TECHNOLOGIE STAVEBNÍCH DÍLC

VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ

DOC. ING. RUDOLF HELA, CSC.

TECHNOLOGIE STAVEBNÍCH DÍLC MODUL M01 BJ 09 TECHNOLOGIE STAVEBNÍCH DÍLC

STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA

Technologie stavebních dílc · M01

© Doc. Ing. Rudolf Hela, CSc., Brno 2005

- 2 (170) -

Obsah

OBSAH 1 Úvod 7 1.1 Cíle 7 1.2 Požadované znalosti ..............................................................................7 1.3 Doba pot ebná ke studiu .......................................................................7 1.4 Klí ová slova.........................................................................................7 2 Stavební dílce, jejich t íd ní a zna ení .......................................................9 2.1 Druhy dílc podle užitých materiál a použití......................................9 2.2 Význam typizace a unifikace pro prefabrikaci....................................10 2.3 Zna ení stavebních dílc .....................................................................10 2.4 Požadavky na kvalitu výroby ......................................................11 2.4.1 Aplikace zákona . 22 / 1997 Sb. v platném zn ní v podmínkách stavebních výrobk ..........................................12 2.4.2 Na ízení vlády . 178/1997 Sb. v platném zn ní ..................13 2.4.3 Postupy posuzování shody....................................................14 2.5 len ní systém výrobních proces na subsystémy ...........................14 2.5.1 Horizontální len ní výrobních proces ...............................15 2.5.2 Vertikální len ní výrobních proces ...................................16 2.6 len ní výrobních proces z hlediska technologické specializace.....17 2.7 lánky výroby.....................................................................................18 2.7.1 Soub žné výroby...................................................................19 2.7.2 Pomocné úseky a operace .....................................................19 2.8 Technologické systémy hlavní výroby dílc ......................................19 2.8.1 Systém výroby dílc na míst ...............................................19 2.8.2 Systém výroby na lince.........................................................20 3 Subsystémy výroby betonových stavebních dílc ....................................22 3.1 Vykládání, doprava a usklad ování vstupních materiál ...................22 3.1.1 Vykládání a usklad ování plniv............................................23 3.1.1.1 Ur ování výkonu vykládky plniv (kameniv) ........................24 3.1.1.2 Usklad ování plniv (kameniv)..............................................26 3.1.1.3 Odb r kameniva ze skládek ..................................................28 3.1.1.4 Manipulace s plnivy..............................................................29 3.1.2 Vykládání a usklad ování práškových látek.........................31 3.1.2.1 Usklad ování cementu ( práškových látek ).........................35 3.1.3 Vykládání a usklad ování betoná ských ocelí......................36 3.1.4 Vykládání a usklad ování betoná ských p ísad....................39 4 Výroba betonu ............................................................................................40 4.1 Druhy betonáren..................................................................................40 4.1.1 Zásobníky kameniva .............................................................42 4.1.2 Zásobníky vody.....................................................................43 4.1.3 Zásobníky betoná ských p ísad.............................................43 4.1.4 Kontrola stupn zapln ní zásobník .....................................43

- 3 (170) -


4.2

5

6

7

8

Dávkování složek betonu ................................................................... 44 4.2.1 Zp sob a sled dávkování složek........................................... 44 4.2.2 Dávkování kameniva............................................................ 45 4.2.3 Dávkování cementu a práškových látek............................... 46 4.2.4 Dávkování vody a korekce na vlhkost písku........................ 46 4.2.5 Dávkování vody ................................................................... 47 4.2.6 Dávkování betoná ských p ísad ........................................... 49 4.2.7 Dávkování p i výrob BS o dané konstantní konzistenci (K)49 4.2.8 Míchání betonových sm sí................................................... 54 4.2.8.1 Míchání gravita ní - samospádové....................................... 54 4.2.8.2 Míchání s nuceným pohybem sm si .................................... 55 4.2.8.3 Aktiva ní míchání BS .......................................................... 58 4.2.8.4 Faktory ovliv ující dokonalost promíchání BS ................... 58 4.2.8.5 Ur ování doby míchacího cyklu .......................................... 59 4.2.8.6 Výroba teplé BS ................................................................... 59 4.3 Betonárny a výroba BS....................................................................... 60 4.3.1 Technologické a kapacitní požadavky ................................. 63 4.3.2 Využívání zbytk betonových sm sí.................................... 64 Doprava betonových sm sí........................................................................ 66 5.1 Zp soby a za ízení pro dopravu betonových sm sí ........................... 66 5.1.1 erpadla na tlakový vzduch ................................................. 69 5.1.2 erpadla pístová................................................................... 69 5.1.3 erpadla rotorová................................................................. 70 Výroba výztuží ........................................................................................... 71 6.1 St íhání prutových ocelí ..................................................................... 72 6.2 Tvarování ty ových ocelí ................................................................... 74 6.3 Výroba výztužných prvk z ocelí ve svitcích..................................... 76 6.4 Úprava a tvarování plošných výztužných prvk ................................ 78 6.5 Spojování oceli ve výztužné prvky..................................................... 79 Formy na výrobu betonových stavebních dílcu ...................................... 84 7.1 Základní ásti forem ........................................................................... 85 7.2 Konstruk ní materiál forem ........................................................ 86 7.3 Požadavky na spolehlivost, p esnost a životnost................................ 87 7.4 Zásady dimenzování forem ................................................................ 88 7.4.1 Dynamické ú inky p i vibraci .............................................. 88 7.4.2 Stanovení tlak na dno a st ny forem od uložené BS .......... 89 7.4.3 Namáhání forem expanzními tlaky p i tepelném UTB ........ 90 7.5 Výrobní podložky............................................................................... 90 7.6 Úpravy bo nic a el forem ................................................................. 91 7.6.1 Formovací rámy pevné......................................................... 92 7.6.2 Oklopné formy ..................................................................... 92 7.6.3 Vytvá ení v prostorových formách ...................................... 94 7.6.4 Vertikální formy (baterie) .................................................... 95 Vyztužování betonových stavebních dílc ............................................... 96 - 4 (170) -

Obsah

8.1 8.2

Vyztužování dílc nep edpínaných.....................................................96 Vyztužování p edpínaných dílc ........................................................96 8.2.1 Vyztužování dodate n p edpínaných dílc .........................97 8.2.2 Výroba p edem p edpínaných dílc ......................................99 9 Vytvá ení dílc ..........................................................................................103 9.1 Ukládání a rozprostírání betonových sm sí ......................................103 9.1.1 Zp soby pln ní výrobních forem........................................103 9.1.2 Zp soby rozprostírání BS ...................................................105 10 Zhut ování BS ..........................................................................................106 10.1 Hlavní parametry procesu zhut ování ..............................................106 10.2 Zp soby zhut ování BS ....................................................................107 10.2.1 Zhut ování betonových sm sí lisováním............................108 10.2.2 Zhut ování betonových sm sí vibrací ................................110 10.2.2.1 Vývoj vibra ní techniky......................................................110 10.2.2.2 Podstata vibrace a její p sobení na BS ...............................110 10.2.2.3 Hlavní parametry vibrace....................................................111 10.2.2.4 Vliv parametr vibrace na pr b h zhut ování....................113 10.2.2.5 Vliv zpracovatelnosti BS p i vibraci...................................116 10.2.2.6 Nakyp enost a zhutnitelnost BS..........................................117 10.2.2.7 Rychlost zhut ování............................................................117 10.2.2.8 Ideální odpor proti zhut ování............................................118 10.2.2.9 Zhut ovací výkon ...............................................................118 10.2.2.10 Zhut ovatelnost BS........................................................118 10.2.2.11 Budi e vibrace................................................................119 10.2.2.12 Zhut ování BS vn jší (nep ímou) vibrací......................122 10.2.2.13 Zhut ování BS vnit ní (p ímou) vibrací ........................123 10.2.2.14 Technická opat ení pro omezení hlu nosti vibrace........125 10.2.3 Zhut ování betonových sm sí vibrolisováním ...................126 10.2.3.1 Hodnota p ítlaku ve vztahu k parametr m vibrace.............127 10.2.3.2 Technologické podmínky pro zhut ování vibrolisováním .127 10.2.4 Zhut ování betonových sm sí šokováním a vibrošokováním128 10.2.5 Kontinuální zp soby zhut ování a vytvá ení .....................129 10.2.5.1 Zhut ování protla ováním a vibroprotla ováním...............129 10.2.5.2 Zhut ování vibrotažením ....................................................130 10.2.5.3 Zhut ování odst e ováním.................................................130 10.2.5.4 Zhut ování vakuováním .....................................................131 11 Výroba vybraných stavebních dílc .......................................................135 11.1 Výroba ty ových dílc ......................................................................135 11.2 Výroba plošných dílc ......................................................................136 11.2.1 Plošné (panelové) dílce pro svislé konstrukce ....................136 11.2.1.1 Výroba ve svislé poloze ......................................................136 11.2.1.2 Výroba ve vodorovné poloze ..............................................138 11.2.2 Plošné dílce pro vodorovné konstrukce ..............................139 11.2.2.1 Dutinové dílce v individuálních formách ...........................139

- 5 (170) -


11.2.2.2 Dutinové p edepjaté dílce na dlouhých drahách ................ 140 11.2.2.3 Vytvá ení na dlouhých drahách ve formách ...................... 142 11.3 Vytvá ení velkorozm rových dílc .................................................. 142 11.4 Vytvá ení prostorových dílc ........................................................... 144 11.5 Výroba kanaliza ních betonových trub ............................................ 145 11.5.1 Vytvá ení trub lisováním.................................................... 145 11.5.2 Vytvá ení trub vnit ním vibra ním jádrem ........................ 146 11.5.3 Vytvá ení trub vn jší vibrací s lisováním zdola................. 149 11.5.4 Vytvá ení tlakových trub s dodate ným lisováním v radiálním sm ru.................................................................. 149 11.6 Výroba drobných betonových dílc ................................................. 151 11.6.1 Vytvá ení dílc pojízdnými (mobilními) vibrolisy ............ 152 11.6.2 Vytvá ení dílc stabilními vibrolisy................................... 154 11.6.3 Vytvá ení dlažby karuselovými lisy................................... 157 11.6.4 Výroba teracové dlažby...................................................... 159 12 Urychlování tvrdnutí betonových dílc (UTB) ..................................... 160 12.1 Tepelné urychlování tvrdnutí ........................................................... 160 12.1.1 UTB proteplovacími podlahami......................................... 162 12.1.2 UTB v proteplovacích komorách a tunelech...................... 163 12.1.3 UTB dílc v proteplovacích formách................................. 163 12.1.4 Energetická náro nost tepelného UTB............................... 164 13 Dokon ovací úpravy p i vytvá ení ......................................................... 164 13.1 Provád ní pohledových beton ........................................................ 165 13.2 Odformování zatvrdlých dílc .......................................................... 165 13.2.1 ist ní forem a nanášení separa ních p ípravk ................ 166 13.3 Skladování a ošet ování dílcu........................................................... 167 14 Autotest ..................................................................................................... 168 15 Záv r ......................................................................................................... 168 16 Studijní prameny ..................................................................................... 169 16.1.1 Seznam použité literatury................................................... 169 16.1.2 Seznam studijní literatury................................................... 170 16.1.3 Odkazy na další studijní zdroje a prameny ........................ 170 17 Klí Chyba! Záložka není definována.

- 6 (170) -

Úvod

1

Úvod

1.1

Cíle

Cílem tohoto u ebního textu je seznámeit studenty s problematikou výroby betonových stavebních dílc (prefabrikát ) pro využívání ve všech odv tvích stavebnictví. tená je postupn seznámen s jednotlivými díl ími podsystémy výroby (skladovaní a doprava vstupních surovin, výroba betonu, armovacích celk a p íprava výrobních forem). Na tuto ást pak navazuje popis jednotlivých hlavních systém výroby dílc .

1.2

Požadované znalosti

Pro studium tohoto u ebního textu se p edpokládají znalosti Technologie betonu v rozsahu výuky 1 semestru, p ípadn základní znalosti ze Zkušebnictví. Další specializované znalosti nejsou vyžadovány.

1.3

Doba pot ebná ke studiu

Vzhledem k obsáhlosti textu je vhodné pro zvládnutí celé problematiky s p ihlédnutím ke znalostem z p edm tu Technologie betonu, po ítat s minimáln 5 dny studia. Pro pochopení obsahu, laboratorních, technologických zkoušek je nutné absolvovat praktické laboratorní cvi ení v rozsahu 1 semestru.

1.4

Klí ová slova

Technologie betonu, kamenivo, cementy, p ísady do betonu, beton, ocelová výztuž, armatura, armována, prefabrikace, betonový stavební dílec, skelety, ty ové dílce, panely, drobný prefabrikovaný beton, dílce pro vodohospodá ské stavby, zhut ování betonu, p edpínaný betonový dílec, urychlování tvrdnutí betonu, ošet ování betonu.

- 7 (170) -


2

Stavební dílce, jejich t íd ní a zna ení Stavební dílce lze t ídit podle :

• ú elu použití • druhu základních materiál k jejich výrob • zp sobu výroby • tvaru a úpravy.

2.1

Druhy dílc podle užitých materiál a použití

Stavební dílce mohou být d ev né, keramické, kovové, betonové, sklen né, z plastických hmot nebo kombinací výše uvedených materiál . Technologie tvo ící obsah tohoto skripta se omezují na: • dílce z oby ejných hutných cementových beton s hutnými p íp. lehkými kamenivy • dílce z mezerovitých beton s lehkými, pop . hutnými kamenivy • dílce keramickobetonové, pop . kombinované, tzn. vyrobené z více druh hmot a beton Dílce z t chto materiál bývají vyrobeny z betonu prostého, vyztuženého, nebo p edpjatého. Z tohoto hlediska m žeme rozlišovat dílce pro : • základy, základové patky, pásy, nosníky, piloty • svislé konstrukce vnit ní a vn jší, panely, bloky, tvárnice, sloupy, pilí e • schodišt , schodiš ová ramena, stupn , schodnice, podesty • vodorovné konstrukce, panely, stropní nosníky, stropní vložky, podhledy, pr vlaky, p eklady a jiné nosníky r zných tvar • obkladové dílce, fasádní, vnit ní, pro zvláštní ú ely • st ešní dílce, panely, krokve, vaznice, atikové a jiné dílce • komínové dílce - pro komíny tovární – i pro komíny v bytových a ob anských stavbách • ostatní dílce pro vybavení staveb - výtahové šachty, strojovny • mostní dílce a dílce dopravních staveb • dílce kolektor a dílce pro podzemní rozvody inženýrských sítí • dílce pro kanalizace, istírny a úpravny vod • prostorové dílce a bu ky pro stavby bytové, bytová jádra, garáže, za ízení staveniš apod.

- 9 (170) -


• zvláštní druhy dílc - p íhradové a plnost nné vazníky, tlakové trouby, pražce, stožáry a stožárové patky, • obrubníky, dlažby, plotní dílce, exteriérové interiérové prvky, drobné betonové výrobky.

2.2

Význam typizace a unifikace pro prefabrikaci

Jedním ze základních p edpoklad pr myslové výroby dílc je typizace a unifikace rozm r , tvar a jiných technických vlastností. Cílem typizace a unifikace je dosahovat maximální etnosti jednotlivých druh , nap . skupin dílc a maximální opakovatelnosti výrobních operací. Typem se rozumí produkt, který má ur ité typické znaky. U stavebních dílc t mito typickými znaky jsou : • rozm ry • tvary (povrchu, bo ních st n, prostup , dutin, apod.) • úpravy povrchu (vn jších ploch a hran, vložek pro r zné ú ely, apod … ) • technické vlastnosti (pevnost v tlaku, tahu, nasákavost, vodonepropustnost, mrazuvzdornost, objemová hmotnost, tepeln nebo zvukov izola ní schopnost apod.) • únosnost (maximáln p ípustné statické i dynamické zatížení, dotvarování, pr hyby, vznik trhlin). Typ má také zabezpe ovat dokonalé využití vlastností výrobních hmot, a tím malou energetickou náro nost výroby dílc . Z hlediska konstruk ních systém a rozsahu jejich uplatn ní má zajiš ovat vysokou užitnou hodnotu staveb p i co nejmenší pracnosti a nákladech. Dalšího zvýšení opakovatelnosti výrobních operací výroby dílc lze dosáhnout unifikací jejich rozm r , tvar , nebo také jiných vlastností. Ú elem unifikace je sjednocovat nejen vlastnosti výrobk tak, aby byly vzájemn zam nitelné, nýbrž také sjednocování výrobních a pracovních zp sob a postup . Výroba nap . ty ových dílc pro r zné druhy staveb probíhá stejnými zp soby a na obdobných za ízeních, proto je cílem rozm rové unifikace sjednotit rozm rové ady pro maximální po et druh staveb, umožnit zvýšení opakovatelnosti výrobních operací a vytvo it p edpoklady pro unifikaci výrobních postup a za ízení.

2.3

Zna ení stavebních dílc

Pro objednávání, evidenci, skladování, montáž a pro zvýšení odpov dnosti za jakost jsou betonové stavební dílce ozna ovány. Ozna ení musí být umíst no tak, aby bylo viditelné nejen p i manipulaci, ale i p i užívání dílc ve stavb . Zna ky se sestávají z ásti stálé a prom nlivé.

- 10 (170) -


Stálými prvky ozna ení betonových stavebních dílc jsou nap .: • ozna ení výrobního závodu • zna ka druhu prefabrikátu • hlavní skladebný rozm r • použitá norma. M nícími se prvky ozna ení jsou: • zna ka výrobní skupiny • datum výroby • jiné p edepsané nebo s odb ratelem dohodnuté údaje • zna ka jakosti. Nevyhovují-li dílce požadavk m norem ( SN, EN, ISO, DIN nebo PN – podnikové normy), jsou bu prohlášeny za zmetky a vy azeny, nebo vykazují-li omezenou funk ní zp sobilost, m že jich být použito, avšak jen pro vymezené ú ely a se souhlasem zákazníka. Bez ozna ení lze expedovat pouze drobné nenosné dílce (nap . betonové dlažby, tvárnice), u nichž by zna ení vedlo k neúm rnému zv tšení pracnosti a náklad . Tyto výrobky bývají dodávány zabaleny na p epravních paletách, kde však ozna ení nesmí chyb t (štítky).

2.4

Požadavky na kvalitu výroby

V každé výrob vykazuje jakost výrobk ur ité rozptyly. Výrobní postupy a za ízení je nutno uzp sobit tak, aby byly dodrženy: • požadované pr m rné hodnoty všech sledovaných jakostních znak • kritické minimální i maximální hodnoty p íslušných znak jakosti, jejich p ípustné rozptyly ur ené pro požadovanou hladinu významnosti. Pro zajišt ní rovnom rné stálé kvality výroby je nutno provád t neustálou kontrolu, kterou je možné d lit na kontrolu vstupních surovin, meziopera ní kontrolu rozpracovaných výrobk a výstupní kontrolu hotových výrobk p ed jejich expedicí. Kritické hodnoty však nelze p edepisovat libovoln , nýbrž podle technologické úrovn výroby, která krom dokonalosti výrobní techniky a organizace výroby závisí také na rovnom rnosti jakosti vstupních materiál . Nejakostní výrobky však mohou být vyrobeny i z kvalitativn vyhovujících materiál , nedodržují-li pracovníci p edepsané výrobní postupy, nebo je-li výrobní za ízení pro správný výkon ur itých operací funk n nezp sobilé bu již svou koncepcí a konstrukcí, poruchou (špatné se ízení), nebo fyzickým opot ebením. Z toho plyne, že je nezbytné výrobní pracovníky pravideln školit, výsledky jejich práce kontrolovat a rovn ž tak soustavn kontrolovat funk ní zp sobilost výrobních za ízení. Za íná nabývat na d ležitosti používání norem

- 11 (170) -


ady ISO 9001:2001, evropských norem a právních p edpis v rámci Evropského spole enství.

2.4.1

vydávaných

Aplikace zákona . 22 / 1997 Sb. v platném zn ní v podmínkách stavebních výrobk

Dnem 1. zá í 1997 vstoupil v platnost zákon . 22/1997 Sb., O technických požadavcích na výrobky a o zm n a dopln ní n kterých zákon , který významným zp sobem m ní dosud platné postupy p i uvád ní stavebních výrobk na trh. Tento zákon byl dále novelizován. Výrobci, dovozci a distributo i (p ípadn zhotovitelé staveb) musí na požadavky zákona reagovat a p i uvedení výrobku na trh splnit n které d ležité podmínky. Rovn ž pro další organizace dosud zapojené do proces spojených s uvád ním výrobk na trh (Ú ad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví - dále jen ÚNMZ, státní zkušebny) vyplývá z nového zákona zm na jejich postavení, povinností i vlastních postup . Cílem nového zákona . 22/1997 Sb. bylo zejména: • vymezit zp sob stanovování technických požadavk na výrobky, které by mohly ohrozit zdraví nebo bezpe nost osob, majetek nebo p írodní prost edí (tzv. „oprávn ný zájem“) • vymezit práva a povinnosti osob uvád jících na trh výrobky • vymezit práva a povinnosti osob pov ených k innostem specifikovaným v zákon • stanovit nový charakter eských technických norem, zp sob jejich tvorby a vydávání • zrušit zákony a vyhlášky dosud upravující tuto oblast; zm nit a doplnit n které podmi ující zákony • umožnit stanovit na ízením pro jednotlivé skupiny výrobk (tzv. „stanovené výrobky“) up es ující podmínky jejich uvád ní na trh (v souladu s p íslušnými sm rnicemi EU). Zákon spolu s navazujícím na ízením vlády . 178/1997 Sb. v platném zn ní se ve vztahu ke Stavebnímu zákonu stává obdobným nástrojem pro posuzování shody stavebních výrobk a podmínek jejich uvedení na trh jako byl zákon . 30/1968 Sb., O státním zkušebnictví. Také jedna ást nového zákona (Hlava III) je nazvána „Státní zkušebnictví“ - jako soubor inností uskute ovaných Ú adem a pov enými osobami, zam ený zejména na posouzení shody s požadavky technických p edpis . rech:

Zákon m ní p ístup k uvád ní výrobk na trh zejména v t chto sm -

• stanovuje obecnou povinnost uvád t na trh pouze výrobky bezpe né, • zvyšuje odpov dnost výrobce (dovozce) za zajišt ní pot ebných d kaz o bezpe nosti výrobku a za p ípadné posouzení shody a vydání prohlášení o shod (u stanovených výrobk )

- 12 (170) -


• m ní postavení autorizovaných osob zú astn ných na posuzování shody (obchodní vztah) • d sledn ji a odd len od procesu posuzování shody stanovuje dozor nad dodržováním požadavk zákona a výrazn zvyšuje sankce za jejich nedodržení. Z hlediska aplikace zákona (zejména v oblasti stavebních výrobk ) jsou velmi d ležité i základní pojmy upravené zákonem jako nap .: • výrobek (pojem „stavební výrobek“ je up esn n na ízením vlády) • uvedení výrobku na trh - okamžik, kdy výrobek poprvé (t.j. po nabytí ú innosti zákona a p íslušného na ízení vlády) p echází úplatn nebo bezúplatn z fáze výroby nebo dovozu do fáze distribuce jako zboží ur ené k prodeji nebo k uvedení do provozu (t.j. též ve vztahu ke stavební innosti) • dovozce - osoba, která výrobek z jiného státu na trh uvede, nebo uvedení zprost edkuje • distributor - osoba, která výrobky prodává, jejich prodej zprost edkovává nebo jiným zp sobem je poskytuje uživatel m (vazba na § 47 Stavebního zákona, který požaduje, aby zhotovitel stavby m l doklady o ov ení vlastností stanovených výrobk ) • technické požadavky na výrobek - široce vymezený souhrn vlastností výrobku a postup pro posuzování shody • technický p edpis - právní p edpis (vyhlášený ve Sbírce zákon hující technické požadavky na výrobky

R) obsa-

• harmonizovaná norma - norma ur ená ke spln ní (konkretizaci) technických požadavk vyplývajících z technického p edpisu (uve ej ují se ve V stníku ÚNMZ). Zákon dále obsahuje ustanovení o akreditaci a autorizaci osob podílejících se na n kterých innostech vyplývajících ze zákona. Povinnosti týkající se výrobc , dovozc a distributor jsou uvedeny v samostatném odstavci. Pro posuzování shody výrobk stanovuje zákon jen rámcová pravidla a zmoc uje vládu k vydání na ízení, kterým pro p íslušnou skupinu výrobk stanoví : • stanovené výrobky, u kterých musí být posouzena shoda jejich vlastností s technickými p edpisy • technické požadavky na tyto výrobky • p ípadnou povinnost ozna ování výrobk

2.4.2

eskou zna kou shody.

Na ízení vlády . 178/1997 Sb. v platném zn ní

V na ízení vlády . 178/1997 v platném zn ní, kterými se stanoví technické požadavky na stavební výrobky, bylo v maximální možné mí e p ihlíženo k požadavk m jednotlivých lánk sm rnice 89/106/EU. Zapracovány byly zejména: • základní technické požadavky na výrobky

- 13 (170) -


• princip konkretizace technických požadavk stavebním technickým osv d ením

harmonizovanou

SN nebo

• obecný postup p i tvorb stavebního technického osv d ení •

ty i základní postupy posuzování shody. Na ízení vlády tak stanovuje:

• pojem stavebního výrobku - jako všech výrobk ur ených pro trvalé budování staveb • stanovené výrobky • technické požadavky na výrobky a vazbu na harmonizované SN • postup vydání stavebního technického osv d ení pro p ípad, kdy vlastnosti výrobku nejsou v souladu s harmonizovanou SN (nebo tato SN nekonkretizuje všechny základní požadavky) • náležitosti technické dokumentace výrobku • popis ty postup posouzení shody (ve vazb na skupiny stanovených výrobk ) • náležitosti prohlášení o shod .

2.4.3

Postupy posuzování shody Spole nými prvky všech postup posuzování shody je:

• po ízení technické dokumentace výrobku v etn p íslušné technické specifikace, pop ípad stavebního technického osv d ení • zajišt ní systému jakosti výroby, který zabezpe uje, aby všechny výrobky odpovídaly technické dokumentaci (s možnou technickou spolehlivostí v daném oboru); p ípadn zabezpe ení systému kontroly dovážených výrobk . Rozdílnost postup pak spo ívá zejména v mí e zapojení t etí strany tj. autorizované osoby.

2.5

len ní systém výrobních proces na subsystémy

Výrobní proces je komplexní dynamický systém. Jeho technické prvky jsou uspo ádány do vhodné struktury, kterou lze lenit horizontáln , vertikáln a dále z hlediska technologické specializace. Struktura a funkce výrobn -technických systém závisí na výrobním zp sobu, na technických prost edcích a na charakteru prvku ízení – jak vyplývá z obr. . 1.

- 14 (170) -


Obr. . 1 Strukturní model výrobního systému Xo – vstupní a Xv – výstupní veli iny; Eo – vstupní a Ev – výstupní energie; W – ídící veli iny; I – informace; Z - poruchové veli iny; U - zp tné p sobení; VP – výrobní prost edí; PS – pracovní síla.

2.5.1

Horizontální len ní výrobních proces

Horizontáln lze výrobní procesy lenit na výrobní úseky hlavní a soub žné výroby a na pomocné innosti.

Obr. . 2 Schéma horizontálního len ní výrobního procesu HV-1 až HV-i – hlavní výroby; SV-1 až SV-j – soub žné výroby; P pomocné innosti V obr. . 2 je nazna eno, že výrobní úseky mohou být: • prvky hlavní výroby HV - zabezpe ují produkci p edm tu výroby sledovaného výrobního procesu • prvky soub žné výroby SV – produkují sou ásti p edm tu výroby hlavních výrob • prvky pomocné innosti P - pe ují o stálou a nezávadnou funkci HV a SV.

- 15 (170) -


V našem p ípad jsou prvky hlavní výroby linky na výrobu dílc nebo úseky pro výrobu dílc na míst . Prvky soub žné výroby jsou nap . výroba betonové sm si, výroba výztuží apod. a pomocnými innostmi jsou nap . údržba, výroba tepelné energie, kontrola atd. Jednou z možností horizontálního len ní systému VÝROBA DÍLC je jeho len ní na následující podsystémy : • vlastní výroba dílc • doprava a manipulace • skladování • kontrola výroby • obslužné díl í procesy, opravy a údržba • p ípravné procesy zabezpe ující zahájení a pr b h výroby. Toto len ní, ozna ované také jako d lení systému výroby na podsystémy podle technologické specializace díl ích proces výroby, je však p íliš hrubé a neumož uje dostate n spolehliv sledovat a ovliv ovat vzájemné vazby a vlastnosti jednotlivých prvk (podsystém ). Tyto podsystémy budeme v dalším považovat za systémy, které budou horizontáln dále len ny na prvky - podsystémy. Systémy ve t ech svislých sloupcích i jejich základní prvky (podsystémy, operace) lze pak definovat podle jejich charakteru.

2.5.2

Vertikální len ní výrobních proces

Vertikální len ní celkového procesu výroby ukazuje obr. 3. Z n ho vyplývá, že výroba sestává z výrobních úsek VÚ–1 až VÚ-n, které jsou technologickými systémy. Každý z výrobních úsek sestává z více hlavních operací, které jsou nižšího ádu (subsystémy) nebo prvk hlavní i soub žné výroby.

- 16 (170) -


Obr. . 3 Vertikální len ní výrobního procesu Podobn jako výrobní úseky pokra uje vertikální len ní technologických subsystém tak, že hlavní výrobní operace se d lí na vedlejší výrobní operace a ty pak na pracovní úkony, p íp. až na pracovní pohyby. Z vertikálního len ní vyplývá, že výroba sestává z výrobních úsek VÚ-1 až VÚ-a, které jsou technologickými systémy 1. ádu. Každý z VÚ pak sestává z více hlavních operací (subsystém ).

2.6

len ní výrobních proces gické specializace

z hlediska technolo-

Výrobní operace lze za adit do skupin podle jejich technologické specializace, nap .: • vlastní výroba - zahrnuje zp soby zpracování materiál na p edm ty výroby (PV) • doprava – zabezpe uje zm ny polohy materiál , výrobních prost edk a p edm t výroby v pr b hu výrobního procesu • skladování – uskladn ní výrobních materiál a p edm t výroby na stanovených místech • kontrola jakosti – sleduje vlastnosti materiál a hlavn p edm t výroby v pr b hu jejich výroby. Kontrolní innost m žeme rozd lit z hlediska asového sledu na: - vstupní kontrolu jakosti (dodávaných materiál a polotovar ) - meziopera ní kontrolu rozpracovaných dílc

- 17 (170) -


- výstupní kontrolu hotových výrobk – viz. obr. . 4 • údržba – zabezpe uje provozuschopnost, funk nost, p esnost a bezpe nost výrobních prost edk .

Obr. . 4 Strukturní model kontroly jakosti KVo – kontrola vstupní; O1 až On – operace 1 až n; KM1 až KMn – kontroly meziopera ní, KVv – kontrola výstupní. Podle množství vyráb ných prvk shodného provedení lze výroby d lit na: • výroba kusová - probíhá nej ast ji na zakázku ur itého objednatele a týká se zpravidla malého po tu asto atypických dílc . Každá zakázka vyžaduje p ípravu výroby, kterou nelze ú inn ji mechanizovat. Proto bývá výroba pracná a nákladná a ceny dílc jsou vyšší. • výroba sériová - probíhá tak, že výrobky téhož technologického charakteru jsou po ur itých po tech - sériích - postupn nebo st ídav vyráb ny stejným zp sobem a na stejném nebo áste n upraveném za ízení. Série je poet výrobk stejného technologického charakteru, nebo dokonce téhož druhu které jsou zadávány do výroby sou asn . Po vyrobení jedné série dílc se za ízení upraví a následuje výroba další série (sériová výroba pravidelná rytmická, nebo nepravidelná - nerytmická). Sériová výroba probíhá bu na jednotlivé objednávky nebo na dlouhodobé kontrakty. Protože jde obvykle o dílce typizované, lze je vyráb t i na sklad a expedovat pozd ji. • výroba hromadná - p ichází v úvahu u dílc , jejichž charakter se dlouhodob nem ní a probíhá u typizovaných nebo normalizovaných výrobk asto bez znalosti ur ení konkrétního odb ratele na sklad nebo podle dlouhodobých kontrakt s odb ratelem.

2.7

lánky výroby

Výroba probíhající ve výrobnách dílc se sestává z celé ady výrobních i nevýrobních inností - z tzv. lánk výroby - mezi nimiž existují etné vazby a které se vzájemn ovliv ují. Tyto lánky považujeme za prvky systému VÝROBY jako celku - tedy za jeho podsystémy. Máme-li proto zabezpe it optimální funkci systému VÝROBA DÍLC , budeme se muset p edevším seznámit s jeho jednotlivými prvky - podsystémy. Prvky systému HLAVNÍ VÝROBA jsou ty, které ovliv ují rozhodujícím zp sobem technické vlastnosti a užitnou hodnotu dílc . Vzájemné vazby mezi základními operacemi hlavní výroby jsou tak t sné, že zm na kterékoliv - 18 (170) -


operace vyžaduje provedení zm n i u ostatních. Tyto zm ny pak vyvolávají pot eby úprav i u ady dalších operací soub žné výroby a n kdy i pomocných inností.

2.7.1

Soub žné výroby

Za soub žné výroby považujeme ty operace, které probíhají vedle hlavní výroby a jejichž produkty vstupují materiálov i hodnotov do hlavní výroby. Jsou to nap . výroba betonové sm si (BS), výztuží a pod. Vyzna ují se také tím, že mohou probíhat mimo místa hlavní výroby (výroba BS v cizích betonárnách, výztuží u specializovaných firem).

2.7.2

Pomocné úseky a operace

P ímo neovliv ují kvalitativní vlastnosti výrobk (dopravní operace, manipulace a jiné pomocné innosti). Jejich d ležitým znakem je, že vstupují do p edm tu hlavní, pop . soub žné výroby jen hodnotov , nikoli materiálov ; proto neovliv ují jakost dílc . Z velkého po tu prvk systému VÝROBA DÍLC je z ejmé, že je lze prostorov a asov uspo ádat ve velkém po tu kombinací. Úkolem technologa je vytvá et z uvedených prvk (podsystém ) takové systémy výroby dílc , které budou nejvhodn jší. Pokud jde o samostatné seskupování výrobních operací z hlediska kvality dílc je ú elné kombinovat výrobní operace na p ibližn stejn technologické úrovni. Nebylo by vhodné a hospodárné instalovat výkonné a nákladné zhut ovací za ízení bez inovace zastaralé mísírny BS, která nezabezpe uje dostate n rovnom rné a p esné dávkování složek BS, p ípadn nesta í kapacitn . Je-li pak technologická úrove n které z výrobních operací vzhledem k ostatním neúm rn nízká, je t eba výrobní postup a za ízení inovovat v dostate ném výkonu a zabránit tak výrob dílc nižší kvality a tím ekonomickým ztrátám.

2.8

Technologické systémy hlavní výroby dílc

Systémy hlavní výroby dílc vznikají seskupováním podsystém tvo ených díl ími výrobními operacemi. Podle toho, zda se poloha (místo) provád ní jednotlivých díl ích operací v pr b hu výroby m ní i nikoli, rozlišujeme dva základní systémy hlavní výroby dílc • výrobu na míst • výrobu na lince.

2.8.1

Systém výroby dílc na míst

Podstata technologicky specializované výroby na míst (obr. 5) spo ívá v tom, že jednotliv rozmíst né p edm ty výroby (PV) jsou zhotovovány shodnými pracovními silami (PS) vybavenými stejnými výrobními prost edky (VP) a principiáln stejnými zp soby výroby viz. obr. 5.

- 19 (170) -


Obr. . 5 Strukturní model technologicky specializované výroby na míst . Vytvá ení r zných PV ( PV1 až PVm ) týmiž PS se stejnými VP. Zm ny míst t í základních prvk výrobního procesu (pracovní síla PS, výrobní prost edek VP a p edm t výroby PV) jsou vyzna eny na obr. . 5. PS vykoná výrobní operace a p echází od pevného výrobního místa VM1 postupn až na VMn, p i emž sou asn p emis uje p enosné VP, pot ebné k provád ní pracovních úkon . Dílce vytvá ené na pevných VM1 až VMn nemusí být téhož druhu. Výhodami popsaných variant systému výroby na míst jsou • kapacitní variabilnost • zpravidla jednodušší výrobní za ízení a menší náklady na jeho po ízení • obvykle menší spot eba energie.

2.8.2

Systém výroby na lince

Odlišuje se od vytvá ení dílc na míst tím, že veškeré výrobní operace jsou rozloženy na n pracoviš ( n ≥ 2 ), která jsou se azena do výrobní linky. Každé z pracoviš linky má jinou, v pr b hu opakované výroby však stejnou funkci, k jejímuž výkonu pot ebuje speciální za ízení a vybavení. P edm t výroby, který prochází pracovišti linky (obr. 6 ), je postupn upravován do zvyšujícího se stupn dohotovenosti. ím v tší je po et pracoviš linky, tím kratší je tzv. výrobní takt linky a tím vyšší je její výrobní kapacita. P itom sou asn roste i specializace jednotlivých pracoviš , opakovatelnost a tím i automatizovatelnost výrobních úkon .

- 20 (170) -


Obr. . 6 Výroba na lince, kde PV1 až PVn postupují z pracovišt linky 1 na n se specializovanými PS a VP [ 2 ]. Bezpásová p eprava PV je výroba s voln jšími mezipracovištními vazbami a bývá variabiln jší. Pásová výroba se vyzna uje tím, že p esun rozpracovaných výrobk z pracovišt na pracovišt se d je bu : • v jednotném rytmu posunem pásu - výroba p etržitá • nep etržit ur itou rychlostí pásu - výroba nep etržitá. Tím vzniká mezi pracovišti linky naprosto tuhá vazba omezující flexibilitu pásových linek.

- 21 (170) -


3

Subsystémy výroby betonových stavebních dílc

3.1

Vykládání, doprava a usklad ování vstupních materiál

Ú elem skladování je vyrovnávat nerovnom rnosti mezi dodávkami a odb rem vstupních surovin k dalšímu zpracování. ím v tší jsou nerovnom rnosti, tím v tší musí být zásoby a tím i vynakládané „umrtvené“ finan ní prost edky. Proto se snažíme zásoby a rozsah sklad minimalizovat. P esto však existuje množství zásob, které je nutné vytvá et nap . z d vod nerovnom rnosti dodávek, nap .: Text kapitoly text kapitoly text kapitoly text kapitoly text kapitoly text kapitoly • plniv • pojiv • p ísad a p ím sí • betoná ské oceli • dokon ovacích materiál . Samostatným uzlem subsystému VYKLÁDÁNÍ, DOPRAVA A USKLAD OVÁNÍ je dovoz materiál , který zpracovává údaje o dovozu všech vstupních materiál . S p ihlédnutím ke stavu zásob, které eviduje, a k množstvím dílc zadávaných do výroby, ur uje požadavky na p ísun dalších materiál . Zásobování p itom musí prob hnout tak, aby maximální množství ve skladu nep ekra ovalo ekonomickou normu zásob a aby výroba nez stala bez vstup . Tomuto požadavku je t eba p izp sobit dopravní prost edky, organizaci sklad a tok materiál od vykládky p es sklady k jejich dalšímu zpracování. D ležitou roli pak hraje využívání zásad logistiky. P i navrhování zp sobu skladování je t eba brát v úvahu : • normu zásob • rovnom rnost dodávek • druh dopravních prost edk • dobu vykládky • po et míst vykládky • mechanizaci, automatizaci vykládky. Podle t chto faktor lze ur it kapacitu vykládky a p íslušných vykládacích a dopravních za ízení. Materiály je t eba ve skladech uspo ádat podle druh , jakosti a n kdy i data dodání tak, aby byly p ístupné, dokonale ozna ené a aby p i skladování nedocházelo k jejich znehodnocení. Proto musí být n které sklady kryté, uzav ené, s p edepsanou min. i max. teplotou, p íp. relativní vlhkostí.

- 22 (170) -


Skladování materiál a manipulace s nimi jsou operace neproduktivní, jejichž rozsah a pracnost je t eba maximáln omezovat.

3.1.1

Vykládání a usklad ování plniv

Plniva pat í mezi zrnité materiály, jejichž objem a sypná hmotnost se m ní v závislosti na stupni set esení (nakyp ení), u jemnozrných kameniv i na jejich vlhkosti. U hutných kameniv dochází pouze vyjíme n k dalšímu p et iování nebo sušení. Lehká pórovitá a nasákavá kameniva bývají p ed použitím má ena kropením, výjime n ukládána do nádrží s vodou, aby p i výrob sm sí neodnímala zám sovou vodu a tím neovliv ovala zpracovatelnost sm si. To se týká zejména pomaleji nasákavých kameniv. Rychle nasákavá lehká kameniva, jako nap . liapor, p ijímají p evážnou ást vody - 60 až 70% za 20 až 30 s. P i vykládání, doprav a usklad ování kameniv nesmí docházet: • ke zne iš ování (hlínou, zbytky jiných materiál ) • k rozm šování rozt íd ných frakcí • ke sm šování stejných frakcí kameniv r zných vlastností a lokalit, pokud se tak ned je zám rn • ke zv tšování obsahu vody na hodnotu v tší než je dávka vody v betonové sm si, p íp. ke zmrznutí. Podle toho je nutno uzp sobit sklady kameniva takto : • pro r zné frakce i druhy kameniv vytvo it odd lené skládky, na nichž nem že docházet k jejich zne iš ování a sm šování • p i skladování do výšky v tší než 2,0 až 2,5 m (podle max. zrna a charakteru kameniva) nesypat kamenivo z výšky, nebo hrozí nebezpe í rozm šování viz obr. 7 ). Nebezpe í rozm šování je tím v tší, ím v tší je max. zrno kameniva, jeho m rná hmotnost a rychlost pásových dopravník . Pro zamezení rozm šování je nutné použít skluz vyzna ených schematicky na obr. 8. Obr. . 7 Rozm šování kameniva sypaného z výšky h > 2,5 m.

- 23 (170) -


Obr. .8 Nesprávné sypání kameniva z výšky h > 2,5 m obr. C, D, zlepšení pomocí výsypných skluz : A - kaskádovitý B - teleskopický skluz. Po et skladovaných frakcí bývá 2 až 6. Jedná se nej ast ji o frakce 0 - 4 mm, 4 - 8 mm, 8 - 16 mm, resp. 11 – 22 mm, 16 - 22 mm, 16 – 32 mm a 22 32 mm. Pro speciální typy výrob (nap . drobné betonové zboží) i frakce užší nap . 0 – 2mm, 2 – 4mm, 8 - 11 mm. Pro vylepšení k ivek zrnitosti zejména v oblasti jemných podíl se používají kamenné mou ky nebo odprašky. Jemné frakce, písek a nasákavá kameniva mají být skladována tak, aby jejich vlhkost byla v p ijatelných mezích a pokud možno rovnom rná. Vykládací a dopravní za ízení by p i p ekládání nem la zp sobovat ani rozm šování, ani sm šování kameniv. Nebezpe í rozm šování se zmenšuje p i používání úzkých frakcí kameniva. P i ur ování velikosti normy zásob plniv se p ihlíží ke zp sobu t žby kameniv, dopravy do výroben a k dalším okolnostem. Nap . v zimním období bývá t žba p írodních kameniv z vody omezována nebo zastavena. 3.1.1.1 Ur ování výkonu vykládky plniv (kameniv) Kameniva bývají do závod dovážena vagóny nebo nákladními automobily. P i vykládání do p ejímacích zásobník a k další plynulé doprav musí být: • objem p ejímacího zásobníku roven alespo objemu dováženého kameniva v nakyp eném stavu na dopravním prost edku • výkon za ízení pro dopravu kameniva z p ejímacího zásobníku k uskladn ní musí být v tší než výkon vykládky. Výkon vykládky kameniva bývá odvozován od objemu výroby dílc . Je-li ro ní objem výroby dílc Qd,r a pr m rný stupe nakyp enosti kameniva νk = 1,30, iní ro ní pot eba kameniva Qk,r p ibližn Qk,r = Qd,r . νk = 1,30 Qd,r ............ [ m3 . rok -1 ]

(1)

P i po tu dr provozních dn v roce bude denní pot eba kameniva

- 24 (170) -


Qk , d =

Qk , r ...............……………... [ m3 . den -1 ] dr

(2)

Zastaví-li se v zimních m sících na ur itou dobu doprava kameniva je nutno provést p edzásobení odpovídající délce výpadku dodávky. P ímá vykládka z nákladních automobil a vagón p ejímacích zásobník uzp sobených podle konfigurace terénu je na obr. . 9, 10 a 11.

Obr. . 9 Vykládání kameniva do p ejímací jímky -1 kryté ocelovou m íží,vibra ními podava i -2 p ichází kamenivo p es násypku –3 na dopravní pás -4

Obr. . 10 P ejímací jímky pro A jednostranné a B dvoustranné vyprazd ování výsypných vagón 1 - výpustný otvor s uzáv rem 2 – odb rný tunel 3 - pásový dopravník.

- 25 (170) -


Obr. . 11 Vykládání kameniva z výsypných vagón 1 - výsypný vagón; 2 - p ejímací jímka; 3 - dopravní pásy; 4 - podélný pásový dopravník nad hlavní skládkou 5 - rozd lenou podle frakcí; 6 - odb rný tunel 3.1.1.2 Usklad ování plniv (kameniv) Zp sob usklad ování kameniv, velikost a uspo ádání skládek závisí krom celkového objemu výroby dílc i na po tu druh a frakcí používaných kameniv, na konfiguraci terénu a na možnosti dispozi ního ešení skládek vzhledem k poloze závodu. S ešením skládek pak úzce souvisí i zp sob odb ru a dopravy kameniv k mísírn BS. N které možnosti a uspo ádání skládek jsou vyzna eny v tabulkách 1 a 2. Tabulka 1 Zp soby uspo ádání skládek kameniv (plniv) Poloha oproti terénu Nad úrovní terénu

Uspo ádání skládky kame- Charakteristika skládky niva V silech kruhových, hrana- Pro malé zásoby, zajiš uje tých, podle druh a frakcí. ochranu p ed pov trnostními vlivy. Kuželovitá skládka podle Pro malé a st ední zásoby. druh a frakcí. Uspo ádání v p ímce nebo do kruhu. St echovitá skládky s d le- Pro st ední a velké zásoby. ním mezist nami podle druh a frakcí. V úrovni terénu Hv zdicovitá skládka Pro malé a st ední zásoby. s d lením mezi st nami, podle druh a frakcí. Svahová skládka s mezist - Pro menší až st ední zásoby s nami pro skladování více využitím konfigurace terénu. druh a frakcí. Sila v úrovni terénu, s me- Pro malé a st ední zásoby, zist nami pro skladování n kdy s využitím tvaru terévíce druh a frakcí. P i nu. st ední podélné d lící st n mohou být oddíly z obou stran. Pod úrovní teré- P íkopová (bunkrová) Malé a st ední zásoby; možnu skládka s možností d lení nost využití tvaru terénu. mezist nami podle druh a Nevýhoda - obtížné odvodfrakcí. n ní.

- 26 (170) -


Polozapušt ná

P íkopová (bunkrová) Malé a st ední zásoby. skládka s kuželovitým nebo Nevýhoda - špatné odvodn st echovitým navýšením; ní skládky. Možnost d lení mezist nami podle druh a frakcí.

Tabulka 2 Zp soby uspo ádání skládek kameniv (plniv) Poloha oproti terénu Nad úrovní terénu

V úrovni terénu

Pod úrovní terénu Polozapušt ná

Zp sob dopravy na skládku

Zp sob odb ru ze skládky

Pásy, elevátory.

Vypušt ní p ímo do vah vibra ními podava i nebo na pásy. Pásy, drapákem, oto ným Pásy v úrovni s p ihrnovánásypným za ízením. ním, podúrov ovými pásy, kolovými naklada i. Pásy, pojízdným dvojitým Pásy v úrovni zaklada em. s p ihrnováním, podúrov ovými pásy, naklada i. Pásy, automobily se skláVle ným kore kem, mechap kou. nickou lopatou. Výsypnými žlaby z vagon Vypoušt ní skluzy a podai automobil , mechanickou va i na pásy a jiné kombilopatou, vyklada i, drapánace. kem. Z vagon i z automobil ze Naklada i, pásy zvýšené úrovn , vle ným s p ihrnováním, mechanickore kem. kou lopatou nebo vle ným kore kem. Výsypnými žlaby z vagon Podzemními pásy s podavai automobil , mechanickou i, p íp. v kombinaci lopatou, pásy, vle ným ko- s elevátory i vle ným kore kem. re kem. Pásy, nebo drapákem. Podzemními pásy s podavai, p íp. v kombinaci s elevátory i vle ným kore kem.

P i záporných teplotách mohou povrchové vrstvy kameniva, zejména pak písku, zcela promrznout nebo v nich mohou vzniknout zmrazky. Rozmrazování proh ívacími elektrickými jehlami nebo vhán ním páry není vhodné vzhledem ke vzniku velkých tepelných ztrát a kondenzaci páry. Energeticky nevhodné je též proh ívání skládek otopnou podlahou. Energeticky úsporn jší je rozmrazovat a temperovat kamenivo v zásobnících mísírny BS.

- 27 (170) -


3.1.1.3 Odb r kameniva ze skládek Za aktivní zásobu považujeme podíl z celkové zásoby kameniva, který lze p i odb ru ze skládky ur itým prost edkem odebrat. Podle zp sobu odb ru a za ízení proto m že být aktivní zásoba i p i stejném typu skládky zna n rozdílná. Protože zbývající (pasivní) podíl skládky se stává bezpe nostní zásobou, kterou lze odebrat pouze jiným zp sobem, je snahou, aby podíl aktivní zásoby byl co nejv tší. Nej ast ji se používá p i povrchovém odb ru kameniva kolových naklada , jimiž se kamenivo dopraví k pás m nebo k elevátor m vedoucím k zásobník m mísírny a odtud k dávkovacímu ízení. P i spodním odb ru (obr. . 12) vypadává kamenivo výsypnými otvory samovoln do podava , z nich na podzemní dopravní pás a odtud k dávkovacímu za ízení betonárny. Výhodami povrchového odb ru kameniva jsou : • jednoduchost a menší investi ní náro nost • menší spot eba energie • možnost kombinace s p ímými dodávkami kameniv k mísírn • v tší provozní spolehlivost v obdobích mraz • velký podíl aktivních zásob, p esahující obvykle 80 až 85 % celkových zásob.

Nevýhodami povrchového odb ru bývají : • nemožnost automatizace • v tší pracnost.

Spodní odb r má tyto nevýhody : • zna ná investi ní náro nost • v tší nároky na opravy a údržbu • malý podíl aktivních zásob (obr. . 12).

Obr. . 12 Aktivní zásoby kameniva p i spodním odb ru

- 28 (170) -


A. U st echovité skládky s jedno adovým spodním odb rem p i vzdálenosti výpustných otvor l1 ( ϕ - sypný úhel kameniva, ϕ‘ úhel sklonu kluzné plochy ); B. U st echovité skládky s dvou adovým odb rem ve vzdálenostech l2 < l1 1 - aktivní zásoba; 2 - pasivní zásoba; 3 - jedno adový a 4 dvou adový spodní odb r. Pro typy skládek dosahují podíly aktivních zásob p i spodním odb ru a r zných tvarech skládek t chto hodnot : • p i kuželovité skládce se spodním odb rem jen uprost ed ............... 15 až 25 % • p i více kuželovitých skládkách s adovým spodním odb rem ......... 25 až 35 % • u dlouhé st echovité skládky s jedno adovým spodním odb rem ..... 35 až 45 % • u dlouhé st echovité skládky s dvou adovým spodním odb rem ...... 45 až 60 %.

3.1.1.4

Manipulace s plnivy

Vykládání, doprava, usklad ování kameniv a jejich odb r do mísírny BS dávají možnost r zných kombinací v závislosti na objemu výroby, konfiguraci terénu, atd. Umíst ní skládek, jejich tvar, zp sob odb ru je vždy nutno ešit zejména v návaznosti na mísírnu BS. N které z etných možných zp sob manipulace s kamenivy ukazují obr. . 13 až 16.

Obr. . 13 Vykládka, p ejímání a p ímá doprava kameniva do jednostup ové vertikální betonárny. A - Dopravní pásem; B - Elevátorem.

- 29 (170) -


Obr. . 14 Hv zdicovitá úrov ová skládka pro dovoz skláp cími nákladními automobily. 1 - vle ný kore ek na oto ném rameni 2; 3 - svislé odd lovací st ny; 4 - výpustné otvory k dávkovacímu za ízení mísírny BS.

Obr. . 15 Vykládka a odb r kameniva z hv zdicovité skládky 1 - vykládka z výsypných vagón do p ejímacího zásobníku 2, podava em 3 na dopravní pásy 4 a 5; 6 – p í ný dopravník; 7 - oto ná op rná konstrukce; 8 - mechanická lopata ; 9 - výsypky; 10 - podava e .

- 30 (170) -


Obr. . 16 Odb r kameniva kore kem s boxy v ad za sebou. A - se spodním odb rem na dopravní pás ; B - s odb rem skipem k mícha ce. 1 - skladovací oddíly; 2 - odd lovací st ny; 3 - pojízdný výložník; 4 - dráha pojezdu; 5 - vle ný kore ek; 6 - skluzy; 7 - výpusti; 8 - dopravní pás; 9 - váha; 10 - skipový výtahový koš.

3.1.2

Vykládání a usklad ování práškových látek

K práškovým látkám pat í nap . cementy, popílky, kamenné mou ky apod. Dále jsou popsané manipulace s cementem. N které z uvedených zp sob lze použít i u jiných práškovitých látek. Pro dimenzování sklad a p epravních za ízení je d ležitá objemová hmotnost, která se v závislosti na stupni set esení i nakyp ení oproti m rné hmotnosti zna n m ní. Tak nap . u cement s m rnou hmotností ρ = 3 050 kg.m-3 až 3 150 kg.m-3 se sypné objemové hmotnosti pohybují v mezích : • p i doprav v pytlích .............................................................................. 1200 až 1400 kg . m-3 . • v cisternových vagónech a automobilech po set esení ...........................1530 až 1870 kg . m-3 . • p i pneumatické doprav po nakyp ení ................................................... 980 až 1290 kg . m-3 .

Jakost cementu má pro výrobu betonových dílc rozhodující význam. Proto je p i skladování nutné: • zabránit styku cementu s vodou, vodní párou nebo s vlhkým vzduchem • zabezpe it odd lené skladování r zných t íd, druh a p vodu voln ložených cement (VLC) • sledovat a kontrolovat namátkov nebo v p ípad pochybnosti jakost cementu.

- 31 (170) -


P i používání VLC je kontrola ztížena tím, že cement musí být ihned po dovezení vyložen a uskladn n do sil, v nichž m že být zbytek staršího cementu. Sm šování cement za t chto podmínek proto nelze zcela zabránit. Není však p ípustné sm šovat cementy rozdílných t íd od r zných dodavatel . Práškové látky bývají do výroben dodávány bu v pytlích, nebo voln ložené. Pytlovaný cement je dodáván na p ání odb ratel jen výjime n a dováží se automobily nebo vagóny na europaletách balených do fólií po 1 až 1,5 t . V pytlích bývají dodávány speciální cementy a jiné druhy práškových pojiv, p íp. látek užívaných v malých množstvích (nap . barviva). Voln ložený cement ( VLC ) se dováží: • speciálními cisternovými vagóny typu Raj pro p epravu voln ložených práškových látek, obvykle se 4 tlakovými nádobami o objemu 52 m3. Vykládací výkon je 100 t.h-1, provozní tlak max. 2,30 kPa. Dno nádrže je ve sklonu, stla ený vzduch se p ivádí do spodní e ící vložky a do horní ásti nádrže, aby se dosáhlo rychlé nab hnutí provozního tlaku. • automobilovými cisternami tvo enými tlakovou nádobou uloženou na podvozku nákladního automobilu nebo na náv su (hmotnost až 30 tun). V horní ásti nádoby je plnící hrdlo a odvzduš ovací filtr. Spodní ást je vyložena provzduš ovacími e ícími filtry. Zdroj vzduchu je bu vlastní kompresor na vozidle nebo je možné p ipojení na vn jší zdroj (viz obr. 17). • v pryžových vacích až do hmotnosti 5 t.

Obr. . 17 ez vozidlovou cisternou na dopravu voln uloženého cementu 1 – rám, 2 – tlaková nádoba, 3 – plnící poklop, 4 – rozvad vzduchu, 5 – výstupní hrdlo, 6 – e ící vložka, 7 – kompresor, 8 – náhon kompresoru. P ekládka z vagónu nebo autocisterny do zásobníku cementu (sila) m že být jedno nebo dvoustup ová. P i jednostup ové vykládce se VCL dopravuje tlakovým vzduchem p ímo do sila (obr. . 18), p i emž lze využít kompresorovny závodu.

- 32 (170) -


Obr. . 18 Jednostup ová vykládka VLC. 1 - vagón Raj; 2 - dopravní hadice; 3 - kompresor; 4 - dopravní potrubí, 5- silo . Dvoustup ová vykládka se sestává z podtlakového odb ru VLC (1 stupe ) a z další p etlakové dopravy (2 stupe ). P i vykládce a doprav musí být cement chrán n proti vn jším vliv m, zejména proti styku s vlhkostí a sila musí být opat eny odvzduš ovacími filtry. Další manipulace s práškovitými materiály m že probíhat následujícími zp soby: a) Šnekové dopravníky – pracují na principu otá ejícího se ocelového šneku, kolem n hož sypký materiál vytvá í matici. T ením o žlab se materiál brzdí a je nucen posunovat se podél šneku (viz obr. 19). Podle sm ru stoupání jsou šneky pravoto ivé a levoto ivé. Stoupání bývá 0,8 pr m ru závitu, vnit ní pr m r žlabu bývá o 10 až 20 mm v tší než pr m r šneku. Do délky 50 m se vyrábí dopravníky s jedním motorem, nad 50 m se dv ma motory. Šnekové dopravníky mají v tšinou délku do 10 m, šikmý sklon m že dosahovat 20 0.

- 33 (170) -


Obr. . 19 ez šnekovým dopravníkem b) Pneumatická doprava – spo ívá v tom, že provzdušn ný materiál se ve fluidním stavu tla í vzduchem nebo odsává potrubím. Spot eba energie je v tší než p i mechanické doprav , má ovšem mnoho výhod. Dispozi n a rozm rov zabírá málo místa, má malou setrva nost, jednoduše se automatizuje, nemá dynamické rázy. Rozlišují se tyto systémy : -

p etlakový

-

podtlakový

-

kombinovaný

-

pneumatickými žlaby.

V tšinou se na dopravu cementu užívá systém p etlakový a pneumatickými žlaby. P etlakový systém se podle výšky tlaku d lí na: -

nízkotlaký – p íkonem 1 kg vzduchu se p epraví až 3 kg cementu, p i tlaku vzduchu do 15 kPa

-

st edotlaký – 1 kg vzduchu p epraví až 12 kg cementu p i tlaku vzduchu do 50 kPa

-

vysokotlaký – 1 kg vzduchu p epraví až 150 kg cementu p i tlaku vzduchu nad 50 kPa.

Pneumatické žlaby – nemají žádné mechanicky pohyblivé ásti. Jsou tvoeny úpln uzav enými žlaby (obr. 20). D lící e ící st na mezi dv ma prostory je z porézní látky umož ující pronikání stla eného vzduchu ze vzduchové komory do dopravního prostoru. Práškový materiál ležící na e ící st n se tak áste n provzdušní a te e ve sm ru sklonu žlabu. Tlak je nízký (do 50 kPa), spot eba energie je menší než u mechanické nebo p etlakové dopravy.

- 34 (170) -


Obr. . 20 P í ný ez pneumatickým dopravním žlabem 1 – d lící e ící porézní st na, 2 – vzduchová komora, 3 – dopravní prostor Pro zajišt ní pneumatické dopravy slouží pneumatická erpadla nap . komorová. Do tlakové komory se hrdlem p ivádí cement. Hrdlo lze uzav ít pomocí zvonového uzáv ru ovládaného servomotorem podle úrovn hladiny cementu v komo e. P i napln ní komory cementem se otev e p ívod stla eného vzduchu, který strhává cement a tla í ho do výstupního potrubí. Impuls pro další pln ní komory je dán bu poklesem tlaku, úrovn cementu nebo p ímo od cementové váhy. V p ípad zajišt ní kontinuální dopravy je nutno použít dvoukomorové erpadlo, kdy se jedna komora plní a druhá vyprazd uje. Dopravovat lze až do vzdálenosti 200 m, p i tlaku 0,3 až 0,6 MPa p i výkonu 40 t.h-1 (obr. . 21).

Obr. . 21 Jednokomorové pneumatické erpadlo 1 - tlaková komora, 2 – p ívod cementu, 3 – zvonový uzáv r, 4 – uzáv r stla eného vzduchu, 5 – servomotor se sníma em hladiny cementu, 6 – porézní st ny, 7 – sm šovací komora, 8 – výstupní potrubí. 3.1.2.1 Usklad ování cementu ( práškových látek ) Zp sob usklad ování závisí na tom, jde-li o cement i práškové látky pytlované, nebo voln ložené. Usklad ování pytlovaného cementu a pojiv je nutné v krytých dob e v traných skladech s relativní vlhkostí prost edí ϕ < 60 %.

- 35 (170) -


Voln ložený cement bývá usklad ován v silech, vyráb ných v kapacitní ad pro 30, 60, 90, 120, 240 t cementu (sila plechová, sklolaminátová) nebo do 500 t - stabilní železobetonová sila. V malokapacitních výrobnách by m la být minimáln 2 sila a ve velkokapacitních výrobnách minimáln 4 sila. Jinak nelze zabezpe it odd lené skladování r zných dodávek a zejména pak r zných druh cementu. Na dn sil, upraveném do trychtý ovitého tvaru, bývají vytvo eny sb rné žlaby ve sklonu 10 až 150 , které jsou vyloženy pr lin itými deskami - viz obr. . 22.

Obr. . 22 Sila pro uskladn ní cementu 1 - nadstavba pro umíst ní plnícího za ízení a filtr ; 2 - sila se ŽB nosnou konstrukcí 3; 4 - vyprazd ovací otvory ve dn a 5 - bo ní; 6 - spádové sb rné ( eící) žlaby vyložené pr lin itými deskami. Nejrozší en jší doprava ze sil do vážícího za ízení je pomocí šnekových dopravník pohán ných elektromotory.

3.1.3

Vykládání a usklad ování betoná ských ocelí

Betoná ské oceli jsou dopravovány do výroben vagóny nebo nákladními automobily v následujícím sortimentu: • ocel prutová (ty ová) - b žn v délkách do 14 m, ve svazcích po 10 t a 5 t • ocel ve svitcích (kotou ích) - po 0,5 t, do φ 14 mm • patentovaný drát a p edpínací lana ve svitcích do φ 15,5 mm • bodov sva ované sít z drátu taženého za studena

- svinuté v rolích o ší ce až 2,4 m - 36 (170) -


- jako rohože v plošných balících ší ky do 2,4 m, délky do 3,6 m. P i manipulaci s betoná skou ocelí nesmí docházet: • ke zne iš ování ocelí (mazadly, barvami, blátem atp.) • k nadm rné korozi (pro sva ování jsou rezavé pruty nep ípustné) • ke zdeformování • k promíchání r zných t íd oceli, resp. profil a typ oceli.

Proto je t eba vstupní kontrolu jakosti betoná ských ocelí dle SN rozší it o kontrolu, zda nedochází k n které z uvedených závad. Prutová ocel bývá skladována podle druh a profil v boxech rovnob žn s osou komunikace. Mén obvyklé je skladování v tzv. strome kových stojanech (obr. .23), vhodných spíše pro skladování ocelových ty í menších délek v meziskladech.

Obr. . 23 Strome kové stojany pro skladování ty ové oceli

Obr. . 24 Jednoduchá skládka ty ové oceli s mostovým je ábem

- 37 (170) -


Svitkovou ocel (patentovaný drát a ocelová lana) lze skladovat na plocho nad sebou, nebo na stojato vedle sebe nebo na strome kových stojanech obr. . 25.

Obr. . 25 Skladování svitkových ocelí. Bodov sva ované sít v rolích se ukládají mezi dv op rné konstrukce. Rohože se skladují obvykle na plocho v balících. Drobné sou ásti výztuží a r zné vložky bývají dopravovány a skladovány v bednách nebo kontejnerech. Prutová ocel p ichází ze skladovacích box ke st íhání, po n mž následuje ohýbání, p íp. spojování ve výztužné celky. Zp sob jejího odb ru z box je ábem, ukládání na vále kový st l (dráhu) a odtud ke stabilní st íha ce je vyzna en na obr. . 26.

Obr. . 26 Skládka prutové oceli se st íha kou A. pevnou, B. p esuvnou. 1 - p íjezdné komunikace; 2 - skladovací boxy s obsluhovacími uli kami; 3 - vále ková dráha; 4 - pevná, pop . p í n p esuvná st íha ka s odm ovacím stolem 5 se stavitelnou zarážkou 6; 7 kolejová dráha pro pojezd st íha ky 4.

- 38 (170) -


3.1.4

Vykládání a usklad ování betoná ských p ísad

Naprostá v tšina p ísad je dodávána v roztoku v sudech i v p epravních kontejnerech. Zásady pro skladování betoná ských p ísad je možné shrnout do následujících bod : • p ísady je nutno chránit p ed zmrznutím a p ed vysokými kladnými teplotami • n které p ísady mají sklon k sedimentaci proto zásobníky musí mít možnost periodického e ení • p ísady mají omezenou dobu skladování, kterou je nutné sledovat • nesmí se smíchávat jednotlivé druhy a typy p ísad.

Práškové p ísady jsou používány pouze ojedin le, výjimkou jsou barviva. Dodávají se v pytlích nebo ast ji v pryžových vacích (hmotnost 200 až 500 kg). Práškové barvy se dávkují vážením v sypké form p ímo do mícha ky nebo ast ji jsou nejprve rozplaveny s vodou v rozplavovací nádob , ve které musí být zajišt no neustálé e ení, aby nedocházelo k sedimentaci. Barva je pak dávkována v roztoku p es váhu nebo pr tokovým dávkova em do mícha ky.

- 39 (170) -


4

Výroba betonu

Beton je vyráb n v betonárnách. Krom betonáren p ímo v závodech se využívá také centrálních betonáren mimo vlastní závod.

4.1

Druhy betonáren Hlavními sou ástmi betonáren jsou:

• zásobníky složek • dávkovací za ízení • mícha ky • za ízení pro automatizaci a ízení výroby.

Podle prostorového uspo ádání se rozlišují dva druhy mísíren: • betonárny jednostup ové (vertikální - v žové) • betonárny dvoustup ové (horizontální) - obr. . 27.

Obr. . 27 Schéma betonárny a) jednostup ové, b) dvoustup ové. P ísun kameniva 1 a pojiva 2; 3 - p ívod vody; zásobníky kameniva 4 a pojiva 5; váhy kameniv 6 a pojiv; 8 - mezizásobník; 9 – mícha ka; 10 - odvoz BS. U jednostup ových (vertikálních) betonáren jsou zásobníky, dávkovací za ízení a mícha ky uspo ádány nad sebou, takže složky dopravené do zásobník postupují sm rem dol do vah a mícha ek samospádem. Tím se oproti dvoustup ové doprav u horizontálních betonáren pon kud zmenší spot eba energie a p dorysná plocha. Roste však jejich výška (20 až 25 m) a p i umíst ní zásobník v horní ásti i investi ní náklady. Proto se osv d ují zejména pro dlouhodobou a velkokapacitní výrobu betonu (obr. 28).

- 40 (170) -


Dvoustup ové horizontální betonárny se vyzna ují tím, že zásobníky s dávkovacím za ízením (první stupe ) a mícha ky (druhý stupe ) jsou umíst ny vedle sebe. Zastav ná plocha tak bývá v tší, avšak investi ní náklady menší. Dvoustup ové betonárny bývají snadno demontovatelné a p emístitelné. Ur itou výhodou dvoustup ových betonáren je, že „druhý stupe “ s mícha kami lze od „prvního stupn “ odd lit a umístit mimo i do v tší vzdálenosti. Toto se áste n využívá u mobilních betonáren p i staveništní výrob . Ke snížení investi ních náklad betonáren p ispívá umíst ní zásobník kameniva do úrovn terénu (hv zdicovitá skládka kameniva).

Obr. . 28 Dvoustup ová horizontální betonárna.

- 41 (170) -


4.1.1

Zásobníky kameniva

Pro zajišt ní kvalitní výroby betonové sm si by m lo být nainstalováno alespo 6 provozních zásobník kameniva. P i jejich rozmíst ní ve v žové betonárce podle obr. . 29 m že být jejich objem zna n rozdílný. Do v tších zásobník p icházejí frakce, jejichž spot eba je nejv tší.

Obr. . 29 Vodorovný ez jednostup ovou v žovou betonárnou 1 – p ejímací zásobník; 2 - zásobníky frakcí kameniva. Za dosta ující je považována zásoba díl í frakce na 2 až 4 hodiny provozu. P i p edeh ívání kameniva v zásobnících je t eba uvedenou dobu prodloužit alespo na 6 až 8 hodin. Tvar zásobník musí umož ovat jejich dokonalé vyprazd ování. Proto se doporu uje sklon vnit ních st n min. 450 a v úžlabích 600. Velikost výpustných otvor musí odpovídat charakteru skladovaného materiálu a typu uzáv ru. V zimním období je hospodárn jší oh ívat kamenivo v provozních zásobnících betonárny (obr. . 30) než na venkovních skládkách.

Obr. . 30 Kombinované oh ívání kameniva a vody 1 - kamenivo oh ívané teplým vzduchem; 2 - komín; 3 - vývody teplého vzduchu; 4 - tepelný zdroj; 5 - zásobník teplé vody; 6 - kabina obsluhy; 7 - radiátory; 8 - mícha ka; 9 - elektromagnetické ventily; 10 - ob hové erpadlo; 11 - vým ník; 12 - ventilátor.

- 42 (170) -


Do zásobníku v mísírn p ichází kamenivo dopravními pásy nebo elevátory a oto ným skluzem (rozd lova em) bývají rozd lovány do pracovních zásobník jednotlivých frakcí, ve kterých jsou umíst ny stavoznaky pro hlídání úrovn hladiny s možností automatického dopl ování zásoby kameniv.

4.1.2

Zásobníky vody

Jsou nutné pouze v p ípad p ímého oh evu vody, bývají tvo eny ocelovými nebo plastovými nádobami s možností oh evu. Jejich vytvo ení je ú elné i p i napojení betonárny na vodovodní sí pro pokrytí p ípadných výpadk dodávek vody. Uzáv ry jsou nej ast ji elektromagnetické ventily.

4.1.3

Zásobníky betoná ských p ísad

Betoná ské p ísady jsou do BS p idávány v roztoku. P ísady jsou nejast ji erpány do dávkovacího za ízení p ímo z barelu i kontejneru. Jinak je t eba po ítat s provozními zásobníky tekutých p ísad, v tšinou ocelovými nebo plastovými.

4.1.4

Kontrola stupn zapln ní zásobník

V zásobnících betonáren se množství složek v zásobnících sleduje sondami. Jejich druh závisí jednak na vlastnostech skladovaného materiálu a jednak na druhu kontroly stupn zapln ní zásobník , která m že být pr b žná nebo polohová (sleduje se p ípustná max. a min. hladina v zásobníku). P i maximálním stupni zapln ní dá stavoznak impuls k p erušení dopravy dalšího materiálu a p i dosažení minima je dopravní za ízení op t uvedeno do provozu. Stavoznaky bývají r zných konstrukcí: • kapacitní - hladina materiálu je odvozována ze zm ny kapacity kondenzátoru zasunutého svisle do zásobníku; hladinu lze sledovat pr b žn , její stav lze elektrickou cestou p enášet do velínu betonárny se signalizací stav min – max, i automatickým ízením pln ní. • hmotnostní tenzometrické - jsou sledovány zm ny hmotnosti zásoby bu pr b žn nebo pro limitní stavy min – max pomocí tenzometricých sníma, kdy jejich deformace vyvozuje zm nu jejich el. odporu. Registrována je pak v tšinou zm na el. proudu i nap tí. • izotopové, optické nebo ultrazvukové (UZ) - jsou umíst ny proti sob v r zných výškách zásobník a paprsky izotopu kobaltu Co 60, UZ p íp. optické signály jsou bu pohlceny materiálem, nebo p i jeho vyprázdn ní do ur ité úrovn dají impuls k zapojení chodu plnícího za ízení • odporové - stav hladiny v zásobníku lze odvodit ze zm ny odporu vodi e umíst ného u st ny

- 43 (170) -


4.2

Dávkování složek betonu

Dávkováním má být zabezpe eno, aby po dokonalém zhutn ní obsahoval 1 m3 betonu dávky jednotlivých složek p edepsané recepturou s odchylkami povolenými SN. P ípustné odchylky skute ných dávek složek betonu od dávek p edepsaných recepturou podle SN EN 206-1 jsou • u kameniva .......................... ± 3% ( hmotnostn ) • u cementu ............................ ± 3% ( hmotnostn ) • u vody ................................. ± 3% ( hmotnostn i objemov ) • u tekutých p ísad ................. ± 5% ( hmotnostn i objemov ).

Požadovaným p esnostem vyhovuje pouze hmotnostní dávkování (s výjimkou objemového dávkování vody a tekutých p ísad). Správné dávkování je jedním ze základních p edpoklad výroby kvalitních beton stejnom rných vlastností a následn kvalitních dílc po celou dobu výroby. D ležitost p esného dávkování množství zám sové vody (v etn vody v kamenivech) ukazuje názorn rovnice (3). Hmotnostní vodní sou initel je:

w=

mv mv + ∆mv ∆mv = = (3) mc mc + ∆mc ∆mc

kde mv ………………….hmotnost dávky vody [ kg ] mc …………………. hmotnost dávky cementu [ kg ] ∆mv …….….……… zm na v dávce vody [ kg ] ∆mc ………..……… zm na v dávce cementu [ kg ]. Je-li pevnost betonu významn závislá na w, který se b žn pohybuje v rozmezí od 0,55 do 0,33, bude k vyrovnání pevnosti, ke kterému by došlo p edávkováním vody o 1 litr na m3 BS zapot ebí 2 až 3 kg cementu.

4.2.1

Zp sob a sled dávkování složek

P i navrhování složení beton se vychází z absolutních objem jednotlivých složek. Hutná kameniva je nutno dávkovat hmotnostn i proto, že p i kolísání vlhkosti drobných frakcí (zejména do 4 mm, jejichž obsah bývá p i max. zrnu kameniva 16 mm okolo 45%), se objem kameniva zna n m ní. P i vážení kameniva s r znou vlhkostí vznikají chyby, které je t eba korigovat. Lehká pórovitá kameniva, hlavn vzhledem k možným rozdíl m v obsahu nasáklé vody a n kdy i m nící se objemové hmotnosti, by bylo správn jší dávkovat objemov . Z praktických d vod však bývá i zde dávkovací za ízení hmotnostní, spole né i pro hutná kameniva.

- 44 (170) -


Cement a jiné práškovité látky, jejichž objem se m ní dle stupn set esení i nakyp ení, je nutné dávkovat hmotnostn . Dávkování složek se provádí nej ast ji automatickým dávkováním ízeným po íta em, kdy velikosti dávek jsou p edem ur eny a kdy jsou m nící se vlastnosti vstupujících složek korigovány podle programu ídícího systému. Po nadávkování jsou složky BS vpoušt ny do mícha ek v po adí, které bu odpovídá charakteru složek nebo technologickým požadavk m. P íklady volby po adí p idávání složek ukazuje tabulka 3 Tabulka 3 R zná po adí p idávání složek BS do mícha ek Zp. íslo

Po adí složek

Ú ely, pro které jsou jednotlivé zp soby vhodné

1.

(P + K) + C + ( V + P . ) nejb žn jší postup p i výrob hutných beton

2.

P + C + ( V + P . ) - postup vhodný pro výrobu vysokopevnostpromíchání + K ních beton ; dochází k áste né aktivaci cementu, (tzv. dvoufázové míchání)

3.

(P + K) + ást V + P . + používá se p i výrob dílc , kdy je regulováC + zbytek V na konzistence BS, nap . suché sm si u vibrolisovaných dílc

4.

(P + K) + ást V, p íp. p ichází v úvahu p i výrob BS p edeh ívapára + C + zbytek ( V + ných horkou vodou nebo p ímou parou p iP .) vád nou do mícha ky v pr b hu míchání

5.

C + ( V + P . ) - promí- pro aktivaci cem. tmele, do n hož se p idá kamenivo nebo se tmel promíchaný v aktichání + va ní mícha ce p idá do oby ejné mícha ky +(P+K) ke kamenivu

kde

oby ejných

P ………………. drobné kamenivo K ……………… hrubé kamenivo C ……………… cement V ……………… voda P . …………….. p ísada. Nej ast ji používané postupy uvedené v tabulce 2 lze upravit tak, aby co nejlépe vyhovovaly požadovanému ú elu. Nap . zp sob . 1 lze p i výrob t žkých beton upravit tak, že po kamenivu jsou p idávány litinové piliny apod. Jinak se všeobecn projevují snahy zkrátit dobu pln ní mícha ek na 15 až 20 sec.

4.2.2

Dávkování kameniva Hmotnostní dávkování kameniva bývá

• jednosložkové - každá složka se váží odd len

- 45 (170) -


• vícesložkové - frakce kameniva se p idávají do dávkovací nádoby a odvažují se postupn do kone né sou tové dávky ( sou tové vážení ).

Váhové dávkování se d lí na: - p erušované - periodicky opakované - kontinuální. P i p erušovaném vážení se vážící nádoba naplní, vyváží a poté vyprázdní. P i kontinuálním vážení se hmotnosti materiálu registrují bu intervalovým zp sobem (periodické vážení) nebo plynule integra ním zp sobem, kdy váha registruje sou in okamžité hmotnosti materiálu a rychlosti jeho toku, který integruje v ase. Nej ast ji používané typy vah jsou : a) s vahadly b) hydraulické c) tenzometrické. a) Váhy s vahadly - p i vážení je hmotnost vážící nádoby p enesena táhlem a pákou na základní vahadlo a z n ho na pomocné vahadlo, které je možné aretovat pneumatickým válcem. Pohyb základního vahadla je p enášen na spína e dovažování. b) Hydraulické váhy – hmotnost vážící nádoby p sobí na membránu tlakového sníma e, ímž se m ní tlak kapaliny, který se snímá cejchovaným manometrem. c) Tenzometrické váhy – tenzometrický sníma je umíst ný pod vážící nádobou. R zná hmotnost r zn deformuje sníma , ímž se m ní intenzita proudu protékajícího sníma em.

4.2.3

Dávkování cementu a práškových látek

Cement se dávkuje zásadn hmotnostn a p etržit . Vážící nádoba se plní nej ast ji šnekovými podava i. Nejp esn jší zp sob vážení je pomocí tenzometrických sníma . Tento zp sob umož uje i rychlejší p enos a p estavení dat v zabudovaném ídícím elektronickém systému betonárky. P i silném toku materiálu je obtížné ve vhodný okamžik p ísun materiálu zastavit. Proto se používá automatický zp sob dovažování, který p iškrcuje tok materiálu p i cca 80% napln ní. Principu dovažování se používá i u jiných složek a vypínací impuls je dáván d íve se z etelem na zpožd ní a dynamiku vah (kmitání po nasypání dávky).

4.2.4

Dávkování vody a korekce na vlhkost písku

Obtížnost p esného dávkování vody tkví v tom, že kameniva zejména drobné frakce do 4 mm (písek) obsahují stále se m nící množství vody. P i dávkách písku 600 až 1000 kg. m-3 se p i zm n vlhkosti písku o každé 1% z jeho hmotnosti zm ní obsah vody o 6 až 10 kg. Zv tšením vlhkosti písku až o 8 %, ke kterému m že dojít, p ibude v 1 m3 betonu 48 až 80 kg vody a nezm níli se dávka cementu, zvýší se vodní sou initel w a p i sou asném zv tšování

- 46 (170) -


dávky cementového tmele musí nutn dojít k výraznému poklesu pevnosti a zhoršení vlastností betonu p i sou asných zm nách reologických vlastností erstvého betonu. P i deštivých dnech a nezakrytých skládkách m že vlhkost písku 0 - 4 mm dosahovat až 10%. P i výrob vibrolisovaného drobného betonu (zámková dlažba, obrubníky atd.) m že vysoká vlhkost vstupních kameniv zp sobit, že i p i nulové dávce zám sové vody je betonová sm s pro tuto technologii p íliš vlhká. O co více však obsahuje písek vody, o to mén z celkové hmotnosti ( mp + mv ) p ipadá na samotný písek. Proto je p i ur ování dávky zám sové vody nezbytné po ítat s korekcí na vlhkost písku, kterou se rozumí úprava dávky vody i písku. Touto korekcí se sou asn sleduje nejen dodržení p edepsaného w, ale také požadované konzistence a složení BS. Zabezpe ení konzistence bývá n kdy primární veli inou, zatím co w se stává parametrem odvozeným, závislým na spolehlivosti snímání a regulace konzistence BS. Pot eba korekce na vlhkost písku vyplývá z rovnice (4), (5) a (6). Získáme-li dávku vody p edepsanou pro suchý písek mv,ps [ kg. m-3 ] zmenšením dávky vody mv,pv p i použití vlhkého písku o množství vody ∆ mv , které tento písek p i vlhkosti Φ obsahuje, musíme naopak množství písku, nyní již suchého ( mpv - mv ), zv tšit o p ídavek suchého písku mps , jehož hmotnost se rovná hmotnosti ubrané vody. T mito korekcemi obdržíme správné dávky vody i písku. mv,ps = mv,pv - ∆m v (4)

p i emž ∆ mv = mpv . Φ a Φ =

mv , pv mpv

(5)

mps = ( mpv - ∆ mv ) + ∆ mps ........ ( ∆ mps = ∆ mv ) (6)

mps a mpv - jsou hmotnostní dávky písku suchého a vlhkého v kg na 1m3 betonu [ kg. m-3 ] betonu. mv,ps [ kg. m-3 ] - dávka vody p edepsaná pro suchý písek mv,pv [ kg. m-3 ] - p edepsaná dávka vody i s vodou ve vlhkém písku ∆ mv [ kg. m-3 ] - voda obsažená ve vlhkém písku Φ [ - ] - vlhkost písku mps [ kg. m-3 ] - hmotnostní dávka suchého písku mpv [ kg. m-3 ] - hmotnostní dávka vlhkého písku. Potíž však je v tom, že dávku písku mpv m žeme korigovat op t jen vlhkým pískem, s nímž op t zv tšujeme dávku vody. Proto je t eba provád t další korekce již provedených korekcí, aby byla zachována p esnost dávkování písku a zám sové vody dle SN EN 206-1.

4.2.5

Dávkování vody Samotné dávkování vody m že být:

• pr tokové • objemové

- 47 (170) -


• hmotnostní.

P esnost dávkování vody podstatn ovliv uje konzistenci betonové sm si, spot ebu cementu a kone né vlastnosti betonu. Podle SN ENV 206-1 je p ípustná odchylka ± 3% a zahrnuje celkovou dávku vody, tedy nejen p esnost systému dávkování, ale i p esnost stanovení vlhkosti kameniv a následné korekce. Dávkování ovliv uje nejen typ dávkova e a jeho p esnost, net snosti uzavíracích ventil vody a vypoušt cího segmentu mícha ky, ale i tlak v potrubí. Pr tokové dávkova e se skládají z pr tokom ru s po itadlem, uzavíracího ventilu, p íp. tlumi e ráz v potrubí. Pr tokom ry jsou bu lopatkové nebo vrtulové, kdy proud vody otá í vrtulkou a p es cejchované po itadlo se registruje množství prote ené vody. P esnost dávkování ovšem asto nespl uje požadavky a bývá vyšší než ± 3,5%. Objemové dávkova e – základem je cejchovaná nádoba, do které se napustí dané množství vody, které se bu celé vypustí nebo se objem vody vyprázdní jen z ásti podle cejchovaného odm rného za ízení. Výška hladiny v odm rném dávkova i se reguluje plováky, které jsou p ímo napojeny na dávkovací systém. P esnost dávkování lze dosáhnout 0,5% až 1,0% z objemu dávkova e. Schéma objemového dávkova e je na obr. . 31.

Obr. . 31 Objemový dávkova 1 – nádoba, 2 – p epadové potrubí, 3 – napoušt cí ventil, 4 – vypoušt cí ventil, 5 – kuželový ventil, 6 – táhlo, 7 – elektromagnet, 8 – pastorek potenciometru, 9 – ozubená ty , 10 – plovák. Tento zp sob dávkování lze kombinovat s asovým dávkováním tak, že voda z objemového dávkova e je regulována dobou otev ení výpustného ventilu. P esnost dávkování se dá docílit ± 1%. Váhové dávkova e – používají se r zné typy vah, které váží bu p erušovan nebo kontinuáln . Automatické dovažovací za ízení pak p iškrcuje tok materiálu p i napln ní váhové nádoby na cca 80%. Zbývající množství je pak dopln no menším tokem. Nejp esn jší a nejvýhodn jší je op t použití tenzometrických sníma . K základní dávce vody se p idává korek ní dávka vody, jejíž množství se ur u-

- 48 (170) -


je podle zjišt ného množství vody v betonové sm si. Používají se bu za ízení m ící odpor proti míchání sm sí nebo registrující zm ny elektrických i jiných vlastností sm sí s r znou dávkou vody. P i výrob betonových sm sí p edeh ívaných párou je nutné dávku zám sové vody korigovat nejen o vodu obsaženou v kamenivu, ale také o vodu dodanou kondenzací páry. V zimním období je obdoba u kameniva s námrazami i zbytky ledu, který roztaje v pr b hu míchání.

4.2.6

Dávkování betoná ských p ísad

Betoná ské p ísady se obvykle dávkují v roztoku. Jejich množství, vztahované k hmotnostní dávce cementu, bývá tak malé (0,1 až 2% mc), že máli dojít k dokonalému p sobení p ísady, je vhodné p idávat ji do zám sové vody. Nejp esn jší je použití pr tokom r nebo vážení (tenzometrické sníma e).

Obr. . 32 Zp sob dávkování tekutých p ísad 1 - zásoba s možností e ení; 2 - zubová erpadla; 3 - sací a 4 - výtla né potrubí; 5 – dávkova o objemu 8 dm3 ; 6 - odvod k p ívodu do mícha ky.

4.2.7

Dávkování p i výrob BS o dané konstantní konzistenci (K)

- 49 (170) -


Udržet trvale v provozních podmínkách dávkování vody s dovolenými odchylkami od p edepsaných dávek je velmi obtížné. Snazší než dávkovat s touto p esností zám sovou vodou je dodržovat konstantní konzistenci BS, která by odpovídala použitým parametr m vibrace a dob zhut ování. Existují zp soby umož ující regulovat hodnoty konzistence s malými odchylkami, takže p i p esných dávkách a konstantních vlastnostech ostatních složek BS, jsou maximální odchylky v dávkách vody menší než ± 2%. Tento požadavek je nutný nap . p i výrob vibrolisovaných drobných betonových dílc (zámkové dlažby, obrubníky atd.) nebo p i výrob p edepjatých dutinových stropních panel , kdy kolísání konzistence m že velmi negativn ovliv ovat kvalitu výrobk

Obr. . 33 Princip ízení dávkování vody po íta em a - vlhkost sm si kameniva; b - p edb žná dávka, c - dopl ková a d - celková dávka vody po ov ení pro ízení; e - rozdíl nap tí mezi celkovou a p edb žnou dodávkou vody (odstraní se dodáním dopl kové vody c); f - rozdíl od dodání celkové dávky vody; g - p edepsaná hodnota snímané veli iny vody (odstraní se dodáním dopl kové vody c); f - rozdíl od dodání celkové dávky vody; g - p edepsaná hodnota snímané veli iny. Postupn byly vyvinuty následující zp soby automatizované m ení konzistence v mícha ce: • snímáním elektrického odporu BS • podle odporu BS proti míchání, vyjád eného výkonem elektromotoru mícha ky • podle radiometricky snímané objemové hmotnosti a vlhkosti písku m ené p ed vstupem do mícha ky • na základ zm n vlastností BS jako elektrolytu - snímání vodivosti betonu • kombinací výše uvedených systém .

Automatizovaná regulace p ívodu vody do mícha ky podle zjišt né hodnoty elektrického odporu BS (kompara ní metoda) se p íliš nerozší ila.

- 50 (170) -


Elektrický odpor m ený mezi dv mi elektrodami (sondou v BS a bubnem mícha ky) se s p ívodem vody snižoval a p i p edepsané hodnot odporu byl p ítok zastaven. Zm ny elektrického odporu BS vlivem složení cementu, vody, teploty a zbytk betonu p i zne išt ní mícha ky jsou p íliš velké, takže výsledná regulace je nedostate n p esná. Automatizované ízení konzistence BS s p ívodem vody podle odporu BS proti míchání je založeno na zm nách výkonu PM , kroutícího momentu MK nebo proudu IM hnacího elektromotoru mícha ky. Tyto veli iny jsou v relaci s konzistencí BS. Za ízení pro m ení konzistence betonové sm si (konzistom r) na principu snímání p íkonu v pr b hu mísení registruje výchylku p ímo úm rnou innému p íkonu elektromotoru mícha ky v celém rozsahu možné zát že. Odpor lopatek se m ní s promícháním sm si p ibližn parabolicky s maximem na po átku míchání. Tento inný p íkon motoru pak z p evážné ásti závisí na tom, jak velký mechanický odpor klade materiál v mícha ce lopatkám mícha ky a tudíž výchylka m ícího p ístroje, úm rná energii spot ebovávané na p etvá ení betonové sm si, udává konzistenci této sm si s velmi dobrou vypovídací schopností. V praxi to znamená, že pokud je namíchána zám s, jejíž konzistence je následn nezávisle zm ena a prohlášena za správnou, je pak obsluha mícha ky schopna upravit konzistenci dalších stejných zám sí pomocí konzistom ru a eventuálního dodávkování vody tak, aby konzistence odpovídala zám si p vodní. Podmínkou je ovšem používání shodného typu kameniva (tvarový index, p vod kameniva). P i jiném postupu dávkování vody se pr b h znázorn ný na obr. . 34 zm ní. Popsaným zp sobem lze ídit konzistence BS litých nebo velmi m kkých podle hodnot zjišt ných na tzv. vzorové sm si. P i zm nách pasivních odpor mícha ky nebo p i zm nách vlastností kameniva, složení BS ap., je nutné ur it sm rodatný PM (MK, IM) nové vzorové sm si. Pro tuhé BS (K > 20 [s VeBe]) je podle obr. . 35 vhodn jší ídit p ívod vody podle zm ny elektrické vodivosti sm si. U sm sí K < 20 [s VeBe] je lepší využívat zm n výkonu PM.

Obr. . 34 Zm ny odporu BS proti míchání v pr b hu jednoho míchacího cyklu 1 - pln ní kamenivy; 2 - p idání 2/3 zám sové vody; 3 - p idání cementu; 4 - p idání zbytku zám sové vody; 5 - ustálený odpor

- 51 (170) -


proti míchání; 6 - vyprázdn ní; 7 - chod na prázdno. Obr. . 35 Pr b h výkon P elektromotoru mícha ky a elektrické vodivosti R p i pln ní mícha ky. Základem systému nap . fy. ELBA je ízení konzistence K pro první vzorovou zám s (obr. . 36), které je asov náro n jší než ízení K pro další stejné zám sové sm si - viz obr. . 37. Jakmile se odpor BS proti míchání (a tím i K) blíží k p edepsané hodnot , p idává se voda po stále menších dávkách, až se její p ívod zastaví. Uloží-li se pak do pam ti po íta e dávka vody odpovídající ur ité vlhkosti písku, lze stanovit dávku vody pro dosažení stejné K i p i jiné známé vlhkosti písku. Proto se u dalších zám sí dávkuje voda velmi rychle, protože její celkové množství po zm ení vlhkosti písku je již známé. Chyby tak mohou vznikat hlavn p i nesprávném zm ení vlhkosti písku, k n muž dochází hlavn v zimním období (sníh, námrazy). P íznivé naopak je, že snímaná hodnota PM je již automaticky oprošt na o díl í výkon nutný k p ekonání pasivních odpor prázdné mícha ky.

Obr. . 36 ízení konzistence K pro první zám s Postup: 1 - start konzistom ru; 2 - p idávání vody (2´- detto ve zvláštních p ípadech ); 3 - 5 - 7 - 9 - míchání; 4 - 6 - p idávání vody; 8 - impulzní p idávání vody p i míchání; 10 - ukon ení míchání p i požadovaných PM, R a K.

- 52 (170) -


Obr. . 37 ízení K > 16 [s] VeBe pro další zám si Postup: 1 - start konzistom ru; 2 - p idání menšího p edvoleného množství vody; 3 - 5 - míchání; 4 - p idání dopl kové vody; 6 dosažení požadované K.

Obr. . 38 Schéma umíst ní sond radia ního hutnom ru a vlhkom ru Hutnom r: 1 - stín ní, 2 - detektory a 3 - zdroj foton gama; Vlhkom r: 4 - stín ní, 5 - zdroj rychlých neutron a 6 - detektory pomalých neutron . K automatickému ízení dávek vody je možné používat i radiometrického zjiš ování obsahu vody v písku (obr. .38).

- 53 (170) -


Jeho podstatou je radiometrické zm ení objemové hmotnosti písku v zásobníku zá i em 137 55 Cs s následným zm ením objemové vlhkosti písku uzav eným zá i em Am - Be. P i dávkování vody i písku se automaticky po ítá s tím, že p ídavky vlhkého písku dodávané na požadovanou hmotnost (korekce o hmotnost vody obsažené v písku) obsahují op t vodu., o kterou musí být korekce písku op t upravena. Další zp sob ízení pro konzistence 20 až 40 [s VeBe] nalezl HUB. Vytvo il galvanický lánek, jehož jednou elektrodou je buben mícha ky, druhou izolovaný kov s rozdílným elektronickým potenciálem (m ) a elektrolyt tvo í BS. Obvod zatížil vhodnou impedancí a m il výstupní nap tí tohoto lánku v ase. Po p idání zám sové vody roste nap tí až do maxima, na ež se zmenšuje až na hodnotu odpovídající podle vzorové zám si požadované K. Na obdobném zp sobu pracuje nap . i elektronický konzistom r firmy Franz LUDWIG (SRN) nebo systém SKAKOMAT dánské fy. SKAKO. Z p edchozích údaj je z ejmé, že dávkování složek BS je operací, která z hlediska jakosti betonu, dílc i z hlediska spot eby nep ímé energie v podob cementu pat í k nejd ležit jším.

4.2.8

Míchání betonových sm sí

Ú elem míchání je dosáhnout dokonalého, co nejrovnom rn jšího zhomogenizování všech složek v celém objemu BS a vytvo ení obalové vrstvi ky cementového tmele na celé povrchové ploše všech zrn kameniva. Proto je p i n m nezbytné rozrušovat tvo ící se shluky zrn a zabezpe it rovnom rné rozd lení tekuté fáze - zejména pak p ísad, jejichž množství inívá jen 0,1 až 3,5% z hmotnosti cementu. Zp soby míchání a míchací za ízení musí proto odpovídat charakteru BS. Krom toho lze p i míchání ovlivnit i pr b h hydratace cementu jeho aktivací. Používají se dva zp soby míchání BS: • nucené • aktiva ní

4.2.8.1 Míchání gravita ní - samospádové P i tomto zp sobu míchání v samospádových (gravita ních) mícha kách (obr. . 39) jsou složky BS pevnými lopatkami na vnit ním obvodu bubnu mícha ky op tovn zvedány a následným volným pádem dol pak dochází k jejich odd lování od sebe a k promíchávání. Je z ejmé, že tento zp sob míchání bude ú inný jen u sm sí málo soudržných s dostate n velkým obsahem vody a s v tšími max. zrny kameniva. Nebude použitelný u BS jemnozrnných, s malým obsahem vody a soudržných, u nichž p i volném pádu nedojde k porušení soudržnosti ástic a k promíchávání. Spádové mícha ky mají oboustrann otev ený buben s usm r ovacími a p esýpacími lopatkami. Sm s se plní na jedné stran bubnu a odebírá se na

- 54 (170) -


druhé. Tvar lopatek zaru uje axiální pohyb míchané sm si, sm r otá ení bubnu je vždy stejný.

Obr. . 39 Spádové mícha ky 1 - mícha ka (125 dm3) se sklopným bubnem; 2 - mícha ka (250 dm3) s nakláp cím dvojkuželovým bubnem; 3 - mícha ka (250 m3) s výsypným žlabem. Betony namíchané v samospádových mícha kách jsou mén kvalitní, nedokonale zhomogenizované, doba míchání je podstatn delší p i menší ú innosti míchání a míchané objemy malé (do 0,25 m3). Tento typ mícha ek se ve výrobnách dílc proto prakticky nevyužívá, uplatn ní nachází pouze na staveništích a p i doprav beton v autodomícháva ích. 4.2.8.2 Míchání s nuceným pohybem sm si P i výrob kvalitních beton p i minimalizování doby míchání je nutno používat mícha ky s nuceným ob hem, resp. s nuceným pohybem BS (obr. . 41), které mají lopatky pevné - rozhrnovací a stírací a pohyblivé - míchací.

- 55 (170) -


Mícha ky s nuceným ob hem mají v tšinou vertikální osu otá ení, ojedin le se otá í buben a lopatky jsou pevné nebo podstatn ast ji buben je nepohyblivý a kolem jeho osy se otá í systém lopatek. Rozhrnovací a stírací lopatky p evrací míchanou sm s, stírají dno a st ny. Mísící lopatky (tzv. mixery) se otá í okolo vertikální osy rovnob žn s osou mícha ky, mají v tšinou vlastní pohon. U mícha ky s v tším objemem bývají 2 soupravy mísících lopatek. Mísící lopatky se otá í 4 – 5 x rychleji než buben. Kinetika pohybu míchané sm si jak v rovin horizontální, tak i ve vertikální je na obr. . 40.

Obr. . 40 Pohyb míchané sm si v mícha kách a – horizontální, b – vertikální

P dorys: ez : Obr. . 41 Mícha ky s nuceným pohybem sm si, 1,2,3 - bubnové, 4 a 5 - žlabové 1 – s otá ivým bubnem a rotorem; 2 – dv oto né lopatky a stojící buben; 3 – otá ivý rotor s lopatkami a stojící buben; 4 – jednoh ídelová; 5 – dvouh ídelová ve stacionárním žlabu.

Obr. . 42 Pohled na tvar mísících lopatek

- 56 (170) -


Rotorové mícha ky mají stabilní mísící buben válcového tvaru se svislou osou otá ení vnit ního rotoru. Buben je tvo ený vn jším ocelovým plášt m, který je na vnit ní st n obložen plechy ze speciální tvrdé a ot ruvzdorné oceli (nap . Hardox) nebo speciální tvrzené pryže. Obložení se sestává z díl ích segment plášt bubnu a dna, segmenty se dají v p ípad opot ebení jednotliv vym nit. Rotor má sv j vlastní pohon elektromotorem s p evodovkou, konec rotoru je opat en systémem mísících a stíracích lopatek, jejichž sklon a výška se dá se izovat, konce lopatek jsou pro lepší stírání ze speciální tvrzené pryže. Vypoušt ní sm si se d je otvorem ve dnu, který je uzavírán segmentovým uzáv rem ovládaným bu hydraulickým i vzduchovým válcem. Na oto ném rotoru mohou být osazeny i samostatn rotující lopatky (tzv. mixer) bu s vlastním pohonem nebo pohonem odvozeným p evodovou sk íní od pohonu hlavního rotoru. Žlabové mícha ky mají osazeny jednu nebo dv h ídele opat ené lopatkami ve tvaru p erušované šroubovice, lopatky jsou vyrobeny stejn jako obložení ze segment ze speciálních ocelí odolných proti ot ru. Na obr. . 43 je ez a p dorys rotorové bubnové mícha ky s nuceným ob hem; s vypoušt ním spodním hydraulicky ovládaným segmentem v etn kinetiky pohybu sm si.

Obr. . 43 P dorys a ez rotorovou mícha kou a schéma pohybu sm si Výhodami mícha ek s nuceným ob hem je : • možnosti využití velkých užite ných objem až do 3,5 m3 • krátké doby míchání max. do 60 sec • vysoká ú innost homogenizace sm si

- 57 (170) -


• vysoký stupe automatizovatelnosti • možnost výroby speciálních beton (barevné betonu, užití bílých cement , rozptýlené výztuže atd)

4.2.8.3 Aktiva ní míchání BS P i aktiva ním míchání dochází vlivem vysokých otá ek a speciáln tvarovaných lopatek k velmi intenzivnímu míchání a tím k pronikání vody rovnom rn ji mezi zrna cementu. Sou asn dochází k mechanickému otírání povrchu zrn a tím ke zv tšování m rného povrchu zrn a proto též k rychlejšímu nár stu po áte ních pevností cementového kamene. Aktivovat (domílat) lze bu jen cementový tmel (Ct) nebo cementovou maltu (cement a písek do max. zrna 4 mm) p i dosažení vyšších po áte ních i kone ných pevností a úspo e cementu. Tento postup se užívá pro p ípravu malt pro injektáž kabelových kanálk p edepjatých prvk nebo pro zálivky mikropilot. Nejznám jší jsou aktiva ní mícha ky (aktivátory) od firem EIRICH, LACHMAN, MIXOCRET. P i vyšších otá kách se Ct, pop . malta v aktiva ních mícha kách zah ívá až na 60 0C a tuhne na st nách. Proto bývá nutné jejich asté išt ní. V aktiva ních mícha kách se Ct zpracovává lopatkami s vysokou ob žnou rychlostí. Lopatky se pohybují po stanovených trajektoriích s p íslušnými úhly nastavení. Pro ú inné aktivování je d ležité dodržovat optimální množství sm si v mícha ce, otá ky rotoru a obvodovou rychlost lopatek. Výsledkem je ví ivý pohyb ástic cementu, které na sebe naráží, otírají a domílají se s vodou v homogenní cementový tmel. Otá ky rotoru jsou 2000 ot/min a v tší. Aktivovaný Ct lze též p ivád t do mícha ky s nuceným pohybem sm si, kde se promíchá s kamenivem. Tak vzniká tzv. dvoufázové aktiva ní míchání - v první fázi aktivace Ct nebo cementové malty a ve druhé fázi promíchání aktivovaného tmele s kamenivem. [ 2] Technicky jednodušší je tzv. dvoufázové aktiva ní míchání v jedné mícha ce vybavené dv ma ví ícími šneky (fy ZYKLOS – SRN). V prvé fázi se aktivuje cementová malta p i otá kách šnek 2.800.ot/min-1 a ve druhé fázi se promíchá s hrubým kamenivem p i malých otá kách šnek do 35 ot/min-1. 4.2.8.4 Faktory ovliv ující dokonalost promíchání BS Konstruk ní ešení mícha ek, stupe napln ní, doba a intenzita míchání ovlivují dokonalost homogenizace BS. Velikost po tu otá ek a jejich absolutní po et je rovn ž významný. Bylo ov eno, že max. pevnosti beton p i minimální dob míchání byly dosaženy pro r zné pr m ry D [ m ] t mito otá kami: • pro mícha ky spádové ............................................... not = ( 14 až 16 ). D-0,5 • s nuceným mícháním .................................................. not = ( 18 až 20 ). D-0,5

Rychlost otá ení rotoru i bubnu musí být taková, aby odst edivé síly p sobící na jednotlivá zrna byly menší než gravita ní síly. Jinak by se sm s rozm šovala a lepila na obvodu bubnu. Promíchání (homogenizace) se dosáhne po ur itém po tu otá ek, který odpovídá konzistenci BS a ú innosti míchání, danou konstruk ním ešením

- 58 (170) -


mícha ky. Dokonalost promíchání závisí i na zapln ní mícha ek. Mícha ky jsou konstruovány tak, že ú innost míchání je maximální p i napln ní na užite ný optimální objem, t.j. cca 70 % celkového objemu bubnu. Se zmenšujícím se stupn m pln ní se míchací efekt zhoršuje, i když jej lze áste n zlepšit prodloužením doby míchání. Stupe pln ní by však nem l být nikdy menší než 40%. 4.2.8.5 Ur ování doby míchacího cyklu Doba

τ

mc

míchacího cyklu sestává dle rov. . 7 ze 3 ástí :

τ

mc

=

τ +τ +τ

τ

p

m

[ s ] je doba pln ní mícha ky; prazd ování. p

v

τ

m

........................ [ s ] (7)

[ s ] - doba míchání a

τ

v

[ s ] - doba vy-

Snížení délky míchacího cyklu lze pak bez vlivu na homogenitu a kvalitu sm si dosáhnout dobou pln ní a vyprazd ování, optimálním zapln ním mícha ky, nastavením a tvarem lopatek a rychlostí otá ení lopatek i bubnu. 4.2.8.6 Výroba teplé BS P edeh átím BS do t = 35 až 60 0C lze dobu tuhnutí i tvrdnutí betonu zna n zkrátit a další oh ev po zhutn ní bu zcela vylou it, nebo zkrátit o dobu pot ebnou k proh evu na p edeh ívací teplotu sm si. MELUZÍNEM bylo zjišt no, že kone né pevnosti beton p edeh ívaných BS vykazují obdobné, i když menší poklesy jako betony proteplované. P edeh ívání má význam v zimních obdobích, kdy by teplota BS p ed uložením nem la poklesnout pod +10 0C. Kameniva se p edeh ívají v pracovních zásobnících v tšinou p es duté st ny zásobník , do kterých se vhání teplý vzduch i jiné médium. Možné je i p ímé vhán ní páry p ímo do kameniva, tímto zp sobem se ovšem po kondenzaci páry zvyšuje nerovnom rn vlhkost kameniva. Pára se p ivádí bu lopatkami (dánský zp sob fy SCHMIDT) s p etlakem páry 0,20 MPa , nebo prstencem na vnit ním spodním obvodu bubnu mícha ky s p etlakem 0,80 MPa. P edeh ívání BS parou p ivád nou do mícha ky však vyžaduje jiný zp sob dávkování vody než u sm sí nep edeh ívaných. Celková dávka vody zde sestává ze 3 základních ástí V1 až V3, p íp. n kdy i V4. VV = V1 + V2 + V3 + ( V4 ) ............... [ l. m-3 ] B (8)

VV [ l. m-3 ] - celková dávka zám sové vody o požadované tp V1 - ást vody obsažené v kamenivu o prom nlivé teplot V2 - ást vody ( kondezát ) dodané v podob páry, která oh eje BS na tp V3 - ást vody, dopl ující ( V1 + V2 ) na VV - tzv. dopl ková vody, jejíž teplota musí být upravena na požadovanou tp (V4) - ást vody, která se p i p íprav horké BS odpa í a kterou je nutno dodat navíc, je-li množství V4 spolehliv nem nné. Jinak je nutno od p idávání V4 upustit; proto je v rovnici . 8 v závorce.

- 59 (170) -


Spot eba páry závisí na vstupních teplotách složek, na požadované teplot BS a na ztrátách tepla, které inívají cca až 25 %. Krom toho je t eba poítat s ochlazením sm si dopravou. Pro výpo et pot eby tepla na p edeh ívání BS lze použít t chto hodnot m rných teplot složek betonu: - pro p ibližné výpo ty - pr m rné m rné teplo BS Cs = 1,10 kJ. kg-1 - pro p esn jší výpo ty jsou m rná tepla v kJ. kg-1 : kamenivo - CK = 0,879; cement - CC = 0,837; voda - CV = 4,195; p ísady v roztoku - CP = 5,00; ocel - CO = 0,469; led - CL = 2,098; rozpustné teplo ledu - 333,083 . Zjednodušen lze íci, že pro oh átí 1 m3 BS o 1 0C je zapot ebí asi 1 kg syté páry o teplot cca 100 0C. Jednou z výhod p edeh ívání BS je možnost používání kameniva se sn hem, s námrazami, pokud po rozpušt ní sn hu i ledu sou et ( V1 + V2 ) ≤ VV - viz rovnice . 8. Spot eba tepla se pak ovšem zv tší o teplo na oh átí ledu z jeho výchozí teploty na 0 0C, o rozpustné teplo a o teplo na oh átí vody.

4.3

Betonárny a výroba BS Obvyklé hodinové výkony betonáren se pohybují od 20 do 150 m3/hod. Betonárny lze rozlišovat podle stupn automatizace (AUT).

• 1. stupn m AUT se rozumí :

automatické odvažování cementu a vody dle p edvolby, ru ní dálkové ovládání výpustí kameniva do vah a ovládání ostatních funkcí . • 2. stupe AUT znamená :

AUT regulaci dopravních pohon ve zvoleném sledu, p edvolbu a dávkování cementu a vody ve stanoveném sledu, odvažování kameniva jako u 1. stupn AUT a automatický pr b h míchání. • 3. stupe AUT charakterizují :

úplná AUT dávkování a míchání, AUT dopl ování zásobník složek BS, programová volba složení B, možnost komunikace s nad azeným ídícím systémem, registrace namíchaného množství, spot eby materiálu atd. Tento stupe vyžaduje komplexní ídící systém s využitím ídících po íta , po ty naprogramovaných receptur pak dosahují stovek.

- 60 (170) -


Obr. . 44 Schéma jednostup ové vertikální v žové betonárny 1 - pásmo p ísunu kameniva; 2 - rozd lovací pás; 3 - odvzdušn ní sila na cement 4 s filtrem; 5 - zásobníky kameniva s otopnými hady 6; 7 - výpusti; 8 - vibra ní žlaby; 9 - váhy pro dávkování kameniva, 10 - cementu, 11 - vody, p íp. i p ísad; 12 - spole ný mezizásobník; 13 - mícha ky; 14 - odb rné zásobníky. Schéma jednostup ové betonárny je na obr. . 44. Výhodnost tohoto typu betonáren se projevuje p i výkonech nad 60 m3. h-1. Pro menší výkony jsou vhodné dvoustup ové mísírny, nap . na obr. . 45 až 47. Pro nejv tší výkony jsou nejužívan jší vertikální v žové jednostup ové betonárny, vyzna ené na obr. . 48.

Obr. . 45 T i druhy dvoustup ových horizontálních betonáren fy STETTER A - s adovými zásobníky kameniva (nevýhodou je, že dávkování více frakcí nem že probíhat soub žn a trvá dlouho) B - se zásobami kameniva v silech se samostanými dávkovacími váhami

- 61 (170) -


C - s hv zdicovitou skládkou kameniva Ve variant C lze váhy na kameniva nahradit dávkovacím pásem do dávkovacího zásobníku nad mícha kou.

Obr. . 46 Schéma horizontálních mísíren pro výkony 20, 40 a 80 m3 BS. h-1 1 - hv zdicovité skládky kameniva pro 5 frakcí - druh kameniva dopravovaného vle ným kore kem 2 p es váhu 3 do skipu 4; 5 - sila na cement; 6 - šnekové dopravníky; 7 - váhy na cement; 8 - mícha ka.

- 62 (170) -


Obr. 47 Horizontální betonárka s ocelovým nadzemním zásobníkem kameniva Na obr. . 48 je betonárka firmy STETTER, v žová, jednostup ová, vybavená dvouh ídelovou mícha kou 2,5 m3, s plnoautomatickým ízením a p edvolbu receptur, s korekcí na vlhkost písku, pro 5 frakcí kameniva, 2 až 4 druhy cementu, o výkonu 80 m3.h-1.

Obr. . 48 Schema jednostup ové vertikální v žové betonárny fy STETTER ( SRN ) - VI/50 1 - p ejímací zásobníky; 2 - vibra ní podava e; 3 pás pro dopravu kameniva do zásobník ; 4 - oto ný rozd lova ; 5 - oklopné filtry; 6 - p epadové potrubí; 7 - zásobníky na 6 druh frakcí kameniva; 8 zásobníky na 3 druhy cementu; 9 - stavoznaky; 10 - provzduš ování cementu; 11 - šoupátkové uzáv ry sil cementu; 12 - šneky pro dopravu cementu; 13 - váhy na cement; 14 - uzáv ry sil na kamenivo; 15 - váhy na kamenivo; 16 - kompresor se vzdušníkem; 17 AUT vybavení mísírny; 18 - ídící a ovládací pult; 19 - dopravní šnek; 20 - oto ná klapka; 21 - mícha ka s nuceným pohybem BS; 22 - výdej suchých nadávkovaných složek BS (pro automícha e); 23 - odb rný zásobník; 24 - odb r namíchané BS.

4.3.1

Technologické a kapacitní požadavky Pro výb r zp sobu výroby BS, resp. typu betonárny je t eba znát :

• celkové množství BS, které má být vyráb no za rok, den i hodinu • po et druh a množství BS s požadavky na jejich jakost a složení

- 63 (170) -


• špi ková spot eba BS za hodinu • r znorodost sortimentu betonových sm sí ovliv uje objem míchané sm si díky r znému nakyp ení.

Obr. . 49 Zm ny objemu od vsypání složek betonu do mícha ky do ukon ení míchání BS a od uložení BS do formy až po zhutn ní ( B). VSL - je objem složek na po átku míchání ( τm = 0 );

VBS - objem BS po nutné dob míchání τ m [ s ] V B - objem erstvého zhutn ného betonu po dob zhut ování BS

τ h [ s ].

AUT ízená výroba BS poskytuje tyto možnosti: evidenci p íjmu a stavu složek BS, hlídání stavu zásobník , ízení jejich dopravy, zjiš ování fyzikálních vlastností, nap . objemové hmotnosti a vlhkosti kameniva, zadávání receptur s p ihlédnutím na vlastnosti složek a p ísad, rychlé dávkování (odvažování složek i p ísad s korekcí na zm ny jejich vlastností a na dynamiku vážení a s možností volby velikostí zám sí), dokonalé míchání BS nep edeh ívaných i p edeh ívaných s ízením konzistence BS p íp. i její teploty, s možností ízení doby míchání podle charakteru sm si a pot eby (v návaznosti na odb r BS), kontrolu kvality sm si a vyprazd ování bubnu mícha ky, záznamy o spot eb vstupních materiál a skute né složení dané zám si, vyrobených množstvích, spot ebované energii, tisk dodacích list s daty a asy výroby, faktury , atd. v etn komunikace s nad azeným ídícím systémem.

4.3.2

Využívání zbytk betonových sm sí

P i výrob , doprav a ukládání BS mohou vznikat zbytky BS v objemu cca 1 až 5 %, což p edstavuje v pr m ru až 40 kg kameniva a 7 kg cementu na 1 m3 betonu. Krom ekologických d vod ( ukládání cenné suroviny na p írodní skládky) je proto i ekonomicky žádoucí maximální množství zbytk BS využívat - recyklovat. Nejvíce zbytk BS vzniklá p i výrob transportbetonu a p i vnitropodnikovém rozvozu BS nap . podv snými vozíky.

- 64 (170) -


Zbytky betonové sm si je možno recyklovat a vyt íd né složky op t použít k výrob betonové sm si. K tomu slouží speciální recykla ní za ízení tvo ené otá ivým bubnem, který je sklon n pod úhlem 30 – 450 viz. obr. . 51. V bubnu je soustava lopatek, hradítek a sít, p es které propadávají vodou propírané zbytky betonové sm si. Nejjemn jší podíly, které tvo í zbytky cementu a fillery do 0,25 mm, jsou spolu s vodou vypoušt ny ve form kalové vody do nádrží. Kal je v nádrži neustále e en a míchán, aby nedošlo k jeho sedimentaci a zatvrdnutí. Kalová voda je pak v ur itém omezeném množství p idávána jako zám sová voda do mícha ky, ímž se upravuje zejména obsah jemných podíl mající pozitivní vliv na erpatelnost sm si, vodot snost, mrazuvzdornost atd. Zbytky kameniva jsou pak systémem lopatek vynášeny z bubnu, kde bývá rozt íd n minimáln na 2 frakce kameniva (0 – 4 mm, 4 – 22 mm) pro op tovné použití p i výrob betonu. Maximální p ípustná dávka zbytkových kal závisí na granulometrii užívaného kameniva, u n hož je proto t eba zjistit obsah frakcí do 0,25 mm. Obdobn lze postupovat i p i využívání tzv. brusných kal , odprašk p i drcení kameniva atd. Frakce kameniva z rozplavených zbytk BS > 0,25 mm lze p epravit do zásobník a op tovn použít. Podmínkou však je, že zbytky cementového tmelu po vyprání nesmí p esahovat 1% z hmotnosti kameniva.

Obr. . 50 Schéma recykla ního za ízení

- 65 (170) -


5

Doprava betonových sm sí

V této ásti jsou popsány možnosti vnitrozávodní dopravy BS z betonárny k jednotlivým vytvá ecím pracovištím a možnosti dopravy p i vykládání BS z autodomíchava . P i doprav BS nesmí dojít: • k rozm šování, segregaci jednotlivých frakcí kameniva a cementového tmele • k jejich zatuhnutí i dokonce zatvrdnutí • k nadm rnému odpa ení vody ovliv ující konzistenci resp.míru zhutn ní dostupnými prost edky • k delšímu p erušení dopravy v pr b hu ukládání BS do formy i bedn ní a vzniku pracovních spár • k vystoupení zám sové vody i ásti cementového tmele (pocení, bleeding).

Sklony k rozm šování a segregaci mají sm si velmi tuhé a hrubozrnné, sm si s t žkými plnivy, pop . litinovými broky, sm si s velmi lehkými plnivy (dochází k sedání cementového tmele) a velmi tekuté sm si. Proto není vhodné tyto sm si vícenásobn p ekládat a je t eba vyvarovat se náhlých zm n rychlosti, ot es m a p esypávání. Toto nebezpe í hrozí zejména p i použití pásových dopravník a nevhodném ukládání BS do zásobník z výšek v tších jako 1 metr. P i zvýšených teplotách nad 30 0C se výrazn zkracuje udržení požadované konzistence. Závislost konzistence na teplot a odležení p echází v exponenciální : K = KO . e α . to . τ [ s VeBe]

(9)

to [ 0C ] - je teplota BS τ [ min ] - doba od namíchání α [ min-1. 0C-1 ] - sou initel charakterizující vliv vlastností BS, prost edí atd., pohybuje se od 4.10-4 až do 7.10-4.

5.1

Zp soby a za ízení pro dopravu betonových sm sí

Dopravu betonových sm sí je možné rozd lit na vnitropodnikovou a mimo výrobnu, od ehož se odvíjí i zvolený zp sob dopravy. P ehled o možných zp sobech vnitropodnikové dopravy podává tabulka 4. Doprava nádobami (bádie) o objemu od 0,5 m3 až do 4 m3 ve výrobních halách pomocí mostových je áb je pom rn vhodná. Doprava speciálními pásovými dopravníky je možná pouze pro BS tuhé do sklonu 250 a m kké do 150 nelze dopravovat sm si tekuté. Pro dopravu m kkých sm sí m žou být povrchy pás opat eny hradítky. D ležité pro bezpe nou dopravu je slad ní rychlosti posuvu pásu, jeho sklonu, ší ky a výšky vysypávání. - 66 (170) -


Nejefektivn jší dopravou ve výrobních halách nejmén ovliv ující kvalitu dopravované sm si je doprava v korbových vozech. Na podp rné zav šené konstrukci bývá p esunována záv sná p epravní nádoba (viz obr. . 51), která se pohybuje mezi betonárnou a vytvá ecím pracovišt m. Podv sný zp sob dopravy BS v uzavíratelných nebo výklopných nádobách je vysoce automatizovatelný. Je též kapacitn velmi pružný a hodí se i pro p epravu p edeh átých sm sí. M že probíhat jak kyvadlov , tak v uzav eném okruhu od betonárny k vytvá ecím pracovištím - viz obr. . 52 a 53. Podv sné drážky s jednokolejnicovými nebo dvoukolejnicovými korbovými vozy mívají krom dopravního okruhu také výhybky umož ujicí p ejezd do okruhu pro išt ní a provád ní oprav nebo do odstavných okruh .

Tabulka 4 Vnitropodniková doprava betonových sm sí Doprava BS v úrovni podlahy

Doprava BS nad úrovní podlahy P etržitá ( periodická )

V nevýklopných p epravních nádobách

v p epravních nádobách je áby

Ve výklopných p epravních nádobách

v nádobách (korbových vozech) na podp rné konstrukci

nep etržitá dopravními pásy

v zav šených nádobách (podv sná doprava) Vysokozdvižnými vozíky

potrubím pneumaticky nebo erpadly

potrubím pneumaticky nebo erpadly

Obr. . 51 Doprava BS korbovým vozem 1 - podp rná konstrukce; 2 - korbový v z; 3 - rozprostíra BS ukládané do forem.

- 67 (170) -


Obr. . 52 Podv sná doprava BS ve dvoukolejnicových nádobách se spodním uzáv rem 1 - elektromotor pohonu; 2 - nádoba; 3 - kolejnice podv sné dráhy.

Obr. . 53 P dorysové schéma rozvozu BS podv snými nádobami 1 - nádoba; 2 - posuvné výhybky; 3 - mísírna BS; 4 - dopravní okruh; 5 - okruh pro išt ní a opravy; 6 - místa pro išt ní, údržbu a opravy. P i erpání beton je limitní hodnotou konzistence sm si a maximální zrno kameniva, p ípadn k ivka zrnitosti sm si kameniva. erpání beton je vlastn mechanické posouvání pomocí píst , v eten, rotor nebo tlakového vzduchu. erpané sm si jsou p ed vlastní dopravou nasáty nebo mechanicky posunuty do pracovního prostoru erpadla (píst , rotor nebo v eten) a poté tla eny dopravní cestou na místo ur ení. Dojde-li k p erušení dodávky i poruše, nesmí trvat déle než 20 až 30 min nemá-li dojít k ucpání potrubí. Zp sob je použitelný pro sm si erpatelné, plné, tekuté až velmi m kké, obvykle s Dmax = 22 mm. Max. zrno je ovlivn no pr m rem dopravního potrubí a typem erpadla. Postupn byly vyvinuty t i systémy erpadel BS: •

erpadla na tlakový vzduch

•

pístová erpadla.

•

rotorová erpadla

- 68 (170) -


5.1.1

erpadla na tlakový vzduch

Tuto kategorii nejvíce charakterizuje systém MIXOKRET, který spo ívá v tom, že BS se vpraví do tlakové nádoby mixokretu, v níž jsou umíst na horizontální lopatková míchadla, která udržují BS v homogenizovaném stavu. Nádoba se po napln ní BS hermeticky uzav e pomocí tlakové poklice tak, aby nedošlo k nežádoucímu úniku tlaku vzduchu. Poté se p ívodním potrubím natlakuje nádoba a otev e se výpustný ventil, za kterým je umíst na sm šovací hlavice, do které je možno b hem provozu dopoušt t tlakový vzduch a tím zrychlit dopravu BS. Pln ní MIXOKRET-systému se provádí bu p ímo BS nebo jejími komponenty do nádoby, kde lopatky zajistí mísení jednotlivých komponent. Dopravují se jím zavlhlé, m kké a tekuté BS do zrnitosti 16 mm pomocí ohebné vysokotlaké gumové hadice, na jejíž konci se umístí tzv. tlumi , což je opancé ovaná válcová nádoba bez dna, do které vyús uje dopravní potrubí. V pr b hu betonáže se dá p emís ovat na místa, kde je nutno uložit BS (manipulace je možná pouze v dob mimo spušt ní tlakového vzduchu). Provozní výkon tohoto systému je 2 – 4 m3/hod. Pro dopravu BS tlakovým vzduchem slouží pneumatické p epravníky. Princip jejich funkce vyplývá z obr. . 54.

Obr. . 54 Pneumatická doprava BS 1 - tlaková nádoba s uzáv rem 2; 3 - potrubí s odlu ova em vzduchu ( tlumi em ) 4 a deflektorem 5; 6 - ohebná hadice. Po každém napln ní za 45 až 60 s se BS p etlakem 0,30 MPa shora vtla í z nádoby do potrubí, ve kterém pak je tla ena na vzdálenost 100 až 200 m do rozší ené ásti, tzv. tlumi e. Odtud pak p ichází ohebnou hadicí, tzv. chobotem, do forem i bedn ní.

5.1.2

erpadla pístová

Jsou založena na principu dvoupístového erpadla. BS se nasype do násypky, v níž je umíst no horizontální lopatkové míchadlo, které homogenizuje BS. Po dostate ném napln ní BS tak, aby p i nasávání do jednotlivých komor nedošlo sou asn k nasátí vzduchu, za íná pracovat systém dvou píst jeden nasává a druhý vytlá í BS p es tzv. S-rouru do dopravního potrubí. Tato S-roura se pomocí dvou hydraulických válc p ehazuje od jedné pístové komory ke druhé. Pohyb všech ástí erpadla je zajišt n pomocí hydraulického systému, který se sestává z hydraulického erpadla a n kolika hydraulických válc . Centrální pohon je zajišt n bu dieselmotorem nebo elektromotorem (p í- 69 (170) -


kon 30 kW – 160 kW dle výkonu erpadla). Pístová erpadla jsou v sou asné dob nejrozší en jším systémem pro sv j velký výkon a možnost p ekonání velkých vzdáleností (až 1000 m vodorovn a 150 m navýšení). erpadla betonových sm sí jsou p evážn nej ast ji dvoj inná (obr. . 55). Pracovní výkon se pohybuje 40 – 180 m3/hod. EZ : PÚDORYS:

Obr. . 55 Doprava dvoj inným erpadlem fy STETTER A - nasávání BS; B - st ídavé nasávání s hydraulické vytla ování sm si.

5.1.3

erpadla rotorová

Jsou používána v menším m ítku než erpadla pístová a umís ují se hlavn do mobilních erpadel, které jsou ur eny pro kratší vzdálenosti (do 45 m). Princip rotorových erpadel na BS (známé též pod názvy WIBAU nebo PUMI) je založen na následujícím zp sobu: násypka se naplní BS, která se nasaje do gumové tlakové hadice (φ 100 mm). Ta je umíst na po obvodu bubnu za násypkou. V ose bubnu je rotor se dv ma kladkami, které po obvodu rotoru p ejíždí po hadici, ímž vytlá í BS z hadice do dopravního potrubí. Pracovní výkon se pohybuje do 60 m3/hod. Pro dopravu na staveništích mimo výrobny dílc se používají mobilní erpadla na automobilových podvozcích. Mají sv j centrální pohon a pracovní innost provozují výložníkem, který se skládá z n kolika ramen (princip skládacího metru) s dosahem od 16 do 65 m. Lze dopravovat sm si, od t ídy C16/20 s konzistencí od 100 mm do 180 mm sednutí kužele. Se zvyšující se t ídou je možné erpat BS i s nižší konzistencí (od 80 mm sednutí kužele výše). Schopnost erpání v závislosti na konzistenci je závislá na obsahu cementového tmele, typu p ísad, k ivce zrnitosti a max. zrnu kameniva. Mobilní erpadla používají následující systémy: •

pístový – dosah výložníku 21 m – 62 m

•

rotorový – dosah výložníku 16 m – 28 m.

- 70 (170) -


6

Výroba výztuží

Technologicky vhodné a hospodárn vyrobitelné výztužné prvky musí spl ovat krom statistických požadavk tyto zásady: • tvary výztužných prvk musí být co nejjednodušší a proveditelné dostupnými výrobními mechanismy • druhovost výztužných prvk má být co nejmenší p i co nejv tší opakovatelnosti jejich výroby.

Výroba výztužných prvk za íná rozd lením do skupin podle technologické podobnosti, umož ující vytvá et výztužné prvky s možností menších úprav prakticky stejnými postupy a na stejných za ízeních. Výztužné prvky se podle druhu a profilu ocelí d lí na prvky : • z prutové oceli rovné nebo ohýbané, p íp. sva ované z více ástí • ze svitkové oceli jen rovnané a st íhané, ohýbané, pop . sva ované • ze sva ovaných sítí • z rohoží • z válcovaných profil • z p edpínací výztuže • z rozptýlené vláknové výztuže • kombinované z r zných druh .

N které z t chto výztužných prvk mohou být dodávány od externích dodavatel hotové a sta í je pouze spojovat ve výztužné prvky - výztuže. P i jejich výrob se využívá operací vyzna ených ve schématu na obr. . 57. Podle druhu prvk a složitosti výztužných celk tvo í pracnost výroby výztuže 15 až 40% z celkové pracnosti výroby dílc . Stroje používané p i výrob výztužných celk d líme na: •

st íha ky

•

rovna ky

•

sva ovací agregáty

•

speciální stroje (t mínkova ky, atd.)

• •

istící za ízení ohýba ky

- 71 (170) -


Obr. . 56 Struktura podsystému výroba výztužných prvk

6.1

St íhání prutových ocelí

St íha ky jsou stroje s možností st íhat profily od 4 do 40 mm. Pot ebná st ihová síla v elistech se pak pohybuje podle t ídy oceli od 1600 do 940 000 kN. U mechanických st íha ek vlastní st ih vykonávají dva ploché nože, z nichž jeden je pevný a druhý vykonává st ižný pohyb viz. obr. . 57. Pohyb nože je vyvozen bu klikovým mechanizmem p es spojku se setrva níkem nebo více se využívá st íha ek s hydraulickým ovládáním elistí. Ploché nože elistí vytvá í na konci ust iženého prutu ot ep a p i meze e 1 – 2 mm mezi elistmi i nerovnou plochu st ihu, což znesnad uje jejich další spojování. Tuto vadu odstra ují kotou ové st íha ky nebo rozbrušova ky, které fungují na principu t ení a odtavování materiálu pomocí rotujícího kotou e. Obvodová rychlost kotou e musí p itom být okolo 5500 m.min-1. Rozbrušova ky používají brusný kotou tlouš ky 3 až 5 mm. Pro v tší výkon se používají st íhací stoly. St íha ka je umíst na na pojízdném most pohybujícím se podél box s ty ovou ocelí. Prut se pak - 72 (170) -


z p íslušného boxu vsune mezi elisti st íha ky pod elektronický sníma délky, který uvede automaticky elisti do pohybu. Za ízení má programovatelnou volbu délky prutu, sledu jednotlivých st ih a po ítací za ízení. ídící po íta podle nastavení základní vstupní délky prutu ídí po adí st ih , aby prost ih oceli byl menší jak 1%. Výkonné st íha ky umož ují stíhat více prut najednou v jednom pracovním záb ru. Pro menší objemy se využívají ru ní p enosné hydraulické st íhací n žky, které mohou st íhat až profily do 40 mm. Samostatnou skupinu pak tvo í st íha ky sítí. Podle principu se d lí na: •

hydraulické

•

s pohyblivou elis ovou st íhací hlavou

•

s pohyblivou rozbrušovací hlavou.

Hydraulické st íha ky jsou složené z p estavitelných hydraulických prost ihova ek podobných ru ním. St íha ky s pohyblivou elis ovou st íhací hlavou jsou tvo eny elektromotorem pohán nou hlavou se stále st íhajícími elistmi. Hlava se na saních st íhacího stolu posouvá p í n p es st íhanou sí . Po et kmit elistí a rychlost pohybu hlavy je možno volit. St íha ky s pohyblivou rozbrušovací hlavou mají nožovou hlavu nahrazenou rozbrušovacím kotou em.

Obr. . 57 Princip funkce st íha ky betoná ských ocelí. Je-li st íha ka nepojízdná - viz. obr. . 58, jsou pruty sunuty po vále kové trati na odm ovací st l až po odm ovací idlo a poté ust iženy s p esností ± 1 až 2 mm.

- 73 (170) -


Obr. . 58 St íhání prutové oceli na dané délky 1 - vále kový st l pro posun prut ; 2 - odm ovací st l; 3 – stabilní st íha ka; 4 – odm ovací st l; 5 – m ící idlo.

Obr. . 59 Schema AUT ízené st íhací linky 1 - rozvol ovací st l se svazkem prut 2; 3 - za ízení pro p ekládání nast íhaných prut na vále kový dopravník 4; 5 - odm ovací st l s m ícími idly 6; 7 - st íha ka s AUT ízeným pojezdem dle p edvolených délek; 8 - odb rný žlab nebo dopravník; 9 - ídící systém s p edvolbou délek a po tu cykl . Na rozvol ovacím pracovišti, kam byly svazky prut dopraveny je ábem, dochází k uvoln ní prut a k m ení délek. Pruty vyhovující délky pak p echázejí v po tu nejvhodn jším pro využití st íha ky do p eklada e, z n hož jsou p eklopeny na hnaný vále kový dopravník. Odtud procházejí st íha kou na odm ovací st l, na n mž je n kolik narážek. St íhací linka m že být bu vybavena AUT ízením pro optimalizaci délek st íhaných prut a tím i minimalizaci odpadu pro st íhání po tu prut dle st íhacího plánu uloženého v pam ti po íta e, nebo p edvolí délky a po et st íhaných prut obsluha. St íha ka pojíždí ve sm ru uložení prut a provádí st ihy dle AUT nastavené p edvolby. Po ust ižení jsou pruty shozeny do sb rného žlabu nebo p esunuty na dopravník a dopravovány ke kompleta nímu pracovišti.

6.2

Tvarování ty ových ocelí

Po nast íhání prut na ty e následuje tvarování (ohýbání). Aby ocelový prut z stal po ohybu v požadovaném tvaru, musí být p ekro ena mez te ení materiálu. Ohyb zp sobí dv deformace - trvalou a elastickou. Po ukon ení p sobení ohýbací síly p estane v prutu p sobit nap tí a prut se áste n vrátí do p vodního stavu (dopružení materiálu). Jestliže ovšem nap tí v krajních - 74 (170) -


vláknech dosáhne mez pevnosti, materiál na povrchu praská. Pro každý materiál je p i ohýbaném pr m ru profilu daný minimální polom r ohybu. Ohýbání ty ové oceli se d je viz obr. . 60 bu : • trnem • krátkým nebo dlouhým ramenem o op rnou lištu • navíjením na tvarovací p ípravek.

Obr. . 60 Ohýbání ty ové oceli A a B - ohýbání trnem; C - ohýbání krátkým a D - dlouhým ramenem o op rnou lištu; E - ohýbání navíjením více prut na tvarovací p ípravek 1 - ohýbací kotou ; 2 - ohýbací a 3 - op rný trn; 4 - ohýbací rameno; 5 - kapsa pro vložení prut ; 6 - tvarovací p ípravek (vym nitelný).

- 75 (170) -


Prut vložený do ohýba ky a ohýbaný trnem vloženým do n kterého z otvor ohýbacího kotou e se musí opírat o op rný trn umíst ný v p íslušném otvoru n které z lišt, které mohou být posuvné; jinak by se prut otá el a neohýbal. P i ohýbání ramenem lze vytvo it 2 ohyby najednou, protože trn osazený do ramene ohýbá prut opírající se o op rný trn p es trn ohýbacího kotou e a sou asn vytvá í druhý ohyb dotla ením prutu k op rné lišt . Po et sou asn vytvá ených ohyb lze ješt zv tšit tím, že se ohýbá více prut ty ové oceli najednou. V tší po et ohyb najednou na více prutech p i výrob velkých sériích stejných prvk lze vytvo it navíjením na ohýbací p ípravek (obr. . 61 E), kdy však je t eba brát v úvahu zp tné pružení oceli po vyjmutí z ohýbacího p ípravku, ohýbací úhly je proto nutno zv tšit. Pracnost ohýbání se zmenšuje a p esnost zv tšuje programovým ízením ohýba ek, které mívají možnost p edvolby více úhl ohyb a rychlostí (od 5 do 15 ot. min-1). Pro výrobu t mínk se používá t mínkova ka, které má navíjecí p ípravek tvaru t mínk . Ocel odvíjená ze svitku prochází mezi dv mi vodícími kladkami. P ítlak kladek musí být takový, aby se dosáhlo dostate ného nap tí v navíjené výztuži. Nastavením otá ek p ípravku a posuvu suportu se dosahuje požadované stoupání šroubovice. Používané pr m ry drát jsou 5 až 12 mm. Vysoké p esnosti vyráb ných prvk lze docílit pouze na vysoce automatizovaných za ízeních, které v tšinou sou asn plní funkci rovna ky, st íha ky a ohýba ky.

6.3

Výroba výztužných prvk z ocelí ve svitcích

Ve svitcích bývá dodávána hladká a žebírková ocel do φ 14 mm, patentované dráty a p edpínací lana. Ocel sto ená do svitk s vnit ním pr m rem 500 až 800 mm je p i stá ení namáhána nad mez te ení a z stává tedy trvale deformovaná. Svitkové oceli je p ed dalšími operacemi t eba vyrovnat na strojích – rovna kách, které se d lí na rovnání m kké výztuže a patentovaných drát . Existují i univerzální rovna ky, které mají vym nitelné rovnací a tažné za ízení. P i rovnání se ocel namáhá nad mez te ení tak, že u ní vyvoláme zbytkové deformace, kterými se prut vyrovná. Zbytkové deformace v oceli dosáhnete natahováním, op tovným ohýbáním, válcováním za studena, resp. kombinováním výše uvedených postup . Rovna ky d líme na : •

kladkové

•

s rotujícími pr vlaky

•

natahovací a kombinované.

Rovnání svitkové oceli soustavou kladek probíhá podle obr. . 61 a jeho nevýhodou je, že dochází k vyrovnání pouze v jedné rovin (nikoli prostorov ). Ú inn jší rovna ky mají 2 soustavy kladek, z nichž druhá je pooto ená o 900. Prut odvíjený ze zásobníku je tažen hnanými koly, která jej svírají zna ným

- 76 (170) -


tlakem. U patentovaného drátu m že docházet k ovalizaci pr ezu o 0,1 až 0,2

mm a následn k nesnázím p i jeho kotvení. Obr. . 61 Princip rovnání oceli soustavou kladek 1 - kladky pevné, 2 - posuvné; 3 - rovnaná ocel.

Obr. . 62 Rovna ka s kladkovým rovnacím blokem a – celkové uspo ádání, b – detail rovnacího bloku 1 – kotou oceli, 2 – zásobník, 3 – p edrovnací blok, 4 – kladka, 5 – rovnací blok, 6 – tažná kola, 7 – p evod, 8 – tažný blok, 9 – elektromotor, 10 – pružina, 11 – nastavovací šroub, 12 – pevná kladka, 13 – p estavitelná kladka, 14 – p estavovací šroub. Kladkové rovna ky – ocel se odvíjí z kotou e uloženého na oto ném bubnu a je vtahována do p edrovnacích kladek, které jsou v i sob mírn p esazeny (viz obr. 63). Ocel pak prochází rovnacím blokem, kde jsou rovnací kladky, pevné a p emístitelné. Vzájemná poloha kladek pak zp sobuje deformace prutu a p i ur ité poloze kladek pak drát vychází vyrovnaný. P edrovnací a rovnací bloky jsou v i sob pooto eny o 90 0C. Ocel je p es kladky tažena t ením pomocí dvojice tažných kol se žlábkem. Pro r zné pr m ry drát je nutno tažná kola vym nit.

- 77 (170) -


Obr. . 63 Schéma rovnací a st íhací linky 1 - rovnaný a st íhaný drát; 2 - navád ní; 3 - rovnání; 4 - išt ní; 5 tažení podávacími kladkami; 6 - st íhání; 7 - odb rný žlab. Rovna ky s rota ním rovnacím blokem – v tomto p ípad jsou kladky nahrazeny rota ním blokem s pr vlaky. Pomocí stav cích šroub lze m nit výst ednost kamen v i ose rotace. P i rovnání blok rotuje, ímž je drát vyrovnáván a zárove išt n. Rovnání sítí v rohožích se provádí na speciálních bubnových rovna kách. Rovnací a st íhací linka (obr. . 63) umož uje po navedení hladké oceli φ 6 až 12 mm její prostorové rovnání rychlostí 0,5 až 1 m. s-1 ( výkon 1,6 až 3,2 t. h-1 ) v tzv. rovnacím bubnu s následným išt ním povrchu od rzi a okují. Rovnaný drát je tažen hnanými podávacími kladkami, které jej svírají. St íhání drátu za jeho pohybu umož ují kotou ové odvalovací nože. Nast íhané kusy v délce 0,7 m až 12 m jsou pak AUT po ítány a padají do odb rného žlabu. AUT ídící systém umož uje p edvolit délku st íhaných prut , jejich po et a po et prut ve svazku.

6.4

Úprava a tvarování plošných výztužných prvk

N které výztužné prvky jsou použitelné pro sestavování prostorových výztužných celk bez jakýchkoli dalších rozm rových i tvarových úprav. Takovéto úpravy však bývají nezbytné u sva ovaných sítí a rohoží. Bodov sva ené sít svinuté v rolích je nutné vyrovnat a nast íhat na rohože. Odvíjená sí ovina zpravidla nejd íve prochází soustavou rovnacích válc , potom bývá p í n p estavitelnými noži st íhána ve sm ru podélném a další st íhací soustavou ve sm ru p í ném. St íha ky sí ovin bývají : • nožové • n žkové (hydraulické) – jsou sestavené z p estavitelných hydraulických prost ihova ek •

elis ové – st íhací hlava se stále st íhajícími elistmi se posouvá na saních nap í st íhanou sítí

• s rozbrušovacími kotou i – st íhací hlava je nahrazena rozbrušovacím kotou em.

Pro prostupové otvory a vybrání v rohožích lze pracnost zmenšit použitím prost ihovacích hydraulických n žek (φ do 14 mm).

- 78 (170) -


Ohýbání rohoží je obdoba ohýbání ty ové oceli. Místo pevného ohýbacího epu se však rohož, která je plošným útvarem, ohýbá p es pevnou ohýbací hranu, místo oto ného ohýbacího trnu je oto ná ohýbací hrana a místo op rného trnu op rná plocha (hrana) viz obr. . 64.

Obr. . 64 Schéma jednoduché ohýba ky rohoží 1 - rohož; 2 - ohýbací st l; 3 - op rná plocha - hrana p itla ující rohož ohýbanou oto nou ohýbací hranou 4 se servomotorem 5. Dopl kovým za ízením k ohýba kám je nap . p ekláp cí st l, který umož uje obracet jednotlivé rohože.

6.5

Spojování oceli ve výztužné prvky

Rovné a ohnuté výztužné prvky se spojují do plošných a prostorových výztužných prvk vázáním nebo sva ováním. K vázání se používá páleného drátu φ 0,9 až 1,4 mm. Energeticky úsporné, i když pracné, je vázání u n kterých výrobk , kde se nesmí provád t sva ování. V zemích EU je sva ování u vybraných typ výrobk zakázáno. Z r zných zp sob sva ování se nej ast ji používá sva ování odporového, obloukového, n kdy v ochranné atmosfé e. Odporovým bodovým sva ováním lze vytvá et bu staticky nenosné spoje, nebo nahrazuje vázání, je možné je nahradit i lepením. Podmínkou dokonalého sva ení je istota povrchu prut , nesmí být mastné a zkorodované, svá ecí as musí odpovídat dosažitelnému proudu a tlaková síla druhu a pr m ru sva ovaných ocelí. asto se využívá p esuvných zav šených jednobodových svá e ek s bodovacími klešt mi - schéma je na obr. . 65.

- 79 (170) -


Obr. . 65 Zav šená jednobodová svá e ka - funk ní schéma 1 - bodovací klešt se spína em 2; 3 - hydraulický rozvod 4; 5 hydraulické za ízení; 6 a 10 - trafo; 7 - regula ní obvod; 8, 9 a 11 kabely; 12 - protizávaží; 13 - záv sná kolejnice; 14 - regulátor doby svá ení. Vícebodové svá ecí agregáty bývají vždy stabilní, zatímco jednobodové mohou být p enosné .

Obr. . 66 Vícebodový sva ovací agregát 1 - transformátor pro 2 páry elektrod; 2 - rám s horními elektrodami; 4 - st l se spodními elektrodami; 3 - sva ované výztužné profily; 5 - nosná konstrukce; 6 - p ívody proudu. Bodovací klešt umož ují sva ování i prostorových výztuží. Pro sva ování plošných bodov sva ovaných sí ovin a m ížovin ve velkých množstvích je naopak výhodné použití mnohabodových sva ovacích agregát - viz obr. . 66. Vícebodové svá e ky bývají 4, 8, 10 až 18-bodové, s p edvolbou rozte e podélných i p í ných prut , s jejich AUT vkládáním a vypadáváním p í ných prut . Tenké profily - podélné i p í né - mohou být odvíjeny p ímo ze svitk . Podle výkonu stroj lze sva ovat k ížové spoje až 32/32 mm, p i emž tlak je vyvozován hydraulicky nebo pneumaticky. Pr b h sva ování vícebodových automat je ízen elektronicky. Také výroba bodov sva ovaných sí ovin a rohoží (obr. . 67) - dosahuje vysokého stupn automatizace.

- 80 (170) -


Obr. . 67 Linka pro výrobu bodov sva ovaných sí ovin a rohoží 1 - konzolový je áb pro osazování drátu do zásobník 2; 3 - podp ra s vodícími vále ky; 4 - rovnací ústrojí; 5 - styková svá e ka; 6 - bruska; 7 - vícebodový sva ovací automat se za ízením pro p ísun p í ných drát 8 (s rovna kou); 9 n žky pro st íhání nap í a 10 - pro st íhání podél; 11 - vále ková tra ; 12 spec. d lící ústrojí; 13 - paketova sítí (rohoží); 14 - vahadlo pro odvoz paket mostovým je ábem 15; do svitk . Obloukové sva ování výztuží pat í p i výrob dílc stále k nejrozší en jším zp sob m spojování, i když bylo do zna né míry nahrazeno sva ováním odporovým. Elektrický oblouk ho í mezi sva ovaným materiálem a ru n nebo mechanicky vedenou, pop . automaticky ízenou elektrodou. Pro obloukové sva ování se používá za ízení na stejnosm rný proud (to ivých sva ovacích agregát nebo usm r ova ) a na st ídavý proud (sva ovacích transformátor nebo sva ovacích poloautomat na sva ování v ochranné atmosfé e CO2 ). Výhodou usm r ova oproti to ivým svá ecím agregát m je menší spot eba energie, hlu nost a menší hmotnost. Použití stejnosm rného proudu dává stabiln jší oblouk než proud st ídavý, u n hož však je menší spot eba energie. Kvalitu svar pak lze ovlivnit vhodnou volbou elektrod. Pro obloukové sva ování platí zvláštní bezpe nostní p edpisy, mimo jiné ochrana proti intenzivnímu ultrafialovému a ultra ervenému zá ení a proti vznikajícímu plynnému fluoru, který je nutno odsávat a p ivád t istý vzduch. P i sva ování v ochranné atmosfé e ho í oblouk v ochranné atmosfé e CO2, ve které je sva ovaná ocel chrán na p ed p ístupem vzduchu a sva ovací teplota se zv tšuje. Používá se mangano-k emi itých elektrod nebo automaticky podávaného svá ecího drátu. Jiné kovy bývají sva ovány v ochranné atmosfé e nete ných plyn (argonu, helia). P i výrob výztuží je t eba kontrolovat zejména jejich rozm rovou p esnost a pevnost spoj , zvlášt pak staticky zatížených spoj . Pro zabezpe ení p esné polohy výztužných prvk a vylou ení dalšího p em ování jsou na montážních stolech p estavitelné úložné a vodící zarážky, posuvné a vym nitelné šablony obr. 68.

- 81 (170) -


Obr. . 68 Oklopná šablona (st l) pro sestavování a vkládání výztuže 1 - ramena šablony se žlábky pro p enosné uložení prut ; 2 - p ekláp cí hydraulika; 3 - vozíková podložka, na kterou se výztuž ukládá. Celý proces výroby výztužných celk probíhá v armovnách, kde jsou soust ed ny všechny pot ebné výrobní za ízení. P íklady jejich možného ú elného rozmíst ní jsou na následujících obr. . 69 a 70.

Obr. 69 Armovna s nep íliš tuhou vazbou výrobních operací, s mechanizací a automatizací pro nep íliš prom nný sortiment výztuží 1 – sklad ocel s p ísunem oceli do armovny pomocí je ábu; 2 – automatická rovna ka a st íha ka svitkové oceli; 3 – pojízdná st íha ka s odkládacím vále kovým stolem; 4 – ohýba ka s vále kovými stoly 5; 6 – t mínkova ka; 7 – st íha ka sítí; 8 – ohýba ka sítí, 9 sestavování a spojování výztuží, 10 - sb r odpadu - prost ih.

- 82 (170) -


Obr. 70 Armovna s velmi tuhou vazbou výrobních operací, s mechanizací a automatizací pro stálý, homogenní sortiment výztuží 1 – sklad oceli se zajišt ním p esunu; 2 – automatická rovna ka a st íha ka svitkové oceli; 3 – za ízení pro bodové sva ování žeb í k ; 4 – paleta na p í né pruty; 5 – paleta na žeb í ky; 6 – za ízení pro výrobu plošných výztuhových prvk ; 7 – automatický vícebodý svaovací agregát; 8 – paleta na rohože nast íhané z bodov svá ených sí ovin; 9 – ohýba ka bodov sva ovaných rohoží; 10 – skládky ohnutých rohoží; 11 – kabina pro sva ování obloukem; 12 – sládky hotových vyztužovacích celk .

- 83 (170) -


7

Formy na výrobu betonových stavebních dílcu

Formy pro výrobu betonových dílc ovliv ující vzhled a tvar povrch , pracnost vytvá ení (sestavování, pln ní, odformování), p íp. rychlost tepelného UTB. Náklad na výrobní formy tvo í až 60% náklad na výrobní za ízení. Proto je nutná sou innost technologa výroby dílc s konstruktérem forem. Krom hospodárného provedení musí forma vykazovat p im enou trvanlivost, spolehlivost a p esnost. Tabulka 4 P ehled zp sob formování Poloha dílc p i vytvá ení

A

Horizontální - výroba bez vykláp ní dílc z forem

Horizontální - výroba v obrácené poloze s vykláp ním dílc z forem Vertikální výroba jednotliv nebo po dvou dílcích najednou B

Zp sob a postup odformování Druh a provedení forem a jejich ástí Sejmutí bo nic, el a Bo nice, ela a vložky z AA vyjmutí ásti vložek odnímatelných ástí ihned po zhutn ní dílc Celistvé formovací rámy (tzv. stahovací formy) AB Úplné odformování až Bo nice a ela odkláp cí po zatvrdnutí dílc za nebo odsouvací, vložky normálních nebo zvýše- vyjímatelné, povrch otených teplot v ený Bo nice a ela skláp cí nebo odsouvací, vložky vyjímatelné, povrch uzav ený AC Vykláp ní dílc ihned P ekláp cí formy kónicpo zhutn ní nebo po kého tvaru zatvrdnutí s odnímatelnými vložkami, pop . krycími deskami Odejmutí nebo odsunutí Jednotlivé formy nebo bo nic a el po zatvrddvojformy nutí s odnímatelnými ástmi a vložkami BA Oklopení nebo odsunutí bo nic a el po zatvrdnutí

Vertikální výroba po více díl- BB cích najednou (po skupinách)

Jednotlivé formy nebo dvojformy s oklopnými nebo odsuvnými st nami a ely, s vyjímatelnými ástmi a vložkami Rozebírání nebo mecha- Vícedílné (skupinové) nické rozevírání vícedíl- formy (vertikální baterie), ných forem vždy až po st ny posuvné, ela pevzatvrdnutí dílc ná, okláp cí nebo odsuvná, další ásti firem a vložky vyjímatelné

- 84 (170) -


7.1

Základní ásti forem

Forma je ást vytvá ecího za ízení, které dává tvar a udává rozm rovou p esnost výrobku v etn úpravy povrchu a ovliv uje zp sob vytvá ení, odformování a pracnost výroby. Formy musí být dostate n tuhé, aby nedocházelo k jejich deformacím zatížením od betonu i dynamickým namáháním p i zhutování.. Sou asn musí být t sné, aby nedocházelo k vytékání cementového tmele. ] Hlavními ástmi vytvá ecích forem jsou : •

formovací podložka – rovinná základní nosná ást formy, na kterou jsou pevn nebo odnímateln p ipojené další ásti

•

formovací rám – tvo í odnímatelný obrysový tvar dílce

•

st ny, bo nice – tvo í vn jší ást formy, mohou být pevné, oklopné, odsuvné, odnímatelné

•

jádro – vytvá í dutiny žádané z technologických i statických d vod (odleh ení)

•

vložky pro vytvo ení prostupových otvor a vybrání nebo pro d lení formy na více ástí

•

ásti a prvky spojovací, ustavovací, zabezpe ující tvarovou a rozm rovou p esnost, p íp. též t snost forem a stálost polohy vložek v pr b hu vytvá ení dílc

•

prvky pro manipulaci s formou

•

speciální vybavení, nap . zhut ovací, UTB, kotvení p edpínacích sil apod.

Charakter podložek mají i vytvá ecí podlahy a nep enosné matrice a charakter forem má vytvá ecí ústí - a již protla ovací nebo pro vytvá ení vibrotažením. Matrice jsou zvláštní druhy forem pro výrobu plošných dílc , jejichž hlavní sou ástí je vytvarovaná podložka umož ující otisk tvarov složité plochy matrice do pohledové plochy výrobku (nap . matrice pro žebrové panely, pohledové betony). Formy m žeme d lit podle : - polohy dílc p i vytvá ení rozlišujeme formy vodorovné - horizontální a svislé – vertikální •

zm n místa v pr b hu vytvá ení - pevné a p esuvné

•

konstruk ního ešení

•

rozsahu použitelnosti - jednoú elové nebo víceú elové - flexibilní, umožující vytvá et dílce r zných druh , pop . vložením d lících p í ek

•

zp sobu odformování

•

po tu sou asn vytvá ených dílc - individuální, vícedílné (skupinové bateriové)

- 85 (170) -


•

zp sobu zhut ování dílc – nevibra ní, vibra ní (opat ené budi i vibrace) nebo formy opat ené jinými zp soby zhut ování (lisování, vibrolisování)

•

zp sobu UTB - neproteplované, proteplované

•

zp sobu odformování - odformování v erstvém nebo zatvrdlém stavu.

7.2

Konstruk ní materiál forem Pro volbu materiálu forem jsou rozhodující tato kriteria:

•

požadovaná p esnost výrobku

•

velikost vyráb né série výrobk

•

zp sob zhut ování betonové sm si

•

požadovaná kvalita povrchu

•

finan ní možnosti.

•

možná doba pro jejich výrobu

D evo – používá se pro formy v kusové i malosériové výrob . Formy jsou málo p esné, což je zp sobeno zejména vlivem objemové nestálosti d eva za p sobení vlhkosti a tepla. Vlhkost použitého d eva by m la být < 15%. Pro kusovou výrobu dílc i složitých tvar s dokonalými povrchovými plochami se používá asto d ev ných forem s funk ními povrchy vyloženými plechem, umakartem i vodovzdornými p ekližkami, na nichž jsou všechny nerovnosti i h eby vytmeleny. Tyto úpravy zvyšují i životnost a p esnost forem. Ocel - p evažující provedení, které se uplat uje u cca 70% všech forem. Výhodou je vysoká pevnost, p esnost, dobrá tvarovatelnost, obrobitelnost a sva itelnost. Nejvíce se používá konstruk ní ocel t ídy 11. Ocelové formy se dají jednoduše spojovat a skládat p i využití mechanizace. Díky výborným mechanickým vlastnostem oceli dosahují nejvyšší fyzické životnosti. Plasty – nej ast ji se používají sklolamináty, které mohou být vyztužené ocelovou kostrou. Dají se z nich vyrobit velmi složité tvary p i vynaložení relativn nejnižších výrobních náklad . Polyuretanové matrice se uplat ují p i výrob obkladových pohledových beton . Pro dekorativní dílce se používají formy z polystyrenu pro jedno použití. Pryž – používá se pro reliéfové matrice vkládané do ocelových forem p i výrob pohledových beton . Tvrdost pryže musí být v rozmezí 30 až 50 Shore. Pryž musí být odolná v i odformovacím prost edk m. Beton – používá se pouze jako formopodložka, nap . na dlouhých tratích (Partek). Pro zvýšení životnosti se užívají i dražší polymerbetony. Ve zvláštních p ípadech se vhodn využívá výhod jednotlivých výše uvedených materiál a používá se kombinace r zných materiál

- 86 (170) -


7.3

Požadavky na spolehlivost, p esnost a životnost K funk ním vlastnostem, které musí formy spl ovat, pat í:

• spolehlivost spojení ástí formy a vložek, stálost jejich polohy v pr b hu celého výrobního procesu p i dosažení požadované p esnosti dílc • možnost dokonalého zapln ní formy BS, snadného a rychlého odformování dílc bez jejich poškození • bezpe nost p i všech manipulacích s formou • vysoká odpovídající životnost.

Proto se podle SN „Formovacia technika na výrobu silikátových prefabrikátov“ již v technické dokumentaci forem mají uvád t hodnoty ukazatel spolehlivosti dle SN 01 0606. Rozm rová p esnost a rovinnost forem se odvozuje od max. p ípustných rozm rových tolerancí a odchylek rovinnosti dílc , obsažených v SN 73 0010 - Zm na a a SN 73 02 12-5. Je vždy nutné, aby p esnost forem byla nejmén o jeden, lépe však o 2 stupn p esnosti vyšší než požadovaná p esnost dílc . Vztah p esnosti forem ku p esnosti dílc bývá též vyjad ován sou initelem p (viz. rovnice 15), jehož hodnoty podle DRLÍKA je pro dílce náro né na p esnost p = 0,20, pro mén náro né p = 0,50. p=

δf δd

(10)

kde δf max. p ípustná tolerance forem umož ující dodržení δd p ípustné tolerance dílc . Fyzickou životností forem se rozumí po et výrobních cykl , po který ješt lze vyráb t dílce p edepsané jakosti a rozm rové p esnosti. Požadavek, kdy až do konce fyzické životnosti forem nesmí být max. p ípustné tolerance dílc p ekro eny, vyjad uje vztah (10). Td = δf + δop + y ......... [ mm ]

(11)

kde Td [ mm ] - je tolerance dílc , m nící se používáním forem (na za átku je Td < δd ; dosažení Td = δd signalizuje konec životnosti forem); δf [ mm ] - max. p ípustné tolerance forem; y [ mm ] - deformace ástí forem, δop [ mm ] - hodnota opot ebení. Formy o p ípustné toleranci δf lze vyrobit z jakéhokoli materiálu. Velikost opot ebení a deformace (δop a y ) jsou však materiálem forem ovliv ovány velmi podstatn . Krom toho závisí siln životnost forem na zacházení a na údržb . Informativní údaje o trvanlivosti forem a jejích sou ástí p i správném zp sobu používání a udržování jsou v tabulce 5.

- 87 (170) -


Tabulka 5 Informativní hodnoty trvanlivosti forem z r zných materiál Formy

Kovové Železobetonové D ev né D ev né oplechované Sklolaminátové Pryžové

7.4

Trvanlivost - maximální po et výrobních cykl u forem Odformování Odformování po zatvrdnutí v erstvém bez tepelného UTB s tepelným UTB stavu 50 000 4 000 2500 1 000 500 1 000 150 20 1 500 200 50 1 000 500 100 2 000 1 000 500

Zásady dimenzování forem P i navrhování a dimenzování forem je t eba p ihlížet k ad aspekt :

• namáhání p i r zných manipulacích (odformování, zvedání, okláp ní)

išt ní, sestavování,

• namáhání p i zhut ování (nap tí, rázy, vibrace) a tlaky od BS na dno a st ny forem • namáhání expanzními silami p i tepelném UTB a nap tí p i zm nách teplot, teplotní dilatace na dlouhých drahách • namáhání od vnášeného p edp tí

P i odformování dílc kolmo k jejich ploše je nutné p ekonat nap tí 10 až 50 kPa podle druhu separa ního p ípravku a drsnosti povrchu formy. Pro odformování dílce o ploše 10 m2 je t eba vyvodit sílu 100 až 500 kN, která vícenásobn p esahuje tíhovou sílu od hmotnosti dílc v etn hmotnosti forem. Proto musí odformování probíhat po ástech p i áste né deformaci forem nebo dílc . St ny forem mohou mít otvory pro umožn ní p ístupu vzduchu a porušení vakua na styku dílce s formou, tyto se ovšem snadno zanesou cementovým tmelem a p estávají být funk ní. Snadné je odformování horkých dílc po tepelném UTB z rychleji chladnoucích forem nebo po vnesení p edp tí na dlouhých drahách. Obtížn jší je odformování zatvrdlých dílc s hlubokými žebry apod. V takových p ípadech bývají dílce z forem hydraulicky vytla ovány.

7.4.1

Dynamické ú inky p i vibraci

P i p sobení vibrací nesmí docházet k rezonanci forem, p íp. jejich ástí. Proto je p i navrhování forem nutné stanovit jejich vlastní kmito ty fo a v p ípad , že se jejich hodnota odchyluje od první nebo druhé harmonické frekvence (ohrožují trvanlivost forem nejvíce) o mén než ± 10%, je t eba tuhost forem vhodn upravit.

- 88 (170) -


7.4.2

Stanovení tlak na dno a st ny forem od uložené BS

Tlak pD,L BS na dno formy p i lisování p i zanedbání t ení o svislé st ny je (12) pD,L = pBS + pL = ρBS . g . hBS + pL = 9,81 . ρBS . hBS + pL ..... [kPa] (12) Lisovací tlak však bývá vhodné vyjád it tzv. náhradní výškou hn BS. P i pr m rné ρBS = 2345 kg . m-3 ( B ) by vrstva o výšce 1 mm vyvodila na dno tlak (13) pBS = 9,81 . 2345 . 0,001 = 23 Pa = 0,023 kPa (13) Náhradní výška hn v [ mm ] proto bude (14) hn = pL . 0,023

(14)

kde

pBS - tlak vyvozený sloupcem betonu pL - lisovací tlak ρBS – objemová hmotnost betonu hBS - výška sloupce betonu. Podle toho pak m žeme vztah (12) p i zavedení p ítlaku pL i pro pouhou vibraci (bez lisovacího tlaku) za p sobení jen samozhut ovacího tlaku pBS upravit do tvaru (15) pD,L = 9,81 . ρBS ( hBS + hn ) ......... [ kPa ] (15) Tlak pD,V na dno formy p i vibraci, resp. pD,VL p i vibrolisování lze stanovit prakticky obdobn , avšak s vynásobením rov. (15) dynamickým sou initelem kd (16) pD,VL = [ 9,81 ρBS ( hBS + hn ) ] . kd .......... [ kPa ] (16) Dynamický sou initel má tyto p ibližné hodnoty : p i pVL<3 kPa ......…………kd = 2,0; p i pVL = 3 až 10 kPa .......... kd = 1,6; p i pVL=10 až 100 kPa ........ kd = 1,3; p i pVL > 1000 kPa …............ kd = 1,2. Uvedené vztahy jsou použitelné jen do max. hBS = 300 mm. P itom do hBS = 100 mm se bere tlak na dno plnou hodnotou a p i hBS > 100 mm se po ítá s roznášením pod úhlem 450. Tlak pS,L na st ny forem p i lisování lze stanovit jen p ibližn (17) pS,L = 0,35 až 0,25 pD,L ........ [ kPa ] (17)

Pro vrstvy zhut ováné BS vyšší než 300 mm je samozhut ovací tlak (18) pBS = 9,81 . ρBS . hBS . tan2 ( 45 - 0,50 ϕ ) ...... [ kPa ] (18) kde ϕ [ rad ] - je úhel vnit ního t ení BS, závislý na konzistenci K. P i tekutosti BS odpovídající fiktivn K = 0 až 1 [ s ] VeBe je ϕ = 0 až 1,50, p i K = 35 [s] VeBe ϕ = 40 0C. Se z etelem ke konzistenci BS jsme proto vztah (18) pro výpo et samozhut ovacího tlaku pro ρBS = 2345 kg . m-3 upravili pro max. hBS ≤ 2400 mm na (19) pBS = 23 . hBS . e ( -0,05 K ) ................. [ kPa ] (19)

P i zhut ování vibrací se výraz v rovnici (19) pouze vynásobí dynamickým sou initelem kd a p sobí-li sou asn i dolisovací p ítlak, p evede se jeho hodnota na náhradní výšku hn, takže potom (20) pS,VL = 23 . kd . ( hBS + hn ) . e ( -0,05 K ) ...... [ kPa ] (20)

- 89 (170) -


Max. hodnota hBS závisí na tom, do jaké hloubky lze užitou vibrací ukládanou sm s „ztekutit“, p íp. na zp sobu ukládání BS. Jestliže se spodní vrstva BS dokonale zhutní, po ítá se s hBS jen vrstvy vždy následující. P itom najednou zhutnitelná vrstva BS se p edpokládá 2400 mm. V hloubkách v tších než max. hBS se již tlaky nezv tšují a jejich konst. hodnota je rovna max. vypo tenému tlaku - viz obr. . 71.

Obr. . 71 Pr b h tlak na st ny forem v oblasti výšek formy p i max hBS = 2400 mm. árkovan je vyzna ena tlaková ára pro tekutou BS ( ϕ = 00 ). Absolutní hodnota tlak je ovlivn na hodnotou vnit ního t ení ve sm si a mezi sm sí a st nou formy Pokud se u sm sí velmi plastických až tekutých m í konzistence pouze sednutím kužele, lze ze vztahu (21) ur it konzistenci s [s VeBe]. s=e

7.4.3

15, 31− K 2 ,89

………..[ mm ]

(21).

Namáhání forem expanzními tlaky p i tepelném UTB

Expanzní tlaky, s nimiž lze po ítat p i UTB v uzav ených formách, jsou uvedeny v tab. . 6 Tabulka 6 Expanzní tlaky na ásti uzav ených forem Zvýšení t

Hodnoty expanzních tlak v [ kPa ] p i K BS [ s VeBe]

o ∆ t [ 0C ]

2,5

5

10

20

40

80

20

15 až 40

9 až 25

5 až 15

2 až 9

1 až 5

0 až 2

40

30 až 80 18 až 50

10 až 30

5 až 18

2 až 10

1 až 5

7.5

Výrobní podložky

Podložkou se obecn rozumí plocha, na které jsou dílce vytvá eny. Krom vlastní podložky i matrice to m že být i podlaha - kovová nebo betonová (i proteplovací). Také tzv. dlouhé dráhy mají charakter výrobní podložky. Výroba dílc p edpínaných p edem na dlouhých drahách je investi n výhod-

- 90 (170) -


ná, protože spot eba oceli na formy je minimální. Dlouhá dráha jako podložka je velmi flexibilní. Ocelové podložky bývají z plech tlouš ky 3 až 12 mm podle pot eby p í n i podéln vyztužených výztužnou knstrukcí. Pro pojezdy po kolejové trati mají ocelová kola. Pro zav šování slouží zvedací epy i háky. P i kladení podložek s výrobky odformovanými v erstvém stavu na sebe do stohu je nutno zajistit, aby váha horních podložek nepoškodila spodní. Pro výrobu dílc svislých st n se asto používá podložek i p esn ji formopodložek oklopných, z nichž jsou dílce, vyrobené ve vodorovné poloze, vyjímány po oklopení do polohy šikmé až svislé.

7.6

Úpravy bo nic a el forem

Bo nice a ela spolu s podložkou tvo í podstatnou ást formovací soupravy. Jejich úprava závisí na tvaru bo ních st n dílc , jejich profilování a na charakteru vyráb ného dílce i zp sobu zhut ování. Rozebíracích ocelových bo nic a el (obr. . 72) se používá p i vytvá ení po etného prom nlivého sortimentu dílc na univerzálních podložkách. Otvory se pak zaslepují zátkami, kup . z plast nebo pryže.

Obr. . 72 Rozebírací bo nice pro vytvá ení dílc r zné výšky a tvaru bo ní st ny Odsouvací ela mohou být posunována ru n nebo mechanicky. P itom není sledováno jen zmenšení pracnosti p i odformování, nýbrž také p esnost sestavení i velmi rozm rných forem. Rozkláp cích a odsouvacích bo nic a el se používá zejména u forem jednoú elových. Tvar bo ních st n dílc musí p itom umožnit snadné okláp ní bo nic. U n kterých vytvá ecích forem bývá kombinace bo nic pevných, odsuvných i oklopných, umož ujících vyráb t na variabilních podložkách r zné typy dílc .

- 91 (170) -


7.6.1

Formovací rámy pevné

Spojíme-li bo nice i ela formy v jeden tuhý odnímatelný celek, vznikne tzv. formovací rám. Na rozdíl od tradi ních bo nic a el, k jejichž odformování dochází zpravidla až po zatvrdnutí výrobk , lze formovací rámy odformovat ihned po vytvo ení dílc , tzn. v jejich erstvém stavu. Podmínkou, umož ující takovýto postup však je, že veškeré obvodové bo ní st ny dílc a bo ní st ny prostupových otvor musí být navrženy s úkosem 1:20 až 1:10. Tento požadavek spolu s tvarovými úpravami bývá dob e splnitelný u dílc malé výšky – nap . do 300 mm – nej ast ji plošných. Po zhutn ní a p íp. provedení povrchové úpravy ihned následuje zvednutí formovacího rámu, tzn. odformování v erstvém stavu. P i n m je d ležité, aby formovací rám byl zvednut rovnom rn , jinak hrozí porušení dílce hlavn v rozích. Zhut ování probíhá bu na velkých vibra ních stolech nebo vibra ních prazích s magnetickým, pop . mechanickým upínáním forem. Specifické je použití vnit ní vibrace pomocí vibra ních trubek p i výrob stropních dutinových vyleh ených panel . Použitá betonová sm s musí být plná s dostatkem cementového tmele konzistence v rozmezí 35 až 45 s VeBe.

7.6.2

Oklopné formy

Charakteristickým znakem tohoto zp sobu je vytvá ení dílc ve vodorovné poloze s možností oklopení forem p i odformování zatvrdlých dílc do šikmé, p íp. svislé polohy vhodné pro další manipulaci s dílci. Tento postup bývá uplat ován u: • dílc svislých konstrukcí panelových staveb vícevrstvých (sendvi ových) nebo jednovrstvých • dílc , které je t eba okláp t do svislé dopravní, skladovací a montážní polohy p i co nejmenších pevnostech betonu bez dopl kového vyztužování ohybovými momenty.

Konstruk ní úpravy oklopných forem spo ívají v tom, že sestavování forem a p esun do odformovací polohy se provádí pomocí hydraulických válc . Formy bývají p evážn jednoú elové nebo jen velmi omezen flexibilní. Materiál forem je výlu n ocel. Zhut ování probíhá na speciálních vibra ních stolech i soustav vibra ních prah zapušt ných pod úrovní podlahy. Formy jsou p i vibraci upínány nej ast ji magneticky, konzistence BS se pohybují mezi 10 až 25 s VeBe. Obr. . 73 Výroba panel ve speciálních oklopných formách

- 92 (170) -


1 – hydraulické válce pro okláp ní formy 2 a bo nic 3; 4 – vložka pro vytvo ení otvoru; 5 – kryt pro zaklopení formy v horizontální poloze p i UTB oh evem; 7 – odformovaný panel. Obr. . 74 Rozklopná forma pro ty ové dílce

1 – pevné st ední jádro (otopné nebo vibra ní); 2 – rozklopné bo nice ; 3 – bodové budi e vibrace; 4 – pr b žné vibra ní h ídele nebo vibra ní trubky; 5 – pryžové pružiny; 6 – p ívod páry; 7 – odvod kondenzátu. Prostupové otvory, vybrání, reliéfy lze v dílcích vytvo it vložkami, které musí být p esn osazeny a zabezpe eny proti posunu. Vložky jsou bu pevné nebo vyjímatelné. Tvary vložek i dílc musí být ešeny tak, aby vložky byly bez poškození výrobk co nejsnáze vyjmutelné. P íklad je uveden na obr. . 75.

Obr. . 75 P íklad úpravy vložek pro vytvarování podélného ozubu 1 - šrouby pro uchycení vložek 2 a 3 k bo nici 4. Bo nice forem s podložkami lze spojovat mnoha zp soby, které závisí krom charakteru forem a namáhání p i výrobních operacích i na konzistenci BS. Zejména u BS s nadbytkem cementového tmele bývá obtížné t sn ní mezi ástmi forem. T sn ní bo nic a podložky se dosahuje v tšinou pouze p esným lícováním nebo vloženým t sn ním (plast, pryž).

- 93 (170) -


Pro dílce z p edem p edepjatého betonu jsou nutné zvláštní úpravy bo nic a el. Nosníky p edpínané velkými silami bývají vytvá eny ve formách uložených a op ených do rozp rných konstrukcí a napojených na železobetonové nebo ocelové kotevní bloky. Bo nice, které nep enášejí p edpínací síly, se opírají o vnit ní st ny rozp rných koryt.

7.6.3

Vytvá ení v prostorových formách

Na obr. . 76 je schematicky znázorn n zp sob vytvá ení prostorových dílc . V p ípad obr. A je nutné aby pro bezpe né odformování byly st ny formy kónické a vnit ní jádro je tuhé. Na obr. B jsou st ny kolmé a vnit ní jádro je deformovatelné.

Obr. . 76 Formy pro výrobu prostorových dílc A - typu „poklop“ - s pevným vnit ním konickým jádrem; B - typu „pohár“ - s vyjímatelným zmenšovacím vnit ním jádrem ( B1 - bo nice oklopné a B2 - odsuvné ). 1 - bo nice; 2 – deformovatelné jádro; 3 - prostorový dílec; 4 vytla ovací hydraulické válce; 5 - zvedací za ízení; 6 - obsluhovací plošina. Na obr. . 77 je p íklad formy s tzv. tunelovým jádrem, které je op t pro snadné odformování deformovatelné.

Obr. . 77 Forma s tunelovým jádrem A - po sestavení a B – po odformování 1 - odsuvné bo nice; 2 - pružná st na jádra; 3 - dílec; 4 - oto ná hv zdice; 5 - vzp ra; 6 - kolejnice. - 94 (170) -


7.6.4

Vertikální formy (baterie)

Provádíme-li vytvá ení plošných dílc ve svislých skupinových formách - vertikálních bateriích - odpovídá provedení svislých d lících st n baterie úprav podložek p i vytvá ení v horizontální poloze. P i dimenzování však je t eba p ihlédnout k tlak m BS vznikajících p i zhut ování a k expanzním tlak m p i p ípadném UTB. D lící st ny bývají bu z ocelových plech nebo zdvojené pro proteplování (tl. 8 až 12 mm). Z obr. . 78 je z ejmé, že vertikální baterie mají krom posuvných svislých st n také dna - prahy, svislé bo nice (pevné, oklopné nebo mechanicky i hydraulicky odsuvné).

Obr. . 78 Schéma vertikální skupinové formy - baterie 1 - odsuvné st ny; 2 - hydraulika; 3 - dno (práh) formy; 4 - oklopné a 5 - odsuvné svislé bo nice. P i výrob ve vertikální poloze na míst bývají vytvá eny dva nebo více dílc vedle sebe najednou, p i emž výrobky z stávají ve formách až do získání manipula ní pevnosti. Z uvedených p ípad je z ejmé, že je vždy nutné ešit formu jako celek, a s p ihlédnutím ke všem základním výrobním operacím a tvarové detaily dílc upravit, aby byly p esn proveditelné.

- 95 (170) -


8

Vyztužování betonových stavebních dílc

Pod pojmem vyztužování dílc se rozumí vkládání p edem zhotovených vyztužovacích celk do výrobních forem a zajišt ní jejich polohy v pr b hu dalších technologických operací. U p edepjatých dílc to je uložení, p edepnutí a zakotvení p edpínací výztuže.

8.1 ky :

Vyztužování dílc nep edpínaných P i vyztužování železobetonových dílc musí být spln ny tyto podmín-

• výztužné prvky musí být vyrobeny rozm rov i tvarov p esn podle projektové dokumentace • výztužný prvek musí být v dílcích p esn a správn uložen, v pr b hu dalších operací nesmí docházet ke zm nám jeho polohy • musí být zajišt na soudržnost betonu s výztuží, která nesmí být zne išt na mastnotami nebo rzí • nesmí dojít k zám nám podobných výztužných prvk .

P esnost uložení výztuže ve formách lze zajistit vložením vhodných distan ních vložek. Jsou to t líska z um lých hmot, betonu nebo keramiky vyráb ná pro r zné pr m ry výztuže a pro r zné tlouš ky krycí vrstvy. Distan ní vložky se nasunují na pruty výztuže až po jejím vyrobení. N které z druh plastových distan ních vložek jsou na obr. . 79.

Obr. . 79 Typy distan ních plastových vložek pro stabilizaci polohy výztuže Po et vložek na výztuži musí být takový, aby nedošlo k pr hybu, který by zp soboval menší krytí výztuže než je p edepsané.

8.2

Vyztužování p edpínaných dílc Dílce z p edpjatého betonu rozd lujeme na :

• dodate n p edpínané • p edem p edpínané.

- 96 (170) -


8.2.1

Vyztužování dodate n p edpínaných dílc

P i výrob dílc dodate n p edpínaných nebo spínaných z více prvk je nutné vytvo it pr b žné kanálky (dutiny), jimiž jsou protahovány svazky p edpínacích kabel , které se zakotví v elech dílc . K vytvo ení kabelových kanálk p ímých nebo zak ivených se používá vložek vyjímatelných nebo zabudovaných (ztracených). Jako vyjímatelných vložek se užívá bezešvých ocelových trubek, ocelových spirál a polyetylenových trubek. Mimo p edpínací tzv. tvrdou výztuž jsou dílce vyztuženy i b žnou tzv. m kkou výztuží.

Obr. . 80 Pancé ová trubka SANDRIK Bezešvé ocelové trubky se vloží do formy a lze je vytahovat až po zhutn ní dílc , kdy již nehrozí zborcení kanálk . Takto lze vytvá et kanálky p ímé.Pro nep ímé kanálky se užívá nap . tzv. SANDRIK trubek vytvo ených ze svinutého ocelového pásku plechu. Dodate né p edpínání se provádí až po vyrobení a zatvrdnutí dílc , kdy pevnost betonu v tlaku dosáhla min. 80% návrhové pevnosti. Postup vyztužování bývá rozdílný podle toho jsou-li dílce spínány v celku nebo spínány z více prvk , tzv. korálkový zp sob. Dílce i konstrukce lze dodate n spínat: • svazky patentovaného drátu, které tvo í tzv. kabely • ocelovými lany • ty emi z p edpínacích ocelí.

Po dodate ném napnutí výztuže se p edpínací síly p enášejí do dílc prost ednictvím kotev. Hlavním ú elem kotev je udržovat vypo tenou hodnotu p edpínací síly. Kotvy sestávají za dvou ástí : • z ocelové kotevní desky • z kotevního kužele, zatla ovaného mezi p edpínací dráty.

Kotvy bývají nej ast ji osazovány na ela dílc . Aby kotvy dosedaly celou plochou a mohly dokonale vnášet p edpínací sílu do betonu, musí být povrch el rovný a hladký. V p ípad nerovností povrchu dochází v místech dotyku ke koncentraci nap tí, ímž m že dojít k porušení el dílc p í nými tahy. Proto bývá zejména pro vyšší p edpínací síly vhodn jší použít kotev p edem zabetonovaných. Zapušt né kotvy však neumož ují vytvá et kabelové kanálky s vyjímatelnými vložkami, proto je nutno vytvo it kanálky z vložek trvale zabetonovaných. Kotevní deska (viz obr. . 81) je ocelová deska s jedním nebo více konickými otvory, v níž jsou dráty zakotveny kotevními kužely. Kotevní ku- 97 (170) -


žel je kuželový trn, kterým se zakotvují p edpínací kabely, rozložené po obvodu konického otvoru v kotevní desce. Funk ní povrchová plocha kotevních kužel je vrubovaná (obr. . 82). Po p edepnutí a zakotvení patentovaných drát dochází ke zmenšení p edpínacích sil áste ným prokluzem drát v kotevní desce, jehož velikost nesmí p ekro it hodnoty stanovené výpo tem. Vrubováním kotev i kužel se zv tší t ecí síla mezi drátem a kotvou, ímž se zv tší ú innost zakotvení a zmenší prokluz.

Obr. . 81 Kotevní desky s hladkou dírou J - jednoduchá S – sdružená.

Obr. . 82 Kotevní deska s drážkovanou dírou a s drážkovaným kuželem Pro p edpínání se užívá dvoj inných hydraulických lis - tzv. p edpínacích pistolí, které umož ují p edepnout až 24 drát φ 4,5 mm a vyvinout p edpínací síly 0,5 až 1,0 MN. P i p edpínání a kotvení se postupuje tak, že se nejd íve na svazky drát natáhnou kotevní desky. P i p edpínání z jedné strany se zakotví na nep edpínací stran rovnom rn rozd lené dráty (kotevním kuželem). Potom se na p edpínací stran vloží mezi dráty kotevní kužel a dráty se upnou do elisti p edpínací pistole. P edpínání ze dvou stran se používá zejména u dlouhých a zak ivených kabel pro zmenšení ztrát p edpínací síly „t ením“ o st ny kabelových kanálk . V jednotlivých kabelech by rozdíly v p edp tí nem ly p ekro it ± 5 %. S p edpínáním se má za ít vždy od t žišt pr ezu. Ke ztrátám p edp tí dochá-

- 98 (170) -


zí rovn ž dotvarováním betonu od p edpínacích sil a relaxací p edpínacích kabel .

Obr. . 83 Kuželové kotvy A - s jedním a B - se dv ma kotevními klíny; C - kotvení 2 lan; 1 - kotevní blok; 2 - kotevní klíny; 3 - kotvené lano. Pro zmenšení ztrát p edpínací síly trvalým p etvo ením patentovaného drátu se p edpínací výztuž napne krátkodob v první fázi na maximáln cca 85% meze pr tažnosti na dobu 2 až 5 min (85% + 0,1 . 85% = 93,5% σ02) . Za 2 až 5 min. prob hne p i tomto nap tí 1/2 až 2/3 z celkové hodnoty max. trvalého p etvo ení patentovaného drátu. Potom se napínací síla na cca 2 min. sníží na 50% σD,Z a po definitivním p edp tí se ztráta dlouhodobým p etvo ením drátu sníží na 1/3 až 1/2 max. hodnoty. Spínání dílc z více prvk (korálk ) se provádí tak, že se po p edchozím opat ením el cementovou maltou nebo epoxidovou prysky icí protáhnou jednotlivými prvky kabely a p edepnou se. Jednou z výhod dodate ného p edpínání je, že výztuž se kotví na zatvrdlý beton. Jeho nevýhodou ve srovnání s p edpínáním p edem je však vyšší pracnost, která vyplývá z nutnosti dodate n zainjektovat kabelové kanálky injektážní maltou.

8.2.2

Výroba p edem p edpínaných dílc

Zp sob vyztužování na dlouhých drahách ukazuje obr. . 84. Jednotlivé nebo slan né patentové dráty nebo lana se odvíjí ze zásobník na za átku dráhy a poté jsou p etaženy na konec dráhy, kde se zakotví do kotevních blok . Potom se výztuž uchopí do p edpínacího za ízení, napne a zakotví do kotevních blok .

- 99 (170) -


Obr. 84 Zp sob vedení a stabilizace polohy p edpínací výztuže p i výrob dílc na dlouhých drahách ve formách 1 – formy; 2 – odpružení (jsou-li formy vibra ní); 3 – kotevní bloky; 4 –stabilizátory kabel . Je-li na dlouhé dráze p edpínán v tší po et dílc za sebou, lze dílce od sebe odd lovat vložením p í ných rozd lovacích vložek, tzv. h eben (obr. . 85).

Obr. . 85 P í né rozd lovací vložky A - vkládané shora B - vkládané z boku. P i p epínání hydraulickou pistolí m že dojít k prasknutí drátu lana, ímž se okamžit zv tší nap tí ve zbývajících drátech, což m že vést k p etížení i praskání dalších drát . Na následujících obr. . 86 až 89 jsou ukázány n které p íklady speciálních zp sob p edpínání a kotvení výztuže železobetonových stožár . Obr. . 86 Kotvení drát u hlavy p edpjatých stožár kruhového pr ezu s

vnit ní dutinou 1 - forma s odd lovacím prstencem 2; 3 – dráty; 4 - beton stožáru; 5 - hlavice dosedající na p lkruhové distan ní kroužky 6. P edpínací výztuž stožár sestává z 16, pop . 32 drát , které se zasunou do formy ty ovitým p ípravkem, tzv. „jehlou“.

- 100 (170) -


Obr. . 87 Kotvení drát u paty p edpjatých stožár 1 - forma s odvalovacím prstencem 2; 3 – dráty; 4 - beton stožáru; 5 - nálevkovité kotevní hlavice s prstencem 6 s há ky 7 pro rozd lení drát po obvodu; 8 - kotevní komolý kužel pro ukotvení všech drát najednou; 9 - p edpínací stroj.

Obr. . 88 Stroj pro p edpínání výztuže stožár 1 – fréma; 2 - radiální p edpínací hydr. válce; 3 - kotevní elisti (viz detail ); 4 - kotevní hlavice; 5 – forma; 6 - hydraulika pro zatla ování kotevního klínu.

- 101 (170) -


Obr. . 89 Zp sob vyztužování p edepjatých stožár v etn p edpínání a kotvení výztuže ze 16 splétaných dvojdrát A – jehla J s ely p u paty v u vrcholu stožáru pro navíjení p edpínací výztuže za pootá ení kolem podélné osy B – vedení a kotvení výztuže u paty a C – u hlavy stožáru, odkud se výztuž napíná a p edp tí se stabilizuje šroubem Š s maticí M. 1 – jehla, 2 – pata formy s odvalovacím prstencem 3; 4 – hlava formy s prstencem 3; 5 – elo u paty formy s op rami 6 pro ovinutí výztuže 7; 8 – kotvy; 9 – op rná konstrukce s prstencem 10 pro zachycení p edp tí šroubem Š a maticí M drát 7, ovinutých kolem op r 11. Po upnutí drátu u hlavy stožáru (obr. . 86) se u paty stožáru upevní kotevní hlava, která má po obvodu adu há k , do nichž se dráty uchytí (obr. . 87). Takto p ipravená výztuž se p isune s formou k frém p edpínacího stroje (obr. . 88), v n mž se dráty upnou do elistí hydraulického válce. Po napnutí se všechny dráty najednou zakotví zatla ením dutého komolého kužele do kotevní hlavy mezi dráty hydraulickým válcem.

- 102 (170) -


9

Vytvá ení dílc

Jedním z nejd ležit jších technologických podsystém výroby dílc je vytvá ení a zhut ování, jímž se zajiš uje jejich jakost, tvar i vn jší vzhled. Hlavním ú elem tohoto procesu je dosáhnout co nejstejnom rn jší hutnosti v celém objemu, zajistit p edepsaný tvar, vytvo ení prostup , vybrání, reliéf i povrchových úprav.

9.1

Ukládání a rozprostírání betonových sm sí

Základním požadavkem p i vytvá ení dílc je ukládat a rozprostírat BS tak, aby došlo k dokonalému zapln ní forem a následn ke zhutn ní a zajišt ní soudržnosti výztuže s betonem. U dílc z více vrstev pak k dodržení p edepsané tlouš ky vrstev a k jejich dokonalému spojení. V závislosti na konzistenci a složení BS vzhledem k nakyp ení sm si bývá výška forem prom nná, aby bylo dosaženo požadované výšky dílc . Pon vadž však sou initel nakyp enosti BS bývá v rozmezí 1,15 až 1,35, je nutné betonovou sm s n kolikrát dopl ovat tak, aby tlouš ka ukládané vrstvy nebyla v tší než 300 mm, aby byl umožn n únik vzduchu ze sm si. P i vytvá ení horních vrstev z jemnozrnných sm sí je nutné podkladní vrstvu BS uložit a zhutnit tak, aby její povrch byl pod hranou formy o tlouš ku odpovídající požadované tlouš ce vrstvy z jemnozrnné sm si. Vzájemnému prostupování - prolínání vrstev r zných BS lze nejlépe zabránit zhutn ním p edcházející vrstvy. Dobré soudržnosti se spodní vrstvou se dosahuje rozdílnou konzistencí beton a nehlazením povrchu spodní vrstvy. P i sypání sm sí o konzistenci nad 30 s VeBe z výšky v tší než 1 m dochází k odd lování hrubých zrn (závisí na velikosti Dmax). Tak mohou vznikat tzv. hnízda (shluky zrn hrubého kameniva nezapln né maltou) nebo místa vytvo ená pouze jemnozrnnou maltou, což ovliv uje mechanické vlastnosti. P i výrob dílc ve vertikálních bateriích se používá BS o konzistenci do cca 6 s VeBe, které obsahují mén vzduchových pór . P esto se doporu uje ukládat BS po vrstvách do 300 mm, jinak nedochází k dokonalému odvzdušn ní sm si, které je nezbytné pro dosažení hladkého povrchu dílc s min. po tem vzduchových pór . P ed uložením každé následující vrstvy je nutné dokonale zhutnit vrstvu p edcházející.

9.1.1

Zp soby pln ní výrobních forem Uklada e - rozprostíra e lze d lit na:

• stabilní rozprostíra e - formy se pohybují pod rozprostíra i • pojízdné rozprostíra e - formy p i pln ní stojí, rozprostíra se pohybuje nad plochou formy. • podv sné vozy • zav šené koše, bádie

- 103 (170) -


• pásové dopravníky

Na následujících obr. . 90 až 92 jsou ukázky možností ukládání beton do vytvá ecích forem.

Obr. . 90 Uklada e se samovolným vysypáváním BS A a B - koše pro dopravu BS je ábem; C - uklada na portálu; 1 zásobník BS; 2 - hydraulický válec; 3 - dvojitý segmentový uzáv r; 4 - pohon; 5 - portál; D - ukládání skipem; E - p ejímací nádoba (badie) s p íložným vibrátorem.

Obr. . 91 Podv sný koš pro dopravu BS k bezedné násypce rozprostíra e.

- 104 (170) -


Obr. . 92 Ukládání betonové sm si pásovými dopravníky 1 - vynášecí pás; 2 - zásobník BS; 3 - úprava pro áste né vyrovnání tlaku BS; 4 regulace množství, 5 – záv sný vozík, 6 – p íložné vibrátory pro snadné p esypání betonu, násypka, 8 – stírací lišta. Další možnosti dopravy a ukládání jsou ukázány v kap. 5 Doprava betonových sm sí, nap . erpání.

9.1.2

Zp soby rozprostírání BS Rozhrnování BS po celé ploše formy lze nap . zajiš ovat:

- rozhrnovacími lištami, které bývají sou ástí rozprostíra - lopatkovými rozhrnova i a hladi kami (obr. . 93) - šikmými stíracími lištami nebo pravolevým šnekem (obr. . 94).

Obr. . 93 Urovnávání povrchu BS lopatkovými hladi kami. Obr. . 94 Rozhrnování BS A - šikmými stíracími lištami B - pravolevým šnekem. Po uložení a rozprost ení betonové sm si po celé ploše výrobní formy nastává nejd ležit jší ást výroby – zhut ování betonové sm si. Zhut ování m že probíhat nap . i menší intenzitou i v pr b hu rozprostírání sm si. Pro pochopení procesu zhut ování a pro možnou ú innou regulaci je nutné zavést n kolik definicí a pojm .

- 105 (170) -


10

Zhut ování BS

Zhut ování BS je složitým procesem, pro který se zatím nepoda ilo vytvo it obecn platný reologický nebo matematicko - statistický model. Není jednotnost ani v tom, které hlavní parametry by se m ly považovat za rozhodující. Fyzikáln -mechanické vlastnosti betonu jsou rozhodujícím zp sobem ovliv ovány charakterem mikrostruktury a pórovitosti cementového kamene. Dokonale zhutn ný cementový kámen po 28 dnech tvrdnutí vykazuje pórovitost 30 až 50% a mívá pevnosti od 10 do 100 MPa (podle druhu cementu, vodního sou initele, charakteru pór , pórovitosti).

10.1 Hlavní parametry procesu zhut ování ÍHA považuje za hlavní parametry zhut ovacího procesu zhut ovací rychlost, intenzitu, odpor a zhut ovatelnost BS. Zhut ovací rychlost - je rychlost zmenšování mezerovitosti M, tzn. objemu mezer BS k okamžitému objemu zhut ované sm si za jednotku asu zhut ování. Zhut ovací intenzita - je množství zhut ovací energie p icházející do BS jednotkou plochy za jednotku asu zhut ování. Je to vlastn p sobení vn jších sil zhut ovacího za ízení na pr b h zhut ování. Zhut ovací odpor - odpor, který je nutno p ekonat, aby zhut ování probíhalo. Je dán hodnotou zhut ovací intenzity, kterou je t eba v ur ité fázi zhut ování vynaložit, aby se dosáhlo ur ité zhut ovací rychlosti. Zhut ovatelnost BS - je p evrácenou hodnotou zhut ovacího odporu, je to vlastn zhut ovací rychlost, která se v ur ité fázi zhut ování dosáhne použitou intenzitou zhut ování. Vyjad uje nám vliv reologického charakteru a vnit ních vlastností BS, tzn. objem mezer, o který lze zmenšit objem BS p i dodání jednotkové zhut ovací energie na jednotku plochy. Zhut ovatelnost je nep ímo úm rná konzistenci - p i nižší konzistenci se jednotkovou energií dosáhne v tšího objemu zmenšení mezer a naopak. Máme-li pak dosáhnout ur itého zhutn ní BS, musíme dodržet tyto podmínky : 1. Nemá-li se p íliš prodloužit doba zhut ování, je nutno zvýšit zhut ovatelnost BS, tzn. snížit konzistenci nebo zv tšit zhut ovací intenzitu. 2. Máme-li danou zhut ovatelnost složením BS, musíme zm nit zhut ovací intenzitu nebo dobu zhut ování. 3. Máme-li daný zp sob a ú innost zhut ovacího za ízení, musíme zm nit zhut ovatelnost (složením a konzistencí BS) nebo zm nit dobu zhut ování. Požadované zhutn ní m žeme dosáhnout i kombinovanými zm nami všech t í uvedených možnosti. Pro postupné zmenšování mezerovitosti BS (zvyšování hutnosti) s asem odvodil HELA vztah :

- 106 (170) -


M = Mo . edtnvn

(22)

M - mezerovitost v ur ité fázi zhut ování [ % ] Mo - po áte ní mezerovitost nezhutn né BS [ % ] dtn - p ír stek doby zhut ování [ b ] vn - zhut ovací rychlost [ - ].

V [m3.k

Povrch

beto-

-1

V´

−

dV dV´ =− dTE dT

V

V

TZ Povrch erstvého

T dT

Obr. . 95 asov rozvinutá zm na m rného objemu zhut ované BS Za použití uvedených hlavních parametr zhut ování a dalších vztah pro zákonitosti sedání v asovém pr b hu zhut ování lze sestavit regresní vztahy, které stochastický proces zhut ování BS blíže definují.

10.2 Zp soby zhut ování BS S postupným rozvojem prefabrikace byly vyvinuty nové technologické postupy, které umož ovaly BS dostate n a rychle zhutnit. V tabulce . 7 je vybráno 19 zp sob zhut ování BS od t ch jednodušších až po složit jší a náro n jší. Tabulka 7 P ehled hlavních zp sob zv tšování hutnosti : Zp sob zhut ování Lití Propichování P chování Lisování

Vhodné pro konzistence tekuté, lité velmi m kké všech druh mimo lité velmi tuhé, suché

- 107 (170) -


Válcování Vibrování Vibroaktivace Šokování Vibrolisování Vibrotažení Protla ování vytvá ecím ústím Vakuování Vibrovakuování Odst e ování Elektroosmóza Vibroelektroosmóza Torkretování Imploze Injektování

tuhé až suché všech druh všech druh m kké až tuhé velmi suché m kké až tuhé polotuhé až velmi tuhé velmi m kké až lité velmi m kké až lité m kké všech krom zavlhlých a suchých všech krom zavlhlých a suchých jemnozrnné suché velmi m kké cem. tmel, cem. malty

V praxi je možné využít také kombinace výše uvedených zp sob . V následující ásti jsou popsány nejd ležit jší a v praxi nejvíce používané zp soby zhut ování.

10.2.1 Zhut ování betonových sm sí lisováním ROY snížením vodního sou initele na hodnotu 0,19 u cementového tmele a p sobením lisovacího tlaku 35 MPa po dobu 1 h p i teplot 205 0C a následným vakuováním po dobu 0,5 h dosáhl na vzorcích po 28 dnech ve vodním uložení pevnosti cementového kamene v tlaku 660 MPa (porozita 1,78%) a p i normální teplot 350 MPa (porozita 11,5%). Pevnosti cementového kamene lisovaného obrovskými tlaky mohou být tudíž stejné jako pevnosti hornin. Lisování tlaky od 50 do 110 MPa po dlouhou dobu však není použitelné v provozních podmínkách. Ú elem lisování je, aby cementový tmel dokonale zaplnil mezery mezi zrny kameniva a aby se z n ho vylisovala nadbyte ná ást zám sové vody. Základní podmínkou p itom je, aby objem cementového tmele byl alespo 1,10 až 1,15 - kráte v tší než objem mezer ve zhutn ném kamenivu. Lisovací tlak musí být p itom tím v tší a musí p sobit tím déle, ím menší je nadbytek cementového tmele a ím menší je vodní sou initel. Ale ani p i vyšších hodnotách vodního sou initele není vylisování vody z erstvého betonu snadné, pon vadž voda nemá p i lisování kudy odtékat. Krom toho je t eba nadávkovat BS již p ed lisováním tak p esn , aby po zhutn ní nevykazovaly dílce nep ípustné rozm rové tolerance. Zhut ování lisováním se používá v tšinou jen p i výrob malých prvk (dlaždic) nebo v kombinaci s vibrací - tzv. vibrolisování. P i lisování se dosahuje v tší hutnosti betonu p sobením vn jšího tlaku - obr. . 96.

- 108 (170) -


Obr. . 96 Lisování BS Schematické znázorn ní pr b hu lisování a) p ed lisováním (voln nasypaná BS); b) v pr b hu lisování (u lisovací desky je zhutn ní nejv tší a postupn dol ubývá); c) po ukon ení lisování (rovnom rné zhutn ní po celé výšce betonu). V samotném pr b hu lisování dochází nejd íve k p emis ování nejhrubších složek BS (kameniva) ve sm ru p sobení lisovacího tlaku. Lisovacího ú inku ubývá se vzdáleností od lisovaného povrchu. S rostoucím tlakem se zv tšuje v BS t ení, které zabra uje stla ování zejména hrubých zrn kameniva. P ekonávání rostoucího odporu v BS vyžaduje postupn další zv tšování lisovací síly. Lisovací síla se skládá ze síly pot ebné na zhutn ní BS na požadovanou hutnost, na p ekonání t ení BS o st ny formy a na vyrovnání nestejnom rného rozložení tlaku ve sm ru lisování vyvolaného nestejnom rnou zrnitostí. P evážná ást síly se spot ebovává na p ekonání t ení, které roste s p ibývající hutností a tlakem. P i vysokých lisovacích tlacích m že vnit ní t ení vzr st do té míry, že další vzájemný posun ástic by nebyl možný a p i p ekro ení pevnosti kameniva by mohlo dojít k jeho drcení. Proto se lisování nehodí pro BS s lehkým pórovitým kamenivem. Lisování m žeme rozd lit podle hodnoty lisovacího tlaku na: - nízkotlaké p < 0,1 MPa - st edotlaké p = 0,1 až 5 MPa - vysokotlaké p > 5 MPa. Nej ast ji se užívá lisování vysokotlaké, p i n mž lze vylisovat ást zám sové vody i z velmi suchých betonových sm sí, ímž se dosáhne dokonalé hutnosti a vyšších po áte ních pevností. D ležitá je i tlouš ka výrobku, protože p i roznášení tlaku do hloubky se tento postupn zmenšuje, hutnost bývá po výšce nerovnom rná. D ležitým faktorem je i rychlost r stu lisovacího tlaku a doba jeho p sobení. Je-li tlak prudce zvýšen a p sobí krátkou dobu, dochází jen k povrchovému zhutn ní. Proto se doporu uje volit po áte ní tlak nízký a teprve v pr b hu lisování jej zvyšovat. Nap . u karuselových lis pro výrobu ploché dlažby se používá dvoustup ového lisování, kdy v první fázi se tlaky pohybují okolo 10 MPa a ve druhé fázi dosahují hodnot až 80 MPa. Lisování lze užít pro prvky ploché nebo ty ové, ale také pro výrobky duté, kruhového pr ezu. Užívá se

- 109 (170) -


hlavn p i výrob dlaždic, obkladních desek, rour a skruží p i užití BS jemnozrnných a s dostate ným obsahem cem. tmele, kdy lze p edpokládat rovnom rn jší zhutn ní než u BS s hrubšími frakcemi.

10.2.2 Zhut ování betonových sm sí vibrací 10.2.2.1 Vývoj vibra ní techniky První, kdo upozornil na možnosti využití vibrace, byl v Itálii v r. 1919 SANTARELLI. Od této doby probíhal vývoj zp sob a za ízení pro zhut ování BS vibrací takto: V I. etap se používalo jen samotných budi (nejd íve ponorných a potom p íložných vibrátor ), a to p i zhut ování monolitických betonových konstrukcí. Ve II. etap vznikla pot eba zhut ovat vibrací objemné a hmotné dílce o vyšší konzistenci než jaká se používá v monolitických konstrukcích. Snaha po zvyšování efektivnosti zhut ování vibrací vedla k vyvinutí tzv. vibra ních soustav, které umož ovaly zhutnit velkorozm rné a objemné dílce najednou a rovnom rn . P itom se bodové budi e vibrace za aly postupn nahrazovat tzv. sdruženými budi i vibrace, jako jsou nap . vibra ní h ídele a trubky a jinými speciálními budi i, vhodnými pro konstrukci vibra ních soustav. Nedostatkem t chto soustav však byly nestejnom rnost zhutn ní, velká dynamická namáhání forem, hlu nost a malá trvanlivost za ízení. Ve III. vývojové etap po získání poznatk o chování BS v pr b hu zhut ování vibrací v dynamických zhut ovacích soustavách (vibra ní za ízení s budi em vibrace + výrobní forma + BS) bylo umožn no zlepšit konstrukci jak bodových budi vibrace, tak zejména vibra ních soustav se speciálními budi i vibrace - vibra ními trubkami, ty emi a jádry - a s využitím možností ízení plynulé zm ny parametr vibrace po íta i i v pr b hu zhut ování. 10.2.2.2 Podstata vibrace a její p sobení na BS Vibrace je d j, p i kterém se hmotný bod pohybuje tak, že se ze své základní polohy st ídav vychyluje na jednu a druhou stranu - kmitá (osciluje). Obdobn m že kmitat i množina hmotných bod , jako t eba sou ásti BS. P sobíme-li na BS rychle za sebou následujícími rázy, vyvoláme tím více i mén pravidelné kmitání. Podle L’ HERMITA dochází p i n m k neuspo ádaným pohyb m a srážkám zrn rozdílné hmotnosti, podobným pohyb m molekul plynu zah ívaného v uzav ené nádob . P i tomto stochastickém jevu kmitají zrna podle své hmotnosti a odporu prost edí r znými kmito ty a rychlostmi, které se v pr b hu zhut ování m ní v závislosti na stupni volnosti pohybu. Sm s se vibrací dostává do polotekutého stavu (viskozní kapalina), p i kterém se zrna vlivem p sobení tíhového a vibra ního zrychlení snaží zaujmout co nejstabiln jší polohu. Tím se tuhost BS postupn zv tšuje a p i p erušení vibrace se stává bezmála tuhou látkou. P i op tovné ú inn jší vibraci dochází op t ke ztekucení - BS je látkou tixotropickou. ím v tší je hutnost BS, tím mén mohou kmitat její ástice jednotliv a blížíme se stavu, kdy zhut ovaný objem kmitá jako celek.

- 110 (170) -


Složitost kmitavých pohyb ástic BS vedla ke snahám modelovat kmitavé pohyby co nejjednodušeji - nej ast ji pohybem harmonickým, znázornitelným sinusoidou. Ovšem tyto p edpoklady nevystihují dostate n skute né chování BS p i zhut ování a zdaleka ne ani jeho pr b h, který je daleko složit jší. Možnost užití reologických model se zdá být nedostate ná. Sch dn jší a ke konkrétním záv r m vedoucí se jeví užití metod matematické statistiky. 10.2.2.3 Hlavní parametry vibrace Hlavními parametry vibrace jsou: amplituda, frekvence, rychlost a zrychlení kmitání. Pro harmonické kmitání podle sinusoidy jsou hodnoty t chto veli in dány vztahy (23) až (27). Pr b h harmonického kmitání je na obr. . 97.

Obr. 97 Pr b h harmonického kmitání podle sinusoidy odvozené podle rovnom rného kruhového pohybu a) ve sm ru y b) ve sm ru x. Okamžitá amplituda výchylky A hmotného bodu m vykonávajícího kruhový pohyb, jehož rozvinutím v ase je sinusoida, se rovná : A = Ao . sin ω t [ m ] (23) Rychlost kmitání v a jeho zrychlení a jsou : v = ω t Ao . cos ω t [ m s-1 ] (24) a = ω2 Ao . sin ω t [ m s-2 ] (25) Úhlová rychlost je: ω = 2πf [ rad . s-1 ] Frekvence: f = t-1 [ Hz ] Max. rychlost v max a max. zrychlení amax jsou : vmax = Ao . ω = Ao . 2πf [ m.s-1 ] (26)

- 111 (170) -


amax = Ao . ω2 = Ao . 4 π2 f2 [ m.s-2 ] (27) V rovnicích (23) až (27) pak zna í: ω - úhlová rychlost [ rad.s-1 ] v- rychlost vibrace [ m.s-1 ] a - zrychlení vibrace [ m.s-2 ] A0 - okamžitá amplituda [ m ] t - doba kmitu [ s ] f - frekvence vibrace [ Hz ]. ástice kmitají se stejnou amplitudou jen v t sné blízkosti vibrujícího zdroje - netlumené kmitání. Se vzdáleností x od zdroje vibrace dochází pak k útlumu vibra ní energie podle vztahu: Ax = Ao . e-βx (28) kde β - je sou initel útlumu vibra ní energie; pohybuje se v rozmezí 0,05 až 0,15. K dalšímu útlumu vibrace dochází i s rostoucí hmotou všech kmitajících ástic. Dalším d ležitým odvozeným parametrem vibrace je intenzita vibrace, kterou nejvýstižn ji formuloval ŠMIGALSKIJ: I = A2 . f3 [ cm2.s-3 ] (29) a dokázal, že intenzita je úm rná násobku rychlosti a zrychlení: v . a = ( A.ω ) . ( A.ω2 )= ( A . 2π f ) . ( A . 4π 2 f 2 ) = 8π 3A 2 f 3 (30) se sou initelem úm rnosti 8 π 3. Ze vztahu (29) lze pak vyvodit, že pro dosažení stejné ú innosti vibrace lze zam nit amplitudu a frekvenci a platí : I = A12 f 13 = A22 f 23 = An2 f n3 = konst (31)

M lo by tedy platit, že v ur itých mezích lze pro danou konzistenci BS vhodnou volbou parametr vibrace A a f dosáhnout takové intenzity, která sm s dokonale zhutní. Tyto záv ry nejsou však zcela v souladu s poznatky ÍHY, protože podle jeho vývod nelze posuzovat odd len a na sob nezávisle zhut ovací intenzitu a zhut ovatelnost BS, nýbrž že jsou to dv neodd litelné veli iny, tvo ící vždy jeden celek. Pokud hovo íme o zhut ovatelnosti BS, jde vždy o zhut ovatelnost ur itou zhut ovací intenzitou: nap . zdvojnásobením zhut ovací intenzity se zhut ovatelnost nezm ní dvojnásobn , ale ve zcela jiném pom ru. To znamená, že rychlost zhut ování z ejm nezávisí pouze na kvantit dodávané energie, nýbrž také na její kvalit a na složení zhut ované BS. Zhutovací za ízení a zhut ovaná sm s jsou tedy v interakci a tvo í spolu jedinou dynamickou soustavu. P sobením dostate n intenzívní vibrace dochází ke snížení tuhosti sm si a k jejímu ztekucení. P itom zvyšování intenzity vibrace nad ur itou hodnotu závislou na reologickém charakteru cem. tmele (danou vodním sou initelem) není ú elné, protože ve ztekuceném cem. tmelu se zrna kameniva pohybují podle STOKESOVA zákona a nedochází k zv tšování hutnosti, nýbrž k rozm šování betonové sm si. Budou-li však zrna kameniva drsná a tvarov

- 112 (170) -


nevhodná, bude hodnota zhut ovatelnosti malá a k dokonalému zhutn ní bude t eba bu delší doby nebo vyšší intenzity vibrace. P itom je t eba pamatovat na to, že rozložení vibra ní energie v objemu zhut ovaného t lesa není vždy rovnom rné. 10.2.2.4 Vliv parametr vibrace na pr b h zhut ování Pro zhut ování vibrací je zapot ebí ur ité min. a max. amplitudy a ur ité min. frekvence, které vyjád il STORK takto: Amin =

4 f

3

[ cm ] ( 32 )

b ⋅ 103 Amax = [ cm ] ( 33 ) 39,5 ⋅ f 2 kde sou initel b se m ní dle dávky cementu v rozmezí 5 až 10. Je-li A < Amin,nedojde k porušení soudržnosti ástic a ke ztekucení sm si a je-li A > Amax , dojde k rozt ásání sm si. Jak je patrno z (32) je Amin závislá na min. frekvenci, která je ješt schopná uvést hmotu zrn ur ité velikosti do rezonance. Min. kmito et je pak dle STORKA funkcí max. zrna D podle vztahu :

f =

460 Dρ k

[ min-1 ] (34)

ρ - objem. hmotnost kameniva [ g.cm-3 ] D - velikost max. zrna [ mm ]. Za Amax pak považujeme takovou amplitudu, kdy ješt nenastává odskok zrn p i zhut ování BS, který je typický pro rozm šování.

Zde je nutno upozornit na fakt, že v pr b hu vibrace se amplituda m ní. P i rozb hu budi e vibrace, protože amplituda je velká a frekvence menší než, aby mohla zp sobit vibra n rezonan ní ú inek v BS a v tomto období je sm s vystavena spíše st ásání. Podobný jev vzniká p i zastavení vibrátoru, kdy dob h mechanického za ízení je dosti dlouhý, frekvence pomalu klesá a amplitudy dosahují takové velikosti, že u BS s v tším obsahem hrubých frakcí m že dojít k povrchovému rozmísení. Tento nedostatek lze vy ešit použitím elektromagnetické brzdy vibrátoru. L’ HERMITE se zabýval vlivem rychlosti vibrace na pr b h zhut ování. Rychlost kmitání ástic závisí na tom, jakou mají hmotnost, jaký odpor jim klade prost edí a jaká je frekvence. Podle rychlosti kmitání pak d lí ástice BS do 3 skupin. První skupinu tvo í zrna kmitající rychlostí v1, která je v tší než rychlost zdroje vb a sou asn vyšší než 1/2 vmax (max. rychlost, p i které ješt nedochází k rozm šování betonu). Tato tzv. aktivní frakce ovliv uje pr b h zhut ování velmi p ízniv . Hmotnost t chto zrn je taková, že jsou schopny kmitat v oblasti rezonan ní frekvence. Dochází k jejich astým srážkám, posun m a tím ke zhut ování sm si.

- 113 (170) -


Druhou skupinu tvo í ástice kmitající rychlostí v2, která se rovná rychlosti kmitání zdroje vb, tzn. že jsou ve fázi se zdrojem a ke zhutn ní nep ispívají. vmax a zrna kmitají s fázo2 vým posunem ~π, v témže sm ru a smyslu, jejich vzájemná poloha se nem ní, takže také nep ispívají ke zhutn ní.

T etí skupina zrn pak kmitá rychlostí v3 ≤

Jelikož však v pr b hu zhut ování roste modul pružného odporu, m ní se i hmotnost a rezonan ní kmito et zrn aktivní frakce. Podle toho L’ HERMITE usoudil, že by se kmito et vibrace m l v pr b hu zhut ování m nit, aby se postupn r zné množiny zrn (s r znou hmotností) mohly stát aktivní frakcí a aby bylo zhutn ní co nejrychlejší a nejdokonalejší. Celá teorie aktivní frakce však platí jen pro po áte ní fázi zhut ování, kdy zrna mají ješt dostate nou volnost pohybu. Mnozí auto i (WALZ, STORK, KREJ Í) p ikládali velký význam zrychlení vibrace, n kte í dokonce zrychlení ztotož ovali s intenzitou vibrace. P i zkouškách na Ústavu technologie stavebních hmot a dílc FAST Brno byl zjiš ován vliv zrychlení na rychlost sedání p i konst. frekvenci a bylo dosaženo výsledk patrných z obr. . 98.

Obr. . 98: Závislost poklesu povrchu vibrované betonové sm si na dob zhutn ní p i r zných hladinách zrychlení Podle sou asných poznatk se jako jeden z rozhodujících parametr vibrace jeví frekvence. Její vliv na pr b h zhut ování studoval KREJ Í. Výsledky jeho m ení tzv. frekven ní charakteristiky jsou na obr. . 99.

- 114 (170) -


Obr. . 99 Pr b h doby zhut ování v závislosti na frekvenci a zrychlení M ení bylo provád no na elektrodynamickém vibra ním stole se sinusovým kmitáním. M ila se doba pot ebná k úplnému zhutn ní vzork BS ve form o hran 100 mm, v závislosti na frekvenci pro r zné hladiny zrychlení. Z obr. . 99 vyplývá, že p i zhut ování BS ur itým zrychlením se doba pot ebná k úplnému zhutn ní s frekvencí, která roste až na tzv. frekvenci absorp ní, nejprve zkracuje, avšak s dále se zvyšující frekvencí se op t prodlužuje. Rozdíly v dob zhut ování jsou se zmenšujícím se zrychlením výrazn v tší. U zrychlení 2g je doba zhutn ní zna n citlivá na zm ny frekvence, zatímco p i 6g není na frekvenci tém závislá. Z toho vyplývá, že možná zam nitelnost f za A (ŠMIGALSKIJ) m že p icházet v úvahu jen p i velkých zrychleních 4 až 6g. Pro každou betonovou sm s existuje p i konstantním zrychlení frekvence vibrace, p i které se dosahuje minimální doby pro dosažení požadované hutnosti, zhut ovaná soustava odebírá maximální p íkon. Pon vadž p i této frekvenci absorbuje betonová sm s maximum energie, nazývá se absorp ní frekvencí. Frekvence, p i které dosahuje betonová sm s maximální amplitudy na volném povrchu, se ozna uje jako rezonan ní (viz obr. . 100). P edzhutn ná sm s je tedy látkou, která má pružné vlastnosti a je tudíž schopna rezonance.

- 115 (170) -


Obr. . 100 Grafické vyjád ení vzájemného pom ru absorp ní a rezonan ní frekvence Dalším zajímavým zjišt ním je, že k ivka výkonu vibra ního za ízení v závislosti na frekvenci má maximum v oblasti, ve které je doba zhut ování minimální. Lze tedy optimální fa zjistit i m ením p íkonu vibra ního za ízení p i r zných frekvencích. Závislost doby zhut ování na velikosti efektivního zrychlení a frekvence budi e vibrace pro danou zhut ovanou betonovou sm s se nazývá frekven ní charakteristika. Závisí p edevším na: •

vodním sou initeli a konzistenci betonové sm si

•

druhu a charakteru kameniva

•

teplot a dob od namíchání betonové sm si.

V dob než beton zatuhne, tj. cca do 4 až 6 hodin od p idání vody do BS, lze ješt vibra ního za ízení velmi efektivn využít technologií tzv. ízené vibroaktivace, kterou vyvinul a patentoval MELUZÍN a HELA. Vibroaktivace spo ívá ve vhodném st ídání vibrace a doby odležení betonu v p edem ov eném asovém schématu. Poslední vibra ní cyklus je nutno ukon it p ed za átkem tuhnutí cementového tmele, první vibroaktiva ní cyklus nesmí zp sobit rozmísení erstvého betonu. Touto metodou lze dosáhnout zvýšení pevnosti v tlaku až o 40%, dochází dále ke zlepšení soudržnosti betonu s ocelí až o 30% a ke zmenšení objemu pór v betonu. V d sledku je tímto zp sobem možno dosáhnout zna ných úspor drahého cementu za velmi nízkých spot eb zhut ovací energie. 10.2.2.5 Vliv zpracovatelnosti BS p i vibraci Pevnost betonu p i dokonalém zhutn ní je závislá pouze na pom ru vody a cementu, nikoliv na jejich množství, což vyplývá z rovnice : 2

Rb = K

1 v+ε 1+ c

(35)

Rb - pevnost betonu po 28 dnech NZ [ MPa ] K - konzistence betonové sm si [s VeBe ] v - objem vody c - objem cementu e - pórozita. To znamená, že snahou je snížit množství cementového tmele na minimum. Množství cementového tmele v BS prakticky p i dokonalém zhutn ní neovliv uje pevnost betonu. Ovšem jeho množství má zna ný vliv na konzistenci (p i konst. w) a tím je ovliv ována schopnost BS být dokonale zhutn na pomocí vibrace. ím bude konzistence v tší, tím bude t eba delší doby vibrace nebo úpravy parametr vibrace, abychom docílili dokonalého zhutn ní.

- 116 (170) -


10.2.2.6 Nakyp enost a zhutnitelnost BS Do formy nasypaná BS má n jakou výšku ho > hh (výška vrstvy BS po zhutn ní), která se po zahájení zhut ování zmenší o hodnotu sednutí s na výšku h. Ta se p i dalším zhut ování zmenšuje až do doby τh (doba zhutn ní), kdy sednutí již neroste, což závisí na charakteru BS a ú innosti použitého zhut ovacího za ízení. V krajním p ípad m žeme dosáhnout hodnoty ideálního sednutí, kterému odpovídá ideální hutnost H B = 0,99 - tzn. v 1 m3 betonu je 10 dm3 pór , které již nelze vypudit. Jejich pomyslným vylou ením se sednutí sh zv tší na fiktivní sf stejn jako hh na hf. Pom r ho / hf ÍHA ozna uje jako nakyp enost N zhut ované BS a hodnota h - hf by m la být ozna ována jako nakyp ení n. V ase τ = 0 tedy p ed zahájením zhut ování bude nakyp enost BS No = Nf -

hh [ - ] (36) hf

a po ukon ení zhut ování N=

hh [ - ] (37) hf

Z nakyp enosti BS lze odvodit její zhutnitelnost a míru možného zhutn ní. Rozdíl (h - hf) lze ozna ovat za míru možného zhutn ní zf. Rozdíl (h - hh) je míra zhutn ní Z ur itým zhut ovacím za ízením. Fiktivní zhutnitelnost Zf je Zf =

h − hf h

[ - ] (38)

a podíl Z=

h − hh [-] h

(39)

je zhutnitelnost BS daným zhut ovacím za ízením. 10.2.2.7 Rychlost zhut ování Okamžitá zhut ovací rychlost vz je rovna diferenciálnímu podílu úbytku dV′ m rného objemu BS a asového úseku dτ, za který k tomuto úbytku došlo:

−d vz =

VBS mBS dτ

=

−dVBS dτ

3 mBS kg s

(40)

Dá se po ítat i s asovou zm nou m rného objemu vztaženého na jednotku hmotnosti. Rychlost zhut ování lze ovšem také vyjád it jako asovou zm nu mezerovitosti BS MBS, upravené však op t na mezerovitost m rnou.

- 117 (170) -


M BS

mm3 (41) 3 mBS ⋅ kg

Vm = VBS ⋅ mBS

M rná rychlost zhut ování vz =

kde

[ kg

dM BS dτ

−1

]

⋅ s−1 (42)

3 VBS [ mBS ] - okamžitý objem BS v ase τ = 0

vM [ mm3 ] - objem mezer v BS mBS [ kg ] - hmotnost zhut ované BS V′BS a M′BS - m rné VBS a MBS - vztažené k hmotnosti BS. 10.2.2.8 Ideální odpor proti zhut ování Ve zhut ované BS vzniká v každém okamžiku m nící se odpor proti zhut ování, který roste v záv ru zhut ování a který je nutno p ekonávat vn jšími silami. P i zanedbání ztrát energie bude tento odpor Ri =

Pi vz′

J N = 2 3 m m

(43)

kde Pi [ Wkg-1 ] je ideální zhut ovací výkon. 10.2.2.9 Zhut ovací výkon Je skute ný výkon nutný ke zhutn ní BS se všemi ztrátami.

Pz =

Pi

η

[ W.kg-1 ] (44)

η - [ - ] sou initel ú innosti, který zahrnuje všechny druhy ztrát energie, pohybuje se v hodnotách menších než 0,05 až 0,10.

10.2.2.10 Zhut ovatelnost BS Zhut ování BS probíhá podle modelu (viz obr. . 102) : M = M1 - q . 1nτ [ - ] (45) až do doby tzv. „zlomu“, kdy se (45) m ní na M′ = M′ - q′ . 1nτ (46) kdy

M - okamžitá mezerovitost BS, zmenšující se od výchozí Mo v ase τ = 0 na Mh po zhutn ní v ase τh [ - ] M1 - mezerovitost za τ = 1s [ - ] q - sm rnice logaritmické p ímky zhut ování do doby zlomu τz . M′, M′1 a q′ jsou obdobné hodnoty pro dobu τ > τz.

Derivací (45) a (46) získáme zhut ování do zlomu

- 118 (170) -


vz′ = −

q

τ

, za zlomem vz′′= −

q′

τ

[m3.kg-1.s-1] (47)

M [m3m.m3 -1 B.kg ] nebo M = M1 -

M

M

M´= M1´-

M T

ln

M1 -

Mz

Th

ln T [s]

Obr. . 101 Grafické znázorn ní pr b hu zhut ování Rychlost zhut ování závisí na zhut ovacím výkonu Pz, který na sm s v daném stavu a okamžiku p sobí, z toho pak zhut ovatelnost rz BS je: rz =

vz′ Pz

=

q τ ⋅ Pz

m m3 = BS N J

(48)

Tedy okamžitá zhut ovatelnost rz je okamžitá rychlost zhut ování BS dosahovaná daným m rným zhut ovacím výkonem použitého zhut ovacího za ízení. Zhut ovací rychlost a tak i dobu zhut ování lze ovlivnit nejen zhut ovatelností BS, ale i m rným zhut ovacím výkonem daným použitým za ízením. Rozd lení zhut ovací energie v objemu BS nebývá rovnom rné a tedy ani zhut ování nebude v celém objemu probíhat stejn a rovnom rn . 10.2.2.11 Budi e vibrace Vibrace bývá vyvozena budící odst edivou sílou vzniklou rotací excentricky uložené hmoty. Podle sm ru budící síly rozlišujeme vibraci: •

usm rn nou – budící síla p sobí vždy ve stejném sm ru, m ní se její velikost a smysl

• neusm rn nou – budící síla p sobí v každé period vždy jiným sm rem, m ní se její velikost a smysl.

- 119 (170) -


Budi e vibrace p sobí na betonovou sm s bu nep ímo, tzn. rozkmitávají celou vytvá ecí formu a p es její st ny pak následn BS. Vytvá ecí forma musí být opat ena p íložnými budi i vibrace nebo je ukládána na vibra ní st l i stolici. Tento zp sob je finan n nákladn jší, hlu n jší, mén ú inný a více opot ebovává drahé formy. Druhou možností je tzv. p ímá vibrace, kdy je budi umíst n p ímo ve zhut ované BS (ponorné vibrátory, vibra ní ty e, jádra). P enos vibra ní energie je ú inn jší, vibrace je mén hlu ná, finan n mén nákladná, formy jsou dynamicky mén namáhané.

Obr. . 102 Schéma vzniku budící síly a – usm rn né, b – neusm rn né. Velikost budící odst edivé síly je dána: Fo = m . e . w2 [ N]

(49)

kde : m – hmotnost excentru - nevývažku [ kg ] e – excentricita - vzdálenost t žišt hmoty nevývažku od osy otá ení [m] w – úhlová rychlost [rad . s-1] w = 2 f, kde f - frekvence otá ení [Hz]. Elektromechanické budi e

Budící odst edivá síla m že vzniknout rotací nevývažku (excentru), který je uložen bu : • p ímo na h ídeli elektromotoru, který pak tvo í sou ást budi e - kmitá spole n s ním

(p íložné vibrátory) • na h ídeli, který je odd len od pohonu pevným spojením – h ídelem, p evodovou sk íní, ozubeným emenem atd. (budi e vibrace) • na h ídeli odd leném od pohonu dlouhým ohebným h ídelem (ponorné vibrátory).

P i p ímém spojení excentru s pohonem bez p evodové sk ín je frekvence otá ení vibrátoru dána otá kami pohonu, nejb žn jší frekvence otá ení elektromotoru je 3000 otá ek za minutu (50 Hz). V p ípad požadavku vyšší frekvence budi je nutno použít velmi drahé frekven ní m ni e nebo synchronní elektromotory, pak se dosahuje obvykle frekvencí 100 až 150 Hz.

- 120 (170) -


Pneumatické budi e

Nevývažek se uvádí do rota ního pohybu p sobením stla eného vzduchu. Schéma pneumatického vibrátoru je na obr. . 103.

Obr. . 103 Pneumatický vibrátor 1 – dutý ep; 2 – tlakový prostor; 3 – drážka; 4 – k idélko; 5 – vstupní kanál; 6 – nátrubek; 7, 8 – p íruba; 9 – matice; 10, 11 – výfukový kanál; 12 – výfukový prostor. Výhodou je malá hmotnost a rozm ry, jednoduchá konstrukce, nízká cena, velký vibra ní výkon, vysoké frekvence za nízkých náklad (až 300 Hz). Elektromagnetické budi e

Ú inné použití t chto budi p edpokládá dodržení pom ru mezi vlastní frekvencí vibrované soustavy a frekvencí budi e. Schéma elektromagnetického budi e je na obr. . 104.

Obr. . 104 Elektromagnetický budi 1 – cívka elektromagnetu, 2 – jádro elektromagnetu, 3 – pružina. Jde vlastn o cívku s jádrem elektromagnetu pevn spojené s formou. Pro dosažení nejvyššího zhut ovacího ú inku p i minimálním energetickém p íkonu je nutno dosáhnout ist sinusových frekvencí v oblasti blízkým rezonan ním, tj. vlastní frekvencím formy i betonové sm si.

- 121 (170) -


10.2.2.12 Zhut ování BS vn jší (nep ímou) vibrací Energie je do BS p edávána nep ímo p es st ny rozkmitávané výrobní formy pomocí vibra ní techniky, která je bu pevn spojena s výrobní formou nebo je pevn zabudována (vibra ní st l, vibra ní prahy atd.) a výrobní forma je na ni umíst na pouze na dobu vytvá ení. Pro zvýšení asové vytíženosti mohou být na výrobní formy p enášeny vn jší budi e vibrace (p íložné vibrátory), které jsou na formu p ipevn ny pomocí rychlospojek. Spodní vibrace se sdruženými budi i a s upínáním podložek

Podstatou tohoto zp sobu zhut ování je, že vibra ní za ízení sestává z ady stolic rozmíst ných podle rozm ru dílc bu v ad za sebou nebo vedle sebe ve vzdálenostech 1,0 až 1,5 m (viz obr. . 105). Povrch stolic je opat en kruhovými upínacími elektromagnety, na které dosedají p esn opracované plochy na spodní stran formy nebo m že být upínání mechanické. Upnutím podložky ve více bodech se dosahuje mnohem rovnom rn jšího rozložení amplitudy po ploše podložky a tím i stejnom rn jšího zhut ování a kone né hutnosti betonu. Synchronizace p sobení budi se dosahuje v podélném sm ru h ídelemi a v p í ném sm ru p evody. Nevýhodou je, že p i nep esném výškovém se ízení elektromagnet (vzduchová mezera v tší jak 3 až 4 mm) dochází k uvoln ní upnutí a výraznému zvýšení hladiny hluku (až 120 dB), ke zv tšení amplitud a tím k možnosti rozt ásání BS. Výhodou tohoto zp sobu je použitelnost pro vytvá ení nejr zn jších druh dílc jednotliv nebo po skupinách na jednom vytvá ecím pracovišti.

Obr. . 105 Uspo ádání sestav vibra ních stol 1 - vibra ní stolice; 2 - upínací elektromagnet; 3 - spojovací h ídel; 4 - p evodová sk í ; 5 - elektromotor; 6 - klínové emeny. Impulzní spodní vibrace bez upínání podložek

P i snaze zmenšit spot ebu zhut ovací energie navrhl KREJ Í tzv. impulzní spodní vibraci, což je v podstat vibrorázové zhut ování. Podstatou tohoto zp sobu zhut ování jsou vibra ní trubky s m nitelnou frekvencí a odst edivou silou.

- 122 (170) -


Vibra ní trubky jsou upevn ny na roštu pro ukládání podložek. Neupnuté formy s odrazovými deskami dosedají voln na tzv. rázovací elementy úložného roštu, odpruženého od základové konstrukce pryžovými pružinami. Po et stolic je volitelný a jejich vzdálenost od sebe nastavitelná podle pot eby, délky stolic jsou až 3 m. Podložky se na stolice ukládají voln bez uchycení.

Obr. . 106 Schéma ady vibra ních stolic s vibra ními trubkami 1 - vibra ní trubka; 2 - odpružení; 3 - klínové emeny; 4 – elektromotory. Jakmile se za ízení uvede do chodu, voln uložená podložka se p sobením spodních impulz ustaví do labilní polohy, ve které na ni p sobí ze spodu rázy v po tu odpovídajícím hodnot blízké absorp ní frekvenci nebo blízké rezonan ní frekvenci BS. Tento zp sob vibrace se vyzna uje tím, že p i hmotnosti forem s BS, která je 2 až 5-kráte v tší než je hmotnost vibrující ásti stolu, vzniká ve sm si zrychlení pouze sm rem dol . Proto nedochází k rozt ásání BS, p estože pružnými rázy rázovacích element je zrychlení vibrace v BS n kolikanásobn vyšší než je zrychlení budi vibrace. Doba zhut ování se proto zkrátí a spot eba energie se zmenší o 30 až 50 %. Toto za ízení umož uje zhutnit i BS o konzistenci 30 – 50 s VeBe. Zhut ování betonových sm sí povrchovou vibrací

Povrchové vibra ní soustavy jsou za ízení, jimiž lze zhut ovat výrobky najednou od horního povrchu. P i tomto zp sobu zhut ování se na povrch rozprost ené BS položí vibra ní štít. D ležitým p edpokladem p itom je p edchozí p esné a stejnom rné rozprost ení BS, aby byla zajišt na stejná tlouš ka a hutnost dílc . Pro zna nou provozní obtížnost se proto povrchových vibra ních soustav užívá v tšinou v kombinaci se zhut ováním se spodní vibrací. Horní štít slouží k dohutn ní a urovnání horní povrchové vrstvy betonu. Pro dohutn ní atypických prvk menších rozm r m že být užito vibra ních žehli ek 10.2.2.13 Zhut ování BS vnit ní (p ímou) vibrací V p ípad , kdy je betonová sm s zhut ována p ímým kontaktem s budi em vibrace bez p enosu vibra ní energie p es konstrukci formy, mluvíme o p ímé vibraci. Vibra ní energie je p ímo p enášena z budi e vibrace do sm si. Tento zp sob je investi n mén náro ný, vyžaduje ovšem vyšší pracnost a hodí se pro malosériovou atypickou výrobu. Ponorné vibrátory

Nej ast ji se používají ponorné vibrátory, které obsluha vpichuje v pravidelných vzdálenostech do zhut ované BS. Vzdálenost jednotlivých vpich (400 až 600 mm) závisí na ú innosti vibra ní hlavice, což je dáno jejím - 123 (170) -


pr m rem, délkou, frekvencí otá ení, hmotností nevývažk a konzistenci betonové sm si. Ponorné vibrátory sestávají z pohonu (elektromotor nebo pneumatický), ohebné h ídele a z vibra ní hlavice s vestav nými excentry (viz obr. . 108). Výhodami p ímé vibrace je malá hlu nost a spot eba energie p edávané p ímo do betonové sm si, možnost zasunutí hlavice vibrátoru i do úzkých prostor formy nebo skrz hustou výztuž. Je-li zhut ovaná tlouš ka p íliš malá nebo výztuž p íliš hustá, p ipev ují se na hlavici tzv. rapíry - vibrující vidlice. Výkon lze zvýšit sdružením více ponorných vibrátor a spole ným spoušt ním a vytahováním z BS (nejvíce využívané u vertikálních baterií). Po nasypání vrstvy sm si do výšky cca 300 mm ode dna formy se spustí souprava s adou ponorných vibrátor , které se po zhutn ní spodní vrstvy a za sou asného nasypávání BS posunují sm rem nahoru. Ohebné h ídele vibrátor jsou p itom navíjeny na bubny. Nevýhodou p i tomto zp sobu zhut ování je zejména to, že se m že hlavice vibrátoru zap í it o výztuž a p i vytahování se pak hlavice m že utrhnout.

Obr. . 107 Ponorný vibrátor s ohebnou h ídelí a) vibra ní hlavice b) ohebná h ídel c) elektromotor. P i sériové výrob je pak využíváno zabudovaných vibra ních trubek (do pr m ru 60 mm) nebo pro rozm rn jší dílce vibra ních jader (do pr m ru 220 mm). Ihned po zhutn ní dílc ješt v erstvém stavu jsou pak trubky i jádra vytaženy a z stanou po nich kruhové otvory. Vibra ní trubky a jádra

Vibra ní trubka vznikne spojením více vibra ních hlavic za sebou na spole ném h ídeli. H ídel je uložen na sad ložisek v trubce, která je uzav ena a zapln na olejem kv li zmenšení t ení a chlazení ložisek. Trubky mají φ 20 až 60 mm a lze jimi zhut ovat v horizontální poloze vnit ní vibrací tak, že ty nebo n kolik ty í se zasune do formy s otvory v elech a sm s se ukládá za sou asné vibrace. Tímto zp sobem lze zhutnit BS o konzistenci až 20 s VeBe. Po zhutn ní je nutno trubky vytáhnout ješt p ed zatvrdnutím betonu. Inovaci do konstrukce vibra ních trubek p inesl COUFAL. P ínos spoívá ve snadné demontovatelnosti vnit ní ásti ty e a snadné a rychlé vým n odst edivých ástí (nevývažk ), které jsou umíst ny paralern s osou rotace s vypo tenou excentricitou a dále ve velké vibra ní ú innosti zhut ování za zna né úspory energie. Schematické znázorn ní je na obr. . 108.

- 124 (170) -


Obr. . 108 Vibra ní ty podle Coufala 1 – elektromotor; 2 – trubka; 3 – h ídel; 4 – t mínek; 5 – excentr; 6 - ložisko. Obdobnou konstrukci budi e vyvinul KREJ Í, zm na je pouze v konstrukci nevývažk , které tvo í vlastní h ídel, která je ve stanovém míst odleh ena odfrézováním vypo tené hmotnosti. Výhodami tohoto zhut ovacího postupu jsou: • vysoká ú innost p i min. spot eb energie, která je p edávána p ímo do betonové sm si • možnost zhut ování tuhých betonových sm sí (úspora cementu) • omezení namáhání forem dynamickými rázy od p íložných vibrátor • snížení hlu nosti, jelikož není rozkmitávána výrobní forma.

Nevýhodou je pot eba místa pro vytahování ty í nej ast ji v elech formy a nutnost vytvo ení dutin ve zhutn ných výrobcích, které ovšem mohou odleh ovat výrobky. Vibra ních trubek i jader je asto ú inn využíváno i k vyvození nep ímé (vn jší) vibrace u vibra ních stol . Výhodou je rovnom rn jší rozložení amplitud po ploše vibra ního stolu, dosažení ú inn jšího a zejména rovnom rn jšího zhutn ní beton . 10.2.2.14 Technická opat ení pro omezení hlu nosti vibrace Dlouhodobé p sobení hluku a vibrací na lidský organizmus m že p ivodit trvalé poškození sluchu a nervové soustavy (nemoci z povolání). Typickou nemocí vznikající p sobením ot es a vibrací je tzv. vibra ní vazoneuroza

- 125 (170) -


(cévní onemocn ní prst a rukou). Obr. . 109 Oklopný protihlukový kryt (poklop) 1 – vibra ní za ízení s formou; 2 – protihlukový kryt; 3 – pohon pro spoušt ní a zvedání krytu. P i zhut ování vibrací lze zmenšení ú inku chv ní a snížení hladiny hluku dosáhnout tím, že se základ vibra ního za ízení odd lí od podlahy výrobní haly a uloží se na vrstvu tlumící chv ní. I p i této úprav je t eba zabránit p sobení hluku p enášeného prost edím. D ležité je používání prost edk osobní ochrany pracovník . Zhut ování vibrací pod oklopnými protihlukovými kryty, kde je vytvá ecí pracovišt od velínu odd leno protihlukovou st nou, je na obr. . 1090.

10.2.3 Zhut ování betonových sm sí vibrolisováním Vibrolisování je kombinovaný zp sob zhut ování, p i n mž je BS vibrována za sou asného p sobení dolisovacího p ítlaku. Vibrolisování odstra uje v tšinu nevýhod obou zhut ovacích zp sob použitých samostatn .

Obr. . 110 Samozhut ovací tlak pb p i r zných výškách h sloupce zhut ované BS; tlouš ka ho špatn zhutn né vrstvy je relativn v tší p i vytváení v horizontální poloze. P i zhut ování BS vibrací dochází také k lisování spodních vrstev erstvého betonu vlivem hmotnosti horních vrstev betonu - p sobení tzv. samozhut ovacího tlaku. Samozhut ovací tlak je však po výšce dílce rozdílný a na povrchu prakticky nulový (obr. . 110). Zavedením dolisovacího p ítlaku se dosahuje nejv tšího zhut ovacího efektu na povrchu zhut ovacího výrobku pod dolisovací deskou. Je vhodné, aby dolisovací p ítlak p sobil za sou asné

- 126 (170) -


vibrace, kdy tlak do 10 kPa sta í ke zhutn ní vibrací áste n ztekucené BS. Dolisovací p ítlak m že být vyvozen gravita n (vlastní hmotností dolisovací desky), pneumaticky nebo nej ast ji hydraulicky. Obr. . 111 P íklady pasivního a aktivního dolisovacího p ítlaku A - pasivní p ítlak vyvozený hmotností dolisovací desky; B - aktivní p ítlak s budi em vibrace. • Pasivní p ítlak - dolisovací deska vyvozuje jen statický tlak (vlastní hmotností, pneumaticky nebo hydraulicky). • Aktivní p ítlak - je kombinací p ítlaku pasivního spojeného s dynamickými ú inky od budi vibrace. Zde je velmi d ležité slad ní frekvencí budi vibra ního stolu (spodní vibrace) a budi na dolisovací desce (horní vibrace), aby nedocházelo k negativním vzájemným interakcím a slad ní frekvencí obou vibrací, které by mohlo zp sobit, že celá soustava (vibra ní st l, forma a betonová sm s) vibruje ve stejné frekvenci a amplitud a nedochází tak ke zhutn ní BS. Frekvence budi horní a dolní vibrace musí být tedy rozdílná a nesmí být ani v blízkosti harmonických frekvencí.

10.2.3.1 Hodnota p ítlaku ve vztahu k parametr m vibrace Optimální dolisovací p ítlak pp je funkcí parametr vibrace. pp = F ( A, f, a, τh ) [ kPa ]

(49)

A, f, a - jsou amplituda, frekvence a zrychlení vibrace τh - je doba zhut ování. Zavedení dolisovacího p ítlaku p sobí jako zv tšení intenzity vibrace. Pokud je p ítlak neúm rn velký, dojde k utlumení vibrace. V p ípad utlumení amplitudy pod hodnotu Amin by vibrolisování p ešlo v lisování, tzn. dolisovací p ítlak by p ekro il kritickou hodnotu. P esáhne-li dolisovací p ítlak kritickou hodnotu, zhut ování se zpomaluje a pro další zintenzivn ní je nutné bu : • zv tšit zrychlení vibrace vhodnou volbou frekvence nebo odst edivé síly • podstatn zv tšit lisovací tlak na hodnotu 10 až 80 Mpa, ímž se p echází na vysokotlaké lisování.

Vysokotlakým vibrolisováním nedochází již k podstatnému zvýšení hutnosti, avšak tím, že BS obsahuje pružný cementový tmel, dochází ke kmitání nejmenších ástic a k dokonalému spojení v kontaktní zón cement - kamenivo. Tím se pórozita cementovaného tmelu zmenší, vzroste výrazn i pevnost betonu a zlepší se jeho další vlastnosti (vodot snost, nasákavost, mrazuvzdornost). Ovšem zvýší se podstatn doba vytvá ení, energetická a investi ní náro nost. 10.2.3.2 Technologické podmínky pro zhut ování vibrolisováním Zvýšení rychlosti zhut ování, stejnom rnosti a výše zhutn ní lze dosáhnout, jsou-li spln ny základní technologické podmínky:

- 127 (170) -


• správné ur ení dávky zhut ované betonové sm si a její rovnom rné rozprost ení • p sobení vhodné velikosti p ítlaku ve vztahu k intenzit a parametr m vibrace, za optimální dobu zhut ování • správné složení betonové sm si • v p ípad aktivního p ítlaku pak vhodný pom r frekvencí budi .

Zvláštním zp sobem vibrolisování je vibrop chování, kdy se na povrch dílce p sobí opakujícími se rázy p ch za sou asné vibrace. Technologie vibrolisování se používá p i výrob drobných betonových výrobk (zámkové dlažby, p ídlažby, obrubníky, vegeta ní dílce, zdící tvárnice, palisády, prvky op rných st n, kanaliza ní programy atd), které se vyrábí ve velkých sériích na stabilních nebo mobilních vibrolisech.

10.2.4 Zhut ování betonových sm sí šokováním a vibrošokováním P i zhut ování st ásáním - šokováním je BS vystavena pravideln i nepravideln se opakujícím ráz m (šok m), jimiž je st ásána. Šokování vyvinula v r.1936 holandská firma SCHOCKBETON. St ásání se vyvozuje bu údery - rázy na formu nebo zvedáním a dopadáním formy na pevný podklad (obr. . 112). V podstat jde o silné mechanické st ásání BS, dopadající z výšky 5 až 25 mm p i po tu ráz 2 až 10x za sekundu. Pro st ásání jsou vhodné BS s vodním sou initelem 0,3 až 0,4. Betonovou sm s je t eba ukládat po vrstvách o výšce cca 50 mm, aby mohlo docházet k odvzdušn ní sm si. Hutnosti šokovaného betonu dosahují velmi vysokých hodnot. Je to dáno tím, že výkon p i st ásání je cca 2,5x vyšší než p i zhut ování vibrací. P sobením ráz dojde ke kmitání BS, které má jiný charakter než p i vibraci (zrychlení p sobí jen sm rem dol ) a nedochází k rozt ásání a rozm šování BS p i pohybu formy sm rem nahoru. Nedochází ani k odtrhování sm si od plochy podložky a proto bývá spodní povrch st ásaných dílc dokonalejší a hladší než p i vibraci. Nevýhody vibrošokování je vysoká hlu nost (110 až 130 dB) a obrovské dynamické namáhání forem a staveb, kdy musí být d kladnou pružnou izolací zabrán no p enosu vibrací do stavební konstrukce. Spojením vibrace a šokování vzniká vibrošokování, p i emž zhut ovací ú inek je vyšší.

- 128 (170) -


Obr. . 112 Schématické znázorn ní st ásání (šokování) a) 1 - forma; 2 - excentrické válce, 3 - tuhý podklad b) 1 – forma; 2 - vrstvy BS o výšce ∆h; 3 - tuhý podklad c) pr b h kmitání p i st ásání. Tato technologie se nejvíce uplat uje p i výrob ty ových prvk pro skeletové konstrukce, ale je možné ji použít i pro plošné dílce v tších výšek.

10.2.5 Kontinuální zp soby zhut ování a vytvá ení Následující zp soby zhut ování se používají pouze pro speciální úzce zam ené technologie, jsou spíše ukázány jako možnosti pro jeden sortiment výrobk . Kontinuální vytvá ecí zp soby jsou nap . : • válcování adou za sebou uspo ádaných válc pop . po p edchozí vibraci • protla ování betonové sm si vytvá ecím ústím pop . v kombinaci s vibrací • vibrotažení.

10.2.5.1 Zhut ování protla ováním a vibroprotla ováním Protla ování je zvláštní zp sob lisování, p i n mž je BS plynule dodávána do násypky a protla ována vhodn upraveným ústím pístem nebo šnekem. Protla ování je obdobou cihlá ského lisu. Výroba dílc probíhá nep etržit rychlostí 0,5 až 1,5 m . min-1. Výhodou tohoto zp sobu zhut ování je vysoké zhutn ní a možnost snadné vým ny vytvá ecího ústí na jiný pr ez výrobku. Nevýhodou je velké opot ebení vytvá ecího za ízení. Vibroprotla ování se od protla ování liší pouze tím, že vytvá ecí ústí je vibra ní. P i protla ování BS ústím za vibrace se zmenšuje její vnit ní t ení a opot ebení vytvá ecího ústí je menší. Nejrozší en jší je vytvá ení p edem p edpínaných dutinových stropních panel na dlouhých drahách systém SPIROLL - obr. . 113.

Obr. . 113 Systém SPIROLL 1 - násypka BS; 2 - pohon ; 3 - šnek pro dopravu a zhut ování BS; 4 - jádra pro vytvá ení dutin; 5 - pohon šneku; 6 - vytvá ecí štít s budi em vibrace; 7 - budi vibrace; 8 - pryžová vložka; 9 -

- 129 (170) -


elektromotor vibra ních jader; 10 - m ni nap tí; 11 - prostor pro elektrické rozvody; 12 - hotový vytvo ený panel. Podstatou systému SPIROLL (Kanada) nebo PARTEK (Finsko) je, že BS je zhut ována šneky se 40 až 50 ot . min-1, které p echázejí do tvaru válc vytváejících dutiny.a jsou vybaveny vibra ními jádry. Povrch panel m že být zhut ován vibra ním štítem s vysokofrekven ním vibrátorem. K pohybu stroje rychlostí okolo 15 mm.s-1 (54 m.h-1) dochází tím, že rotující šneky se opírají o zhutn ný beton a posunují vytvá ecí stroj. Zhutn ní je velmi dokonalé, takže bo nice jsou pouze sou ástí vytvá ecího ústí. Nevýhodou tohoto zp sobu vytvá ení je, že neumož uje vkládání p í né výztuže. 10.2.5.2 Zhut ování vibrotažením Vibrotažení je v podstat nep etržité nízkotlaké vibrolisování. P i vibrotažení se BS dodává do bezedné násypky, která je unášena za sebou se pohybujícími formami pod soustavou vibra ních budi vibrace a dále pod kalibra ní desky. Princip technologie je využíván p i výrob betonových st ešních tašek. 10.2.5.3 Zhut ování odst e ováním Odst e ování je postup vhodný pro výrobu dílc kruhového pr ezu (betonové stožáry, roury - obr. . 114). Odst e ováním dochází ke zhut ování BS odst edivým tlakem Krom odst edivého tlaku dochází ješt p i odst e ování k jemné vibraci, která je zp sobena nerovnom rným rozložením BS ve form a vlivem vlastního kmitání formy p i rychlém otá ení, což m žeme považovat za vysokofrekven ní vibraci s malou amplitudou. P i odst e ování se projevuje též vliv zrychlení, které nebude ve všech polohách otá ení stejné (± 1 g vlivem p itažlivosti zemské). Tím vlastn dochází p i odst e ování k pulzování odst edivého tlaku, což p sobí p ízniv p i zhut ování výrobk . BS p íliš m kké, které obsahují mnoho malty, jsou pro odst e ování nevhodné, nebo dochází k jejich rozm šování. Hrubá zrna se v m kké BS protla í na vn jší obvod a malta na vnit ní obvod výrobk . Rozvrstvení BS p i odst e ování (viz.obr. . 115 b) lze do jisté míry zabránit n kolikerým vytá ením (po vrstvách). Nejd íve se do formy nasype ást BS a tato se pot ebnou dobu odst e uje, poté se rychlost otá ek zpomalí na tzv. plnící otá ky (asi 200 až 300 min-1) a uloží se zbývající ást BS. Potom se rychlost otá ení zvýší na hodnotu odpovídající požadovanému odst edivému tlaku. Dvojím nebo n kolikerým vytá ením dílc se zlepší vodot snost, pon vadž dojde k p erušení kapilárních pór po vytla ené vod . P i odst e ování se dá dosáhnout zhut ovacího tlaku od 0,15 do 0,20 MPa. Hodnota odst edivého tlaku je závislá na pr m ru a na frekvenci otá ení. ím je pr m r odst e ovaných výrobk menší, tím je nutná vyšší frekvence otá ení pro dosažení pot ebného odt edivého tlaku. Rychlost otá ení u v tšiny p ípad se pohybuje od 400 do 900 ot.min-1. Hodnotu odst edivého tlaku lze do jisté míry nahradit dobou odst e ování. P i odst e ování dochází ke snižování vodního sou initele z po áte ní hodnoty wpo . = 0,55 až 0,65 na hodnotu kone nou wkon = 0,35 až 0,45. P i tomto vytvá ecím zp sobu lze použít pro jeden výrobek i dvou r zných BS. Tak nap . p i výrob p edepjatých tlakových trub systém VIANINI v délce do 6 m se pro vnit ní úpravu použije BS bohatší na cement a pro vn jší vrstvu pak - 130 (170) -


menší dávka cementu, u p edepjatých stožár , které mají odolávat pov trnostním vliv m naopak. P i odst e ování musí být zajišt n plynulý odtok p ebyte né zám sové vody (obsahuje i cement a jemné podíly z kameniv), ehož se dociluje mírným sklonem formy p i odst e ování. Tato tzv. kalová voda se používá zp tn jako ást zám sové vody.

Obr. . 114 Forma a vytá ení za ízení pro výrobu odst e ovaných p edepjatých stožár 1 – celistvá forma; 2 – op rné odvalovací prstence; 3 – horní kotevní hlavice; 4 – dolní kotevní hlavice; 5 – odvalovací kladky vytá ecího za ízení; 6 – lunety; 7 – hydraulické válce pro okláp ní (otevírání).

Obr. . 115 Schématické znázorn ní odst e ování trub a) pr b h procesu odst e ování b) struktura betonu roury z p íliš plastické betonové sm si. 1 - vn jší forma; 2 - betonová sm s; 3 – voda; 4- vrstva cementového tmele; 5 - vrstva malty; 6- vrstva jemnozrnného betonu; 7 vrstva hrubozrnného betonu. 10.2.5.4 Zhut ování vakuováním Betonové sm si s malým množstvím vody jsou t žko zpracovatelné a vyžadují velké množství zhut ovací energie, resp. doby zhut ování. Podstata vakuování (odsávání) spo ívá v tom, že dob e zpracovatelná BS se áste n zhutní a poté je p ebyte ná zám sová voda, která již p i zhut ování splnila svoji funkci, z erstvého betonu odsávána. Sou asn s odsátím vody dochází i k odsávání vzduchu, p i emž se beton zah ívá. P i odsávání vody a vzduchu z erstvého betonu rostou dost edné kapilární síly od povrchového nap tí vody. erstvý beton, zbavený ásti vody a vzduchu, se stává mnohem soudržn jší a kompaktn jší. Pevnost erstvého betonu dosahuje 0,1 až 0,2 MPa, podobn jako p i vysokotlakém lisováním.

- 131 (170) -


Stejn jako u vibrace, kdy dochází k útlumu energie s rostoucí vzdáleností od zdroje vibrace, dochází p i odsávání rovn ž k poklesu ú innosti odsávání se vzdáleností od odsávaného povrchu. P edpokládáme-li, že sou initel filtrace, ovliv ující rychlost pr toku vody kapilárami p i odsávání je konstantní, vyjad uje pak závislost podtlaku pm na vzdálenosti od odsávaného povrchu rovnice: p m = po 1 − kde

hm hx

[ MPa ] (50)

pm - podtlak v míst m [ MPa ] po - podtlak na povrchu [ MPa ] hm - vzdálenost místa m od odsávaného povrchu [mm ] hx - vzdálenost od povrchu, v níž se podtlak rovná nule [ mm ].

Na základ celé ady zkoušek bylo zjišt no, že rychlost odsávání ubývá lineárn s hloubkou pod povrchem a hloubky odsávání p ibývá s druhou mocninou doby odsávání. Množství odsáté vody závisí na : • hodnot podtlaku p i odsávání • dob trvání odsávání • výšce odsávaného sloupce • druhu a složení BS.

Za optimální hodnotu se považuje podtlak 0,07 MPa. Za ú elnou tlouš ku pro jednostranné odsávání je možno považovat vrstvu 150 až 200 mm zhutn ného erstvého betonu. P i v tších tlouš kách je t eba odsávat ze dvou stran.

Obr. . 116 Závislost množství odsáté vody na ase Množství odsáté vody v % po áte ního množství Qo (BS prom nného složení, w = 0,80). Optimální tlouš ka a doba odsávání je závislá p edevším na množství vody, které má být z erstvého zhutn ného betonu odsáto. Jaké množství vody v % se dá v závislosti na ase z erstvého betonu odsát, ukazuje obr. . 117. Z obrázku je patrno, že odsátí prvních 8% vody trvá 3 min., dalších 8% 10 min. - 132 (170) -


(3x déle) a posledních 8 % již 27 min. (9x déle). Ú innost odsávání tedy s asem zna n klesá. Proto se v tšinou odsávání ukon uje po odsátí 10 až 15% po áte ního množství zám sové vody. Obr. . 117 Schéma odsávacího štítu a filtra ní vrstvy a) odsávací štít: 1 - výrobní forma; 2 - odsávaný výrobek; 3 - vlastní odsávací štít; 4 - obvodová t snící obruba; 5 - filtra ní vrstva; 6 - odsávací potrubí. b) filtra ní vrstva: 1 - obvodová t snící obruba (pryž) ; 2 - filtra ní tkanivo, 3 - jemné pletivo; 4 - st edn jemné pletivo; 5 - hrubé pletivo (nebo 3 až 5 m že být perforovaná rohož z um lé hmoty). P ed zahájením odsávání se má BS áste n zhutnit a povrch erstvého betonu uhladit, nejlépe rota ními hladi kami. Po zapojení výv vy vznikne v komo e štítu podtlak a štít opat ený po obvodu pryžovým t sn ním se vlivem atmosférického tlaku p isaje k betonu. Po p edepsané dob odsávání se odsávací štít sejme a povrch betonu se m že dohladit. N kdy lze odsávacího štítu využít po odsátí vody jako transportního za ízení pro p enášení výrobk . P i vytvá ení dílc na dlouhých drahách je použit princip vibrotažení v kombinaci s vibroprotla ováním. Vývoj krychelné pevnosti vakuovaného betonu v ase a srovnání s betonem pouze vibrovaným je znázorn n na obr. . 118. Obr. . 118

asový vývoj krychelné pevnosti oby ejného betonu vibrovaného (1) a vakuovaného (2).

- 133 (170) -


Betony z portlandského cementu vykazují podle výsledk získaných v USA vzr st pevnosti v tlaku o 100% v prvních dnech, o 30 až 40% po 6 dnech a o 20% za 25 až 28 dní. ím vyšší je po áte ní množství zám sové vody v BS, tím je pom rné zvýšení pevností odsávaného betonu v tší. Snížením obsahu vody dochází ke zkrácení doby tuhnutí a tvrdnutí. Krom toho probíhá tvrdnutí pod jakýmsi „mechanickým tlakem“, který je vyvozován dost edn p sobícími výslednicemi kapilárních sil od povrchového nap tí vody. Nedostatkem je vytvo ení soustavy kapilárních pór vznikajících tokem odsávané vody ve sm ru vakuování, což zhoršuje nasákavost a vodot snost ve sm ru vakuování. Technologie vakuování i když je velmi ú inným zhut ovacím zp sobem se p i výrob betonových dílc prakticky nepoužívá. Rozší en jší je na staveništích nap . p i pokládce pr myslových podlah, kdy je možno podlahy zat žovat za velmi krátkou dobu. Nevýdou je obtížné ut sn ní odsávacích štít , zanášení filtra ních tkanin, vytvo ení kapilárních pór a pom rn zna ná pracnost a investi ní náklady a malá variabilnost.

- 134 (170) -


11

Výroba vybraných stavebních dílc

V následujících kapitolách budou popsány p íklady technologií výroby n kterých nejrozší en jších betonových stavebních dílc v etn ukázek formovací techniky a zp sobu zhut ování..

11.1 Výroba ty ových dílc Ty ové dílce jako prvky železobetonových montovaných skelet jsou v sou asné dob vyráb ny v malých sériích spíše jako atypické prvky navržené p ímo pro daný objekt. Z t chto d vod se z ekonomických d vod používá nej ast ji jednoduchých d ev ných forem, které jsou snadno p estavitelné na jiný požadovaný sortiment. Vyráb jí se takto prvky skeletu – sloupy, ztužidla, pr vlaky, základové trámy, vazníky- z železobetonu, mén asto z p edepjatého betonu. V p ípad použití d ev ných forem je zhut ování provád no ponornými vibrátory. P i užití ocelových forem se výhodn užívá usm rn né horizontální vibrace, kdy výkonné p íložné vibrátory jsou umíst ny v elech formy. Formy mohou být uzp sobeny pro tepelné urychlování tvrdnutí betonu. Tímto zp sobem se dosahuje kvalitn jších pohledových povrch beton . Výrobní formy se z tohoto d vodu vykládají n kdy umakartovými deskami, i kvalitními vodovzdornými p ekližkami. Konzistence betonu se pohybuje okolo 4 až 10 s VeBe.Ukázka d ev né formy je na obr. . 119.

Obr. .119 P íklady provedení d ev ných forem A - forma plnost nného pr vlaku B - forma I - nosníku C - forma pro 2 ty ovité dílce 1 - d ev ná nosná konstrukce formy s pryžovými pružinami 2; 3 - betonová podlaha; 4 - vyztužovací op rné konstrukce; 5 - bo nice forem; 6 - úprava pro upevn ní p íložných vibrátor .

- 135 (170) -


11.2 Výroba plošných dílc 11.2.1 Plošné (panelové) dílce pro svislé konstrukce Plošné dílce pro svislé konstrukce je možné vyráb t bu v horizontální nebo svislé poloze. Technologie se liší formovací technikou, zp sobem zhutování a konzistencí betonu. Volba zp sobu závisí na etnosti výroby a ekonomických možnostech. 11.2.1.1 Výroba ve svislé poloze Používá se vertikálních forem, v tšinou seskupených do tzv. baterií ( u nás je znám termín Weisovi vertikální baterie). Výhodami této technologie je: • snížení pracnosti • získání oboustrann hladkých povrch • usnadn ní proteplování dílc za nižší spot eby energie • zmenšení výrobní plochy • snadné, málo pracné odformování v poloze v jaké bude dílec dopravován, skladován a zabudován.

Nevýhodou je, že lze vyráb t jen: • jednovrstvé dílce jednoduchých tvar , plného pr ezu

Ukázky vertikálních baterií jsou na obr. . 120 a 121 a na obr. 122 a 123 jsou schémata výrobních linek na výrobu st nových panel .

Obr. . 120 Dvojdílná vertikální baterie 1 – základový rám; 2 – op rná konstrukce s lávkami; 3 – hydraulicky odsuvné vn jší st ny baterie s budi i vibrace; 4 – vnit ní proteplovací st ny; 5 – pojízdný rozprostíra BS.

- 136 (170) -


Obr. . 121 Schéma vertikální baterie fy. SCHMIDT se soustavou ponorných vibrátor 1 – st ny baterie; 2 – dráha pojezdu; 3 – odformovací za ízení; 4 – plnící agregát; 5 – zásobník BS; 6 – bubny pro navíjení ohebných h ídel 7 ponorných vibrátor 8; 9 – naviják; 10 – doprava BS. Zhut ování BS ve vertikálních bateriích bývá provád no soustavou ponorných vibrátor s možností využití velmi ú inné vysokofrekven ní vibrace 100 až 250 Hz za nízkých amplitud. Systém vnit ní vibrace snižuje úrove hladiny zvuku (lepší hygienické pracovní podmínky). Konzistence BS je 6 s VeBe a nižší. Výrobní linka pro výrobu panel ve vertikální poloze na obr. 122 m že sestávat ze dvou v tví. V tev I je výrobní a probíhá na ní vytvá ení panel jednotliv p i zhut ování adou ponorných vibrátor . Po napln ní BS a zhutn ní je pak forma p esunuta o jednu ší ku do pásma tvrdnutí.

Obr. . 122 Výroba panel na lince ve vertikální poloze (dánský systém SCHMIDT) I – výrobní a II – vratná tra 1 – dovoz BS z mísírny; 2 - násypka BS; 3 – zhut ování; H – hydraulické válce pro posun forem na výrobní trati; 4 – pásmo tvrdnutí betonu; 5 – odformování a odvoz panel mostovým je ábem MJ; 6 – otá ení forem o 1800 s výrobní na vratnou tra ; 7 – pomocné operace a vyztužování; 8 – otá ení forem zp t na výrobní tra .

- 137 (170) -


Obr. . 123 Schéma výroby st nových panel ve vertikální baterii I – odformování panel , odvoz k ošet ování a pomocné operace II – vyztužování panel a vkládání vložek III – vytvá ení a zhut ování IV – UTB BS proteplováním 1 – ada odd lovacích st n na podvozcích; 3 – op rné konstrukce; 4 – obsluhovací lávky a schody; 5 – zvedací obsluhovací plošina; 6 – pojízdný betonovací agregát s násypkou 7, za ízením 8 pro vertikální posouvání vibra ních ty í 9, žeb íkem 10; 11 podv sná doprava BS, 12 – elní ocelové st ny, 13 – pohon posuvu forem 11.2.1.2 Výroba ve vodorovné poloze Výroba probíhá ve vodorovné poloze nej ast ji v ocelových formách s oklopnými bo nicemi. Betonová sm s je ukládána rozprostíra i, forma je v daném okamžiku umíst na v tšinou na vibra ním stole i vibra ních prazích. Sm s je postupn zhut ována a dosypávána. Po dokonalém napln ní a zhutn ní formy m že být povrch betonu upraven rota ními hladi kami i rotujícími válci. Výhody :

- 138 (170) -


-

lze snadno vkládat ocelová výztuž a další instalace nap . plastové trubky pro elektroinstalace

-

snadno lze vytvá et vrstvené (sendvi ové) panely nap . s tepelnou izolací (deskový polystyren)

-

finální úprava povrchu m že být nap . s obklady i reliéfem

-

vibra ní stoly umož ují dokonalé a rovnom rné zhutn ní, umož ující použití sm sí o nižším vodním sou initeli

Nevýhody: -

vyšší investi ní náro nost – drahé ocelové formy

-

nutnost urychlovat tvrdnutí betonu kv li vyšší obrátkovosti forem

-

v tší nároky na p dorysné ešení

11.2.2 Plošné dílce pro vodorovné konstrukce Tyto prvky se vyráb jí zásadn ve vodorovné poloze bu v tšinou

v individuálních

ocelových formách vybavených budi i vibrace nebo na dlouhých tratích speciálními mobilními betonovacími stroji. Dílce bývají bu železobetonové nebo p edem p edepjaté a mohou být opat eny odleh ovacími dutinami. Používají se betony vyšších t íd C30/35 až C40/45, konzistence v tšinou zavlhlé. 11.2.2.1 Dutinové dílce v individuálních formách Dutinové dílce se vytvá ejí a zhut ují pomocí vibra ních jader. Konstrukce jader závisí na velikosti i tvaru pr ezové plochy a délce vytvo ených dutin. Vibra ní jádro podle konstrukce KREJ ÍHO sestává z trubky áste n napln né olejem, do jejíž dutiny je vložen rotor. Vibra ní jádra se vyráb jí o pr m rech od 152 do 220 mm a v ú inných délkách od 0,6 do 9,0 m. Jádra mohou pracovat ve frekven ní oblasti 3000 až 6000 min-1 s budící silou 1,6 až 33 kN na metr délky jádra. Vibra ní h ídele, vložené do trubek, jsou pohán ny elektromotory p es pružnou spojku. Druhý konec vibra ního jádra je zkosený, aby snadno pronikal mezi výztužným celkem a umož oval odchod vzduchu p i vytahování jader. Dutiny pro odhmotn ní konstrukce mívají kruhový pr ez vytvá ený vibra ními jádry, které se vytahují ihned po zhutn ní. Dutiny v panelech musí být pr b žné po celé délce z d vod , aby p i vytahování vibra ního jádra vnikal dovnit vzduch. P i nedodržení této zásady by po zhutn ní vzniklo v dílci vakuum a p i vytahování jádra by se dílec porušil. Rozm ry p í ek závisí na velikosti max. zrna kameniva. P i kamenivu do 16 mm musí být tlouš ka p í ek min. 22 mm. Konzistence BS bývá v rozmezí 30 až 40 s VeBe. Pro dosažení ú inn jšího zhutn ní zajiš ujícího menší zmetkovitost dílc je vhodné p i zhut ování používat dolisovací desky. P i vytahování všech jader sou asn je bezpe n jší ponechat na povrchu dílc dolisovací desku, která slouží k dokonalejšímu zhutn ní povrchové vrstvy. P ivibrováním dolisovací desky k povrchu se dosáhne p i vytahování jader v tší odolnosti betonu, který p ilnul k jádr m a je namáhán na smyk. Vytahováním jader bez dolisovací desky je možné jen tehdy, je-li erstvý beton mimo ádn soudržný nebo nevytahují-li se jádra najednou. Namáhání erstvého betonu, které je nejv tší v okamžiku „odtržení“ jader, lze zmenšit jejich vytahováním v krati kých inter- 139 (170) -


valech za sebou. Tím se sou asn zmenší i celková vytahovací síla, která vychází z max. hodnoty soudržnosti povrchu jader k erstvému betonu a bývá 5 až 10 kPa. Tato technologie je velmi choulostivá na dodržení konzistence sm si. P íliš vlhká sm s zt žuje vytažení jader a zp sobuje zborcení dutin a p í ek, p íliš suchou sm s pak lze obtížn zhutnit, beton je nesoudržný a st na nad dutinami se snadno propadá. 11.2.2.2 Dutinové p edepjaté dílce na dlouhých drahách Dlouhé dráhy mají charakter dlouhé výrobní betonové podlahy. Výhodou je mén pracné ukládání a vytvá ení BS, zvlášt pak p edpínání a kotvení výztuže. Dlouhé dráhy mají v p evážné mí e hladký povrch, vyjíme n m že být reliéfní a bývají vybaveny vnit ním otopným systémem. Mezi jednotlivými drahami bývají komunika ní pruhy, p ípadn kolejnice pro posuv betonovacích stroj . Pro výrobu na podlahových dlouhých drahách jsou výhodné dílce konstantního p í ného pr ezu; zm ny pr ezu a tvarování dílc v podélném sm ru by komplikovaly vytvá ení. Podlahy dlouhých drah bývají nej ast ji hlazené betonové. Nej ast ji je tato technologie používána pro výrobu p edem p edepjatých dutinových stropních dílc systémem SPIROLL nebo PARTEK o výrobní ší ce 1180 mm, výšce 150, 250 a 300 mm, v délkách do 12 500 mm s možností délkového d lení na libovolný rozm r s p esností na 10 mm. Dílce jsou vyleheny 4 až 5 kruhovými dutinami, pro vyztužení bývají použity p edpínací lana spletená z patentovaných drát i (pr m r jednotlivých drát 3,5 až 5,5 mm, poet drát v lan 4 až 7). Po et p edpínacích lan, jejich typ a druh oceli se liší od požadované únosnosti a rozponu stropního dílce. Hlavními sou ástmi dlouhých drah pro výrobu stropních p edem p edepjatých dílc (viz.obr. . 124) jsou: • dlouhá betonová výrobní podlaha (60 až 100 m) s vnit ním proteplovacím systémem • kotevní bloky • vytvá ecí betonovací agregát • zásobníky p edpínací výztuže (drát , lan) • okružní pila s nástrojem pro d lení zatvrdlých dílc • za ízení pro p edpínání a kotvení výztuže.

Výrobní postup vyplývá z obr. . 124. Po p edepnutí a zakotvení lan pojíždí po dráze vytvá ející stroj rychlostí až 12,5 mm.s-1, ukládá BS na betonovou proteplovací podlahu (podložku) a zhut uje ji šneky, které rotují 40 až 60 ot.min-1, a p echázejí do tvaru válc opat ených vibra ními jádry. Takto je betonová sm s nejprve šneky vtla ena do vytvá ecího ústí, které má tvar p í ného ezu stropního dílce a sou asn jsou vytvá eny vyleh ovací dutiny za sou asného velmi intenzivního zhut ování BS (vibrolisování). Povrch panel m že být navíc dohut ován vibra ním štítem a vysokofrekven ním vibrátorem.

- 140 (170) -


Obr. . 124 Výroba p edpjatých dutinových panel na dlouhých drahách systému SPIROLL 1 – vytvá ecí agregát se zhut ovacími šneky 2; 3 – vytvá ecí podlaha; 4 – kotevní bloky; 5 – zásobník lan; 6 – kotvy; 7 – pojízdná kotou ová pila; 8 – vibra ní štít; 9 – kalibra ní – hladící štít; 10 – hydraulické napínací pistole. K pohybu stroje dochází tím, že beton z násypky je rotujícími šneky vytla ován z ústí, kde se opírá o již zhutn ný beton a tím je posunován betonovací stroj po kolejnicích v opa ném sm ru. Rychlost betonáže se dá tedy ídit otá kami šnek a pln ním betonové sm si do pracovní násypky. Zhutn ní betonu je natolik dokonalé, že dílce lze ihned zakrývat nap . geotextilií a za ít proteplovat. P edpínací pevnosti se dosahuje p i max. teplot 55 0C za cca 18 hodin. Po dosažení manipula ních pevností (min. 32 MPa) se m že uvolnit p edp tí p e ezáním p edpínacích lan za kotevními bloky u el dílce. Požadované délky dílc se získávají ezáním okružní pilou s diamantovým kotou em, která pojíždí po stejných kolejích jako betonovací stroj a ez provádí kolmo na sm r pojezdu s p esností na 10 mm. V p ípad pot eby je možno dodate n provád t i podélné i šikmé ezy nebo ezání prostup . Zvedání hotových stropních dílc se d je samosvornými klešt mi nebo dílec nemá p í nou výztuž a zvedací oka. Konzistence betonové sm si se pohybuje okolo 35 až 40 s VeBe, t ída betonu je v tšinou C 37/40. Kvalita výroby a zmetkovitost je velmi ovliv ována stejnorodostí ukládané BS, zejména konstantní konzistencí. P íliš suchá sm s nelze dob e zhutnit a beton se nad dutinami propadá, p íliš m kká sm s zp sobuje zborcení celého dílce, propad st n nad dutinami i rozm rové odchylky.

Obr. . 125 Schéma vytvá ecího za ízení PARTEK

- 141 (170) -


1 – násypka; 2 – pohon agregátu; 3 – šnek pro dopravu a zhut ování BS; 4 – jádro pro vytvá ení dutin; 5 – pohon šneku; 6 – vytvá ecí štít s budi em vibrace; 7 – budi vibrace; 8 – prostor pro elektrické rozvody 11.2.2.3 Vytvá ení na dlouhých drahách ve formách V ocelových, vyjíme n d ev ných (pro kusovou výrobu) formách seazených za sebou lze na dlouhých drahách vytvá et i dílce, které nemají konstantní pr ez, jsou vyšší než 300 mm (nejsou nevhodné pro zhut ování povrchovou vibrací), a které jsou ty ovitého i plošného podélného charakteru. P itom jsou proveditelné i tvarové nepravidelnosti, r zné výšky pr ez , vybrání, prostupy, dutiny apod. Rozd lovací st ny, p í né i podélné, p íp. bo nice jsou rovn ž kovové, u kusové výroby pak d ev né i z plast . Pro zhut ování se používá v tšinou bodových zdroj vibrace – p íložných vibrátor umíst ných pod formou nebo na jejích st nách. Lze využít i pod formou tažených bodových budi nebo vibra ních jader, které se posunují pod formou sou asn s pln ním formy BS. Tímto zp sobem jsou ušet eny investi ní náklady na poízení vibra ní techniky, snižuje se energetická náro nost na zhut ování, hlu nost a namáhání forem od dynamických ráz . V sou asné dob se tento zp sob používá pro výrobu filigránových stropních desek.

11.3 Vytvá ení velkorozm rových dílc Výroba prostorov objemn jších a hmotn jších dílc se provádí ve stabilních, v tšinou ocelových formách, vybavených pevn zabudovanou vibra ní technikou. Nej ast ji je tvo ena systémem p íložných vibrátor , které mohou být kv li úsporám energie a zmenšení dynamického namáhání forem postupn zapínány vždy v místech, kde práv má dojít ke zhutn ní ukládaného betonu. Ve speciálních p ípadech m že být k buzení vibrace použito i soustavy vibra ních trubek nebo jader nebo m že být použita i kombinace vn jší (p íložné vibrátory) a vnit ní vibrace (vibra ní trubky). Taková forma je konstruk n i finan n velmi náro ná a tvo í p echod od p íložné vibrace k vibra ním soustavám, které je nutno pat i n naladit, aby nedocházelo k nežádoucím rezonan ním jev m. Nevýhodou vibra ních forem je, že po zhutn ní betonu (max. cca 10-15 min) není drahé vibra ní za ízení dále využíváno až do doby dalšího výrobního cyklu, tj. po zatvrdnutí a odformování dílce (v tšinou min. 24 hod). P íklady stabilních vibra ních forem jsou na obr. . 126 a 127.

- 142 (170) -


Obr. . 126 Zp sob vytvá ení mostních dodate n spínaných dílc 1 – úložný rám; 2 – podp rná konstrukce s možností prostorového ustavení, 3 a 8 zdroje vibrace; 4 – podp rná konstrukce bo nic formy 7, prostorov ustavitelných a odsuvných po lyžinách 5 a 6.

Obr. . 127 Zp sob vytvá ení mostních dílc tvaru I 1 – podp rná konstrukce; 2 – ztužovací rám formy; 3 – hydraulické válce pro rozkláp ní bo nic; 4 – stahováky; 5 – trubky; 6 – tvarovací vložky; 7 – vibra ní trubky; 8 – vym nitelné bo ní ásti formy (r zné výšky). Dutinové dílce o pr m ru dutin v tších než 220 mm se vyrábí za použití zvláštních vibra ních jader. Velkorozm rné dílce z p edpjatého betonu pro mostní konstrukce se zhut ují vibra ními jádry speciální konstrukce. Pr ezy n kterých dutinových mostních dílc jsou vyzna eny na obr. . 129. Vibra ní jádra speciální konstrukce vložená do odpružené formy zhutní i velmi tuhé betonové sm si. Nevýhodami p i vytvá ení dlouhých dílc je však složitost konstrukce vibra ních jader a pot eba prostor k jejich vytažení. Z tohoto d vodu bývá používáno tzv. tažené vibra ní jádro, které je krátké (do 2 m) a je taženo postupn formou sou asn s postupem pln ní betonu do formy. Forma je mén namáhána, dochází k úspo e energie a snížení hlu nosti za menších investi ních náklad . Vibra ní jádra všeho druhu umož ují zhut ovat i velmi tuhé BS, ímž p i snížených dávkách cementu lze vyráb t betony lepších mechanických vlastností (menší dotvarování, smrš ování a pr hyby).

- 143 (170) -


Obr. . 128 Pr ezy sk í ových - dutinových mostních dílc

11.4 Vytvá ení prostorových dílc Vytvá ení PD probíhá obvykle na míst a jeho postup bývá r zný podle jejich charakteru a stupn uzav enosti, nap .: •

naho e i dole otev ené (sestávají pouze ze st n)

•

otev ené dole

•

otev ené naho e.

Výrobní formy bývají v tšinou vybaveny pro urychlování tvrdnutí betonu otopným systémem, nebo vytvá ecí formy jsou velmi drahé a s výrobky je možné manipulovat až po dosažení manipula ních pevností. Formy jsou opat eny rovn ž pevn zabudovanými budi i vibrace. Pro snadné odformování je bu vn jší forma z rozklopných st n, nebo je vnit ní forma áste n skládací.

Obr. . 129 Výroba prostorových dílc otev ených dole 1 - vnit ní prostorová kónická ást formy, posunovaná hydraulickými válci 2; 3 - vn jší proteplovací st ny formy s budi i vibrace 4, odsunované hydraulickými válci 5.

- 144 (170) -


Obr. . 130 Princip funkce tzv. „zmenšovací“ vnit ní formy (jádra) 1 - st ny formy; 2 - vložky pro vytvo ení vnit ních hran; 3 - zmenšovací mechanismus.

11.5 Výroba kanaliza ních betonových trub Sortiment kanaliza ních betonových rour a trub je v sou asné dob velmi široký a zahrnuje v podstat všechny typy výrobk pro stavbu kanaliza ních program a to od rour malých pr m r (od 125 mm) do trub pr m r až 3000m v r zných délkách z prostého, železového a p edepjatého betonu. Tento sortiment je dopln n šachtovými programy (šachtová dna, skruže, poklopy), souástmi isti ek odpadních vod, prefabrikovanými septiky, lapoly atd. Sortiment je v tšinou vyráb n ve velkých sériích na specializovaných jednoú elových strojích technologiích lisování, vibrolisování nebo odst e ování. V dalším jsou popsány n které nejrozší en jší výrobní zp soby.

11.5.1 Vytvá ení trub lisováním Kanaliza ní trouby z prostého betonu lze vytvá et na rourolisech zp sobem vyzna eným na obr. . 131 a 132. Na tomto principu pracují kup . rourolisy fy. PFEIFER (SRN), SIOME - TURBOMASTER (Itálie), BAUMGARTNER, PRINZING (SRN), PEDERSHAAB (Dánsko), atd.

Obr. . 131 Principy vytvá ení trub na rourolisech A - vytvá ení s posuvnou hlavicí s rotujícími válci; B - vytvá ení s rotující válcovou hlavicí; C – vytvá ení s rotující válcovou hlavicí s lopatkami.

- 145 (170) -


Trouby jsou vytvá eny ve vn jší form uložené na prstencích tvaru mezikruží, které tvarují i drážky hrdla. Po zhutn ní jsou trouby p eneseny i s prstenci na zrací plochu a ihned odformovány (forma je rozebírací). Pro tento zp sob se používá u suchých BS s max. zrnem kameniva 8 až 16 mm, které po dokonalém zhutn ní umož ují okamžité odformování a transport na zrací skládku.

Obr. 132 Princip vytvá ení trub radiálním lisováním systémem TURBOMASTER 1 – vn jší dvoudílná forma; 2 – sypání BS; 3 – vytvá ecí ústrojí posuvné zdola nahoru za otá ení h ídelem 4 se soupravou válc 5, vyvozujících radiální lisovací p ítlaky.

11.5.2 Vytvá ení trub vnit ním vibra ním jádrem Podstatou tohoto zp sobu vytvá ení je, že do vn jší ocelové formy uložené na podkladní elní prstenec tvaru mezikruží a s úpravou tvo ící zámek hrdla trouby se spustí vnit ní vibra ní forma (jádro) s budi i vibrace. Zp sob ukládání a vibrolisování systém VIHY je na obr. . 133. Schéma výrobní linky je pak na obr. . 134. P i zhut ování se podle obr. . 135 na stabilní vibra ní jádro (vnit ní pláš formy) nasadí spodní prstenec a vn jší rozebírací forma pln ná BS z p esuvné násypky. Po áste ném zhutn ní vibrací nastane pootoení ramene nesoucího hydraulický lis s horním prstencem. Hydraulickým vyvozením tlaku se lisuje sm rem dol za sou asné vibrace. Horní prstence p i lisování provádí st ídavý otá ivý pohyb, kterým se tvaruje hladký povrch hrdla. Po zhutn ní se horní dolisovací prstenec zvedne a odsune, vnit ní vibra ní jádro sjede dol a vn jší forma na spodním prstenci se p enese na skládku a po stažení z trouby se vrací zp t. Na vnit ní jádro se nasadí nový spodní prstenec, uloží se vn jší forma a cyklus se opakuje. Odvoz hotových výrobk na zrací skládku je provád n na spodních ocelových prstencích, které se vrací do výroby až po zatvrdnutí rour a jejich transportu na hlavní skládku. Tvar prstence ur uje i tvar užšího hrdla, širší horní hrdlo se vykružuje krouživým pohybem dolisovacího prstence p i vibrolisování. V sou asné dob se výrazn prosazují tzv. integrované spoje, kdy je do hrdla osazeno speciální pryžové t sn ní, které zaru uje t snost spoje. P i výrob skruží i šachet je možné zasazovat - 146 (170) -


již ve výrob plastová nebo ocelová stupadla p ímo do formy p ed vytvá ením dílc . Sou asn jsou osazovány speciální ocelové úchyty, které slouží k jednoduchému a rychlému uchycení lan p i manipulaci i ukládání výrobk do výkop . Sou asní výrobci strojních za ízení, nap . firma PEDERSHAAB (Dánsko), nabízí komplexní sortiment stroj a vytvá ecích forem pro ucelený kanaliza ní program v etn velkorozm rových prvk pro nádrže, septiky a OV.

Obr. . 133 Vytvá ení trub vibrolisováním systémem VIHY 1 – nosná deska; 2 – spodní prstenec; 3 – vn jší forma; 4 – vnit ní jádro s budi em vibrace 5; 6 – horní prstenec; 7 – dolisovací hlava; 8 – hydraulický válec; 9 – vertikální osa otá ení dolisovacího za ízení na op e 10.

- 147 (170) -


Obr. . 134 Vytvá ení trub vibrolisováním systémem VIHY-TRANSMATIC

A – celkové schéma výroby; B – dispozi ní schéma výroby bez UTB v komorách; C – dispozi ní schéma výroby s UTB v komorách; D – schéma principu vytvá ení 1 – zásobník spodních prstenc ; 2 – nanášení separa ního p ípravku; 3 – ukládání výztuže; 4 – vibrolis; 5 – odkládací plošina na p esuvn ; 6 – zásobník BS; 7 – dva pásy pro dopravu BS; 8 – oklopná dolisovací hlava s hydraulickým lisem; 9 – konstrukce pro zav šení formy; 10 – jádro; 11 – zvedací za ízení pro p epravu trub od rourolisu na odkládací plošinu; 12 – nízkozdvižný vidlicový AKU vozík; 13 – pr jezdná proteplovací komora; 14 – vnit ní vibra ní jádro posunující se p i pln ní BS nahoru za sou asného otá ení shrnova e BS 15.

Obr. . 135 Vytvá ení trub zp sobem ABS (Švédsko) 1 - zásobník BS; 2 - hydraulický válec; 3 - rameno oto né kolem osy O; 4 - op ra s ovládacími panely; 5 - horní dolisovací prstenec; 6 - forma; 7 - za ízení pro hydraulické upínání forem; 8 vnit ní vibra ní jádro; 9 - vibra ní st l.

- 148 (170) -


Obr. . 136 Zp sob odformování trub vytvá ených systémem ABS 1 - stažení jádra; 2- odejmutí spodního prstence; 3 - sejmutí vn jší formy.

11.5.3 Vytvá ení trub vn jší vibrací s lisováním zdola Jak je patrné z obr. . 137, do vn jší formy se spustí na vnit ním jádru posuvném hydraulicky nahoru a dol spodní prstenec a za vn jší vibrace se ukládá a hutní BS. Po nasazení a upevn ní horního prstence se pak lisuje zdola za sou asné vibrace. Po sejmutí horního prstence se pak trouba vytla í vnit ním jádrem na spodním prstenci nad úrove podlahy. Trouba vyrobená ze suché sm si, která má výbornou soudržnost, se na dolním prstenci odveze na skládku.

Potom se jádro s dalším prstencem spustí dol a cyklus se opakuje. Obr. . 137 Vytvá ení trub vn jší vibrací s lisováním zdola (systém RIMAS) 1 - ovládací stanovišt ; 2 - horní uzavírací prstenec; 3 - podlaha; 4 - pohon budi vibrace; 5 - op rné st ny; 6 - hydraulický válec pro dolisování zdola za vibrace; 8 - základový rám; 9 - betonové základy.

11.5.4 Vytvá ení tlakových trub s dodate ným lisováním v radiálním sm ru

- 149 (170) -


P i vytvá ení trub zp sobem SENTAB (Švédsko), vyzna eným na obr. . 138, jsou ú eln spojeny operace vytvá ení, p edpínání a UTB oh evem, p i emž jde v podstat o aplikaci FREYSSINETOVA zp sobu výroby tlakových trub, zjednodušenou o vibrolisování v podélném sm ru. Vn jší rozebírací forma, do níž se vloží radiální p edpínací výztuž dopln ná podélnou výztuží (m že být p edepjatá), se nasadí shora na vnit ní jádro se spodním prstencem a p enese se ke zhut ování vibrací ve vn jší form . Zhutn ná trouba ve form se pak p epraví na lisovací, p edpínací a urychlovací pracovišt . Zde se do jádra, tvo eného dvoust nným dutým válcem, na jehož vn jší perforovanou ást je navle en pryžový pláš , p ivede voda o teplot 60 až 70 0C a tlaku 2,6 až 3,4 MPa (podle φ trub). Dochází tedy sou asn k lisování betonu, k p edpínání radiální výztuže a k UTB oh evem v uzav ené form za velkého mechanického tlaku. Proto se dosahuje odformovací a sou asn p edpínací pevnosti za 4 až 6 hod a beton je vodot sný až do vnit ního p etlaku 1,2 až 1,7 MPa. Pryžový pláš vnit ního jádra vydrží 300 až 500 výrobních cykl . Obr. . 138 Vytvá ení tlakových trub zp sobem SENTAB (Švédsko)

1 - horní prstenec; 2 - vnit ní forma (jádro) s pryžovým plášt m 3; 4 - vn jší forma; 5 - pryžový prstenec; 6 - podélná výztuž; 7 trouba; 8 - spodní prstenec; 9 - kotvy podélné p edpjaté výztuže.

- 150 (170) -


Obr. . 139 Radiální p edpínací výztuže u trub SENTAB 1 - h ebenové vložky z lisovacího plechu (viz detail A); 2 - p ipojení drát svázáním.

Obr. 140 Pohled na výrobní linku na výrobu betonových trub

11.6

Výroba drobných betonových dílc

Drobné betonové výrobky (r zné typy dlažeb, obrubník , meliora ních žlab , zdících i pohledových tvárnic, plotových prvk , okrasných prvk ) se vyráb jí vzhledem k vysokým sériím na velmi výkonných strojích technologií vibrolisování nebo vysokotlakého lisování. Dílce se vyráb jí v tšinou po více kusech v jednom vytvá ecím taktu. Používají se bu pevn zabudované vytvá ecí stroje (stabilní) nebo pojízdné stroje (mobilní). - 151 (170) -


11.6.1 Vytvá ení dílc pojízdnými (mobilními) vibrolisy P i výrob velkých sérií výrobk z nevyztuženého hutného nebo lehkého betonu na betonových podlahách se používá tzv. betonovacích stroj pojízdných po výrobní podlaze a vytvá ejících malorozm rové prvky jednotliv nebo ast ji po skupinách. Z více možností p icházejí v úvahu dva zp soby vytvá ení betonovacími stroji vyzna ené na obr. . 141 - a to vytvá ení p ímo na podlaze (A) nebo vytvá ení s vykláp ním na podlahu nebo podložku (B). Výrobní podlaha bývá betonová. Obr. . 141 Vytvá ení dílc pojízdnými betonovacími stroji

A – vytvá ení dílc na podlaze po skupinách; B – vytvá ení ve výklopné vibra ní form ; 1 – zásobník BS; 2 – dávkova ; 3 – forma; 4 – vibrátor. Vytvá ení na podlaze, vyzna ené na obr. z t chto díl ích operací:

. 141A, sestává

• Spušt ní vytvá ecí formy vedené na vodících ty ích, nej ast ji hydraulicky ovládané pomocí válc a pístnic. Forma je pr chozí bez dna a je opat ena budi i vibrace. Pro zajišt ní rovnom rného p enosu vibrace na celou plochu formy se používá vibra ních ty í i jader. Forma bývá vnit n d lená, což umož uje vyráb t v tší po et stejných výrobk v jednom výrobním taktu najednou p ímo na výrobní podlahu. • Napln ní formy BS pojezdem dávkovacího vozíku od zásobníku sm si nad vytvá ecí formu. Po každém výrobním cyklu bývá automaticky dopln na BS do vozíku ze zásobníku, jehož výpus je opat ena segmentovým uzáv rem. Toto m že probíhat za sou asné vibrace formy (tzv. p edzhutn ní), ímž je usnadn no plynulé a zejména rovnom rné pln ní celé plochy vytváecí formy betonovou sm sí. Nerovnom rné pln ní m že negativn ovlivovat jak výslednou výšku výrobk , tak i získanou hutnost, která následn ovliv uje mechanické vlastnosti výrobk . • Vytvá ení výrobk zhut ováním betonu za pomocí vibrolisování (hutné betony z hutného kameniva), nebo vibrop chování (lehké mezerovité betony, p ípadn betony z lehkých kameniv). Vibrolisování probíhá za spušt né vibrace (tzv. spodní vibrace) a sou asného p sobení p ítlaku dolisovacích razník , které mají tvar vyráb ného výrobku zmenšený o desetiny mm, aby - 152 (170) -


razníky mohly zapadnout do vytvá ecí formy. P ítlak je vyvozován ponejvíce hydraulicky, mén pneumaticky i gravita n vlastní hmotností dolisovacích razník . V n kterých p ípadech m že být v pr b hu vibrolisování využito i p sobení vibrace (tzv. horní vibrace) vyvozované budi i vibrace umíst nými na dolisovacích raznících. D ležité je pak slad ní parametr horní a dolní vibrace a hodnoty dolisovacího tlaku. • Odformování vyzdvižením vytvá ecí formy (hydraulicky) za sou asného p idržování povrchu výrobk dolisovacími razníky. • P ejezd betonovacího stroje na další výrobní místo. Stroj má sv j vlastní pohon, pojezd stroje bývá automatický, jeho velikost je ovlivn na vyráb ným sortimentem výrobk .

Vytvá ení ve form s vykláp ním výrobk na podlahu, znázorn ném na obr. . 141 B, sestává z t chto díl ích operací: • Napln ní formy dávkovacím vozíkem ze zásobníku BS za sou asné vibrace formy jako u p edešlého systému (po p íp. p edchozím vložení výztuže nebo izola ní polystyrenové vložky u sendvi ových tvárnic pro obvodové plášt ). • Vytvá ení výrobk technologií vibrolisování jako u p edešlého zp sobu s vyjímkou buzení vibrace, nebo u tohoto zp sobu bývá systém spodní vibrace tvo en v podstat vibra ním stolem se spodní usm rn nou vibrací, na který je ukládána vytvá ecí forma (hydraulicky). • Oklopení vibra ní formy a vyklopení zhutn ného výrobku (skupiny výrobk ) na podlahu nebo vysunutí vibra ního stolu na stranu mimo osu stroje a vytla ení výrobk z vytvá ecí formy razníky bu p ímo na podlahu nebo p ímo na europaletu. Tento systém umož uje postupné kladení více vrstev erstv vylisovaných výrobk p ímo na sebe. Jako separa ní vrstva zabra ující slepení erstvých výrobk slouží v tšinou posyp jemným k emi itým pískem sypaným se zásobníku vibrolisu p i každém pojezdu stroje. • Odformování zvednutím vytvá ecí formy a její oklopení do plnící polohy. • P ípadn p ejezd betonovacího stroje na další výrobní místo.

Výše popsané systémy umož ují vytvá et výrobky bu jednovrstvé, kdy vibrolis má pouze jednu násypku na BS a jeden zavážecí vozík umíst ný na jedné stran vibrolisu (zdící nebo bednící tvárnice s vyleh ovacími dutinami), nebo dvouvrstvé výrobky – vibrolis je opat en dv mi násypkami a dv ma zavážecími vozíky na levé a pravé stran od formy. Systém je vhodný pak nap . pro výrobu zámkové dlažby, kdy je výrobek tvo en tzv. jádrovou sm sí (cca 90 % výšky) a jemnozrnnou nášlapnou sm sí, která m že být i zbarvena. Použité betonové sm si bývají v tšinou jemnozrnné s max. zrnem kameniva do 8 mm, konzistence velmi suché, b žnými metodami prakticky nem itelné, s vodním sou initelem 0,30 až 0,36 p i použití speciálních p ísad umož ujících lepší a rychlejší zhutn ní bez dalšího snižování vodního sou initele. U nášlapných vrstev se pak nej ast ji používají monofrak ní k emi ité písky (sklá ské nebo slévárenské) s max. zrnem do 1 mm a p ísady znesnad ující lepení nášlapné vrstvy na dolisovací razníky.

- 153 (170) -


11.6.2 Vytvá ení dílc stabilními vibrolisy Pro velkosériovou kvalitní výrobu drobných betonových výrobk se používá stabilních vibrolis . Tyto stroje jsou pevn zabudovány v tšinou v krytých výrobních halách. Principiáln se neliší od mobilních lis , ovšem konstrukce jsou podstatn mohutn jší a t žší. Umož ují vyvození vyšších lisovacích tlak , ú inn jší vibrace a použití v tších vytvá ecích ploch. Plochy výrobních forem se pohybují od 0,75 do 1,1 m2, rozm ry forem jsou pak v rozmezí 0,60 x 0,8 až 1,0 x 1,2 m. Výška zdvihu, tj. max. možná výška, výrobku je od 5 cm do 60 cm. Drtivá v tšina vibrolis je dvouvrstvá, tzn. má dv pracovní násypky pro betonovou sm s a dva zavážecí vozy, aby bylo možné vyráb t dvouvrstvé výrobky. Používá se hrubší frakce kameniva do 11 mm v jádrové vrstv pro zajišt ní vysokých pevností s nižší dávkou cementu a jemné frakce do 2 mm v nášlapné vrstv pro zajišt ní trvanlivosti a estetických vlastností v etn možností barvení. Tímto zp sobem se nej ast ji vyrábí zámkové dlažby r zných tvar ve výškách 6, 8 a 10 cm, u kterých jsou vysoké požadavky na fyzikáln – mechanické vlastnosti – pevnost v tlaku 60 MPa, odolnost proti p sobení mrazu a chemických rozmrazovacích solí po 100 zmrazovacích cyklech do 1000 g/m2. Další sortiment tvo í r zné typy obrubník (silni ní, chodníkové, zahradní), p ídlažby, zatrav ovací panely, odvod ovací žlaby, meliora ní žlaby, kabelové žlaby v etn poklop , zdící tvárnice, v n kterých p ípadech i s možností vložení polystyrenové izola ní vložky. Pro dosažení vysokých vlastností je nutné v novat vysokou pozornost výb ru vstupních surovin a hlavn zhut ovacímu režimu. Kvalitní stroje mají systém spodní vibrace ešen s možností plynulé zm ny frekvence od 50 do cca 120 Hz pomocí frekven ních m ni a plynule nastavitelnou hodnotu aktivního dolisovacího p ítlaku. Frekvence budi vibrace na dolisovacích raznících bývá konst. 50 Hz. Budi e spodní vibrace bývají v tšinou vibra ní jádra umož ující rovnom rn jší rozložení parametr vibrace po ploše stolu a zajiš ující stejnou hutnost všech výrobk . Pro p íklad u nejv tších stroj se v jednom výrobním cyklu vyrábí najednou až 40 dlažebních kamen . Délka výrobního cyklu se pohybuje od 20 do 40 sekund. Vibra ní stoly bývají d lené ve sm ru osy stroje, výrobní forma je na vibra ní st l uložena hydraulicky a v tšinou je p ikotvena ke stolu pomocí hydraulicky i pneumaticky ovládaných zámk . Odpružení celého systému m že být pomocí pryžových tlakových pružin, u kterých je možné m nit snadno výškou tlaku vzduchu jejich tuhost a tím i amplitudu p i zm nách sortimentu výrobk . Obecn každý typ výrobk , zejména zm na zhut ované výšky betonu, vyžaduje zm ny nastavení hlavních parametr vibrace v etn dolisovacího p ítlaku. Vibrolisy jsou kompletn ízeny po íta em, který umož uje uložit veškeré režimy nastavení pro jednotlivé výrobky v etn velmi d ležitých údaj o asových údajích skladby vytvá ecích cykl . Vytváecí cyklus se sestává z ustavení formy na vibra ní st l, zavezení požadované vrstvy jádrového betonu, p edzhutn ní v tšinou pouze za použití spodní vibrace (u n kterých výrobk se používá tzv. profilování, kdy sjedou za b žící spodní vibrace dolisovací razníky), zavezení horní nášlapné vrstvy jemnozrnného betonu, vibrolisování (p sobí sou asn dolní i horní vibrace a dolisovací tlak), odformování výrobk a jejich transport.

- 154 (170) -


Stabilní vibrolisy mají n kolik možností konstruk ních ešení týkající se hlavn zp sobu p enosu vibrace a umíst ní výrobk p i vytvá ení. Nejvíce je rozší ená varianta výroby na podložkách, které bývají nej ast ji z tvrdého d eva, vyjíme n ocelové. Podložek obíhá podle kapacity vibrolisu a možnosti uložení po dobu zrání 600 až 1200 kus . P ed vibrolisem je umíst n zásobník výrobních podložek, který vyrovnává p ípadné nerovnom rnosti p i odb ru zatvrdlých výrobk z podložek. Po vále kové nebo et zové dráze jsou podložky v zadaném taktu posouvány nad vibra ní st l a na n je spušt na výrobní forma z velmi kvalitní abrazivzdorné oceli. Po zavezení betonové sm si a jejím zhutn ní je vibrace horních i dolních budi zastavena, dolisovací razníky jsou hydraulicky zvednuty a poté je zvednuta i vytvá ecí forma. N které typy vibrolis pro lepší p enos vibrace do betonu (vylou ení tlumení p es d ev nou podložku) vsouvají nad vibra ní st l ocelovou desku, na kterou se spustí výrobní forma. Po vylisování výrobk je plech vysunut, výrobky z stávají ve form , pod kterou je vsunuta podložka a lisovacími razníky jsou výrobky vytla eny na podložku. Hotové výrobky z stávají na podložce, která je et zovou dráhou vytažena. Za lisem je ve vzdálenosti cca 3 m stohovací za ízení, které podložky (v tšinou 10 až 14 kus ) automaticky nastohuje s mezerami do zavážecího vozu. Zavážecí v z pak zaveze podložky do zracích box , kde výrobky po dobu 24 až 48 hodin tvrdnou. Zde je výhodné boxy odd lit od okolního prost edí a zachovávat v nich vlhkost min. 80%, nebo použitá betonová sm s je velmi suché konzistence a je vhodné ji p i tvrdnutí ošet ovat. Po zatvrdnutí jsou podložky z box vyváženy op t stejným zavážecím vozem. Až je celý stoh vyvezen, podložky jsou postupn odebírány a po vále kové dráze dopraveny k paketovacímu manipulátoru, který všechny výrobky z podložky p emístí na paletu. Po zapáskování ocelovou páskou i zabalení do samosmrš ovací fólie jsou palety vyvezeny na venkovní skládku. Jiná varianta vibrolis vytvá í výrobky tak, že forma je p ímo spoušt na na vibra ní st l. Betonová sm s je op t jako v p edchozích p ípadech uložena a zhutn na. Poté je vibra ní st l hydraulicky odsunut mimo osu lisu. Výrobky z stávají díky t ení ve form , pod kterou najede p ímo paleta, a dolisovací razníky vytlá í výrobky na p edchozí vrstvu p ímo na paletu. Pro zabrán ní slepení vrstev erstvých výrobk je p ed každým uložením nové vrstvy p edchozí vrstva posypána vrstvou jemného k emi itého písku nebo je vložena tenká separa ní fólie. Tento zp sob je investi n mén náro n jší, nebo je vylou en ob h cca 1000 kus velmi drahých podložek. M že vznikat ovšem v tší po et zmetk a m že dojít k jejich expedici, vyskytnou-li se uvnit palety, kde jsou obtížn kontrolovatelné. Na speciálních vibrolisech s vyšším zdvihem se vyrábí betonové palisády o výškách od 40 do 160 cm, pr m ru 100 až 150 mm. Výkony stabilních vibrolis se pohybují nap . od 300 do 1200 m2 u zámkových dlažeb. Výroba je pln automatizovaná v etn míchání betonové sm si, kontroly pln ní pracovních zásobník , odvozu výrobk ke zrání a vývozu zatvrdlých výrobk až po zabalení na expedi ní palety. U nás jsou nejrozší en jší vibrolisy firem HENKE, SCHLOSSER, ZENITH, OMAG, KNAUER,HESS (SRN), AME (Rakousko), DEMMLER (Francie). ROSA COMETA, LONGINOTTI (Itálie). - 155 (170) -


Obr. . 142 Schéma zp sobu výroby betonových tvárnic nebo dlaždic z beton na stabilním vibrolise 1 – vibrolis; 2 – vále ková dráha; 3 – portálový je áb s výložníky pro odb r výrobk z vále kové dráhy; 4 – tvrdnutí výrobk na podložkách ve vrstvách; 5 – vysokozdvižný vozík; 6 – tvrdnutí tvárnic bez podložek.

Obr. . 143 Schéma zp sobu výroby betonových tvárnic na stabilním vibrolise 1 – vibrolis; 2 – sádkovací za ízení; 3 – vysokozdvižný vozík; 4 – zrání v klimatizovaných komorách; 5 – za ízení na p ekládání zatvrdlých výrobk ; 6 – konzolový portálový je áb; 7 – vracení podložek k vibrolisu po vále kové dráze (s mechanickým o išt ním resp. nanášením separa ního p ípravku); 8 –

- 156 (170) -


nakládání zatvrdlých výrobk vysokozdvižným vozíkem na dopravní prost edky a expedice. Obr. . 144 Schéma stabilního vibrolisu

Obr. . 145: Stabilní vibrolis firmy AME typ AMETYST 1000

Obr. . 146: Pohled na ást linky – zásobník podložek, lis firmy AME – AMETYST

11.6.3 Vytvá ení dlažby karuselovými lisy Ploché tvercové i obdélníkové dlažby formát 30 x 30 až 40 x 60 cm v tlouš kách 40 až 60 mm se vyráb jí technologií lisování na karuselových lisech. Karuselové lisy mají 4 až 6 post , na kterých se provádí vždy stejná výrobní operace- výroba je pln automatizovaná. Po jejím provedení se karuselový st l pooto í vždy o jedno místo. Dlaždice jsou v tšinou op t vyráb ny

- 157 (170) -


jako dvouvrstvé, ovšem v opa ném sledu vrstev jako u vibrolisovaných. Na prvním postu je napln na litá jemnozrnná sm s tvo ící nášlapnou vrstvu. Po pooto ení na druhý post se krátce, nep íliš intenzivn , sm s zavibruje, aby rovnom rn zaplnila plochu formy. Na t etím postu je nasypána a rozhrnuta hrubozrnná velmi suchá jádrová sm s, na tvrtém je lisována tzv. prvním stupn m tlakem do 20 MPa a odleh ena, aby byl umožn n odchod vzduchu. Na pátém je pak podrobena vysokotlakému lisování 40 až 60 MPa. Po vylisování jsou výrobky ihned odformovány, p eklopeny do svislé polohy a transportovány do zracích box . Tímto zp sobem lze vyráb t dlažby hladké, barvené, reliéfní (využití pryžových matric s požadovaným reliéfním vtiskem), vymývané nebo teracové. Vymývané dlažby se vyrábí bu technologií p ímého vymývání, které se provádí ihned po vylisování nebo nep ímého vymývání až po zatvrdnutí výrobk , kdy je nutno používat retarda ní papíry. Schéma karuselového lisu je na obr. . 147, u nás se nej ast ji používají stroje firmy HENKE (SRN), LONGINOTTI, CHIESA (Itálie).

Obr. . 147: Karuselový lis firmy HENKE, typ UNI 2000

- 158 (170) -


Obr. . 148 Zp soby vytvá ení teracových dlaždic vibrolisováním A – na vibrolisu SIMPLEATOMIK fy. CHIESA 1 – dávkování teracové BS; 2 a 3 – zhut ování teracové sm si spodní vibrací; 4 – pln ní podkladní jádrové vrstvy BS; 5 – vibrolisování ve 2 fázích, tj. nízkotlaké a vysokotlaké ; 6 – odb r dlaždic. B – na vibrolisu ATOMIK fy. CHIESA 1 – dávkování teracové BS; 2 až 4 – spodní vibrace teracové sm si; 5 – pln ní podkladní jádrové vrstvy BS; 6 – tzv. p edlisování za vibrace; 7 – vysokotlaké vibrolisování ; 8 – odb r dlaždic.

11.6.4 Výroba teracové dlažby Teracové dlažby jsou po zatvrdnutí broušeny pod vodou brusnými kotou i na speciálních bruskách (obr. . 149). Výroba dlaždic probíhá lisováním na karuselových lisech postupem popsaným výše. Pro vytvo ení kvalitních povrch je nutno obzvlášt pe liv vybírat skladbu kameniva, jejich zabarvení a zrnitost. Velmi d ležitý je také doba, ve které se za ne s broušením. Je nutné po ítat se zna nou produkcí brusných kal , které je z ásti možné vrátit jako zám sovou vodu.

Obr. . 149 Zp soby broušení teracových dlaždic na kolových bruskách A – kolová bruska fy. CHIESA

- 159 (170) -


B – kolová bruska fy. LONGINOTTI C – dva možné zp soby obsluhy kolové brusky 1 – buben brusky; 2 – ást hnacího ústrojí; 3 – p ípravky pro uložení a uchycení dlaždic; 4 oto né stoly kolem spole né osy otá ení na podstavci 5; 6 – po vyjmutí vybroušených dlaždic a vložení dalších dojde k pooto ení; v p ípad A o 120° a v p ípad B o 45°; 7 – brusné prstence z vym nitelných segment .

12

Urychlování tvrdnutí betonových dílc (UTB)

Urychlování tvrdnutí betonu je zám rné zvyšování po áte ních pevností betonu ve srovnání s r stem pevností p i normovém dozrávání (20 ± 2 0C). Možnosti zp sob urychlování jsou r zné a v zásad se jedná bu o urychlování chemickými p ísadami nebo za zvýšených teplot. D vody pro urychlování tvrdnutí betonu jsou: -

dosažení vyšší obrátkovosti drahých zejména ocelových forem

-

zvýšení produkce výroby

12.1 Tepelné urychlování tvrdnutí Urychlování tvrdnutí betonu zp sobují teploty vyšší jako 30 OC. Vyšší teploty urychluje hydrataci cementu a ovliv uje pórovou strukturu cementového kamene. Voda a vzduch se zvyšováním teploty rozdíln roztahují a vzniká tak r zné nap tí, které m že být p í inou vzniku trhlinek. V teplotním poli pórovitého prost edí migruje vlhkost a nerovnom rné rozd lení vody vede k rozdílným stup m hydratace na povrchu ástic cementu. Celý proces oh ívání a ochlazování betonu je doprovázen teplotní roztažností, která p i rozdílných sou initelích teplotní roztažnosti složek betonu ovliv uje výsledné pevnosti betonu.. Ve struktu e cementového kamene se tvo í hrubší krystaly novotvar , snižuje se jejich m rný povrch a tím se snižuje i fyzikální vazba v mikrostruktu e. Portlandské cementy vykazují po proteplování nižší kone né pevnosti než p i tuhnutí za normálních teplot, p i teplotách nad 60 OC vzr stají ztráty výrazn ji. S rostoucí teplotou oh evu klesá podíl pór menších než 107 m, tím se snižuje po et kontakt mezi vláknitými C-S-H produkty hydratace, které jsou nositelé pevností. Pro proteplování jsou vhodn jší sm sné portlandské nebo vysokopecní cementy tj. cementy obsahující latentn hydraulické složky. Pro režimy proteplování, tj. max. hodinovou rychlost náb hu a max. teploty uvnit betonu p i izotermickém oh evu a následnou rychlost ochlazování, platí ustanovení SN EN 206, kde max. rychlost náb hu je 20 OC/hod s tím, že za 3 hod. teplota nep esáhne 30 OC a za 4 hod. 40 OC. Max. teplota uvnit betonu dílce nesmí p ekro it 60 OC a jednotliv 65 OC , rychlost ochlazování je max.10 OC /hod. Zvyšováním teploty betonu vzniká vnit ní p etlak ( p i teplot 65 OC je ádov 4 kPa), který musí být v relaci s pevností betonu v tahu. P i teplot 80 OC Vznikají v betonu tahová nap tí 65 až 190 kPa. K zamezení strukturálních poruch posta í pevnost v tlaku 0,7 až 1,0 MPa. Póry jsou i prostorem, do kterého se rozpíná nestla itelná voda a ta roztahováním za vyšších teplot vyvolává tahová nap tí až 12 MPa p i 80 OC. Prakticky však toto nap tí nezp sobuje po- 160 (170) -


škození betonu, nebo dochází k objemové kontrakci vody hydratací, tvo í se kontrak ní póry, ve kterých se voda m že roztahovat. V první fázi nár stu teploty, kdy má beton nízkou pevnost unikají vzduchové bublinky k povrchu betonu v d sledku vnit ního p etlaku. Celkový p etlak bývá 0,1 až 13 MPa, v pr b hu proteplování se jej snažíme udržet v rovnováze s pevností betonu v tahu nap . : -

nízkou pórovitostí ) nízký vodní sou initel, malý obsah vzduchových pór )

-

použitím cementu resp. p ísad umož ujících rychlou tvorbu pevné struktury cementového kamene

-

dosažení dostate né pevnosti betonu p ed zvýšením teploty nad 30 OC

-

postupné zvyšování teploty dovolenou rychlostí, aby bylo dosaženo rovováhy mezi p sobením expanzních sil a pevností betonu

-

omezením vypa ování vlhkosti z povrchu betonu v dob , kdy jsou teploty povrchu a st edu betonu vyrovnány nap . pln uzav enou formou.

Výsledné vlastnosti proteplovaných beton jsou ovlivn ny áste ným porušením struktury . V tšinou dochází ke snížení pevnosti proti beton m tvrdnoucím za normálních teplot.. viz. obr. . 150.

Obr. . 150 Srovnání pevností beton zrajících za normálních a zvýšených teplot Snížení pevností se více projevuje u pevnosti v tahu a zejména p i rychlých nár stech teploty ( více jako 20 K.h-1 a teplotách proteplování vyšších jako 60 OC. M že nastat vlivem r zné teplotní roztažnosti i pokles soudržnosti mezi ocelí a betonem a snižují se moduly pružnosti (cca 10%). Velmi d ležité je zvolit vhodnou dobu odležení betonu p ed zahájením zvyšování teplot, ímž se získá pot ebná pevnost mikrostruktury betonu, která zamezí vzniku poruch v d sledku roztažnosti vzduchu a vody v kapilárách.. Tuto pevnost nazýváme stabiliza ní a min. hodnota je 100 – 200 kPa pro rychlost nár stu teplot 10 K.h1 . Odležení lze vylou it pouze v pln uzav ených formách zavedením tzv. stabiliza ního p ítlaku p sobícího i na povrch proteplovaného betonu. V tomto p ípad pak je možné výrazn urychlit náb h teplot a zvýšit i teplotu izotermického oh evu až na 80 OC - tzv. rychlooh ev a zkrátit tak výrazn doby proteplování.

- 161 (170) -


Velmi d ležitý pro kvalitu beton je i pr b h chladnutí betonu. Velké rozdíly teplot ve st edu a na povrchu zp sobí velká nap tí, která p i p ekro ení pevnosti betonu v tahu vyvolají vznik trhlin. Doporu uje se rychlost chladnutí do 10 K.h –1. Technologická za ízení pro UTB za zvýšených teplot se d lí podle p sobení tepelného média na beton na p ímé a nep ímé. P i p ímém oh evu p sobí pára nebo horký vzduch p ímo na povrch betonu. P i nep ímém oh evu pak teplotní gradient p sobí st nami formy a médiem bývá v tšinou horká voda nebo pára. P íklady za ízení pro tepelné UTB jsou na obr. . 151.

Obr. . 151 P ehled typ proteplovacích za ízení

12.1.1 UTB proteplovacími podlahami Proteplovací podlaha bývá po celé své ploše vybavena otopným systémem, kterým je beton jednostrann celoplošn proh íván. Nej ast ji se užívá otopných systém z ocelových i plastových trubek, jejichž rozložení a dimenze je t eba stanovit tepeln -technickým výpo tem. Na podlahách se proteplují dílce do max. tlouš ky 300 mm. Aby nedocházelo k jejich p esušování odpa ováním vody a ke zvýšeným ztrátám tepla, musí se zakrýt fólií s tepelnou izola-

- 162 (170) -


cí. Nejrozší en jší je použití na tzv. dlouhých drahách p i výrob dutinových stropních panel (Spiroll nebo Partek).

12.1.2 UTB v proteplovacích komorách a tunelech Proteplovací komora je uzavíratelný prostor pro UTB dílc , ve kterém se periodicky opakují p edepsané proteplovací režimy. Proteplovacím médiem bývá bu p ímá pára vhán ná tryskami pod poklop nebo sálavé teplo. Zvláštní variantou jsou proteplovací tunely, které jsou pr jezdné. Jsou pokra ováním výrobní linky a mívají zpravidla t i proteplovací pásma: nabíhání teplot, izotermický oh ev a chladnutí.

12.1.3 UTB dílc v proteplovacích formách Proteplovací formy jsou pouze ocelové a mají zdvojené (duté) st ny. Do t chto dutých prostor forem se p ivádí teplo, jehož nositelem je bu horká voda nebo pára. P i nep ímém kontaktním oh evu, kdy formou je p edáváno teplo do BS, je z tepeln -technických initel rozhodující teplotní režim, zatímco vlhkost prost edí a tlak jsou nevýznamné. P íklady proteplování v jednotliv rozmíst ných pevných formách jsou na obr. . 152.

Obr. . 152 P íklady jednotlivých proteplovacích forem A - pro výrobu panel ; B - I-nosník ; C - nosník zhut ovaných vibra ních ty í; D - ŽB zavod ovaných žlab 1 - p ívod páry; 2 - duté ásti forem a otopné systémy (u Inosník sálavým teplem); 3 - oklopné st ny forem; 4 - odvody kondenzátu; 5 - tepelné izolace; 6 - dílce; 7 - krycí vrstva (fólie apod.); 8 - budi e vibrace; 9 - pryžové pružiny; 10 - nosné rámy forem; 11 - nástavec formy; 12 - oklopné stahováky. Pro výrobu prostorových dílc se používají složit jší výrobní formy nap . obr. . 153 - forma pro výrobu monolitických garáží.

- 163 (170) -


Obr. . 153 Proteplovací forma pro vytvá ení prostorových dílc garáží 1 - oklopné bo nice; 2 - jádro formy; 3 - otopné registry; 4 - budi e vibrace; 5 - hydraulický válec pro vytla ení dílce z formy; 6 - spojovací táhlo; 7 - lávka; 8 - dílce. Ve vícedílných formách (nap . vertikální baterie) jsou rozd lovací st ny duté. Vertikální baterie pro výrobu plošných dílc sestávají z pevného vnit ního proteplovacího jádra a z hydraulicky odsuvných vn jších proteplovacích st n . Na obr. . 154 je uveden p íklad proteplování plošných dílc ve stozích forem, kdy jsou výrobky uloženy pod poklopy, do kterých je uvád no tepelné médium

Obr. . 154 UTB v proteplovacích stozích 1 - podložky; 2 - proteplované dílce; 3 - p ívody páry; 4 - parovzdušná sm s; 5 - t sn ní; 6 - odvod kondenzátu; 7 - tzv. slepá podložka.

12.1.4 Energetická náro nost tepelného UTB Proteplování betonu je energeticky velmi náro né, spot eba tepla se pohybuje od 600 MJ.m -3 u vertikálních baterií od 1500 MJ.m-3 na dlouhých drahách. T mto hodnotám odpovídá i ú innost proteplovacích za ízení mezi 15 až 60%. Spot eba tepla závisí na podílu hmotnosti betonového dílce z celkové hmotnosti formy, na tepelných ztrátách a teplot izotermického oh evu. Tepelné UTB volíme pouze tehdy je-li k dispozici malý po et drahých výrobních forem a vyrábíme-li dílce ve velkých sériích a v krátké dob .

13

Dokon ovací úpravy p i vytvá ení

Požadavky jsou vymezeny p íslušnými normami a závisí na charakteru dílc a ú elu jejich použití. Jejich dodržování p ispívá ke snížení pracnosti p i montáži, k estetickému vzhledu a k zachování bezpe nosti. Od vnit ních povrch se požaduje zejména rovinatost a estetika. Od vn jších povrchových úprav se vyžaduje odolnost proti pov trnostním vliv m, nenasákavost, mechanická odolnost, odolnost proti atmosférické korozi, trvanlivost, mrazuvzdornost, stálost barev atd. Povrchová úprava vodorovných plošných dílc je na obr. .155. Dokon ovací úpravy se provádí bu p ímo v procesu vytvá ení nebo až po zatvrdnutí betonu.

- 164 (170) -


13.1 Provád ní pohledových beton Pohledové betony se používají pro úpravy lícních ploch dílc . Výroba pohledových beton vyžaduje bezpórovitý hladký barevn jednotný povrch. Toho lze dosáhnout použitím: • forem s hladkým tvarov vhodn upraveným povrchem • dostate n pór

ú inným zhut ováním, umož ujícím vypuzení vzduchových

• užitím vhodných separa ních p ípravk • vhodným složením BS.

Bezvadných povrch se dociluje užitím sm sí se zv tšeným podílem drobného kameniva, zejména frakcí pod 0,25 mm a výbornými reologickými vlastnostmi za použití superplastifika ních p ísad. Dílce z pohledového betonu se asto vyráb jí z bílého cementu. Zejména v t chto p ípadech nesmí separa ní p ípravek zanechávat skvrny na pohledových plochách. Formy pro výrobu pohledových beton musí být hladké a dokonale isté. Používají se zejména formy kovové nebo s vložkou z um lých hmot i pryže. Pro vytvá ení r zných reliéf dílc se vkládají do forem r zné vložky z kovu, d eva, plast , sklolaminát , nej ast ji však pryžové matrice. Pohledové betony bývají probarveny vhodnými pigmenty.

Obr. . 155 Povrchová úprava rotující hladi kou s výškovým vedením 1 - pojízdný portál; 2 - san p í ného posunu; 3 - pohon hladi ky 4; 5 - forma s výrobkem; 6 - velín.

13.2 Odformování zatvrdlých dílc P i odformování dílc musí být spln ny následující základní podmínky: • beton musí dosáhnout požadované pevnosti tzv. odformovávací pevnosti odpovídající charakteru dalších operací - zp sobu odformování, vnášení p edpínacích sil, zp sobu dopravy a skladování - 165 (170) -


• p i vnášení p edp tí nesmí dojít k jeho ztrátám a zdeformování dílc . • nesmí dojít k poškození a znehodnocení dílc • nesmí dojít k poškození výrobní formy i matrice

Obr. . 156 Snímání panel z hydraulicky oklopné podložky je ábem1 - proteplovací podložka; 2 - nosná bo nice; 4 - panel; 5 - op ry. Vložky pro vytvo ení nap . odleh ovacích dutin (i vibra ní trubky) se podle konzistence BS a míry zhutn ní vyjímají bu ihned po zhutn ní nebo po áste ném zatuhnutí betonu. P i vytvá ení dílc na podlaze dlouhé dráhy se p i vnesení p edp tí dílce zpravidla od podlahy odd lí, protože p edp tím výztuže dojde ke stla ení betonu ve spodní zón a ke vzep tí dílce.

13.2.1

ist ní forem a nanášení separa ních p ípravk Zp soby ist ní závisí na :

• materiálu forem • konstrukci a tvaru forem • zp sobu zhut ování • stupni zatvrdnutí betonu • ú innosti separa ního p ípravku • na po tu forem, které je t eba istit.

Soudržnost zbytk betonu s povrchem forem roste s ú inností zhut ování (vzniká vakuum mezi formou a betonem), p i horizontálním zp sobu vytvá ení bývá v tší než p i vertikálním. ist ní od nezatvrdlé BS je snadné a sta í jen ost íkání vodou. Separa ní p ípravek se nanáší jen p ed zahájením i p i delším p erušení výroby. U plochých podložek a forem jednoduchých tvar lze išt ní mechanizovat nap . za použití rota ních ocelových kartá . Pracnost išt ní forem lze zmenšit : • ú elným tvarovým ešením

- 166 (170) -


• vyhlazením funk ních ploch • dokonalým odstran ním zbytk betonu zabra ující dalšímu nalepování • používáním ú inných separa ních p ípravk .

Požadavky na odformovací p ípravky lze shrnout do t chto zásad : • pracnost jejich nanášení by m la být minimální, nejlépe nást ikem • vysoká odformovací schopnost • nesmí zanechávat na povrchu dílc mastné i jiné fleky • nemají vnikat do betonu a zhoršovat jakost a životnost povrch • mají p ispívat k usnadn ní išt ní forem • musí být zdravotn a ekologicky nezávadné.

P ednost mají odformovací p ípravky tekuté. Zp sob nanášení musí zaru it rovnom rnost nást iku a tlouš ku filmu. Zv tšovat tlouš ku filmu nad 0,2 mm není ú elné, nebo rostou náklady a dochází ke stékání zvlášt po svislých ástech forem. Zde je výhodn jší využívat r zných vosk i p ípravku na bázi lanolin , které rychle zaschnou (hlavn p i nanesení na teplé formy) a vytvo í film odolný pro více výrobních cykl . Výb r vhodných odformovacích p ípravk závisí na : • materiálu forem • složení betonu • vytvá ecí poloze • zp sobu zhut ování • zp sobu UTB a teplot forem p i nanášení.

Odformovací p ípravky mohou být nanášeny teprve po správném o išt ní forem, avšak p ed vložením výztuže, zvlášt jde-li o mastné p ípravky, které mohou zne istit výztuž a ovlivnit pak její soudržnost s betonem.

13.3 Skladování a ošet ování dílcu Pevnost betonových dílc vyvážených z uzav ených výrobních prostor na venkovní skládky musí dosahovat min. 70% návrhové pevnosti. Jsou-li dílce horké, nap . po UTB oh evem, nemá rozdíl teplot mezi povrchem dílc a prost edím být v tší než 15 0C. P i manipulaci s dílci je lze dopravovat pouze zp sobem daným statickým výpo tem. Rovn ž ukládání dílc ve více vrstvách je možné zp sobem p edepsaným statikem. Nep ípustné je zejména ukládání na více než dv podpory, p itom místa proložení jsou bu v budoucích podporách, nebo na koncích dílc . Dílce je t eba ukládat na dopravní prost edky tak, aby nedošlo k jejich posunutí nebo p eklopení v d sledku brzdných a odst edivých sil. Ošet ování na venkovních skládkách spo ívá v letním období v jejich dostate ném a dlouhodobém skráp ní vodou.

- 167 (170) -


Dílce ur ené pro expedici musí být ádn ozna eny, aby jednozna n ur ovaly nejen druh výrobk , ale také jakostní t ídu, která musí odpovídat údaj m uvedeným v certifikátu. Dílce, které nedosáhly požadované expedi ní pevnosti, se nesmí expedovat. Pro nedostate nou pevnost betonu by mohlo dojít p i montáži k vytržení záv sných hák a tím k ohrožení bezpe nosti. Skládky musí být dob e prostorov organizovány, aby byl zajišt n dostate ný p ístup ke všem skladovaným výrobk m, v tšinou se využívá zásad logistiky a registrace hotových výrobk po íta i podle druh a typ výrobk a datumu výroby, aby byl umožn n odb r d íve vyrobených výrobk . Skládky by m ly být zpevn né, odvodn né s možností osv tlení.

Kontrolní otázky Kontrolní otázky i otázky k zamyšlení op t uvést odsazen , kurzívou, se svislou arou podél textu otázky. Sta í jim p i adit styl „Otázka“.

14

Autotest

Autotest vztahující se k u ivu dané kapitoly… (správné odpov di jsou pak uvedeny v „Klí i“).

15

Záv r

Prefabrikace je systém pr myslového stav ní, jehož podstatou je montovat stavby z p edem vyrobených stavebních dílc (prefabrikát ). Zahrnuje všechny fáze tohoto zp sobu stav ní od projektování staveb a navrhování dílc , p es jejich výrobu a dopravu na staveništ až po montáž stavebních objekt . Prefabrikací v užším smyslu rozumíme pouze samotnou p edvýrobu stavebních dílc a polotovar pro vystrojování staveb. Cílem prefabrikace je omezení vlivu sezónnosti stav ní, p enesení a soust ed ní ásti stavební výroby do stálých výroben mimo staveništ , využití typizace a unifikace dílc . Dále zvýšení technické úrovn výroby p i snižování materiálové a energetické náro nosti, pracnosti a zlepšení jakosti, trvanlivosti a užitných vlastností staveb s využitím automatizovaných systém ízení technologických proces výroby (AS ), Všechny uvedené faktory p ispívají ke snížení ceny stavebních objekt p ípadn doby výstavby. Podstatou prefabrikace je p enesení výroby dílc do výroben, kde lze dosáhnout zrychlení, zhospodárn ní a zkvalitn ní výroby. P i p em n tradi ních konstrukcí na montované dochází k výraznému odhmotn ní, které p i nutnosti zachování užitných vlastností dílc umož uje nezbytné snížení podílu dopravních náklad . Další redukce podílu dopravních náklad se dosahuje tím, že co nejv tší ást dokon ovacích úprav, u nichž nehrozí nebezpe í porušení dopravou, se provádí již ve výrobnách. Tímto se nejen zvyšuje podíl náklad na výrobu, ale také je možné jejich provád ní i za nep íznivých klimatických podmínek a v lepší jakosti. Podstatou hospodárné prefabrikace dílc je místní i asová

- 168 (170) -


translokace výroby maximáln odhmotn ných dílc s nejvyšším ú elným stupn m jejich dokon enosti do výroben. Výše uvedené p ínosy však nesmí vést ke snahám prefabrikovat vše a za každou cenu, protože prefabrikace není cílem, nýbrž jen jedním z prost edk ekonomicky výhodného a racionálního stav ní. Je nutné racionáln za ekonomicky výhodných podmínek využít výhod prefabrikace p i akceptování n kterých negativ nap . vysokých investi ních náklad .

16

Studijní prameny

16.1.1 Seznam použité literatury [1]

Pytlík, P. Závody stavebního pr myslu, ES VUT Brno , 1986, 269 str.

[2]

íha, J. Technologie stavebních dílc SNTL Praha, 1982, 402 str.

[3]

íha, J. Technologické systémy výroby stavebních dílc , SNTL Praha, 1983, 293 str.

[4]

íha, J., Janí ek, J., Knob, K. Technologie a konstruk ní návrh, SNTL Praha I. díl, 1979, 105 str. ; II. díl 1980, 228 str.

[5]

Kaysser, D. Technologie der industriellen Betonproduktion, sv. 1 až 4 VEB Verlag für Baumwesen Berlin, 2 vyd. 1971

[6]

Meluzín, O. Technologie betonu, ES VUT Brno, 1983, 177 str.

[7]

Trávní ek, F. Strojní za ízení II. skriptum SNTL,Praha 1987, 206 str. Pro seznam literatury je op t p ichystán styl „Literatura“.

[8]

Stork,J. Teória skladby betonovej smesi, SNTL Bratislava 1964

- technologické subsystémy,

- 169 (170) -


[9]

Krej i,I. Vliv energetického pole na tvorbu struktury beton a jejich vlastnosti, VUT FAST Brno 1980

[10]

íha,J. Modelování proces výroby stavebních dílc , záv re ná výzkumná zpráva VUT FAST Brno 1988

[11]

íha,J. Vliv parametr vibrace a p ítlaku na pr b h zhut ování betonových sm sí a na pevnosti beton , Inženýrské stavby . 8 1987

[12]

Arnold,G. Untersuchung von Losungswegen zur Optimierung der Vibrationsverdichtung von Betongemenge, Leipzig 1986

[13]

Ku ko,V., Šmigalskij,V. Prigruzi v technologii betonov, Kišin v 1983

[14]

Hanuš.J., Doktor,A. Reologie a mechanika erstvých beton , VÚM Praha, 1980

[15]

Altner,V., Reichel,V. Urýchlovanie tvrdnutia betónu, Alfa, Bratislava 1983

16.1.2 Seznam studijní literatury [16]

Pytlík,P. Technologie betonu, VUT Brno 2000.

[17]

Hela, R. Technologie stavebních dílc , skriptum, CERM s.r.o. Brno, 2001

16.1.3 Odkazy na další studijní zdroje a prameny [18]

Hyža, G.: Strojní zariadenia, ES SVŠT Bratislava, 1984

[19]

Marko,L.: Architektonický betón, Alfa Bratislava 1989

- 170 (170) -

TECHNOLOGIE STAVEBNÍCH DÍLC

Recommend Documents