Формование железобетонных изделий
Задача технологического комплекса формования изделий состоит в получении плотных изделий заданных формы и размеров, что обеспечивается применением соответствующих форм, а их высокая плотность достигается уплотнением бетонной смеси.
Комплекс технологических операций процесса формования может быть условно разделен на две группы: первая включает операции по изготовлению и подготовке форм (очистке, смазке, сборке), вторая – уплотнение бетона изделий и получение их заданной формы. Не менее важны при этом и транспортные операции. Наиболее характерным в данном случае является изготовление крупноразмерных особо тяжелых изделий – балок, ферм, пролетных строений мостов, когда по причине значительных затрат на их перемещение изготовление таких изделий организуют на одном месте, т. е. применяют стендовую схему организации процесса.
В общем технологическом комплексе изготовления железобетонных изделий операции формования и ускоренного твердения бетона занимают определяющее место. Все другие операции – приготовление бетонной смеси, изготовление арматуры – являются в какой-то степени подготовительными.
Формы и смазочные материалы для них . Для изготовления железобетонных изделий применяют формы деревянные, стальныеи железобетонные, а иногда металложелезобетонные.Следует отметить, что выбор материала форм весьма принципиален как в техническом, так и в экономическом отношениях.
Независимо от материала к формам предъявляются следующие общие требования: обеспечение необходимых форм и размеров изделий и сохранность их в процессе всех технологических операций; минимальная масса по отношению к единице массы изделия, что достигается рациональной конструкцией форм; простота и минимальная трудоемкость сборки и разборки форм; высокая жесткость и способность сохранить свою форму и размеры при динамических нагрузках, неизбежно возникающих при транспортировании, распалубке изделий и сборке форм.
Особую значимость для качества изделий и сохранности форм имеет правильный выбор смазочных материалов, препятствующих сцеплению бетона с материалом формы. Смазка должна хорошо удерживаться на поверхности формы в процессе всех технологических операций, обеспечивать возможность ее механизированного нанесения (распылением), полностью исключать сцепление бетона изделия с формой и не должна портить внешнего вида изделия. Этим требованиям в значительной степени удовлетворяют смазочные материалы следующих составов: масляные эмульсии с добавкой кальцинированной соды, масляные смазки – смесь солярового (75 %) и веретенного (25 %) масел или машинного масла (50 %) и керосина (50 %) и др.
Твердение железобетонных изделий
Твердение отформованных изделий – заключительная операция технологии изготовления железобетона, в процессе которой изделия приобретают требуемую прочность. Отпускная прочность может быть равна классу бетона или меньше его. Так, прочность бетона изделий при отгрузке потребителю должна быть не менее 70 % проектной (28-суточной) прочности для изделий из бетона на портландцементе или его разновидностях и 100 % – для изделий из силикатного (известково-песчаного) или ячеистого бетона. Однако для железнодорожных шпал отпускная прочность должна превышать 70 % и для пролетных строений мостов – 80 % от класса. Допускаемое снижение отпускной прочности изделий определяется исключительно экономическими соображениями, так как в этом случае сокращается продолжительность производственного цикла и, соответственно, ускоряется оборачиваемость оборотных средств.
При этом имеется в виду, что недостающую до проектной прочность изделия наберут в процессе их транспортирования и монтажа и к моменту загружения эксплуатационной нагрузкой прочность их будет не ниже проектной.
В зависимости от температуры среды различают следующие три принципиально отличающихся режима твердения изделий: нормальный при температуре 15–20 °C; тепловлажностная обработка при температуре до 100 °C и нормальном давлении; автоклавная обработка – пропаривание при повышенном давлении (0,8–1,5 МПа) и температуре 174–200 °C. Независимо от режима твердения относительная влажность среды должна быть близкой к 100 %, иначе будет происходить высушивание изделий, что приведет к замедлению или прекращению роста их прочности, так как твердение бетона – это в первую очередь гидратация цемента, т. е. взаимодействие цемента с водой.
Нормальные условия твердения достигаются в естественных условиях без затрат тепла. Это важнейшее технико-экономическое преимущество указанного способа твердения, отличающегося простотой в организации и минимальными капитальными затратами. В то же время экономически оправдан он может быть только в исключительных случаях.
В естественных условиях изделия достигают отпускной 70 %-ной прочности в течение 7—10 суток, тогда как при искусственном твердении – пропаривании или автоклавной обработке – эта прочность достигается за 10–16 ч. Соответственно, при этом снижается потребность в производственных площадях, объеме парка форм, сокращается продолжительность оборачиваемости средств. Это достигается применением высокопрочных быстротвердеющих цементов, жестких бетонных смесей, интенсивного уплотнения вибрацией с дополнительным пригрузом, применением добавок – суперпластификаторов, ускорителей твердения, виброактивизации бетонной смеси перед формованием, применением горячих бетонных смесей.
Отделка поверхности железобетонных изделий
Выбор метода отделки поверхностей железобетонных изделий производят с учетом целого ряда требований. Отделка должна быть долговечной и защищать бетон от атмосферных и агрессивных воздействий, а также отвечать архитектурно-декоративным требованиям.
В настоящее время отделку поверхностей выполняют путем использования окрасочных составов, облицовочных материалов и цветных бетонов.
Окрасочные составы должны быть щелоче– и водостойкими, долговечными и устойчивыми против выцветания. В качестве окрасочных составов используют силикатные, цементные и полимерные краски. Силикатные краскиприготовляют из жидкого стекла, минеральных красящих веществ (пигментов) и наполнителей. Цементные краскиготовят из белого цемента с минеральными красящими веществами, а перхлорвиниловые (полимерные) краски– из минеральных красящих веществ, разбавленных перхлорвиниловым лаком. Нанесение красок на поверхность железобетонных изделий производят с помощью пистолета-распылителя за два или три приема в зависимости от цвета используемого красящего вещества и консистенции раствора. Покраску поверхностей ведут при положительных температурах.
К облицовочным материаламнаряду с архитектурно-декоративными требованиями предъявляются требования высокой прочности и долговечности в условиях переменных атмосферных воздействий. В настоящее время в качестве облицовочных материалов используют плитки из природных каменных материалов, керамические, асбестоцементные, стеклянные плитки, плитки и блоки из цветного бетона, гофрированные листы из алюминия.
Плитки из природных каменных материалов– наиболее долговечный, обеспечивающий разнообразную гамму цветов материал, получаемый в результате распиловки мраморов, гранитов, лабрадоритов, кварцитов, известняков и других окрашенных горных пород.
Бетонные плиткиизготовляют на специальных гидравлических прессах из цветного бетона.
Керамические облицовочные плиткиобладают высокими и декоративными свойствами, хорошо сцепляются с бетоном. Плитки выпускают крупноразмерные (10x10, 10x20 см) и мелкоразмерные (48x48 мм). При производстве крупноразмерных железобетонных панелей облицовка из мелкоразмерной ковровой плитки оказывается менее трудоемкой и более производительной по сравнению с облицовкой крупноразмерной плиткой, которая укладывается поштучно вручную.
Стеклянные плиткивыпускают различных цветов – от белого до черного.
В качестве облицовочных материалов для отделки железобетонных стеновых панелей используют также цветные цементные плиткии алюминиевые листы.Последние обладают высокой атмо-сферостойкостью, прочностью и хорошими архитектурно-декоративными свойствами.
