1. Charakterystyka prefabrykatu:

- słupa żelbetowego trakcji energetycznej

1.1. Opis prefabrykatu.

Obecnie na świecie w napowietrznych liniach średnich i niskich napięć stosuje się przeważnie żelbetowe, sprężone i częściowo sprężone żerdzie o różnych przekrojach.

Żerdzie mogą być o dowolnych długościach. Stożkowe i cylindryczne żerdzie o przekroju kołowym charakteryzują się jednakową wytrzymałością we wszystkich kierunkach, gładką powierzchnią zewnętrzną oraz mniejszą wrażliwością na uszkodzenia mechaniczne. Przekroje okrągłe mają najczęściej żerdzie wirowane, rzadziej żerdzie betonowe w formach stacjonarnych przy użyciu rdzeni wyciąganych lub traconych.

Wytwarzane żerdzie wirowane typu E o dlugościach 9-15m i nośnościach użytkowych Pk=2,5-12,0 kN są stosowane jako słupy elektroenergetyczne, oświetleniowe, trakcyjne i oświetleniowo-trakcyjne.

Żerdź wirowana sprężona jest wykonana z betonu klasy co najmniej C30/37. Zbrojenie główne słupa ze stali 34GS stanowi 14 prętów o średnicy φ=12,0-14,0 mm, zbrojenie poprzeczne słupa ze stali A-I St3S stanowią strzemiona o średnicy φ=8,0 mm w rozstawie, co 80,0 mm ( na końcach słupa - odcinki 1,0 m - rozstawy zmniejszone do 50,0 mm). Ze względu na fakt iż słup jest elementem ciągle narażonym na działanie niekorzystnych warunków atmosferycznych takich jak: deszcz, śnieg czy mróz wymaga się od elementu przede wszystkim:

- wysokiej szczelności ( niskiej porowatości ) betonu co zwiększa efektywnie jego mrozoodporność a tym samym wydłuża czas eksploatacji słupa,

- odpowiedniej wytrzymałości betonu.

Wykonane dotychczas badania techniczno-technologiczne, wytrzymałościowe i materiałowe wirowanych żerdzi sprężonych i częściowo sprężonych wykazały ich wysoką jakość i dobre cechy wytrzymalościowo-użytkowe.

1.2. Zastosowanie prefabrykatu:

- jako konstrukcje nośne linii tramwajowych,

- jako konstrukcje napowietrznych i kablowych linii oświetleniowych,

- jako słupowe stacje transformatorowe typu "STS" pozwalające na zastąpienie żelbetowego słupa bliźniaczego jedną żerdzią,

- w budowie napowietrznych linii elektroenergetycznych średniego i niskiego napięcia, w tym jako słupy krańcowe, odporowe i narożne,

- przy przechodzeniu linii energetycznej nad drogami,

- do budowy linii oświetleniowych autostrad i tras szybkiego ruchu,

- jako maszty telekomunikacyjne w telefonii radiowej

1.3. Schemat techniczny prefabrykatu.

Rys. Zbrojenie żerdzi E12/12

Rys. Schemat żerdzi

1.4. Wymagania materiałowe prefabrykatu.

Podstawowe założenia i recepta mieszanki betonowej:

• konsystencja mieszanki betonowej - gęstoplastyczna K2,

• cement portlandzki p45 z cementowni „Nowiny” o następujących parametrach:

• gęstość pozorna - ρ_c = 3,1 kg/dm³,

• wskaźnik wodożądności - w_c = 0,25 dm³/kg,

• kruszywo drobne - piasek zwykły drobnoziarnisty o następujących parametrach:

• gęstość pozorna - ρ_p = 2,65 kg/dm³,

• wskaźnik wodożądności - w_p = 0,071dm³/kg,

• kruszywo grube - granitowe „Strzegom”, łamane, granulowane o następujących parametrach:

• gęstość pozorna - ρ_k = 2,62 kg/dm³,

• wskaźnik wodożądności frakcji 4÷8 mm - w_k^4÷8 = 0,025 dm³/kg,

• wskaźnik wodożądności frakcji 8÷16 mm - w_k^8÷16 = 0,020 dm³/kg,

• porowatość - p = 1,1 %,

• szczelność - s = 98,9 %,

• nasiąkliwość - 0,3 %,

• woda zarobowa spełniająca wymagania stawiane przez PN-86/B-32250,

• domieszka uplastyczniająca „Betoplast 3” w ilości 1,8 % masy cementu,

• wytrzymałość gwarantowana betonu - R_b^G = 35,0 MPa,

• wytrzymałość projektowana betonu - R_p = 1,3×R_b^G = 1,3 × 35,0 = 45,5 MPa,

• współczynnik zależny od rodzaju kruszywa i marki cementu - A = 24,0,

• tangens kąta pochylenia określający zależność objętości zaczynu na 1,0 kg kruszywa - tgε=4,436,

• optymalny stos okruchowy:

• zawartość kruszywa drobnego - 32,0 %,

• zawartość kruszywa grubego frakcji 4÷8 mm - 34,0 %,

• zawartość kruszywa grubego frakcji 8÷16 mm - 34,0 %,

• gęstość pozorna optymalnego stosu okruchowego - ρ_stosu = 2,6296 kg/dm³,

• wskaźnik wodożądności optymalnego stosu okruchowego - w_stosu = 0,038 dm³/kg,

• wymagania stawiane mieszance betonowej wg: PN-88/B-06250 „Beton zwykły”:

• maksymalna wartość stosunku wodno-cementowego - W/C _max = 0,55 - tablica [2],

• minimalna zawartość cementu - C_min = 270,0 kg/m³ - tablica [2],

• maksymalna zawartość cementu - C_max = 550,0 kg/m³ - tablica [2],

• zalecana ilość zaprawy - 500,0 ÷ 550,0 kg/m³ - tablica [3],

• maksymalna zawartość powietrza w mieszance betonowej - 2,0 % - tablica [5],

• recepta mieszanki betonowej:

• cement portlandzki p45 - C₁ = 414,05 kg/m³,

• woda zarobowa - W₁ = 172,82 dm³/kg,

• kruszywo drobne - P₁ = 583,65 kg/m³,

• kruszywo grube frakcji frakcji 4÷8 mm - K₁^4÷8 = 620,13 kg/m³,

• kruszywo grube frakcji frakcji 8÷16 mm - K₁^8÷16 = 620,13 kg/m³,

• domieszka uplastyczniająca - D₁ = 1,8 % × C₁=0,018 × 414,05 = 7,45 kg/m³,

2. Zaprojektowanie węzła betoniarskiego.

2.1 Magazyn kruszyw

Kruszywa dostarczane są do zakładu prefabrykacji luzem, kołowymi środkami transportu - wywrotkami. Magazynowane są na składowiskach przekrytych, oddzielonych od siebie ściankami z betonowych prefabrykowanych elementów, zabezpieczających poszczególne rodzaje kruszyw oraz poszczególne frakcje przed wzajemnym mieszaniem się.

2.2 Magazyn cementu

Cement dostarczany jest do zakładu prefabrykacji luzem, kołowym środkiem transportu - cementowozem. Magazynowany jest w szczelnym silosie zabezpieczającym go przed zawilgoceniem. W zakładzie prefabrykacji stosowane są silosy stalowe w kształcie walca o średnicy φ = 5,0 m i wysokości 8,5 m. Dno silosu ma kształt stożka o kącie pochylenia równym γ = 12,0° - ze względu na pneumatyczny wyładunek cementu. Maksymalny czas przechowywania cementu w takich warunkach to 90 dni.

2.3 Transport składników mieszanki betonowej

Betonownia produkuje mieszankę betonową, do produkcji, której zużywa 3 frakcje kruszywa, 1 gatunek cementu oraz plastyfikator. Kruszywa, uprzednio posegregowane na stanowisku przekrytym, są transportowane za pomocą ładowarki kołowej HSW 510C do zbiorników operacyjnych. Ze zbiorników operacyjnych poszczególne frakcje kruszywa, po otwarciu zasuw, są kierowane za pomocą podajników wibracyjnych do dozownika kruszywo-cement. Cement z silosu podawany jest za pomocą przenośnika ślimakowego do dozownika kruszywo- cement. Odważone w dozowniku składniki za pośrednictwem rynien kierowane są do mieszarki. W mieszarce następuje wymieszanie składników, do których dolewana jest woda uzupełniona wcześniej o plastyfikator. Zakład produkuje na dwóch zmianach łącznie 40 sztuk żerdzi dla przemysłu energetycznego - 20 sztuk na jednej zmianie. Dzienne zapotrzebowanie zakładu na materiały do produkcji mieszanki betonowej to:

• cement portlandzki p45 - 6210,8 kg,

• woda zarobowa - 2592,4 kg,

• kruszywo drobne- 8754,8 kg,

• kruszywo grube frakcji frakcji 4÷8 mm - 9302 kg,

• kruszywo grube frakcji frakcji 8÷16 mm - 9302 kg,

• domieszka uplastyczniająca - 111,8 kg,

2.4 Dozowanie składników mieszanki betonowej

Dozowanie składników odbywa się za pomocą tzw. dozowników obsługiwanych przez wykwalifikowanego pracownika i sterowanych automatycznie. Dozowniki składają się z urządzeń załadowczych, pojemników wagowych, mechanizmów wagowych oraz urządzeń wyładowczych. Przyjęto następujące dozowniki:

• dozownik kruszywo-cement - jest to dozownik wagowy typu DCK-2000/500, o zakresie dozowania dla kruszywa do 2000,0 kg, dla cementu do 500,0 kg; pojemność zbiornika kruszywa wynosi 2,2 m³, a pojemność zbiornika cementu 0,5 m³.

• dozownik wody - jest to dozownik wagowy typu TS-WD 250-K1, o zakresie dozowania do 250,0 kg; pojemność zbiornika wody wynosi 0,3 m³.

Przyjęte dozowniki umożliwiają dozowanie poszczególnych składników z dokładnością umożliwiającą otrzymanie mieszanki betonowej, w której proporcje składników będą zgodne z przyjętą recepturą; dokładność dozowania poszczególnych składników wynosi:

• ± 3,0 % dla kruszyw,

• ± 1,0 % dla pozostałych składników.

2.5 Mieszanie składników mieszanki betonowej

Mieszanie składników - wymagania stawiane betoniarce dotyczące mieszania sprowadzają się do:

• równomiernego rozdzielenia materiałów wejściowych,

• maksymalnego rozdzielenia cząstek spoiwa i niekiedy usunięcia z ich powierzchni błonek,

• zapobieganiu tworzenia się zbryleń i zbyt dużej zawartości pustych przestrzeni, prawidłowego otulenia ziaren zaczynem cementowym i zapobieganiu nieprawidłowemu rozkruszeniu wypełniaczy.

Zakład prefabrykacji wyposażony jest w betoniarkę „THZ-1125p”, o pojemności 750 dm³, dzięki czemu z jednego zarobu otrzymujemy mieszankę w ilości wystarczającej na wyprodukowanie 2 słupów.

Charakterystyka techniczna betoniarki typu „THZ - 1125p”:

WYDAJNOŚĆ NOMINALNA	POJEMNOŚĆ ZASYPOWA	POJEMNOŚĆ JEDNEGO ZAROBU	LICZBA MIESZAREK
[m^3/h]	[dm^3]	[dm^3]
45,0	1125,0	750,0	2

2.6 Transport pionowy i poziomy mieszanki betonowej

Podstawowym warunkiem transportu mieszanki betonowej jest utrzymanie jej jednorodności oraz określonego składu. Odległość, czas i stosowane urządzenia do transportu powinny zabezpieczać mieszankę betonową przed segregacją oraz zmianą jej konsystencji. Najczęściej stosowanym sposobem przemieszczania mieszanki betonowej jest transportowanie w pojemnikach, które można przeładowywać z jednego urządzenia transportowego na drugie. Opróżnianie pojemników odbywa się poprzez otwory wylotowe zamykane zasuwami. Dla ułatwienia opróżnienia pojemnika z mieszanki betonowej bardzo często są one wyposażone w wibrator przyczepny.

Transport gotowej mieszanki - po zakończeniu procesu mieszania składników mieszanka betonowa transportowana jest do formy wysięgnikiem.

2.7 Schemat blokowy węzła betoniarskiego

3. Zaprojektowanie zakładu produkcji prefabrykatów.

3.1 Magazyn zbrojenia

Magazyn stali powinien znajdować się na terenie zbrojarni w pobliżu drogi dojazdowej. Jego wielkość zależy od ilości, rodzaju i wymiarów magazynowej stali. Plac składowy stali powinien mieć wydzielone miejsce na pręty o tej samej klasie, średnicy i długości.

Pręty stalowe dostarcza się zwykle długości 10 - 12 m. Można je układać w specjalnych zasiekach, na ułożonych krawędziakach lub na kozłach stalowych.

Prętów stalowych nie wolno układać bezpośrednio na ziemi, ponieważ wgniatają się w nią i pod wpływem wilgoci szybciej ulegają korozji.

Walcówkę dostarcza się w kręgach o średnicy wewnętrznej 55 - 100 cm i masie kręgu do 1000 kg Stal zbrojeniową należy układać na płasko w stosach po 8 warstw. Podłoże pod kręgami powinno być wykonane z krawędziaków lub bali drewnianych.

Przy każdym zasieku powinna być tabliczka informacyjna z podaną charakterystyką stali oraz liczbą prętów.

W razie składowania stali przez dłuższy czas należy ją przechowywać w magazynach (pomieszczeniach zadaszonych) lub pod wiatami.

3.2 Przygotowanie zbrojenia

Przygotowanie zbrojenia obejmuje następujące czynności:

-ewentualne czyszczenie

-cięcie

-gięcie

-łączenie

-układanie

-montaż

Ponadto związane z robotami zbrojarskimi jest sortowanie i składowanie stali przed przystąpieniem do właściwych robót zbrojarskich. Ostatnio w celu podwyższenia granicy plastyczności stali stosuje się także różnego rodzaju obróbkę, najczęściej na zimno. Z technologicznego punktu widzenia przygotowanie zbrojenia można podzielić na dwa etapy:

-przygotowanie zbrojenia ze stali prętowej * > 12 mm

-przygotowanie zbrojenia z drutów * * 12mm w kręgach

Czyszczenie stali

Przyczepność betonu do prętów stalowych pokrytych różnymi zanieczyszczeniami jest zmniejszana lub w ogóle nie istnieje w zależności od rodzaju zanieczyszczenia. Najbardziej niebezpieczne są zanieczyszczenia różnego rodzaju tłuszczami. Stwarzają one rodzaj powłoki izolującej beton od stali i szkodliwie oddziałują na sam beton. Pręty pokryte łuszczącą się rdzą również nie mogą być użyte do konstrukcji żelbetowych, gdyż łuski zmniejszają znacznie przyczepność stali do betonu.

Do zbrojenia mogą być użyte tylko pręty stali zbrojeniowej posiadające na swej powierzchni tylko lekki nalot rdzy, który w czasie zagęszczania betonu zostaje usunięty. Przed przystąpieniem do oczyszczenia stali należy najpierw ustalić rodzaj zanieczyszczenia, gdyż od tego zależy sposób wykonania pracy. Stal zabrudzona smarami lub tłuszczem powinna być czyszczona preparatami rozpuszczającymi tłuszcz, a następnie wytarta na sucho. Stal zbrojeniową zanieczyszczoną błotem można czyścić przez obstukiwanie młotkiem, szczotką drucianą, względnie za pomocą silnego strumienia wody. Odmrażania oblodzonych prętów dokonuje się za pomocą strumienia ciepłego powietrza z nagrzewnicy powietrznej lub prądem elektrycznym. Stal pokryta łuszczącą się rdzą lub zgorzeliną czyścimy ręcznymi szczotkami stalowymi lub osadzonymi na giętkim wale szlifierki. Do czyszczenia z rdzy dużej ilości stali stosuje się urządzenia zwane piaskownicami. Za pomocą sprężonego powietrza wyrzucają one strugę piasku przez dyszę umieszczoną na końcu węża gumowego.

Prostowanie stali

Ręczne prostowanie stali zbrojeniowej prowadzone jest dla prętów o niewielkiej średnicy praktycznie nie przekraczającej 20mm. Najprostszym urządzeniem do ręcznego prostowania stali zbrojeniowej jest płytka z osadzonymi na niej sworzniami wraz z kompletem odpowiednich kluczy. Najprostszym urządzeniem mechanicznym do prostowania stali jest kołowrót, na który nakłada się krąg i wyciągarka. Urządzenie to prostuje drut przez naciąg. Kolejnym urządzeniem do prostowania stali jest zestaw opracowany przez J. Malowańskiego. Składa się on z wciągarki, słupa z dwuteownika zabetonowanego w Ziemi w odległości 30-40 m od wciągarki, dwóch krążków liny stalowej, czterech kołowrotków drewnianych do nakładania kręgów stali zbrojeniowej, dwóch blach z otworami do zaczepiania stali zbrojeniowej okrągłej (* 6-14 mm ) i dwóch nożyc do cięcia stali.

Ciecie stali

Ręczne cięcie stali zbrojeniowej prowadzone jest przy ograniczonych ilościach stali do przecięcia i dla średnic zazwyczaj nie większych niż 20 mm . Wydajność ręcznego cięcia jest parokrotnie niższa od cięcia mechanicznego.

Najprostszym urządzeniem do cięcia stali są dźwigniowe nożyce ręczne. Powinny być one zamocowane na płycie drewnianej, betonowej lub stalowej. Obecnie jednak najpowszechniej stosowane są różnego typu nożyce mechaniczne. Można nimi ciąć pręty o znacznej średnicy i dużej ilości.

Nożyce do cięcia stali zbrojeniowej zaopatrzone są w zderzaki zapewniające odmierzenie odpowiedniej długości docinanych prętów. W zależności do ilości i średnicy docinanych prętów dobierany jest odpowiedni typ nożyc.

W praktyce w dużej zbrojarni najczęściej znajdują zastosowanie maszyny służące do prostowania i cięcia stali zbrojeniowej.

Gięcie stali

Gięcie stali zbrojeniowej ma na celu nadanie jej kształtu potrzebnego do określonej pracy zbrojenia w konstrukcji. Ręczne gięcie stosowane jest zazwyczaj na niewielkich budowach przy robotach remontowych.

Do gięcia ręcznego stosowne są różnego rodzaju narzędzia i przyrządy. Do gięcia prętów stosowane są giętarki zróżnicowane w zależności od średnicy giętych prętów:

do 8 mm - widełkowa

do 12 mm - giętarka zamkowa

do 32 mm - giętarka typu GR32

W zakładach prefabrykacji oraz wszędzie tam gdzie są do wykonania duże ilości

zbrojenia i o większych średnicach, używane są maszyny do gięcia zbrojenia,

nazywane giętarkami mechanicznymi.

Giętarki mechaniczne można podzielić na:

maszyny gnące pojedyncze pręty dużych średnic lub pakiety złożone z kilku prętów o mniejszej średnicy maszyny gnące siatki zgrzewane

maszyny gnące zbrojenie spiralne

Większość maszyn do gięcia pojedynczych prętów lub pakietów skonstruowana jest wg jednego wzoru, w którym zasadniczym elementem roboczym jest okrągła tarcza zaopatrzona w wymienne sworznie robocze. Tarcza obracająca się w płaszczyźnie poziomej jest osadzona na pionowym wrzecionie, napędzanym za pośrednictwem wielokrotnej przekładni zębatej.

3.3 Schemat zbrojarni.

Stal strunową w kręgach dostarcza się na fronty przygotowania wiązek z magazynów chroniących stal przed korozją. Na tych frontach w oddziale zwanym „rozwijalnią” zainstalowane są zespoły kołowrotów zaopatrzonych w hamulce sprężynowe. Kręgi stali układa się na kołowroty za pomocą elektrowciągnika przejeżdżającego po szynie podwieszonej ponad zespołem. Struny 2 kręgów przeprowadza się przez pionowo ustawione wałki, a następnie przez wałki poziome do wózka wyciągającego struny. Wózek ten jest zaczepiony do łańcucha bez końca, przebiegającego przez koło napędowe i naciągowe. Przy montażu wiązki w formie na torze naciągowym tulejką klinującą wkłada się w uchwyt cięgna naciągarki. W taki sposób przygotowuje się wiązki do naciągu strun.

Po przeprowadzeniu naciągu, przed betonowaniem, bezpośrednio za jarzmem oporowym zakłada się kliny w odpowiednie otwory cięgien. W taki sposób naciągnięte wiązki utrzymuje się do stwardnienia betonu i uzyskania wytrzymałości. Duża masa wiązek oraz duża ich długość narzucają mechanizację procesów przemieszczenia wiązek na tory naciągowe, układania ich oraz naciągu. Naciągarka hydrauliczna o sile naciągu nie mniejszym niż 600kN jest instalowana na torze z kształtowników stalowych. Jedna para jej kół jest napędzana silnikiem elektrycznym. Koła zewnętrzne, zaopatrzone w łapy, obejmują stopkę kształtownika, przeciwdziałają one podniesieniu naciągarki w czasie naciągu wiązek strun. W trakcie naciągu konstrukcja naciągarki opiera się na ławie toru za pośrednictwem ławy wsporczej. Poziom położenia cięgna, w którym zamocowuje się wiązkę strun reguluje się zależnie od potrzeb za pomocą koła. Dźwignik naciągowy, obsługiwany jest przez pompę olejową poruszaną silnikiem elektrycznym. Do cofania tłoka wykorzystuje się nacisk sprężonego powietrza wytwarzanego przez sprężarkę. Poszczególne wiązki strun są przewożone dwoma wózkami, które toczą się po torach z ceowników, ułożonych na poduszkach betonowych toru naciąganego.

Po umiejscowieniu końcówek wiązki w uchwytach naciągarek dokonuje się wstępnego, lekkiego jej naciągania przez przesuw uchwytu obrotami korby powodującymi nawijanie liny ciągnącej na bęben. ramiona zainstalowane na obu wózkach mogą być obracane w płaszczyźnie prostopadłej do rysunku. Wózki do przewozu wiązek ze stołu zbrojarskiego na tory naciągowe przejeżdżają dzięki ręcznej obsłudze korb.

3.4 Opis form.

Do formowania prefabrykowanego elementu betonowego z betonu zbrojonego jakim jest słup pod trakcję elektryczną należy zastosować formy pojedyncze ze stali grubości 7,0 mm i kształtowników. Pierwotne formy są przeznaczone do produkcji elementów o długości 12,0 m. Istnieje jednakże możliwość wydłużenia formy o 150 cm (skrócenie formy nie wchodzi w rachubę gdyż 1200 cm to długość minimalna żerdzi, wymagana przez zakłady energetyczne). Forma składa się z dwóch połówek: górnej i dolnej (w kształcie półpierścienia) oraz dwóch stalowych kół stanowiących jej zamknięcie (przy czym koło o większej średnicy wyposażone jest w otwór, przez który następuje zasypanie mieszanki betonowej). Wszystkie elementy formy łączone są ze sobą za pomocą zamków rozmieszczonych w odległościach 1,5 m.

3.5 Przygotowanie form.

Prawidłowa eksploatacja polega na dokładnym czyszczeniu, właściwym smarowaniu, prawidłowym montażu i demontażu oraz na przeprowadzaniu remontów bieżących w miarę możliwości. Czyszczenie powinno być wykonane bezpośrednio po rozformowaniu prefabrykatu. Wraz z formą czyszczeniu powinny podlegać elementy uzupełniające. Stosuje się czyszczenie pneumatyczne - strumieniem sprężonego powietrza. Oczyszczone powierzchnie pokrywa się smarem. Materiały stosowane do smarowania powinny spełniać następujące warunki: powinny tworzyć cienką (0,1÷0,3 mm) i stabilną warstwę na powierzchni formy; powinny odznaczać się małą rozpuszczalnością w wodzie, nie przenikać do mieszanki betonowej; nie powinny powodować korozji materiału form i betonu; powinny odznacza się niewielkim kosztem. Najczęściej stosowanym smarem jest olej napędowy lub mieszanina tego oleju ze zużytym olejem maszynowym. Smarowanie następuje przy użyciu urządzeń pneumatycznych. Przewidziano zastosowanie urządzeń dających natrysk kołowy (dopuszcza się stosowanie urządzeń dających natrysk liniowy, jednakże powoduje to wydłużenie czasu smarowania formy).

3.6 Podawanie mieszanki betonowej.

Zaopatrzenie form w mieszankę betonową odbywać się może za pomocą różnego rodzaju stacjonarnych, przenośnych lub przejezdnych zasypników względnie za pomocą rozdzielaczy. Rozdzielacz jest urządzeniem ,które wydaje mieszankę betonową do formy w określonej ilości i jest równocześnie rozprowadzana w formie co pozwala na wyeliminowanie pracy ręcznej. Zasypnik to urządzenie które tylko podaje mieszankę betonową do formy.

Podczas transportu z betonowni do miejsca ułożenia mieszanka betonowa nie może zmieniać swoich właściwości(zachowanie stałości konsystencji, jednorodności i temperatury mieszanki betonowej).

Do wydawania plastycznych i gęstoplastycznych mieszanek betonowych stosowane są podajniki z wibrującą rynną.

Urządzeniem służącym do napełniania mieszanką betonową form dla elementów liniowych jest podajnik ślimakowy.

3.7 Zagęszczanie mieszanki betonowej.

Zagęszczanie mieszanki betonowej odbywa się poprzez wirowanie, czyli zagęszczenie powodowane siłą odśrodkową, występujące w czasie szybkiego ruchu obrotowego formy. Ciśnienie prasujące wywołane siłą odśrodkową powoduje jednocześnie odprowadzenie części wody zarobowej z zawieszonymi w niej wysoko dyspersyjnymi cząstkami, co zmniejsza wskaźnik W/C. Wirowanie sprawia również, że ziarna kruszywa większej frakcji wędrują na zewnętrzną część prefabrykatu, natomiast mniejsze ku wnętrzu, co powoduje zwiększenie szczelności wyrobu. W zakładzie zastosowano wirówkę rolkową podwójną wyposażoną w cztery rolki toczne z napędem na formę - wszystkie cztery rolki spełniają funkcję rolek tocznych.

3.7 Sprężanie prefabrykatów.

System sprężania

Naciąg zbrojenia sprężającego przeprowadza się elektrotermicznie. Przy naciągu elektrotermicznym wykorzystuje się zjawisko wydłużania prętów przy nagrzewie, powodowanym przepuszczeniem przez nie prądu elektrycznego. Nagrzane i wydłużone pręty umieszcza się wewnątrz form, mocując ich końce w uchwytach. Pręty stygnąc dążą do skrócenia swej długości, czemu przeciwdziała ich zamocowanie . Następuje rozciąganie stali. Po zwolnieniu prętów z uchwytów , co jest dokonywane po uzyskaniu przez beton wymaganej wytrzymałości, następuje sprężenie betonu prefabrykatu.

Przy prefabrykatach strunobetonowych naciąg przeprowadza się przed betonowaniem, natomiast przy prefabrykatach kablobetonowych po stwardnieniu betonu, a siła sprężająca przekazywana jest na beton na skutek docisku. Jako kable stosuje się pręty, sploty drutów lub liny.

Naciąg zbrojenia sprężającego

Elektronagrzew prętów przeprowadza się następującymi maszynami, rodzaje:

• Ze stykami poziomymi doprowadzającymi prąd do podgrzewanych prętów

• Ze stykami poziomymi , lecz umieszczanymi na pionowych stojakach

• Przystosowane do nagrzewu prętów zbrojenia w formach

Urządzenia pierwszego i drugiego rodzaju lokalizuje się przy stanowiskach formowania prefabrykatów. Nagrzane , wydłużone pręty umieszcza się w formach przed betonowaniem, umiejscawiając główki kotwiące w uchwytach lub gniazdach przygotowanych w konstrukcjach boków form. Po nałożeniu mieszanki betonowej, jej zagęszczeniu i stwardnieniu zwalnia się pręty z naciągu przez obcięcie główek i wówczas następuje sprężenie prefabrykatu.

Przy półautomatycznych urządzeniach do nagrzewu prętów w formach, pręty zaopatrzone w główki kotwiące jednym końcem umieszcza się uchwytach formy, drugi koniec prętów podłącza się do instalacji nagrzewczej i poddaje wstępnemu naciągowi za pomocą dźwignika pneumatycznego. Następnie włącza się system nagrzewczy. Naciąg przeprowadza się aż do zakończenia nagrzewu, po czym kontroluje się wydłużenie prętów przez pomiar wydłużenia cylindra dźwignika.

Po zakończeniu nagrzewania uchwyty prętów zwalniają się i pręty spadają do szczelin przygotowanych w odpowiednich miejscach ścianek oporowych, instalowanych poza bokami formy. Zwolnienie z naciągu i przekazanie sił sprężających na prefabrykat następuje w wyniku odjęcia główek kotwiących.

3.8 Sposoby przyspieszania dojrzewania prefabrykatów.

Aby przyśpieszyć proces dojrzewania żerdzi żelbetowej poddawana ona jest procesowi naparzania niskoprężnego nasyconą parą wodną. Element poddany temu procesowi musi mieć odkryte przynajmniej 5% sumarycznej swojej powierzchni, dlatego też po dostarczeniu żerdzi w formie do miejsca naparzania, następuje zdjęcie górnej części formy przy użyciu suwnicy. Zakład produkcyjny wyposażony jest w kilka bezciśnieniowych komór umożliwiających jednoczesne naparzanie dwóch elementów. Komory bezciśnieniowe wyposażone są w przewód do swobodnego przejścia początkowo mieszanki parowo-powietrznej, a potem nadmiaru pary przez kondensator. W urządzeniu tego typu nasycona para wodna o początkowym ciśnieniu 0,05:0,15 MPA jest kierowana poprzez perforowane rury do górnej i dolnej części komory. Tam następuje jej rozprężenie i zmieszanie się ze znajdującym się powietrzem. Ta mieszanina parowo-powietrzna jest wypychana prze bardziej rozgrzaną parę znajdującą się w górnej części komory przez rurę zwrotną o średnicy 200 mm. Po nagrzaniu komory w późniejszym czasie, przez tę samą rurę wypychany jest nadmiar pary. W końcowej części rury jest zainstalowany kondensator chłodzony wodą, powodujący skroplenie i odprowadzenie do kotłów gorących skroplin. Część pary kondensuje się na elementach, po których spływa na dno komory, do zaworu odprowadzającego kondensat. Strumień czynnika grzejnego wydostający się z otworów rur nie powinien padać na otwarte powierzchnie elementów, bowiem może to spowodować uszkodzenie ich wykończonych powierzchni. Proces naparzania niskoprężnego składa się z czterech faz:

• faza I - wstępne dojrzewanie betonu - obejmuje okres od zakończenia formowania elementu do rozpoczęcia podgrzewania elementu, ma to na celu zapewnienie równomiernego nagrzewania w pierwszym okresie wiązania cementu - czas - t₁ = 3 h;

• faza II - podnoszenie temperatury - powinna odbywać się płynnie i nie za szybko. Para powinna być doprowadzona równomiernie, aby nie następowało miejscowe przegrzanie, prędkość podnoszenia temperatury nie powinna przekraczać 25^oC/h - czas - t₂= 4 h;

• faza III - nagrzewania izotermicznego - utrzymanie stałej temperatury t=80^oC, czas trwania zależny jest od żądanej wytrzymałości jaką chcemy uzyskać po zakończeniu naparzania- czas - t₃ 1 h;

• faza IV - studzenie - równomierne obniżenie temperatury do temperatury otoczenia, dopuszczalna szybkość studzenia betonu zależ głównie od masywności elementu i wytrzymałości betonu pod koniec fazy III- czas - t₄=4 h;

Łączny czas trwania naparzania wynosi 12 h.

Również są stosowane domieszki chemiczne przyspieszające twardnienie np.: ESCAPE, KAD 1, APROMENT. Podstawowym zadaniem tych domieszek jest przyspieszenie narastania początkowej wytrzymałości betonu, bez ujemnego wpływu na wytrzymałość końcową. Formę można zdjąć z elementu po osiągnięciu więcej niż 65% wytrzymałości końcowej.

3.8 Rozformowanie prefabrykatów.

Rozformowanie elementu obejmuje usunięcie tylko stalowych płyt ograniczających element wysunięcie gotowej żerdzi z dolnej części formy przesunięcie elementu na wózek i wywiezienie go na plac wyrobów gotowych (w przypadku produkcji żerdzi w okresie panowania dodatnich temperatur) lub do magazynu gotowych wyrobów (w przypadku produkcji żerdzi w okresie panowania ujemnych temperatur). Elementy w czasie dojrzewania powinny być polewane wodą, lecz w przypadku występowania ujemnych temperatur na zewnątrz zraszanie należy przerwać na kilka godzin przed wywiezieniem żerdzi na zewnątrz. Składowanie elementów powinno trwać, aż do momenty osiągnięcia przez gotowy prefabrykat minimum 90% wytrzymałości 28-dniowej.

3.8 Schemat blokowy zakładu produkcji prefabrykatów.

Rys: Schemat funkcjonalny dwuliniowego oddziału produkcji:

Komórki produkcyjne:

I - montaż w formie wiązek strun oraz mocowanie wkładów formujących otwory,

II - naciąg zbrojenia sprężającego,

III - zasypanie mieszanki betonowej,

IV - zagęszczenie,

V - demontaż wkładów formujących otwory,

VI - przyspieszenie dojrzewania betonu,

VII - zwolnienie naciągu,

VIII - oddzielenie elementów z obciążeń końców strun,

IX - czyszczenie i smarowanie form.

Urządzenia:

A - prasa naciągowa,

B - zasyp,

C - płyta dociskowa,

D - tory dla transportu form,

E - wywrotnica,

F - piły tarczowe,

G - suwnica,

H - wózek wywozowy,

J - wlot ciągu powrotnego form,

K - wylot ciągu powrotnego form,

L - ciąg powrotny form.

M - komory dołowe obróbki cieplnej betonu elementów

N - palety do wywozu elementów

- 12 -

---