microbik.ru
1 2 ... 5 6


АГЕНТСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ПО ДЕЛАМ

СТРОИТЕЛЬСТВА И ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА

РГП «КАЗНИИССА»
УДК 666.982

№ гос. регистрации 0112РК00967

Инв.№ УТВЕРЖДАЮ

Заместитель генерального

директора

РГП «КАЗНИИССА»

_________ С.Е. Ержанов

« » июня 2012 г.

О Т Ч Е Т

О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ
по теме «Разработка изделий индустриального малоэтажного домостроения из жестких бетонных смесей на местных заполнителях методом

непрерывного безопалубочного виброформования

(промежуточный)

Алматы, 2012

СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ



Руководитель темы

академик НИА РК, докт. техн. наук

профессор



К.А. Нурбатуров

(общее руководство)

Ответственный исполнитель

ВНС, канд. техн. наук

А.А. Родионова

(главы 1- 3, заключение)


ВНС, канд. техн. наук


В.А. Лапин

(главы 1- 3, заключение)


ВНС, канд. техн. наук

И.М. Дё

(главы 1- 3, заключение)



РЕФЕРАТ
Отчет на 65 с. содержит 7 таблиц, список использованных источников из 54 наименований.

БЕТОН, ЦЕМЕНТ, ЩЕБЕНЬ, ПЕСОК, ЖЕСТКИЕ БЕТОННЫЕ СМЕСИ, НЕПРЕРЫВНОЕ БЕЗОПАЛУБОЧНОЕ ВИБРОФОРМОВАНИЕ, ФОРМУЮЩАЯ МАШИНА, МАЛОЭТАЖНОЕ ДОМОСТРОЕНИЕ, НАСЫПНАЯ ПЛОТНОСТЬ, ПУСТОТНОСТЬ, ПРОЧНОСТЬ, МОРОЗОСТОЙКОСТЬ, ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ

Объект исследований – жесткие бетонные смеси на местных заполнителях для малоэтажного домостроения.

Цель исследованийразработка изделий индустриального малоэтажного домостроения из жестких бетонных смесей на местных заполнителях методом непрерывного безопалубочного виброформования.

Разработана методика исследований.

Приведен анализ и обобщение данных технической литературы и практического опыта изготовления железобетонных конструкций по поточно-агрегатному, стендовому и кассетному производствам. Дана оценка различных технологий, приведены достоинства и недостатки традиционных методов изготовления железобетонных изделий.

Приведены результаты научных исследований по изучению химико-минералогических, физико-механических свойств песков и щебней месторождений Казахстана в качестве заполнителей жестких бетонных смесей для получения изделий способом непрерывного безопалубочного виброформования.

Даны Рекомендации по применению мытых, сухих и фракционированных заполнителей. Фракционирование щебня и песка позволяет обеспечить постоянство зернового состава, увеличить плотность и прочность жесткого бетона.

Даны Рекомендации по улучшению качества щебня путем применения щебня с улучшенной «кубовидной» формой зерен, что позволяет получать однородную бетонную смесь жесткой консистенции, используемую при изготовлении изделий методом непрерывного безопалубочного вибропрессования.
Отчет промежуточный.
СОДЕРЖАНИЕ



ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………


5

1 ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ МАЛОЭТАЖНОГО ДОМОСТРОЕНИЯ ……………………………



9

1.1 Сравнение поточно-агрегатной, стендовой, кассетной технологий в сравнении с современными технологиями преимущественно безопалубочного формования ………………………………………………



9

1.2 Технология непрерывного безопалубочного виброформования …….

13

1.3 Расширение номенклатуры изделий, изготовляемых на вибропрессах по технологии непрерывного формования …………………………………



17

2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ТЕХНОЛОГИИ БЕТОНОВ ИЗ ЖЕСТКИХ СМЕСЕЙ ……………………………………….


23

2.1 Обоснование и разработка методики проведения исследований по технологии бетонов из жестких смесей ……………………………………


23

2.2 Изучение физико-механических и технологических свойств заполнителей бетона (щебня, песка) различных месторождений ………………….



23

3 ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ БЕТОНА (ЩЕБНЯ, ПЕСКА) РАЗЛИЧНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ …………………..……………………



35

3.1 Изучение физико-механических и технологических свойств заполнителей для бетона в РК ………………………………………………………..


35

3.2 Рекомендации по использованию месторождений заполнителей РК для производства изделий и конструкций ………………………………..


42

3.3 Рекомендации по подготовке заполнителей ………………………….

53


ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………….


57


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………...


59


ПРИЛОЖЕНИЯ ………………………………………………………………


64


ВВЕДЕНИЕ
В Послании Президента страны народу Казахстана от 27 января 2012 года поставлена задача обеспечения широких слоев населения доступным жильем. В этом направлении перспективна организация Комбинатов индустриального строительства, что позволит обеспечить население доступным жильем за счет повышения энергоэффективности и более бережливого отношения к ресурсам. Современная строительная система должна отвечать принципу индустриальности технологии строительства. Под термином «индустриальность» в общем случае понимается сочетание высокой заводской готовности строительных элементов, отвечающих своему функциональному назначению и поточной технологии процесса строительства зданий, возводимых из элементов той или иной строительной системы. Социальный заказ на модернизацию строительства и техническое перевооружение предприятий стройиндустрии обусловили появление новых проектно-технических решений в строительстве.

Из железобетонных изделий в современном жилищном строительстве наиболее востребованы плиты пустотного настила [1-7]. Агрегатно-поточную и конвейерную технологию их производства сегодня можно встретить только в странах постсоветского пространства. Весь цивилизованный мир давно перешел на непрерывное безопалубочное формование - технологию, изобретенную в Советском Союзе и в середине прошлого века носившую название «комбайн-настил». Только спустя десятки лет, перенимая опыт зарубежных производителей, в странах постсоветского пространства технология непрерывного формования стала постепенно внедряться. Теперь по данной технологии формуется очень обширная номенклатура изделий. Суть технологии в том, что изделия формуются на подогреваемом металлическом полу и армированы предварительно напряженной проволокой или прядями. Известны три метода непрерывного безопалубочного формования: виброформование, экструзия и тромбование.

Метод виброформования оптимален для изготовления любых изделий с высотой не более 500 мм. Формующая машина оснащена вибраторами для уплотнения бетонной смеси. Она надежна и долговечна, не содержит быстроизнашивающихся частей. Не ограничена номенклатура выпускаемых изделий. С равным успехом производятся плиты пустотного настила, ребристые плиты, балки, ригели, столбы, опускные сваи, перемычки и т.д. Важное достоинство вибропрессования - его неприхотливость к качеству сырья и связанная с этим экономичность. Высокое качество изделий достигается при использовании обычного сырья (цемента марки 400, песка и щебня среднего качества. В крайнем случае, можно применять даже песчано-гравийную или малощебеночную смесь).

Разнообразна номенклатура изделий, производимых на линии безопалубочного виброформования: плиты пустотного настила, ребристые плиты, балки, ригели, перемычки, столбы электропередачи и т.д. На замену формующей оснастки уходит не более часа. Возможность формовать разнообразные изделия - важное преимущество вибропрессования перед экструзией.

Возникает необходимость в разработке новых технических решений по улучшению строительно-технических свойств изделий для индустриального малоэтажного домостроения из жестких бетонных смесей на местных заполнителях методом непрерывного безопалубочного виброформования. Известные данные позволяют предположить возможность модификации бетонных смесей, улучшения качества изделий [8-20].

Актуальность внедрения технологических линий безопалубочного формования плит пустотного настила определяется их инновационной и инвестиционной привлекательностью, меньшими затратами на изготовление единицы продукции, возможностью производства изделий требуемых размеров и свойств по сравнению с устаревшими технологиями (поточно-агрегатной, стендовой и др.). Коренные отличия современной технологии безопалубочного формования изделий от низкоэффективных традиционных определяют конкурентоспособность и увеличивающиеся с каждым годом объемы ее внедрения на предприятиях, выпускающих железобетонные изделия.

В этой связи разработка изделий индустриального малоэтажного домостроения из жестких бетонных смесей на местных заполнителях методом непрерывного безопалубочного виброформования является актуальной для Казахстана, особенно в рамках реализации программы ГПФИИР на 2010-2014 гг.

В целях адаптации передовой технологии к качеству местных заполнителей (щебень, песок), необходимо разработать составы жестких бетонных смесей на местных заполнителях различных регионов Казахстана для безопалубочного виброформования бетонных и железобетонных изделий индустриального домостроения.

Работа выполняется по контракту с Агентством Республики Казахстан по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства № 021-3 от 29 февраля 2012 г. и рассчитана на 2012 год.

Цель исследований заключается в разработке изделий индустриального малоэтажного домостроения из жестких бетонных смесей на местных заполнителях методом непрерывного безопалубочного виброформования.

Задачи исследований – обзор современных индустриальных технологий производства железобетонных изделий для малоэтажного домостроения, обоснование и разработка методики проведения исследований по технологии бетонов из жестких смесей, изучение физико-механических и технологических свойств заполнителей бетона (щебня, песка) различных месторождений.

Проведен анализ и обобщение данных технической литературы и практического опыта изготовления железобетонных конструкций по поточно-агрегатному, стендовому и кассетному производствам. Дана оценка различных технологий, приведены достоинства и недостатки традиционных методов изготовления железобетонных изделий.

Технологическая линия безопалубочного формования железобетонных изделий и изделий для малоэтажного домостроения определяется инновационной и инвестиционной привлекательностью, меньшими затратами на изготовление единицы продукции, возможностью производства изделий требуемых размеров и свойств по сравнению с поточно-агрегатной и стендовой технологиями.

Изучена сырьевая база строительного песка и камня, проведена оценка качественной характеристики минерало-петрографического состава и физико-механических свойств месторождений Казахстана.

Показано, что минерально-сырьевая база промышленности нерудных строительных материалов Казахстана позволяет создавать передовые технологии по выпуску широкой номенклатуры строительных материалов и изделий, способных конкурировать с зарубежными аналогами.

Даны Рекомендации по применению мытых, сухих и фракционированных заполнителей. Фракционирование щебня и песка позволяет обеспечить постоянство зернового состава, увеличить плотность и прочность жесткого бетона.

Даны Рекомендации по улучшению качества щебня путем применения щебня с улучшенной «кубовидной» формой зерен, что позволяет получать однородную бетонную смесь жесткой консистенции, используемую при изготовлении изделий методом непрерывного безопалубочного вибропрессования.

1 ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

ПРОИЗВОДСТВА БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

ДЛЯ МАЛОЭТАЖНОГО ДОМОСТРОЕНИЯ
Строительство зданий с улучшенной планировкой потребовало наладить производство таких изделий, выпуск которых был бы экономически оправдан и приносил бы достаточную для стабильной работы и развития производства прибыль. Чрезвычайную остроту приобрел вопрос внедрения новых технологий с использованием современного высокопроизводительного оборудования.
1.1 Сравнение поточно-агрегатной, стендовой, кассетной технологий с современными технологиями

Производство железобетонных изделий с применением традиционных методов осуществляется по различным схемам:

П о т о ч н о – а г р е г а т н а я технология характеризуется тем, что изделия изготавливают последовательно на нескольких постах. На каждом посту выполняют одну или несколько операций, не связанных жестким ритмом. Формовочный пост имеет бетоноукладчик или бетонораздатчик и виброплощадку различной грузоподъемности. Операции по распалубке, чистке смазке форм и укладке арматуры производят вручную [21-23].

К о н в е й е р н ы й м е т о д отличается от поточно-агрегатного тем, что все операции выполняют на строго зафиксированных постах, расположенных в определенной последовательности. Формы движутся по конвейеру, одновременно, каждый раз перемещаясь на очередной пост. Формовочные посты и тепловые агрегаты замкнуты в общее конвейерное кольцо.

Тепловые агрегаты располагают либо параллельно конвейеру, либо над конвейером с подачей форм в камеры снижателем и выдачей их подъемником. На конвейере изделия перемещаются в формах или на формах-вагонетках.

Высокая металлоемкость производства существенно снижает технико-экономические показатели конвейерной технологии.

С т е н д о в ы й м е т о д производства характеризуется выполнением изготовления изделий на стендах или в кассетах [21-23].

При изготовлении изделий на стендах выполняются все операции по подготовке форм и установке арматуры, укладке бетонной смеси и ее уплотнению, тепловлажностной обработки изделий. При изготовлении крупнотонажных изделий наиболее часто применяют стендовую технологию, поскольку перемещений изделий по отдельным технологическим постам достаточно сложная и трудоемкая операция.

К а с с е т н ы й с п о с о б позволяет изготавливать изделия в формах-кассетах, состоящих из нескольких формовочных отсеков. Кассета оснащена вибраторами, обеспечивающими хорошую укладу и уплотнение бетонной смеси. Для тепловой обработки предусмотрены специальные паровые отсеки.

Кассеты имеют следующие достоинства: изделия формуются в вертикальном положении, создавая благоприятные условия для твердения бетона, существенно сокращаются производственные площади [21-23].

Н е п р е р ы в н о е ф о р м о в а н и е изделий на вибропрокатном стане наиболее механизировано среди традиционных методов. Недостатки вибрационного стана – значительный расход металла на его изготовление и ограниченность номенклатуры выпускаемых изделий. Непрерывное формование выполнялось с применением бетонирующего комбайна, который формовал многопустотные плиты перекрытий на длинных стендах. Вследствие нерешенных технических проблем формование изделий с применением бетонирующего комбайна было использовано в ограниченном масштабе.

М е т о д н е п р е р ы в н о г о б е з о п а л у б о ч н о г о ф о р м о в а н и я.

Технологические операции на стенде выполняют в следующей последовательности: машина для очистки и смазки очищает формовочные полосы от остатков предыдущего бетонирования, удаляя грязь и смазывая поверхность полосы эмульсией; машина для раскладки распределяет арматурную проволоку или канаты по длине формовочной полосы; концы арматуры закрепляют в зажимах, расположенных в торцевых упорах; гидравлические домкраты осуществляют натяжение арматуры [21-23].

Затем выполняется формование изделий. Все операции выполняет формовочная машина; в зависимости от вида машины уплотнение бетона осуществляется либо вибропрессованием, либо экструзией. Формовочная машина движется со скоростью 0,7-3,0 м/мин.

Наличие на стенде нескольких технологических линий обеспечивает поточность изготовления изделий: на одной линии производят очистку и смазку формовочной полосы, на второй – раскладку арматуры и ее натяжение, на третьей – формовку изделия и т.д. Такая организация позволяет более полно использовать рабочее время и повышает в целом съем продукции со стенда.

Тепловая обработка выполняется путем подогрева бетона снизу от металлической формующей полосы и укрытия изделия водонепроницаемой пленкой. Практика показывает, что чрезвычайно важным является герметичность укрытия бетона, исключающее испарение влаги из-под пленки. В противном случае прогрев бетона приводит к его сушке и обезвоживанию поверхностного слоя, в результате чего через 12-14 ч тепловой обработки наблюдается снижение прочности в периферийных слоях изделия и проскальзывание арматуры в момент передачи напряжения на бетон. Для того чтобы ликвидировать этот недостаток, на ряде предприятий идут на перерасход цемента, завышение проектной прочности бетона и снижение температуры изотермической выдержки до 450С.

После достижения передаточной прочности изделия режут на элементы расчетной длины специальной машиной с aбразивным диском. Применяют машины поперечной резки, разрезающие изделие перпендикулярно длине, и универсальные, способные резать под любым углом. В процессе резки бетона диск охлаждается водой, образуя пульпу, которая в дальнейшем удаляется в систему очистки, где происходит отделение твердых частиц и возврат технической воды в производство.

Готовые изделия поднимают краном при помощи траверс, оборудованных специальными захватами, или транспортными машинами, перемещающимися по рельсовым путям и транспортируют их на склад. В холодное время, прежде чем отправить изделие на открытый склад, желательно складировать их на временной площадке в производственном цехе с тем, чтобы снизить перепад температуры между нагретым бетоном изделия и окружающим воздухом.

следующая страница >>