Технология производства монолитного железобетона

Производство железобетонных изделий (ЖБИ) в промышленных масштабах осуществляется на заводах или полигонах. Заводы – это предприятия, на которых основные техпроцессы проходят в крытых цехах. На полигонах, в закрытых помещениях, выполняют только часть технологических мероприятий. Большинство операций – формование, сушку, финишные работы – осуществляют либо на открытых площадках, либо в специализированном оборудовании, находящемся на открытом пространстве. Существует три основных способа производства железобетонных изделий: поточно-агрегатный, конвейерный, стендовый, разновидностью которого является кассетный.

Ассортимент ЖБИ

Технология производства ЖБИ выбирается в соответствии с их типами и размерами. В строительстве и архитектуре наиболее востребованы следующие разновидности:

• ФБС – фундаментные блоки сплошные. Применяются для сооружения сборных фундаментов и обустройства подвальных помещений. Крупные габариты блоков значительно сокращают сроки строительства.
• Стеновые панели – одно- и многослойные. Изготавливаются из легких и тяжелых бетонов.
• Плиты перекрытий. Эти изделия используются для устройства межэтажных перекрытий. В процессе эксплуатации они испытывают серьезные нагрузки, поэтому при производстве такой продукции применяют только высокопрочные бетоны и арматурные стержни. Плиты могут изготавливаться с внутренними пустотами.
• Дорожные плиты. Используются при устройстве взлетно-посадочных полос и дорожных полотен.
• Железобетонные сваи. Изделия востребованы при устройстве свайных фундаментов на проблемных грунтах.
• Бетонные опоры и заборы. Такая продукция популярна в частном домостроении, поэтому ее производством массово занимаются представители малого бизнеса.
• Декоративные элементы, применяемые для отделки фасадов и украшения ландшафта.

Помимо вышеперечисленных изделий, на заводах и полигонах изготавливают и другие виды ЖБИ, такие как: кольца для колодцев, бортовые камни, лотки для ливневых систем, осветительные опоры, трубы, клумбы, урны, цветочницы и прочие.

Понятие о монолитном и сборном бетоне и железобетоне

Понятие о монолитном и сборном бетоне и железобетоне

В современном строительстве из бетона и железобетона изготавливают основные конструкции промышленных, гражданских, сельскохозяйственных и жилых зданий и сооружений, а также возводят гидротехнические сооружения, устраивают покрытия дорог и аэродромов и т. д. Массовое применение бетона и железобетона во всех отраслях строительства объясняется их преимуществом перед другими материалами: срок службы конструкций в большинстве случаев значительно больший, чем конструкций из металла, дерева и других материалов; большая часть (до 90%) материалов (заполнители, вода), употребляемых для приготовления бетона и железобетона, является местными, в связи с чем стоимость конструкций невысока; используя различные исходные материалы и способы изготовления, можно получить бетон и железобетон с различными физико-механическими показателями; из бетона и железобетона возможно изготовление изделий любых размеров и форм (тонкостенных и крупноразмерных) оводов, оболочек и т. д.

В современном строительстве применяют монолитные бетонные и железобетонные конструкции, возводимые непосредственно на месте их размещения в зданиях и сооружениях согласно проекту, и сборные, изготовляемые на предприятиях или строительных площадках и монтируемые на строительном объекте.

Изготовление монолитных конструкций, осуществляемое на открытом воздухе на вновь осваиваемой территории и зачастую на большой высоте, требует значительных затрат труда и расхода материалов для возведения опалубки, подмостей и других приспособлений. Процесс бетонирования в условиях строительной площадки трудно механизировать и автоматизировать. Кроме того, в зимнее время производство монолитных конструкций связано с серьезными трудностями (подогревом смеси и т. д.).

Производство сборных конструкций в заводских условиях за счет полной механизации и автоматизации технологического процесса позволяет значительно снизить расход материалов (в том числе и на опалубку), трудоемкость изготовления, повысить качество конструкций, а также намного сокращает сроки производства работ на строительной площадке и создает условия для ритмичного строительства в течение всего года независимо от климатических условий, что в конечном итоге приводит к снижению стоимости строительства.

Кроме несомненных достоинств сборные железобетонные конструкции имеют и ряд недостатков. Так, удельный расход арматуры у сборных элементов в ряде случаев больше, чем у монолитных, Объясняется что дополнительными затратами металла на установку специальной арматуры, предназначенной для восприятия напряжений, которые могут возникнуть при перевозке и монтаже, а также для соединения сборных конструкций между собой. При организации выпуска сборных конструкций требуются значительные капиталовложения, необходимые для строительства специальных предприятий, оснащенных сравнительно сложным металлоемким и энергоемким оборудованием.

Принципиальная схема изготовления ЖБИ

Основные этапы процесса изготовления железобетонных изделий:

• сборка арматурных плоских или объемных каркасов точечной сваркой или связыванием;
• производство бетонной смеси;
• формование ЖБ продукции;
• термическая и влажностная обработка продукции;
• декоративная отделка поверхности.

В зависимости от типа и назначения ЖБИ, могут осуществляться дополнительные мероприятия, например укладка утеплителя при формовании или сборке элементов.

Изготовление

Любой производственный процесс разбивается на несколько стадий. Это приготовление собственно бетонов, монтаж армирующего каркаса, формование изделия, обработка при соответствующей температуре и влажности и, при необходимости, облицовочные работы. Очередность стадий меняется в зависимости от типа изготавливаемой конструкции.

В чем состоит технология изготовления железобетона, монолитного бетона, предварительного напряженного железобетона на заводе, читайте далее.

Технология производства железобетона

Выделяют 3 основных метода изготовления. Из них агрегатно-поточный и конвейерный относят к категории производства в переносных формах, а стендовый – к изготовлению без переносных форм. Новая технология, предполагающая формование всего изделия целиком на прокатном стане, распространена еще недостаточно.

О том, что собой представляет экструзия, как метод для производства железобетона, расскажет следующий видеосюжет:

Агрегатно-поточный способ

Агрегатно-поточный – суть метода в расчленении всего процесса производства на несколько различных операций. Изделие передвигается от одного агрегата к другому в произвольном порядке, обусловленном их способом изготовления и задерживается на каждом посту – агрегатном узле линии, для совершения операции. Время задержки разное: для смазки формы, например, требуется лишь несколько минут, а для отвердения нужно несколько часов.

Безусловное достоинство метода в возможности одновременно изготавливать разнотипные изделия. Каждое из них – свая, блок фундамента, безнапорная и напорная труба и прочее, перемещаются только к тем постам, которые требуются для изготовления, не мешая друг другу.

В общем, схема производства одинаковая: смазывание формы, размещение арматуры – сетки, прутков и балок необходимого диаметра, заливка и отвердение бетона. Для разных изделий используются разные формы.

Может потребоваться и дополнительное оборудование.

• Так, при изготовлении безнапорных труб необходимы виброплощадки для уплотнения бетона в конструкциях.
• И для производства напорных – специальные установки для осуществления спирально-поперечного армирования.

Конвейерный метод

Здесь используются те же самые операции, но перемещение изделий по линии строго регламентировано. Последовательность четко соблюдается, а скорость подачи зависит от времени операции. Конвейерный метод требует полной синхронизации, здесь без комплексной механизации каждого этапа обойтись нельзя.

Как правило, параллельно линии формирования – то есть, смазка формы, укладка арматуры и заливка бетоном, организуют линию термовлажностной обработки. Изделие двигается в обратном направлении, проходя через специальные камеры, значительно ускоряющие процесс отвердения бетона.

Очевидно, что такой метод отличается очень высокой продуктивностью и позволяет в максимальной степени автоматизировать производство. Недостаток его – в специализации: линия рассчитана на изготовление типового изделия. Чаще всего конвейерным методом производят стеновые панели для зданий.

Стендовый способ

Отличительная его черта – неподвижность формы. Изделие не перемещается по линии, наоборот, технологическое оборудование подается к неподвижной форме – стенду. Таким образом с помощью одной, по сути, линии, изготавливаются разнотиповые изделия. Каждая такая форма предназначена для одного или нескольких очень похожих изделий.

По типу продукции стенды разделяют на специализированные – для изготовления лестничных маршей, например, или подкрановых балок, и универсальные, в которых производят несколько однотипных моделей. Сами стенды могут быть разборными или стационарными.

Кассетный метод – разновидность стендового, выделяют в отдельную группу. Основой линии служат разъемные металлические стенды разной формы. В них укладывается арматура, заливается бетоном соответствующей марки и оставляется до отвердения. Кассетный метод позволяет организовать изготовление блоков очень большой длины.

Этот метод, как и вышеописанные, позволяет получить сборный и сборно-монолитный железобетон. Изготовление же монолита осуществляется прямо на площадке.

Об оборудовании, различных установках для сверления отверстий в железобетоне, читайте далее.

Оборудование

Оборудование для изготовления железобетонных изделий разделяется на два вида: формы и обслуживающая техника. Непременный участник производства – механизированный транспорт: тележечные конвейеры, перемещающиеся по рельсовым путям.

Технологическая линия в общем виде включает в себя следующие элементы.

• Формовочный агрегат – формы используются металлические, самой разной конфигурации, так как из бетона получают сложные криволинейные конструкции.
• Агрегаты для заготовки арматуры – резка, и натяжения. Последний может быть механическим или с электрически нагревом. Степень натяжения определяется параметрами изделия.
• Формоукладчик – пост, на котором бетонораздатчик укладывает и уплотняет бетонную смесь.
• Виброплощадка для большего уплотнения материала или, наоборот, образования пустот, как, например, при изготовлении многопустотных панелей.
• Камеры твердения – щелевого, ямного или многоярусного типа, для тепловой обработки бетона.

Кроме того, линия может включать ряд других агрегатов, необходимых для производства тех или иных изделий. Например, при изготовлении напорных труб потребуется также установки по изготовлению П-образных скоб, аппарат для их зажима, пост гидропрессования, агрегат для изготовления разделительной полосы и прочее.

Технологические линии разного типа могут комбинироваться. Так, при производстве внутренних панелей более удобным и выгодным оказывается кассетно-конвейерный метод.

О том, как пробурить отверстие в железобетоне, читайте в следующем разделе.

Более подробно об оборудовании для производства железобетона расскажет следующее видео:

Защита железобетонных конструкций полимерными материалами[ | ]

Для защиты железобетонных конструкций применяются специальные полимерные составы, позволяющие изолировать поверхностный слой железобетона от негативных влияний внешней среды (химические агенты, механические воздействия). Для защиты железобетонного основания применяют различные типы защитных конструкций, позволяющих модифицировать эксплуатационные свойства минеральной поверхности — увеличить износостойкость, уменьшить пылеотделение, придать декоративные свойства (цвет и степень блеска), улучшить химическую стойкость. Полимерные покрытия, наносимые на железобетонные основания, классифицируют по типам: обеспыливающие пропитки, тонкослойные покрытия, наливные полы, высоконаполенные покрытия.

Другой метод защиты железобетонных конструкций заключается в покрытии арматуры фосфатом цинка.[8] Фосфат цинка медленно реагирует с коррозирующим химикатом (например, щёлочью) образуя устойчивое апатитное покрытие.

Для защиты железобетонных конструкций от воздействия воды и агрессивных сред также применяется проникающая гидроизоляция, которая модифицирует структуру бетона, увеличивая его водонепроницаемость, что предотвращает разрушение бетонных конструкций и коррозию арматуры.

Производство ЖБИ стендовым способом

Существует несколько способов производства качественных железобетонных изделий в условиях стационарного завода или мобильного полигона. Одним из самых востребованных является стендовый метод. Он отличается повышенной эффективностью при изготовлении высокопрочных предварительно-напряженных конструкций. При стендовом производстве ЖБИ элементы формуются в стационарных неподвижных формовках. Длительность технологического процесса прямо зависит от сроков выдерживания изделия на стенде – там ЖБИ приобретают необходимую прочность перед отгрузкой на складские площадки.

Особенности стендового изготовления ЖБИ

Главной особенностью стендовой технологии является проведение формовки и тепловлажной обработки изделия в стационарных формах или на специализированных стендах. Метод обеспечивает повышенную эффективность при производстве массивных крупногабаритных изделий, в том числе: стропильных и подкрановых балок, ферм, плит типа КЖС и т.д. На всех этапах работ формуемые изделия остаются в стационарном положении, производственное оборудование самостоятельно перемещается от одной формы к другой – это снижает энергозатраты в процессе производства, уменьшает количество операций грузоподъемных механизмов и облегчает работу операторов. Также технология предусматривает возможность закрепления за каждым стендом одного или нескольких технологически однотипных изделий. В зависимости от количества предусмотренных типоразмеров на стенде, производственные установки можно разделить на несколько специализированных категорий, в том числе:

• Универсальные – позволяют изготавливать различные технически однотипные изделия;
• Специализированные – предназначены для производства типовых изделий: полигональных ферм, лестничных площадок и маршей, подкрановых балок и т.д.

Производство ЖБИ по стендовой технологии предусматривает установку изделий в различных плоскостях и с разным уровнем плотности размещения: вертикально, горизонтально, пакетами, последовательно. Стенды могут быть полностью стационарными или разборными. Последние являются универсальными – их можно перемещать, в зависимости от объемов производства и других производственных потребностей.

Преимущества производства ЖБИ стендовым способом

Несмотря на то, что стендовая технология производства ЖБИ изделий предусматривает менее рациональное использование производственных площадей, в сравнении с агрегатно поточным и конвейерным методом, она имеет целый ряд преимуществ, недоступных для конкретных технологий:

• Универсальность – позволяет выпускать качественные изделия, без их перемещений в процессе производства. В конструкцию стенда вмонтированы вибраторы, обеспечивающие уплотнение бетонной смеси, а также паровые регистры, повышающие скорость формирования;
• Минимальные трудозатраты – оператору не нужно прикладывать значительных усилий в процессе производства;
• Производство любой сложности – обеспечивает возможность производства изделий любых габаритов и сложности. В процессе производства могут использоваться формы для производства криволинейных, плоских крупноразмерных и других изделий.

Технология производства ЖБИ изделий стендовым методом включает следующие этапы работ: смазку поверхности формы масляной эмульсией, укладку арматурного каркаса, заливку бетонной смесью, работу вибраторов (для равномерного распределения и выравнивания смеси), подачу пара в паровые регистры (для ускорения процесса формирования и затвердевания изделия).

Где купить оборудование для производства ЖБИ изделий стендовым способом?

Производственное предприятие ИНТЭК специализируется на выпуске технологических линий по производству ЖБИ стендовым методом. Мы предлагаем полноценные производственные линии и отдельные комплектующие к ним: от смазок для форм ЖБИ, бетоноукладчиков и грузоподъемных механизмов, до приборов проверки прочности бетонных изделий и станков для работы с арматурой – это позволяет создавать полностью новое производство или модернизировать уже действующие. В компании ИНТЭК работают выездные бригады шеф-монтажа, выполняющие работы по доставке, монтажу и пуско-наладке оборудования – это дает возможность нашим клиентам приобрести уже готовое к производству оборудование со сборкой и наладкой на собственной площадке. Также представители ИНТЭК проводят обучение персонала для работы на нашем оборудовании.

Необходима развернутая консультация от профильных специалистов или помощь в выборе оптимального решения под ваше производство?

Обратитесь к менеджерам ИНТЭК и получите помощь квалифицированных специалистов!

История[ | ]

• В 1829 году английский инженер Фокс реализовал армированное металлом бетонное перекрытие.
• В 1849 году во Франции Ламбо построил лодку из армоцемента.
• В 1854 году У. Б. Уилкинсон в Англии получил патент на огнестойкое железобетонное перекрытие.
• В 1861 году во Франции Ф. Куанье[en] опубликовал книгу о 10-летнем опыте применения железобетона, а в 1864 году он построил церковь из железобетона.
• В 1865 году У. Б. Уилкинсон построил в Англии дом из железобетона.
• В 1867 году Ж. Монье, которого часто считают «автором» железобетона, получил патент на кадки из армоцемента.
• В 1868 году Ж. Монье построил железобетонный бассейн, а с 1873 по 1885 годы получил патенты на железобетонный мост, железобетонные шпалы, железобетонные перекрытия, балки, своды и железобетонные трубы.
• В 1875 году Ж. Монье построил перекинутый через ров замка маркиза де Тилиэра во французском городке Шазле первый пешеходный железобетонный мост длиной 16 м и шириной 4 м[3].
• В 1877 году первая книга по железобетону опубликована Т. Хайэттом[en] в США.
• В 1884 году профессор механики И. Баушингер и инженер Г. А. Вайс[de] выполнили в Германии первые широко поставленные исследования для изучения особенностей работы железобетонных конструкций[3].
• С 1884 по 1887 годы в Москве осуществлялось применение железобетона при устройстве плоских перекрытий, сводов, резервуаров. В это же время проводились испытания конструкций, были реализованы железобетонные перекрытия по металлическим балкам.
• В 1886 году в США П. Джексон подал заявку на патент на использование преднапряжения арматуры при строительстве мостов.
• В 1886—1887 годах инженер М. Кёнен[de] в Германии разрабатывает первый способ расчёта железобетонных конструкций.
• В 1888 году патент на преднапряжение получен в Германии В. Дерингом, в 1896 году в Австрии И. Манделем, в 1905—1907 годах в Норвегии И. Лундом, в 1906 году в Германии М. Кененом.
• В 1891 году в России профессор Н. А. Белелюбский завершает пятилетний цикл широкомасштабных исследований железобетонных плит, балок, арок и мостов[3]. В этом же году выходит книга инженера Д. Ф. Жаринцева «Слово о бетонных постройках», а в 1893 году — «Железобетонные сооружения».
• С 1892 по 1899 годы во Франции Ф. Геннебиком реализовано более 300 проектов с применением железобетона.
• В 1895 году на втором съезде зодчих в России выступает А. Ф. Лолейт, создавший впоследствии основные положения современной теории железобетона.
• В 1899 году инженерный совет министерства официально разрешает применять железобетон в России.
• В 1904 году в Германии и Швеции появились первые нормы по проектированию и применению железобетонных конструкций, позже, в 1906 году — во Франции, а в 1908 году — в России.
• В 1908 году в Ливерпуле начато строительство Royal Liver Building
  — одного из первых высотных (98 м) железобетонных зданий в мире.

В 1912 построена первая в России железобетонная конструкция — Рыбинская каланча.

• В 1913—1916-е годы в России построена первая железобетонная Церковь Спаса Нерукотворного Образа в Клязьме[4].

Развитие теории железобетона в России в первой половине 20 века связано с именами А. Ф. Лолейта, А. А. Гвоздева, В. В. Михайлова, М. С. Боришанского, А. П. Васильева, В. И. Мурашева, П. Л. Пастернака, Я. В. Столярова, О. Я. Берга и других.

В XX веке железобетон стал наиболее распространённым материалом в строительстве (см. Пьетро Нерви) и сыграл значительную роль в становлении таких направлений архитектуры, как модернизм и функционализм.