Группа компаний «ВИТОРИЯ»

(495) 937-27-63

Приготовление бетонных смесей

01.11.2014

Запроектированный номинальный состав, пересчитанный на производственный состав бетонной смеси, передается на завод для изготовления изделий или конструкций. На бетонном заводе в соответствии с заданным составом производится дозирование путем отвешивания (реже - объемного отмеривания) принятых исходных материалов - цемента, песка, щебня, воды и др. Как отмечалось, к этой технологической операции материалы всегда подготавливаются путем дробления, измельчения (например, при получении искусственного песка), обогащения и при необходимости высушивания или даже подогрева (при работах в зимнее время). Дозирование осуществляется с помощью автоматических, реже ручных дозаторов. Порции материалов по проектному составу направляются в смесительный аппарат - бетоносмесительные машины с принудительным или свободным (гравитационным) смешиванием отдозированных материалов. Емкости бетоносмесителей колеблются от 100 до 250 л в передвижных и от 250 до 4500 л в стационарных установках. Чем менее подвижными, жесткими ожидаются смеси, тем целесообразнее использовать принудительное перемешивание. Оно осуществляется либо с помощью противоточных, либо роторных бетоносмесителей специальных конструкций. Главным смешивающим органом в них служат лопасти или лопатки, а смесь размещается в горизонтальных чашах при периодическом выпуске смеси или в цилиндрических барабанах - при непрерывном действии смесителя. Бетоносмесители непрерывного действия имеют большую производительность (до 120 м3/ч) и меньшую удельную затрату электроэнергии, чем бетономешалки периодического действия.

При изготовлении мелкозернистых и песчаных бетонных смесей нередко используются некоторые другие типы смесителей, например шнековые с приводным горизонтальным валом, размещенным вдоль лотка, или струйные непрерывного действия с перемешиванием в <кипящем> слое в зоне электрического поля во встречных потоках противоположно направленных струй сжатого воздуха. Процессы дозирования, загрузки и перемешивания контролируют электропневматической системой, особенно на стационарных заводах.

Хорошо перемешанная, однородная бетонная смесь выгружается в бункер или транспортную емкость (автомобильные вагонетки, бадьи, бетононасосы, трубопроводы и др.). Если смесь обладает высокой пластичностью, то в путь следования к месту ее укладки предусматриваются специальные меры для предотвращения расслаивания, например дополнительное перемешивание или транспортирование сухой смеси с внесением расчетной порции воды в пути следования к объекту, введение добавочных веществ - минеральных, пластифицирующих и др.

При выходе из смесительного аппарата фактический объем бетонной смеси значительно меньше суммы объемов примененных материалов, как компонентов смеси. Такое снижение фактического объема бетона по сравнению с суммой объемов сухих материалов объясняется тем, что часть песка и тем более цемент размещаются в межзерновом пространстве крупного заполнителя. Однако при назначении емкости бетономешалки (смесителя) необходимо принимать не менее суммы объемов сухих материалов, так как поступающие сухие материалы занимают до перемешивания объем, почти равный сумме их объемов в отдельности.

Подобно другим конгломератным смесям, бетонная представляет собой дисперсную систему, в которой в роли дисперсионной среды выступает цементное тесто, а твердой дисперсной фазой является механическая смесь мелких и крупных заполнителей. Если при необходимости в бетонную смесь был добавлен порошкообразный наполнитель или иной микродисперсный компонент, растворимый или нерастворимый в воде, то они, являясь по размеру частиц соизмеримыми с частицами цемента, относятся к дисперсионной среде. Понятно, что эта среда является микрогетерогенной, поэтому после ее отвердевания в бетоне она образует цементный камень сложного состава, называемый, по выражению проф. В. Н. Юнга, микробетоном. На стадии проектирования состава бетонной смеси было все выполнено, чтобы в бетонной смеси все компоненты находились на возможно более малых расстояниях друг от друга, с тем чтобы на микро- и макроуровнях полнее проявлялись внутренние силы взаимодействия частиц. Особенно важно, если была обеспечена оптимизация структуры бетонной смеси, при которой цементное тесто образует непрерывную пространственную сетку (матрицу) в смеси при минимальном отношении массы жидкой и твердой фаз и принятых технологических условиях изготовления и применения бетонной смеси. Если бы снижение этого фазового отношения продолжить, то неизбежно образование дискретности (прерывистости) пленки водной среды на высокоразвитой поверхности частиц цемента и других микронаполнителей. Оптимизация заключается и в том, что полученная бетонная смесь однородна по пространственному расположению в ней микро- и макрочастиц. Кроме того, заполнители образуют достаточно плотную смесь. И хотя последний признак оптимальности структуры не является строго обязательным, он, однако, почти всегда остается желательным для снижения расхода вяжущего и стоимости бетона.

Бетонная смесь направляется для формования из нее изделий или конструкций (монолитных или сборных). Если параметры последующих технологических операций (транспортирования, формования, уплотнения) с бетонной смесью были учтены на стадии проектирования ее состава, то эти операции не вызывают каких-либо неожиданностей в поведении смеси. Она транспортируется без расслаивания и разрывов в потоке, формуется и уплотняется без необходимости увеличения или снижения интенсивности механических воздействий, кроме тех, которые были учтены на стадии проектирования состава бетонной смеси. Минимум неожиданностей возникает и на стадии тепловлажностной обработки отформованных изделий и конструкций, поскольку реальные ее режимы были по возможности учтены на стадии проектирования состава бетона. Однако в производственных условиях всегда возможны отклонения от технологических параметров и режимов, принятых при проектировании состава смеси. В результате таких отклонений бетонная смесь может оказаться недостаточно подвижной и удобообрабатываемой на какой-либо стадии производственного цикла. Особенно важно иметь подвижные смеси при изготовлении армированных изделий. Чтобы уменьшить связанные с этим технологические дефекты в изделиях (конструкциях), контролируют реологические характеристики бетонной смеси. Простейшими и имеющими в известной мере физический смысл реологическими характеристиками на производстве и в лабораториях приняты в настоящее время подвижность и жесткость бетонной смеси, косвенно отражающие ее вязкостные свойства. Если показатели этих свойств поддерживать в заданном пределе допустимых отклонений, тогда технологический процесс изготовления изделий (конструкций) окажется нормальным и бездефектным.

Подвижность отражает способность бетонной смеси, которой была предварительно придана некоторая условная форма, например правильного усеченного конуса, деформироваться под влиянием собственной тяжести, расплываясь или осаживаясь и приобретая иную форму или сохраняя ее при других размерах.

Жесткость бетонной смеси характеризуют продолжительностью (в с) вибрирования на стандартной виброплощадке (частота колебаний 3000 в минуту, амплитуда колебаний - 0,5 мм), необходимого для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости.

Показатели подвижности и жесткости назначают с учетом густоты расположения арматуры, характера изделия, средств уплотнения и др. Так, например, при изготовлении тонкостенных густоармированных конструкций осадку конуса принимают 4...6 см, а при транспортировании смеси по трубам с помощью насосных установок показатель подвижности увеличивают до 8... 10 см.

Регулирование указанных реологических характеристик бетонной смеси достигается правильным проектированием состава, а при необходимости - введением в смесь пластифицирующих и других химических добавок. Их количество строго обосновывается, поскольку оно влияет на проектный состав бетона.