CC BY
42УДК 693.95
И.Д. ТЕШЕВ, генеральный директор (info@vkb-eng.com), Г.К. КОРОСТЕЛЕВА, главный инженер проектов, М.А. ПОПОВА, инженер-технолог, Ю.Н. ЩЕДРИН, зам. гененерального директора
ООО «ВКБ-Инжиниринг» (350000, Краснодар, ул. Красноармейская, 36)
Модернизация заводов объемно-блочного домостроения
Показано, что модернизация заводов объемно-блочного домостроения имеет несколько направлений: модернизация самого формовочного оборудования с улучшением его технических характеристик; усовершенствование технологии производства за счет оптимальной компоновки оборудования; улучшение составов бетонных смесей и режимов тепловой обработки. Приведен пример проект завода объемно-блочного домостроения мощностью 140 тыс. м2 общей площади в год изделий объемного домостроения из легкого бетона.
Ключевые слова: объемно-блочное домостроение, модернизация, жилой дом, формовочная машина, мощность предприятия, планировка завода.
I.D. TESHEV, General Director (info@vkb-eng.com), G.K. KOROSTELEVA, Chief Engineer of Designs,
M.A. POPOVA, Engineer-Technologist, Yu.N. SHCHEDRIN, Deputy General Director
OOO «VKB-Engineering» (36 Krasnoarmeyskaya Street, 350000, Krasnodar, Russian Federation)
Modernization of Housing Module Prefabricate Plants
It is shown that the modernization of housing module prefabricate plants has some directions: modernization of molding equipment with improving its technical characteristics; enhancement of the production technology due to the optimal layout of equipment, improvement of concrete mixes compositions and conditions of thermal treatment. An example of the project of a housing module prefabrication plant producing 140 thousand m2 of total square of products of space unit house prefabrication made of light concrete per year is presented.
Keywords: space block house prefabrication,modernization, residential house, molding machine, enterprise capacity, layout of plant.
Проектным отделом «ВКБ-Инжиниринг» в 2014— 2015 гг. разработан проект завода ОБД производственной мощностью 140 тыс. м2 общей площади в год изделий объемного домостроения из легкого бетона [1—10].
За аналог принята номенклатура серии БКР-2 Краснодарского технологического направления ЗАО «ОБД» применительно к 16-этажному жилому дому (см. таблицу). Условно-расчетное количество объемных блоков в односекционном 16-этажном доме равно 206 шт. при усредненной площади одного блока «18,3 м2.
В главном производственном корпусе разработан вариант компоновки из четырех формовочных машин в 24-метровом пролете. Таким образом, предусмотрено размещение 12 формовочных машин в трех проле-
тах с коэффициентом оборачиваемости 2,5 на этапе освоения.
Главный производственный корпус представляет собой пятипролетное здание с размерами в плане 114x180 м с пристроенным крытым пролетом склада металла и готовой продукции размером 18x180 м. Размер каждого пролета в плане — 24x180 м (рис. 1). Главный производственный корпус включает:
• три формовочных пролета;
• 4-й пролет — производство наружных стеновых панелей, вентблоков, перегородок и доборных элементов;
• 5-й пролет — арматурный цех.
В 4-й пролет вписан двухсекционный бетоносмеси-тельный цех, который обеспечивает бетоном формовочные производства данного корпуса и потребность в товарном бетоне. Кюбелями адресной подачи бетон транспортируется к местам выдачи на формовочные посты.
Основные элементы модернизации технологии производства
В данном проекте наряду с классическими традиционными решениями использована модернизация самого формовочного оборудования с улучшением его технических характеристик; усовершенствование технологии производства за счет оптимальной компоновки оборудования, улучшение составов бетонных смесей и режимов тепловой обработки.
Рис. 1. Вид главного производственного корпуса
Аналог (з-д ОБД, Краснодар) Кол-во блоков в одной секции Кол-во блоков, выпускаемых в сутки при наличии 12 формовочных машин и коэффициент оборачиваемости Время (комплектации) 1 блок-секции, сут Выпуск односекционного жилого дома или блок-секций в год (260 раб. дней) Кол-во блоков в год (шт.) Расчетная общая площадь жилья в год(при S блока «18,3 м2), тыс. м2
16-этажный жилой дом -1 блок-секция серии БКР-2 206 30 блоков при Коб = 2,5 206/30 = 7 260/7 = 37 206X37=7622 7622x18,3 = 139,5
206 36 блоков при Коб = 3 206/36 = 6 260/6 = 43 206X43=8858 8858x18,3 = 162
На 1-м этапе В расчет принимается 140 тыс. м2 в год
научно-технический и производственный журнал
Рис. 2. Схема формовочного пролета производства объемных блоков
Современное оборудование — важный элемент увеличения производительности предприятия.
Заводы объемно-блочного домостроения для формования объемного блока по типу «лежащий стакан» используют формовочные машины ФМ-4, состоящие из опорной рамы, бортов, гидроциллиндров, электрооборудования.
На опыте Краснодарского завода ЗАО «ОБД» формовочные машины подверглись ряду изменений, в корне отличающих их от первоначальной версии машины, разработанной ЦНИИЭП жилища. На бортах машины была установлена силовая балка, не позволяющая в процессе формования согнуть борта. Были проведены мероприятия, направленные на усиление поддона, сердечника до толщины стали 16—18 мм, на разработку цельной конструкции рамы формовочной машины конструкторами Лабинского завода «Логия» Краснодарского края.
В формовочных пролетах объемных блоков предусматривается три производственные линии (рис. 2).
На первой линии выполняется распалубка, подготовка сердечников и поддонов, армирование.
Предполагается укрупнительная сборка пространственных арматурных блоков на односторонних вертикальных установках СМЖ-56В, установленных в каждом формовочном пролете.
Вторая линия предназначена для формования и первоначальной тепловой обработки объемных блоков. В каждом пролете расположено четыре формовочных машины (рис. 3, 4).
На третьей линии располагается по четыре поста допарки в каждом формовочном пролете.
Все три линии соединены между собой передаточными тележками с толкателем.
Проектом предусмотрено производство наружных стеновых панелей на двух плоских горизонтальных по- воротных столах (стендах) взамен громоздкой конвейерной линии.
Поворотные столы (рис. 5) с магнитной опалубкой позволяют производить не только трехслойные, однослойные стеновые панели. Возможно производство
широкой номенклатуры: сваи, балконные панели, лестничные марши и др. Производительность одного стенда 150 м2 изделий за смену, при продолжительности одной смены — 8 ч.
Поворотные столы имеют ряд преимуществ:
• переналадка формы требует 2—3 ч без дорогих ме-таллоформ, а установка поворотных столов не требует устройства фундаментов;
• столы опрокидываются на 78о, что обеспечивает оптимальное снятие бетонного элемента для последующей транспортировки;
• поворотные вибростолы оснащены системой термообработки;
• вибраторы, установленные на раме стола уплотняют бетон, при этом рама формовочной части стола с вибраторами отделена специальными антивибрационными пластинами, чтобы не передавать вибрацию на полы и конструкции здания. Оптимальная компоновка оборудования является
также необходимым условием улучшения любой технологии производства.
Улучшение технологии состава и подачи бетонной смеси положительно сказывается на технологии формования объемного блока и качества получаемой готовой продукции.
Очередность подачи и смешивания материалов влияет на прочность бетона. Классическая подача и смешивание материалов в заводских условиях включают следующие этапы: сначала дозируются и смешиваются инертные материалы — песок и щебень, далее дозируется и добавляется цемент. На последнем этапе происходит дозирование воды и добавок. Почему именно так, а не по-другому? В России практически все материалы загрязнены пылевидными, илистыми и глинистыми частицами. Щебень должен иметь прочность в два раза больше, чем прочность бетона. Для обеспечения прочного сцепления цемента с щебнем и песком необходимо активировать поверхность щебня и песка, а также частично и цемента. При изготовлении керамзитобетона керамзит имеет существенно меньшую прочность, чем марочная прочность бетона.
r'j научно-технический и производственный журнал
i'-il ® март 2016
Рис. 6. Комнатный блок *Upcrete (объем бетона 6 м3, время заливки 25 мин). В основе технологии Upcrete лежит идея заливать бетон не традиционным способом сверху вниз, а закачивать снизу вверх. Работу над технологией проводила компания Reymann Technik в 2003 г., выполняя заказ на изготовление габаритного смотрового колодца. При вертикальной заливке бетона сборного элемента, имеющего сужение вверху и внизу, такая заливка сопровождалась нарушением качества поверхности «Ratec» (www.ratec.org)
Поэтому создание прочной матрицы вокруг керамзита и по возможности упрочнение керамзитового заполнителя очень важны.
Известно, что чем прочнее керамзитовый щебень, тем более прочным получается керамзитобетон. С этой целью на ЗАО «ОБД» в Краснодаре совместно с заводской лабораторией проведен ряд опытов, в результате которых установлено, что если изменить очередность подачи и смешивания материалов: в мешалку первым дозировать цемент, далее 70% воды вместе с добавкой и после перемешивания дозируется песок, керамзит и остаток (30%) воды и все это перемешивается до получения однородной смеси (полный цикл дозирования и перемешивания не превышает времени классического цикла), то в итоге бетон быстрее набирает распалубоч-ную прочность; прочность в возрасте 24 ч увеличивается на 15—25%; прочность в возрасте 28 сут повышается на 12—20%, кроме того, в несколько раз уменьшается пыление; меньше износ мешалки, легче происходит работа редуктора и двигателя мешалки. Данное изобретение защищено патентом.
Улучшение технологии подачи бетона для формования объемных блоков возможно с использованием технологии *ирсге!е компании RATEC (Германия).
Основными преимуществами *ирсге!е и самоуплотняющегося бетона для производства объемных блоков являются: низкий уровень шума (в связи с отсутствием необходимости виброуплотнения); хорошее качество поверхности изделий; идеально ровная кромка бетонных элементов; снижение расходов на опалубку (рис. 6).
Процесс подачи бетонной смеси осуществляется по всей площади формы под давлением выше атмосферного (бетонирование под давлением снизу вверх) с помощью шлангового насоса *ирсге!е. Метод гарантирует получение идеально гладких поверхностей и отличается экономичностью.
Насос *ирсге!е (UPP) (рис. 7) со встроенной очистной системой имеет: длину 3000 мм; ширину 1500 мм; высоту 1700 мм; вес 2,3 т; радиодистанционное управление.
Насос способен прокачивать смесь с крупностью заполнителя до 16 мм. Объем прокачивания до 18 м3/ч.
Рис. 7. Насос *Upcrete (UPP) «Ratec» (www.ratec.org)
Использование самоуплотняющегося бетона с предварительной деаэрацией упрощает процесс, благодаря чему удается полностью заформовать самые нестандартные структуры (рис. 8). Поверхности получаются очень гладкими, т. е. отпадает необходимость дополнительного оштукатуривания. Это позволяет достигать высокой точности изделия. Технология обеспечивает высокую производительность до 300 л в минуту.
Одним из инновационных решений в области декорирования фасадов домов объемно-блочного домостроения является использование графического бетона.
Запатентованная технология Graphic Concrete создана для производства долговечных изображений, орнаментов и повторяющихся рисунков на железобетонных и бетонных изделиях.
Графический бетон переносит на бетонную поверхность любые изображения: тексты, узоры, рисунки, даже фотографии (рис. 9).
Графический бетон может производиться в традиционных цехах ДСК или ОБД с использованием специальных мембран, на которые наносится замедлитель схватывания бетона по специальному шаблону.
Рис. 8. Формование объемного блока по технологии *Upcrete «Ratec» (www.ratec.org)
научно-технический и производственный журнал
Рис. 9. Пример графического бетона ООО «ГероКрит» (www.herocrete.ru)
Рис. 10. Графическое решение фасада дома ООО «ГероКрит» (www.herocrete.ru)
Технология производства графических бетонных
плит включает:
• подготовку формы;
• укладку мембраны с нанесенным по шаблону замедлителем;
• заливку бетонной смеси;
• удаление мембраны с вертикально установленной панели;
• обработку струей высокого давления поверхности панели.
Использование графического бетона позволяет создать отличное декорирование в современных бетонных домах (рис. 10).
В заключение следует отметить, что Краснодарский завод ЗАО «ОБД» вложил много сил и средств в изучение энергоэффективности и сейсмостойкости конструкций объемно-блочного домостроения и проведения испытаний совместно с НИИСФ РААСН и МГСУ.
Строительство жилых и общественных зданий из объемных блоков можно считать вполне сложившейся тенденцией в строительной практике.
Этот вид домостроения позволяет превратить строительное производство в высокомеханизированный процесс сборки и монтажа здания на строительной площадке. Возведение зданий из объемных блоков при условии их правильного расчета и конструирования является эффективной мерой повышения индустриализации, архитектурной выразительности и сейсмостойкости жилищно-гражданского строительства.
Список литературы
1. Николаев С.В. Возрождение домостроительных комбинатов на отечественном оборудовании // Жилищное строительство. 2015. № 5. С. 4—9.
2. Николаев С.В., Шрейбер А.К., Этенко В.П. Па-нельно-каркасное домостроение — новый этап развития КПД // Жилищное строительство. 2015. № 2. С. 3-7.
3. Баранова Л.Н. Развитие индустриального домостроения и промышленности строительных материалов в различных регионах России // Вестник Российской академии естественных наук (Санкт-Петербург). 2013. № 3. С. 61-63.
4. Антипов Д.Н. Стратегии развития предприятий индустриального домостроения // Проблемы современной экономики. 2012. № 1. С. 267-270.
5. Мельникова И.Б. Новые средства выразительности многоэтажных многосекционных жилых зданий // Научное обозрение. 2015. № 20. С. 86-89.
6. Жигулина А.Ю., Пономаренко А.М. Доступное жилье из объемных блоков. История и современность. Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Архитектура и дизайн: Сборник статей под ред. М.И. Бальзанникова, К.С. Галицкова, Е.А. Ахмедо-вой. Самарский государственный архитектурно-строительный университет. Самара, 2015. С. 76-81.
7. Жигулина А.Ю., Мизюряев С.А. Объемно-блочное домостроение как вариант решения жилищной проблемы. Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Архитектура и дизайн: Сборник статей под ред. М.И. Бальзанникова, К.С. Галицкова, Е.А. Ахмедо-вой. Самарский государственный архитектурно-строительный университет. Самара, 2015. С. 124-128.
8. Харченко С.Г. Развитие строительства социального жилья на базе модернизации индустриального домостроения. Современные технологии управления — 2014: Сборник материалов международной научной конференции. М., 2014. С. 1750-1759.
9. Усманов Ш.И. Формирование экономической стратегии развития индустриального домостроения в России // Политика, государство и право. 2015. № 1 (37). С. 76-79.
10. Алпысбаев М.Н., Повышев Ю.Н., Нурбатуров К.А., Заикин В.А. Сейсмический каркас в индустриальной домостроительной системе // Технологии бетонов. 2013. № 10 (87). С. 24-27.
References
1. Nikolaev S.V. Revival of House Building Factories on the Basis of Domestic Equipment. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2015. No. 2, pp. 4—9. (In Russian).
2. Nikolaev S.V., Shreiber A.K., Etenko V.P. Panel and frame housing construction — a new stage of development of efficiency. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2015. No. 2, pp. 3—7. (In Russian).
3. Baranova L.N. Development of industrial housing construction and the industry of construction materials in various regions of Russia. Vestnik Rossiiskoi akademii estestvennykh nauk (Sankt-Peterburg). 2013. No. 3, pp. 61—63. (In Russian).
4. Antipov D.N. Strategy of development of the enterprises of industrial housing construction. Problemy sovremennoi ekonomiki. 2012. No. 1, pp. 267—270. (In Russian).
5. Melnikova I.B. new means of expressiveness of multysto-ried multisection residential buildings. Nauchnoe obozre-nie. 2015. No. 20, pp. 86-89. (In Russian).
6. Zhigulina A.Yu., Ponomarenko A.M. Affordable housing from volume blocks. History and present. Traditions and innovations in construction and architecture. Architecture and design the collection of articles under the editorship of M.I. Balzannikov, K.S. Galitskov, E.A. Akhmedova. Samara state architectural and construction university. Samara, 2015, pp. 76-81. (In Russian).
7. Zhigulina A.Yu., Mizyuryaev of S. A. Objemno-block housing construction as version of the solution of housing problem. Traditions and innovations in construction and architecture. Architecture and design the collection of articles under the editorship of M.I. Balzannikov, K.S. Galitskov, E.A. Akhmedova. Samara state architectural and construction university. Samara, 2015, pp. 124-128. (In Russian).
8. Harchenko S.G. Development of construction of social housing on the basis of modernization of industrial housing construction. Modern technologies of management — 2014. Collection of materials of the international scientific conference. Moscow, 2014, pp. 1750-1759. (In Russian).
9. Usmanov Sh.I. Formation of economic strategy of development of industrial housing construction in Russia. Politika, gosudarstvo ipravo. 2015. No. 1 (37), pp. 76-79. (In Russian).
10. Alpysbayev M.N., Povyshev Yu.N., Nurbaturov K.A., Zaikin V.A. Seysmichesky a framework in industrial house-building system. Tekhnologii betonov. 2013. No. 10 (87), pp. 24-27. (In Russian).
научно-технический и производственный журнал i'-il ® март 2016
