Виды формования железобетонных конструкций.

Виброштампование часто применяют для формования коробчатых и ребристых плит, лестничных маршей со ступеньками и других              профилированных изделий. Бетонная смесь, уложенная в форму, формуется и уплотняется при помощи погружаемого в неё виброштампа.

       Вибропрокат осуществляется на специальных вибропрокатных станах. Этим способом изготовляют изделия из тяжёлого и лёгкого бетонов (например, вибропрокатные керамзитобетонные панели).

       Центробежный способ формования для уплотнения бетонной смеси используют центробежную силу, возникающую при вращении формы с уложенной в неё бетонной смесью. Скорость вращения формы                     400-900 об/мин. при этом бетонная смесь равномерно распределяется по стенкам формы и хорошо уплотняется. Часть воды затворения (20-30%) отжимается к внутренней поверхности изделия и тем самым понижается величина В/Ц. это способствует уменьшению пористости и водопроницаемости бетона. Центробежное формование применяют для изготовления полых изделий: железобетонных труб, полых колонн, опор.

       Вибровакуумирование  позволяет извлечь из свежеуложенной бетонной смеси 10-20% от общего количества воды затворения и получить более плотный бетон.Вакуумирование осуществляют специальным оборудованием (вакуум-щитами, вакуум-вкладышами и т.п.). основной его частью является вакуум-полость, в которой создаётся разрежение. Вакуум-щиты укладывают своей рабочей поверхностью, снабжённой фильтровальной тканью на бетон. Фильтр предотвращает отсос частиц цемента в процессе вакуумирования.

Твердение бетона.

       Различают естественное и искусственное твердение бетона. Естественное твердение можно ускорить, применяя быстротвердеющие цементы, жёсткие бетонные смеси, добавки-ускорители твердения. Искусственное твердение – так называемая температурно-влажностная обработка, применяемая в заводских условиях.

       Для получения 70% прочности надо было бы выдерживать изделия в формах в нормальных условиях не менее 7 сут, что потребовало бы громадного количества форм, большого увеличения производственных площадей. Поэтому одной из главных задач в технологии бетона является усовершенствование существующих и разработка новых методов ускорения твердения бетона.

       В настоящее время широко применяют методы тепловой обработки бетона, которые дают возможность повысить температуру бетона при обязательном сохранении его влажности. В результате увеличивается скорость химических реакций взаимодействия цемента с водой и значительно повышается начальная (суточная) прочность бетона.

       На заводах сборного железобетона чаще всего применяют:

1 – прогрев изделий при атмосферном давлении в паровоздушной среде с температурой 80 – 85^о С;

2 – выдерживание в среде насыщенного пара при 100^о С.

Стремятся применять насыщенный пар, чтобы исключить высыхание бетона и создать условия, благоприятствующие гидратации цемента.

Способы твердения.

       Пропаривание при нормальном давлении осуществляют в пропарочных камерах периодического или непрерывного действия. В первом случаи, отформованные изделия, находящиеся в формах или поддонах, загружают в камеру с крышкой, которая имеет водяной затвор, препятствующий потере пара. В камеру подают пар, и температура постепенно (со скоростью 15-20^о С/ч) повышается до максимальной              (80-100^оС). При этом изделия прогреваются на всю толщину. Затем даётся изотермическая выдержка, после которой изделия медленно охлаждаются. Постепенный подъём температуры, и постепенное охлаждение обеспечивают более полную гидратацию цемента и предотвращают появление трещин в изделиях. Продолжительность пропаривания зависит от химико-минералогической характеристики цемента и состава бетона: для изделий из подвижных бетонных смесей - 4..8 ч. Режим пропаривания устанавливают после опытной проверки.

       Прочность пропаренного бетона (т.е. примерно через 1 сут после изготовления) составляет около 65 – 75% от марки. Следовательно, пропаривание при нормальном давлении ускоряет твердение бетона примерно в 7 – 8 раз.

       Различают туннельные (горизонтальные) и вертикальные камеры тепловой обработки непрерывного действия. Формы – вагонетки с отформованными изделиями в этих камерах последовательно проходят три зоны: подогрева, изотермической выдержки и охлаждения. В этих камерах процесс тепловой обработки изделий осуществляется с использованием принципа противотока. Пар поступает в верхнюю зону камеры (зону изотермического прогрева) через перфорированную трубу. Холодные изделия движутся вверх навстречу всё более горячей паровоздушной среде. После прохождения зоны изотермического прогрева изделия опускаются вниз и постепенно охлаждаются.

       Запаривание в автоклаве для изделий из ячеистого бетона весьма эффективно. Осуществляемое насыщенным паром высокого давления      (0,8-1,3МПа) с температурой 175 – 200^о С.

       При электропрогреве в качестве источника тепла используют электрическую энергию. Для прогрева бетона применяют трёхфазный переменный ток нормальной частоты (50 Гц). Постоянный ток не пригоден, так как он вызывает разложение (электролиз)воды. Распределение тока в

уложенном бетоне осуществляется через металлические электроды, располагаемые или на поверхности бетона (пластинчатые, полосовые), или внутри него (внутренние стержневые и струнные).

       Значительный эффект даёт применение кратковременного (в течение         5 – 10 мин) электроразогрева бетонной смеси до температуры 80 – 90^оС в специальных бункерах током напряжения 380 В. предварительно разогретую смесь укладывают в формы и уплотняют. Выделение тепла при гидратации цемента способствует поддержанию повышенной температуры твердеющего бетона и ускорению его твердения.

       Способ предварительного электропрогрева смеси успешно применяют при зимних бетонных работах.

       Обработка лучистой энергией эффективна для тонкостенных полых изделий. Излучатели инфракрасных лучей в виде нагревательных устройств, обогреваемых электрическим током или газом, помещают в пустоты изделий. Стенки изделия поглощают лучистую энергию, которая аккумулируется в бетоне в виде тепла.

       Добавки (хлористого кальция, хлористого натрия, кальцинированной соды, растворимого стекла) ускоряют процессы твердения цемента. Дозировка хлористого кальция составляет 1 – 2% от массы цемента (считая на безводную соль). Увеличение добавки хлористого кальция может привести к коррозии стальной арматуры, а также к появлению высолов на поверхности бетона. Добавка хлористого кальция в 2 – 4 раза увеличивает начальную прочность бетона (в возрасте до 3 сут), а прочность бетона в возрасте 28 сут остаётся примерно той же, что и без добавки. При введении хлористого кальция надо учитывать, что он оказывает пластифицирующее действие на бетонную смесь и даёт возможность на 5 – 6% уменьшить количество воды затворения, а соответственно и расход цемента при изготовлении бетона.

       Комплексное использование методов ускорения твердения бетона даёт наибольший технико-экономический эффект.