Технологии производства железобетонных изделий на отечественных предприятиях

Автор - Чумаков В.С. - Заслуженный строитель России, генеральный директор ЗАО Стройтехника.

 

В середине девятнадцатого века на некоторых строительных объектах уже применялись, наряду с товарным бетоном, отдельные бетонные изделия. Фундаментные блоки для зданий с малой нагрузкой, формовали "в землю". Данный способ, для того времени, являлся наиболее простым. Вначале, рабочие отрывали ямы прямоугольного сечения в грунте (в основном - в глинистом). Затем, замачивали созданные земляные формы известковопесчаным или цементнопесчаным растворами. В массу помещали деревянные колы, помешивают её, достигали равномерности смеси. Как правило, колы оставляют в бетоне для последующего извлечения "схватившихся" бетонных камней для укладки бетонных фундаментов. Конечно же, и структура, и внешний вид оставляли желать лучшего, но такой ленточный фундамент был способен долго выдерживать нагрузки. На рубеже 19-го и 20-го веков городское строительство было уже оснащено досчатой и металлической опалубкой, так называемой "теряемой". При возведении промышленных зданий такая металлическая опалубка принимала на себя совокупные нагрузки. В предвоенное время на стройках уже появились железобетонные плиты, стеновые блоки, армированные гладкими стальными прутками, что позволило увеличить несущую способность поэтажных перекрытий жилых и промышленных зданий. Разнообразные архитектурные элементы несущих конструкций отливались на заводах бетона и ЖБИ уже на стендах, в металлоформах, которые были насыщенны переносными реечными, площадными и глубинными вибраторами. Такая технология "стендового формования" конечно же, не могла достигнуть ни четких размеров продукции, ни требуемых параметров нагрузки на фундаменты сооружений. Однако послевоенная разруха требовала срочного восстановления промышленных и особенно жилых строений.

 

Для этой цели во многих областях страны стали расти домостроительные комбинаты (ДСК), на помощь которых надеялись жители всех регионов СССР. Для этого необходимо было восстановить цементные заводы, металлургам освоить пуск арматурных стержней периодического профиля, которые во много раз прочнее и долговечнее обычной прутковой стали. Координатором и техническим руководителем этих начинаний стал Институт Железобетона (НИИЖБ). Специалисты НИИЖБ разработали технологию изготовления, перевозки и монтажа ЖБ конструкций для строительства высотных зданий, виадуков, подземных сооружений, и, в частности, тюбингов для линий городских метрополитенов. Были разработаны первые технологии использования морозостойких и гидрофобных присадок. Спроектированы и запущены в производство полуавтоматические конвейерные линии по выпуску высокоточных по размеру и прочности стеновых панелей для домостроения. Был применен новый подход к технологии упрочнения изделий на потоке. В данное время, на примере Московских, Питерских, Воронежских, Екатеринбургских и других центров упрочнения панелей, плит, ригелей, и стеновых перегородок на собственных конвейерах стали применять не только вибростенды – первенцы технологии старых ДСК, но и технологически более эффективные виброформы с побудителями вибрации на поддонах, продольных и поперечных бортах опалубки. Кроме, того, институтом НИИЖБ было разрешено строителям применение виброрезонансных площадок ВРА, где технология уплотнения изделий более мягкая, так как волновая направленность вибраций проходит в тело продукции не фиксировано, а как бы "блуждает", окутывает уплотняемую панель со всех сторон. Что же касается продукции заводов ЖБИ - тяжелых дорожных и аэродромных плит, блоков САТ (тоннели автотрасс), технология их изготовления гораздо мужественней, чем выше приведенная для элементов жилых зданий.

 

Около десяти лет назад НИИЖБ согласовал нам сравнительно новую технологическую установку под названием "шок-стол". Это и впрямь шоковая терапия... Здесь главную роль играет не вибрация, а виброудары 50-60 кг на 1м2 умноженные на амплитуду удара до 60мм и более хода бойка, которые создают обычные эксцентрики - кривошипы, подбрасывая металлоформу. Результаты такой формовки смеси: экономия времени, производительность в 4 - 6 раз большая, нежели у вибростендов, притом, что степень прочности изделий в результате проявляется более 16 - 18 %. Конечно, новая технология имеет свои недостатки: так и у "шок-стола" мощные удары создают уже не шум, а грохот в помещении, примерно такой же, как в кузнечных цехах! Хорошо, что уже в это время для защиты людей работающих при "шок-столах" были выпущены и апробированы так называемые устройства "беруши", которые до сих пор применяются для защиты слуховых органов при работе в цехах со значительной шумовой и ударной нагрузкой. Одним из наиболее сложных, технологичных, по нашему мнению, действует участок многопустотных плит перекрытий между этажами здания. Сложность данной технологии заключается в наличии не только предварительно напряженной арматуры (это помимо каркасной сетки), но и вкладышей - пуансонов, которые уже после виброобработки плиты, извлекаются из отформованного изделия. Только после проверки чистоты пустот на отформованной плите, поддон с нею подаётся в камеру тепловой обработки.

 

Однако зачастую такие плиты при монтаже зданий имеют следующие недостатки:

- Пропеллерность - перекос относительно формы.

- Минимальная, даже иногда нулевая толщина перегородок между пустотными каналами.

Это может повлиять в условиях монтажа или эксплуатации здания на разрушение верхней "скорлупы" таких плит, так как "скорлупа" эта, будучи очень тонкой, в месте отсутствия межканальных перегородок может обрушиться между этажами. - Чтобы исключить возникновения аварийности в этой ситуации, институт ГПИ-6, совместно с ЗАО "Стройтехника" Россевзапстроя России разработали возможность армирования пустотных плит базальтовым волокном перегородок между пустотами. Эксперимент этот до сих пор применяется на заводах ЖБИ многих предприятий, входящих в Россевзапстрой.

 

 

Используя специальное оборудование и явление тиксотропии при вибрировании строительной бетонной смеси, можно эффективно уплотнять формуемые изделия при относительно небольших прессующих усилиях. Поэтому вибропрессование имеет значительные преимущества перед статическим, требующим тяжелых и мощных прессов. Смесь в процессе ее вибрации может прессоваться при помощи плиты, располагаемой на верхней открытой поверхности формуемого изделия. Также прессование может проходить при помощи пневмовкладышей внутри изделия (в этом случае для уплотнения требуется, чтобы верхняя открытая поверхность формуемого изделия была покрыта крышкой, прикрепляемой к форме и создающей некоторое противодействие давлению внутренних вкладышей на бетон).

 

Если вместо плоской прессующей виброплиты применить профилированную в виде одной или нескольких виброматриц, то можно получать изделия для строительства зданий с соответствующей профильной поверхностью, формуемые по принципу виброштампования (например, тонкостенные ребристые плиты ребрами вверх, лестничные марши со ступеньками). При увеличении прессующего усилия и скорости вынужденных колебаний штампующего оборудования можно ускорить процесс штампования, увеличить глубину профиля формуемого изделия даже при достаточной жесткости бетонной смеси.

 

Вибрационный метод уплотнения в сочетании с вакуумированием целесообразен при использовании пластичных бетонных и строительных смесей. Вакуумирование осуществляется при помощи специальных приборов, примыкающих к поверхности бетонируемого изделия или вводимых внутрь его. В процессе вакуумирования в бетонной смеси (вернее в порах и капиллярах, содержащих воздух) создается разрежение, наибольшее непосредственно на поверхности, примыкающей к вакуум-полости прибора, и уменьшающееся по мере удаления от этой поверхности вглубь бетонного слоя. Толщина слоя бетона, подвергающегося вакуумной обработке, зависит от структуры уложенной бетонной смеси, степени разрежения в вакуум-полости и длительности процесса вакуумирования.