Výroba betonových stavebních dílců je komplexní proces, který zahrnuje řadu technologických postupů a speciálních materiálů. Cílem je seznámit se se základními systémy výroby prefabrikovaných stavebních dílců pro občanskou, bytovou, průmyslovou, inženýrskou a dopravní výstavbu. Posluchači získají podrobné informace o faktorech zhutňování betonů a urychlování tvrdnutí betonu. Pro jednotlivé technologie výroby stavebních dílců a betonového zboží budou popsány dílčí technologické postupy včetně strojního zařízení.
Zásady výroby betonových stavebních dílců
Zásady výroby betonových stavebních dílců zahrnují rozdělení dílců, jejich značení, způsoby výroby, typizaci, výrobu na místě a na lince. Důležitá je také legislativa a související normy při výrobě a uvádění výrobků na trh. Systém hlavní výroby stavebních dílců se člení na podsystémy vedlejších výrob.
Materiály a jejich příprava
- Vykládání, doprava a uskladňování materiálů: kameniva, práškovitých látek, oceli, polotovarů a přísad do betonu.
- Výroba ocelové výztuže: rovnání, stříhání, svařování, výroba armovacích košů.
- Výroba betonových směsí: dávkování složek, doprava čerstvého betonu, recyklace čerstvého betonu.
Příprava výrobních forem
Příprava výrobních forem zahrnuje řešení forem a jejich částí, včetně zvláštních druhů forem. Příprava forem pro další operace obnáší čištění, separační nátěry, rektifikaci forem a předpínání výztuže.
Formy se vyrábí z vysoce kvalitních materiálů, jako je odolný plast na bázi PETg a kaučukový silikon vyvinutý speciálně pro styk s betonem.
Technologická příprava forem
Pro výrobu formy je klíčový pozitivní model. Modely mohou být složité, proto se využívají moderní technologie jako 3D tisk nebo 5-osé CNC obrábění. Je možné zpracovat digitální otisk dle výkresů a vyrobit model. Stačí zaslat plán nebo sdělit představu o výrobku. Dle těchto parametrů se určí cena výroby formy a optimalizuje se dle počtu odlitků.
Čtěte také: Odlévání betonu: Formy
Příprava modelu je zásadní pro úspěch projektu. Je možné navrhnout model v 3D programech (*.3ds, *.stl, *.skp, a další) a vyrobit jej na 5-osé CNC fréze z různých materiálů (dřevo, hliník, PVC, PP, silikon a další). Důležitá je kvalita povrchu modelu a vhodný materiál pro výrobu formy. Optimální poměr ceny a obrátkovosti formy je klíčový.
Formování modelu
Samotné formování modelu, ať už vyrobeného interně nebo dodaného externě, obvykle nepředstavuje problém. Vždy je nutné zvolit takovou technologii, aby model vydržel. Je snaha vytvořit formu z co nejmenšího počtu částí, aby na odlitku nebyly patrné dělící spoje a aby bylo vytažení odlitku snadné.
Vytváření a zhutňování
Proces vytváření a zhutňování zahrnuje ukládání betonové směsi a armatury, zhutňování, urychlování tvrdnutí betonu, dokončovací úpravy při vytváření, skladování a expedici. Dílce z předpjatého betonu využívají speciální způsoby předpínání, druhy a užití předpínaných dílců.
Teorie vibračního zhutňování a lisování betonových dílců je klíčová pro dosažení požadované kvality. Popsány budou dílčí technologické postupy včetně strojního zařízení.
Speciální technologie odlévání
Ultra vysokohodnotný beton (UHPC)
Pro výrobu osmi replik sokolů pro volyňskou sokolovnu bylo použito UHPC. Budova T. J. Sokol Volyně pochází z roku 1929 a byla projektována v tzv. národním geometrickém slohu. Kvůli propustnosti původního betonu zkorodovala výztuž, jež svým rozpínáním roztrhala odlitky zejména v tenkých profilech křídel a ocasu. Po zvážení možných materiálů a technologií byl zejména vzhledem k vysokým požadavkům na pevnost, vyplývajícím z umístění na štítech budovy, zvolen ultra vysokohodnotný beton (UHPC) Valucem litý do tvrdé kompozitní formy.
Čtěte také: Postupy odlévání betonu
Materiál UHPC je hojně využíván pro realizaci betonových konstrukcí s vysokými nároky na pevnost a odolnost vůči vnějším vlivům. Při výrobě volyňských sokolů umožnila vysoká pevnost UHPC zredukovat množství a tloušťku ocelových výztužných prutů z původních čtyř prutů o průměru 12 mm (v řezu křídlem) na tři pruty o průměru 8 mm. Tím by se mělo v kombinaci s výrazně vyšší nepropustností materiálu předejít korozi výztuže. Vysoká odolnost vůči povětrnostním vlivům rovněž zaručuje dlouhou životnost povrchu se zachováním detailní modelace. UHPC Valucem se ukázal jako velice vhodný pro výrobu replik soch sokolů také díky své pevnosti a nepropustnosti. Důležitá byla i výborná zatékavost, která umožňuje lití do poměrně uzavřené formy i s již uloženou armaturou.
Postup lití UHPC
- Modelace povrchu byla kompletně obnovena reverzibilními tmely na základě historických fotografií a dochovaných fragmentárních částí. Pro potřeby formování byl povrch napuštěn roztokem akrylátové pryskyřice v organickém rozpouštědle a ve finále byl ještě ošetřen stříkaným dvousložkovým akrylátovým tmelem.
- Vzhledem k požadovanému počtu odlitků a komplikovanému postupu lití byla zvolena tvrdá kompozitní forma namísto silikonové formy se sádrovým kadlubem. Ta by musela být při realizaci každého odlitku zadusávána do písku, aby sádrový kadlub vydržel nápor hydrostatického tlaku sloupce betonu.
- Aby byly odlitky kvalitní, bylo nutné během lití dosáhnout co nejlepšího odvzdušnění všech detailů. Toho bylo dosaženo polohováním formy v průběhu jejího plnění. Z toho důvodu byla kompozitní forma osazena v ocelové konstrukci umožňující plynulé otáčení.
- Do směsi UHPC Valucem byla přidávána PVA rozptýlená vlákna v množství 15 kg/m³. Směs s PVA rozptýlenou výztuží má oproti směsi s ocelovou rozptýlenou výztuží lepší zatékavost do detailů a vlákna se v řezu vizuálně neuplatňují. Směs byla míchána v míchačkách s nuceným oběhem.
- Forma byla plněna pomocí čerpadla. Počáteční poloha formy byla v náklonu 45º, přičemž konečná poloha byla svisle hlavou sokola dolů tak, aby spodní plocha podstavce byla vodorovně. Plnění formy probíhalo postupně od spodních partií křídel, ocasu a hlavy až po sokl. Během lití se forma postupně polohovala, aby došlo k co nejkvalitnějšímu odvzdušnění všech detailů.
- V závislosti na teplotě formy a teplotě čerpaného betonu se měnily i časy odformování. Toho bylo dosaženo v případech, kdy měla hmota rozliv 305 mm s dobou lití 60 min. Při tomto časovém úseku se dařilo odlitek optimálně odvzdušnit ve všech polohách. Teplota formy byla 21,5 ºC, teplota čerpané hmoty 31,5 ºC. Doba tuhnutí od ukončení lití po začátek odformovávání byla 6 h.
- Bezprostředně po odformování byly odlitky baleny do mokré textilie o stejné teplotě jako byl povrch sochy, aby nedošlo k teplotnímu šoku. Odlitek i s textilií byl následně zabalen do nepropustné fólie pro udržení vlhkosti.
Silikonové formy
Pro výrobu forem se používá převážně dvousložkový kondenzační silikon. Použitý silikon nevyžaduje nutně vakuovou vývěvu, ale bublinky samovolně vystoupají na povrch. Pro odlévání prvků s členitějším reliéfem, hlubšími protitvary nebo objemnějších stavebních dílců (zahradní doplňky, obklady s hlubšími a ostřejšími tvary, sochy, balustrády) a pro vícesériové výroby se pro jednodílné i vícedílné formy používá Lukopren N 8100 a N 8200, které mají vyšší pevnost a pružnost.
Při odlévání silikonů, polyuretanů, polyesterů a epoxidů se doporučuje používat separátor pro delší životnost formy. Životnost forem závisí jednak na odlévaném materiálu, ale i tvaru formy (mechanická náročnosti při vyjímání výrobků z forem) a může se pohybovat ve stovkách použití.
Výroba forem na odlévání betonu
Vytaflex je vyroben speciálně pro odlitky betonu. Následující postup ukazuje, jak je snadné udělat kvalitní betonové odlitky k nerozeznání od kamene:
- Na povrch kamenů aplikujte plnič pórů Super Seal. Vše co přijde do styku s formou ošetřete separátorem Ease Release.
- Odměřte si a smíchejte Vytaflex 40. Lijte pomalu přes celý model. Doba zpracování je 30-60 minut.
- Po vytvrdnutí vyjměte hotovou formu. Doba odformování 16 hodin.
- Naneste pigment do formy.
- Nasypte a zarovnejte beton do formy.
- Nechte beton vytvrdnout.
- Po vytvrzení betonu vyjměte z formy.
Další betonové výrobky
Výrobky pro kanalizaci, dlažba a ostatní betonové výrobky jsou vyráběny technologií lisování, vibrolisování a odstřeďování. Důležitá je výroba atypických dílců pro dopravní a inženýrské stavitelství. Povrchové úpravy dílců a keramicko-betonové dílce jsou také součástí výrobního procesu.
Čtěte také: DIY betonové projekty
ARTbeton
ARTbeton je inovativní, netoxický, univerzální betonový materiál, který slouží k plným odlitkům do forem, ale i k vytváření betonových stěrek. Je vhodný k vytváření stylových, moderních dekorací jako mísy, svícny, květináče a vázy, stejně tak i dekorativních kousků, jako jsou figurky, reliéfy, držáky na květiny atd.
ARTbeton se míchá s vodou v takovém poměru, až se dostane potřebná hustota pro danou výtvarnou techniku. K odlévání do forem řidší, k nanášení na zeď hustší (cca poměr na 1 díl vody 3 díly ARTbetonu, doba tvrdnutí 24 - 48 hodin v závislosti na velikosti odlitku).
Všechny standardní plastové, latexové, silikonové, skleněné tvary a formy, jako i umělé, jogurtové, plastové nádoby atd. mohou být použity pro odlévání s tímto materiálem bez použití separátoru. Odlitek perfektně imituje tvary povrchu formy a často vytváří skoro mramorový vzhled. Odlitek má krásný hladký povrch. Odlitky vytvořené v porézních materiálech jako dřevo, sádra a keramické neglazované formy nebo modely musí být vždy prvně pokryty separátorem.
Odlévání pro dekorace
Odlévání je oblíbené pro svou jednoduchost. Odlitky se hodí na dekorování, floristiku, mixed media a další výtvarné techniky. Pokud se odlitky neplánují použít venku, je nejlepší volba Reliefco. Je to prášek, který se smíchá s vodou, vytvoří se smícháním 3 dílů prášku Reliefco a 1 dílu vody. Pořádně promíchejte, aby se prášek propojil s vodou. Nehrudkovatí, dá se výborně rozmíchat. Vlijte do formy. Reliefco rychle tuhne, odlitky vytvrdnou do cca 30 minut až 1 hodiny. Měkké silikonové formy jsou ideální, ze kterých je možné odlitky vyklopit.
Beton je výborný materiál, nemusíte se ho bát. Odlitky jsou vhodné jako dekorace různých předmětů. Lze je opracovat smirkovým papírem, vrtat, nalepovat na ně fólii Design-metall, malovat na ně akrylovými a jinými efektními barvami.
Sériová produkce odlitků
Při sériové výrobě betonových odlitků je důležité analyzovat potřeby zákazníků a navrhnout optimální počet forem k požadovanému času výroby. Každá forma vyrobí jeden odlitek za 24 hodin. Vhodnou volbou separátoru lze přizpůsobit povrch betonu následné povrchové úpravě. Sériová produkce je náročná kvůli době zrání odlitků. Pro kvalitní povrch je důležité pomalé vysychání betonu. Odlitky odpočívají v předem připravených „zracích“ regálech, kde se jim dostává té nejlepší péče. Sériová produkce odlitků se plánuje měsíce dopředu.
Péče o formu a uskladnění: Je důležité si uvědomit, kolik úsilí, času a prostředků stojí výroba forem na betonové odlitky. Proto se k formám přistupuje velmi obezřetně i po ukončení výroby. Zákazníci mají možnost uskladnit formy ve skladu firmy i na několik let. Používají se speciální nátěry pro uskladnění jednotlivých materiálů formy na betony. Po ukončení produkce tímto se zvyšuje životnost a prodlužuje doba, po kterou jde forma znovu použít. Po použití formu umyjte od materiálu odlitku a formu vysušte. Některé materiály jsou agresivní a mohou formu po delší době ve formě poškodit (např. beton).
Shrnutí materiálů a postupů
Následující tabulka shrnuje klíčové materiály a postupy pro odlévání betonových dílů:
| Materiál/Postup | Popis |
|---|---|
| Betonová směs | 1 díl cementu, 4 díly štěrku, 2 díly písku a 0,75 dílu vody (nebo hotová směs) |
| Formy | Plastové, silikonové (nevhodné kovové a skleněné) |
| Míchání | V plastovém kbelíku, starou vařečkou nebo zednickou lžící |
| Odlévání | Do vymazané formy, s menší formou zatíženou pískem uvnitř |
| Schnutí | Pomalé, bez urychlování teplem nebo sluncem |
| Úprava | Broušení smirkovým papírem, dekorace akrylovými barvami |
tags: #technologie #odlevani #betonovych #dilu