9. Metody produkcji prefabrykatów 1 9. METODY PRODUKCJI PREFABRYKATÓW 9.1. Rodzaje zakładów prefabrykacji Podstawową cechą prefabrykacji elementów jest ich wytwarzanie w wydzielonych zakładach typu fabrycznego, w mniejszym lub większym stopniu uniezależnionych od warunków klimatycznych. Tradycyjnie zakłady prefabrykacji betonowej dzieli się na trzy grupy: zakłady przyobiektowe, zakłady poligonowe, stałe zakłady prefabrykacji, tzw. fabryki domów. Zakłady przyobiektowe powstają wówczas, gdy na placu budowy wytworzyć należy elementy trudne do wykonania metodą monolityczną. Bardzo często wykonywano w zakładach przyobiektowych ciężkie i wielkogabarytowe słupy hal przemysłowych, biegi schodowe, obudowy szybów windowych, wielowarstwowe ściany zewnętrzne. W takim przypadku korzysta się z typowego wyposażenia placu budowy (żuraw, betonownia, zbrojarnia, warsztat ciesielski) uzupełniając go o przenośną formę stendową dla wykonania określonego typu elementu. Przyobiektowa wytwórnia elementów funkcjonuje do czasu zakończenia budowy. Zakłady poligonowe zaliczane są do grupy zakładów półstałych przewidzianych do eksploatacji na okres 3-6 lat. Na przełomie lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych XX wieku wybudowano w Poznaniu dwie wytwórnie poligonowe przeznaczone do produkcji elementów dla budowanych w ich sąsiedztwie osiedli Rataje i Winogrady. Wytwórnie takie lokalizuje się w centrum budowanego osiedla i wyposaża w niezbędny sprzęt i urządzenia do seryjnej produkcji elementów. Wydziela się budynki administracyjne, produkcyjne (zbrojarnia, warsztat mechaniczny, laboratorium badań betonów), węzły betoniarskie i kotłownie oraz poligony (na otwartej przestrzeni) z urządzeniami do produkcji określonych typów elementów. Obok poligonów lokalizowane są składowiska wyrobów gotowych i miejsca załadunku prefabrykatów na środki transportowe. W szczytowym okresie prefabrykacji elementów betonowych (lata 1975-1978) w Polsce funkcjonowało około 100 wytwórni. Po 1970 roku zaczęto w Polsce lokalizować: Stałe zakłady prefabrykacji nazywane potocznie fabrykami domów (dla potrzeb budownictwa mieszkaniowego) i fabrykami fabryk (dla potrzeb budownictwa przemysłowego). Są to zakłady typu przemysłowego, zlokalizowane w halach produkcyjnych, o masowej i wielkoseryjnej produkcji elementów dla konkretnych osiedli lub na skład. Przyjmowano zasadę, że wytwórnie stałe są lokalizowane w większych ośrodkach miejskich, najlepiej przy źródłach surowców wyjściowych, z możliwością zaopatrzenia w prefabrykaty danego rejonu kraju (np. PeKaBex dla Wielkopolski; Kokoszki dla Gdańska, Służewiec i Legionowo dla Warszawy itp.). Produkcja elementów jest całkowicie uniezależniona od warunków klimatycznych. Zblokowane w halach linie produkcyjne obejmują oddziały: form bateryjnych, produkcji potokowej, produkcji stanowiskowej, produkcji wyrobów z lastrico itp. Funkcjonują stałe wytwórnie produkcji mieszanki betonowej z zadaszonymi składnikami kruszyw, zbrojarnie, warsztaty renowacji form, laboratorium. Ponadto zakłady posiadają instalacje do przyspieszania dojrzewania betonu, sprężonego powietrza, pneumatyczne i taśmowe ciągi transportu mieszanki betonowej do urządzeń formujących. Zorganizowane są składowiska wyrobów gotowych z podziałem na sekcje składowania wydzielonych grup wyrobów. Trwałość tych zakładów określono na 30 lat. Wybudowano ich także około 100. Nastąpiło wcześniejsze zużycie moralne niż fizyczne.
9. Metody produkcji prefabrykatów 2 9.2. Metody produkcji prefabrykatów Wyróżnia się trzy metody produkcji prefabrykatów: metoda stendowa, metoda potokowa, metoda taśmowa. Składnikiem każdej z tych metod są następujące procesy: rozformowanie (wyjęcie prefabrykatu z formy po osiągnięciu tzw. wytrzymałości rozformowania), czyszczenie, składanie i pokrywanie formy preparatem antyadhezyjnym, układanie zbrojenia w formie i profili kształtujących obrzeża i otwory w elemencie, układanie mieszanki betonowej; przy ścianach wielowarstwowych z warstwą fakturową: układanie na dnie formy warstwy fakturowej, warstwy betonu, warstwy izolacji termicznej i górnej warstwy betonu, poddanie prefabrykatu obróbce termicznej metodą opisaną w 11 rozdziale podręcznika. Schematy poszczególnych metod podano na rys. 9.1, 9.2 i 9.3. Metoda stendowa - najstarsza metoda; polega ona na ustawieniu urządzenia formującego w hali lub na placu budowy w jednym miejscu (forma jest nieruchoma - standing). Obecnie stosuje się tą metodę przy produkcji dźwigarów mostowych, wcześniej przy produkcji elementów ściennych zewnętrznych, ocieplonych wełną mineralną lub styropianem z gotową fakturową zewnętrzną. Rys. 9.1. Schemat formy stendowej. Część górna - przestrzeń formująca, część dolna - komora naparzalnicza Metoda potokowa - stosowana między innymi przy produkcji kostki brukowej. jest to ciąg przesuwających się podkładów ze stanowiska na stanowisko. Jest to tak zwany układ z wymuszeniem, tj. każda brygada musi wykonać swoją prace w swoim czasie, wynikającym z postoju podkładu na danym stanowisku. Podkłady z elementami układane są w komorze naparzalniczej. Procesy: rozformowywanie (R), czyszczenie (C), smarowanie (S), składanie (Sk), zbrojenie (Z), betonowanie (B), stanowiska rezerwowe (W), komory naparzalnicze, druga - aktualnie opróżniana, pierwsza - aktualnie napełniana. Rys. 9.2. Schemat linii potokowej o podkładach jak na rys. 9.10
9. Metody produkcji prefabrykatów 3 Metoda taśmowa - cykl produkcyjny odbywa się na taśmie przesuwanej regularnie od 15 do 30 minut o jedno stanowisko robocze. Oznaczenia jak na rys. 9.2. Rys. 9.3. Metoda taśmowa z tunelem naparzalniczym. Długość tunelu uzależniona od czasu trwania obróbki termicznej. Najczęściej spotykana długość tunelu 50 100 m. 9.3. Elementy urządzeń formujących i przykłady form Na kolejnych rysunkach przedstawiono elementy form. Podano najprostsze formy oraz zasady kształtowania obrzeży i ich możliwości przemieszczania lub obrotu. Na rysunku 9.7 pokazano widok z boku formy bateryjnej stendowej oraz jej elementy składowe (pojedyncze kasety, rys. 9.8). Formy te służą do jednoczesnego wytwarzania, w pozycji pionowej, kilku lub kilkunastu elementów. Na rysunku 9.10 pokazano konstrukcję podkładu formującego w metodzie potokowej, a na rys. 9.11 schemat linii taśmowej do produkcji elementów ściennych, zewnętrznych. Rys. 9.4 Kształty poprzeczne przekrojów form do produkcji elementów płytowych (część nośna jest zakreskowana): a) forma nierozbieralna, b) forma częściowo rozbieralna z jednym blokiem odsuwanym, c) forma częściowo rozbieralna z jednym bokiem odchylanym, d) forma rozbieralna z dwoma blokami odchylanymi, e) forma z rozbieralnymi z odchylanymi bokami o zmniejszonej wysokości
9. Metody produkcji prefabrykatów 4 Rys. 9.5 Kształty poprzecznych przekrojów form do produkcji elementów prętowych (część nośna jest zakreskowana): a) forma nierozbieralna, b) forma częściowo rozbieralna z jednym bokiem odchylanym, c) forma częściowo rozbieralna z jednym bokiem odejmowanym, d) forma rozbieralna z bokami odchylanymi, e) i f) formy rozbieralne o zmniejszonej wysokości boków i podniesionych zawiasach Rys. 9.6 Fragmenty przekrojów podkładów o skomplikowanym kształcie: a) z belkami nośnymi o przekroju otwartym i pojedynczym poszyciu, b) z belkami o przekroju otwartym i podwójnym poszyciu, c) z belkami nośnymi o profilu zamkniętym i pojedynczym poszyciu, d) z belkami o przekroju zamkniętym i podwójnym poszyciu Rys. 9.7 Forma bateryjna o konstrukcji podstawowej złożonej z ram i belek w przestrzennym układzie zamkniętym :1- amortyzator, 2- dźwignie przegubowe, 3- zamknięta konstrukcja podstawowa, 4- kasety, 5- dociskający dźwig hydrauliczny
9. Metody produkcji prefabrykatów 5 Rys. 9.8 Konstrukcja wiotkich ścianek rozdzielających: 1-wspornik, 2- wibrator, 3- bloki formujące, 4- stabilizatory Rys. 9.9 Niskie boki formy o profilu otwartym i zawiasowym połączeniu z podkładem: a) z góry giętym profilem kątowym i dolnym płaskownikiem usztywniającym, b) z górnym i dolnym kątownikiem walcowanym, c) z ceownika i kątownika walcowanego
9. Metody produkcji prefabrykatów 6 Rys. 9.10 Konstrukcja podkładu formy dla zewnętrznych wielkopłytowych elementów ściennych dla budownictwa mieszkaniowego : 1-belki skrzynkowe z ceowników 18, 2- żebra usztywniające z płaskowników 100x8mm, 3- zaczep do napędu w linii potokowej, 4- urządzenie do ustawiania formy na obrotnicy, 5- detale do mocowania formy na wywrotnicy, 6- elementy podporowe do ustawienia formy na sterowanych automatycznie wspornikach komór przyspieszonego dojrzewania, 7- koła jezdne Rys. 9.11 Przykłady linii o produkcji taśmowej