книги из ГПНТБ / Морозов, Ю. Л. Совершенствование техники и технологии в производстве сборного железобетона обзор

риодическим профилем диаметром 10—32 мм по ЧМТУ 1-944—70 и ЧМТУ 1-89—67. Это позволит снизить расход стали на 25%.

Целесообразно также использовать в качестве подъемных пе­ тель остающиеся при производстве конструкций на длинных и ко­ ротких стендах отходы арматурных канатов [106]. Хорошая самоанкерующая способность арматурных канатов позволяет приме­ нять петли с крюками и без них в изделиях, прочность бетона ко­ торых в момент монтажа составляет не менее 140 кГ/см2.

Работа, проводимая предприятиями в направлении унификации арматурных каркасов и перерасчета арматуры в различных изде­ лиях, указывает на более рациональное использование металла

[107—109].

Долговечность железобетона значительно увеличивается в ре­ зультате использования арматурных каркасов с антикоррозионны­ ми покрытиями. В качестве защитных покрытий применяют раз­ личные минеральные, полимерные и металлические материалы, на­ носимые как обычным путем, так и в электрическом поле [ПО— 112], что может дать дополнительную экономию металла.

Механизация и автоматизация арматурных работ

Важное место в производстве железобетонных изделий отведе­ но арматурным работам. Степень механизации и автоматизации арматурных работ, а также новые технические решения можно иллюстрировать примерами из опыта изготовления напрягаемых стержней с анкерными головками, а также плоских и объемных каркасов для различных изделий.

В этой связи представляет интерес автомат для изготовления стержней с анкерными головками (рис. 4) [113]. Один человек может обслужить 2—6 автомата, управляя их работой с общего центрального пульта.

20

Механизация трудоемких арматурных работ (разборка пакета стержней, поодиночная подача заготовок на сварку и фиксация их в электродах, перемещение плети и др.) позволяет устранить руч­ ной труд, повысить производительность труда, улучшить качество

1 ■

\

и ' S г

Рис. 4. Автомат для изготовления стержней с анкерными головками:

1 — бухтодержатель; 2 — правильно-отрезной станок; 3 — тянущие ролики; 4 — зачистное устройство; 5 — механизм для высадки головок на проволоке; 6, И — ножницы; 7 —карет­ ка с механизмами зажима и вытяжки проволоки; 8 — механизм фиксации каретки; 9 — механизм сброса' проволоки; 10 — механизм высадки головок на проволоке

выпускаемой продукции. Механизировать трудоемкие арматурные работы можно за счет внедрения линии стыковой сварки и безот­ ходного раскроя стержней арматуры [114], которая предназначе­ на для контактно-стыковой сварки арматурных стержней диамет­ ром 12—40 мм в бесконечную плеть, для разрезки ее на стержни требуемой длины и пакетирования в накопитель.

Автоматизированное изготовление плоских каркасов на базе одноточечной сварочной машины типа «МТП-100» иллюстрирует технологическая линия, представленная на рис. 5. Линия включает: консольный кран 1; трехъярусные бухтодержатели 2 для продоль­ ной и поперечной проволок; сварочную машину МТП-100 5; меха­ низм продольной подачи 4, состоящий из роликовых правильных

21

устройств, каретки с зажимами, ножниц отрезки поперечного стержня и ограничителя хода каретки, что позволяет получать три различных шага в одном каркасе; механизм поперечной подачи 6, состоящий из роликового правильного устройства и пневмоприво­ да с регулируемым ходом; направляющий ролик 7; ножницы для резки каркасов 8; приемно-пакетирующее устройство уголкового типа 9 для приема и сброса готового каркаса на двухсекционный контейнер 10. Входящая в состав линии стыкосварочная машина МС-501 3 для стыковки проволоки обеспечивает безостановочную работу линии.

Линия отличается простотой изготовления узлов, монтажа, на­ ладки и эксплуатации, а также невысокой стоимостью.

За последние годы в промышленности сборного железобетона находят применение также линии, состоящие из нескольких сва­ рочных машин типа АТМС- 14X75—7 и МТМК-ЗХЮО, позволяю­ щих автоматизировать арматурные работы [115—118].

Большой эффект дает внедрение оборудования для сборки и сварки объемных арматурных каркасов е использованием подвес­ ных сварочных машин, позволяющего отказаться от трудоемких способов вязки или ручной дуговой сварки и полностью перейти на более прогрессивную контактную точечную сварку. В резуль­ тате обеспечивается требуемая прочность сварных соединений и транспортабельность объемных каркасов, а принудительная их сборка в кондукторе позволяет снизить расход арматурной стали, а также изготовлять каркасы требуемых габаритов [119—125].

Одна из установок такого типа представлена на рис. 6. Универ­ сальность ее определяется возможностью изготовления простран­ ственных колонн различной длины с большим количеством и раз­ новидностью закладных деталей [120]. Установка длиной 26 м, шириной 3 м, высотой 2,5 м и весом 6 т смонтирована на рельсах узкой колеи, уложенных в бетонном полу цеха.

В установку входит стеллаж, оснащенный пневмоподъемника­ ми для подъема рабочих стержней на уровень протаскивания их через планшайбы. Крайний подвижный установочный узел состоит из опоры, торцевой головки и проходной планшайбы с роликовы­ ми обоймами и координатно-зажимным устройством, обеспечиваю­ щим точную фиксацию рабочих стержней каркаса. Торцевая го­ ловка является опорой планшайбы, обеспечивает ее вращение и одновременно своим винтовым устройством крепит блок арматур­ ных сеток к планшайбе.

Крайний неподвижный установочный узел оснащен опорой, торцевой головкой и тупиковой планшайбой с координатно-зажим­ ным устройством.

Узел средней поворотной планшайбы включает опору и сред­ нюю разъемную планшайбу, которая опирается на ролики опоры и вращается вокруг своей оси по принципу центрифуги с фикса­ цией положения через 90°. Весь узел подвижный.

Между установочными узлами размещаются пневмостолики,

22

поднимающие закладные детали в проектное положение. Вдоль всей установки передвигается по рельсам с помощью электропри­ вода сварочный агрегат, оборудованный пультом управления и рабочим местом для сварщика. Электропривод также имеет пульт управления и состоит из редуктора РМ-250 и электродвигателя мощностью 1,7 кет (980 об/мин). Скорость передвижения агрегата

0,18 м/сек.

Рис. 6. Универсальная установка для сборки и сварки арматурных каркасов колонн:

головка; 6 — проходная планшайба; 7 — опора средней планшайбы; 8 — средняя

На поворотной консоли сварочного агрегата подвешена к спе­ циальной каретке сварочная скоба. Электрическое и пневмогидравлическое оборудование — типовое, от сварочной подвесной ма­ шины.

Принцип работы установки следующий. Кран-балка подает на стеллаж рабочие стержни мерной длины. На пневмоподъемники укладывают в соответствии с чертежом нужное количество арма­ турных стержней, затем на проходную и тупиковую планшайбы устанавливают и закрепляют посредством торцевых головок бло­ ки арматурных сеток (оголовков). Арматурные стержни протаски­ вают через проходную планшайбу и блок арматурных сеток. Кон­ цы стержней выпускают, и на них навешивают хомуты. После этого стержни протаскивают через среднюю планшайбу, и снова навешивают хомуты, доводят их до тупиковой планшайбы и за­ крепляют координатно-зажимным устройством одновременно с за­ креплением концов стержней этим же устройством на проходной

23

планшайбе. Все хомуты, расставленные согласно чертежам, при­ крепляют сварочной скобой к стержням. Закладные детали электродуговой сваркой приваривают к близлежащим хомутам.

Готовый каркас снимают с установки следующим образом. Блоки арматурных сеток (оголовков) освобождают от планшайб, разжимают координатно-зажимные устройства, проходную план­ шайбу пневмодилиндром отводят от каркаса, раскрывают сред­ нюю планшайбу, и каркас снимают кран-балкой и транспортируют на пост ОТК. Производительность установки — 9 каркасов в смену.

Установка занимает небольшую производственную площадь, экономична, безопасна в эксплуатации. С внедрением установки механизированы трудоемкие операции, повысилось качество изде­ лий. Весь комплекс нестандартного оборудования установки доста­ точно прост и изготовлен силами ремонтно-механического цеха завода.

Эффективность механизированных и автоматизированных ли­ ний по производству арматурных работ можно значительно повы­ сить за счет производства унифицированных арматурных элемен­ тов, в том числе плоских сеток, на централизованных и специали­ зированных заводах. Наличие оборудования позволяет изготавли­ вать высококачественные объемные каркасы с последующим их транспортированием.

Вопросам технологии арматурных работ, дальнейшему повыше­ нию степени их механизации и автоматизации всего производ­ ственного процесса, а также организации централизованного производства машин и механизмов следует уделять большое вни­ мание.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ФОРМОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Основным технологическим переделом в производстве бетон-, ных и железобетонных изделий является формование. Качество изделия (его геометрическая форма и размеры, однородность строения и физико-механические свойства бетона, внешний вид лицевой поверхности) определяется в основном правильным, без отклонения от принятых норм и правил, проведением формования. Совершенствование этого технологического процесса способствует решению главнейших задач, поставленных перед промышленно­ стью сборного железобетона.

Состояние и направления совершенствования формования при агрегатно-поточной технологии

Основные преимущества широко распространенной агрегатно­ поточной технологии заключаются в универсальности и возмож­ ности быстрой, не требующей больших затрат, переналадки линии

24

с выпуска одного изделия на изготовление другого. Она высоко­ рентабельна при массовом производстве изделий, например плитперекрытий. Эта технология целесообразна для производства эле­ ментов шириной до 3 м, длиной до 12 и высотой до 1 ж; в отдель­ ных случаях изготавливают более длинные и тяжелые конструк­ ции, например опоры ЛЭП.

Основным видом уплотнения бетонной смеси при этой техноло­ гии является вибрация, приводящая смесь в пластично-вязкое со­ стояние. Смесь легко растекается в форме и заполняет ее, плотно укладываясь под воздействием собственного веса. Этот способ применяется для умеренно жестких смесей, обладающих явно вы­ раженными свойствами тиксотропного разжижения при сравни­ тельно небольшой интенсивности и длительности вибрирования. При укладке малоподвижных смесей короткая по продолжитель­ ности и легкая вибрация ускоряет формование. При жестких сме­ сях состояние тиксотропного разжижения достигается интенсив­ ным и длительным вибрационным воздействием. По этой техноло­ гии е достаточно высокой степенью механизации и автоматизации производства изготавливают изделия из обычных и песчаных бе­ тонов, а также из бетонов на гипсоцементно-пуццолановых вя­ жущих.

Широко используется уплотнение бетонной смеси вибрирова­ нием в сочетании с давлением относительно небольшой величины, одновременно прикладываемым к уплотняемой смеси (виброуплот­ нение с пригрузом). Этот способ применяют при формовании из­ делий из жестких смесей, характеризующихся слабым тиксотроп­ ным разжижением и нуждающихся в некотором принудительном уплотнении давлением. Вибрация, увеличивая подвижность бетон­ ной смеси, позволяет применить небольшое давление извне, кото­ рое не погашает колебаний частиц вибрируемой смеси [126—132]. Качество изделий при таком способе уплотнения во многом зави­ сит от степени совершенства конструкции вибрационного оборудо­ вания, точности геометрических размеров и состояния форм, ис­ ключающих подсос воздуха и вытекание цементного молока при вибрации, а также наличия эффективных смазочных материалов

[133—136].

Представленная на рис. 7 форма имеет конструктивную осо­ бенность, заключающуюся в том, что штампованные материалы 1, образующие изделие, приварены к поддону, состоящему из трех частей — средней 2 и двух торцевых 3, к которым приварены тор­ цевые 75—100-миллиметровые обрезки матриц 4 и борта 5, за­ крепленные шарниром 6 на средней части изделия 7.

Для распалубки форму устанавливают на специальный пост и раскрывают торцевые борта. При этом оголяются концы изделий длиной 75—100 мм, что позволяет извлекать из формы автомати­ ческой траверсой одновременно все изделия. Извлеченные изделия устанавливают на складе готовой продукции в штабеля этой же траверсой.

25

Применение данной формы позволяет значительно улучшить качество поверхности изделий и повысить производительность тру­ да. Годовой экономический эффект от внедрения форм и связан­ ного с ними усовершенствования технологии составляет около

400 тыс. руб. [134, 135].

Рис. 7. Конструкция формы для изготовления шпалер­ ных стоек

Сокращению трудовых затрат на распалубку изделий, увели­ чению сроков эксплуатации способствуют формы с самораскрывающимися бортами. Форма (рис. 8) состоит из поддона и борт­ оснастки, к которым приварены кронштейны. Кронштейны поддо­ на и бортов соединены рычагами.

Готовые железобетонные изделия извлекают из формы за мон­ тажные петли краном. Благодаря шарнирному соединению бортов с поддонами через рычаги кронштейнов борта при подъеме изде­ лия приподнимаются и отходят, освобождая его. После извлечения изделия борта о кронштейнами под действием собственного веса опускаются в исходное положение на поддон [136].

Весьма перспективным является применение различных спосо­ бов немедленной распалубки при изготовлении железобетонных изделий [137]. Передовой опыт предприятий показывает, что вне­ дрение немедленной распалубки изделий сразу после формования дает ряд реальных преимуществ технологического характера и позволяет значительно снизить металлоемкость формовочного обо­ рудования за счет замены форм поддонами. Сроки эксплуатации

26

поддонов в 2—3 раза больше, чем форм; показатель металлоем­ кости оборудования в расчете на 1 м3 выпускаемой продукции по­ лучает дополнительное резкое снижение.

На заводе ЖБИ № 5 Главмоспромстройматериалов за счет внедрения немедленной распалубки сэкономлено на каждой агре­ гатно-поточной линии пустотных настилов, оснащенной 65 поддо­ нами, около 37 т металла.

Аналогичные показатели снижения металлоемкости формовоч­ ного оборудования получены при внедрении немедленной распа­ лубки в производство других видовизделий. Так, по данным ВНИИЖелезобетона, применение немедленной распалубки при производстве двухмодульных керамзитобетонных наружных стено­ вых панелей снижает металлоемкость формовочного оборудования примерно на 30—35%. Еще значительнее металлоемкость обору­ дования снижается при изготовлении с немедленной распалубкой различных блоков, бортового камня и многих других видов изде­ лий. При полигонном производстве блоков с немедленной распа­ лубкой на установке фирмы «Строитель» металлоемкость снижает­ ся более чем на 75%. По данным Волжского филиала «Оргэнергостроя», металлоемкость формовочного оборудования снижается в среднем до 40%.

Если принять во внимание, что у нас в стране в настоящее вре­ мя находятся в эксплуатации металлические формы общим весом около 1,5 млн. г, а ежегодный расход металла на прирост и вос­ производство парка форм составляет свыше 300 тыс. г, то переход на массовое производство большинства видов железобетонных из­ делий с немедленной распалубкой позволил бы, по самым скром­ ным подсчетам, ежегодно экономить не менее 120 тыс. т металла.

Экономии металла способствует также использование неметал­ лических поддонов, в первую очередь железобетонных, поскольку они идентичны изделию как по материалу, так и по технологии изготовления. Такая опалубка позволяет не только максимально экономить металл, но и значительно сократить расходы на ее из­ готовление при хорошем качестве и высокой точности.

многопустотных настилов о немедленной распалубкой изделий вдвое сократились расходы на заработную .плату рабочих, обслу­ живающих линию, на 50% снизились цеховые и общезаводские расходы. Производительность линий возросла на 75%, а произво­ дительность труда рабочих—-в 1,5 раза. Особо следует подчерк­ нуть, что высокие технико-экономические показатели были достиг­ нуты без увеличения производственных площадей, а съем продук­ ции с 1 м2 производственной площади возрос почти в 2 раза.

Применение немедленной распалубки изделий позволяет эконо­ мить бетон при использовании минусовых допусков на изделия, которые создаются инвентарной особо тщательно изготовленной бортоснасткой формовочной машины.

27

При внедрении немедленной распалубки изделий обеспечивает­

пример, 67,9% к весу изделий для многопустотных настилов, про­ тив 88,4% для плит перекрытий и 172,4% для плит покрытий, из­ готовляемых в формах). Это позволяет установленными мощно­ стями кранового хозяйства почти на треть увеличить предельный объем формуемых изделий и тем самым повысить мощность пред­ приятия.

Внедрение немедленной распалубки изделий позволяет за счет снижения металлоемкости оборудования, повышения уровня меха­

Оценивая перспективы применения немедленной распалубки изделий в условиях дальнейшего технического прогресса в произ­ водстве сборного железобетона, возрастающих требований к каче­ ству выпускаемой продукции, можно отметить следующие причи­ ны, сдерживающие ее широкое распространение:

не решены на практике вопросы механизированной укладки ар­ матурного каркаса в форму, быстрого, точного и надежного креп­ ления закладных деталей, из-за чего в ряде случаев немедленная распалубка изделий оказывается неконкурентноспособной по срав­ нению с формованием в замкнутых формах;

отделка поверхности свежеотформованного изделия при немед­ ленной распалубке решается довольно сложно. Так, на отдельных постах технологических линий с немедленной распалубкой изделий устанавливают специальные обжимные борта для того, чтобы заглаживающие органы отделочных машин не разрушили из­ делия;

формовочные установки с немедленной распалубкой изделий и в особенности их виброагрегаты сложны по конструкции, все еще далеки от совершенства и требуют большого расхода металла на открывающиеся борта, элементы механизмов для их раскрывания.

В ФРГ автоматизированные линии и отдельные машины для производства железобетонных изделий конструируются в основ­ ном как универсальные установки, рассчитанные на изготовление не одного, а нескольких видов изделий (например, панели пере­ крытия, стеновые панели, бортовые и дорожные плиты). Одновре­ менно машиностроительными предприятиями разрабатываются и выпускаются специализированные автоматы, предназначенные только для одного вида изделий. Универсальность оборудования для производства железобетонных изделий в основном диктуется широкой номенклатурой продукции, выпускаемой большинством заводов сборного железобетона, определяемой конъюнктурными соображениями и объемом строительства в этой стране.

В конструкции линий и отдельных машин довольно полно учи­

28

тывается специфика производства тех или иных изделий. Особен­ но большое внимание уделяется транспортным цеховым устрой­ ствам. Авторы некоторых статей, помещенных в специализирован­

на заводах железобетонных изделий ФРГ при производстве самых разнообразных изделий. При этом широко используется их паке­ тирование.

•По агрегатно-поточной технологии изготавливают тяжелые же­ лезобетонные несущие конструкции весом до 25 т и длиной 24 м [138] . Для этих конструкций применяют виброплощадки грузо­ подъемностью 50 г с нелинейно-горизонтальными колебаниями. Железобетонные безраскосные фермы пролетом 18 и 24 ж изготов­ ляют в силовых переносных формах с высокими жесткими борт­ стенками. Такая конструкция позволяет избежать прогиба формы из-за эксцентриситета при приложении усилий натяжения армату­ ры. Взамен откидных бортов применяют бортовые вкладыши, фик­ сируемые штырями.

Платформа виброплощадки размером 27X3,5 м опирается на фундамент катучими опорами. Виброплощадка снабжена электро­ двигателем мощностью 75 кет, который через систему клиноремен­ ной передачи и карданных валов приводит в действие 4 дебалан­ са. Бетонная смесь подвижностью 2—3 см уплотняется за 5 мин.

В результате перехода со стендовой на агрегатно-поточную тех­ нологию производства большепролетных ферм в условиях специа­ лизированного цеха достигнуто уменьшение трудоемкости произ­ водства тяжелых конструкций на 11% и снижение их себестоимо­ сти на 20% [138].

Наряду с виброплощадками крупноразмерные изделия уплот­

скорости движения уплотняющей машины составляет 4—75 см при частоте вибрации 4500 кол/мин. Бетонная поверхность заглажи­ вается брусом отделочной машины. Окончательная отделка осуще­ ствляется аналогичной машиной, придающей изделию настолько чистую поверхность, что не требуется дополнительной ее обработ­ ки при оклейке обоями или покраске. Брус этой машины имеет пружинную подвеску, которая обеспечивает постоянный контакт бруса с отделываемой поверхностью в начале и в конце отделки. Такое устройство позволяет изменять угол наклона бруса при раз­ равнивании поверхности. Абсолютные значения величин вибра­ ционного и компрессионного воздействий на бетонную смесь и со­ отношение этих величин меняются в зависимости от показателя жесткости смеси, однако основным воздействием для придания смеси необходимой удобоукладываемости является интенсивное виброуплотнение [140—147].

29