых соединений калиброванных колец и ремонтируемых участков цилиндра;
-добавки,
применяемые для приготовления
бетона, должны удовлетворять
- для контроля качества обезжиривания применяют медный купорос (CuS04x5H20) марок А и Б по ГОСТ 19347-84*Е.
Сырьевые материалы
1.3. Обоснование способа производства
На сегодняшний
день существует несколько способов
производства железобетонных изделий:
вибропрокатный, поточно-агрегатный, конвейерный,
стендовый и кассетный.
На агрегатно-поточных
линиях изготавливают сваи, ригели, фундаментные
блоки, безнапорные трубы, многопустотные
панели, однопустотные опоры и сваи, которые
формуют на виброплощадке в одиночных
формах с пустотообразователями без вибромеханизмов.
На специальном оборудовании для виброгидропрессования
формируют напорные трубы. Для производства железобетонных
напорных вибропрокатных труб применяют способ виброгидропрессования.
Изготавливают железобетонные напорные
трубы диаметром 800 и 1200 мм, полезной длиной
5000 мм на расчетное давление 0,5; 1,0; 1,5 МПа.