Рекомендации по технологии безопалубочного производства железобетонных конструкций . Плиты безопалубочного формования типа пб Отделка стеновых панелей

Многофункциональный бетоносмесительный комплекс оснащен шестью бетоносмесителями SICOMA разного объема общей производительностью 360 кубометров бетона в час. Для составления смеси в качестве весоизмерительного инструмента применяется тензометрический датчик, сигнал с которого через программно-логический контроллер SIEMENS обрабатывается за доли секунд и выдает команды на выполнение действий исполнительным механизмам (двигатели, секторные затворы, запорная арматура с приводом). В результате в бункеры-дозаторы поступает необходимое количество материалов, рассчитанных в лаборатории. Процесс набора материалов контролируется автоматически. Смесители оснащены опциями оптимизации перемешивания бетонной смеси. Подача бетона с бетоносмесительного комплекса может осуществляться на семь стационарных постов. Собственный бетоносмесительный комплекс комбината полностью обеспечивает потребности для производства товарных смесей и ЖБИ.

цеха изготовления блоков ФБС

ДСК Коловрат располагает самоходными формующими машинами для вибропрессования блоков типа ФБС. Блоки могут производиться в короткие сроки в большом количестве номенклатурой, предусмотренной ГОСТ 13579-78.

линии безопалубочного формования

На длинных стендах линии безопалубочного формования компании TECNOSPAN изготавливаются преднапряженные железобетонные изделия. На сегодняшний день это наиболее прогрессивный способ формования. Немаловажно, что применение безопалубочных технологий примерно на порядок улучшает экологические показатели предприятия (снижаются шум, содержание пыли и т. д.) по сравнению с агрегатно-поточными линиями. Мы производим плиты пустотного настила, сваи, колонны, ригели, балки, перемычки. Все изделия имеют обязательный государственный Сертификат и соответствуют ГОСТам.

техническая лаборатория

Проверку материала на соответствие нормативам и контроль качества изделий проводит наша лаборатория, оснащенная высококачественным европейским оборудованием. Контроль качества производится на всех этапах — от входящего контроля материалов до отгрузки готовых изделий потребителю.

Использование стальной арматуры в бетонных конструкциях приводит к тому, что во время растяжения бетон не разрушается, но некоторые повреждения, в виде трещин, он получает. Этого можно избежать, если еще на стадии изготовления придать конструкции напряженное состояние. Напряжение в бетоне будет противоположно напряжению, возникающему в процессе эксплуатации. Линии безопалубочного формования, позволяют производить подобную продукцию. Эти линии применяют для производства широкой номенклатуры .

Линии безопалубочного формованиямогут быть установлены в существующих корпусах заводов по производству железобетонных конструкций, после необходимой реконструкции. Наш опыт показывает, что реконструкция может занять до девяти месяцев.

Общие принципы работы

Линии безопалубочного формования,изготовленные разными производителями, в целом работают на одних технологических принципах.

• На первом этапе происходит подготовка стендов, их необходимо очистить и смазать.
• На втором этапе, при содействии гидравлической аппаратуры, происходит натяжение стальной арматуры. Примечательно, что, вместо прутков, можно использовать стальные тросы.
• На третьем этапе формируют сами плиты. Для этой операции может быть использован экструдер или слипформер. Эти два способа несколько отличаются друг от друга, в частности, экструдер применяют для изготовления пустотных плит перекрытия, и слипформера возможностей больше.

Сформированные плиты закрывают тентом. Это необходимо для минимизации потерь воды. Плиты должны набрать 70 – 80% от проектной прочности. Для ускорения этого процесса организуют подогрев, с помощью системы циркуляции горячей воды.

По окончании термической обработки, и набора соответствующей прочности, плиты разрезают до необходимого размера. Резка выполняется дисковой пилой. Ее применение разрешает торцевать плиту практически под любым углом.

Экономическая целесообразность

Линия безопалубочного формования пустотных плит перекрытий,при правильной эксплуатации, затрачивает меньше ресурсов, чем традиционные способы изготовления таких плит. К примеру:

• Число персонала составляет всего 10 человек. На агрегатно-поточной линии с аналогичной производительностью занято от 20 до 25 человек в смену;
• Потребляемая мощность энергии в 2 – 2,5 раза ниже, чем у линий традиционных способов производства.

Лбф, эксплуатируемые в отечественной строительной индустрии, позволяют увеличивать объемы производства. На ней можно изготавливать до 50 плит стандартного размера в сутки при себестоимости ниже, чем у агрегатно-поточной линии. При этом качество таких плит выше!

На российском рынке представлены линии из Канады, Швейцарии и других стран.

Всё чаще руководство крупных заводов ЖБИ и домостроительных комбинатов применяют на производстве линии безопалубочного формования ЖБИ. Эта технология была известна ещё в 70-х годах в СССР, но в связи с решениями «государственных преступников» в 90-х отрасль её применения была разрушена до основания. Сейчас задачи чиновников изменились не сильно, поэтому на рынке представлено только зарубежное оборудование БОФ. Это: экструдеры (Elematic), сплитформеры (Weiler, Echo), вибропрессы (Tensyland, Technospan).

Линии БОФ позволяют изготовить: пустотные плиты, сваи, балки, дорожные плиты, конструкции заборов, стеновые и межкомнатные перегородки, лотки, перемычки и другие ЖБИ в больших количествах, высокого качества. Однако не всегда производство с применением БОФ может быть экономически оправдано и не всегда импортное оборудование - значит лучшее. По своей сути всё это оборудование работает по одному принципу: «загрузил бетон - на выходе получил ЖБИ», однако экструдеры, сплитформеры и вибропрессы имеют различную конструкцию и связанные с этим особенности.

Экструдер подаёт бетон на формующий элемент машины при помощи шнека. Учитывая постоянный контакт рабочих механизмов машины с жёсткой смесью, они быстро изнашиваются, однако готовые изделия получаются очень высокого качества.

Конструкция сплитформера предусматривает установку вибраторов на формующую оснастку машины. Замена оснастки или другое техническое обслуживание сплитформера занимает много времени.

Механизм работы вибропресса значительно проще и заключается в уплотнении смеси перед формообразующей оснасткой. Однако этот тип машин БОФ предъявляет очень высокие требования к бетону и любое нарушение технологии приготовления бетонной смеси ведёт к браку на производстве и поломке оборудования.

Отсутствие «защиты от дурака». Линии БОФ, представленные в России - это полностью импортное оборудование производства Испании, Финляндии других стран. Импортное оборудование не имеет гарантированной защиты от различных производственных случайностей, часто имеющих место в России. Оборудование всех типов линий (независимо от особенностей) требует использования бетона высокого качества и не допускает попадания в механизмы фракций наполнителя больше заданного размера. Любой «случайный» болт, гайка или крупный камень могут вывести формовочную машину из строя. В реальных российских условиях обеспечить высокое качество бетонной смеси, поступающей на завод, бывает очень проблематично. Качество смеси - не единственное требование. Очистка машины от остатков бетона по завершению формования и прочие обязательные процедуры требуют наличия дополнительного оборудования и особого соблюдения регламента производственных работ. Именно из-за отсутствия высококвалифицированных специалистов в цехах заводов ЖБИ в 70-х годах прошлого века технология БОФ не нашла своего применения.

Стоимость линий безопалубочного формования ЖБИ

Стоимость, как и производительность линий БОФ, в несколько раз выше по сравнению с реализацией технологии с использованием классических металлоформ на производстве ЖБИ. Инвестиции в такое производство могут быть целесообразны лишь при обеспечении постоянного высокого спроса на железобетонные изделия (не просто высокого, а очень высокого спроса - с учётом огромной производительности данных линий).

Средняя стоимость комплекта оборудования БОФ под ключ составляет около 60 млн. рублей! Высокая стоимость отличает и обычные запасные части к линиям БОФ, которая на деле усугубляется долгими сроками поставки необходимых запасных частей.

Трудности модернизации линий. Производство различных видов ЖБИ на линиях БОФ стало возможным благодаря съёмным формообразующим оснасткам, однако переоборудовать такую линию под другой тип производства без капитальных вложений просто невозможно. Также необходимо помнить о сложностях операции замены оснастки на сплитформере и, опять же, учитывать среднюю стоимость оснастки под одно изделие - около 1 млн. рублей.

Проблема согласования рабочих чертежей. Несмотря на высокое заявленное количество изделий, которое с технической точки зрения может быть изготовлено на линиях БОФ, количество альбомов согласованных рабочих чертежей намного меньше. А использовать при многоэтажном строительстве несогласованные изделия, просто невозможно.

На практике внедрение столь «капризных» линий безопалубочного формования бывает оправдано только при гарантированном обеспечении широкого сбыта продукции (на несколько лет вперёд) и соблюдении самых высоких требований к организации производства.

Инженеры В. И. ИВАНОВ (Госстрой СССР), А. А. ФОЛОМЕЕВ (НИИЖБ)

За последние годы в Канаде, США, ФРГ, Англии, Италии, Франции и других странах получило распространение безопалубочное производство сборных железобетонных конструкций для жилых, общественных и производственных зданий, а также некоторых видов инженерных сооружений. Таким способом изготавливают многопустотные панели, сплошные плиты покрытия, линейные элементы таврового, двутаврового, квадратного и шестигранного сечений, наружные стеновые панели с рельефными лицевыми поверхностями.

Особенностями большинства конструкций, изготовляемых способом безопалубочного формования, являются постоянное сечение по длине изделия, существенное упрощение их арматурных элементов, приводящее к уменьшению расхода стали и повышению марки бетона по сравнению с изделиями того же назначения, производимыми отечественными предприятиями. Характерными отличиями указанной технологии производства являются: использование специальных формовочных агрегатов, одновременно выполняющих операции укладки и уплотнения бетонной смеси под воздействием вибрации и статического давления; применение водной пластификации бетонной смеси па предварительно подогретой поверхности стенда; полный отказ от форм; механизированная раскладка арматурной сетки или поперечных стержней; возможность получения на одном стенде конструкций разной длины путем резки затвердевшего изделия дисковой пилой или комбинированным способом - предварительной разрезки свежеотформованного элемента вибрирующими ножами и окончательного перерезывания дисковой пилой затвердевшей части бетона с напрягаемой арматурой.

Тепловая обработка осуществляется путем подачи теплоносителя (пара, горячей воды или нагретого масла) в секционные регистры стендов, при этом изделия укрывают брезентом или синтетическими материалами.

Основным оборудованием технологических линий безопалубочного формования являются специализированные формовочные агрегаты различных принципов действия и конструктивных решений, отличающихся также номенклатурой изготовляемых элементов. По принципу действия их можно разделить на две группы. Первая - машины с экструзионным рабочим органом, осуществляющим одновременное уплотнение бетонной смеси по всему сечению изделия. Вторая - с вибропротяжными рабочими органами, выполняющими процесс формования элементов в несколько этапов в зависимости от высоты сечения изделий или необходимости получения в нем пустот.

Агрегаты с экструзионным рабочим органом («Спайроль» - Канада, «Дайкор» - США, «Елематик» - Финляндия и др.) предназначены для формования многопустотных панелей шириной 1,2 м и длиной до 12 м и специализированы на выпуск каждой машиной изделий только одной высоты- 150, 200, 250 или 300 мм. Их рабочий орган (рис. 1) скомпонован из нескольких шнеков, число которых равно числу пустот в панели. Внутри каждого из шнеков установлены высокочастотные вибраторы. Шнеки заканчиваются пустотообразователями, концы которых отделены от их основной части резиновыми манжетами, существенно снижающими передачу колебаний от вибраторов на концевые части пустотообразователей и, следовательно, на свежеотформованный бетон изделий. Для получения изделий постоянной высоты в агрегате установлен поверхностный вибратор, осуществляющий функции калибрующего устройства.

Машина не имеет привода передвижения, ее перемещение в процессе формования осуществляется путем воздействия реактивных сил уплотненной бетонной смеси.

Панели армируют в продольном направлении только преднапряженпой высокопрочной проволокой или канатами.

Раскладка и натяжение арматуры осуществляются с использованием гидравлических домкратов. Для укладки поперечной арматуры в верхней зоне изделий предусмотрено специальное устройство. Панели изготовляют из бетонной смеси с BJLltv 0,28. Отпуск натяжения арматуры производится при прочности бетона 250 кгс/см2, а отправка изделий потребителю - при прочности 350 кгс/ /см2.

Производство многопустотных плит, как правило, организуют в пролете 18 м и длиной 165 м, где размещают 6 стендов длиной 108 м каждый, по три в каждую сторону от оси пролета. Все стенды обслуживаются одним формовочным агрегатом. На стенде работают две бригады рабочих в составе 9 человек в смену, которые, выполнив заданные операции, через 3-4 ч переходят с одного стенда на другой. Первая бригада начинает с разрезки плит, снятия их со стенда, а заканчивает работами по подготовке стенда к формированию изделий. Вторая бригада занята в основном формованием изделий и работами, связанными с их ускоренным твердением.

Оборачиваемость стендов-18 ч при времени твердения изделий 8-10 ч. Скорость формования изделий - 0,8-1,2 м/ /мин. Средний цикл работы дисковой пилы по разрезке затвердевшего изделия - 4 мин. При 260 рабочих днях годовая производительность одного пролета с шестью стендами составляет около 38 тыс. м3, или 250 тыс. м2 изделий.

Выработка на одного рабочего досягает примерно 1400 м3 в год.

К агрегатам с вибропротяжным рабочим органом можно отнести специализированные машины фирмы «Гастингс Дайнамоулд» (США) для безопалубочного формования многопустотных панелей и плит сплошного сечения шириной 1,2 или 2,4 м, высотой панелей-150, 200, 250 или 300 мм и плит - 50 и 100 мм. Изделия каждого типоразмера могут формоваться только машиной, специализированной на производстве данного элемента.

Плиты армируют в нижней зоне пред- напряженными канатами, а в верхней зоне - арматурной сеткой, раскладываемой машиной в процессе формования изделий. При необходимости сетка соответствующей ширины может укладываться, образуя выпуски по длинной стороне изделия.

Многопустотные панели формуются с помощью вибрационных механизмов в два этапа, заключительной операцией является калибровка верхней поверхности изделий. Вначале машина укладывает и уплотняет бетонную смесь нижнем части панели и образует ее вертикальные элементы (рис. 2), затем верхнюю часть изделия, после чего роликами обрабатывает верхнюю поверхность панели.

Для получения изделия с двумя поверхностями, готовыми под побелку или окраску (для использования плит как стеновых панелей), верхняя его поверхность дополнительно обрабатывается дисковой заглаживающей машиной.

Изготовляющая оборудование фирма считает, что главным условием качественного формования изделий является бесперебойная подача бетонной смеси в бункера. Рабочая скорость движения машины выбирается в пределах от 1 до 3,6 м/мин в зависимости от сечения изделий. Скорость холостого хода - 35 м/мин. Используется бетонная смесь с осадкой конуса до 5 см и размером крупных заполнителей - до 19 мм, песка с модулем крупности 2,5. Бетон марки М 350 с расходом цемента 420 кг/м3 и количеством воды 140 л/м3, что позволяет применить бетонную смесь с В/Ц= = 0,32.

Один формовочный агрегат может обслужить четыре стенда длиной 120 м. На них заняты 8 рабочих в смену. При односменной работе и тепловой обработке в течение 8-9 ч (при температуре поверхности стенда 60-70°С) годовая производительность двух стендов достигает 180 тыс. м2 панелей.

Фирма «Сиенкрит» (США) рекламирует аналогичные по принципу формования агрегаты для производства многопустотных плит высотой 7,5, 10, 20 и 30 см, пролетом до 12 м и облегченных плит высотой 20, 30, 35 и 40 см, пролетом до 20 м. Плиты формуют в три этапа, укладывая их на каждом стенде в три слоя с прокладкой между слоями полимерного полотна. Скорость формования 2,4-3-3,6 м/мин. Ширина плит- 1,2; 1,5; 2 и 2,4 м.

Представители фирмы «Спандейк» (США) утверждают, что изготавливают самые легкие плиты высотой от 15 до 40 см, шириной 1,2 или 2,4 м. Их формование производят с помощью двух машин и одного устройства. Первая машина, передвигаясь вдоль стенда, формует нижнюю плиту изделия из легкого бетона. Затем по ней прокатывают барабан с ребрами шириной 4-5 см, число которых равно числу напрягаемых канатов изделий. В образованные канавки укладывают канаты, вторая машина формует вертикальные ребра из тяжелого бетона, засыпает в свободное пространство между ними легкий теплоизоляционный материал (шлаковую пемзу, керамзит и др.) и образует верхнюю плиту изделия. После твердения плита разрезается на отрезки заданной длины.

Более универсальными являются агрегаты для безопалубочного формования железобетонных изделий фирмы «Макс Рот» (ФРГ). С их помощью можно изготавливать многопустотные панели перекрытий длиной до 12 м, высотой 80, 160, 220 и 300 мм, шириной 0,8; 1,2; 1,5; 1,8; 2,4; 3 и 3,6 м, плиты сплошного сечения и элементы стен высотой 140, 240 и 300 мм; линейные элементы таврового, двутаврового, корытообразного и других сечений. Например, с помощью машины для производства плит шириной 3,6 м можно одновременно изготавливать одну плиту шириной 3,6 м или по две плиты шириной 2,4 и 1,2 м или три шириной 1,2 м, или две шириной 1,8 и 1,2 м. Многопустотные панели и элементы наружных стен можно изготавливать из легких и тяжелых бетонов. Прочность тяжелого бетона изделий достигает 450-550 кгс/ /см2. Расход цемента - в пределах 350- 420 кг/м3, и В/Ц=0,36-0,4. Применяется от 2 до 4 фракций заполнителей крупностью до 8 мм (наиболее массовые) и наиболее крупные 10-12 мм. Заполнители крупнее 15 мм не применяются. Изделия армируют в нижней зоне напрягаемой арматурой, натягиваемой обычным способом, и арматурной сеткой, укладываемой машиной в процессе формования. Используя арматурную сетку достаточной ширины, можно изготавливать изделия с выпусками по их продольным граням. В верхней зоне изделий арматурная сетка заменяется продольной арматурой, натянутой с небольшим усилием, на которую машина в процессе формования укладывает поперечные прутки с заданным шагом. .

Указанными машинами осуществляют формование за 14-3 этапа в зависимости от типа изделий (рис. 3). На первом этапе бетонируется нижняя часть плиты заданной толщины с распределением бетонной смеси по ширине изделия. Вслед за этим формуют среднюю часть плиты, в которой перемещающиеся вместе с машиной пустотообразователи образуют круглые или овальные пустоты. За третий этап образуется верхняя часть плиты. Для подготовки под побелку или окраску верхняя поверхность дополнительно обрабатывается дисковой затирочной машиной. Формовочная машина в зависимости от толщины формуемого изделия перемещается со скоростью 1- -2,5 м/мин.

По данным фирмы «Макс Рот», производство пустотных сплошных плит шириной 3,6 м целесообразно организовать на трех стендах длиной 150 м и шириной 3,85 м, размещаемых в одном пролете размером 16 м. Производительность такого пролета 1600 м2 плит в сутки, число работающих - 8 чел. в смену, годовая производительность - 400 тыс. м2.

На заводе «Лавенир ан Жена/Лион» (Франция) на двух стендах, размещенных в пролете длиной 105 м и шириной 20 м, изготавливают панели наружных стен и преднапряженные ребристые плиты шириной 3,6 м и длиной 5,76 м. Стенды оснащены регистрами для масляного теплоносителя, обеспечивающего иа их поверхности температуру около 60°С. Скорость перемещения формующей машины-2 м/мин. Производительность пролета- 1400-1800 м2 плит в день.

Описанные агрегаты эксплуатируются в ФРГ, Франции, Австрии, Англии, Швейцарии, Италии, Испании и ряде других стран.

НИИЖБ выполнил сравнительный анализ показателей производства многопустотных панелей шириной 1,2 м на линиях и стендах с агрегатом экструзионного тина, а также плоских плит шириной 3 м на конвейерных линиях и стендовой линии. При этом не была учтена экономия на строительных площадках за счет применения изделий высокого качества, экономия арматурной стали на петли и торцовые каркасы. Условно считалось, что их стоимость должна покрыть расходы, связанные с использованием бетона более высоких марок.

Анализ показал, что безопалубочный способ изготовления железобетонных конструкций с помощью агрегатов описанных типов позволяет уменьшить трудоемкость производства в 1,7-1,8 раза; металлоемкость оборудования в 3,2-9,6 раза; себестоимость изготовления в 1,1-1,2 раза.

Исходя из эффективности использования безопалубочного производства следует осуществлять внедрение описанных технологий в нескольких направлениях, создавая для этого специализированные агрегаты и проекты линий для их применения. В их число должны быть включены машины и линии производства плит из тяжелых бетонов размером на комнату с переналадкой для выпуска изделий кратных размеров по ширине в пределах максимальной 3,6 м; легкобетонных наружных стеновых панелей с рельефными поверхностями различного архитектурного оформления; керамзитобетонные панели перекрытий жилых и общественных зданий; линейных элементов, в том числе тавровых прогонов для покрытий животноводческих и птицеводческих зданий, столбов ограждений пастбищ, свай и других изделий.

Осуществление этих мероприятий потребует некоторого пересмотра производства ныне выпускаемых конструкций и создания новых, применительно к возможностям описанной технологии.