Prefabrykacja w budownictwie to technika projektowania, wykonywania elementów i wznoszenia budowli, charakteryzująca się:

• podziałem budowli na elementy

• podziałem i specjalizacją wykonawstwa obejmującą

• produkcję elementów prefabrykowanych

• transport elementów na miejsce przeznaczenia

• montaż elementów

• specjalizacją w zastosowaniu materiałów oraz mechanizacją

pracy

• ograniczeniem robocizny na budowie wyłącznie do montażu

Prefabrykacja betonowa - proces wytwarzania prefabrykatów zwykle sposobami przemysłowymi, najczęściej poza miejscem budowy, w celu ułatwienia i przyspieszenia montażu konstrukcji

Zalety prefabrykacji

♦ duża szybkość wznoszenia budowli, wynikająca z :

• krótkiego czasu montażu

• ciągłości produkcji prefabrykatów i w efekcie ograniczenia do minimum przerw technologicznych

• eliminacji bądź ograniczenia robót wykończeniowych na budowie

♦ optymalne zużycie materiałów osiągane dzięki:

• wysokim parametrom eksploatacyjnym i jakościowym

prefabrykatów możliwym do uzyskania w dobrze opanowanym

procesie produkcyjnym, obejmującym także produkcję

półfabrykatów tj. mieszankę betonową i zbrojenie

• systematycznej i wysoko specjalizowanej kontroli jakości na

poszczególnych etapach produkcji, możliwej dzięki

znajdującemu się na miejscu zapleczu laboratoryjnemu

♦ wszechstronność wykończenia

- różnorodność wykończenia powierzchni ( faktury, beton

architektoniczny)

• wyposażenie prefabrykatów np. w przewody instalacyjne, stolarkę itp.

♦ mniejsze odchylenia wymiarowe w stosunku do konstrukcji

monolitycznych

Wady prefabrykacji

• transport prefabrykatów

• specjalistyczne środki transportu ze względu na masę, kształt, wymiary i wykończenie prefabrykatów

• sprzęt do rozładunku i montażu

• ograniczona odległość transportu

♦ wysokie koszty inwestycyjne i eksploatacyjne

Kierunki stosowania prefabrykatów betonowych

• w budownictwie przemysłowym

• elementy hal fabrycznych - dźwigary i płyty przekryć dachowych, słupy, elementy ścian osłonowych, belki, elementy komunikacji

• elementy konstrukcji wsporczych - dla instalacji przemysłowych, estakad transportowych, magazynów

• w budownictwie mieszkaniowym

• elementy ścienne i stropowe, wentylacyjne

• w budownictwie rolniczym

• elementy konstrukcyjne , osłonowe i wyposażenia budynków

inwentarskich i magazynowych

• elementy drobnowymiarowe i do melioracji

• w budownictwie drogowym

• elementy konstrukcyjne mostów , wiaduktów , przejazdów i

przejść, przepusty, płyty drogowe i chodnikowe, krawężniki i

obrzeża, kostka brukowa, płyty torowisk tramwajowych i

przejazdów itp.

• w budownictwie kolejowym

• podkłady kolejowe strunobetonowe, elementy wsporcze sieci

trakcyjnej, elementy wyposażenia linii i stacji kolejowych

• w budownictwie komunalnym

• rury wodociągowe, kanalizacyjne i sieci cieplnych, kręgi

studzienne, słupy oświetleniowe i trakcyjne, elementy małej architektury itp.

• w górnictwie - elementy obudowy szybów i chodników oraz

komunikacji podziemnej

Kryteria klasyfikacji i rodzaje prefabrykatów

♦kształt

• elementy prętowe - o stałym lub zmiennym przekroju, prostoliniowe, krzywoliniowe i o linii łamanej . (np.belki, słupy, żerdzie, maszty, podkłady kolejowe )

• elementy płytowe - o stałym, pełnym przekroju ( np. stropy, płyty drogowe, płyty ścienne); o przekroju zmiennym i ażurowe ( np. płyty żebrowe, korytkowe, wielootworowe, biegi schodowe, płyty drogowe ażurowe) ; płaskie i krzywoliniowe (np. tubingi, elementy obudowy szybów, elementy zbiorników); o linii łamanej ( np. mury oporowe)

• elementy blokowe - np. bloki wentylacyjne, stopy fundamentowe, średnio- i drobnowymiarowe elementy ścian zewnętrznych, krawężniki, elementy małej architektury

• elementy rurowe - o przekroju kolistym, owalnym lub wielobocznym ( np. rury, kręgi, przepusty, słupy, maszty )

• elementy przestrzenne - o różnych bryłach ( np. kabiny sanitarne, szyby windowe, zbiorniki, garaże )

♦ wymiary i masa

• elementy drobne

• elementy średniowymiarowe

• elementy wielkowymiarowe

♦przeznaczenie funkcjonalno - użytkowe

- elementy pełniące wyłącznie funkcję konstrukcyjną ( np. słupy,

belki, dźwigary, stopy fundamentowe)

- elementy pełniące jednocześnie funkcję konstrukcyjną oraz

użytkową ( np. płyty stropowe i dachowe, belki podsuwnicowe,

elementy nośnych przegród)

- elementy osłonowe ( np. osłonowe ściany zewnętrzne, kabiny

sanitarne)

- elementy konstrukcji wsporczych ( np. instalacji przemysłowych,

sieci energetycznych, maszyn)

- elementy urządzeń technologicznych ( np. elementy sieci

wodociągowych i kanalizacyjnych, kanałów wentylacyjnych i

dymowych , zbiorników)

- elementy budowlano architektoniczne nie konstrukcyjne ( np.

elementy elewacyjne i małej architektury)

♦ rozwiązanie konstrukcyjne

• elementy betonowe nie zbrojone

• elementy zbrojone: żelbetowe, siatkobetonowe

• elementy sprężone : kablobetonowe, strunobetonowe

♦ zróżnicowanie budowy wewnętrznej

• zróżnicowanie budowy przekroju poprzecznego : elementy

jednowarstwowe, wielowarstwowe, otworowe

• zróżnicowanie zbrojenia elementów

• zróżnicowanie rozwinięcia powierzchni elementów przy stałych gabarytach zewnętrznych: różne kształty obrzeży elementów, otwory w elementach

♦ rozwiązania materiałowe

• rodzaj materiału podstawowego np. beton zwykły, lekki wysokowartościowy, komórkowy

• rodzaj materiałów wykończeniowych : np. kruszywo ozdobne, płytki ceramiczne

• stopień wykończenia

• elementy o stanie surowym powierzchni

• elementy z powierzchnią wykończoną

• elementy wymagające dodatkowych powłok malarskich, tynkarskich, antykorozyjnych

• elementy w pełni lub częściowo wyposażone w dodatkowe akcesoria ( np. stolarka, instalacje) bądź bez wyposażenia

Wytwórnie prefabrykatów

♦ wytwórnie stałe - mają charakter zakładów przemysłowych o wysokim stopniu uprzemysłowienia. Produkcja, z zasady całoroczna, dużych serii prefabrykatów głównie określonych typów

♦ wytwórnie polowe (poligonowe) - mniejszy stopień zmechanizowania niż w wytwórniach stałych . Produkcja prowadzona na otwartej przestrzeni , często z wykorzystaniem jako podkładu odpowiednio przygotowanego podłoża. Wytwarzanie prefabrykatów odbywa się okresowo.

♦wytwórnie przyobiektowe ( na placu budowy) - są wytwórniami wyłącznie przenośnymi i służą do wykonywania elementów nietypowych , uciążliwych przy wykonywaniu jako monolityczne

Proces produkcyjny - zespół czynności mający na celu otrzymanie gotowego wyrobu. Stanowią go procesy:

• główne ( podstawowe)

• pomocnicze

Procesy podstawowe w produkcji prefabrykatów :

• montaż, czyszczenie i smarowanie formy

• ułożenie zbrojenia

• formowanie tj. układanie i zagęszczanie mieszanki

betonowej

• dojrzewanie betonu

• rozformowanie elementu

• spedycja elementu do magazynu wyrobów gotowych

Procesy pomocnicze

• rozładunek i magazynowanie materiałów

• przygotowanie zbrojenia

• przygotowanie mieszanki betonowej

Podstawowe metody produkcji prefabrykatów

• metoda potokowa - ruchome przedmioty produkcji. Istotą jest rozdzielenie procesu technologicznego na operacje lub grupy operacji i ich realizacja przez specjalistyczne brygady robocze na określonych stanowiskach produkcyjnych , na które przemieszczany jest przedmiot produkcji w takim samym lub zbliżonym rytmie

• metoda stacjonarna - nieruchome przedmioty produkcji. Charakteryzuje się stałym położeniem przedmiotów produkcji w całym procesie produkcyjnym, przetwarzanych przez brygadę roboczą przygotowaną do wykonania wszystkich czynności

• metoda mieszana ( potokowo - stacjonarna)- część procesu przebiega według modelu potokowego a część według stacjonarnego np. potokowy proces roboczy i stacjonarne dojrzewanie

Formy do produkcji prefabrykatów

Forma - konstrukcja stanowiąca część składową stanowiska produkcyjnego elementów prefabrykowanych , której zadaniem jest uformowanie wyrobu o określonym kształcie z zachowaniem zadanych tolerancji i wyglądu zewnętrznego

Wybór materiału uzależniony jest od założonej krotności użycia formy oraz jej przeznaczenia użytkowego. W produkcji prefabrykatów najczęściej stosuje się formy:

• metalowe - najczęściej stosowane; zapewniają dużą dokładność prefabrykatu; wykonywane z blach i kształtowników stalowych, rzadziej jako żeliwne

• drewniane - stosowane przy produkcji małych partii wyrobów, elementów o szczególnych kształtach i naturalnym dojrzewaniu betonu ( odkształcenie drewna przy obróbce cieplnej ); dla przedłużeni żywotności najczęściej formy z drewna obija się blachą i wzmacnia płaskownikami a formy ze sklejki pokrywa się tworzywem sztucznym

• z tworzyw sztucznych - ograniczony zakres stosowania; najczęściej wykonuje się niektóre części form

W zależności od rodzaju elementów, przyjętej technologii i organizacji produkcji i zapotrzebowania na elementy formy można sklasyfikować następująco:

• stacjonarne

• niestacjonarne

• pojedyńcze lub wielo sztukowe ( bateryjne)

• poziome, pionowe, obrotowe, uchylne

• przystosowane do różnych technik zagęszczania np. przez wibrowanie objętościowe, wibrowanie bezpośrednie ( wibratory wgłębne), wibrowanie pośrednie ( wibratory przyczepne), wirowanie, prasowanie, wibroodpowietrzanie itd.

• przystosowane do realizacji różnych technik obróbki cieplnej np. w komorach, dołach , tunelach oraz formy wyposażone w układy grzewcze

Klasyfikacja form wg, rozwiązania konstrukcyjnego uwzględnia następujące czynniki:

• sposób montażu i demontażu

• sztywność

• zamki

• zamocowanie podczas zagęszczania mieszanki betonowej

• sposób przemieszczania na linii produkcyjnej