3 Составление и описание технологической схемы

Технологическая схема производства предварительно напряженных плит для аэродромных покрытий 1П60.35-30АIV приведена на рисунке 5.

Чистка форм и элементов бортоснастки

Сборка форм

Закрывание замков

Смазка форм и элементов бортоснастки

Сборка форм

Закрывание замков

Сборка форм

Закрывание замков

Складирование арматуры

Установка напрягаемой арматуры и монтажных петель

Фиксирование арматурных элементов

Изготовление монтажных петель

Складирование крупного и мелкого заполнителя цемента

Натяжение арматурных стержней

Укладка и уплотнение бетонной смеси

Изготовление бетонной смеси

Тепловлажностная обработка

Обрезка напрягаемой арматуры

Раскрытие замков и бортовых элементов форм

Кантование

Строповка,перемещение на промежуточный склад,расстроповка

Контроль качества и маркировка

Склад готовой продукции

Складирование добавок

Рисунок 5 – Технологическая схема производства 1П60.35-30АIV

Определение вида форм и упоров для напрягаемой арматуры.

Для производства дорожных плит 1П60.35-30АIV были приняты силовые формы-вагонетки, отвечающие требованиям ГОСТ 25781-94. Эти формы одноместные с откидными продольными и торцевыми бортами и с вилочными упорами для верхнего и нижнего рядов напрягаемой арматуры. Формы должны обеспечивать получение изделий заданной конфигурации с размерами в пределах допускаемых отклонений.

По ГОСТ 25781 конструкция форм должна обеспечивать:

- изготовление изделий с необходимой точностью в пределах допусков на изделия, установленных для них стандартом, техническими условиями и рабочими чертежами;

- жесткость конструкции, ограничивающую деформации от статических и динамических нагрузок и технологических воздействий, превышающие установленные стандартом и технической документацией на форму;

- увязку с оборудованием и механизмами для транспортирования и распалубки форм, устройствами для укладки, уплотнения и разравнивания бетонной смеси, натяжения арматуры и др.;

- надежность и удобство захвата форм и съемных сборочных единиц грузоподъемными приспособлениями;

- надежную фиксацию сборочных единиц в проектном положении (отклонения допускаются в пределах, установленных стандартом);

- свободное без заеданий открывание и закрывание бортов;

- съем готовых изделий без их повреждения.

Двухрядные упоры (рис. 6), фиксирующие напряженную арматуру в проектном положении, должны изготовляться из стали Ст3. Съемные элементы упоров и захватов должны изготовляться из стали с механическими характеристиками не ниже чем у стали Ст45 или стали Ст40Х с последующей термической обработкой. Твердость поверхностей деталей форм, воспринимающих усилия от натяжения арматуры, должна быть в пределах 35...45 HR.

1

3

4

1 – защитная пластина; 2 – двухрядный упор; 3 – напрягаемая арматура; 4 – силовая форма.

Рисунок 6 - Схема двухрядного упора

Допускаемые предельные отклонения расстояния между упорами зависят от этого расстояния Lу: при Lу=5…6,5 м, отклонение 0…-2 мм.

Продольные борта форм – откидные, крепятся к поддону формы на шарнирах.

Поперечные борта форм с упорами, расположенными вне габаритов изделия, должны иметь прорези для пропуска натянутой продольной арматуры с минимальным зазором для уменьшения вытекания цементного молока. Борта могут откидываться на шарнирах, при сборке они должны чётко фиксироваться и закрепляться замками между продольными и поперечными бортами.Предельное отклонение размеров между опорными поверхностями упоров для натяжения арматуры от номинальных в силовых формах (поддонах) не должны превышать, при расстоянии между упорами до 6500 мм, предельное отклонение _у=2 мм.

Прогиб (выгиб) формы в загруженном состоянии не должен превышать половины допуска на искривление нижней (в положении формования) плоскости изделия и быть не более 1/1500 длины формы. Сближение упоров формы при последовательном натяжении арматуры на них не должно превышать 0,0004 номинального размера между упорами. При групповом натяжении и групповом отпуске одновременно всей арматуры допускаются продольные деформации до 0,0006 номинального размера.

Средний ресурс форм до капитального ремонта должен быть не менее 550 циклов, установленный ресурс – не менее 320 циклов. В силовых формах должны быть предусмотрены ограждающие устройства для защиты обслуживающего персонала в случае обрыва напрягаемой арматуры.

Для силовых форм нагрузка от усилия натяжения арматуры является основной. Поэтому эти формы следует, по возможности, проектировать с подобранным положением центральной плоскости. Это позволяет снизить эксцентриситет приложения силы натяжения арматуры и уменьшить деформацию формы. При расчете силовой формы, если предусмотрено изготовление в ней изделий с различным армированием, учитывают усилие натяжения, соответствующее изделию с наибольшим усилием предварительного натяжения.

Для снижения деформаций кручения формы рекомендуется трехточечная схема опирания. Деформации свободного угла формы при диагональном опирании на должны превышать 6…20 мм.

Для обеспечения высокого качества изготовляемых изделий и для продления срока эксплуатации форм и формовочного оборудования необходимо содержать в чистоте формы. Для очистки форм и поддонов применяют машины, рабочими органами которых являются цилиндрические щетки из стальной проволоки, абразивные круги и инерционная фреза из металлических колец. Машины с относительно мягкими металлическими щетками применяют после каждого цикла формования. Остатки бетона убираются приспособлениями пылесосного типа.

Пост смазки форм.

Смазка форм происходит на стационарной установке, разбрызгивающую смазку сжатым воздухом. В качестве смазки используется обратная эмульсия ВК-1. Для получения обратной эмульсии готовится насыщенный раствор гидрата окиси кальция с содержанием СаО не менее 0,9 г/л, для чего используется известь-пушонка или известковое тесто с температурой раствора 55-60 ^оС. Загашенная известь должна отстояться для отделения не растворившихся частиц.

Готовить эмульсию необходимо в закрытых смесителях со скоростью вращения вала (горизонтального или вертикального) 40-100 об/мин.

При меньшей скорости значительно увеличивается время перемешивания, при большей – смазка получается слишком густой.

Для приготовления смазки в смеситель заливается отмеренное количество эмульсола, агрегат включают и постепенно в течении 20-30 минут вливают дозированное количество ранее приготовленного насыщенного раствора гидроокиси кальция. Перемешивают до получения однородной массы, т.е. до полного поглощения эмульсолом раствора Са(ОН)₂.

Обратная эмульсия не смывается водой, поэтому при её использовании для повышения качества поверхности ж/б изделий может применяться водная пластификация. Обратная эмульсия долго хранится без расслоения – до 7 суток, хорошо смачивает металлические поверхности любой высоты и наклона, однако может расслоиться при перекачке по трубам или закупорить их при сильном охлаждении.

Эмульсол ВК-1 относится к горючим продуктам, при его загорании следует применять пенные или углекислые ручные огнетушители, а также песок или кошму. Эмульсол является малотоксичным продуктом, отравления им маловероятны. Эмульсии, приготовленные на основе эмульсола ВК-1, не горючи, малотоксичны.

Работа с эмульсиями должна осуществляться рабочими в комбинированных рукавицах (из хлопчатобумажных и прорезиненных тканей) и в спецодежде.

Храниться эмульсол может при любой температуре в течение 1 года, свойства его при этом обратимо нарушаются из-за расслоения компонентов. Для полного восстановления свойств эмульсола, перед применением его следует тщательно перемешивать.

Приготовленную эмульсию необходимо хранить при положительной температуре среды, т.к. при минусовой температуре смазка замерзает и превращается в лед. Если смазка все же замерзла, ее необходимо разморозить, эмульсия при этом восстанавливается после механического перемешивания, но становится неустойчивой при последующем хранении. Использование такой смазки требует осторожности: для обеспечения требуемых эксплуатационных свойств ее перед применением необходимо тщательно перемешивать до получения однородной по всей массе эмульсии.

Обратная эмульсия приготовляется в бетоносмесительном цехе и по трубопроводам подается на пост смазки. Эмульсионные смазки можно наносить на холодные и горячие поверхности формы. Расход смазки – 200…300 г/м². Толщина плёнки смазки на вертикальной поверхности составляет около 100 микрон и не изменяется в течении 1 часа.

Сборка форм.

Откидные борта к поддонам крепят при помощи трубчатых или пластинчатых шарниров. Продольные и поперечные борта форм соединяют между собой замками натяжного типа, так как они обеспечивают плотное соединение бортов и не раскрываются при действии вибрации. Борта имеют прорези для установки монтажно-стыковых изделий. Торцевые борта имеют прорези для пропускания напрягаемых арматурных стержней. Эти прорези прикрываются рубероидом во избежание утечки цементного молока. Для закрепления напрягаемой арматуры устраивают упоры, которые должны обеспечивать легкую установку арматурных элементов.

Установка напрягаемой арматуры, монтажных петель,скоб и их фиксирование.

От положения арматурных элементов в форме зависят прочностные показатели железобетонных изделий и их долговечность.

Расстояние между арматурными изделиями и арматурными элементами, а также между стенками форм и арматурными изделиями должно обеспечивать проход бетонной смеси, кроме того, необходимо соблюдать требуемую величину защитного слоя бетона.

Для продольной несущей напрягаемой арматуры в плитах 1П60.35-30АIV толщина защитного слоя должна составлять не менее 15 мм.

Для обеспечения толщины защитного слоя широко используют различные фиксаторы арматурных изделий. Фиксаторы из цементно-песчаного раствора применяют в виде подкладок без прикрепления к арматуре.

Согласно рисунку 4 армирование производят следующим образом:

-монтажно-стыковые петли П-1и скобы Ск1 вставляются в соответствующие прорези бортов;

-укладываются 22 напряженных продольных стержней с предварительно установленными на каждом конце стержня спиралями;

-производят натяжение продольных стержней на 105%;

- укладываются 18 напряженных поперечных стержней в два ряда с предварительно установленными на каждом конце стержня спиралями;

-производят натяжение поперечных стержней на 105%

Натяжение напрягаемой арматуры осуществляется механическим способом.

Для натяжения механическим способом применяют гидравлические и винтовые домкраты, намоточные машины.

Пост формования

Бетонная смесь подается к посту формования адресной подачей бадьей в бетоноукладчик. Бетонная смесь укладывается в форму бетоноукладчиком.

Используется бетонная смесь с маркой по удобоукладываемости Ж1, что соответствует показателю жесткости 5-10 секунд.

Как правило для формования преднапряженных изделий и конструкций используют вибрационные методы уплотнения бетонной смеси, но допускаются и другие методы формования после производственной проверки их эффективности.

При массовом производстве применяют виброплощадки, вибробалки, прикрепляемые к бортам форм, вибропоршневые установки, вибровкладыши для пустотных изделий, скользящую виброопалубку, вибропротяжные устройства и виброштампы.

В нашем производстве для уплотнения бетонной смеси выбираем ударно-вибрационную площадку с частотой колебаний 24,5 Гц.

Согласно СНиП 3.09.01-85 необходимо применять виброплощадки.

Виброплощадки без пригрузов рекомендуется использовать для формования из тяжелого бетона плитных и линейных конструкций высотой не более 450 мм.

Формование изделий должно осуществляться в формах, жестко закрепленных на виброплощадках. Частота колебаний виброплощадки должна находиться в пределах 3000 + 200 кол/мин при амплитуде колебаний 0,5 + 0,1 мм. Продолжительность уплотнения бетонной смеси на виброплощадках должна быть не менее 1 минуты.

Пост тепловой обработки

Тепловая обработка изделий состоит из следующих этапов:

• зона нагрева;

• зона изотермического прогрева;

• зона охлаждения.

Изделия на поддонах расположены в один ряд и передвигаются с помощью толкателя следующим образом: при поступлении одной формы в камеру с противоположного конца камеры одна форма выталкивается.

Режимы тепловой обработки преднапряженных железобетонных изделий следует назначать из условий получения требуемой прочности бетона (передаточной, распалубочной, отпускной, проектной), при этом нужно учитывать ряд особенностей, связанных с наличием напрягаемой арматуры. Если эти особенности не учитывать, то может произойти снижение качества преднапряженных конструкций по следующим причинам:

- возникновение трещин (поперечных и продольных) при нагреве и охлаждении из-за неравномерного прогрева и охлаждения бетона, металлических форм и напрягаемой арматуры,

- уменьшение сверх допустимого величины предварительного напряжения арматуры при стендовой технологии изготовления от разности температуры между напрягаемой арматурой и температурой наружной среды, в которой находятся устройства, воспринимающие усилия предварительного напряжения,

- обрыв предварительно напряженной арматуры или временных анкеров до передачи напряжения арматуры на бетон,

- ухудшение анкеровки арматуры на опорных участках или вдоль конструкции, увеличение зоны передачи напряжения на бетон,

- увеличение ширины раскрытия трещин при эксплуатационных воздействиях.

С целью предотвращения возникновения трещин при тепловой обработке преднапряженных конструкций, изготавливаемых в силовых формах, необходимо предусматривать:

- обеспечение условий, при которых величина перепада между температурой в камере и в окружающей среде, где находятся упоры стенда или силовой формы, не превышала 65 ⁰С, а температура разогрева бетона – 70 ⁰С,

- предварительное выдерживание, не превышающее 1 ч при изготовлении изделий в силовых формах,

- регулирование начального предварительного напряжения в арматуре

Режим тепловлажностной обработки для изделия толщиной до 18 см из тяжелого бетона с классом прочности на сжатие В30 составляет 9,5 часов (3ч+4,5ч+2ч).

Для предотвращения технологических трещин и ухудшения анкеровки преднапряженной арматуры, натянутой на упоры силовых форм, примем следующие мероприятия:

- размещение изделий с поддоном в камере сразу после формования,

- немедленная после тепловой обработки передача напряжения на горячий бетон и распалубка изделия,

- применение пластифицирующих добавок, замедляющих рост прочности бетона в период подъёма температуры.

Передача напряжения арматуры с упоров на бетон

Передача предварительного напряжения арматуры на бетон (отпуск натяжения арматуры) производится после достижения бетоном передаточной прочности. Величина передаточной прочности должна обеспечить заанкеривание арматуры в бетоне и предотвращение сдвига арматуры относительно бетона, в результате которого в арматуре не останется предварительного напряжения при передаче напряжения на бетон.

С учетом применения силовых форм принимаем неплавный вид передачи напряжения арматуры на бетон со скоростью снижения напряжения до 20 МПа/с поочередной обрезкой дисковой пилой.

Пост распалубки

Рабочий открывает замки формы, а борта открываются устройством для открывания и закрывания бортов.

Распалубленное изделие переворачивается кантователем рабочей поверхностью вверх и краном перевозится на промежуточный склад готовых изделий, где производится маркировка и контроль качества.

Контроль качества и маркировка

Приемочный контроль производят по следующим показателям: отпускная прочность бетона, прочность бетона в проектном возрасте, морозостойкость и другие физико-механические свойства бетона, геометрические размеры, смещение закладных деталей, качество поверхности, наличие трещин и других дефектов, образование и ширина раскрытия трещин от обжатия напряженной арматурой, а также допустимость выгиба (в том числе бокового) от обжатия.

Складирование готовой продукции

Предварительно напряженные складируют, как правило, в рабочем положении, чтобы обеспечить доступ к монтажным петлям, и хранят на открытых площадках в штабелях, кассетах, кондукторах на деревянных прокладках, уложенных на всю ширину или длину конструкции. Минимальная толщина прокладок 25…30 мм, подкладок 100…150 мм (толщина должна быть не менее высоты монтажных петель или выступающих частей изделия). Длина прокладок должна быть на 100 мм больше соответствующего размера изделия. Подкладки следует делать инвентарными и для каждого вида изделий красить масляной краской в свой цвет. Подкладки для каждого вида изделий должны быть одинаковой толщины и длины и устанавливаться в штабелях строго по одной вертикали.