Технологическая линия производства железобетонных изделий

Стендовый способ производства железобетонных изделий характеризуется следующими основными признаками: весь процесс производства осуществляется в неподвижных формах или на специальных стендах; изделия в процессе обработки остаются неподвижными, а рабочее и технологическое оборудование перемещается от одной формы к другой; за каждым стендом или формой закрепляется одно или несколько технологически однородных изделий. В основе классификации разновидностей стендового производства лежит ряд факторов: число типоразмеров изделий, закрепленных за стендом; способ расположения конструкций на стенде; конструктивные особенности стендовой установки; длительность производственного цикла. По числу закрепленных типоразмеров изделий стендовые установки делятся на специализированные (кассеты для изготовления лестничных маршей и площадок, стенды для производства подкрановых балок, полигональных ферм и т. д.) и универсальные (изготовление различных технологически однородных изделий). На стенде изделия могут располагаться вертикально, горизонтально, последовательно, поштучно, пакетами, что влияет на конструктивные особенности стендовых установок. По своему устройству стендовые установки могут быть стационарными и разборными. Стационарные установки выполняются в виде металлических форм, железобетонных и бетонных форм-матриц с гладкой шлифованной поверхностью. Разборные металлические и железобетонные формы бывают в виде разъемных групповых кассет и форм-стендов. Лотковый стенд отличается от напольного некоторым заглублением по отношению к уровню пола, что дает возможность перекрывать его крышками для прогрева изделий. Заглубление стенда принимается в зависимости от толщины формуемых изделий. По способу армирования стенды бывают двух типов: пакетные и протяжные. Для пакетных стендов арматуру (пучки-пакеты с зажимами на концах) собирают на отдельной установке, а затем переносят и укладывают в захваты стендов или форм. На протяжных стендах арматурную проволоку сматывают с бухт, установленных в одном конце стенда, и протягивают по всей длине до другого упора непосредственно на линии формования. На пакетных стендах целесообразно изготавливать изделия со сравнительно небольшими поперечными размерами и компактным расположением арматуры по сечению. Линейные изделия большой высоты или ширины, имеющие большое поперечное сечение и требующие поштучного или группового заполнения сечения арматурной проволокой, целесообразно изготавливать на протяжных стендах. При стендовом производстве для формования изделий применяют следующие виды оснастки: формы стационарные металлические и железобетонные, предназначенные для формования криволинейных и плоских крупноразмерных тонкостенных конструкций; металлические и железобетонные разборные и неразборные формы; групповые формы-стенды, собранные в пакеты значительной протяженности, служат для производства напряженно-армированных балок, ребристых плит, шпал и т. д.; бетонные стенды с отшлифованной поверхностью для формования разнотипных крупноразмерных конструкций в формах, как с обычным армированием, так и с напряжением арматуры. Длинномерные линейные изделия с напряженным армированием формуют на длинных стендах длиной 75 м и более, а также на коротких стендах, имеющих длину, равную одному изделию, а ширину - двум и более. Длинные стенды применяют для одновременного изготовления нескольких одинаковых изделий в формах, располагаемых одна за другой и образующих единую формовочную линию. На этой линии укладку и натяжение арматуры, а также бетонирование и твердение изделий осуществляют сразу по всей длине стенда.

В курсовом проекте предусматривается  производство пустотных плит настила по агрегатно-поточной технологии. Выбранный способ производства  обоснован следующими причинами:

Агрегатно-поточный способ характеризуется:

• возможностью закрепления за одной поточной линией изделий, различных не только по типоразмерам, но и по конструкции.
• небольшой объем каждой секции камеры позволяет затрачивать минимум времени на загрузку и выгрузку изделий (что создает условия для непрерывной подачи отформованного изделия в камеру твердения).
• технология отличается большой гибкостью и маневренностью в использовании технологического и транспортного оборудования, в режиме тепловой обработки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 - Технологическая схема производства изделий пустотных плит настила

 

1.4.1 Доставка  сырьевых материалов. Приготовление бетонной смеси

 

Технологический процесс производства железобетонных изделий, в том числе многопустотных панелей перекрытий, складывается из последовательно выполняемых операций: подготовки материалов; приготовления  бетонной смеси; армирования изделия; формования, тепловлажностной обработки; отделки лицевой поверхности изделий; контроля качества.

Большинство операций по подготовке исходных материалов (дробление, промывка заполнителя и  др.) обычно осуществляется на горнорудных  предприятиях. На заводах сборного железобетона организуется лишь их приемка, хранение необходимого запаса и в  случае необходимости активация  лежалых цементов и подогрев заполнителей в зимнее время.

Цемент на заводы железобетонных изделий поступает  в железнодорожных цементовозах – цистернах грузоподъемностью 60 т, которые позволяют предотвратить  потери цемента от  распыления  обеспечить пневматическую разгрузку  его в приемные устройства на высоту 10…12 м и на расстояние по горизонтали  до 50 м. Цемент хранят в силосах с конусообразным днищем, в центре которого находится разгрузочное устройство. Днище силосов выполняют двойным, выложенным с внутренней стороны аэроплитками, под которые подают сжатый воздух, на допускающий слеживания вяжущего и обеспечивающий вытекание его из силоса при разгрузке. Вместимость силосов составляет 250…500 т, диаметр – 3…5 м. Нормируемый запас цемента рассчитывают на 7…10 суток. Выдача цемента из силосов производят через боковые или донные пневматические разгруживатели и нижние аэрожолоба. На рисунке 3 приведена схема унифицированного типового прирельсового склада цемента с комплексной механизацией и автоматизацией складских операций.

Выгрузку  прибывающих на склад заполнителей производится с  применением стационарной разгрузочной машины Т -182 А (рис. 4).  Заполнители хранят на силосных складах, т.к. открытые склады не обеспечивают хорошей сохранности заполнителей. К хранению заполнителей на складах предъявляют ряд требований. Тип склада, запас заполнителей, применяемое оборудование должны гарантировать бесперебойную круглогодичную работу завода. Необходимо обеспечить раздельное хранение заполнителей по видам, размеру зерен и сортам в отдельных емкостях. Силосные склады наиболее экономичны, т.к. они отличаются более высокими показателями использования полезного объема (90%), а также меньшими удельными капитальными вложениями и численностью обслуживающего персонала.

Подготовка  заполнителя, как правило, производится на месте их добычи и переработки  и на заводах они должны поступать  чистыми и разделенными по размерам зерен.

 

 

Рисунок 4 – Механизированный прирельсовый склад цемента

1 – вакуум-разгрузчик  цемента; 2 – бункера приемных  устройств; 3 – цементопровод;

4 – эрлифт; 5 – двухходовой переключатель; 6 – рукавный фильтр; 7 – соединительная  труба; 8 – пневморазгрузчик донной выгрузки с дистанционным управлением; 9 – аэрожелоба; 10 – винтовой пневматический насос.

Рисунок 5 – Стационарная машина Т – 182 А для разгрузки                       заполнителей

1 – станина; 2 – рабочий орган – штанга (хобот); 3 – отвальный щиток, сгребающий  заполнитель с платформы; 4 – железнодорожная  платформа с откидными бортами; 5 – приемное устройство; 6 – наклонный  ленточный транспортер

В зимнее время необходима подготовка заполнителей путем оттаивания и подогрева, осуществляемых по одно– или двухступенчатой схемам. В первом случае материал подогревают непосредственно на складе заполнителей в специальных бункерах или в сушильных барабанах. Во втором оттаивание производят на складе заполнителей, а подогрев – в бункерах смесительного отделения. Для крупных заполнителей распространен одноступенчатый подогрев, для песка – двухступенчатый. Обогрев заполнителей осуществляется обычно контактным способом с помощью пара, циркулирующего в трубах, размещаемых внутри штабеля заполнителей или в бункерах. Более эффективен конвективный нагрев заполнителей в сушильных барабанах.

Основными технологическими операциями приготовления  бетонной смеси являются дозирование  исходных материалов и их перемешивания.

Дозирование материалов. Важным технологическим  переделом является дозирование, т.е. отмеривание определенного количества материалов на один замес бетоносмесителя. От точности дозирования зависит соответствие фактического состава бетона заданному, постоянство, состава в разных замесах, а также качество бетонной смеси и бетона. Дозирование сыпучих материалов для бетонной смеси производят по массе. Погрешность дозирования не должна превышать: для цемента, воды - 2%, для заполнителей  - 2,5%.

Дозирование материалов производят дозаторами периодического действия. Дозаторы цемента и заполнителей располагают под выходными течками  отсеков расходных бункеров, а  дозатор воды – на специальных  опорах. Продолжительность цикла  взвешивания материала составляет 35…45 с. Дозаторы оснащают автоматическим управлением. Они отличаются высокой  точностью дозирования, малой продолжительностью цикла взвешивания, легкостью управления. Автоматическими дозаторами управляют  с центрального пульта. Необходимо учитывать, что автоматизация дозирования  эффективна только при постоянстве  свойств дозируемых материалов (крупности, гранулометрического состава, содержания влаги).  Дозаторы с автоматическим управлением применяются в комплекте  и побираются под тип бетоносмесителя. Комплект дозаторов серии АДУБ (автоматические дозаторы установок бетона) представлены на рис. 6 и 7.  

 

      

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

Рисунок 6 – Весовой автоматический дозатор для заполнителей

 

1 – рама  для крепления дозатора к расходному  бункеру;  2 – рычажная система  с подвесками; 3 – течки расходных  бункеров с секторными затворами; 4 – пневмоцилиндры; 5 – весовой мерник (дозатор); 6 – разгрузочное отверстие в дозаторе с затвором; 7 – циферблатная головка весоизмерительного устройства.

 

 

 

Рисунок 7 – Автоматические весовые дозаторы АДУБ:

а – дозатор  для цемента; б – дозатор для  жидкостей

 

Перемешивание. Поскольку бетонная смесь является многокомпонентной системой, качество ее во многом определяется качеством  перемешивания. Основная задача перемешивания  – гомогенизация составляющих смесей.

В процессе перемешивания материалы равномерно распределяются во всем объеме, зерна  цемента и заполнителя смачиваются  водой. В результате получается однородная масса, свойства которой в любом  месте одинаковы. Чтобы добиться этого, зерна материалов при перемешивании  должны совершать движение по многократно  пересекающимся между собой сложным  траекториям, преодолевая силы внутреннего  трения, силы сцепления между зернами, сопротивление смеси сдвигу, а  также силы тяжести.

Перемешивание осуществляется в специальных аппаратах  – смесителях, конструкция которых  зависит от типа смеси и требуемой  производительности.

Для приготовления  жестких бетонных смесей, применяемых  на большинстве железобетонных заводах, необходимо использовать бетоносмесители принудительного действия (рис.8). Перемешивание в них осуществляется по более сложным траекториям, что повышает однородность смеси, а следовательно прочность бетона и позволяет снизить расход цемента.

 

 

 

Рисунок 8 – Бетоносмеситель принудительного действия с противоточным

                     перемешиванием компонентов.

1 — основание; 2 — смесительная чаша; 3 — смесительное  устройство; 4 — рама; 5 — привод; 6 — вертикальный вал; 7 — вал; 8 — ковш; 9 — угольник; 10 — механизм  управления скиповым подъемником; 11 — вододозирующая система; 12 — направляющие швеллеры скипового подъемника; 13 — разгрузочное устройство.

При перемешивании  материалов в смесителях периодического действия в смеситель сначала  подают 15…20% воды от общего количества, требуемого на замес,  затем загружают  одновременно цемент и заполнители, продолжая доливать остальную воду.

Большое влияние на качество перемешивания  оказывает время его продолжительности. Продолжительность перемешивания  зависит от подвижности бетонной смеси и вместимости бетоносмесителя. Чем меньше подвижность бетонной смеси и больше полезный объем бетоносмесителя, тем больше  длительность перемешивания.

Транспортирование бетонной смеси. Транспортирование  бетонной смеси к месту формования изделий должно быть максимально  механизировано, а число перегрузок – сокращено до минимума. Способ транспортирования должен обеспечивать сохранность однородности и подвижности  бетонной смеси. Потери подвижности  бетонной смеси при транспортировании не должны превышать 50% - при подвижности смеси 8 см; 30% - при подвижности смеси более 8 см.

При заводском  изготовлении железобетонных конструкций  бетонную смесь транспортируют ленточными конвейерами, раздаточными вагонетками  или самоходными бетонораздатчиками, бетоноукладчиками.

Наиболее  распространены бетонораздатчики – самоходные бункера, которые принимают бетонную смесь из бетоносмесителя и транспортируют ее к месту укладки с выдачей в форму, но без распределения смеси в форме. Этот способ транспортирования обеспечивает сохранение однородности и наименьшее расслоение бетонной смеси, т.к. исключает лишние перегрузки. Бетоноукладчики же не только транспортируют бетонную смесь, но и распределяют смесь в форме.

Напряженное армирование. Особенностью изготовления напряженных конструкций является введение дополнительной операции –  натяжения арматуры, что отражается на конструкции самой арматуры, характере  используемых форм и стендов, метода армирования.

По способу  укладки различают два вида напряженного армирования: линейный с применением  стержней определенной длины непрерывный, при котором арматурную нить навивают на штыри или другие приспособления, фиксирующие ее положение. Различают  также два основных способа натяжения  арматуры: механическое с помощью домкратов и других натяжных машин; электротермический с нагревом арматурных элементов электрическим током, после чего формы, закрепленные на жестких упорах, остывают, сжимаются и в них возникают необходимые напряжения.