CC BY
15УДК 666.973.6
С.Б. БЕЛАНОВИЧ, генеральный директор, Н.П. САЖНЕВ, канд. техн. наук, советник руководителя ОАО «Управляющая компания холдинга «Забудова» (п. Чисть, Молодечненский р-н, Минская обл., Республика Беларусь), С.Л. ГАЛКИН, зам. директора по науке УП «ЦНТУС» (Минск, Республика Беларусь)
Армированные ячеисто-бетонные изделия
В настоящее время в Республике Беларусь для успешного выполнения программы жилищного строительства необходимо определить пути повышения производительности труда строителей.
При нехватке кадров строителей и в условиях жесткой экономии энергоресурсов на первый план выходят следующие первоочередные задачи: резко снизить трудоемкость строительства жилья и увеличить теплозащиту стен зданий. Для их решения возможны следующие пути: замена наружных стен из мелких ячеисто-бетонных блоков на крупноразмерные стеновые панели; индустриализация строительства перегородок путем выпуска на заводах армированных панелей высотой на комнату; внедрение плит перекрытия и покрытия из ячеистого бетона с омоноличенными ригелями; широкое внедрение сборного или сборно-монолитного каркаса в строительстве жилья.
В 1991 г. в СССР было выпущено 5,7 млн м3 ячеистого бетона, в том числе 1,6 млн м3 армированных изделий. Одним из лидеров производства была Белоруссия, где было выпущено 1,7 млн м3 ячеистого бетона, в том числе 0,34 млн м3 армированных панелей для жилых, промышленных и общественных зданий [1]. В ряде городов СССР (Санкт-Петербург, Екатеринбург, Гродно, Таллин и др.) были построены целые микрорайоны жилых домов и административные здания различного назначения из армированных ячеисто-бетонных панелей, в том числе здания высотой до 25 этажей. Панели размером на одну и две комнаты полной заводской готовности с различными вариантами защитно-декоративных покрытий, в том числе вентилируемые фасады.
Однако после распада СССР производство ячеистого бетона резко сократилось, а производство армированных изделий практически было приостановлено.
В последние годы началось бурное развитие производства автоклавного ячеистого бетона, особенно в странах СНГ. В России практически достигнут годовой объем производства ячеистого бетона — 6,9 млн м3 и в настоящее время строится более 15 предприятий по выпуску автоклавного ячеистого бетона, производственная мощность которых составляет около 4,5 млн м3. После их ввода в эксплуатацию выпуск ячеистого бетона составит 17,5 млн м3 [2].
В Республике Беларусь в 2012 г. было выпущено 3,2 млн м3 ячеистого бетона. Практически весь объем производства в России и Белоруссии составляют мелкие ячеисто-бетонные блоки, а доля армированных изделий ничтожна мала. Следует отметить, что развитие производства ячеистого бетона в 1930-е гг. начиналось с изготовления армированных плит небольших размеров. Например, первые изгибаемые конструкции из автоклавных ячеистых бетонов, выпуск которых начался в СССР в 1938 г., представляли собой малогабаритные плоские плиты типа ПА для бесчердачных покрытий [3]. Ширина этих плит 0,5 м, длина 1,5 и 3 м.
В Республике Беларусь в связи с увеличением объема жилищного строительства, в том числе индивидуального, принята переориентация на индивидуальное домостроение. На предприятиях строительной индустрии осуществляется модернизация технологического оборудования и наращивание мощностей по выпуску освоенных ранее и вновь разрабатываемых конструктивно-технологических схем жилых зданий.
ОАО «Управляющая компания холдинга «Забудова» и ОАО «Сморгоньсиликатобетон» развернули работы по освоению производства сборного железобетонного каркаса и армированных ячеисто-бетонных изделий, в том числе крупноразмерных ячеисто-бетонных панелей [4].
Исходные элементы для крупноразмерных ячеисто-бетонных панелей (максимальные размеры 6000x600x400—500 мм) изготовляют по литьевой технологии на технологических линиях фирмы «Кселла» («Хебель») на заводе ОАО «Управляющая компания холдинга «Забудова» и фирмы «Маза-Хенке»; по ударной технологии — на заводе ОАО «Сморгоньсиликато-бетон». В первом случае массив разрезается вертикально на изделия заданных размеров, а во втором — горизонтально. Не останавливаясь на способах изготовления и разрезки ячеисто-бетонных массивов, следует отметить, что оба способа имеют положительные и отрицательные моменты. Однако в обоих случаях обеспечивается высокое качество бетона и геометрическая точность изделий, позволяющая вести их монтаж на клею.
С целью ориентации на производство профилированных армированных изделий, в том числе на тонкостенные конструкции, в 2012 г. ОАО «Управляющая компания холдинга «Забудова» на Заводе строительных конструкций (ЗСК) совместно с голландской фирмой «AIRCRETE Europe B.V.» провела модернизацию резательного комплекса «Хебель».
Эффективность нового процесса производства армированных изделий из ячеистого бетона заложена уже на стадии разработки номенклатуры изделий. При этом учитывались технологические возможности производства, и в первую очередь схема разрезки ячеисто-бетонного массива. Номенклатура изделий обеспечивает максимальное использование массива и минимальное количество отходов сырца при разрезке массива на изделия заданных размеров. На модернизированной резательной машине разрезка ячеисто-бетонного сырца на армированные изделия заданных размеров производится по толщине с кратностью 25 мм и по длине 5 мм.
Наряду с изложенным выше минимальное количество отходов сырца также обеспечивается специальной конструкцией формы. Форма состоит из поддона длиной 6,2 м и шириной 1,56 м с установленным под ней механизмом перемещения. Один из торцевых бортов связан с поддоном шарнирами и может откидываться из вертикального положения на угол около 15о. Второй
Рис. 1. Распорка для сборки и фиксации объемных армированных каркасов
борт связан с поддоном и продольными бортами формы рамной конструкцией с роликами. Эта конструкция обеспечивает при необходимости сдвиг торцевого борта в продольном направлении относительно поддона. Тем самым возможно регулирование длины при изготовлении армированных изделий, когда изделие короче 6 м, что и обеспечивает уменьшение отходов при резке массива.
Исходные элементы панелей изготовляются из ячеистого бетона плотностью 400—800 кг/м3 и классом по прочности соответственно В1,5 и В2,5. При средней плотности бетона 400 кг/м3 и толщине панели 400 мм и средней плотности 500 кг/м3 и толщине 500 мм обеспечивается нормативное сопротивление теплопередаче 3,2 м2-°С/Вт.
При производстве армированных изделий технологические переделы — помол сырьевых материалов, дозирование, перемешивание и автоклавная обработка практически аналогичны производству неармирован-ных блоков. Ниже приведена технология производства армированных изделий на Заводе строительных конструкций (ЗСК) ОАО «Управляющая компания холдинга «Забудова».
Гладкая стальная арматура складируется в зоне установки для протягивания (холодного волочения) арматуры. С помощью этой установки проволочная заготовка превращается в проволоку с диаметрами, необходимыми для изготовления арматуры. При этом с арматуры удаляются окалина, ржавчина и другие загрязнения, на-
Рис. 3. Антикоррозионное покрытие пакета арматурных каркасов
Рис. 2. Сборка пакетов армированных каркасов
личие которых снижает качество антикоррозийного покрытия. За счет протягивания арматуры через фильеры повышается предел текучести и прочности стали на разрыв. Для армирования возможно также применение арматуры с периодическим профилем. Испытания армированных изделий с гладкой арматурой и арматурой с периодическим профилем показали, что при прочих равных условиях в последнем случае возможно уменьшение расхода арматуры на 20—25%.
Затем арматуру подвергают правке и резке на заготовки необходимой длины на правильно-отрезном станке. Заготовки арматуры переносят на рабочий стол агрегата для сварки плоских каркасов. Здесь они укладываются в устройства транспортировки продольных прутков арматуры в соответствии с типом каркаса. Короткий (поперечный) стержень выбрасывается автоматически из магазина, который вручную укладывается на продольные стержни. Оба, продольный и поперечный стержни, соединяются электрической контактной сваркой. В результате автоматической сварки продольных и поперечных арматурных стержней образуются плоские каркасы. Длина каркаса зависит от длины, а ширина от высоты (или ширины) ячеисто-бетонного изделия.
Другими полуфабрикатами при изготовлении арматурных каркасов являются распорки, которые соединяют два плоских каркаса в объемный каркас. На специальной машине проволока разматывается с бухты, выпрямляется, разрезается и и-образно сгибается. Две та-
Рис. 4. Форма в сборе с установленным пакетом арматурных каркасов
78
апрель 2013
/Л ®
Рис. 5. Общий вид резательной машины Рис. 6. Установка автоклавной решетки в стол резательной машины
кие и-образные заготовки накладываются друг на друга и свариваются (рис. 1), благодаря чему возникает отверстие, в которое позже вставляют металлический стержень для фиксации объемных каркасов в форме.
Из этих полуфабрикатов (плоских каркасов и распорок) на специализированных стендах посредством контактной сварки собирают объемные арматурные каркасы. Такой каркас состоит из двух плоских каркасов, которые фиксируются рядом друг с другом на расстоянии в соответствии с величиной защитного слоя арматуры и толщиной ячеисто-бетонного изделия.
Из объемных арматурных каркасов формируют пакеты арматуры, подлежащие установке в форму перед ее заполнением смесью. Сборка пакетов происходит вручную с помощью арматурных кронштейнов и металлических стержней (рис. 2). Металлические стержни покрываются разделительным средством (парафином), которое исключает сцепление с ячеисто-бетонным сырцом и обеспечивает свободное, без разрушения сырца массива извлечение их перед подачей массива на разрезку.
Собранные арматурные пакеты краном окунают в бассейн, заполненный антикоррозионным средством (рис. 3). Антикоррозионное средство на основе водной полимерной дисперсии разработано и изготовляется в ОАО «Управляющая компания холдинга «Забудова». Бассейн оснащен устройством охлаждения и перемешивания. Температура антикоррозионного средства в бассейне 20-25оС.
Время пребывания арматурного пакета в бассейне составляет 2—5 мин, время стекания антикоррозионного средства над бассейном — 5 мин. При вязкости антикоррозионного средства 70 с (вискозиметр с соплом 4 мм) обеспечивается толщина покрытия на арматурном стержне 0,3—0,4 мм.
После стекания излишков антикоррозионного средства пакеты направляют в сушильную камеру. При температуре 45—50оС в течение 15—20 мин происходит сушка антикоррозионного средства.
После сушки пакет арматуры готов к использованию и устанавливается в заранее очищенную и смазанную форму, которая подается далее под смеситель для заливки ячеисто-бетонной смеси (рис. 4).
После заливки формы смесью ее помещают в камеры, где происходит процесс вспучивания смеси. Процесс вспучивания и созревания массивов управляется таким образом, чтобы в конце его форма заполнилась до верхнего края ячеисто-бетонной массой и сырец имел пластическую прочность, достаточную для дальнейшей резки массива (0,4—0,6 КПа). Продолжительность выдерживания форм со смесью в камерах при температуре 50—55оС в зависимости от плотности бетона составляет 5—6 ч.
Затем массив транспортируют на пост резки на изделия заданных размеров. Транспортировку осуществляют с помощью мостового крана (первого) с гидравлическим захватом. При этом съемные продольные борта временно служат элементом захвата.
Рис. 7. Установка массива на стол резательной машины
Рис. 8. Установка продольных бортов на поддон формы
Рис. 9. Загрузка-выгрузка автоклава
Резательная установка состоит из поперечной и продольной резательных машин, вакуум-щита для снятия горбушки, устройств для транспортировки обрезков сырца массива и подготовки возвратного шлама (рис. 5).
Прежде чем массив будет опущен на стол резательной машины, в ней должна быть установлена автоклавная решетка (рис. 6). Мостовой кран (второй) переносит пустые решетки на продольную резательную машину. Стол резательной машины состоит из отдельных пластин, между которыми входят поперечные элементы решетки. После установки решетки в машину для продольной разрезки она опускается ниже уровня стола; рама продольной резки отходит в крайнее заднее положение, а расположенные между двумя валами справа и слева от стола струны (проволоки) поперечной резки опускаются до уровня стола. Первый кран устанавливает массив на стол резательной машины (рис. 7). При этом производится разблокировка системы фиксации арматурных каркасов, съем и возврат поддона формы для дальнейшего использования. Затем первый кран переносит продольные борта формы и устанавливает на специальную тележку. На этой тележке борта подаются на пост, где механически очищаются и смазываются и снова подаются к крану. В это время поддон и торцевые борта формы очищают и смазывают вручную.
Затем кран захватом забирает с тележки очищенные и смазанные продольные борта, транспортирует обратно к поддону формы, где они устанавливаются (рис. 8), и форма снова собирается и подается под смеситель для заливки ячеисто-бетонной смеси.
Продольные борта комплектуются пакетом для армирования, который устанавливается вместе с продольными бортами в форму. Пакет для армирования располагается соосно с продольной осью формы и фиксируется путем прикручивания винтами кронштейнов армирования к продольным бортам.
Следующей операцией резки является поперечная, продольная, горизонтальная разрезка массива и нарезка паза-гребня.
На подвижной рамной конструкции продольной резательной машины закреплены режущие струны. С помощью струн продольной резки нарезается необходимая толщина и длина изделий из ячеистого бетона.
При продольной резке слева и справа от массива остаются узкие полоски обрезков толщиной 3—4 см. При горизонтальной резке на массиве остается лежать горбушка толщиной 8—10 см, которая снимается с помощью автоматизированного вакуум-щита. Рамная конструкция вакуум-щита движется при этом над раз-
резанным на изделия массивом по тем же рельсам, что и машина для продольной разрезки.
Обрезки при продольной и поперечной резке массива сбрасываются на транспортеры, расположенные слева и справа от стола резательной машины. Вместе с горбушкой они поступают в установку переработки отходов в виде возвратного шлама плотностью 1,4—1,5 кг/л. После резки и снятия горбушки поднимается вверх решетки, опущенной под стол резательной машины; тем самым разрезанный массив приподнимается над поверхностью стола.
Другой возможностью при резке является нарезание пазов или гребней на торцевых сторонах блоков или на прилегающих друг к другу сторонах армированных изделий. Нарезание происходит одновременно с продольной резкой. В этом случае горизонтальная режущая проволока заменяется профильными ножами. Нижняя сторона массива отрезается с помощью пазовых ножей.
Второй кран с управляемым захватом, установленный в этом цехе, берет решетку с разрезанным массивом и транспортирует ее на специальную автоклавную тележку. На каждую тележку устанавливают два разрезанных массива, расположенных друг над другом. Нижняя решетка устанавливается вместе с массивом непосредственно на тележку. Справа и слева от массива в решетке располагаются поддерживающие стойки, на них устанавливают вторую решетку с массивом. Тележку транспортируют по рельсам к автоклавам — диаметр автоклава 2,6 м (рис. 9). Специальный кран транспортирует также пустые тележки с мест складирования на установку разрезки массивов.
После загрузки закрывают крышку автоклава и начинается автоклавная обработка массивов: вакуумиро-вание автоклавного пространства в течение 45 мин (вакуум — 0,25 бар); подача пара в автоклав (3 ч) до достижения в автоклаве требуемого рабочего давления (1,1 МПа); экзотермическая выдержка (12 ч) и сброс давления (3 ч).
Возникающий при автоклавной обработке горячий конденсат подается сначала для охлаждения в теплообменник, где используется принцип противохода. Горячая вода используется для подогрева воды в технологических целях, а остальная часть конденсата — в качестве воды затворения при приготовлении ячеисто-бетонной смеси.
После окончания автоклавной обработки изделия из автоклава выгружают электропередаточным мостом. Автоклавные тележки подают под разгрузочный мостовой кран. Мостовой кран гидравлическим захватом снимает готовые изделия с решеток и подает их на линии упаковки и дополнительной обработки изделий. Решетки после снятия с них всех изделий чистят, вновь подают под резательную машину, и технологический цикл изготовления изделий повторяется.
Список литературы
1. Сажнев Н.П., Сажнев Н.Н., Сажнева Н.Н., Голубев Н.М. Производство ячеисто-бетонных изделий. Теория и практика, Мн.: Стринко, 2010. 458 с.
2. Гринфельд Г.И. Производство автоклавного газобетона в России: состояние рынка и перспективы развития // Строительные материалы. 2013. № 2. С. 76—77.
3. Жлдзишский И.Л., Макарычев В.В. Крупнопанельные панели покрытий из ячеистых бетонов. М.: Издательство литературы по строительству, 1967. С. 12.
4. Сажнев Н.П., Беланович С.Б., Бухта Д.П. и др. Наружные ограждающие конструкции зданий из крупноразмерных ячеисто-бетонных изделий // Строительные материалы. 2011. № 2. С. 2—8.
80
апрель 2013
