Машины и оборудование для приготовления, транспортирования бетонов и растворов, и уплотнения бетонных смесей.

Бетон представляет собой искусственный каменный материал, получаемый из смеси вяжущих веществ, воды и заплнителей после ее формования и твердения.

До формования эти тщательно смешанные компоненты называют соответственно бетонной смесью и строительным раствором. Иногда бетонную смесь заменяют термином бетон.

Приготовление бетонных смесей и строительных растворов состоит из дозирования компонентов и их перемешивания. Для дозирования применяют дозаторы, а для перемешивания – смесительные машины или смесители.

Дозаторы.

Дозаторы бывают объемными и весовыми. Первыми материалы дозируют по объему, а вторыми по массе. Объемные дозаторы более просты, но менее точные из-за непостоянства плотности и влажности дозируемых сыпучих материалов и условий заполнения мерных емкостей. Их применяют обычно для дозирования воды, а для дозирования сыпучих материалов – только в условиях строительных площадок для смесителей с объемом готового замеса до 250л.

По режиму работы различают дозаторы цикличные (порционные) и непрерывного действия. В порционных дозаторах материал дозируется в мерном или весовом бункере, а в дозаторах непрерывного действия материал подают в смесители непрерывным потоком с заданной производительностью. Управляют дозаторами автоматически или полуавтоматически с пульта управления.

Для порционного автоматического взвешивания цемента, заполнителей, химических добавок и воды, а также выдачи отвешенных порций в смесители широко применяют дозаторы

Дозатор непрерывного действия для сыпучих материалов представляет собой какой-либо питатель или сочетание питателей, в которых автоматически с требуемой точностью поддерживается заданная производительность. Независимо от конструктивных особенностей дозатор непрерывного действия включает в себя питатель, измерительное устройство производительности.

дозатор цемента. Дозируемый материал подается на ленту ленточного питателя из загрузочного бункера с помощью лопастных питателей, в приводе которых установлен вариатор. Также вариатором приводится в движение ленточный питатель. Производительность дозатора регулируют путем поддержания постоянного значения массы материала на ленте питателя и изменения скорости движения ленты.

Для дозирования заполнителей применяют универсальные дозаторы, стабилизирующие произведение массы материала на ленте питателя на скорость движения ленты. Дозируемый материал поступает на ленточный питатель из бункера через затвор.

Для дозирования жидкостей в установках небольшой производительности применяют компактные дозаторы турбинного типа на базе расходометров воды, которые могут работать как в цикличном, так и в непрерывном режимах.

Смесители.

В зависимости от вида смеси смесители подразделяют на растворосмесители – для приготовления штукатурных, кладочных, отделочных и других растворов и бетоносмесители – для приготовления бетонных смесей: обычных, сухих, керамзитобетонных, ячеистых, особо тяжелых и др.

Смесители могут быть стационарными – для работы в составе бетоносмесительных установок, заводов сборных железобетонных изделий (ЖБИ) и комбинатов крупнопанельного домостроения, перебазируемыми – для объектов с небольшими объемами работ и мобильными (авторастворосмесители, автобетоносмесители). По режиму работы смесители могут быть цикличными и непрерывного действия.

В цикличных смесителях исходные компоненты смешиваются отдельными порциями. Их главным параметром является вместимость смесительного барабана (по объему исходных компонентов). Отечественная промышленность выпускает бетоносмесители вместимостью от 100 до 4500л и растворосмесители вместимостью от 40 до 1500л.

В смесителях непрерывного действия исходные компоненты поступают непрерывно, также непрерывно выдается готовая смесь. Для приготовления смесей с различной рецептурой и частой сменой рецептов более приспособлены цикличные смесители. Их применяют на растворобетонных установках, заводах ЖБИ и в домостроительных комбинатах. Смесители непрерывного действия применяют в дорожном и энергетическом строительстве с ограниченным количеством рецептов смеси (не более трех).

По принципу смешивания компонентов смесители подразделяют на гравитационные, принудительные и гравитационно-принудительные. Первые два типа могут быть как цикличного, так и непрерывного действия.

Наибольшее распространение в строительстве получили бетоносмесители цикличного действия как гравитационные, так и принудительные. В гравитационных смесителях рабочим органом является смесительный барабан с наклонной или горизонтальной осью вращения.

Смесители принудительного действия с вращающимися лопасными валами применяют для приготовления бетонных смесей и растворов практически любой подвижности и жесткости с крупностью заполнителя не более 70мм. Различают смесители с вертикальными и горизонтальными лопастными валами. В настоящее время широкое распространение получили роторные смесители с вертикальными валами, работающие с повышенными скоростями движения рабочих органов. Эти машины особенно рационально применять для приготовления жестких смесей.

На примере разберем роторный смеситель. В роторный смеситель сухие компоненты подают через загрузочный патрубок, а воду – по кольцевой перфорированной трубе, смесь перемешивается лопастями, установленными на державках, кронштейнов, в кольцевом пространстве, ограниченном внешней обечайкой, смесительной чаши и внутренним стаканом, футерованными сменными износостойкими плитами. Несколько таких кронштейнов закреплены на траверсе, вращение которой передаются от электродвигателя, через редуктор. разгружают готовую смесь через секторный затвор 8, управляемый пневмоцилиндром.

Для приготовления строительных растворов применяют цикличные смесители с горизонтальным лопастным валом и турбулентные смесители.

Смесителями непрерывного действия комплектуют бетоно- и растворосмесительные установки производительностью до 30м³/ч. В горизонтальном двухвальном смесителе компоненты смеси непрерывным потоком подают в корыто в котором вращаются навстречу друг другу валы с закрепленными на них лопастями, установленными под углом 40…45° к оси вала для перемещения смеси в процессе ее перемешивания к разгрузочному затвору.

Транспортирование.

Бетононасосные установки представляют собой комплекты устройств для транспортирования бетонных смесей по трубам к местам их укладки и распределения.

Подача бетонной смеси по трубам нагнетателями позволяет исключить ручной труд при приеме, перемещении и укладке смеси, сохранить ее качество и исключить потери, в 2-3 раза повысить производительность труда и снизить стоимость бетонных работ. К достоинствам этого способа транспортирования бетонной смеси относятся: возможность подачи смеси в малодоступные и практически недоступные при других способах места, регулирование в соответствии с потребностью интенсивности подачи бетонной смеси, исключение ее расслоения и защита от атмосферных осадков, меньшая загрязненность строительной площадки остатками смеси. К недостаткам относится относительно большая стоимость оборудования, необходимость очистки и промывки транспортной системы при каждой остановке в работе на время, превышающее время схватывания бетонной смеси, необходимость высокой квалификации обслуживающего персонала.

Бетононасосы квалифицируют по режиму работы (с периодической и непрерывной подачей смеси); по типу привода (с гидравлическим и реже с механическим приводом); по мобильности (стационарные и передвижные).

Бетононасосы с периодической подачей могут быть одно и двухцилиндровыми. В последнее время серийно выпускаются преимущественно двухцилиндровые поршневые бетононасосы с гидравлическим приводом.

В бетононасосах непрерывного действия, называемых также шланговыми или перистальтическими,

К достоинствам перистальтических насосов относятся: пониженный расход энергии вследствие равномерной подачи бетонной смеси, простое исполнение и обслуживание. Недостатками являются: высокие требования к составам и подвижности перекачиваемых смесей, небольшое давление, ограничивающие дальность подачи, малый срок службы гибкого шланга на участке рабочей камеры бетононасоса. Обычно шланг заменяют после перекачки 2000…3000м³ бетонной смеси. Преимущественная область применения перистальтических насосов – перекачивание тощих бетонных смесей, а также смесей с гравийным заполнителем для устройства бетонных стяжек покрытий и т. п. в гражданском и промышленном строительстве. Они работают с подачей до 60м³/ч бетонной смеси на высоту до 39м с давлением до 3, 5МПа по шлангу диаметром 125мм.

Подают бетонную смесь от бетононасоса к месту ее укладки по бетоноводу из стальных труб, соединенных между собой замками.

Для расширения сферы применения бетононасосов, быстрого перебазирования и повышения коэффициента использования их устанавливают на буксируемые прицепы или автомобили, оборудованные распределительными стрелами. Стрела служит опорой для бетоновода и концевого раздаточного шланга. Стрелы бывают сборными, телескопическими и шарнирно-сочлененными из двух и более звеньев общей длиной до 40м. Шарнирно-сочлененные стрелы наиболее просты в монтаже на строительной площадке и маневренны. Звенья стрел могут раскладываться под различными углами, что позволяет без перемонтажа бетоновода направлять концевой шланг в любую точку в пределах зоны обслуживания стрелы.

Для подачи и распределения бетонной смеси применяют краны, оснащенные бадьями, ленточные конвейеры, виброжелоба, самоходные бетоноукладчики и оборудование трубопроводного транспорта.

Для перегрузки бетонной смеси с автотранспортных средств в неповоротные бадьи, тележки, приемные бункеры бетононасосов и другие средства подачи применяют гидрофицированные перегрузочные бункеры вместимостью 2…6м³, а для сокращения простоев приобъектных бетоносмесительных установок и времени загрузки средств приобъектной подачи бетонной смеси применяют накопительные бункеры с боковой или нижней разгрузкой, которые устанавливают под бетоносмесителем или вблизи бетонируемых конструкций. Из этих бункеров загружают транспортные средства для подачи к местам укладки.

В некоторых случаях (при устройстве плит и полос на грунтовом основании, ленточных и столбчатых фундаментов, бетонируемых в распор и т. п.) смесь подают в опалубку непосредственно из автотранспортных средств без специальных бетоноукладочных устройств или с использованием неповоротных и поворотных лотков длиной до 3…4м. Этот способ подачи смеси самый простой. Его недостатком является возможное расслоение бетонной смеси при скольжении по наклонной поверхности, а также при падении с большой высоты.

Весьма эффективно для этих целей применять вибрационные установки, в состав которых входят виброжелоба, вибропитатели и опорные элементы. Виброжелоба с полукруглым поперечным сечением, оборудованные автономными вибропитателями, устанавливают под углом к горизонту 5…20° последовательно друг за другом, подвешивая их к опорным элементам на пружинных амортизаторах. Последний виброжелоб устанавливают на поворотную телескопическую стойку.

При бетонировании массивных конструкций для подачи бетонной смеси весьма эффективны ленточные конвейеры с лотковым поперечным сечением рабочей ветви ленты, обеспечивающие большую производительность и меньшую стоимость работ, чем при подаче кранами. Ленточные конвейеры располагают последовательно друг за другом, образуя любую конфигурацию транспортной системы соответственно местной ситуации. Ленточными конвейерами транспортируют малоподвижные и жесткие бетонные смеси без ограничения крупности заполнителей. В отличие от бетононасосов, при использовании которых технологические перерывы в подаче бетонной смеси нежелательны, ленточные конвейеры могут подавать ее с любыми перерывами. Для защиты бетонной смеси от воздействия ветра, солнечной радиации, дождя, отрицательных температур при транспортировании ленточными конвейерами последние монтируют в галереях либо устанавливают над ними защитные кожухи. Зимой, кроме того, предусматривают мероприятия по утеплению и обогреву.

Уплотнение.

Вибраторы различают по способу создания колебаний: вращающимися дебалансами и возвратно-поступательным движением массы. Дебалансные вибраторы могут быть одновальными – для создания круговых колебаний и двухвальными – для направленных колебаний. Они приводятся в действие электродвигателями (электромеханические вибраторы), пневмодвигателями (пневматические вибраторы) или двигателями внутреннего сгорания. Вибраторы с возвратно-поступательным направленным движением массы имеют электромагнитный привод (электромагнитные вибраторы). Наиболее широкое применение в строительстве для работы непосредственно на строительной площадке получили переносные электромеханические вибраторы с круговыми колебаниями. Реже применяют пневмовибраторы. Строительные вибраторы различают по частоте колебаний их корпуса: низкочастотные (2800…3500колебаний в минуту), среднечастотные (3500…9000мин-1), высокочастотные 10000…20000мин-1). Последние применяют преимущественно для уплотнения мелкозернистых смесей в тонкостенных конструкциях.

Глубинные вибраторы применяют при бетонировании крупногабаритных или густо насыщенных арматурой железобетонных конструкций (фундаментов, стен, массивных плит, колонн, свай и т.п.). Их также используют при стендовом способе производства железобетонных изделий. Глубинные вибраторы бывают ручными (массой до 25кг и подвесными в виде пакетов из 3-15 вибраторов на одной траверсе при бетонировании массивных бетонных и железобетонных конструкций малоподвижными смесями.

Уплотняют бетонную смесь вертикальным или наклонным погружением вибронаконечника в уплотняемый слой с частичным (на 5…10см) заглублением в ранее уложенный и еще не схватившийся слой. В зависимости от подвижности или жесткости смеси продолжительность на одной позиции составляет от 20 до 40с, увеличиваясь с уменьшением подвижности и увеличением жесткости. Шаг позиционирования назначают не более полуторного радиуса действия вибратора.

Общим недостатком глубинных вибраторов является сравнительно небольшой радиус действия и, следовательно, небольшая производительность. Для увеличения радиуса действия в(1, 3…1, 5раз) корпуса некоторых глубинных вибраторов делают ребристыми. Для уплотнения бетонных смесей средней подвижности толщиной до 20см при бетонировании покрытий и в дорожном строительстве применяют площадочные вибраторы и виброрейки.

Площадочный вибратор представляет собой стальную плиту с закрепленным на ней вибровозбудителем.

На виброрейке имеющей более удлиненное основание, устанавливают несколько вибровозбудителей, соединенных между собой валами. Для уплотнения смесей на вибропрокатных станах и при стендовом способе производства железобетонных изделий используют вибронасадки, уплотнение смесей которыми сочетает в себе два способа – объемный и поверхностный.

Вакуумирование применяют, в основном, при устройстве полов толщиной до 300мм путем удаления из бетонной смеси части воды с одновременным уплотнением под действием атмосферного давления через отсасывающие плиты.

Вакуум-агрегат состоит из вакуумного бака и гидробака с вакуумнасосом. Отсасывающий вакууммат представляет собой фильтрующее полотнище с отверстиями, объемно-профилированной пластмассовой сеткой и верхним герметизирующим матом с рукавом для отвода водовоздушной смеси. Вакуумматом накрывают обработанный виброрейкой участок пола, после чего включают вакуумнасос. Вследствие разрежения в полости отсасывающего мата воздушная смесь по гибкому рукаву отсасывается из бетонного покрытия и поступает в вакуумный бак, где вода фильтром отделяется от воздуха и стекает в гидробак.