Технологии изготовления железобетонных изделий
Введение
В нынешнее время железобетонные изделия - неотъемлемый атрибут практически любого строительства. При возведении зданий необходимы железобетонные фундаментные блоки, сваи, плиты перекрытия, лестничные марши и ступени. При строительстве дорог, автобанов, аэродромов используют специальные дорожные и аэродромные плиты. При сооружении колодцев - колодезные кольца, днища, крышки колодцев. Также существует множество других специальных железобетонных изделии.
Также нужно учитывать, что наряду с достоинствами железобетонные конструкции обладают и недостатками - они имеют значительный вес. Это в первую очередь относится к крупноразмерным элементам покрытий больших пролетов. Высокой все еще остается себестоимость изделий на заводах сборного железобетона, а также много затрат на транспортные расходы. Все это снижает общую технико-экономическую эффективность строительства из сборных железобетонных изделий.
В работе будет описана связь между совершенно разными по свойствам двумя материалами, также особенности материалов и их совместное применение, плюсы и минусы железобетонных изделии.
Общие сведения о железобетоне
Железобетон - строительный материал, состоящий из двух основных компонентов: стальная арматура и бетон. Две стихии, две противоположности. Бетон отлично работает на сжатие (со временем, при длительном воздействии сжимающих сил, - даже упрочняется). Арматура прекрасно работает на растяжение. Прочность арматуры на растяжение в 100-200 раз больше чем у бетона. В ЖБК, эти два материала друг друга дополняют и удерживают в заданных рамках. Если оба материала (бетон и стальная арматура) будут работать как одно целое, т. е. если мы получим одинаковую прочность в зоне сжатия и в зоне растяжения изгибаемых ЖБК, то в несколько раз повысится прочность сооружения из железобетона на изгиб. Чтобы этого добиться, в подвергаемую растяжениям часть ЖБК вводят прутья арматуры определенного сечения. Благодаря этому, железобетонные изделия не ломаются при изгибе и могут выдерживать во много раз большую разрушающую нагрузку.
|
|
|
Как же уживаются и совместно работают в ЖБК два таких разных материала, как бетон и металл. Помогают им их же основные физические свойства: большая прочность бетона на сжатие; аналогичная прочность арматуры на растяжение; большая сила сцепления застывшего бетона с рифленой арматурой; почти одинаковое изменение геометрических размеров бетона и стали, при изменении температуры. Относительно малая теплопроводность бетона также идёт на пользу ЖБК: бетон защищает стальную арматуру от резких изменений температуры. Так же, он выполняет функцию защиты арматуры от коррозии.
|
|
|
Совокупность этих факторов выводит железобетонные конструкции ЖБК в разряд наиболее прочных и качественных строительных материалов. Как сборный железобетон, так и монолитный железобетон обладают уникальными качествами, недоступными камню, металлу или дереву.
Благодаря отличному сцеплению застывшего бетона с периодической арматурой, ее нельзя выдернуть из бетона. Бетон и арматура в ЖБК становятся одним целым. При твердении, бетон уменьшается в объеме, уплотняется и обжимает арматуру, тем самым, еще прочнее сцепляется с ней. Сила сцепления бетона с арматурой возрастает со временем. И как результат - железобетонные изделия ЖБК и монолитный железобетон - один из самых прочных современных строительных материалов.
История использования железобетона
Принято считать, что начало применения железобетона связано с именем парижского садовника Монье, получившего ряд патентов на изобретения по железобетону во Франции и в др. странах; первый его патент на цветочную кадку из проволочной сетки, покрытой цементным раствором, относится к 1867. Фактически конструкции из бетона со стальной арматурой возводились и раньше. Заметную роль в строительной технике России, Западной Европы и Америки железобетон начал играть лишь в конце 19 в. Большая заслуга в развитии железобетона в России принадлежит профессору Н. А. Белелюбскому, под руководством которого был возведён ряд сооружений и проведены испытания различных железобетонных конструкций. В начале 20 в. вопросы технологии бетона, бетонных и железобетонных работ, проектирования сооружений с применением железобетона разрабатывали видные русские учёные - профессора И. Г. Малюга, Н. А. Житкевич, С. И. Дружинин, Н. К. Лахтин. Появились оригинальные конструкции, предложенные инженерами Н. М. Абрамовым, А. ф. Лолейтом и др. Первым крупным сооружением, выполненным из бетона и железобетона в Советском Союзе, была Волховская ГЭС, явившаяся большой практической школой для советских специалистов по железобетону. В последующие годы железобетон применялся во всё возрастающих размерах. Расширению производства железобетона способствовали серьёзные достижения в развитии теории расчёта конструкций из этого нового строительного материала. В СССР с 1938 получил практическое применение прогрессивный метод расчёта железобетона на прочность по стадии разрушения, разработанный советскими учёными А. А. Гвоздевым, Я. В. Столяровым, В. И. Мурашёвым и др. на основе предложений А. Ф. Лолейта. Всестороннее развитие этот метод получил в расчёте железобетонных конструкций по предельным состояниям. Достижения советской школы теории железобетона получили всеобщее признание и используются в большинстве зарубежных стран. Дальнейшее совершенствование железобетона и расширение областей его применения связаны с проведением широкого круга научно-исследовательских работ.
|
|
|
|
|
|
Технологии изготовления железобетонных изделий
Любые отдельно взятые железобетонные изделия - фундаментные блоки, плиты и перемычки, столбы и заборы - изготавливаются по специфической технологии с определенной системой армирования, рецептурой бетона и т. д.Однако в общем технологический процесс производства складывается из следующей последовательности операций:
приготовление бетонной смеси;
армирование ЖБИ изделий;
формование;
твердение;
обработка поверхности готовых изделий.
Приготовление бетонной смеси
Рецептура бетонной смеси включает следующие элементы:
вода;
заполнители - разного рода сыпучие материалы (песок, гравий, керамзит, шлак и др.);
вяжущее вещество (преимущественно цемент, реже - полимеры, дегти и битумы);
специфические добавки - для усиления тех или иных свойств (прочности, декоративности и т. д.) по необходимости.
Соотношение элементов определяется требованиями ГОСТ к эксплуатационным качествам готовых изделий, а потому для каждого из ЖБИ оно будет различным.
Армирование ЖБИ
На данном этапе производства железобетонных изделий на заводах применяют один из двух принципиально различных способов: ненапряженное и предварительно напряженное армирование.
Ненапряженное армирование. Производится с использованием объемных каркасов и плоских сеток. Для этих целей применяют арматуру двух типов: основную и вспомогательную. Основная помещается в тех частях изделия, в которых под нагрузкой в дальнейшем будут возникать растягивающие напряжения. Вспомогательная арматура размещается в ненапряженных или сжатых местах изделия.
Предварительно напряженное армирование. Применяется для производства конструкционных элементов, ориентированных под изгибающие нагрузки. В бетоне по всей площади сечения создается предварительное обжатие, у напорных труб железобетонных оно может достигать показателя в 120 кг/кв. см. В качестве базовой напрягаемой арматуры, как правило, используют высокопрочную проволочную или упрочненную сталь.
Формование
Один из важнейших этапов в процессе производства ЖБИ изделий. Различают три основных способа формования:
Стендовый. Изделия изготавливаются в неперемещаемых формах. К этому способу относится формование на плоских стендах, в кассетах и матрицах.
Производство ЖБИ в перемещаемых формах. При таком способе изделие вместе с формой перемещается на специализированных постах по мере выполнения отдельных операций.
Непрерывное формование. Один из самых современных способов, который предполагает использование вибропрокатного стана. Данный метод формования наиболее производительный.
Твердение
Для затвердевания железобетонных изделий применяют три различных режима:
нормальный - при температуре от 15 до 20оС;
тепловая обработка - при температуре до 100оС;
автоклавная обработка - пропаривание при температуре свыше 100оС и повышенном давлении.
Выбор температурного режима твердения зависит от требований к прочности железобетонных изделий.
Обработка поверхности
Способ отделки ЖБИ выбирается с учетом предполагаемых условий эксплуатации и типа изделий. Так, например, стеновые блоки могут обрабатывать с использованием алюминиевых листов и цветных цементных плиток.
На завершающем этапе все ЖБИ изделия проходят контроль качества.
Классификация железобетона
В зависимости от способа армирования и состояния арматуры различают железобетонные изделия с обычным армированием и предварительно напряженные. Армирование бетона стальными стержнями, сетками или каркасами не предохраняет изделия, работающие на изгиб, от образования трещин в растянутой зоне бетона, так как последний обладает незначительной растяжимостью (1...2мм на 1 м), тогда как сталь выдерживает без разрушения в 5...6 раз большие растягивающие напряжения, чем бетон. Появление трещин отрицательно влияет на 1 работу железобетонного элемента: увеличиваются прогибы, в трещины проникают влага и газы, отчего создается опасность коррозии стальной арматуры.
Избежать образования трещин в железобетонной конструкции можно предварительным сжатием бетона в местах, подверженных растяжению. В предварительно сжатом бетоне трещины появляются только в том случае, если растягивающие напряжения перерастут напряжения предварительного сжатия. Сжатие бетона достигается предварительным растяжением арматуры.
Различают два вида предварительного напряжения арматуры: до затвердения бетона и после приобретения бетоном преДеленной прочности. Если напряжение арматуры производится до бетонирования, то уложенная в форму арматура растягивается и в таком состоянии закрепляется в форме. После заполнения формы бетонной смесью и затвердения бетона арматур освобождается от натяжения, сокращается и увлекает за собой окружающий ее бетон, обжимая железобетонный элемент в целом. Если же напряжение арматуры производится после затвердения бетона, то в этом случае арматуру располагают в специально оставленном в бетоне канале. После затвердения бетона арматуру натягивают и закрепляют на концах конструкции анкерными устройствами. Затем заполняют канал раствором, который после затвердения сцепляется с арматурой и с бетоном конструкции, обеспечивая монолитность железобетона.
Предварительное напряжение арматуры не только предупреждает появление трещин в растянутом бетоне, но и позволяет снизить массу железобетонных конструкций, увеличить их жесткость, повысить долговечность и сократить расход арматуры. Поэтому дальнейшее развитие строительной техники направлено на значительное увеличение выпуска тонкостенных предварительно напряженных железобетонных конструкций.
В основу классификации сборных железобетонных изделий положены следующие признаки: вид армирования, плотность, вид бетона, внутреннее строение и назначение. По виду армирования железобетонные изделия делят на предварительно напряженные и с обычным армированием.
По плотности изделия бывают из тяжелых бетонов, облегченного, легкого и из особо легких (теплоизоляционных) бетонов. Для элементов каркаса зданий применяют тяжелый бетон, а для ограждающих конструкций зданий - легкий.
По виду бетонов и применяемых в бетоне вяжущих различают изделия: из цементных бетонов - тяжелых на обычных плотных заполнителях и легких бетонов на пористых заполнителях: силикатных бетонов автоклавного твердения - плотных (тяжелых) или легких на пористых заполнителях на основе извести или смешанном вяжущем; ячеистых бетонов - на цементе, извести или смешанном вяжущем; специальных бетонов - жаростойких, химически стойких, декоративных, гидратных.
По внутреннему строению изделия могут быть сплошными и пустотелыми, изготовленными из бетона одного вида, однослойные или двухслойные и многослойные, изготовленные из разных видов бетона или с применением различных материалов, например теплоизоляционных.
Железобетонные изделия одного вида могут отличаться также типоразмерами, например стеновой блок угловой, подоконный и т. д. Изделия одного типоразмера могут подразделяться также по классам. В основу деления на классы положено различное армирование, наличие монтажных отверстий или различие в закладных деталях.
В зависимости от назначения сборные железобетонные изде лия делят на основные группы: для жилых, общественных промышленных зданий, для сооружений сельскохозяйственного и гидротехнического строительства, а также изделий общего назначения.
Железобетонные изделия должны отвечать требованиям действующих государственных стандартов, а также требованиям рабочих чертежей и технических условий на них. Изделия массового производства должны быть типовыми и унифицированными для возможности применения их в зданиях и сооружениях различного назначения. Изделия должны иметь максимальную степень заводской готовности. Составные или комплексные изделия поставляют потребителю, как правило, в законченном, собранном и полностью укомплектованном деталями виде. Железобетонные изделия с проемами поставляют со вставленными оконными или дверными блоками, проолифленными или загрунтованными. Качество поверхности изделия должно быть таким, чтобы на месте строительства (если это не предусмотрено проектом) не требовалось дополнительной их отделки.
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 71; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!