Современные технологические линии для производства плит перекрытий

4./2011 ВЕСТНИК _7/202J_МГСУ

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЙ

MODERN PROCESS LINES FOR THE FLOOR SLABS PRODUCTION

E.C. Романова, П.Д. Капырин

E.S. Romanova, P.D. Kapyrin

ГОУ ВПО МГСУ

В статье рассматриваются современные технологические линии для производства плит перекрытий методом безопалубочного формования. Разобран технологический процесс, состав линии, указаны характеристики используемого оборудования.

In current article the modern process lines for off-formwork slabs production is investigated. The whole technological process is examined as well as lines composition. The characteristics and qualities of the used equipment are mentioned.

B настоящее время залогом успеха предприятия по производству ЖБИ служит выпуск широкой номенклатуры изделий. Следовательно, современное предприятие, завод, комбинат нуждается в автоматизированных технологических линиях, легкопе-реналаживаемом оборудовании, универсальных машинах, применение энергосберегающих и энергоэффективных технологий.

Технологии производства железобетонных изделий и конструкций можно разделить на традиционные (конвейерная, агрегатно-поточная, кассетная) и современные, среди которых особое место занимает непрерывное безопалубочное формование.

Безопалубочное формование, как технология, была разработана во времена Советского Союза и носила название «технология комбайн-настил». Сегодня технология востребована в России, она, с каждым опытом эксплуатации, совершенствуется нашими специалистами, при этом используется опыт зарубежных компаний.

Технологический процесс метода безопалубочного формования заключается в следующем: изделия формуются на подогреваемом металлическом полу (около 60°С), армируются предварительно напряженной высокопрочной проволокой или прядями, формующая машина перемещается по рельсам, оставляя за собой непрерывную ленту формованного железобетона.

Известны три метода непрерывного безопалубочного формования: вибропрессование, экструзия и трамбование.

Метод трамбования

Суть метода трамбования заключается в следующем: формующая машина передвигается по рельсам, при этом уплотнение бетонной смеси в формующей установке осуществляется специальными молоточками. На рис. 1 показана схема формующей установки для непрерывного формования трамбованием.

/

Рис. 1 Схема формующей установки для непрерывного формования методом трамбования

Нижний слой бетонной смеси укладывается на формовочные дорожки из бункера 1 и уплотняется высокочастотными вибрационным уплотнителем 3. Верхний слой бетонной смеси подается из бункера 2, и тоже уплотняется высокочастотным уплотнителем 6. Дополнительно поверхность плиты уплотняется ударно-вибрационной трамбовкой. После обоих поверхностных уплотнителей установлены стабилизирующие плиты 4 для улучшения уплотнения бетонной смеси. Метод не получил широкого распространения, так как установка чрезвычайно сложна как в эксплуатации, так и в обслуживании.

Метод экструзии

Технологический процесс состоит из нескольких последовательных этапов:

1. Предварительно, специальная машина для чистки дорожек очищает металлопокрытие, а затем смазывает дорожки маслом.

2. Натягиваются арматурные канаты, которые используются для армирования, создается напряжение.

3. Затем начинается движение экструдера 1 (рис. 2), который оставляет за собой полосу отформованного железобетона 2 (рис. 2).

Рис. 2 Экструдер

4/2011 ВЕСТНИК _4/2011_МГСУ

Бетонная смесь в экструдере шнекамн нагнетается через отверстия формообразующей оснастки в направлении, противоположном движению машины. Формование идет по горизонтали, и формующая машина как бы отталкивается от готового изделия. Тем самым обеспечивается равномерное по высоте уплотнение, благодаря чему экструзия незаменима при формовании крупногабаритных изделий с высотой больше 500 мм.

4. Затем изделие проходит тепловую обработку - накрывается теплоизоляционным материалом, а снизу подогревается сам стенд.

5. После того, как бетон набрал необходимую прочность, плиту режут на проектную длину алмазной пилой с лазерным прицелом, предварительно сняв напряжение.

6. После распиловки пустотные плиты снимаются с производственной линии при помощи подъемных захватов.

Технология позволяет изготавливать плиты легче традиционных на 5-10%. Обеспечиваемое шнеками высокое уплотнение бетонной смеси дает возможность экономить около 20 кг цемента на каждом кубометре смеси.

Кроме преимуществ технология имеет существенные недостатки:

- велики эксплуатационные расходы. Жесткая бетонная смесь абразивна, что приводит к изнашиванию шнеков

- экструзионное оборудование рассчитано на цемент и инертные материалы только высшего качества

- ограничена номенклатура изделий. Экструзия не предназначена для формования балок, колонн, ригелей, столбов и других изделий малого сечения [1].

Метод вибропрессования

Метод вибропрессования 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. Номенклатура выпускаемых изделий разнообразна, с равным успехом производятся плиты пустотного настила, ребристые плиты, балки, ригели, столбы, опускные сваи, перемычки и т.д. Важное достоинство формующей машины ее неприхотливость к качеству сырья и связанная с этим экономичность. Высокое качество изделий достигается при использовании цемента марки 400, песка и щебня среднего качества.

Рассмотрим современный комплекс безопалубочного производства пустотных плит перекрытий (рис. 3) и опишем подробно технологический процесс.

Производственный цикл безопалубочного формования содержит следующие операции: очистку и смазку формовочной дорожки, раскладку арматуры, натяжение арматуры, приготовление бетонной смеси, формовку изделий, тепловую обработку, снятие напряжения с арматуры, разрезание изделий на отрезки заданной длины, вывоз готовых изделий.

В комплекс входят:

- производственные настилы

- слипформер

- аспиратор для бетона

- многофункциональная вагонетка

- автоматический плоттер

- универсальная распиловочная машина

- пила для свежего бетона

Рис. 3 Технологическая линия производства преднапряженных пустотных плит перекрытий

Технические характеристики и преимущества, изготавливаемых изделий:

1. Высокие прочностные характеристики.

2. Высокая точность габаритных размеров.

4. Возможность изготовления различных типоразмеров по длине с любым шагом.

5. Возможность изготовления косых торцов изделий (возможно производить рез под любым углом).

6. Возможность формирования отверстий в перекрытиях для пропуска вентиляционных и санитарно-технических блоков за счет применения укороченных плит, а также выполнение этих отверстий стандартной ширины и положения в плане при формовании изделий.

7. Технология производства обеспечивает строгое соблюдение заданных геометрических параметров.

8. Расчетная равномерно распределенная нагрузка без учета собственной массы для всей номенклатуры от 400 до 2000 кгс/м2.

Номенклатура изделий

Таблица 1

Плиты перекрытий шириной 1197 мм

Толщина, мм Длина, м Масса, кг

120 мм От 2,1 до 6,3 От 565 ДО 1700

4/2011

ВЕСТНИК

_МГСУ

220 мм

От 1,8 до 9,6

От 705 до 3790

300 мм

От 6 до 12

От 2850 до 5700

Плиты перекрытий шириной 1497 мм

220 мм

От 1,8 до 9,6

От 940 до 5000

300 мм

От 6 до 12

От 3700 до 7400

400 мм

От 7,2 до 14

От 5280 до 10260

Краткое описание и характеристики оборудования

1. Производственные настилы

/.4

ше

О © © © ©

Рис. 4 Устройство технологического пола: 1 - резьбовая шпилька; 2 - основание (фундамент); 3 - швеллер; 4 - арматурная сетка; 5 - металлопластиковая труба для обогрева; 6 - бетонная стяжка; 7 - утеплитель и бетонная стяжка; 8 - металлический лист покрытия

Бетонное основание под технологическим полом должно быть идеально ровным и иметь небольшой уклон в сторону канализационного стока. Пол нагревается электрическим кабелем или горячей водой до температуры +60°С. Предприятиям, имеющим собственную котельную, выгоднее применять водяной обогрев. Кроме того, при водяном обогреве пол нагревается быстрее. Технологический пол является сложным инженерным сооружением, которое должно выдержать вес формуемых железобетонных изделий. Поэтому толщина металлического листа составляет 12-14 мм. Из-за теплового изменения длины металлического листа (до 10 см на стометровой дорожке) лист закрепляется металлическими пластинами с миллиметровым зазором. Подготовку и сварку металлического листа следует производить на высшем уровне, так как чем чище обработана поверхность листа, тем ровнее потолочная поверхность плиты.

2. Слипформер

ВЯ

Рис. 5 Слипформер

Формовочная машина - Слипформер (ш=6200кг) - предназначена для изготовления пустотелых плит. Машина оснащена всем необходимым оборудованием, включая такие принадлежности как, электрические кабели, кабельный барабан, емкость для воды и устройство заглаживания верхней поверхности - финишер.

Необходимая толщина плиты достигается путем замены трубно-опалубочного комплекта (замена занимает около 1 часа). Электрогидравлическое управление машины рассчитано на работу одного оператора.

Машина оснащена четырьмя ведущими колесами с электроприводом и вариатором, что обеспечивает разнообразие скорости передвижения и формования в зависимости от типа изготавливаемой плиты перекрытия и используемой бетонной смеси. Обычно скорость варьируется от 1,2 до 1,9 м/мин.

Машина оборудована одним стационарным передним и одним гидравлическим задним приемными бункерами для бетонной смеси. Она также оснащена двумя вибраторами с регулируемой мощностью. У машины имеется один кабельный барабан с гидроприводом и в комплекте с электрокабелем (максимальная длина 220 м). Для финишера предусмотрено крепежное устройство и электрическое присоединение.

Трубно-опалубочный комплект оснащены гидроприводом, боковые опалубочные элементы подвешены, что обеспечивает хорошее сцепление с направляющими. Бетон подается через двойной бункер с двумя выпускными раструбами, управляемыми

4/2011

ВЕСТНИК _МГСУ

вручную (объем бетона для каждого раструба составляет 2 кубометра). Имеется одна гальванизированная емкость для воды.

Машина настраивается в соответствии с типом бетона, имеющимся на предприятии.

3. Аспиратор для бетона

1 '

Рис. 6 Аспиратор для бетона

Аспиратор предназначен для удаления неотвержденного (свежего) бетона (ш=5000кг, 6000x1820x2840) применяется для вырезания в плитах профилей и изготовления плит с выступающей арматурой. Аспиратор может также применяться для очистки пола вдоль направляющих, а также между производственными стендами. Электропривод имеет две скорости движения вперед и две скорости движения назад. Низкая скорость составляет 6,6 м/мин, высокая - 42 м/мин.

В аспиратор входит:

1. Один встроенный фильтр и корпус фильтра, включая:

- фильтрующую поверхность площадью 10 м2

- полиэфирный игольчатый и войлочный фильтр с микропористым водо- и мас-лоотталкивающим внешним слоем

- автоматический клапан, меняющий мешочные фильтры при помощи нагнетания воздуха каждые 18 секунд

- емкость для отходов под фильтром

- сепаратор бетона, расположенный перед выпускным отверстием.

2. Аспирационное устройство в шумоизолирующем корпусе. Максимальная подача воздуха - 36 кПа, двигатель 11 кВт.

3. Центробежный насос и одна добавочная емкость для водяной форсунки.

4. Одна гальванизированная емкость для воды объемом 500 л.

Всасывающее сопло со встроенной водяной форсункой с ручным управлением и

пружинным балансировочным устройством, присоединенное к поперечине, позволяет осуществлять поперечное и продольное перемещение. Контейнер для отходов емкостью 1090 л. оборудован двумя пневматическими герметизирующими клапанами. Контейнер имеет крюк, облегчающий его подъем, а так же устройство для очищения контейнера путем подъемника. Регулируемая по высоте рабочая платформа предназначена для очистки направляющих. Аспиратор имеет крюк с проушиной, воздушный компрессор с емкостью на 50 литров, электрический выключатель и блок управления с возможностью установки до 4 пультов.

4. Многофункциональная вагонетка

га

ш

Рис. 7 Многофункциональная вагонетка

Вагонетка (ш=2450кг, 3237x1646x2506) работает от аккумулятора, выполняя следующие три функции:

1. Растягивание арматурных канатов и проволоки вдоль производственных стендов

2. Смазка производственных стендов

3. Чистка производственных стендов

Машина оснащена: анкерной плитой для крепления тросов и арматуры, скребком для очистки производственных стендов, пульверизатором для нанесения смазывающего состава, ручным тормозом.

5. Автоматический плоттер

Рис. 8 Плоттер

Плоттер (ш= 600 кг, 1600x1750x1220) предназначен для автоматической разметки плит и нанесения на них чертежей по любым геометрическим данным выполненным в формате ёхГ (скорость работы 24 м/мин), например, угол распила, вырезаемые области и идентификационный номер проекта. Панель управления плоттером - сенсорная. Данные о плите могут быть переданы на плоттер при помощи любого носите -

4/2011

ВЕСТНИК _МГСУ

ля или посредством беспроводного присоединения к сети. Для измерений, точность которых составляет ±1 мм, используется лазер. [2]

6. Универсальная распиловочная машина

Рис. 9 Универсальная распиловочная машина

Данная распиловочная машина (ш=7500кг, 5100x1880x2320) позволяет пилить от-вержденные плиты необходимой длины и под любым углом. В машине используются диски 900-1300 мм с алмазной режущей кромкой; диски предназначены для распиловки плит с максимальной толщиной 500 мм. Скорость движения машины составляет 0-40 м/мин. Скорость распиловки 0-3 м/мин, имеется разнообразная регулировка. Скорость распиловки устанавливается автоматически при помощи экономичной регулировки мощности двигателя пилы. Подача охлаждающей воды производится со скоростью 60л в минуту. Режущий диск охлаждается с обеих сторон струями, регулируемыми при помощи датчика давления и расхода, установленного в системе подачи воды. Расположенные спереди сопла легко могут быть повернуты для быстрой смены пильного диска. Скорость распиловки регулируется для оптимального выполнения операции.

Распиловочная машина имеет следующие характеристики:

1. Электрические моторы, обеспечивающие точность движения.

2. Распиловочная машина полностью автоматизирована.

3. Оператору необходимо лишь ввести угол распила.

4. Ручное позиционирование выполняется при помощи лазерного луча. [2]

7. Пила для свежего бетона

2240

Рис. 10 Пила для свежего бетона

Пила с ручным управлением (m= 650 кг, 2240x1932x1622) для продольной разрезки свежеуложенной бетонной смеси для получения плит нестандартной ширины, отличающейся от заданной в формовочной машине. Максимальная высота плиты составляет 500 мм. Пильный диск имеет электрический привод. Для экономии использованный алмазный диск (1100-1300) может быть утилизирован. Позиционирование и движение станка осуществляется вручную. Пила передвигается вдоль стенда на роликах, и снабжается электропитанием при помощи кабеля.

Использование такого технологического процесса позволяет:

- обеспечить повышенную несущую способность плит перекрытий

- обеспечить высокую плоскостность верхней поверхности за счет принудительного заглаживания поверхности плит

- обеспечить строгое соблюдение заданных геометрических параметров

- выпускать плиты с высокими прочностными характеристиками за счет принудительного уплотнения нижнего и верхнего слоев бетона и т.д.

Нами были рассмотрены современные технологические линии для производства плит перекрытий. Эти технологии отвечают большинству требованиям, предъявляемым к современному производству ЖБИ. Следовательно, являются перспективными, т.е. их использование позволяет предприятиям КПД, ЖБК и т.д. быть конкурентоспособными и в полной мере удовлетворять потребности заказчика.

Литература

1. Уткин В. Л. Новые технологии строительной индустрии. - М. : Русский издательский дом, 2004. - 116 с.

2. http://www.echo-engineering.net/ - производитель оборудования

3. А. А. Борщевский, А.С. Ильин; Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий. Учебник для вузов по спец. «Пр-во строит. изд. и конструкций».- М: Издательский дом Альянс, 2009. - 368с.: ил.

The literature

1. Utkin V. L. New technologies of the building industry. - M: the Russian publishing house, 2004. - 116 with.

2. http://www.echo-engineering.net/ - the manufacturer of the equipment

3. A.A.Borschevsky, A.S.Ilyin; the Mechanical equipment for manufacture of building materials and products. The textbook for high schools on «Pr-in builds. изд. And designs». Publishing house the Alliance, 2009. - 368c.: silt.

Ключевые слова: перекрытия, формование, технологии, опалубка, оборудование, технологические линии, плиты

Keywords: overlappings, formation, technologies, a timbering, the equipment, technological lines, plates

Статья представлена Редакционным советом «Вестника МГСУ»