Цупиков С.Г. (ред.) Справочник дорожного мастера
Подождите немного. Документ загружается.
приобретения изделием распалубочной прочности или достижения им 70 %
проектной мощности.
От качества форм зависят не только геометрические размеры изделий и их
внешний вид, но и плотность и прочность бетона, трещиностойкость и
жесткость изделий, заанкеривание арматуры.
Формы подразделяют на несколько типов: по организации процесса -
неподвижные (стендовые и перемещаемые), передвижные и переносные; по
условию работ - рассчитанные на напряжение арматуры; по числу изделий -
одновременно изготовляемые в форме, одиночные и пакетные; по виду
изделий - линейные, плоскостные, трубчатые; по материалу -металлические
стальные, алюминиевые, железобетонные, деревянные и комбинированные;
по конструкции форм - с поддонами, бортовые (боковая оснастка), матрицы;
по конструктивным особенностям, связанным с освобождением изделий от
форм, - неразъемные, сборно-разборные, с шарнирно открывающимися или
отодвигающимися стенками.
Поддержание форм и формовочного оборудования в хорошем техническом
состоянии, улучшающем чистоту поверхности изделий, обеспечивает
высокое качество продукции. После формовая изделий на металлической
форме остаются кусочки бетона, поверхности покрываются цементной
пленкой, остатками смазки. Если форму не чистить, на ней образуется слой
затвердевшего бетона, который ухудшает качество изделий и чрезвычайно
затрудняет распалубку. Поэтому металлические формы после каждого цикла
формования очищают, применяя приспособления ручные и механические,
вращающиеся стальные щетки и шлифовальные машины.
На качество железобетонных изделий существенно влияет сцепление
бетона с поверхностью форм. Одним из способов уменьшения сцепления
является применение различных смазок. Смазки бывают водные и водно-
масляные, водно-мыльно-керосиновые эмульсии, машинные масла и смеси
из них. Предпочтительны смазки, изготавливаемые химической
промышленностью. Смазку на поверхность формы наносят, распыляя ее
сжатым воздухом или кистями (при небольших объемах).
7.6.3. Уплотнение цементобетонной смеси на стадии формования изделия
Свежеизготовленная цементобетонная смесь представляет рыхлую
структуру с высокой пористостью и значительным объемом вовлеченного
при формовании воздуха. Высокоподвижные смеси легко деформируются и
заполняют форму под действием собственной массы. При этом основной
объем вовлеченного воздуха поднимается в верхнюю часть изделия и
удаляется. Уплотнение жестких смесей связано с необходимостью
приложения значительных внешних сил. При уплотнении бетонной смеси
обеспечиваются два условия: удаление излишнего вовлечения воздуха из
малоподвижных и жестких смесей путем приложения внешних механических
воздействий; удаление избыточной воды как основного носителя пористости
из высокоподвижных смесей.
Основные способы механического воздействия на бетонную смесь с целью
ее уплотнения и придания формы - вибропрессование, вибрирование,
вибровакуумирование, виброштампование. Воздействие вибрационных
импульсов вызывает снижение вязкости и разжижение смеси с
одновременным ее уплотнением. В процессе вибрации уплотнение жестких
смесей происходит в две стадии. На первой разрушается первоначальная
структура смеси. Частицы меняют взаимную ориентацию, перемещаются,
контакты между ними нарушаются, и под влиянием сил тяжести образуется
новая, более постоянная и устойчивая структура. Объем уменьшается вместе
с цементным тестом и раствором, действующим как смазка и снижающим
внутренее трение. На второй стадии бетонная смесь вибрирует как одно
целое. Частицы находятся в тесном контакте, незначительное взаимное
перемещение возможно лишь в связи с происходящими химическими
процессами и выделениями защемленной) воздуха.
Вибропрессование - метод вибрационного формования с одновременным
давлением на бетонную смесь - позволяет использовать более жесткие смеси
и формовать изделия с профилированной верхней поверхностью.
Вибрирование изделий на виброплощадках с пригрузом повышает
эффективность уплотнения бетонной смеси примерно вдвое, сокращается
продолжительность уплотнения обеспечивает получения гладкой
поверхности.
При изготовлении железобетонных изделии широко используют
вакуумирование как дополнительное воздействие на уплотняемую бетонную
смесь. Сущность процесса состоит в том, что уложенную в форму смесь
предварительно уплотняют на виброплощадке, подвергают воздействию
вакуумных устройств, приложенных к поверхности уплотняемого бетона или
введенных в него. При этом в плоскостях вакуумных устройств создают
разряжение, вследствие разности давления происходит отсасывание из смеси
воздуха и избыточной воды. Одновременно под действием атмосферного
давления бетонная смесь уплотняется.
Виброштампование - воздействие на бетонную смесь виброштампом,
который сочетает функции виброуплотнения, пригруза и формообразования.
Рабочая поверхность виброштампа в зависимости от вида формуемых
изделий может быть плоской, рельефной и с пустообразователями.
Относительно новой эффективной технологией уплотнения является
ударно-вибрационная, при этом, используя принцип, основанный на
вибрации и ударе (виброрезонансные площадки). Данная технология
значительно улучшает качество изделий, их заводскую готовность.
Центробежные формования для уплотнения смеси центрифугированием
эффективно используют при изготовлении напорных и безнапорных труб,
бетонных свай, опор линии электропередачи и других конструкций
кольцевого сечения.
Процесс формования изделий состоит из трех стадии: загрузка бетонной
смеси в форму, распределение ее по периметру формы, уплотнение с
отжатием воды. При изготовлении труб смесь загружают в форму при ее
вращении. При воздействии центробежных сил она равномерно
распределяется по стенкам формы.
При изготовлении дорожных плит используют вибропрокатные станы
Козлова Н.Я. По этой технологии бетонную смесь укладывают и уплотняют
механизмами формующей системы. Поступающая непрерывным потоком из
смесителя смесь распределяется по всей ширине формовочной ленты.
Одновременно с разравниванием происходит уплотнение смеси вибробрусом
через формовочную ленту. При дальнейшем движении формующей ленты
изделие подвергается калибровке путем проката виброваликами
калибрующей секции для получения его проектной толщины. Готовое
изделие краном подают в пропарочную камеру для тепловлажностной
обработки. Вибропрокат производят на стационарных и передвижных станах.
7.6.4. Тепловая обработка железобетонных изделий
Наиболее распространенным способом ускорения твердения изделий
является тепловлажностная обработка. Сущность ее заключается в том, что с
повышением температуры среды до 80...1000
С скорость гидротации цемента
значительно увеличивается, т.е. процесс твердения ускоряется, и изделие в
более короткие сроки, чем при обычной температуре, приобретает
механическую прочность, допускающую транспортирование и монтаж.
Наиболее широко используют установки периодического и непрерывного
действия - ямные и туннельные камеры, автоклавы, камеры с обогревом в
поле индукционного действия.
К установкам непрерывного действия относят туннельные камеры
вибропроката. Существуют установки, работающие при атмосферном
давлении и выше атмосферного, обогреваемые паром и электроэнергией.
Режим тепловлажностной обработки определяют температурой,
влажностью и давлением, поступающим на изделие в течение определенного
времени и обуславливающим оптимальную скорость процесса. Весь цикл
тепловлажностной обработки делят на три периода: подогрев до наибольшей
температуры; выдержка при этой температуре (изотермическая выдержка) и
охлаждение до температуры окружающей среды. Рекомендуемый режим
пропаривания бетонных и железобетонных изделий приведен в табл. 7.6.1.
Таблица 7.6.1
Рекомендуемые режимы пропаривания
Виды изделий
с
применением
портландцеме
нта
Продолжительность, ч Температура
изотермическ
ого
пропаривания
,
С
Продолжительность
пропаривания до
достижения
прочности, ч
подъема
температу
ры до
предельно
й
изотермическ
ого периода
пропаривания
50%R
28
70%R
28
90%R
28
Тонкостенные 2...3 2...3 80 4 10 14
2...3 2...3 90 3 7 12
Массивные 3...4 3...4 80 5 10 16
3...4 3...4 90 4 8 14
В качестве теплоносителя широко используют пар, паровую смесь, реже
подогретый и увлажненный воздух.
При использовании электроэнергии изделие нагревают путем
непосредственного прохождения электрического тока через бетон (арматуру)
или косвенным способом с помощью разного рода излучателей.
Автоматизация тепловой обработки позволяет сократить ее
продолжительность, уменьшить расход пара, увеличить пропускную
способность установок, улучшить качество изделий и повысить культуру
производства. Система автоматизации режимов тепловлажностной обработки
с использованием электронных программных регуляторов температуры
позволяет производить в установках контроль температуры, автоматическое
ведение процесса тепловлажностной обработки по заданной программе,
автоматическую вентиляцию камер.
7.6.5. Организация склада готовой продукции и контроль
качества готовой продукции
Хранение готовых железобетонных изделий осуществляют на открытых
площадках, неподалеку от цеха пропаривания. Площадка должна иметь
покрытие и уклон для стока атмосферных вод. Изделия хранят по
типоразмерам и назначению Короткие изделия укладывают в штабеля
горизонтально, чтобы исключить возможность появления трещин или
перенапряжения в бетоне. Нижние ряды изделий опирают на подкладку.
Толщина подкладки должна быть 2/3 её ширины. На 1 м
2
полезной площадки
склада укладывают 2...2,5 т изделий железобетонных конструкций.
В качестве подъемно-транспортного оборудования на складах готовой
продукции принимают мостовые, консольно-козловые, бетонные самоходные
краны и вилочные автопогрузчики. Грузоподъемность кранов должна
соответствовать наибольшей массе отпускаемых заводом изделий (с учетом
коэффициента запаса).
Между штабелями должны быть проходы шириной не менее 0,6 м и
проезды шириной в зависимости от вида применяемых транспортных средств
и порядка их движения. Проходы между штабелями в продольном
направлении устраивают через 25 м. Вместимость склада определяют
расчетом, но, как правило, не менее 15-суточной выработки.
Контроль качества на заводе возложен на лабораторию и отдел
технического контроля (ОТК).
ОТК осуществляет контроль за качеством поступающих материалов и
полуфабрикатов, за соблюдением всех технологических режимов на каждой
операции технологического процесса в соответствии с ГОСТами и
техническими условиями; за соответствием качества выпускаемой продукции
требованиям технической документации, а также производят маркировку
принятой продукции, анализ и оформление забракованной.
Во время приемки поступающих материалов проверяют наличие
документов (паспортов на сталь и цемент, актов испытания заполнителей и
т.д.), прибывших вместе с материалами.
В лаборатории производят контрольные испытания каждой партии
цемента, поступающей на завод, проверяют качество заполнителей,
арматуры добавок, вводимых в бетонную смесь. Каждая партия цемента
должна сопровождаться паспортом, в котором указывается: номер паспорта,
дата выдачи, завод-изготовитель, название и марка цемента, номер партии и
вагонов, дата изготовления и т.д.
Для лабораторных испытаний от каждой партии цемента отбирают пробу в
количестве 20 кг. Из каждой партии щебня, песка (200 м
3
) отбирают из пяти
мест пробу по 5 кг. Для испытания арматуры на растяжение и изгиб из
каждой партии (60 т) отбирают образцы. При поступлении арматуры в
прутках количество образцов для каждого вида испытания должно быть не
менее пяти, отрезанных от различных стержней. Если же арматура поступает
в мотках, следует отобрать по два образца от 10 % мотков. При хранении
необходимо предусмотреть мероприятия, предотвращающие коррозию и
загрязнение арматурной стали.
Важнейшим этапом технологического процесса в производстве
железобетонных изделий является дозирование компонентов для
приготовления бетонной смеси. В соответствии с нормативными
документами дозирование материалов следует производить по массе:
цемента, воды, добавок - с точностью ± 2 %, песка и щебня ± 5 %.
Ответственным этапом в процессе приготовления бетонной смеси является
перемешивание. От качества перемешивания зависит не только однородность
и прочность бетона, но и структура цементного камня. Режим и время
перемешивания должны корректироваться при изменении состава бетона,
вида материалов, температуры, эксплуатационного состояния смесительной
машины и других факторов. Контроль за продолжительностью
перемешивания осуществляется с помощью реле времени и обеспечивается
средствами световой и звуковой сигнализации.
Контроль качества готовой бетонной смеси осуществляется определением
ее удобоукладываемости и испытанием на сжатие образцов - кубиков.
В процессе сваривания сеток и каркасов проверяют прочность сварных
соединений, соответствие диаметров свариваемой арматуры и размеров сеток
и каркасов диаметрам и размерам, заданным в проекте.
Перед укладкой бетонной смеси ОТК проверяет геометрические размеры
опалубки, правильность сборки форм, расположение арматуры и закладных
деталей, фиксаторов, обеспечивающих необходимую толщину защитного
слоя, а также других элементов, предусмотренных рабочими чертежами.
Формы и бортоснастку тщательно очищают от затвердевшего раствора и
равномерно покрывают смазкой. Они не должны иметь щелей, через которые
была бы возможна утечка цементного теста. Металлические формы,
предназначенные для изготовления предварительно напряженных
железобетонных конструкций, должны обладать необходимой прочностью и
жесткостью для восприятия всех нагрузок, возникающих при изготовлении
изделия.
При изготовлении конструкций с предварительным напряжением
арматуры производят проверку правильности расположения напряженной
арматуры по высоте сечения изделия, а также степень ее натяжения.
Контроль за натяжением осуществляется прибором ПРД. С его помощью
можно замерять натяжение стержней различных диаметров. Принцип
действия прибора основан на упругой оттяжке стержня посредине его
пролета между упорами с помощью тарированной пружины. Деформации
пружины измеряются индикаторами. Контроль натяжения проволочной
арматуры осуществляют прибором ПД-500, принцип действия которого
аналогичен прибору ПРД.
В процессе формования изделий и их тепловлажностной обработки
проверяют правильность последовательности укладки бетонной смеси в
формы, степень уплотнения и отделки поверхности, режим выдержки
изделий до пропаривания и режим термообработки.
Контроль степени уплотнения бетонной смеси осуществляется
электрическими, механическими и радиометрическими методами. НИИ
железобетон разработан электрический прибор ИСУ-1, позволяющий
определить степень уплотнения бетонной смеси по изменению ее
электропроводности в процессе уплотнения.
Контроль равномерности уплотнения бетонной смеси с помощью
механических приборов основан на принципе заглубления металлического
стрежня под действием находящегося в корпусе прибора тарированной
пружины. О степени уплотнения смеси судят по величине максимального
усилия, необходимого для заглубления стержня на определенную величину.
Контроль степени уплотнения бетонной смеси с помощью радиоактивных
методов основан на ослаблении интенсивности гамма-лучей, проходящих
через бетонную смесь в процессе ее уплотнения.
Важной операцией в процессе изготовления бетонных и железобетонных
изделий является ускорение твердения бетона в пропарочных камерах. В
этом случае лаборатория экспериментальным путем устанавливает
оптимальный режим пропаривания. Общий цикл тепловой обработки
изделия складывается их трех этапов: подъема температуры,
изотермического нагрева при максимальной температуре и охлаждения
изделия. На каждом этапе тепловой обработки ведут систематический
контроль температуры с помощью дистанционных термометров и
автоматических программных регуляторов. После тепловлажностной
обработки готовые изделия отправляют на склад.
Перед отправкой готовых изделий на склад представитель ОТК проверяет
соответствие формы и размеров изделия, а также внешнего вида и качества
отделки рабочим чертежам и требованиям действующих ГОСТов и ТУ.
К предварительно напряженным железобетонным плитам предъявляются
следующие требования:
1. Отклонение геометрических размеров готовых плит не должны
превышать: по длине + 8, -4 мм, по ширине ± 5 мм, по высоте ± 5 мм, по
толщине защитного слоя бетона + 5 мм.
2. Внешний вид плит должен удовлетворять следующим условиям: на
верхней и нижней плоскостях и боковых гранях не должно быть трещин;
поверхность должна быть ровной и достаточно шероховатой; величина
искривлений всех плоскостей допускается не более 5 мм на всю длину или
ширину плиты, концы напряженной арматуры не должны выступать из тела
плиты.
После проверки каждое изделие маркируют. На его поверхность наносят
несмываемой, хорошо видимой краской марку завода - изготовителя,
паспортный номер, индекс и сорт изделия, номер браковщика ОТК.
При изготовлении бетонных и железобетонных изделий лаборатории
завода производят контрольные статистические испытания. Для этого от
каждой партии отбирают не менее 1 % конструкций. Статистические
испытания производят с целью определения их прочности, жесткости и
трещиностойкости. Наряду с разрушающими методами применяют
физические методы контроля прочности бетона в конструкциях без их
разрушения и прежде всего электронно-акустический, подразделяющий на
три вида: вибрационный (резонансный или звуковой), импульсный
(ультразвуковой) и ударный.
Результаты внешнего осмотра и испытания изделий и образцов
оформляются актами, в которых записывают все обнаруженные от проекта
отклонения, дефекты, требующие немедленного устранения, действительную
марку бетона в конструкции и общую характеристику, состояния
конструкции или изделия. Каждое изделие, отправляемое потребителю,
имеет индивидуальный паспорт, в котором указаны не только основные
технологические данные, но и правила складирования, перевозки и
строповки.
РАЗДЕЛ IV
ДОРОЖНЫЕ ОДЕЖДЫ
Глава 8.
Устройство дорожных одежд
8.1. Общие сведения о строительстве дорожных одежд
8.1.1. Классификация дорожных одежд
Дорожной одеждой называют совокупность конструктивных слоев разной
прочности, обычно уменьшающейся книзу, устраиваемых из различных
материалов. Многослойная конструкция дорожной одежды показана на рис.
8.1.1.
Рис. 8.1.1. Конструкции дорожной одежды
Поверхностная обработка на усовершенствованных покрытиях
капитального типа защищает покрытие от износа. Слой износа
систематически возобновляется по мере истирания, устраивается из наиболее
прочных и морозостойких материалов с таким количеством вяжущего
материала, чтобы обеспечить шероховатость, но не в ущерб
водонепроницаемости покрытия.
Поверхностная обработка на покрытиях усовершенствованных
облегченных выполняет роль временного защитного слоя В этом случае
временный защитный слой обеспечивает повышение устойчивости ещё не
полностью сформировавшейся поверхности покрытия и основания в период
формирования. Защитный слой можно устраивать из менее прочных
материалов в сравнении с материалами, используемыми для устройства слоя
износа. Если защитный слой периодически возобновляется, то он переходит
в слой износа.
Покрытие в зависимости от технической категории, состава,
интенсивности движения, качества используемых материалов и
технологических особенностей производства работ может состоять из одного
и более слоев. Покрытие должно обеспечивать ровность, шероховатость,
гигиеничность, водонепроницаемость атмосферных осадков, увеличение
прочности дорожной одежды.
Основание обеспечивает прочность, водонепроницаемое и, грунтовых вод
в конструктивные слои дорожной одежды. Основание в зависимости от
назначения конструкции дорожной одежды, применяемых дорожно-
строительных материалов и способа производства работ может состоять из
одного или нескольких слоев, прочность которых уменьшается сверху вниз, а
водонепроницаемость повышается.
Дополнительным слоем основания называют слой, размещенный
непосредственно на земляном полотне. На дополнительный слой укладывают
нижний слой основания. Различают дополнительные слои по назначению -
подстилающие, теплоизолирующие и дренирующие.
Дорожные одежды по типам покрытия классифицируются на:
1. Капитальные:
- цементобетонные;
- асфальтобетонные из горячих плотных смесей I и II марок;
- асфальтобетонные из холодных смесей I марки;
- дегтебетонные из горячих плотных смесей I марки.
2. Облегченные:
- асфальтобетонные из горячих смесей III марки;
- асфальтобетонные из холодных смесей II марки;
- дегтебетонные из горячих и холодных смесей II марки;
- из каменных материалов, обработанных органическими вяжущими
материалами (смешением в установке, на дороге, пропиткой);
- переходные с поверхностной обработкой.
3. Переходные:
- щебеночные;
- гравийные;
- булыжные из колотого камня;
- грунтовые, укрепленные вяжущими материалами,
4. Низшие:
- из малопрочных каменных материалов, шлаков;
- грунтовые, улучшенные различными местными материалами.
8.1.2. Теоретические основы повышения устойчивости
покрытий низшего типа
Развитие механики грунтов позволило не только установить, какие грунты
хорошо зарекомендовали себя в земляном полотне, но и создать
теоретическую базу проектирования оптимальных смесей.
Установлено, что щебеночно(гравийно)-песчаные смеси, малопрочные
материалы и шлаки, грунты, улучшенные различными местными
материалами, должны обеспечить определенное сопротивление
вертикальному воздействию колес и тангенциальным усилиям. Для
повышения сопротивления грунта нагрузкам необходимо придать ему
возможно больший угол трения и высокое сцепление.
Наиболее высокий угол внутреннего трения можно обеспечить за счет
использования более крупных неокатанных частиц. Повышение сцепления
достигается введением в смесь грунтового вяжущего (пылеватые и
глинистые частицы).