Еженедельник "Снабженец"
http://www.snab.ru

Полная версия этой статьи в формате PDF:
СКАЧАТЬ

Производство панелей перекрытий из песчаного бетона Многопустотные панели перекрытий (настилы) являются самой массовой конструкцией, выпускаемой отечественной промышленностью сборного железобетона. Объем их производства только в Москве превышает 1 млн м3/год. При переходе на изготовление панелей из песчаного бетона наряду со снижением себестоимости изделий решается ряд важных организационно-технических задач в связи с исключением из производства дорогостоящего и дефицитного мелкого щебня. Однако переход от использования тяжелого бетона к песчаному только в результате исключения из состава бетонной смеси крупного заполнителя приводит к увеличению расхода цемента. Даже при условии получения общего экономического эффекта это, как правило, не является приемлемым решением для массового производства. Кроме того, при использовании для изготовления песчаных бетонов смесей той же удобоукладываемости, что и для тяжелых бетонов, увеличиваются потери предварительного напряжения в арматуре, возрастают прогибы и др. Проведенные расчеты показали, что в ряде типов панелей имеются резервы, как по несущей способности, так и по деформативности, облегчающие переход на песчаный бетон этой номенклатуры изделий. Мероприятия, обеспечивающие переход на песчаный бетон Возможными конструктивными и технологическими мероприятиями, направленными на обеспечение требуемой несущей способности, уменьшения прогибов под нагрузкой и снижения расхода цемента, являются снижение марки бетона, например, с М200 до М150 (в первую очередь для «коротких» настилов с ненапряженной арматурой), повышение уровня предварительного напряжения арматуры. Тем же целям служат снижение контролируемой прочности бетона при отпуске натяжения, увеличение эксцентриситета напрягаемой арматуры в результате уменьшения толщины защитного слоя бетона, повышение жесткости смеси за счет лучшей удобоукладываемости цементно-песчаных смесей по сравнению с крупнозернистыми. Наконец, к числу таких мероприятий можно отнести применение интенсивных способов уплотнения, использование химических добавок, мытых, фракционированных песков, укрупнительных добавок к ним и т. д. Целесообразность проведения указанных мероприятий анализировалась в зависимости от типа панелей, выявленных резервов по несущей способности и деформативности, особенностей технологии изготовления, используемого песка и ряда других факторов. Заводами выпускается широкая номенклатура панелей, отличающихся шириной и длиной пролета, количеством и классом преднапряженной арматуры, величиной эксплуатационных нагрузок, уровнем контролируемых напряжений и рядом других параметров. Это обстоятельство потребовало проведения расчетно-исследовательского этапа работ. Его целью являлась оценка указанных выше предложений, позволяющих осуществить перевод на песчаный бетон всей номенклатуры панелей, длина которых не превышает 6,3 м, т. е. предназначенных, в первую очередь, для панельных зданий. Таким образом, в состав комплексной научно-исследовательской работы включены расчетно-исследовательский этап, подбор составов песчаного бетона, выбор химических добавок и подготовка рекомендаций по их использованию. Кроме того, работа предполагает исследования, связанные с разработкой режимов изготовления панелей, выпуск опытных партий изделий и их испытания, в т. ч. долговременные, оценивающие нарастание прогибов от длительного действия нагрузки. Наконец, сюда относятся и эксплуатационные испытания. Широкая номенклатура изделий и большое количество вариантов возможных конструктивных и технологических изменений, предполагаемых для реализации, делали практически необходимой разработку программы расчета панелей на ЭВМ. Из номенклатуры выпускаемых изделий были выделены две панели — НВ 58-12-12 и 2УНТ 63-10, которые при изготовлении из песчаного бетона обладают наименьшими запасами по прочности и деформативности. Эти изделия были приняты в качестве объекта для дальнейших исследований. Перечисленные выше мероприятия, в т. ч. направленные на снижение расхода цемента, неоднозначны по своему вкладу в намеченный результат — разработать технологию производства панелей из песчаного бетона без существенного увеличения расхода цемента и усложнения техпроцесса по сравнению с существующим. Поэтому на первом этапе исследований были выбраны три из них, как наиболее просто реализуемые в условиях завода и в значительной мере обеспечивающие решение поставленной задачи: использование крупных песков, комплексной химдобавки и повышение уровня контролируемого предварительного напряжения. Требуемая по расчету прогибов ряда настилов из песчаного бетона величина напряжений равная 5200±920 кгс/м2 для стали АтV была согласована и принята вместо используемой в настоящее время 4900±920 кгс/м2. Подбор составов песчаного бетона М200 с передаточной прочностью 140 кгс/см2 после тепловлажностной обработки, при сохранении основных технологических режимов показал, что при применении песков Тучковского (Мк=1,8) и Академического (Мк=2,6) карьеров превышение расхода цемента над заводскими нормами составляет соответственно 30 и 18%. Введение в песчаный бетон, приготовленный на крупном песке, комплексной добавки С-3 + Nа2SО4 позволило сократить указанное превышение расхода цемента с 18 до 9%. Исследования влияния химических добавок на процесс структурообразования и прочность песчаного бетона показали, что введение добавки С-3 целесообразно при жесткости бетонной смеси до 40 секунд по ГОСТ 10181. При этом ее использование увеличивает период структурообразования цементно-песчаной смеси. Это приводит к необходимости увеличить время предварительной выдержки перед термообработкой, что в большинстве случаев не представляется возможным без снижения производительности предприятия. Применение комплексной добавки-суперпластификатора С-3 в сочетании с ускорителем твердения Nа2SО4 позволило уменьшить период структурообразования и получить требуемую прочность после тепловлажностной обработки. Последняя проводится по режиму, длительность которого не превышает времени типовых режимов. В табл. 1 приведены существующие и рекомендуемые составы бетона на крупном и мелком песках и стоимость материалов. Испытания опытных образцов Разработаны альбомы рабочих чертежей панелей перекрытий из песчаного бетона и выпущены опытные образцы изделий: 14 шт. типа 2УНТ 63-10 и шесть типа НВ 58-12-12 (на мелком песке), а также семь панелей 2 УНТ 63-10 (на крупном песке с использованием химдобавок). В процессе выпуска опытных партий уточнялись параметры отдельных технологических переделов: времени и режима перемешивания, времени формования. Установлена возможность применения существующего оборудования и трактов подачи бетона, опробованы различные режимы тепловлажностной обработки. Для оценки прочности и деформативности изделий проведены стандартные испытания (см. табл. 2). Кроме того, шесть панелей (по три из серий 1 и 2), нагруженные равномерно распределенной нагрузкой до появления трещин, были затем испытаны длительно действующей нагрузкой. Данные испытаний на прочность, жесткость и трещиностойкость 14 панелей серий 1 и 2 приведены в табл. 3, а шести панелей серий 3 и 4 — в табл. 4. Анализ результатов показывает, что все панели разрушились от текучести продольной растянутой арматуры при нагрузках, превышающих контрольную по проверке прочности не менее чем в 1,5 раза. В процессе нагружения панелей из песчаного бетона отмечено появление большого количества мелких трещин, постепенно раскрывающихся под нагрузкой. Практически, до разрушения конструкции затруднительно было выделить трещину, по которой произойдет разрушение. Это обстоятельство может явиться дополнительным фактором, учет которого при расчетах позволит точнее оценить нагрузку, вызывающую нормируемое раскрытие трещин. Четырнадцать панелей были загружены контрольной нагрузкой, соответствующей появлению трещин нормируемого раскрытия. В большинстве изделий типа 2УНТ 63-10 при расчетном прогибе 21,1 мм фактический составлял 8–13 мм. Такое же положение и с раскрытием трещин. Ни в одной из 14 испытанных панелей раскрытие трещин при контрольной нагрузке не достигало допускаемой величины 0,2 мм. В основном возникшие трещины были волосяными, величина их раскрытия составляла 0,03–0,05 мм. В ряде панелей трещины при контрольной нагрузке вообще не появлялись. Аналогичные испытания были проведены для двух партий панелей, каждая из которых включала по три изделия типа НВ 58-12-12. Партии изготавливались из песчаного бетона на мелком песке без использования добавок (табл. 3) и отличались составом цементно-песчаной смеси. Для серии 4 расход воды был увеличен на 6 л/м3 по сравнению с табличным. Жесткость смеси равнялась соответственно 30 и 18 секунд. Цель эксперимента — оценить влияние нарушений в дозировке воды при изготовлении конструкций*. Как следует из табл. 4, несмотря на соответствие изделий четвертой серии требованиям рабочих чертежей по прочности и трещиностойкости, панели обладают повышенной деформативностью. В свою очередь это означает необходимость тщательного контроля жесткости бетонной смеси. Панели №№ 5–8, 11, 14 (табл. 2) были подвергнуты испытаниям на длительно действующие нагрузки в течение 193 дней. Нагрузка в 500 кгс/м2 составляла примерно четверть от фактической разрушающей нагрузки. Через 193 дня изделия №№ 7 и 8 были полностью разгружены, а панели №№ 6 и 14 дополнительно кратковременно нагружались до 1500 кгс/м2, а затем также были разгружены. Панели №№ 5 и 11 последовательно увеличивающимися нагрузками были доведены до разрушения. Анализ результатов испытаний показал, что при вторичном нагружении панелей после образования в них трещин кратковременной нагрузкой 500 кгс/м2 (без учета собственной массы) прогибы увеличились по сравнению с первоначальными значениями на 20–40% и стали равны 10–16 мм. Последующее выдерживание панелей под нагрузкой в течение 193 суток привело к увеличению прогибов на 4–6 мм, что составило 40% кратковременных перемещений или 1/800–1/1000 пролета. Приращения перемещений во времени имели затухающий характер и хорошо аппроксимировались логарифмическими кривыми. По полученным зависимостям были вычислены возможные приращения прогибов панелей через 50 лет, которые оказались в пределах от 10 до 16 мм. Учитывая, что кратковременный прогиб от длительно действующей нагрузки 500 кгс/м2 примерно равен выгибу, можно заключить, что ожидаемый суммарный длительный прогиб панелей будет находиться в пределах 1/600–1/380 от величины пролета, т. е. менее 1/200. Сравнение деформативных характеристик панелей двух серий (начального выгиба, перемещения под кратковременной нагрузкой и его приращения во времени) показало, что деформативность изделий серии 1 несколько больше, чем серии 2. Отличие составляло до 20%. Испытанные панели работали в упруго-пластической стадии с образованием трещин и пластических (необратимых) деформаций. Так, доля остаточных перемещений после приложения нагрузки образования трещин была равна 14–17% и увеличилась при выдержке под нагрузкой до 30–40%. При дальнейшем нагружении до 1500 кгс/м2 она уменьшилась до 20% достигнутого прогиба. В процессе испытаний панелей на их нижней (потолочной) поверхности и боковых гранях появлялись многочисленные поперечные трещины. По мере увеличения нагрузки ширина их раскрытия постепенно увеличивалась, появлялись новые трещины ближе к опорам на равном расстоянии друг от друга. Однако на расстоянии от опор плит менее 1,2 м трещины не наблюдались даже в момент разрушения. Что же касается несущей способности панелей, испытанных после выдержки под нагрузкой, то она соответствует несущей способности панелей, разрушенных кратковременной нагрузкой. Под нагрузкой 1500 кгс/м2 прогиб составлял около 10 см. Разрушение, начавшееся с интенсивного раскрытия трещин в середине панели, было зафиксировано под нагрузкой 1840 кгс/м2 (№ 11) и 2040 кгс/м2 (№ 5) при прогибе предыдущего этапа загружения 9,5 и 13,5 см. Разрушение панелей произошло от текучести арматуры и последующего раздробления бетона сжатой зоны. Отмечена потеря сцепления бетона с арматурой в срединной части изделия. В опорной части панелей сцепление бетона с арматурой не нарушилось. Экспериментальные и теоретические (расчетные) данные испытаний приведены в табл. 5. Полученные данные по приросту прогибов панелей из песчаного бетона под нагрузкой сравнивались с аналогичными результатами для панелей из тяжелого и легкого бетона. Сравнение свидетельствует о том, что по этому показателю изделия из песчаного бетона занимают промежуточное положение: прогиб их меньше, чем у панелей из керамзитобетона и больше, чем в панелях из тяжелого бетона. Применение в экспериментальном строительстве Таким образом, исследования, оценивающие прочность, деформативность, трещиностойкость многопустотных панелей перекрытий из песчаного бетона с прогнозированием их прогиба на 50 лет эксплуатации, подтвердили правильность предпосылок расчетно-исследовательского этапа работ и позволили рекомендовать изделия для применения в экспериментальном строительстве. В соответствии с приведенными рекомендациями была выпущена опытно-промышленная партия панелей. Выпуск панелей НВ 58-12-12п (п — песчаный бетон) ставил целью проведение эксплуатационных испытаний, уточнение технологических режимов производства, разработку технологической карты. Кроме того, оценивалась возможность организации производства изделий из песчаного бетона без снижения производительности цеха и др. Хронометраж операций подтвердил, что изготовление многопустотных панелей перекрытий из песчаного бетона занимает не больше времени, чем аналогичных панелей из тяжелого бетона. В процессе транспортировки, установки и двухлетней эксплуатации каких-либо особенностей, отличающих опытные изделия от стандартных, не наблюдалось. Многопустотные панели перекрытий, изготовленные из песчаного бетона, имели хороший товарный вид и потолочную поверхность, практически не нуждающуюся в отделке. К. И. Львович, профессор, доктор технических наук * Изменение количества воды в замесе — наиболее частое нарушение технологического процесса, вызванное практически неконтролируемым в течение смены изменением влажности песка.
Алмазная резка и сверление в Калуге http://almaz-kaluga.ru/almaznaya-rezka на сайте. . Смотрите http://www.tyumen.uaz-alliancemotors.ru дилеры уаз в тюмени.