Производство линейных конструкций (свай) (стр. 4 из 9)
Гидрофобизующие добавки, как правило, существенно повышают нераселаиваемость, связанность бетонной (растворной) смеси, находящейся в покое. При действии внешних механических факторов (при перемешивании, укладке и т.д.) бетонная или растворная смесь с добавкой отличается повышенной пластичностью. Такое свойство гидрофобизующих смесей объясняется специфическим смазочным действием тончайших слоев поверхностно-активных веществ, распределяемых в смеси. Кроме того, эти добавки предохраняют цементы от быстрой потери активности при перевозке или хранении. В качестве гидрофобизующих добавок раньше применялись в основном природные продукты – некоторые животные жиры, алеиновая и стеариновая кислоты. Развитие химической промышленности дало возможность широко использовать новые гидрофобизующие добавки – битумные дисперсии (эмульсии и эмульсосуспензии), нафтеновые кислоты и их соли, окисленные, синтетические жирные кислоты и их кубовые остатки, кремнийорганические полимеры и др.
Воздухововлекающие добавки позволяют получать бетонные (растворные) смеси с некоторым дополнительным количеством воздуха. Чтобы повысить пластичность смеси, обычно увеличивают объем вяжущего теста. Вовлекая воздух, увеличивается объем вяжущего теста без введения лишнего цемента. Поэтому удобоукладываемость такой системы повышается. К тому же воздухововлекающие добавки образуют и ориентированные слои, активные в смазочном отношении. Широко применяют воздухововлекающие добавки на основе смоляных кислот, смолу нейтрализованную воздухововлекающую (СНВ), смыленный древесный пек и др.
К ускорителям твердения цемента, увеличивающим нарастание прочности бетона, особенно в ранние сроки, относятся хлорид кальция, сульфат натрия, нитрит-иитрат-хлорид кальция и др. Влияние хлористого кальция на повышение прочности бетона объясняется его каталитическим воздействием на гидратацию С3S и C2S, а также реакцией с С3А и C4AF. Ускорители твердения не рекомендуется применять в железобетонных конструкциях и предварительно напряженных изделиях с диаметром арматуры менее 5 мм и для изделий автоклавного твердения, эксплуатирующихся в среде с влажностью более 60%. Сульфат натрия может вызвать появление высолов на изделиях.
В нитрит-нитрат-хлориде кальция ускоряющее действие хлорида сочетается с ингибирующим действием нитрата кальция.
Противоморозные добавки – поташ, хлорид натрия, хлорид кальция и др. – понижают точку замерзания воды, чем способствуют твердению бетона при отрицательных температурах.
Для замедления схватывания применяют сахарную патоку и добавки СДБ, ГКЖ‑10 и ГКЖ‑94.
Пено- и газообразователи применяют для изготовления ячеистых бетонов. К пенообразователям относятся клееканифольные, смолосапониновые, алюмосульфонафтеновые добавки, а также пенообразователь ГК. В качестве газообразователей применяют алюминиевую пудру ПАК‑3 и ПАК‑4.
Комбинированные добавки, например пластификатор СДБ, ускоритель твердения (хлористый кальций) с ингибитором (нитратом натрия), способствуют экономии цемента. При этом ускоритель твердения нейтрализует некоторое замедление твердения смеси в раннем возрасте.
3 Проектирование состава бетона
Подбор состава бетона осуществляется на методе абсолютных объемов с использованием формулы Боломея-Скрамтаева
(1)где Rб – требуемая марка бетона;
А – коэффициент, характеризующий качество заполнителей;
Rц – активность цемента.
1. Определяем ориентировочный расход воды для приготовления бетонной смеси исходя из ее удобоукладываемости. Бетонная смесь имеет жесткость 50…70с, тогда ориентировочный расход воды составит для щебня фракции 5…10 – 173 л/м3.
2. Из формулы (1) определяем Ц/В
.3. Определяем ориентировочный расход цемента
Ц=В∙Ц/В=173∙1,75=303 кг.
С уменьшением модуля крупности песка возрастает расход цемента. Пески с Мк<1,5 увеличивают расход цемента на 12%. Тогда расход цемента с учетом Мк песка будет
Ц=(303∙0,12)+303=339 кг.
4. Водопотребность песка составляет 9%, тогда должен быть увеличен на 5 л на каждый процент увеличения водопотребности. Ориентировочный расход воды равный 173 л принят для песков средней крупности, имеющих водопотребность 7%. Тогда расход воды будет 173+10=183 л. Тогда с учетом крупности песка реальное целое будет 258/183=1,41.
5. Определяем расход щебня
Vпуст=1-
где α – коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя, зависящий от расхода цемента, равный 1,31.
.6. Определяем расход песка
Проверка:
109+183+249,5+458,5=1000.
Получили бетон следующего состава:
4 Технологическая схема производства
Производство квадратных свай осуществляется по стендовой технологии.
При стендовой технологии изделия формуются и твердеют в стационарном положении на стенде или установке без перемещения. Основные ее достоинства – простота оборудования, незначительная энергоемкость, возможность легкого перехода на выпуск изделий разнообразных типоразмеров. В то же время стендовый способ требует больших производственных площадей, усложняет механизацию и автоматизацию процесса, имеет высокую трудоемкость. Его применяют при изготовлении крупногабаритных и массивных конструкций, перемещение которых по постам трудноосуществимо или неэкономично. На стендах формуют формы и балки длиной 12 м и более, пролетные строения мостов массой до 100 т и более, арки и другие элементы сборного железобетона значительной массы. Формование изделий при стендовом способе осуществляют на плоских стендах, в матрицах или кассетах.
Плоский стенд представляет собой бетонную площадку, разделенную на формовочные линии. Наличие на стенде нескольких технологических линий обеспечивает поточность завода изготовления изделий: на одной линии производят армирование, на другой изделия формуют, а на следующей происходит твердение изделий. Такая организация позволяет более полно использовать рабочее время и повышает в целом съем продукции со стендовых линий. Стенды, соответствующие по длине одному или двум наибольшим размерам изготовляемых элементов, называют короткими; рассчитанные на несколько (4… 16) одинаковых элементов – длинными, или линейными. Первые широко применяют для изготовления элементов с любой напрягаемой арматурой, а вторые – главным образом при производстве изделий с проволочной арматурой.
По способу организации работы линейные стенды подразделяют на протяжные и пакетные. Протяжными стенды называют потому, что стальную проволоку, сматываемую с бухт, расположенных в торце стенда, с помощью крана или специальной тележки протягивают по линии формования к противоположному, концу стенда, где закрепляют на упорах. Такие стенды используют для изготовления длинномерных изделий с большим поперечным сечением и значительной высотой, а также при производстве изделий, армированных проволочной арматурой. Пакетные стенды отличаются от протяжных тем, что пучки арматуры требуемой длины готовят заранее на установке, размещаемой вне формовочной полосы. Заготовку арматурных пакетов ведут одновременно с технологическими операциями на формовочных линиях стенда.
Короткие стенды длиной до 36 м обычно специализированы на изготовлении одного-двух видов изделий. Они могут быть одноярусными, когда формование изделий осуществляется по высоте в один ряд, и многоярусными. Применение коротких стендов позволяет ускорить их оборачиваемость и увеличить съем продукции с 1 м2 формовочной площади по сравнению с линейными стендами, но трудоемкость изготовления предварительно напряженных изделий на них выше, чем на механизированных линейных стендах.
Различают стенды для формования изделий и конструкций в горизонтальном либо вертикальном положении. Различают также стенды универсальные, рассчитанные на изготовление различных видов изделий в зависимости от парка форм на заводе, и специализированные, рассчитанные на выпуск определенного сортамента близких по типу и размерам изделий. Разновидность коротких стендов – силовые формы, они отличаются повышенной жесткостью.
Наиболее типичные способы напряженного армирования изделий и конструкций на стендах или в силовых формах: линейное армирование высокопрочной проволокой с натяжением на упоры стендов механическим способом; линейное армирование стержневой арматурой с натяжением на упоры коротких стендов или силовых форм электротермическим способом; непрерывное напряженное армирование высокопрочной проволокой электротермомеханическим способом натяжения арматуры. Плоские и крупноразмерные элементы формуют в стандартных металлических формах и железобетонных формах-матрицах. Их располагают в одну или несколько линий, между которыми образуются проходы для обслуживания; применяют также бетонные стенды с гладкой поверхностью без дна для формования крупноразмерных изделий. Предварительно напряженные балки, сваи, шпалы, ребристые плиты и т.п. изготовляют в разборных или неразборных групповых формах-стендах.