Бетон является отличным строительным материалом, одним из самых лучших материалов, когда-либо созданных человеком для построения домов, мостов, дорог и других сооружений. Это объясняет его огромную популярность. Главным недостатком материала является его хрупкость, что в результате износа приводит к возникновению трещин и повреждений, требующих дополнительного технического обслуживания. В ситуациях, когда бетонное строение испытывает серьезные нагрузки, например, землетрясения, существует серьезный риск разрушения сооружения.
Именно по этой причине недавно был разработан совершенно новый тип строительного материала – . Этот материал при серьезных нагрузках не ломается на куски, как стекло, а изгибается под внешним давлением. В чем главное отличие гибкого бетона от обычного материала? Обычные бетонные плиты. Кроме того, в состав материала входит мельчайший песок, что обеспечивает бетону особую гладкость. Материал обладает грандиозной прочностью на сжатие, аналогичной обычному бетону, но гораздо пластичнее. Благодаря этому уникальному свойству новый тип материала от чрезмерных нагрузок получает лишь микротрещины, но не разламывается.
Дом из гибкого бетона спокойно выдерживает большие нагрузки в экстремальных погодных условиях и обладает большой прочностью, требующей меньше ремонта в процессе эксплуатации. Гибкий бетон можно использовать для строительства любых сооружений, где используется обычный бетон, но стоит заметить, что стоимость инновационного строительного материала минимум в три раза выше традиционного бетона. Впрочем, специалисты строительной отрасли цивилизованных стран уверены, что гибкий бетон в качестве строительного материала – лучшее средство для улучшения инфраструктуры в ближайшем будущем.
Источник
Прозрачный бетон
Прозрачный (светопроводящий) бетон – альтернатива традиционному серому и унылому бетону. Сквозь такой материал видны силуэты людей и предметов, можно даже различить их цвета. Фокус такого бетона в его неоднородности. Кроме традиционных компонентов в состав входят оптические волокна различной толщины. Благодаря им и создаётся светопроводящий эффект.
Эта идея пришла в голову Арону Лосконши во время его обучения в Стокгольме. Арон назвал своё изобретение литракон. После этого он открыл одноимённую компанию, которая сейчас занимается производством прозрачного бетона, а также дальнейшими разработками в этой области. Название LiTraCon получилось от английского light transmitting concrete, что в переводе означает светопроводящий бетон.
Оптические волокна проводят свет от одной поверхности блока к другой. Благодаря своему небольшому размеру (2 мкм – 2 мм в диаметре) оптические волокна не влияют на крепость бетона. Как правило, в изделиях из прозрачного бетона оптическое волокно составляет не более 5% общего объема. Стены из литракона, будучи крепкими, прозрачны, как абажур лампы. Литракон обладает теми же свойствами, что и обычный бетон, и может быть использован в строительных и отделочных работах. Прозрачный бетон прошел испытания в университете города Будапешта.
Самым первым изделием из прозрачного бетона был Литрокуб – светильник, общий вес которого достигал 20 кг.
Впервые Литрокуб представили на мебельной выставки в Кельне, затем на ярмарке Light+Building в городе Франкфурте и выставке в вашингтонском музее.
Благодаря высокой проводимости света оптическим волокном литракон способен оставаться прозрачным даже при толщине в несколько метров. Теоретически толщина прозрачных стен может достигать 20 метров.
К сожалению, в связи с высокой дороговизной на данный момент литракон пока не может конкурировать с обычным бетоном. Цена одного квадратного метра такого бетона достигает 1000 долларов, а это по карману далеко не каждому застройщику. Несмотря на это, прозрачный бетон набирает свою популярность в первую очередь благодаря ассоциации с лёгкостью и открытостью.
На сегодняшний день из литракона выполнены элементы зданий в Европе, Америке, а также в Японии.
В современной заводской практике широкое распространение получили так называемые короткие стенды для изготовления напряженно-армированных конструкций промышленных зданий, главным образом, двускатных балок, а также ферм пролетом до 36 М с напряжением арматуры нижнего прямолинейного пояса. К ним относятся распространенные в строительстве арочные и сегментные фермы, а также фермы трапециевидного очертания и с параллельными поясами.
Короткий стенд представляет собой формовочную площадку, оборудованную распорной балкой с консольными упорами по концам, воспринимающими усилия от напряженной арматуры. Стенд рассчитан на восприятие усилий предварительного натяжения общей величиной до 200 Т от двух ферм при одноярусном формовании и до 600 Т и более - при многоярусном формовании.
Однослойное формование конструкций применяется для ферм и балок с разной шириной поясов, а также при изготовлении небольшого числа изделий. Массовое производство изделий более целесообразно осуществлять пакетным способом (с многоярусным формованием).
На рис. 109, с показано расположение формуемых изделий; наименьший изгибаемый момент в распорной балке получается при одновременном изготовлении двух деталей, вплотную придвинутых к балке.
В случае, когда распорная балка делается металлической в виде сварной решетчатой конструкции, стенд при необходимости может быть разобран и перевезен в другое место.
Металлическая опалубка ферм опирается на распорную балку и столбчатые фундаменты по периметру изделия. Поддон формы закрепляют на опорах болтами, внутренние борта формы наглухо прикреплены к поддону. Если изделия в плане прямолинейны, наружные борта формы делают откидными. При изготовлении ферм применяют отодвигающиеся борта, которые могут быть цельными и составными при ломаном в плане изделии (рис. 109, Б).
Рис. 109. Схема короткого стенда н устройство формы: |
Для создания бортовой оснастки решетки и внутренней опалубки поясов фермы применяют треугольные цельные вкладыши или состоящие из двух частей, соединенных шарнирами.
Верхнюю поверхность вкладыша делают с уклоном к его краям, внутри вкладыша устанавливают вибратор, который распределяет бетонную смесь по элементам изделия и уплотняет ее. Для удобства заглаживания бетона края верхней поверхности вкладышей
Шириной 100 Мм делают горизонтальными.
В изделиях, формуемых на стенде, может быть предусмотрено напряженное армирование стержневой или пучковой арматуры, в соответствии с чем изменяются оборудование и устройства для. натяжения арматуры.
Для натяжения и закрепления арматуры применяют инвентарные тяги с захватами, упорными гайками и распределительными шайбами. Тяги изготовляют из сталей повышенной проч
ности (Ст. 5, инструментальные стали и др.). Длина тяг определяется конструкцией упоров, размерами стенда и габаритами изготовляемых изделий. Конец тяги, присоединяемый к домкрату, снабжается нарезкой; на другом конце укрепляют захватное приспособление, соединяемое с напрягаемой арматурой изделия (рис. 110
).
Пакетный короткий стенд имеет высоту соответственно числу ярусов формования (до 10 рядов). На торцах стенда укрепляются упоры из двутавров, служащих для закрепления арматуры каждого ряда. Фермы бетонируются пакетами по обе стороны распорной балки в инвентарной переставной металлической или деревянной опалубке.
При пакетном изготовлении ферм значительно лучше используются производственные площади.
Технология изготовления ферм одинакова при работе на различных стендах;
Установка опалубки, ненапрягаемой арматуры и закладных деталей;
Натяжение арматуры нижнего пояса механическим или электротермическим способом;
Формование и тепловая обработка изделия.; передача усилий предварительного напряжения с упоров стенда на отвердевший бетон изделия; распалубка и съем изделия со стенда.
При правильной организации работы продолжительность одного цикла по изготовлению двух ферм или балок равна 1 суткам, в зимнее время-172 -2 суткам. Производство работ пакетным способом характеризуется примерной циклограммой, показанной на рис. 111 .
Поярусное бетонирование осуществляется только после того, как бетон нижележащей фермы достигнет необходимой проч
ности (не ниже 75 Кг/см2)-,
при формовании укладывают разделительный слой из рулонных материалов (пергамин, толь и др.).
Малоподвижную бетонную смесь с осадкой конуса 2-3 См Уплотняют переносными вибраторами или виброрейкой. Забетонированные фермы закрывают брезентовыми утепленными
Колпаками и пропаривают до получения, бетоном прочности 300 Кг/см2 (30 Мн/м 2), достаточной для передачи усилия предварительного натяжения на конструкцию и распалубку фермы.
Усилия предварительного напряжения с упоров стенда передаются на ферму путем последовательного разрезания автогеном хвостовиков анкеров между торцом фермы и соединительной муфтой.
Как показывает опыт, такой прием не приводит к нарушению сцепления арматуры с бетоном, так как внезапность разрыва стержня смягчается, температурными и пластическими деформациями стали перед ее разрывом. Хвостовики обрезают с обоих концов стенда, после чего из муфт вывинчивают перерезанные коротыши и освобождают инвентарные тяги.
Арматурные стержни при электротермическом натяжении нагревают непосредственно на распорной балке стенда между двумя фермами. Установка для нагрева состоит из неподвижного контакта, поддерживающих промежуточных роликов и под-
Вижного контакта с конечным выключателем тока. Одновременно нагреваются два-три стержня.
Тепловая обработка изделий осуществляется паром, который впускают во внутренние полости форм; при этом изделия укрывают утепленными брезентовыми колпаками. В отдельных случаях применяют электропрогрев изделий посредством полосовых или стержневых электродов, прикрепленных к деревянной бортовой оснастке.
Стенды с одноярусным формованием изделий для тепловой обработки могут быть расположены в напольных камерах, что обеспечит быстрое твердение изделий и увеличит оборачиваемость стенда.
Широкое распространение получило одноярусное формование на коротком стенде балок с криволинейным верхним поясом, армированных стержневой арматурой (рис. 112). Балки изготовляются на металлическом поддоне, к которому приварены короба для образования нижней поверхности стенок двутавровых балок.
Бортоснастка состоит из разделительного съемного вкладыша, продольных передвижных бортов, торцовых съемных бортов и вкладышей для образования отверстий в стенках балок. Отодвигание продольных бортов, выполненных из швеллера № 22 , осуществляется винтовыми тягами.
Короткие стенды применяются для формования крупноразмерных плит покрытий промышленных зданий. Примером мо-
Жет служить стенд-матрица, применяющийся для изготовления ребристых напряженно-армированных плит размером 3X12 М (рис. 113). Матрица представляет собой железобетонный короб с внутренней полостью для пара и сварными откидными бортами. На поверхности матрицы расположены углубления для ребер, в которых устроены гнезда для съемных клиньев, обеспечивающих беспрепятственное отделение плиты от матрицы после передачи натяжения арматуры на бетон. Скользящие клинья - вкладыши - сварные, выполненные из листовой стали толщиной 4 Мм.
Для закрепления напрягаемой арматуры у торцов матрицы установлены консольные упоры, оснащенные инвентарными тягами для. натяжения стержневой арматуры.
Тепловая обработка изделия производится подачей пара в полость матрицы, а также в камеру для наружного обогрева панели. По достижении бетоном необходимой прочности плиту освобождают от бортовой оснастки и производят отпуск арматуры. Учитывая тонкостенность изделия, необходимо передачу усилий с упоров на бетон осуществлять плавно. Для этого
Стержни предварительно разогревают до образования в металле шейки текучести, а затем перерезают автогеном их выступающие концы на расстоянии 10-15 Мм от торцов панели. Благодаря сдвигу клиньев готовая, плита легко отделяется от рабочей поверхности матрицы.
На коротких стендах изготовляют балки пролетного строения мостов по технологии Мостостроя-1 с применением криволинейных пучков, чем достигается экономия арматуры, особенно при изготовлении балок длиной более 23 М (рис.
114, А).
Стенд представляет собой мощную железобетонную балку с консольными упорами по концам, которые воспринимают усилия от п редва рительного напряжения арматурных пучков, оснащенных анкерными колодками типа МИИТ. Пучки закрепляются в торцовых упорах стенда посредством заклинивающих устройств - анкерной шайбы и конусной пробки. Криволинейность пучков достигается установкой оттяжек, закрепленных на упормой балке. Натяжение пучков осуществляется домкратами двойного действия.
Более перспективным является изготовление балок по рассматриваемой технологии на металлических передвижных стендах, перемещаемых по рельсовому пути (рис. 114,6).
Передвижной стенд представляет собой металлическую рамную конструкцию, установленную на тележки и оборудованную шарнирными упорами с затяжками. Производство балок осуществляется по принципу конвейерной линии, состоящей из пяти постов.
На первом посту производятся установка, натяжение пучков из высокопрочной проволоки и сборка арматурного каркаса балки; на втором - установка металлической инвентарной бортовой оснастки с гидравлическим приводом, здесь же производится бетонирование балки и предварительный прогрев ее пуском пара в полости формы (в течение 5-6 Ч).
После съема бортовой оснастки балка на третьем и четвертом постах, которые являются секциями камеры тепловой обработки, последовательно прогревается в течение 12 Ч на каждом посту при температуре 80° С.
На пя. том посту производится передача напряжения арматуры на бетон постепенной обрезкой пучков. Цикл изготовления одной балки, включая тепловую обработку, составляет 2 суток; на технологической линии, оборудованной четырьмя стендами, в сутки изготовляются две балки.
Вибро-термо стенды - оборудование позволяющие выпускать необходимые вам железобетонные изделия с наименьшими затратами по производственным площадям и дополнительному оборудованию. Вибро-термо стенд объединяет в себе металлоформу, вибростол и пропарочную камеру. Три в одном можно так сказать. Причем под вибро-термо стенд можно оборудовать любую из существующих металлоформ. Что бы понять преимущества использования вибротермостендов перед традиционной технологией производства ЖБИ рассмотрим это на примере производства плит ПАГ 14. Как происходит традиционное производство:
2. Устанавливаем металлокаркас и натягиваем арматуру. Причем на стандартной металлоформе установлено определённое количество упоров для натяжения арматуры. В случае с ПАГ 14 это 5 упоров с каждой стороны, если форма сделана под использование арматуры диаметром 14 мм. И 6 упоров при использовании арматуры диаметром 12 мм. В нашей практике встречались случаи когда клиенты просили поставить дополнительные упоры, что бы придать металлоформе некую универсальность. Но попасть в точные размеры расположения арматуры согласно ГОСТ в этом случае не удаётся.
3. После того как металлоформа заряжена металлокаркасом её заливают бетоном и с помощью крана транспортируют на вибростол. После чего начинается процесс вибрации. Прошу вас учесть что какой бы технологичный вибростол у вас не был процесс передачи вибрации такой: Источник вибрации передает колебания вибростолу, а тот в свою очередь металлоформе. Потери энергии вибрации при этом составляют порядка 20-30%.. Что бы получить качественную усадку бетона необходимо 1-2 минуты работы вибростола.
4.После того как мы провибрировали нашу металлоформу, отправляем её с помощью крана в пропарочную камеру. И так поочереди до тех пор пока пропарочная камера не будет заполнена до конца. Прошу обратить внимание на то, что пока камера не загружена полностью вы не можете запустить процесс пропарки изделий. А это время!!!
5. И так пропарочная камера заполнена и мы запускаем процесс пропарки изделий. Как правило полный цикл занимает 8 часов.
6. После этого металлоформы из пропарочной камеры извлекаются опять же с помощью крана, выставляются в ряд и происходит распалубка изделий и обрезание арматуры. Прошу обратить внимание что металлоформа стоит на полу и для того что бы срезать арматуру приходится нагибаться, а это не всегда удобно. Особенно при срезании нижнего ряда.
7. После того как распалубка произведена. Мы извлекаем из форм готовые изделия и транспортируем их на склад, на кантователь, грузим сразу в машины и т.д. Опять же с помощью крана Процесс производства завершён.
Теперь как происходит процесс производства ПАГ 14 на вибро-термо-стенде.
1. Мы готовим металлоформу к использованию: зачищаем её и смазываем эмульсолом.
2. Устанавливаем металлокаркас и натягиваем арматуру. Прошу учесть что вибротермостенды универсальны на них можно производить ПАГ 14 с использованием арматуры диаметром 12 и 14 мм с соблюдением всех размеров по расположению арматуры в металлокаркасе согласно ГОСТ.
3. В процессе заливки металлоформы бетоном мы имеем возможность сразу включить вибрацию. Процесс вибрации происходит гораздо качественнее. Энергии на вибрации необходимо затратить меньше т.к. вибрация от вибраторов передается непосредственно на металлоформу.
4. После завершения заливки и вибрации металлоформы оператор имеет возможность сразу включить её прогрев и начать процесс пропарки изделия. т.е. пока ваша бригада переходит к подготовке следующей формы в предыдущей уже идёт завершающий процесс изготовления плиты. Прошу вас учесть что до данного момента мы ни разу не использовали кран.
5. Процесс пропарки изделий на вибротермостенде как и при традиционной технологии занимает в среднем 8-10 часов. После этого происходит распалубка металлоформ и обрезание арматуры.
6.Последний процесс в данной технологии - это извлечение готового изделия. Здесь мы с вами первый раз задействуем кран.
Преимущества использования вибро-термо стендов.
- не нужны огромные производственные площади (производство можно наладить без цеха непосредственно на РБУ);
- не нужны вибростолы (система виброуплотнения бетонной смеси встроена на каждом вибро-термо стенде);
- не нужны пропарочные камеры, пропарочные ямы, парогенераторы (встроенная система пропаривания, электро-термо прогрев, прогрев с помощью водяных регистров);
- не требуется большого персонала.
- не требует затрат на перемещение металлоформы на вибростол, в пропарочную камеру и обратно.
- Производство двух изделий в сутки с одной формы.
- Металлоформа стоит на одном месте. Исключается возможность повредить её при транспортировке. Срок службы увеличивается в разы при неизменном качестве изделий.
Технология производства ЖБИ на термовибростендах.
Технология производства ЖБИ на вибротермостендах практически ничем не отличается от традиционной.
- Металлоформа смазывается эмульсолом. Смазкой которая не дает прилипать бетону к металлоформе.
- В форму устанавливается металлокаркас будущего изделия.
- После этого заливается бетон необходимой марки в необходимом количестве и производится вибрация. Так как вибротермостенд имеет встроенную систему вибрирования эта процедура занимает максимум 30 секунд. и так как вибраторы закреплены непосредственно на корпусе металлоформы, мы получаем отличную вибрацию при малых энергозатратах. Что в свою очередь повышает качество изделий и придаёт им идеальный внешний вид.
- После полной заправки металлоформы и производства вибрации, термостенд накрывают водонепроницаемым одеялом. Желательно с термопрогревом и включают прогрев непосредственно самой металлоформы.
- На этом подготовительный период заканчивается и вам остаётся только ждать окончательной пропарки вашего изделия. Она может колебаться от 8 до 10 часов в зависимости от условий в которых эксплуатируется ваш вибротермостенд.
- После окончательной пропарки изделия, ракрываем борта металлоформы и даём изделию немного остыть и отстоятся. После этого можно извлекать его из формы и начинать процедуру подготовки к выпуску следующего изделия.
В процессе производства вибро-термо-стендов и процессе их эксплуатации начали появляться новые идеи. Не всех клиентов устраивает высокое энергопотребление таких стендов. На данный момент наша компания разработала принципиально новую схему их прогрева с помощью обычных водяных регистров. На стадии разработки прогрев виброформ с помощью паровой рубашки и воды. Но это пока только разработка.
1) Изготовление ферм на стенде
2) Производство длинномерных изделий
Б современной заводской практике широкое распространение получили короткие стенды для изготовления предварительно-напряженных конструкций: типовых панелей покрытий длиной 12 и18 м, колонн и балок каркасных зданий, мало уклонных покрытий длиной 24 м, сегментных ферм.
Частая смена оснастки на длинных стендах существенно увеличивает трудоемкость работ и металлоемкость конструкций. Гибкая технология на коротких стендах преимущественно в вибротермоформах, позволяет повысить в 2-4 раза их оборачиваемость, снизить трудоемкость формования и сократить число форм.
Изготовление ферм на стенде.
На коротких стендах изготавливают фермы с предварительно-напряженным нижним прямолинейным поясом (сегментные, безраскосные) и с параллельными поясами.
На ряде заводов применяют короткие стенды для одновременного изготовления в горизонтальном положении двух сегментных ферм пролетом 24 м. Железобетонная балка сечением 1,2x1,1 м воспринимает усилия от натяжения арматуры; по обе стороны балки на бетонном основании расположены металлические формы (рис. 14.9).
Перпендикулярно к одному из торцов распорной балки расположена неподвижная упорная двутавровая балка с короткими штангами-захватами для напрягаемой арматуры. На противоположном конце балки закреплены такая же неподвижная и подвижная упорные балки. Подвижная балка установлена на катках и имеет натяжные штанги- захваты. Между подвижной и неподвижной балками размещены два одноходовых домкрата типа ДГ-200 грузоподъемностью по 200 т, работающие от насосной установки. Для возврата подвижной балки в исходное положение с ее противоположной стороны установлен третий гидродомкрат.
После укладки стержневой или прядевой арматуры в тяги-захваты подвижной и неподвижной балок можно производить ее одновременное натяжение двумя гидродомкратами. В первую очередь выполняют монтажное натяжение, а после
установки каркасов и закладных деталей - полное проектное натяжение. В пазы штанг вставляют фиксирующие клинья, после него можно снять давление в гидроцилиндрах и передать усилие от напрягаемой арматуры на распорную балку. Фермы бетонируют, после чего стенд закрывают колпаком для тепловой обработки или осуществляют прогрев непосредственно в термоформах.
При массовом производстве рационально изготовление ферм на специальном механизированном стенде с поворотной формой, примером которого может служить установка, предназначенная для формования железобетонных предварительно- напряженных ферм ФБМ-241У длиной 24 м (рис. 14.10).
Для удобства обслуживания установки поворотную раму поднимают на некоторый угол, и после укладки арматуры опускают в положение формования. Затем устанавливают торцовые борта и закладные детали, в форму подают бетонную смесь и уплотняют ее вибропротягиванием. Тепловую обработку выполняют в термоформ; при этом верхнюю открытую поверхность изделия заливают слоем воды толщиной 20-40 мм, для чего по контуру формы предусмотрены дополнительные бортики. По окончании тепловой обработки торцовые борта снимают, и гидроцилиндрами поднимают поворотную раму вместе с изделием в наклонное положение, выпрессовывая его из формы. Затем отрезают анкерные концы напряженных арматурных стержней и транспортируют изделие в вертикальном положении на склад. После этого форму чистят, смазывают и приступают к формованию следующего изделия.
Технологическая последовательность изготовления ферм одинакова при работе на различных стендах: заготовка проволоки и прядей; установка форм», ненапрягаемой арматуры и закладных деталей; натяжение арматуры нижнего пояса механическим или электротермическим способом; формование и тепловая обработка изделий; передача усилий предварительного напряжения с упоров стенда на отвердевший бетон изделия; распалубка и съем изделия со стенда.
При правильной организации работ продолжительность одного цикла по изготовлению двух ферм или балок равна одним суткам.
Производство длинномерных изделий.
Для выпуска крупноразмерных железобетонных конструкций, в частности длинномерных балок, применяют механизированные стендовые установки для формования балок в рабочем положении.
Формовочная установка состоит из поддона, откидных продольных бортов и съемных торцовых бортов (рис. 14.12). По торцам поддона размещены траверсы-захваты для напрягаемой арматуры, одна из которых подвижная. Продольные борта формы открываются на 90° гидравлическим приводом; при закрывании бортов посредством рычажно-шарнирного устройства одновременно устанавливают в рабочее положение подмости для обслуживания установки.
1 - траверса для натяжения арматуры; 2 - откидные продольные борта; 3 - съемные торцовые борта; 4 - складные подмости; 5 - поддон; 6 - рычаг; 7 - гидроцилиндр; 8 - кронштейн.
К траверсам установки прикреплен вибропривод мощностью 30 кВт с горизонтально-круговыми колебаниями. Применение в стендовом производстве вибропривода позволяет механизировать процесс уплотнения бетона и значительно сократить его продолжительность, обеспечивая высокое качество изделий.
Перед началом работы для удобства обслуживания и укладки арматуры продольные борта формы откинуты в горизонтальное положение. После укладки напрягаемых арматурных стержней в упоры траверсы собирают и закрепляют остальную арматуру и закладные детали, а затем гидроприводами закрывают продольные борта, одновременно устанавливая площадки обслуживания. Далее ставят торцовые борта и болтовые стяжки между продольными бортами формы. Домкратами производят групповое натяжение всех 18 стержней арматуры; величина натяжения автоматически контролируется фиксирующим клином.
Бетоноукладчик подает бетонную смесь непосредственно в форму. По окончании формования в полости формы подается пар; тепловая обработка длится 15 ч. При распалубке раскрывают продольные борта, затем обрезают стержни арматуры, извлекают изделие краном и транспортируют его в стеллаж для выдерживания.
ВОПРОС № 104
Классификация форм.
1) В зависимости от организации технологического процесса:
Неподвижные (стендовые) - собираемые на формовочных стендах;