Железобетонные конструкции зданий и сооружений энергетических объектов (тепловых и особенно атомных электростанций) существенно отличаются от конструкций, используемых в жилищном и гражданском строительстве, большим разнообразием типоразмеров. Это затрудняет использование на этих объектах сборного железобетона, так как переход на выпуск новых конструкций требует замены парка металлоемких и дорогих в изготовлении форм. Кроме того, ко многим сооружениям энергетических объектов предъявляются жесткие требования по герметичности сооружений и восприятию ими динамических, в том числе ударных нагрузок, что обостряет проблему стыков сборных железобетонных конструкций.

Смещение фокуса в нашей стране за последние 10–15 лет в сторону применения монолитного железобетона привело к снижению индустриальности строительства и замедлению темпов строительно-монтажных работ. Одновременно во многих регионах мощности промышленности сборного железобетона оказались недогруженными.

Компромисс может быть достигнут за счет применения сборно-монолитных конструкций.

Исследования и конструкторские проработки, выполненные Институтом «Оргэнергострой» и ОАО «Атомэнергопроект», показали, что наиболее перспективны решения, связанные с использованием крупных арматурных блоков заводского изготовления с тонкостенной несущей несъемной опалубкой из сталефибробетона, также изготавливаемой на предприятиях стройиндустрии или строительных базах крупных строек.

Образец фрагмента подобной конструкции приведен на рисунке 1.

Рисунок 1. Фрагмент армоопалубочного стенового блока с несущей сталефибробетонной несъемной опалубкой

Еще одной особенностью железобетонных конструкций энергетических объектов является большое разнообразие отверстий для пропуска трубопроводов, вентиляции, силовых и слаботочных кабелей. 

Технология изготовления объемных армоблоков достаточно хорошо разработана. Поэтому в данной статье основное внимание уделено технологии изготовления крупнопанельной сталефибробетонной несъемной опалубки.

 

ЛИСТЫ КРУПНОПАНЕЛЬНОЙ СТАЛЕФИБРОБЕТОННОЙ ОПАЛУБКИ.

Описанная в данном материале технология сборно-монолитного панельного строительства может быть с успехом применена и в жилищном строительстве, что позволит существенно разнообразить архитектурные решения зданий, в том числе высоту этажей, без перестройки технологических линий заводов сборного железобетона.

Листы опалубки имеют толщину 20–30 мм, ширину до 4,5 м и длину до 9 м. Сталефибробетон армируется профилированной фиброй из высокопрочной стали диаметром преимущественно 0,2–1, 2 мм и длиной от 10 до 60 мм.

Для обеспечения анкеровки такой фибры бетонная матрица сталефибробетона должна иметь класс по прочности 80–150 МПа.

Укладку сталефибробетонной смеси целесообразно проводить безвибрационным методом, используя самоуплотняющиеся смеси.

Производство листов крупнопанельной сталефибробетонной опалубки может быть организовано на существующих предприятиях промышленности сборного железобетона, однако технология их изготовления имеет свою специфику, как по технологическим режимам, так и по отдельным видам технологического оборудования.

СТАЛЕФИБРОБЕТОННАЯ СМЕСЬ.

Для приготовления сталефибробетонной смеси необходимо использовать отсутствующий на обычных заводах по производству железобетонных конструкций специализированный агрегат по дозированию фибры, обеспечивающий введение фибры без комков («ежей») в бетоносмеситель в процессе перемешивания сталефибробетонной смеси. Длительность введения фибры в работающий бетоносмеситель составляет 3–5 мин. и зависит от типа фибры, процента фибрового армирования и конструкции бетоносмесителя. Слишком быстрая и интенсивная подача фибры в бетоносмеситель создает опасность образования «ежей» в процессе перемешивания.

На рисунке 2 показано оборудование фирмы Maccaferry со спиральным вибротранспортером-питателем, обеспечивающее разрыхление и плавную равномерную подачу фибры на вибрационный или ленточный дозатор, транспортирующий ее непосредственно в бетоносмеситель.

Рисунок 2. Питатель и дозатор фибры

Для перемешивания сталефибробетонной смеси могут быть использованы как гравитационные, так и принудительные бетоносмесители. Однако для бетонирования тонколистовых конструкций самоуплотняющимися сталефибробетонными смесями следует использовать только принудительные бетоносмесители, оптимально горизонтальные двухвальные.

Целесообразно применять следующую технологию. В бетоносмеситель сначала подается доза песка, потом доза цемента, и они перемешиваются. Далее в работающий бетоносмеситель подается фибра. Фибру загружают равномерным и непрерывным потоком в 3–4 приема через промежутки времени 1–1,5 мин. (при работающем бетоносмесителе).

В перемешанную сухую смесь подаются дозы воды и добавки, и перемешивание продолжают до готовности фибробетонной смеси. Расчетный цикл перемешивания всех компонентов составляет 5 минут.

ПРОЦЕСС ФОРМОВАНИЯ.

Учитывая значительные колебания проектной длины листов сталефибробетонной опалубки, ее формование лучше всего проводить на горизонтальных стендах. В качестве поддона на стенде может быть использован лист ламинированной фанеры толщиной 20–30 мм, под которым расположен металлический лист. Крепление к поддону бортоснастки и металлических закладных деталей в этом случае может проводиться современными постоянными магнитами на основе сплавов систем неодим-железо-бор, обеспечивающими при малых габаритах усилие прижима от нескольких килограммов до сотен килограммов.

Возможен и альтернативный вариант поддонов из стального листа с фторопластовым покрытием.

Магнитное крепление элементов позволяет легко менять габариты формуемых листов опалубки и расположение закладных деталей и элементов.

Реологические характеристики самоуплотняющейся сталефибробетонной смеси при безвибрационном методе должны обеспечивать, с одной стороны, ее равномерное полное уплотнение, а с другой – не допускать заметной сегрегации фибры по толщине листа.

Поскольку на сталефибробетонную несъемную опалубку будут наноситься лакокрасочные покрытия, поверхность листов не должна иметь крупных пор и неровностей. Описанные варианты материалов поддонов в сочетании с безвибрационной укладкой должны обеспечить выполнение этих требований.

Большое количество закладных деталей типа кольцевых проходок и дверных проемов делает нецелесообразным использование обычных бетоноукладчиков, рассчитанных на укладку смеси широкими полосами. Поэтому для формования листов крупнопанельной сталефибробетонной опалубки следует применять специализированные бетоноукладчики с регулируемой шириной укладки бетонной смеси. Один из вариантов такой машины – бетоноукладчик фирмы Ebaw с многосекционным затвором на бункере выдачи бетонной смеси, использованный на Очаковском заводе ЖБИ (рисунок 3).

Рисунок 3. Бетоноукладчик фирмы Ebawна Очаковском заводе ЖБИ

 

Желательно на таком производстве использовать автоматическую раскладку опалубки, закладных деталей и бетонной смеси с использованием современных цифровых технологий обработки проектной и технологической документации.

ТЕРМООБРАБОТКА ИЗДЕЛИЙ.

Учитывая высокую прочность матрицы и высокую прочность на изгиб сталефибробетона в сочетании с малой толщиной листов, термообработку изделий целесообразно проводить при температуре порядка 40°С в течение 4–6 ч. Поскольку необходимо полностью исключить возможность пересушивания тонких листов, их следует обязательно накрывать при термообработке влагонепроницаемым материалом. В такой ситуации оптимальным способом термообработки является раскатывание на поверхности изделий гибких греющих электрических матов, подаваемых самоходной тележкой, перемещающейся вдоль стенда по тем же рельсовым путям, что и бетоноукладчик. После окончания термообработки маты сворачиваются той же самоходной тележкой.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ КОМПОНОВКА ЦЕХА.

Готовые листы опалубки снимаются со стенда мостовым краном и складируются в вертикальном положении в кассетном складе.

Для транспортирования листов могут использоваться закрепленные на траверсе крана постоянные магнитные захваты с отключением магнитного поля, устанавливаемые на стальные закладные детали листов (рисунок 4).

 

Рисунок 4. Магнитные захваты, закрепленные на траверсе крана с отключением магнитного поля

Контроль качества сталефибробетона должен производиться путем испытания на изгиб и на сжатие образцов, вырезанных из листов.

Контроль качества сталефибробетона в изделиях целесообразно проводить методом ультразвукового поверхностного прозвучивания с использованием датчиков с концентраторами.

Возможная принципиальная компоновка цеха по производству листов крупнопанельной сталефибробетонной опалубки приведена на рисунке 5.

Предлагаемая технология сборно-монолитного панельного строительства может быть с успехом применена и в жилищном строительстве, что позволит существенно разнообразить архитектурные решения зданий, в том числе высоту этажей, без перестройки технологических линий заводов сборного железобетона.

Рисунок 5. Принципиальная компоновка цеха:

1 – формовочный стенд; 2 – бетоноукладчик; 3 – борта. 4 – сдвижные ворота; 5 – ленточный транспортер подачи песка; 6 – шнековый транспортер подачи цемента; 7 – дозатор песка; 8 – дозатор цемента; 9 – бетоносмеситель; 10 – питатель-дозатор фибры; 11 – разгрузочный хобот; 12 – трубопровод подачи воды; 13 – трубопровод подачи добавки; 14 – коробка с фиброй; 15 – электропогрузчик; 16 – бочки с добавкой; 17 – насос-дозатор добавки; 18 – насос-дозатор воды; 19 – расходный бак воды; 20 – продольные пути; 21 – мостовой кран; 22 – тележка с греющим матом