Цех по производству железобетонных безнапорных труб

Безнапорные трубы диаметром 700 мм и длиной 5000 мм можно изготовлять  на поточно-конвейерной линии с помощью центрифугирования. Изготовление труб начинают с процесса навивки на сердечники напряжения продольной арматуры. Затем на специальном стенде собирают спиральную напряженную арматуру и скрепляют ее с продольной. После этого сердечник с арматурным каркасом укладывают в полуформу, установленную на тележке формовочного конвейера. Бетонную смесь укладывают бетоноукладчиком, затем устанавливают верхнюю полуформу, и собранная форма поступает на центрифугу. При скорости центрифугирования 60 об/мин бетон распределяется по внутренней поверхности формы. При повышении скорости до 380 об/мин бетон уплотняется и химически связанная вода удаляется через фильтрующее полотно, которым выкладывается форма изнутри. Далее форму устанавливают на конвейер, а затем на кантователь и распалубливают. Тележка и подвешенный к ней сердечник с трубкой перемещаются к тоннельной пропарочной камере непрерывного действия, состоящей из двух параллельно расположенных секций.

Рис. 3 Схема производства, труб по поточно-агрегатной технологии

1 - форма для труб  диаметром 1000 мм; 2 - рама: 3 - форма  для труб диаметром 1200 мм; 4, 5 - мостовые краны; 6 - автоматический "ах ват грузоподъемностью 8 т для труб длиной 4120 мм: 7 - стенд для гидроиспытания железобетонных труб диаметром 1000 мм: 8 - стенд для гидроиспытаний железобетонных труб диаметром 1200 и 1~00 мм: 9 - бетонораздатчик: 10 - стенд для бетонирования; 11 - поддон; 12 - промежуточный склад. труб; 13 - участок хранения форм; 14 - формы для труб диаметром 1500 мм

Каждая секция камеры по длине разбита на три зоны: 1 - разогрев изделия до 700С, 2 - выдержка при температуре 70⁰С и 3 – остывание изделия до 20⁰С. У выходного конца камеры передаточная тележка передает трубу на кантователь, который поднимает трубу для расцепки с транспортной тележкой и поворачивает ее в горизонтальное положение. Трубу укладывают на катки самоходной тележки и перемещают к съемнику стержня, где стержни арматурного каркаса обрезают и тем самым передают напряжение на бетон. Продолжительность технологического процесса 22 ч.

При поточно-агрегатной схеме производства каждая труба  и форма последовательно проходят соответствующие посты технологической  линии (рис. 3). Такая схема наиболее приемлема при центробежном способе  производства труб.

Загрузку центрифуг  бетонной смесью осуществляют ложковыми питателями, бетононасосами или бетонораздатчиками, а пропаривание труб производят в горизонтальном или вертикальном положении. С технико-экономической стороны. себя оправдывает двухступенчатое пропаривание труб с предварительным пропариванием труб в течение 2…3 ч. Последнее обеспечивает получение бетона с прочностью 6…8МПа и позволяет производить распалубку форм.

 

 

 

Техническая характеристика бетонорастворных смесей, арматурных элементов, материалов

 

Качество бетона в  большей степени зависит от используемых материалов. Правильный выбор материалов для бетона, учитывающий как требования к бетону, так и свойства самих материалов, имеет важное значение в технологии бетона. При этом должна достигаться максимальная экономия цемента и трудовых затрат на производство бетона.

1.1 Вяжущие вещества

Для приготовления бетона строительных конструкций наиболее широко используют неорганические вяжущие  вещества. Различают вяжущие неорганические вещества водного (цементы) и воздушного (известь, гипс и др.) твердения.

Наиболее широкое применение в производстве бетона получил портландцемент (ПЦ). ПЦ - гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде (лучше всего) или  на воздухе. Это порошок серого цвета, получаемый тонким помолом клинкера с добавкой гипса. Для получения цемента высокого качества необходимо, чтобы его химический состав, а следовательно, и состав сырьевой смеси были устойчивы. При помоле к цементному клинкеру можно добавлять 10-20% гранулированных доменных шлаков или активных минеральных добавок. ПЦ называют цемент, не содержащий в своем составе минеральных добавок, кроме гипса. Чисто клинкерный ПЦ без добавок применяют для высокопрочных бетонов, в производстве сборного ж/б, особенно предварительно напряженных конструкций, при строительстве в особых условиях (на Севере и в районах с сухим и жарким климатом). Наиболее распространенными цементами являются ПЦ с добавками (составляют около 60% всех выпускаемых цементов). Они могут применяться для большинства монолитных и сборных ж/б конструкций, если к последним не предъявляются особые требования.

Основное влияние на качество цемента оказывает содержание трехкальциевого силиката (С₃S),т.е. алита, который обладает свойствами быстротвердеющего гидравлического вещества высокой прочности. Двухкальциевый силикат (С₂S), белит, - медленно твердеющее гидравлическое вяжущее средней прочности. Трехкальциевый алюминат (С₃А) твердеет быстро, но имеет низкую прочность. Изменяя минералогический состав цемента, можно варьировать его качество.

Цементы высоких марок и быстро твердеющие изготовляют с повышенным содержанием С₃S (алитовые цементы). Цементы с высоким содержанием белита (белитовые) - медленно твердеющие, однако прочность их нарастает в течение длительного времени и в возрасте нескольких лет может оказаться достаточно высокой.

Основное свойство, характеризующее  качество любого цемента - это его  прочность (марка). Прочность цемента  при сжатии составляет 30-60 МПа, соответственно прочность балочек на изгиб - 4,5-6,5 МПа. Растворная смесь должна иметь расплыв конуса на встряхивающем столике 106-115 мм. У большинства цементов это достигается при В/Ц=0,4.

Действительную прочность  цемента называют его активностью. Так, при проектировании состава  бетона лучше использовать активность цемента, т.к. это обеспечивает более точные результаты и экономию цемента.

Цементная промышленность выпускает в основном цементы  марок 400-550, а по особому заказу - марки 600. прочность цемента высоких  марок нарастает быстрее, чем  у цементов низких марок.

Помимо требований к прочности к цементам предъявляются и другие требования, причем наиболее важными из них являются нормальная густота и сроки схватывания.

Нормальная густота  ПЦ составляет 22-27%. Нормальная густота  увеличивается при введении в  цемент при помоле тонкомолотых добавок _трепела, опоки). Наименьшую густоту имеют чисто клинкерные цементы.

Сроки схватывания определяют начало и конец процесса превращения  материала в твердое тело. По стандарту  требуется, чтобы начало схватывания  при температуре 20⁰С наступало не ранее 45 минут, а конец схватывания - не позднее 10 часов с момента затворения цемента водой. Сроки схватывания можно регулировать путем добавления в бетонную смесь при ее приготовлении различных химических добавок. Сроки схватывания уменьшаются с повышением температуры бетона и уменьшением В/Ц.

ПЦ имеет, как правило, тонкий помол: через сито № 008 должно проходить не менее 85% общей массы  цемента. Средний размер частиц цемента  составляет 15-20 мкм. Тонкость помола цемента  характеризуют также удельной поверхностью зерен, содержащихся в 1 г цемента. Цемент среднего качества имеет удельную поверхность 2000-2500 см²/г, высокого качества - 3500 см²/г и более.

Истинная плотность  ПЦ без добавки составляет 3,05-3,15 г/см³. Плотность ПЦ при расчете состава бетона условно принимают в уплотненном состоянии - 1,3 кг/м³.

 

 

 

1.2 Заполнители

Заполнители занимают в  бетоне до 80% объема и оказывают определенное влияние на свойства бетона, его  долговечность и стоимость. Введение в бетон заполнителей позволяет  резко сократить расход цемента, являющегося наиболее дорогим и дефицитным компонентом бетона. Кроме того, заполнители улучшают технические свойства бетона. Жесткий скелет из высокопрочного заполнителя несколько увеличивает прочность и модуль деформации бетона - уменьшает деформации конструкций под нагрузкой, а также уменьшает ползучесть бетона - необратимые деформации, возникающие в бетоне при длительном действии на него нагрузки. Заполнитель уменьшает осадку бетона, способствуя получению более долговечного материала. Усадка цементного камня при его твердении достигает 1-2 мм/м.

Пористые естественные и искусственные заполнители, обладая  малой плотностью, уменьшают плотность  легкого бетона, улучшают его теплотехнические свойства.

Стоимость заполнителя  составляет 30-50% (а иногда и более) стоимости бетонных и ж/б конструкций, поэтому применение более дешевых и доступных заполнителей в ряде случаев позволяет снизить стоимость строительства, уменьшает объем транспортных перевозок, обеспечивает сокращение сроков строительства.

Правильный выбор заполнителей для бетона, их разумное использование - одна из важнейших задач технологии бетона. К заполнителям для бетона предъявляются требования, учитывающие особенности их влияния на свойства бетона.. наиболее существенное влияние на свойства бетона оказывают зерновой состав, прочность и чистота заполнителя.

В бетоне применяют крупный  и мелкий заполнители. Крупный заполнитель, зерна которого крупнее 5 мм, подразделяют на гравий и щебень. Мелким заполнителем в бетоне является естественный или  искусственный песок.

Щебень из горных пород - неорганический зернистый сыпучий  материал с зернами крупностью св. 5 мм, получаемый дроблением годных пород, гравия и валунов, попутно добываемых вскрышных и вмещающих пород  или некондиционных отходов горных предприятий по переработке руд (черных, цветных и редких металлов металлургической промышленности) и неметаллических ископаемых других отраслей промышленности и последующим рассевом продуктов дробления. Щебень из гравия должен содержать дробленые зерна в количестве не менее 80 % по массе. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем выпуск щебня из гравия с содержанием дробленых зерен не менее 60 %. Гравий и щебень должны быть морозостойкими и обеспечивать требуемую марку легкого бетона по морозостойкости. Потеря массы после 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания не должна превышать 8%.

Щебень и гравий по морозостойкости подразделяют на следующие  марки: F15; F25; F50; F100; F150; F200; F300; F400. Показатели морозостойкости щебня и гравия при испытании замораживанием и оттаиванием или насыщением в растворе сернокислого натрия и высушиванием должны соответствовать указанным ГОСТ 3344-83

Искусственные пористые гравий, щебень и песок (далее гравий, щебень и песок) следует изготовлять  в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в установленном порядке.

По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовление гравия и щебня от 2,5 до 10 мм и смеси  фракций от 5 до 20 мм и для теплоизоляционных засыпок - от 5 до 40 мм.

Песок представляет собой  рыхлую смесь мелких зерен, образовавшуюся в результате выветривания изверженных (реже осадочных) горных пород. Иногда песок получают дроблением горных пород, но такой песок гораздо дороже естественного и применяется только для специальных целей.

Песок, в зависимости  от зернового состава, подразделяют на три группы:

1 - для конструкционно-теплоизоляционного  бетона;

2 - для конструкционного  бетона;

3 - для теплоизоляционного бетона.

1.3 Вода для приготовления бетона

Для приготовления бетонной смеси используют водопроводную  питьевую воду, а также любую воду, имеющую водородный показатель pH не менее 4 (т.е. некислую, не окрашивающую лакмусовую бумагу в красный цвет). Вода не должна содержать сульфатов  более 2700 мг/л (в пересчете на SO₄) и всех солей более 5000 мг/л. В сомнительных случаях пригодность воды для приготовления бетонной смеси необходимо проверять путем сравнительных испытаний образцов, приготовленных на данной воде и на обычной водопроводной.

Для приготовления бетонной смеси можно применять морскую и другие соленые воды, удовлетворяющие приведенным выше условиям. Исключением является лишь бетонирование внутренних конструкций жилых и общественных зданий и надводных ж/б сооружений в жарком и сухом климате, т.к. морские соли могут выступить на поверхности бетона и вызвать коррозию стальной арматуры.

Для поливки бетона следует использовать воду такого же качества, как и для  приготовления бетонной смеси.

1.4 Добавки к бетонам

Для регулирования свойств бетона, бетонной смеси и экономии цемента применяют различные добавки в бетон. Их подразделяют на две группы. К первой относят химические вещества, добавляемые в бетон в небольшом количестве (0,1-2% массы цемента) для изменения в нужном направлении свойств бетонной смеси и бетона. Ко второй относят тонкомолотые материалы, добавляемые в бетон в количестве 5-20% и более для экономии цемента или для получения плотного бетона при малых расходах цемента. К тонкомолотым добавкам относят золы, шлаки, пески, отходы камнедробления и некоторые другие материалы, придающие бетону специальные свойства (повышающие его плотность, изменяющие электропроводимость, окрашивающие и т.д.). В последнее время наибольшее применение находят химические добавки.

Некоторые добавки обладают полифункциональным действием: пластифицирующие-воздухововлекающие, газообразующие-пластифицирующие. В качестве пластифицирующих добавок применяют поверхностно-активные вещества (ПАВ), нередко получаемые из вторичных продуктов.

В последнее время  разработаны и применяются новые химические добавки - суперпластификаторы. Эти добавки резко увеличивают подвижность и текучесть бетонной смеси и существенно улучшают строительно-технологические свойства бетона. В большинстве своем суперпластификаторы - синтетические полимеры, которые вводят в бетонную смесь в количестве 0,1-1,2% массы цемента.

В качестве ускорителей  твердения применяют хлорид кальция, сульфат натрия, нитрит-нитрат-хлорид кальция и другие.