Изготовление бетонной смеси

Категория:Бетонные работы

Приготовление бетонной смеси обычно выполняется на заводах товарного бетона.

При отсутствии вблизи строительства заводов, изготовляющих товарный бетон, и для приготовления небольших объемов бетонной смеси изготовление бетона организуют на строительной площадке. Для этого используют смесители типа С-333.

Работы на бетонном узле организуют следующим образом: — штабель гравия или щебня располагают возможно ближе к ковшу;— емкость с цементом располагают на расстоянии 3—4 м от ковша, между ковшом и емкостью устанавливают весы;— штабель с песком располагают со стороны, противоположной хранению цемента;— грузовой поток (составляющие, готовый бетон) организуют так, чтобы он протекал в одном направлении;— на площадке моториста устанавливают таблицу с указанием для каждой марки бетонной смеси количества составляющих на замес, продолжительность перемешивания, установленная лабораторией, очередность загрузки составляющих;— дозирование щебня и песка осуществляют по объему, для чего на тележках прибитыми рейками или красочной линией ограничивают высоту их загрузки; цемент дозируют только по массе;— уменьшение или увеличение загрузки барабана (или чаши) смесителя может быть допущено в пределах не более 10%;— продолжительность перемешивания контролируют по счетчику оборотов или по песочным часам;— учет работы установки ведут с помощью учетной доски со шпильками, переставляемыми мотористом после каждого замеса;

— после каждой смены и перед длительными перерывами обязательно очищают смесительные барабаны, раздаточные бункера, ковши подъемников и т. д. Для очистки барабана смесителя его загружают водой с щебнем и вращают.

Малое количество бетонной смеси вручную приготовляют на деревянном настиле (бойке). Работа по приготовлению смеси улучшается, если боек обшить листовой сталью.

Отмеренное количество щебня и песка высыпают на боек в виде длинной грядки посредине щита. Грядке придают корытообразную форму и засыпают требуемое количество цемента. Двое рабочих, стоя друг против друга с обеих сторон грядки, перемешивают составляющие штыковыми лопатами; в ходе работы они перемещаются несколько раз от одного конца грядки к другому и обратно.

Грядке из полученной однородной сухой смеси снова придают корытообразную форму, наливают в углубление небольшое количество воды и снова перемешивают. Далее увлажняют смесь из лейки с ситом, смачивая перемешиваемый участок грядки.

Транспортирование бетона. На строительную площадку с бетонного завода готовый бетон подают самосвалами или бетоновозами. Для подачи бетона на строительную площадку, находящуюся на большом удалении от завода, используют автобетоносмесители, которые на заводе загружаются щебнем, песком и цементом в соответствующей пропорции, а смесь приготовляется во время следования.

Подача бетонной смеси к месту укладки осуществляется в соответствии с проектом производства работ.

Наиболее простой и эффективный способ — заезд автомашины непосредственно к месту укладки. Автомашина во время разгрузки несколько продвигается, чем сокращает объем перекидки смеси.

Более распространена приемка бетонной смеси из самосвала в бадью, подача бадьи краном (башенным, самоходным, мостовым) к месту укладки и выгрузка смеси через секторный затвор внизу бадьи в конструкцию.

Если применение кранов нецелесообразно или подача бадьи к месту укладки невозможна, например под существующее перекрытие, для горизонтального перемещения смеси применяют ленточные транспортеры или вибропитатели и вибролотки. В них смесь передвигается самотеком за счет уклона дна и вибрации.

При больших объемах бетонных работ применяют специальные машины-бетоноукладчики, состоящие из приемочного и перегрузочного устройства и транспортера, а также бетононасосы, транспортирующие смесь по трубопроводам.

На небольших стройках еще встречается транспортировка бетонной смеси вручную. При этом следует применять двухколесные тележки на шарикоподшипниках. Мостки для перемещения тележек должны быть жесткими и представлять замкнутое кольцо.

При всех способах транспортировки во избежание расслоения бетонной смеси высота ее свободного падения не должна превышать 2 м. Спуск бетонной смеси с высоты более 2 м осуществляют по виброжелобам, лоткам или вертикальным хоботам.

Двойная ручная перекидка бетонной смеси не разрешается, а одинарная может быть допущена только в исключительных случаях.

Бетонные работы- Приготовление и транспортирование бетонной смеси

Бетон является сложным композиционным материалом, потенциальные возможности которого до настоящего времени используются не в полном объеме. Производителей бетона и изделий на его основе прежде всего интересует проблема получения прочного бетона при минимальном расходе цемента, и для ее решения постоянно совершенствуются расчетно-экспериментальные методы подбора состава бетонной смеси, используются различные добавки, ускоряющие твердение цемента, суперпластификаторы, добавки микрокремнезема и многое другое. Вместе с тем сама технология изготовления бетона остается незыблемой и состоит из операций дозирования компонентов бетонной смеси, перемешивания их в бетоносмесителе и приготовления бетонной смеси, формования изделий и их тепловлажностной обработки.

Из всех этих операций наименее изученной является операция приготовления бетонной смеси, и на многих предприятиях ее осуществляют путем увлажнения и перемешивания смеси цемента, крупного и мелкого заполнителей в бетоносмесителях. Поэтому многие исследователи считают, что введение дополнительных операций предварительной обработки и подготовки таких компонентов бетонной смеси, как цемент и мелкий заполнитель перед окончательным перемешиванием позволит существенно повысить прочность бетона.

В научно-популярной литературе по бетоноведению изготовителями различных вихревых смесителей и измельчителей настойчиво пропагандируется идея по дополнительному помолу цемента с обязательством значительного увеличения марки бетона. Следует отметить, что такие утверждения базируются на весьма поверхностном понимании роли зернового состава цемента в бетоне, и предприятия, которые приобрели такие установки, убедились в бесперспективности их использования.

В патентной и технической литературе приводится большое количество новых способов приготовления бетонных смесей, которые можно разделить на две группы. К первой группе относятся способы, в которых предлагается изменять последовательность подачи компонентов смеси, добавок и воды в бетоносмеситель при его работе. Эти способы позволяют достичь повышения прочности бетона, но по сути они не отличаются от распространенного способа, а эффект повышения прочности достигается в основном за счет использования суперпластификаторов и других добавок.

Ко второй группе относятся способы, включающие предварительно активацию цемента путем совместного помола его в шаровой мельнице с небольшим количеством сухого песка. Такие способы также не приводят к существенному увеличению прочности бетона, и повысить его эффективность можно только при совместном помоле всего расчетного количества песка и цемента. Однако при использовании в качестве помольного оборудования шаровых мельниц возникают проблемы сушки песка и увеличения энергозатрат на помол смеси.

Цель настоящего доклада — исследование способа приготовления бетонной смеси, по которому смешение компонентов осуществляется в следующей последовательности: сначала перемешиваются расчетные количества портландцемента и кварцевого песка с естественной влажностью 3–5 % в центробежном смесителе роторного типа в течение 1–2 мин, после чего полученная сыпучая цементно-песчаная смесь с конечной влажностью 5–8 % (дополнительное увлажнение) поступает в бетоносмеситель, в который подается крупный заполнитель и остальное количество воды для совместного перемешивания всех компонентов бетонной смеси расчетного состава в течение 3–4 мин.

Сущность этого способа заключается в том, что при поступлении цементно-песчаной смеси в смеситель формируются два взаимонаправленных потока смеси, движущихся в слое толщиной 10–20 см навстречу друг другу со скоростью 35–40 м/с, в котором частицы цемента и песка соударяются на скорости 70–80 м/с и измельчаются до более тонкого состояния. В составе цементно-песчаных смесей для рядовых бетонов соотношение между цементом (Ц) и песком (П) колеблется в пределах Ц : П = (26:74) ч (45:55) % (мас.) с преобладанием песка в смеси. Частицы кварцевого песка обладают более высокой твердостью, и поэтому при скоростном смешении цементно-песчаной смеси они выполняют роль абразивных мелющих тел.

Весьма важно, что при контактевлажного песка и цемента вода начинает интенсивно взаимодействовать с частицами цемента, образовывая в поверхностном слое цементных частиц первичные продукты гидратации — гидрооксид кальция, гидросиликаты и гидроалюминаты кальция. За счет этого взаимодействия происходят аморфизация и дополнительное диспергирование поверхностного слоя частиц цемента, который легко сдирается частицами песка и образует в цементно-песчаной смеси фракцию высокоактивных частиц нанодисперсного размера.

При интенсивном механическом воздействии на цементно-песчаную смесь происходит также удаление адсорбированного воздуха с поверхности частиц и замещение его пленкой воды толщиной в несколько молекул воды, особенно на свежеобразованных плоскостях разрушения частиц. На этих пленках происходит конденсация преимущественно нанодисперсных частиц продуктов гидратации цемента за счет адгезионного взаимодействия и достигается весьма равномерное распределение цемента и воды на поверхности частиц песка во всех микрообъемах цементно-песчаной смеси.

Проверку вышеизложенных подходов при приготовлении бетонной смеси проводили с использованием портландцемента Топкинского завода марки 500Д0 (ГОСТ 10178-85), гравия фракции 5–20 мм (ГОСТ 82690-97), песка для строительных работ с модулем крупности Мкр = 2,6 (ГОСТ 8736-93) и воды.

Компонентный состав бетона рассчитан на получение подвижной бетонной смеси с осадкой конуса ОК = 5–11 см и марки пескобетона 300.

Мелкий заполнитель с естественной влажностью 3,5 % (абс.) и портландцемент подавали в смеситель и перемешивали в течение 1 или 2 минут. В процессе перемешивания смесь дополнительно увлажнялась до 8 % с целью достижения наиболее полного смачивания всех частиц смеси пленкой воды. Увлажнение смеси более 8 % нежелательно, так как при этом уменьшается сыпучесть смеси и увеличивается ее налипание на рабочие органы смесителя.

Далее цементно-песчаная смесь подавалась в бетоносмеситель и перемешивалась с гравием и остаточным количеством воды в течение 3–5 мин до получения однородной бетонной смеси; из смеси формовали образцы-кубы размером 10Ч10Ч10 см, у которых определялась прочность при сжатии после пропариванияпо режиму 2 + 7 + 3 ч и после твердения в воздушно-влажных условиях в течение 28 суток.

Для объективности сравнения результатов готовилась бетонная смесь при одновременном смешении в бетоносмесителе всех компонентов, а также смесь с цементом, предварительно измельченным в присутствии 3 % кварцевого песка до удельной поверхности 4900 см2/г. Составы бетонных смесей и результаты испытаний, представленные в таблице, подтверждают целесообразность предварительного смешения влажного песка с цементом.

Интенсивное и концентрированное механическое воздействие на цементно-песчаную смесь, содержащую небольшое количество воды, сопровождается быстрым ростом температуры смеси до 45–50 °С

Таблица №1: Составы бетонных смесей и результаты испытаний бетона.

в течение одно– двухминутного перемешивания, что свидетельствует об интенсификации процессов гидратации цемента.Предварительное и равномерное распределение влаги в цементно-песчаной смеси увеличивает скорость смачивания и распространения оставшейся воды при перемешивании всех компонентов бетонной смеси и позволяет практически в два раза сократить время перемешивания в бетоносмесителе. Однородная, практически дегазированная цементно-песчаная смесь позволяет сформировать в процессе уплотнения плотную и прочную цементно-песчаную матрицу в составе бетона.

Анализ поверхностей разрушения бетонных образцов показывает, что их разрушение происходит не только по цементно-песчаной матрице, но и по зернам крупного заполнителя.Использование более прочного заполнителя позволит увеличить прочность бетона. Из данных табл. 1 следует, что использование предварительного смешения влажного песка с цементом позволяет увеличить прочность рядового бетона на 59–77 % без применения каких-либо добавок.Снижение расхода цемента на 15 % (состав 5) приводит к уменьшению прочности бетона, тем не менее она достаточно высока (44,3 МПа).

Предварительное смешение цемента с песком позволит более эффективно использовать лежалые цементы.Изготовление высокопрочных бетонов требует повышенного расхода цемента, который необходимо равномерно распределить в бетонной смеси. Предварительное смешение цемента с увлажненным песком позволяет наиболее эффективно решить эту проблему и приготовить пластичную однородную бетонную смесь без использования суперпластификаторов. Если же в состав бетонной смеси вводится суперпластификатор либо другие добавки в виде порошков или растворов солей, то все эти добавки лучше всего вводить при предварительном перемешивании песка и цемента.Таким образом, предварительное смешение расчетных количеств цемента и песка с небольшой влажностью в интенсивном смесителе непосредственно перед приготовлением бетонной смеси открывает новые возможности в технологии бетонов, особенно высокопрочных.См.

далее по теме:Применение пескобетона.Категория:Выбор стройматериаловТехнология производства бетона складывается из подбора состава бетона, приготовления, транспортирования и укладки бетонной смеси и твердения бетона.Подбор состава бетона. Состав бетона должен быть таков, чтобы и бетонная смесь, и затвердевший бетон имели требуемые для данного конкретного случая свойства (удобоукладываемость, прочность, морозостойкость), а стоимость бетона была возможно более низкой.Рассчитывают состав бетона для данных сырьевых материалов, используя математические зависимости, связывающие свойства бетона с его составом. Требуемая марка бетона обеспечивается выбором нужной марки цемента (она должна быть в 2…2,5 раза выше марки бетона) и расчетом отношения Ц/В по вышеприведенной формуле.Общее количество заполнителей и соотношение крупного и мелкого заполнителя рассчитывают так, чтобы расход цемента был минимальным.

Это достигается в том случае, если объем крупного заполнителя в бетоне будет максимально возможным, а мелкий заполнитель займет пустоты между зернами крупного заполнителя. Цементное тесто заполняет пустоты между зернами песка (около 35…40% от объема песка) и связывает все частицы друг с другом.Увеличивая или уменьшая содержание цементного теста (но не меняя рассчитанного Ц/В), можно увеличить или уменьшить подвижность бетонной смеси.Состав бетона выражают или в количестве составляющих (кг) для получения 1 м 3 бетона (например, цемент 250 кг, вода 170 л, песок 700 кг, щебень 1250 кг) или соотношением компонентов в частях по массе или по объему, при этом количество цемента принимают за 1 (например, состав бетона 1:2:4 при В/Ц = 0,7 означает, что на 1 ч. цемента берется 0,7 ч.

воды, 2 ч. песка и 4 части крупного заполнителя).Приготовление бетонной смеси осуществляют в бетоносмесителях периодического и непрерывного действия. Бетоносмесители периодического действия бывают двух типов: свободного падения (гравитационные) и принудительного перемешивания.В бетоносмесителях Свободного падения (загрузочная вместимость 100…4500 л) материал перемешивается в медленно вращающихся вокруг горизонтальной или наклонной оси смесительных барабанах, оборудованных внутри короткими корытообразными лопастями (рис.

1, а).Лопасти захватывают материал, поднимают его и при переходе в верхнее положение сбрасывают. В результате многократного подъема и падения обеспечивается их перемешивание. В таких смесителях приготовляют пластичные бетонные смеси с крупным заполнителем из плотных пород.

Рис. 1.

Бетоносмесители свободного падения (а) и принудительного перемешивания (б):1 — смесительный барабан, 2 — привод вращения барабана, 3 — станина, 4 — загрузочная воронка, 5 — смесительные лопатки, 6 — выгрузочное отверстиеВремя перемешивания зависит от подвижности бетонной смеси и вместимости бетоносмесителя. Чем меньше подвижность смеси и чем больше вместимость бетоносмесителя, тем больше время, необходимое для перемешивания. Например, для бетоносмесителя вместимостью 500 л оно составляет 1,5…2 мин, а для бетоносмесителя 2400 л — 3 мин и более.Бетоносмесители принудительного перемешивания (рис.

1, б) представляют собой стальные чаши, в которых смешивание производится вращающимися лопатками, насаженными на вертикальные валы. Используют их для получения жестких бетонных смесей и бетонных смесей на легких пористых заполнителях.Бетоносмесители непрерывного действия корытообразной формы; рабочий орган у них одновременно перемешивает и перемещает бетонную смесь от загрузочного отверстия к выгрузочному.Производительность их больше, чем бетоносмесителей периодического действия, но переход от приготовления одной марки бетона к другой сложнее. Поэтому их используют лишь на строительных объектах с большим объемом бетонных работ (например, на строительстве гидроэлектростанций).

Бетоносмесители могут быть передвижные, установленные на автомашинах, и стационарные.Чаще бетонные смеси приготовляют на специализированных бетонных заводах, имеющих высокую степень механизации и автоматизации.Транспортирование. Обязательное требование ко всем видам транспортирования бетонной смеси — сохранение ее однородности и подвижности. Бетонные смеси от бето-носмесительного завода на стройку перевозят на авто-машинах-бетоновозах, которые могут быть оборудованы устройствами для подогрева и перемешивания смеси, внутри строительных объектов или заводов сборного железобетона— вагонетками, конвейерами и бетононасосами.Укладка бетонной смеси.

Качество и долговечность бетона во многом зависят от правильности укладки, а методы укладки и уплотнения определяются видом бетонной смеси (пластичная или жесткая, тяжелый или легкий бетон) и типом конструкции. Укладка должна обеспечивать максимальную плотность бетона (отсутствие пустот и неоднородности состава).Пластичные текучие смеси уплотняют под действием силы тяжести или путем штыкования, жесткие смеси — вибрированием.Вибрирование — наиболее эффективный метод укладки, основанный на использовании тиксотропных свойств бетонной смеси.При вибрировании частицам бетонной смеси передаются быстрые колебательные движения от источника колебаний — вибратора. Применяют главным образом электромеханические вибраторы, основная часть которых — электродвигатель.

На валу электродвигателя эксцентрично установлен груз — дебаланс, при вращении которого возникают колебательные импульсы.При вибрировании жесткая бетонная смесь как бы превращается в тяжелую жидкость, которая плотно заполняет все части формы, а воздух, содержащийся в бетонной смеси, при этом поднимается вверх и уходит. Бетонная смесь приобретает плотную структуру. При недостаточном времени вибрирования бетонная смесь уплотняется не полностью, при слишком долгом—она может расслоиться.

Рис. 2.

Вибраторы:а — поверхностный, б — глубинный, в — навесной, г — стационарная виброплощадкаВ зависимости от вида и формы бетонируемой конструкции применяют различные типы вибраторов.При бетонировании конструкций большой площади и небольшой толщины (до 200…300 мм), например бетонных покрытий дорог, полов промышленных зданий и т. п., используют поверхностные вибраторы (рис. 2, а), массивных элементов значительной толщины — глубинные вибраторы (рис.2, б) с наконечниками различной формы и размеров.

Часто применяют одновременно несколько вибраторов, которые собирают в пакеты. Тонкостенные бетонные конструкции, насыщенные арматурой (колонны, несущие стены), уплотняют наружными вибраторами, прикрепляемыми к поверхности опалубки (рис.2, в). В заводских условиях при изготовлении бетонных камней, крупных блоков, панелей и других изделий пользуются виброплощадками (рис.

2, г), на которые устанавливают формы с бетонной смесью.—-В зависимости от потребностей бетонную смесь приготовляют на приобъектных бетоносмесительных установках циклического или непрерывного действия, а при большом расходе — на бетонных заводах.Бетонные заводы комплектуют одним или несколькими бетоносмесителями, производительность которых обеспечивает бесперебойную работу заводов железобетонных изделий (ЖБИ) и строек. Как правило, процесс приготовления бетонной смеси комплексно механизирован. На некоторых бетонных заводах все процессы автоматизированы.Процесс приготовления бетонной смеси состоит из следующих операций: прием и складирование заполнителей, вяжущего, перемещение их, дозирование, перемешивание и выдача готовой бетонной смеси на транспортные средства.Основой получения бетонов заданных свойств и экономного расходования материалов является тщательное соблюдение пропорций состава бетонной смеси с учетом свойств и качества заполнителей, воды и вяжущих.По технологическим требованиям бетонная смесь должна сохранять однородность при транспортировании, перегрузке и укладке в опалубку или форму; удобоукладываемость ее должна соответствовать типу бетонируемой конструкции, принятым методам уплотнения и формования.Однородность смеси обусловливается правильным подбором состава бетона, технологическими приемами дозирования и перемешивания составляющих, выполнением основных требований при транспортировании и укладке.В каждом конкретном случае показатель подвижности или жесткости смеси назначают из условий производства работ.

В зависимости от способов укладки, транспортирования, уплотнения, конструктивных особенностей бетонируемых конструкций и степени армирования могут использоваться особо жесткие (Ж4), жесткие (Ж2, ЖЗ), умеренно жесткие (Ж1), малоподвижные (П1), подвижные (П2), весьма подвижные (ПЗ) и литые (П4) смеси.Так, литые подвижные смеси применяют, например, при изготовлении густоармированных тонкостенных конструкций, бетонируемых в вертикальном положении; при устройстве бурона-бивных свай, когда бетонную смесь транспортируют в тело сваи по трубопроводу; при подводном бетонировании.Подвижные и малоподвижные смеси применяют при возведении фундаментов, стен, колонн и других элементов сооружений, где ее укладывают с использованием вибраторов.Умеренно жесткие и жесткие, а также смеси повышенной жесткости применяют в заводском производстве сборных конструкций, где их формуют на мощных вибрационных площадках и стендах, с помощью которых создают высокую плотность материала.Особо жесткие смеси используют при изготовлении изделий по технологии, предусматривающей их немедленную распалубку, а также конструкций с пустотами и отверстиями. Так, плиты перекрытия многопустотного настила изготовляют из смесей с показателем жесткости более 20 с. Использование менее жестких смесей не обеспечивает устойчивость стенок между пустотообра-зователями, что приводит к снижению качества изделий.Для повышения морозостойкости конструкций и увеличения их механических характеристик в дорожном и гидротехническом строительстве применяют бетонные смеси повышенной жесткости.Приготовление бетонных смесей различной удобоуклады-ваемости требует использования специального технологического оборудования.В состав предприятия по производству бетонной смеси помимо бетоносмесительной установки входят склады цемента и заполнителей, лаборатория и отдел контроля, энергетическое хозяйство.

Учитывая круглогодичность работы, такие предприятия оснащают устройствами для. подогрева составляющих бетонной смеси, приготовления растворов добавок, оборудованием для промывки и сортировки (обогащения) заполнителей.Отдел контроля следит за соблюдением технологии приготовления, дает оценку качества заполнителей и вяжущих, а также соответствия бетонной смеси проектным требованиям.Заводы выпускают также сухие бетонные смеси. Сухая бетонная смесь необходима в тех случаях, когда объекты строительства значительно удалены от завода и трудно сохранить высокое качество готовой смеси при транспортировании.

Сухую бетонную смесь на заводе загружают в автобетоносмеситель и смешивают ее с водой затворения в пути или на строительной площадке.При использовании химических добавок в технологическую схему производства включают специальные агрегаты для приготовления водных растворов добавок (твердых, пастообразных или жидких продуктов) необходимой концентрации. Такие агрегаты оснащают приспособлениями для перемешивания раствора сжатым воздухом, а иногда системами для их подогрева. После приготовления раствор добавок поступает в расходную емкость, из которой через дозатор подается в бетоносмеситель.Выбор стройматериалов- Производство бетонной смеси

Источники:

• gardenweb.ru
• www.voscem.ru
• gardenweb.ru