Более 200 таких линий уже работают в России, и их количество постоянно растет. Однако, под общим названием «технология непрерывного формования» объединены различные по способу уплотнения бетонных смесей приемы и механизмы для их реализации. Как выбрать оптимальный вариант оборудования с учетом собственных возможностей и требований и как оценить преимущества и недостатки каждого способа формования?

Технология непрерывного формования железобетонных изделий на длин­ных стендах – одна из наиболее перспективных и широко применяемых в мировой практике.

Использование форм при производстве же­лезобетона приводит к необходимости проведе­ния операций с ними на каждом технологиче­ском посту. Даже в лучшей из них – стендовом изготовлении с использованием «магнитной опалубки» стоимость ручных операций пре­вышает 20% себестоимости изделий. Укладка бетона тоже плохо механизируемая операция, требующая либо использования смесей с высо­кой удобоукладываемостью, либо дополнитель­ных операций по ручному размещению смесей в формах.

Непрерывное формова­ние – наименее трудозатратная технология для производства крупноразмерных погонаж­ных железобетонных изделий. Ее преимуще­ства по сравнению с массовыми технология­ми, используемыми в отечественной практике (поточно-агрегатной, кассетной, конвейерной) очевидны.

Заводы сборного железобетона и домостро­ительные комбинаты быстро оценили преиму­щества новой технологии – более 200 таких линий уже работают в России, и их количество постоянно растет. Однако, под общим назва­нием «технология непрерывного формования» объединены различные по способу уплотнения бетонных смесей приемы и механизмы для их реализации.

В табл. 1 приведены основные мировые фир­мы-изготовители оборудования для производ­ства конструкций по технологии непрерывного формования на длинных стендах, поставляю­щие оборудование в Российскую Федерацию, Республику Казахстан и Республику Беларусь.

Рекламные проспекты фирм, выпускаю­щих оборудование для непрерывного формо­вания, заполнены слоганами: «Мы выпускаем лучшее в мире оборудование», «Наши линии поставляются в 23 страны», «Только на нашем оборудовании вы можете выпускать широкую номенклатуру изделий». Наличие большого ко­личества «посредников» в цепочке реализации технологических линий в России не прибавляет необходимой ясности в данном вопросе, но существенно увеличивает цену вопроса.

В такой ситуации, когда неясно, чем в дей­ствительности отличаются линии различных производителей и насколько информационно значимы рекламируемые преимущества, по­требитель нуждается, если не в методике, по­зволяющей выбрать оптимальный вариант оборудования с учетом собственных возмож­ностей и требований, то по крайней мере, в квалифицированной оценке преимуществ и недостатков каждого из указанных способов формования.

Таблица № 1. Разработчики и изготовители технологического оборудования непрерывного формования железобетонных изделий на длинных стендах.

В первом приближении заказчику необходи­ма следующая информация:

1. Сведения об особенностях каждого вида ли­ний. Следует отметить, что бетоносмесительный узел, металлические полы, схема натяжения арма­туры, адресная подача бетонной смеси, набор тех­нологического оборудования (кроме формующего агрегата) практически везде одинаковы.

2. Стоимость оборудования франко-пред­приятия, включая пуско-наладочные работы.

3. Технологические требования к заполнителям и цементу, а также ориентировочный состав бетона на материалах, используемых предприятием.

4. Производительность линии.

В результате (при прочих равных условиях) может быть подготовлен технико-экономиче­ский расчет, оценивающий линию по основному критерию – сроку окупаемости. При производ­стве изделий, соответствующих требованиям стандарта, срок окупаемости линии – универсальный критерий, оценивающий ее произво­дительность, состав бетона, трудозатраты и все другие технико-экономические показатели.

Срок окупаемости 2,5-3 года может считать­ся приемлемым.

Каждая из указанных линий имеет свои до­стоинства и недостатки, и выбор формующе­го агрегата, а вместе с ним и технологической линии зависит от многих факторов и, в первую очередь, от:

– номенклатуры конструкций;

– производительности линии;

– наличия заполнителей требуемого качества;

– необходимости частого перехода на про­изводство другой продукции.

Далее приведено краткое описание указан­ных технологий.

ЭКСТРУЗИЯ

И ЭКСТРУЗИЯ С ВИБРАЦИЕЙ

Экструдер – агрегат для изготовления кон­струкций, в котором бетонная смесь, выдав­ливаемая шнеками, интенсивно уплотняется, а экструдер, отталкиваясь от готового участ­ка, перемещается по дорожке. Армирование производится стальными канатами. В этой технологии используются особо жесткие смеси, что дает возможность снизить расход цемента.

В существующей практике экструзия ис­пользуется только для изготовления конструк­ций из тяжелых высокопрочных (В40-45) бе­тонов с использованием высокачественных инертных и цемента.

Экструзия, совмещенная с вибрацией, по­зволяет изготавливать также конструкции из легких бетонов (керамзитобетона и других). Эти изделия имеют низкий вес, высокие звуко- и теплоизоляционные характеристики и ис­пользуются, главным образом, как перегородки и внутренние стены зданий, с возможностью ручного монтажа.

Существенным недостатком этой техноло­гии является невозможность (по крайней мере на существующем уровне НИР) одновременно изготавливать разделенные на дорожке желе­зобетонные изделия, такие как балки, ригели, сваи, лотки и т.д.

СПЛИТФОРМОВАНИЕ

Это технология послойного виброуплотнения в ряде агрегатов совмещенная с трамбовани­ем. То есть, сначала формуется нижний слой изделия, который сразу же трамбуется, за­тем – второй слой, а при высоте изделия свыше 250 мм – третий. Многослойное формование в результате вибрации пустотообразователей может быть совмещено с возвратно-поступа­тельными движениями как пустотообразова-телей, так и боковой опалубки сплитформера, что обеспечивает высококачественное уплот­нение бетона.

Такие машины имеют отдельные приводы на каждое колесо и весят 10-13 т.

В технологии сплитформования переход с изготовления одного вида изделий на другой требует полной замены формующего моду­ля машины (его стоимость составляет около 70% стоимости всего сплитформера). Сложная конструкция формующего агрегата и наличие большого количества механизмов уменьшает надежность агрегата и увеличивают время его обслуживания после окончания формования каждой дорожки.

ТРАМБОВАНИЕ

Трамбование применяется, в основном, в США. В России установлены только 2 такие техноло­гические линии.

ВИБРОФОРМОВАНИЕ «В ОДИН ПРИЕМ»

По частоте использования различных способов формования на рынке строительных техноло­гий можно судить об их адаптации к условиям России. В табл. 2 приведены данные об использо­вании указанных выше технологий в Россий­ской Федерации.

Широкое распространение технологии ви­броформования «в один прием» объясняется рядом ее преимуществ:

• Возможностью применять соответству­ющие российским стандартам подготовленные заполнители для бетона и цементы, содержа­щие минеральные добавки. Увеличение расхо­да цемента при использовании заполнителей непрошедших обработку, в подавляющем ко­личестве случаев компенсируется их невысо­кой стоимостью.

• Возможностью изготовления широкой номенклатуры изделий в результате быстрой замены только формообразующей оснастки. Стоимость каждой пресс-формы (ма­трицы) незначительна и составляет около 10% от стоимости формующей машины.

• Наибольшей производительностью сре­ди рассматриваемых линий.

• Простотой конструкции и низкими экс­плуатационными расходами.

В странах с устоявшейся экономикой дивер­сификация, позволяющая быстро подстроиться под запросы рынка – чрезвычайно ценимое пре­имущество.

Несомненным достоинством данной техноло­гии может считаться возможность изготовления конструкций, которые без серьезных изменений формующего агрегата, нельзя изготовить на дру­гом оборудовании. Например, на рис. 3 показан Комбинат Индустриального строительства мощ­ностью 50 000 м2 жилья в год в городе Семей.

Новая технология и оборудование КИС при­няты в качестве «базовых моделей» для модерни­зации предприятий сборного железобетона в для строительства типовых социальных домов как в сейсмических, так и в несейсмических зонах Республики Казахстан.

ОБЪЕМНОЕ ВИБРОФОРМОВАНИЕ

В последние годы разработчиком иннова­ционного оборудования и технологий ЗАО «Строительные технологии и машины» (РФ) выполнен значительный объем исследований особенностей виброформования длинномер­ных железобетонных конструкций «в один прием». В результате получены эксперимен­тальные данные, оценивающие эффектив­ность воздействия на реологические харак­теристики бетонных смесей: интенсивности вибрации, частотных характеристик вибра­ционных процессов при перемешивании и уплотнении.

Установлены новые подходы к технологии виброформования, заключающиеся в интен­сификации вибрационного воздействия на бетонные смеси за счет увеличения площади взаимодействия агрегата со смесью. Этот про­цесс получил название – объемное виброфор­мование. Разработанный вибробункер (Патент РФ № 2462356) позволил радикально повысить эффективность укладки бетонных смесей на дорожке. Десятью патентами РФ на «по­лезную модель» защищены детали конструкции этого вибробункера.

Результаты реализации разработок техноло­гии и оборудования «объемного виброформо­вания», успешный опыт эксплуатации линий, позволили коллективу ЗАО «СТМ» приступить к подготовке комплекта нормативно-техниче­ской документации, включающей:

• «Рекомендации по технологии непрерыв­ного виброформования железобетонных изде­лий на длинных стендах»,

• «Рекомендации по оснащению лабора­торным оборудованием предприятий, вклю­чающих линии непрерывного формования» и другие.

Эти разработки проводятся параллельно с созданием элементной базы сборного желе­зобетона каркасных зданий для жилищного строительства, объектов соцкультбыта, других сооружений, в том числе и для регионов повышенной сейсмичности. Необходимость подготовки указанной нормативной тех­нической документации вызван, в первую очередь, тем, что существующие нормативы 30-50-летней давности в значительной мере устарели.

Следует отметить также, что отсутствие устойчивых рыночных отношений и разорван­ность связей в строительной индустрии России привели к тому, что ни разработчики железо­бетонных конструкций, ни их изготовители не заинтересованы в снижении стоимости строи­тельства. Это приводит к реализации лежащих на поверхности решений. Например, для повы­шения морозостойкости, водонепроницаемо­сти бетона, увеличения сцепления арматуры с бетоном и т.д., используется единое реше­ние – повышение класса бетона. В действитель­ности, если ориентироваться на квалифициро­ванную работу проектной организации, надо не повышать, а снижать класс бетона для по­вышения экономических показателей произ­водства. Повышение класса бетона, например, в плитах перекрытий практически не увеличи­вает плечо внутренней пары (не увеличивает несущую способность изделий). Повышение морозостойкости, водонепроницаемости, сце­пления высокопрочной проволоки с бетоном достигается гораздо менее затратными спосо­бами. В домах «хрущевской» постройки пред­варительно напряженные многопустотные плиты перекрытий длиной 6,3 м изготавлива­лись из бетона М200 (В15).

Создание строительно-индустриального кластера на базе ЗАО «СТМ» объединяет большинство функций в единую организацию и позволит не только проводить модернизацию технологии и обо­рудования, но и к совершенствовать конструк­ции, изготавливаемые по этой технологии, уточнить эксплуатационные требования к бе­тонам и реализовать оптимальное проектиро­вание их составов.