ТЕРМОСТЕНД ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ И ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к области заводского производства железобетонных изделий (жби), а именно к стендовым линиям для изготовления сборных железобетонных изделий, таких как ригели, балки, колонны, сваи, перемычки, различные блоки, кольца и крышки колодцев, дорожные плиты, панели перекрытий, одно- и многослойные стеновые панели, рамы и полурамы, в том числе большепролетные, косоуры, и другие изделия, и может быть использована для формования и прогрева железобетонных изделий с автоматическим управлением процесса тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий.
Известна опалубка для изготовления протяженных строительных конструкций (патент на изобретение РФ №2304675 C2, МПК E04G 13/02, E04C 3/00, опубл. 20.08.2007г.). Согласно изобретению, конструкция выполнена в виде поддона и бортов, объединенных в единую ручьевую систему с образованием не менее чем двух смежных протяженных продольных формующих полостей под соответствующие предпочтительно одновременно изготавливаемые протяженные строительные конструкции из твердеющего материала с армированием преимущественно железобетона, причем смежные формующие полости разделены общим для них центральным продольным бортом с двумя формующими поверхностями, фиксировано размещенным на поддоне, а продольные наружные борта выполнены высотой меньшей высоты центрального борта с возможностью наращивания их по высоте до высоты, равной высоте центрального борта, откидными и установлены вдоль его внешних продольных граней с возможностью возвратных перемещений каждого из них по ширине поддона и изменения рабочей ширины каждой формующей полости в интервале от максимальной до составляющей не менее 0,3 ее максимальной величины и фиксации в требуемых, в том числе промежуточных по ширине поддона, положениях, причем поддон установлен на дискретных опорах с возможностью юстировки высотного положения поддона на опорах с фиксацией, по крайней мере, от продольных перемещений в центральной по длине части и возможностью на остальной части длины направленного проскальзывания в обе стороны от центральной части, по крайней мере, по длине при температурных деформациях, при этом опалубка содержит комплект устанавливаемых перед бетонированием поперечных концевых и промежуточных по длине технологической линии формующих отсекательных инвентарных диафрагм разных типоразмеров, соответствующих типоразмерам поперечного сечения изготавливаемых протяженных строительных конструкций. По крайней мере, наружные борта опалубки могут быть выполнены с возможностью их съема и замены на борта различной высоты и/или конфигурации формующей поверхности.
Недостатками данного решения являются высокие трудозатраты и сложность сборки опалубки, недостаточная вертикальная жесткость боковых бортов. В связи с разной высотой неподвижного и боковых бортов для различных изделий приходится наращивать боковые борта, а потом их снимать, что достаточно трудоемко. Более того, данное решение относится к металлоформе для унифицированных изделий (не универсального применения) и изготовление панелей или плит невозможно ввиду ее малой узкой площади.
Известно решение с фиксирующим основанием и фиксированным узлом (патент на полезную модель Китая №207696729, МПК B28B 07/00, опубл. 07.08.2018 г.), в котором фиксирующее основание включает в себя основание с установленным на нем крепежным устройством, которое позволяет быстро устанавливать и демонтировать внешнюю форму. Фиксирующее основание используется для крепления на стенде пресс-формы. Крепежное устройство, которое может быстро устанавливать и демонтировать внешнюю форму, используется для крепления внешней формы к пресс-форме. Крепежное устройство представляет собой зажим для быстрой фиксации, включающий монтажную опору, подвижную ручку и пресс-головку.
Недостатками данного решения является сложность используемых элементов, крепежное устройство представляет собой сложный подвижный элемент крепления опалубки к поддону.
Задачей заявляемой полезной модели является создание термостенда для формования и тепловой обработки железобетонных изделий, обеспечивающего удобство установки и использования и возможность использования различной опалубки.
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, заключается в упрощении, ускорении сборки опалубочной системы, предназначенной для формования и тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий и предотвращении коробления формовочной поверхности термостенда.
Технический результат достигается тем, что термостенд для формования и тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий включает основание, установленную на основание силовую раму с теплоизоляцией и системой теплораспределения внутри силовой рамы, формовочную поверхность, опирающуюся на силовую раму, при этом термостенд дополнительно содержит кронштейны, выполненные в виде П-образного профиля и жестко закрепленные к силовой раме, профиль кронштейна выполнен со ступенчатым Г-образным вырезом с образованием зазора между кронштейном и формовочной поверхностью, при этом кронштейн выполнен с монтажными отверстиями для крепления съемной опалубки.
Далее полезная модель поясняется следующими фигурами:
фиг. 1. - вид термостенда с теплоизоляцией и системой теплораспределения;
фиг. 2. - вид в разрезе термостенда с плоской и объёмной деревянной опалубкой;
фиг. 3. - вид в разрезе термостенда с плоской и объемной металлической опалубкой;
фиг. 4. - общий вид термостенда в изометрии.
Термостенд для формования и тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий включает основание 1, установленную на основание 1 силовую раму 2, теплоизоляцию 3 внутри рамы 2 по всей площади и периметру, размещенную на теплоизоляции 3 систему теплораспределения 4 внутри силовой рамы 2, формовочную поверхность 5, опирающуюся на силовую раму 2, систему автоматического управления тепловой обработкой и опалубочную систему. Опалубочная система включает металлические кронштейны 6, жестко установленные на силовую раму 2, и съемную опалубку 7, удерживаемую кронштейнами 6.
Основание 1 термостенда может быть отлито из армированного бетона, выложено из каменных, бетонных, железобетонных, газобетонных, пенобетонных блоков, камней, кирпичей или металлического настила.
Силовая рама 2 выполнена из железобетона или металла с поперечным и продольным усилителями. Силовая рама 2 выполнена с возможностью установки на железобетонное или металлическое основание 1 через закладные детали, которые выполняют функцию опорных частей и высотных реперов. Силовая рама 2 расположена по всему периметру термостенда или формовочного поля. В случае, когда термостенд состоит из нескольких отдельных формовочных полей, то каждое поле имеет собственную силовую раму.
Теплоизоляция 3 представляет собой многослойную изоляцию, размещаемую на основании 1. Теплоизоляция 3 включает материал с отражающей способностью, например, фольгоизолон, и утеплитель из керамзобетона или экструзионного пенополистирола. В качестве утеплителя возможно использование и других теплоизоляционных материалов с характеристиками по теплопроводности и плотности как у экструзионного пенополистирола или керамзобетона. В качестве теплопередающей среды используют стяжку из бетонов и растворов на лёгких заполнителях, газобетона, пенобетона, силикатного стекла.
Система теплораспределения 4 состоит из трубок 8 для циркуляции теплоносителя, подложки для раскладки трубок и крепежа, фиксирующего трубки на подложке. Система теплораспределения 4 может включать теплопроводящую стяжку или засыпку теплопередающим материалом. Система теплораспределения 4 может быть забетонирована или засыпана теплопередающей средой по всей площади и периметру до уровня верхней части силовой рамы 2.
Трубки 8 циркуляции теплоносителя крепятся планкой или металлическими/ пластиковыми пластинами/стяжками на подложке. Подложка для фиксации трубок представляет собой пластиковую или металлическую сетку с ячейками определённого размера, к которой трубки циркуляции теплоносителя/обогрева привязываются металлическими или неметаллическими хомутами, проволокой, стяжками с определённым шагом. Металлические или пластиковые пластины устанавливаются с определенным шагом с фиксаторами или зажимами, в которые вставляются или зажимаются трубки 8. В качестве теплоносителя используют горячую воду, масло, антифриз, специальные жидкости для систем отопления.
Вне периметра силовой рамы 2 находится узел или несколько узлов теплораспределения теплоносителя (не показаны на чертеже). Трубки 8 циркуляции теплоносителя выходят за пределы силовой рамы 2 через перфорированную накладную пластину с отверстиями и через неё же заходят обратно от узла теплораспределения. В другом варианте реализации трубки 8 циркуляции теплоносителя выходят за пределы силовой рамы 2 термостенда, проходят под рамой 2 через основание 1 термостенда в специальном заглубленном канале, в котором проложены гильзы или лотки с крышками для защиты трубок. Трубки 8 для циркуляции теплоносителя, выходя за пределы силовой рамы 2, входят/стыкуются с коллекторами внутри узла теплораспределения.
Формовочная поверхность 5 представляет собой металлопокрытие, которое  укладывается верхним слоем. Металлопокрытие выполнено в виде цельного металлического листа или из отдельных металлических листов, сваренных в единый лист. Формовочная поверхность 5 перекрывает сверху частично или полностью всю площадь, ограниченную силовой рамой 2 или без нее. Формовочная поверхность 5 фиксируется на поверхности с помощью стяжек 9, установленных на силовой раме 2 для обеспечения дополнительной надежности ее крепления.
Система автоматического управления тепловой обработкой контролирует все процессы тепловой обработки, позволяет дистанционно задавать и корректировать режимы тепловой обработки железобетонных изделий, предотвращает "тепловые удары" и деструкцию железобетонных изделий при термообработке.
Металлические кронштейны 6 опалубочной системы являются стационарными несъемными элементами конструкции термостенда, выполняющими функцию вертикального репера/базиса для выставления и крепления опалубки, а также служат в качестве направляющих для удержания формовочной поверхности 5 от сползания и коробления. Кронштейны 6 представляют собой вертикально расположенные металлические сборные или гнутые профили П-образной формы, имеющие с боковых сторон ступенчатый Г-образный вырез 10 под силовую раму 2 и формовочную поверхность 5. На центральной вертикальной поверхности кронштейнов 6 выполнены монтажные отверстия (в виде круглых отверстий или продольных прорезей) для возможности крепления опалубки 7. Кронштейны 6 нижней частью боковых сторон жёстко приварены к силовой раме 2 термостенда, при этом между участком Г-образного выреза 10 кронштейнов 6 и формовочной поверхностью 5 выполнен зазор 11 в несколько миллиметров, благодаря которому формовочная поверхность 5 может компенсировать тепловое расширение при нагревании без потери плоскостности. Выполнение кронштейнов 6 такой формы и с зазором 11 упрощает конструкцию термостенда, упрощает и ускоряет сборку опалубки и позволяет исключить необходимость применения фиксаторов или других дополнительных элементов конструкции, например, специальных вставок, образующих зазоры или дополнительное пространство для компенсации теплового расширения.
Металлические кронштейны 6 опалубочной системы приварены на металлической силовой раме 2 по одной или нескольким ее сторонам, таким образом, что вертикальная часть кронштейна 6, обращённая внутрь площади, ограниченной силовой рамой 2, перпендикулярна к формовочной поверхности 5. В случае применения железобетонной силовой рамы 2 металлические кронштейны 6 привариваются на металлические закладные (не показаны на чертеже), устанавливаемые по периметру силовой рамы 2.
Кронштейны 6 расположены с определенным шагом по одной или нескольким сторонам силовой рамы 2: по обеим длинным сторонам, «углом» - по одной длинной и примыкающей короткой, «скобой» - по обеим длинным и короткой между ними или по всему периметру силовой рамы 2.
Кронштейны 6 могут использоваться с различной опалубкой 7: деревянной, металлической, из клеёной и ламинированной фанеры, композитов. Опалубка 7 может быть выполнена как плоской, так и объемной. Плоская и объемная деревянная опалубка (7.1 и 7.2 соответственно) может быть изготовлена из обычной или влагостойкой ламинированной фанеры, досок или мебельного щита, при этом объемная деревянная опалубка 7.2 дополнительно содержит продольные внутренние деревянные или металлические ребра/усилители жёсткости. Плоская металлическая 7.3 опалубка может быть изготовлена из листового металлопроката, а объемная 7.4 - из сортового или фасонного металлопроката (швеллер, уголок). Тип опалубки 7 выбирается в зависимости от условий работы на предприятии.
Крепление опалубки 7 к кронштейнам 6 возможно осуществить различными способами. Опалубка 7.1 и 7.2, выполненная из фанеры или дерева, прикручивается саморезами или болтами к кронштейнам 6, через выполненные на них отверстия и прорези. Опалубка 7.3 и 7.4, выполненная из металлических листов или профилей, может крепиться саморезами или болтами к кронштейнам 6, либо с использованием встроенных или внешних магнитов ставятся на формовочную поверхность 5, своим боком или при помощи дополнительного кронштейна, одетого на них, и прижимая опалубку 7. Листы/щиты опалубки 7 со встроенными или внешними магнитами на нижнем торце примагничиваются к металлопокрытию согласно конфигурации изделия. Опалубка 7, не имеющая магнитов, устанавливается параллельными рядами на всю длину или часть термостенда. В таком случае для её закрепления используются верхние поперечные рейки (т.н. «гребёнки»), которые предохраняют опалубку 7 от смещения. Гребёнка может крепиться к опалубке 7, скрепляя между собой её части, или к кронштейнам 6, в таком случае часть опалубки 7 скрепляется между собой и термостендом. Также между самой крайней боковой частью опалубки 7 без магнитов и кронштейнами 6 на раме 2 с определённым шагом устанавливаются распорки, которые совместно с гребёнками удерживают опалубку 7 в установленном положении.
Опалубка 7 может легко и быстро устанавливаться на любую часть формовочной поверхности термостенда как на всю длину и ширину, так и на определенную часть длины и ширины.
Сборка и работа термостенда осуществляется следующим образом:
На основание 1 устанавливают силовую раму 2, которая определяет пространственную форму и габариты термостенда, укладывают последовательно слои системы теплораспределения 4, сначала многослойную теплоизоляцию 3, трубки 8 циркуляции теплоносителя, теплопроводящую/теплопередающую стяжку, и в последнюю очередь формовочную поверхность 5. К силовой раме 2 приваривают кронштейны 6 нижней частью, таким образом, что кронштейны 6  образуют зазор 11 между формовочной поверхностью 5 термостенда и непосредственно самим кронштейном 6, что обеспечивает относительную свободу перемещения формовочной поверхности 5, связанного с температурным расширением материала при нагревании и как следствие препятствует ее короблению. Далее к кронштейнам 6 крепят опалубку 7 саморезами, болтами или магнитами.
По трубкам 8 циркуляции теплоносителя пропускают теплоноситель и на поверхности металлопокрытия создается равномерное распределение температуры на заданном теплоавтоматикой уровне. Температура на поверхности металлопокрытия зависит от температуры внутри производственного помещения, температуры теплоносителя, подаваемого из котельной, и её удаления от термостенда, при этом теплоизоляция 3, теплопередающая стяжка, покрывающая трубки 8 циркуляции, позволяют сохранять постоянную температуру и тепловой поток, направленный к рабочей поверхности термостенда. Время тепловой обработки зависит от габаритов изделия, его специфических особенностей, характеристики бетонной смеси, температуры и оборотного объёма теплоносителя. Таким образом, термостенд готов к использованию.
После формования и прогрева готовое изделие распалубливается с термостенда. Предварительный демонтаж опалубки 7 или её частей зависит от её типа, конфигурации и особенностей изделия.
Преимущества заявляемой полезной модели:
Заявляемая полезная модель позволяет сократить трудо- и материалозатраты, уменьшить сроки производства работ. Заявляемое решение позволяет получить надежную конструкцию с улучшенными технологическими характеристиками и повышенным качеством, причем возможно получение одновременно нескольких изделий различных типоразмеров, в том числе длинномерных.
Кронштейны термостенда могут размещаться в различных местах по отношению к силовой раме термостенда, что в свою очередь ведет к снижению стоимости изделия. Опалубка может размещаться различными способами в зависимости от конфигурации изделия. Опалубка может устанавливаться на любую часть формовочной поверхности термостенда и применяться как на несколько одинаковых/однотипных изделий, так и на разные индивидуальные изделия, которые могут одновременно изготавливаться. Заявляемая полезная модель позволяет применить принцип универсального использования, когда на части термостенда всегда стоит опалубка для каких-либо определённых изделий, а оставшееся формовочное пространство используется для изготовления других жби. Опалубка может быть изготовлена из различных материалов, что в свою очередь ведет к снижению стоимости готовой продукции.