Впервые в истории изготовление стеновых блоков промышленного исполнения было налажено еще в середине 19-го столетия в Европе. В начале 20-го века в 1914-м году технология вибропресования бетонных смесей была освоена в США. Впоследствии она распространилась по всему миру. В СССР решение о строительстве заводов по производству железобетонных изделий было принято в 1954-м году. В течение 40 лет были построены около 6000 производств. В последние 10 -12 лет техника монолитного домостроения стала одним из приоритетных направлений гражданского и промышленного строительства. При этом темпы строительства и новые технологии предъявляют высокие требования к ассортименту и качеству железобетонных изделий, для производства которых применятся инновационные методы.
Современные возможности
В настоящее время конкурентно-способными и актуальными являются четыре основных способа производства железобетонных изделий, в числе которых:
- способ производства с применением столов-подъемников, в процессе которого производство реализовано на основе формирования продукции посредством неподвижных столов. Формовка блоков при этом осуществляется посредством механизма вертикального съема изделий. Современный стол-подъемник конструктивно представлен в виде двухслойного агрегата. Снизу расположена стальная плита, необходимая для формирования плоских поверхностей железобетонных блоков. В верхнее положение плита переходит посредством перемещения модульных гидроцилиндров. Съем изделий производится в вертикальном положении. С одной стороны опалубкой выступает борт, с другой монтируемая оснастка;
- агрегатно-поточный способ изготовления железобетонных блоков представляет собой технологию, по которой каждый элемент производится в отдельной форме с перемещением и прогревом в специальных камерах;
- карусельная техника изготовления ж/б изделий. Для реализации производственного процесса при этом используют передвигающиеся по роликоопорам посредством лифта-подъемника столы или формы. В качестве передвижной опалубки выступает плита – паллета. Опалубка для производства ЖБИ изготавливается при помощи сменных магнитных бортов, позволяя формировать различные по конфигурации формооснастки. При необходимости могут быть сформированы, как однослойные, так и трехслойные формы с использованием утеплителя. Для сушки изделий используют специальные камеры, осуществляющие прогрев. Подача паллет реализуется для повышения эффективности производства в автоматическом режиме;
- вертикальное формование железобетонных блоков и изделий в кассетах, которые изготавливаются на основе металлических листов. Кассеты оснащаются тепловыми рубашками и располагаются на раме. Благодаря наличию гидроцилиндров, они являются подвижными и могут смещаться в сторону. При помощи одной кассеты одновременно может формироваться о 10 изделий.
Технологический цикл изготовления железобетонных изделий и комплектация применяемого оборудования зависят от вида изготавливаемых строительных конструкций. Изделия, функционирующие на изгиб, а именно: плиты перекрытий, перемычки, производят на основе напряженного железобетона. При этом в процессе производства внутри форм размещается арматура, к которой приложено необходимое усилие. После этого конструкция шаблона заливается раствором необходимой марки и подвергается для устранения воздушных прослоек снижающих прочностные показатели виброуплотнению.
Все описанные методы производства железобетонных изделий являются актуальными и востребованными на настоящий момент, А потому нельзя утверждать, что единственным и наиболее перспективным является только техника безопалубочного формования.
Производство железобетонных изделий ныне — это изготовление широкого спектра продукции, ассортимент которой состоит из более чем 1000 наименований и номенклатур, разбитых на группы. Для производства различных изделий применяется отельное оборудование. К примеру:
- для пустотных настилов – линии автоматического безопалубочного формования с использованием слипформеров или экструдеров;
- внутренних стеновых панелей – производство с использованием вертикальных кассетных модулей;
- балок, ригелей, колонн и свай – преднапряженные стенды;
- стеновых панелей – технология карусельного производства, подъемные столы или агрегатно-поточная методика изготовления.
Преимущества и оптимизация технологии безопалубочного производства
При этом в настоящее время существует реальная возможность для оптимизации технологии безопалубочного формирования. Снизить издержки позволит сокращение расхода цемента. Так, например, для изготовления преднапряженных плит с увеличенной несущей способностью могут применяться более низкие марки бетона, что создаст определенную экономию.
Снижение расходов на арматурную сталь может достигать 30%. Применение безопалубочной технологии также создает реальные предпосылки для сокращения численности обслуживающего персонала на 50%. Производительность линии за смену при использовании опалубочной технологии в 2 – 2,5 раза ниже, чем при безопалубочной при наличии одинаковой численности обслуживающего персонала. Снижение себестоимости продукции и повышение ее конкурентоспособности также достигается за счет суммарного снижения трудозатрат, которое ниже на 20-30%. Как правило, это достигается за счет снижения затрат на энергию при термообработке, которая реализуется не паром, а прогревом стенда посредством «закольцованной» горячей воды. Кроме того в схеме такого производства отсутствуют энергозатраты на технологические операции на перестановку форм.
Модернизации линий и реконструкция производственных мощностей
В целом ряде случаев для того чтобы использовать современные технологии производства бетонных и железобетонных изделий предприятия нуждаются в техническом перевооружении с полной или частичной заменой имеющегося в наличии оборудования. При модернизации в первую очередь необходимо учитывать наличие производственных площадей, которые позволят реализовать намеченной с высоким коэффициентом полезной деятельности. Для этого необходимы помещения:
- с величиной ширины пролетов от 18 до 24 метров;
- длиной цеха от 100 до 150 метров;
- наличия грузоподъемных механизмов с грузоподъемностью до 10 тонн;
- наличием кран-балки с высотой до нижней консоли не менее 5 метров;
- наличия энергоснабжения мощностью от 500кВт до 1,5 МВт;
Усовершенствование качества материалов
Новые мировые стандарты затрагивают не только качество технологического процесса, реализации производства в цехах, производящих железобетонные изделия, но и свойства материалов. Улучшив технические характеристики бетонной смеси, можно в значительной мере повысить качество и долговечность изделий. Методы и способы изготовления цемента в наши дни динамично прогрессируют. Именно поэтому уже созданы тысячи разновидностей бетонных смесей, обладающих различными параметрами. Наиболее востребованными среди них являются бетоны:
- усиленной трещиностойкости;
- высокой водонепроницаемости,
- повышенной прочности;
- высокой долговечности
- высокой стойкости к коррозии.
Среди популярных материалов DSP-композиты, представляющие собой растворы, которые состоят из однородно распределенных частиц микрокремнезема, микроволокон и специально изготовленных цементов. Данная категория бетонов отличается повышенной прочностью на сжатие, которая достигает значения до 270 МПа, а также устойчивостью к истиранию.
Снижение массы ЖБИ
Свойства бетона в области массы и прочности являются важнейшими характеристиками современных железобетонных изделий, которые представлены в виде сборно-монолитных и сборных конструкций. Последние изготавливаются в условиях заводов производителей и доставляются на место строительства для сборки. Первые производят на месте застройки.
Для тех и других категорий важным направлением усовершенствования железобетонных блоков является снижение массы строительных элементов без утраты прочностных характеристик. Для этой цели в настоящее время создан теплоизоляционный легкий вид бетона, которые имеет показатель объемной массы менее 100 кг на метр. Также актуальны и востребованы для производства смеси, сформированные на основе магнезиальных вяжущих бетонных растворов, которые имеют высокие показатели в области теплоизоляции, износостойкости, огнестойкости и прочности при сжатии и растяжении. При этом материалы являются не требовательными к условиям хранения. Легкие материалы помимо этого обладают высокими бактерицидными свойствами. Все чаще при производстве находят применение такие инновационные виды растворов, как:
- радиоэкранирующий бетон – смеси обладающие возможностью поглощения электромагнитного излучения, которые актуальны для изготовления ЖБИ, востребованных при строительстве специальных, а также энергетических объектов высокой степени важности;
- электропроводящий бетон – бетонный раствор, имеющий антистатические и электропроводящие свойства;
- кислотостойкий бетон – раствор, выполненный на основе жидкого стекла, который отличается устойчивостью к прямому воздействию активных веществ, в частности соляной, азотной, серной концентрированной кислоты;
- сверхтяжелый гидратный бетон, который благодаря структуре может надежно защищать от мощного радиационного излучения.
Производство специальных бетонов с новыми возможностями стало возможным благодаря наличию широкого спектра добавок и легирующих материалов, платификаторов, влияющих на свойства материала.
Вещества, полученные на основе полиакрилатов и поликарбоксилатов, позволяют не только повлиять на степень подвижности бетона, но и повысить устойчивость материала к растрескиванию и кардинально повлиять на его механическую прочность. К примеру, легирование пластификатором белого цемента М-400, который не имеет особых свойств, позволяет увеличить его прочность в полтора раза, снизив при этом показатель водопоглощения на 3%.
Еще одной новинкой является использование кубовидных заполнителей. Благодаря кубической форме обычного щебня удается увеличить плотность раствора и сократить его расход.
Технический контроль качества готовой продукции
Для исключения производства железобетонных изделий, несоответствующих заявленным характеристикам, осуществляется выходной контроль качества продукции. Для этой цели задействуют как традиционные, так и инновационные современные методики. Прежде всего, блоки проходят испытание на прочность, для чего из каждой партии отбирается не более 10% изделий, которые подвергаются исследованию. Для этой цели применяются прессы с силоизмерительными тензометрическими датчиками.
Помимо этого широко используются современные цифровые дефектоскопы, позволяющие выявить трещины в бетоне, определить толщину защитного слоя. помимо этого отбраковке подлежат все ЖБИ, в которых арматура выступает за границы бетона.