CC BY
46
№ 8 серпень 2011
или модели летательных аппаратов.
2. Разработаны организационно-технологические решения проведения работ начальных этапов разборки разрушенных зданий и сооружений.
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ
1. Цивільний захист - один з пріоритетів національної безпеки. // Надзвичайна ситуація. -2009. - № 2. - C. 34 - 38.
2. Бакин В. П. Механизация на разборке завалов. // Механизация строительства. - 1989. -№5. - С. 7 - 8.
3. Мірошниченко М. Вибух газу - “це урок, який повинна засвоїти держава”. // Надзвичайна ситуація. - 2007. - № 10. - С. 8 - 15.
4. Трагічний вибух у Євпаторії // Надзвичайна ситуація. - 2009. - № 1. - C. 8 - 15.
5. Широков И. Б. Метод поиска пострадавших при стихийных бедствиях / И. Б. Широков, А. Н. Демерза // «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2004): материалы 14-ой междунар. Крым. конф., [Севастополь, 13 - 17 сент. 2004 г.]. — Севастополь: Вебер, 2004. - С. 713 - 714.
6. www.ImgeCatic.com.
7. Хмара Л. А., Шатов С. В. Технологічні особливості розбирання завалів зруйнованих будівель. // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. - Д.: ПДАБА, 2010. - № 7. - С. 32 - 43.
8. Хмара Л. А., Шатов С. В. Механизация работ и расчет потребности в грузоподъемных средствах при разборке разрушенных сооружений. // Механизация строительства. - 2007. - № 2. - С. 22 - 27.
9. Хмара Л. А., Шатов С. В. Використання будівельної техніки для виконання рятувальних та відновлювальних робіт при ліквідації наслідків стихійних лих та аварій. // Будівництво України. - 2008. - № 5. - С. 34 - 39.
10. Хмара Л. А., Шатов С. В. Определение параметров рабочего оборудования
экскаваторов для разборки завалов разрушенных зданий. Збірник-науков.праць Полт.націон.техн.університета ім.Ю.Кондратюка. Серія: Галузеве машинобудування,
будівництво. Вип.23. Том 2. Полтава: ПолНТУ, 2009. - С. 146 - 157.
11. Хмара Л.А., Шатов С.В. Усовершенствование погрузчиков для разборки завалов зданий, разрушенных под действием стихийных бедствий. Материалы междунар. научно-технич. конф-ции «Интерстроймех - 2009». Бишкек: Кыргызский гос. ун-тет ст-ва, траспорта и арх-ры, 2009. - С. 151 - 159.
УДК 693.5+666.972.53
НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ СИТУАТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ОРГАНИЗАЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ СТРОИТЕЛЬСТВА МОНОЛИТНЫХ МОРОЗОСТОЙКИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СООРУЖЕНИЙ
А. А. Чуб*, к. т. н., доц.
*Запорожская государственная инженерная академия, г. Запорожье
Ключевые слова: монолитные железобетонные сооружения; ситуативные решения; технологические и организационные решения; морозостойкие бетоны; бетонные смеси.
Постановка проблемы. Актуальность работы обусловлена важной народнохозяйственной проблемой - восстановления эксплуатационной долговечности железобетонных сооружений, работающих в условиях знакопеременных атмосферных воздействий и существенного повышения морозостойкости бетона при их строительстве [1].
В результате проведеного анализа современных исследований технологий восстановления и строительства железобетонных сооружений установлено, что существующие методы проектирования технологических и организационных решений не охватывают современных возможностей к требованию качества исходных материалов и повышения морозостойкости бетона в процессе производства работ. Исследований в направлении комплексного решения вопроса путем проектирования технологических и организационных решений процессов
13
Вісник ПДАБА
восстановления и строительства железобетонных сооружений с высокоморозостойким поверхностным слоем бетона, не проводилось [2 - 5].
Целью настоящих исследований является попытка научно обосновать применение ситуативных технологических и организационных решений строительства монолитных морозостойких железобетонных сооружений, так как необходимость высокоэффективных новых технологий вытекает из требований практики строительства, ремонта и эксплуатации железобетонных сооружений, построенных и эксплуатируемых в Украине за последние 60 лет.
Разработка технологических карт потоков осуществляется в следующей последовательности. Все объемы работ определяются технологией их производства и технологическим регламентом. Поэтому, в первую очередь, прорабатывается весь технологический комплекс выполняемых работ по строительству бетонных или железобетонных сооружений с высокоморозостойким поверхностным слоем бетона. Только после определения и принятия варианта технологии производства работ, как отдельных технологических операций, так и всего потока в целом, можно определять конкретные объемы работ. Затем определяют технологическую схему специализированного потока и ведущую машину или комплект ведущих машин.
В составе специализированного потока определяют весь необходимый перечень потоков, которые ориентированы на ведущую машину или комплект ведущих машин. В технологической карте определяют необходимость технологических и организационных перерывов между частными потоками и их продолжительность. С учетом продолжительности действия потока определяют объемы работ по каждому частному потоку. Затем подбирают для каждого частного потока количественный и качественный состав звеньев и бригад.
При определении производительности: бетоносмесителей, бетоноукладчиков,
автобетоновозов и других машин, а также при укладке и уплотнении бетонных смесей, следует учитывать разработанный автором коэффициент трудоемкости Кт, определяемый коэффициентом нормальной густоты цементного теста КНГ в используемых бетонных смесях, представленный на рисунке 1.
КТ
К НГ
Рис. 1. Зависимость коэффициента трудоемкости приготовления и укладки бетонных смесей Кт от КНГ цементного теста в применяемых бетонных смесях
Более точно коэффициент Кт, при существенных объемах работ следует устанавливать для каждой строительной машины и каждого объекта конкретно методом технического нормирования (хронометражем). Тогда формула производительности ведущей машины будет иметь вид (при наличии конкретных марок бетоноукладочных и других машин, с конкретной производительностью у подрядной организации) например:
V • t • K • K
П ___ У б 1 см ^им ^т м3
1 бу
я.
вр
где: Пбу — проектная сменная производительность бетоноукладчика, м3/см; V6 — нормативный объем уложенной бетонной смеси в м3, за нормативное время Нвр, в маш. часах; Нвр — норма времени в маш. часах для укладки Vб, м3; tсм — продолжительность рабочей смены бетоноукладчика, 7.8 часа; Ким — коэффициент эффективности использования бетоноукладчика, 0.9-1.1; Кт — коэффициент трудоемкости (времени) укладки бетонной
14
№ 8 серпень 2011
смеси, в зависимости от КНГ цементного теста в бетонной смеси (Кт = 1.0, при КНГ = 1.0);
Определив расчетом производительность ведущей машины в каждом потоке, сравнивают ее с темпом потока. Если производительность ведущей машины по расчету получилась больше или меньше темпа потока, то необходима корректировка продолжительности потоков и срока строительства, или следует подобрать ведущую машину с другой производительностью. При этом должна быть обеспечена допустимая степень загрузки машины, определяемая коэффициентом К, равным 0.85-1.15.
С увеличением КНГ, во всем диапазоне изменений Сц и Сжф трудоемкость и
продолжительность технологических процессов производства работ уменьшаются, сроки начала и окончания схватывания цементного теста увеличиваются, а прочность и морозостойкость бетона уменьшаются (см. рис. 2).
T, % от нормативной
Рис. 2. Закономерность трудоемкости (T) приготовления и укладки бетонных смесей от КНГ цементного теста в применяемых бетонных смесях. За 100 % принята трудоемкость приготовления и укладки бетонной смеси нормальной густоты (КНГ=1.0)
С увеличением Сц, при постоянном значении КНГ, трудоемкость и продолжительность технологических процессов, а также сроки схватывания цементного теста не изменяются во всем диапазоне С ж.ф, прочность и морозостойкость бетона растут (см. рис. 3). Необходимость увеличения Сж.ф, при постоянных значениях Сц и КНГ означает, что используемые цементы обладают повышенной водопотребностью, при этом трудоемкость и продолжительность технологических процессов не изменяются, но прочность и морозостойкость бетона уменьшаются.
Рис. 3. Закономерность трудоемкости (T) приготовления и укладки бетонных смесей от концентрации цемента (Сц) в их составе. 1; 2; 3; 4 — коэффициент нормальной густоты цементного теста (Кнг) в бетонных смесях, соответственно: 1.5; 1.0; 0.95; 0.876
При использовании цементов постоянного качества необходимость увеличения Сж.ф, при постоянных значениях Сц и КНГ означает, что используемый заполнитель обладает повышенной водопотребностью, что уменьшает прочность и морозостойкость бетона.
Таким образом, для каждого специализированного потока необходимо подобрать
15
Вісник ПДАБА
оптимальный комплект машин и механизмов, с учетом обеспечения полной загрузки ведущей машины, а также максимального использования вспомогательных машин и механизмов, производительность которых в смену должна быть равна темпу потока.
Полученные расчетами максимально возможные сроки работ специализированных потоков позволяют разработать календарный график выполнения работ и движения рабочих.
Современный, достаточно высокий уровень механизации производства работ и применение высокопроизводительных машин позволяют развивать высокие темпы строительства. Темп работ, определяемый при высоких объемах строительства, является минимальным, обеспечивающим директивные сроки. Вместе с тем, эффективный темп строительства, определяемый максимальным использованием ведущих машин и механизмов, может быть выше директивного. Поэтому целесообразно определять сроки работ исходя из мощности и производительности применяемой техники.
По мнению автора настоящей работы, строительство линейно-протяженных объектов — монолитных мостов, бетонных дорожных и аэродромных покрытий и других, с высокоморозостойким поверхностным слоем бетона, должно быть обеспечено передвижными растворо-бетонными комплексами, которые перемещаются по мере строительства сооружения.
Зная проектный темп потока и потребности в бетонных смесях, можно рассчитать производительность бетонного комплекса и выбрать наиболее экономичный тип мини-завода для приготовления бетонных смесей, определить необходимое количество бетоносмесителей, бетоновозов и др.
Производительность передвижного комплекта машин для приготовления цементобетонных смесей следует определять по формуле:
V • t • K • K
п ______ У б 1 см *~им
11 б. CM. jj
Нвр
где: Пб.см. — проектная сменная производительность передвижного бетоносмесительного узла, м3/см; V6 - нормативный объем приготовленной бетонной смеси в м3 за нормативное время Нвр, в маш. часах (по ДБН); Нвр — норма времени в маш. часах для приготовления Vб м3 (по ДБН); tCM — продолжительность рабочей смены бетоносмесительного узла, 7.8 часа; Ким — коэффициент эффективности использования бетонного узла, 0.9 - 1.1; Кт — коэффициент трудоемкости (продолжительности) приготовления бетонной смеси, в зависимости от КНГ цементного теста в бетонной смеси (Кт = 1.0, при КНГ = 1.0);
Сменная производительность передвижных цементобетонных заводов (узлов) составит:
П _ У ' Кб с. ' Кт м3
CM T ? ?
T
Уб • K6.c- K т
я
, смен,
где: Тсп — продолжительность специализированного потока на захватке по укладке ц/б покрытия в сменах; Кбс — коэффициент эффективности использования бетоносмесительного узла, 0.8 - 0.9; Кт = 0.5 - 2.0 — коэффициент, учитывающий подвижность, время (трудоемкость приготовления), жесткость приготовленной бетонной смеси (Кт=1.0, при осадке стандартного конуса бетонной смеси равной 0 - 2см); Убс — общая потребность бетонной смеси на захватке, м3/см;
Производительность передвижного бетонного завода согласовывают с проектным темпом работ, с учетом необходимости производства бетонных смесей в одинаковом темпе их потребления на строящемся объекте.
Для больших объемов работ разработка технологических карт и проектов производства работ должна основываться на поточном способе организации производства работ. При этом весь комплекс работ должен выполнятся совокупностью специализированных потоков, состав которых определяется принятой технологией и объемом производства работ.
Тогда производительность бетоноукладчика составит:
Я б ^б. у. ^т о
... _-----------------, м3,
Пбу _
У • Kбо. • к
Тсп
У • к,, • к
б vбу *~т
Н
вр
16
№ 8 серпень 2011
Т
сп
^ • Kбу- K т П„..
, смен,
где: Псм — сменная производительность бетоноукладчика, м3; м2; Пбу —
производительность бетоноукладчика; V6 — необходимый объем бетона, уложенного за смену; Кбу — коэффициент использования бетоноукладчика по времени 0.8 - 0.9; Кт — на подвижность бетонной смеси (0.5 - 2.0).
Время занятости ведущей машины определяем по формуле:
С ■ Н ■ К ■ К
т\ ____ з.м. 1 м.вр. V3e vm т т
^з.м. н к ч<
где: Вз.м. — время занятости ведущей машины; Сз.м. — количественный состав звеньев, обслуживающих ведущую машину; Нм.р — комплексная норма машинного времени на единицу продукции в маш. час.; Нвр — норма времени на производство единицы продукции в часах; Кзв и Км — коэффициент выполнения норм выработки звеньями и машинистом ведущей машины; Ччас. см. — продолжительность рабочего дня в часах.
Общий количественный состав комплексной бригады определяем по формуле:
n T . к ■ К
С п м ^vm 4 .Ч
бр Д jf TV* См м ’
і—1 МВ * КВ
где: Сбр — общий количественный состав бригады, чел; Тп — трудоемкость работ звеньев рабочих одной специальности, чел. см.; Мв — машинное время каждого простого процесса, маш. см.; Км — коэффициент, учитывающий выполнение норм времени (машины); Кв — коэффициент, учитывающий выполнения норм выработки звеньями одной профессии; Чсм — число смен работы в сутки; Чм — число ведущих машин, обслуживающих звено (бригаду); n — число простых процессов, составляющих сложный.
Состав звеньев определяем по формуле:
T ■ К ■ К
С — 1 п ^м ^т . ч . Ч
к ■» г тг см м ^
Мв ■ Кв
где: Ск — состав звена бетонщиков.
Целью организации технологического процесса строительства морозостойких железобетонных сооружений является обеспечение условий выполнения технологического регламента производства работ по принятой к производству технологической схеме, в наиболее вероятные короткие сроки, при минимальных затратах трудовых, материальных и энергетических ресурсов, при высоком конечном результате от производства работ.
Основными организационными принципами технологии производства работ являются организационные решения, обеспечивающие выполнение принципиальных технологических процессов и операций с высоким качеством, при минимальных трудовых, материальных и временных затратах, поточным методом, при максимальном совмещении времени их выполнения.
Технологический регламент - последовательность выполнения разработанных и принятых в проекте производства работ частных технологических решений процессов и операций проектного, требуемого качества, в проектные сроки, комплексного технологического процесса строительства объекта.
Технологический регламент разрабатывается в соответствии с технологическими требованиями комплексного технологического процесса строительства монолитных конструкций и сооружений с высокоморозостойким поверхностным слоем бетона.
Организация потока комплексного технологического процесса строительства линейнопротяженных бетонных и железобетонных сооружений с высокоморозостойким поверхностным слоем проектируется на основе одной из двух принципиальных схем.
По первой схеме организация производства работ процесса строительства сооружений (дорожных и аэродромных покрытий, каналов и др.) осуществляется двумя непрерывными, последовательными потоками. Производство работ осуществляется двумя звеньями рабочих и двумя комплектами машин и механизмов. Вначале организовывается комплексный технологический, непрерывный процесс укладки нижнего слоя бетона. За ним, последовательно, непрерывно осуществляется укладка верхнего, высокоморозостойкого поверхностного слоя бетона. При этом разбивка всего фронта работ осуществляется по захваткам.
17
Вісник ПДАБА
По второй схеме организации производства работ процесса бетонирования монолитных сооружений каждая захватка разбивается не менее чем на четыре делянки, что связано ограничением, в связи со сроком начала схватывания цементного теста нижнего слоя бетонной смеси. При этом процесс производства работ осуществляется двумя звеньями рабочих и двумя комплектами машин и механизмов в следующей последовательности.
Вначале, на первой делянке, первое звено рабочих укладывает бетонную смесь для нижнего слоя конструкции сооружения. Затем звено переходит на вторую делянку и укладывает бетонную смесь для нижнего слоя конструкции. Одновременно на первой делянке второе звено рабочих укладывает бетонную смесь верхнего, высокоморозостойкого слоя бетона на нижний, ранее уложенный первым звеном, слой бетона. Таким образом осуществляется производство работ на всех четырех делянках одной захватки.
Выводы. Научное обоснование применения ситуативных технологических и организационных решений строительства монолитных морозостойких железобетонных сооружений позволяет оптимизировать технологический процесс, сократить сроки и стоимость строительства, повысить однородность физико-механических свойств бетона конструкций и сооружений и их эксплуатационную долговечность.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Васильев А. П. Строительство и реконструкция автомобильных дорог. Справочная энциклопедия дорожника (СЭД). Т.1 / Васильев А. П., Марышев Б. С., Силкин В. В. [и др.]. -М. : Информавтодор, 2005. - 185 с.
2. Серия «Строитель». Бетоны. Материалы. Технологии. Оборудование. - М. : Стройинформ, Ростов н/Д: Феникс, 2006. - 424 с.
3. Толмачев С. Н. Долговечные дорожные цементные бетоны / С. Н. Толмачев, А. И. Жадан // Современные бетоны : IX Междунар. науч.-практич. конф. - Запорожье, 2007. -С.109 - 112.
4. Ушаков В. В. Применение новых видов бетонов для строительства и ремонта автомобильных дорог / Ушаков В. В., Васильев Ю. Э., Каменев В. В. // Проблемы современного бетона и железобетона: сб. тр. В 2 ч. Ч.2. Технология бетона. - Минск : Стринко, 2007. - 348 с.
5. Чуб А. А. Основы технологии ремонта и строительства бетонних, железобетонных сооружений с высокоморозостойким поверхностным слоем: Моногр. - Запорожье : ЗГИА, 2010. - 360 с.
УДК 666.9.022.3+691.33
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА АНАЛІТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ЗМІШУВАННЯ КОМПОНЕНТІВ МАТЕРІАЛУ В БАРАБАННО-ВАЛКОВОМУ ПЕРЕРОБНИКУ
О. Ю. Крот *, к.т.н., доц
*Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури, м. Харків
Ключові слова: механічна активація, барабанно-валкова машина, будівельні суміші, змішувач, коефіцієнт варіації, ланцюги Маркова
Постановка проблеми. Все більш популярною останнім часом стає ідея активації речовин з метою зміни їх властивостей для використання в різних сферах виробництва і науки. Багато інформації в науково-технічних джерелах присвячується технології і машинам для активації в’яжучих речовин. Значно менше прикладів реалізації в обладнанні активації всієї суміші, разом із заповнювачем і зволоженою кінцевою кількістю води. Така активація дозволяє розв’язувати багато проблем, що впливають на якість товарних виробів чи матеріалів: якісне змішування компонентів, активація заповнювача з досягненням більш ефективної його форми, поточне корегування гранулометричного складу та ін.
На кафедрі механізації будівельних процесів Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури (ХДТУБА) розроблено конструкцію барабанно-валкової машини (рис. 1), яку запропоновано застосовувати як активатор будівельних сумішей [1 - 3 та ін.].
18
