Производство железобетонных изделий: промышленные методы и технологии

В этой статье мы рассмотрим то, какова технология производства железобетонных изделий в промышленных масштабах, а кроме того определимся с тем, какие методы отливки ЖБИ применяются в индивидуальном строительстве. Но, до того как рассмотреть технологические особенности, расскажем об основных свойствах железобетона.

Производственный цех по изготовлению железобетонных изделий

Особенности производственного материала

Железобетон — это материал, изготовленный с применением цементосодержащих растворов и металлических армирующих конструкций.

Технология изготовления ЖБИ не нова, так как основополагающие методы были запатентованы во второй половине 19 века. Тем не менее, массовое применение железобетонных сооружений и конструкций в строительной индустрии приходится на начало двадцатого века.

Использование данного материала в строительстве неслучайно, так как железобетонные изделия отличают следующие качества:

• устойчивость к механическим нагрузкам;
• устойчивость к негативному воздействию ряда факторов внешней среды;
• эксплуатационная надежность и долговечность;
• приемлемая цена, в сравнении с конструкциями, изготовленными с применением других материалов;
• устойчивость к воздействию критических температур (как низких, так и высоких);
• устойчивость к воздействию химических и биологических факторов;
• высокая степень сопротивляемости динамическим и статическим нагрузкам.

Впрочем, ЖБИ имеют некоторые недостатки. Например, прочность материала на сжатие меньше, чем аналогичные параметры чистого металла. Применительно к большим сооружениям и конструкциям, железобетонные изделия «несут» своей массы на порядок больше, чем полезной нагрузки.

Разновидности ЖБИ

На фото — отгрузка готовых плит перекрытия

На сегодняшний день повсеместно изготавливается и производится широкий перечень различных железобетонных изделий. И это неудивительно, так как ЖБИ применяются не только в строительстве, но и в других сферах.

К примеру, большая часть столбов освещения и опор линий электропередач традиционно изготавливается с применением железобетона. Из этого же производственного материала изготавливаются наиболее совершенные и технологичные на данный момент железнодорожные шпалы.

Впрочем, остановимся на тех модификациях, которые нашли применение в строительстве.

Среди них отметим следующие разновидности:

• фундаментные блоки стеновые (ФБС);
• плиты перекрытий;
• плиты дорожные;
• железобетонные сваи;
• бетонные опоры и заборы;
• декоративные изделия, применяемые при отделке строительных объектов.

На фото — готовая продукция, включая стеновые блоки и бетонные кольца

Расскажем об этих разновидностях подробнее:

• Фундаментные блоки стеновые (ФБС) — это модификация ж/б изделий, нашедшая применение в качестве основного строительного материала при возведении сборных фундаментов и подвалов различных зданий. Такие сооружения существенно сокращают сроки, необходимые для проведения строительных работ, так как блок крупный и позволяет отказаться от долгой и трудоёмкой кладки кирпича.
• Плиты перекрытий — это железобетонные перемычки, устанавливаемые между этажами. Для приготовления таких изделий применяются особо прочные марки железобетона, рассчитанные на большие механические нагрузки в течение всего эксплуатационного ресурса.

Для снижения веса плиты выпускаются полыми, что делает их более лёгкими и менее теплопроводными. Опять же, за счет полостей в плитах, экономится бетон, что благоприятно сказываются на стоимости готового изделия.

• Дорожные плиты — это ЖБИ, используемые при строительстве дорожного полотна, взлётно-посадочных полос аэродромов и прочих поверхностей, к прочности которых предъявляются повышенные требования.
• Железобетонные сваи — это изделия, которые применяются в строительстве, наряду с фундаментными блоками. За счёт повышенной устойчивости бетона к негативному воздействию факторов окружающей среды, такие сваи могут быть установлены на различных типах грунта без ущерба для качества готовых строительных объектов.
• Заборы, опоры и декоративные изделия — это особая разновидность ЖБИ, которая выполняет не столько утилитарную, сколько эстетическую функцию. Из-за высокого потребительского спроса, производство этих ЖБИ в настоящее время освоено различными небольшими и малыми предприятиями.

Особенности изготовления ЖБИ

Готовая конструкция, извлеченная из формы

Инструкция изготовления железобетонных изделий определяется основными свойствами производственных материалов. Цементосодержащие растворы жидкие или полужидкие, а потому главной технологической особенностью производственного процесса является их заливка в специальные формы.

По сути, производственная технология предполагает монтаж своими руками армирующего каркаса в полости формы и последующую заливку раствора. По мере высыхания раствора, готовое изделие набирает требуемую прочность. По окончанию этого процесса готовая продукция извлекается из формы и может быть использована по своему назначению.

Технология изготовления железобетонных и сборных бетонных изделий включает перечень отдельных операций, составляющих производственный процесс. Все операции, реализуемые в ходе изготовления ЖБИ, условно подразделяются на основные, вспомогательные и транспортные.

Выгрузка готовых конструкций из форм

Условно технологический процесс можно разбить на следующие последовательно реализуемые этапы:

• приготовление бетона;
• изготовление арматуры и производство каркаса;
• армирование ЖБИ;
• формование бетонной смеси;
• температурно-влажностная обработка изделия;
• декоративная отделка лицевой поверхности.

Важно: При изготовлении панелей наружных стен бетонные конструкции могут быть подвергнуты дополнительной доработке. В панели могут быть уложены теплоизоляционные материалы, как при формовании, так и на этапе сборки отдельных скорлуп изделий.

Производственное оборудование

На фото — опалубка для изготовления плит перекрытия

Оборудование, используемое при производстве ЖБИ, в соответствии с назначением, подразделяется на технологическое – основное, а также на вспомогательное и транспортное. Оборудование для производства железобетонных изделий, задействованное в едином производственном комплексе, называется технологической линией.

При производстве железобетонных изделий применяются специальные формы, которые могут быть изготовлены из металла, железобетона, пиломатериалов древесного происхождения. Также применяются комбинированные формы, построенные с применением нескольких различных материалов.

На фото — применение вибропресса в ходе уплотнения бетона

Независимо от типа использованных материалов, готовые формы должны отвечать следующим требованиям:

• точность обеспечения установленных типоразмеров и конфигурации изделий по окончанию проведения всех технологических операций;
• рациональная конструкция и как следствие небольшая масса формы в соотношении с массой готового изделия;
• отсутствие трудоемкости и простота сборки и разборки;
• жесткость конструкции при заливке бетонов с различными показателями плотности и удельного веса.

Важно: Эффективность применения производственных форм во многом определяется корректностью выбора смазочных материалов. Правильно подобранный смазочный материал препятствует приставанию раствора к внутренней поверхности опалубки, тем самым способствуя долговечности формы и повышению качества производимых ЖБИ.

Актуальные схемы промышленного изготовления ЖБИ

Термоэлектроформы с готовым изделием

В соответствии с методикой реализации процесса формования можно выделить три основные схемы изготовления ЖБИ:

• Производство в формах неперемещаемого типа предполагает проведение всех технологических операций, начиная с подготовки и оканчивая разборкой опалубки на одном месте. Примером реализации такой схемы является формование ЖБИ в матрицах, в кассетах или на плоских стендах.
• Производство в формах перемещаемого типа предусматривает поэтапную транспортировку опалубки с залитым раствором от одного производственного поста к другому. Такая производственная схема распространяется на поточно агрегатный и конвейерный способ формования.
• Формование непрерывного типа – это сравнительно новая производственная схема, которой свойственна эффективность, высокая производительность и относительно малые энергозатраты. Способ осуществляется с применением вибропрокатного стана.

Армирование бетона

Заполнение бетоном опалубки с заложенной арматурной сеткой

Независимо от того, какое используется оборудование для производства железобетонных изделий, наиболее важным технологическим этапом является армирование смеси. И это неудивительно, так как способ реализации армирования строительных растворов определяет такие параметры готовой конструкции как прочность и себестоимость ЖБИ.

Важно: По статистике цена готового железобетонного изделия на 20-30% зависит от стоимости арматуры. Поэтому подход к разработке особенностей армирования ж/б конструкций важен как в техническом, так и в экономическом плане.

На фото — каркасы для отливки свай

Армирование строительных растворов при производстве ЖБИ бывает двух типов: предварительно напряженное и обыкновенное – ненапряженное.

Рассмотрим подробнее особенности реализации каждого из этих способов, так как от них по большему счету зависят прочностные качества готовых изделий.

• Ненапряженное армирование ЖБИ выполняется как с применением пространственного каркаса, так и посредством плоских сеток, изготовленных из проволоки катанки или стальных стержней с соответствующим диаметром поперечного сечения.

Каркасы, в ходе такого армирования, могут изготавливаться только с применением сварного метода. Ненапряженная арматура подразделяется на основную (рабочую) и вспомогательную (монтажную).

Основная арматура размещается на участках претерпевающих максимальные растягивающие напряжения. Вспомогательная арматура, напротив применяется на тех участках ЖБИ, где растягивающее напряжение отсутствует или наоборот присутствует сжатие.

• Напряженное армирование железобетона предполагает создание предварительного обжатия, как на участке растягивающих напряжений, так и по всему сечению ЖБИ. Например, при изготовлении фундаментных блоков или свай параметры предварительного обжатия составляют до 60 кГ/см². Обжатие выполняется посредством натягивания арматуры в течение определённого времени.

Вывод

Итак, мы рассмотрели основные моменты производственного процесса, а, кроме того, мы перечислили эксплуатационные особенности ЖБИ. Полученные сведения вы сможете учесть как при заказе готовых ЖБИ, так и при применении железобетона в индивидуальном строительстве.

Остались какие-либо вопросы? Исчерпывающие ответы можно получить, посмотрев видео в этой статье.