Основные этапы развития технологии бетона

Такие представления полезны и необходимы при рассмотрении ряда технологических вопросов: транспорта бетонной смеси, выгрузки смесей из бункеров, формования изделий и т. п. На основе полной реологической кривой и полученных характеристик можно наиболее рационально подобрать технологию изготовления изделий из данной бетонной смеси.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.Технологические  свойства бетонной смеси.

 

Для производства работ и обеспечения высокого качества бетона в конструкции необходимо, чтобы бетонная смесь имела консистенцию, соответствующую условиям укладки. Консистенция смеси зависит от ее состава и может изменяться от жесткой, едва влажной, до густой (тестообразной) и жидкой, легко растекающейся. Для оценки консистенции бетонной смеси и ее технологических свойств, определяющих способность заполнить форму и уплотняться в процессе укладки, как уже говорилось, определяется удобоукладываемость смеси. Но сказать, что удобо-укладываемость – это легкость укладки и заполнения данной формы – значит не совсем верно определить это важное свойство. В зависимости от материала формы, сложности ее конфигурации одна и та же смесь может легко заполнить эту форму, а может заполнить ее с трудом. А ведь смесь укладывается одна и та же и значит должна иметь один и тот же показатель удобоукладываемости.

Рассмотрим, на что тратится энергия при заполнении форм. Очевидно, выполняемую работу можно разбить на две части:

Аобщ = АI +АII ,

где АI – работа, затрачиваемая на преодоление сил сцепления бетонной смеси с материалом формы; АII – работа, затрачиваемая на преодоление сил сцепления внутри самой смеси.

Очевидно, объективным показателем удобоукладываемости смеси может быть именно та часть работы, которая затрачивается на преодоление внутренних сил сцепления бетонной смеси. Однако приборов и методов выделения именно этой части работы на сегодня нет, зато в мире существует много косвенных способов определения удобоукладываемости бетонной смеси.

Как известно, все бетонные смеси по консистенции можно разделить на три группы: жесткие, пластичные и литые. По-видимому, не может быть и единого способа определения удобоукладываемости, а для каждой консистенции может быть один или несколько способов.

В зависимости от консистенции смеси удобоукладываемость может характеризоваться подвижностью или жесткостью. Подвижность измеряется в сантиметрах, жесткость – в секундах.

Подвижность бетонной смеси характеризуется измеряемой осадкой (см) конуса (ОК), отформованного из бетонной смеси, подлежащей испытанию. Подвижность бетонной смеси вычисляют как среднее двух определений, выполненных из одной пробы смеси. Если осадка конуса равна нулю, то удобоукладываемость бетонной смеси характеризуется жесткостью.

Жесткость бетонной смеси характеризуется временем (с) вибрирования, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости.

Связность бетонной смеси обуславливает однородность строения и свойств бетона. Очень важно сохранить однородность бетонной смеси при перевозке, укладке в форму и уплотнении. При уплотнении подвижных бетонных смесей происходит сближение составляющих ее зерен, при этом часть воды отжимается вверх. Уменьшение количества воды затворения при применении пластифицирующих добавок и повышение водоудерживающей способности бетонной смеси путем правильного подбора зернового состава заполнителей являются главными мерами борьбы с расслоением подвижных бетонных смесей.

 

 

 

 

15.Зависимость свойств бетонной  смеси от различных факторов.

 

Связность (способность растекаться без нарушения сплошности) бетонной смеси придает цементное тесто и вводимые микронаполнители. Чем выше содержание цементного теста, чем более жидкой является его консистенция, тем больше подвижность бетонной смеси. Введение заполнителя в цементное тесто уменьшает подвижность и тем сильнее, чем больше вводится заполнителя и чем выше его суммарная поверхность.

При изменении содержания цемента в 1 м3 бетонной смеси от 200 до 400 кг при постоянном расходе воды изменение подвижности очень мало и практически его можно не учитывать, принимая подвижность постоянной. В этом случае подвижность будет изменяться только при изменении количества воды.

Эта закономерность, получившая название закона постоянства водопотребности и позволяющая при расчетах использовать упрощенную зависимость подвижности бетонной смеси только от расхода воды, объясняется следующим образом.

Увеличение содержания цемента в бетонной смеси повышает толщину обмазки зерен заполнителя цементным тестом. Однако при этом уменьшается В/Ц (при постоянном расходе воды), т. е. влияние этих факторов, один из которых должен был бы увеличивать, а второй – уменьшать консистенцию бетонной смеси, суммируется таким образом, что изменение расхода цемента в указанных пределах не влияет на подвижность бетонной смеси.

С увеличением содержания цементного теста при постоянном В/Ц или с уменьшением количества заполнителя подвижность смеси возрастает, а прочность остается практически неизменной. Если цементное тесто взять в количестве, необходимом только для заполнения пустот между зернами заполнителя, то бетонная смесь получится жесткой, неудобоукладываемой. Для того, чтобы смесь стала подвижной следует не только заполнить пустоты, но и раздвинуть зерна заполнителя прослойками цементного теста. В зависимости от свойств заполнителя и соотношения между песком и щебнем минимальное содержание цементного теста в 1 м3 бетонной смеси, обеспечивающее ее нерасслаиваемость и качественное уплотнение, составляет 170–200 л в жесткой смеси, до 220–270 л в подвижной и иной смесях.

На подвижность влияют и свойства цемента. Чем выше нормальная густота цементного теста, тем сильнее снижается подвижность бетонной смеси при постоянном расходе воды. Бетонные смеси на пуццолановом портландцементе с активной кремнеземистой добавкой при одном и том же расходе воды имеют осадку значительно ниже, чем смеси на обычном портландцементе.

С повышением содержания воды меняется консистенция цементного теста и увеличивается подвижность бетонной смеси, но, если расход цемента остается постоянным, то снижается прочность бетона. Однако каждая бетонная смесь обладает определенной водоудерживающей способностью. При большем содержании воды часть ее отделяется от бетонной смеси, что в принципе недопустимо. Изменение содержания воды – главный фактор, с помощью которого регулируют консистенцию бетонной смеси.

Подвижность смеси зависит от крупности заполнителя. С увеличением крупности зерен удельная поверхность уменьшается, снижается их влияние на цементное тесто, и подвижность смеси возрастает. Пыль, глинистые, илистые и другие загрязняющие примеси увеличивают суммарную поверхность заполнителя, снижают за счет этого толщину смазки цементным клеем, а также подвижность бетонной смеси.

Влияет на подвижность и соотношение между песком и щебнем. Наилучшая подвижность достигается при некотором оптимальном соотношении, при котором толщина прослойки цементного теста максимальная. При содержании песка в смеси заполнителей сверх этого значения бетонная смесь становится малоподвижной (за счет увеличения поверхности заполнителя). Эффективным регулятором подвижности являются пластифицирующие добавки.

16.Приготовление  бетонной смеси.

Цементобетон производится смешиванием цемента, песка, щебня и воды (соотношение их зависит от марки цемента, фракции и влажности песка и щебня), а также небольших количеств добавок (пластификаторы, гидрофобизаторы, и т. д.). Цемент и вода являются главными связующими компонентами при производстве бетона. Например, при применении цемента марки 400 для производства бетона марки 200 используется соотношение 1:3:5:0,5. Если же применяется цемент марки 500, то при этом условном соотношении получается бетон марки 350. Соотношение воды и цемента («водоцементное соотношение», «водоцементный модуль»; обозначается «В/Ц») — важная характеристика бетона. От этого соотношения напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон. Теоретически для гидратации цемента достаточно В/Ц = 0,2, однако у такого бетона слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц = 0,3—0,5.

Распространенной ошибкой при кустарном производстве бетона является чрезмерное добавление воды, которое увеличивает подвижность бетона, но в несколько раз снижает его прочность, потому очень важно точно соблюсти водоцементное соотношение, которое рассчитывается по таблицам в зависимости от используемой марки цемента.

В настоящее время приготовление бетонной смеси осуществляется на автоматизированных бетонных узлах, на заводах или в бетонно-смесительных цехах заводов, прямо на стройке.

Осн. Технологическими процессами производства явл.: приготовление, транспортирование, укладка и уплотнение, уход за уложенным бетоном.

Приготовление бетонной смеси включает две основные стадии: дозирование (на дозаторах по весу или объему), перемешивание (происходит в бетоносмесителях вместимостью от 100 до 4500 литров-бетоносмесители цикличного действия)

Вместимость бетономешалки опр. Суммой объемов загружаемых сухих материалов.

Бетоносмесители подразделяются на периодического и непрерывного действия. В цикличных бетономешалках работа машины происходит с перерывами. В бетономешалках непрерывного действия все три операции происходят непрерывно и полученная бетонная смесь непрерывным потоком поступает на транспортные средства. Производительность бетономешалки непрерывн. действ.  до  129 м3/час.

По конструкции бетономешалки подразделяются на машины со свободным и принудительным перемешиванием. Со свободным-для подвижной смеси, с принудительным-для жесткой.

Большое влияние на качество бетонной смеси имеет время перемешивания. В бетономешалках со свободным перемешиванием- 2-4 мин, с принудительным в два-полтора раза больше.

Хорошо перемешенная смесь не расслаивается. По условиям эксплуатации бетоносмесители подразделяются на передвижные и стационарные.

На автоматизированных бетоносмесительных узлах или заводах бетонная смесь перемешивается непрерывно, а также используются вибраторы.

2) Транспортирование бетонной  смеси:

К месту укладки бетонная смесь доставляется самосвалами, вагонетками, транспортерами ленточными, бункерами, бадьями, автобетоносмесителями, бетононасосами.

Время перевозки не должно превышать 45 мин при норм условиях, при большой дальности в бетонную смесь добавляют поверхностно-активные  вещества замедляющие схватывание.

3) Укладка и уплотнение  бетонной смеси:

Бетонная смесь укладывается в опалубку, которая может быть деревянная или металлическая. В опалубку бетонная смесь укладывается с помощью спец бетонораздатчикв или бункеров, бетононасосов и тд.

Затем бетонная смесь уплотняется вибраторами. Вибраторы могут быть поверхностные (верхний слой бетона до 20см), и глубинные (до 60см). При большой толщине бетонируемых констр бетон укладывается и уплотняется послойно.

На заводах для уплотнения используется спец вибростолы, выбропроессование, виброштампование, для труб-центрифугирование. Для тонких перегородок бетонирование и вибрирование в спец кассетных установках.

4) Твердение бетона, уход  за уложенным бетоном.

При норм условиях бетон набирает марочную прочность 28 суток. На заводах бетон твердеет в пропарочных камерах при 90-95С. В летнее время бетон периодически поливают через 10-12 часов после укладки. Днем поливают через три часа, ночью один раз в течение первых рех суток, а затем поливают 3 раза в сутки 7-14 дней.

Свежеуложенный бетон предохраняют от встряхивания, резких толчков, ударов.

Поверхность бетона на объекте укрывают теплоизоляц плитами, опилками, войлоком –для зашиты от перегрева на солнце, для защиты от испарения воды покрывают полиэтиленовой пленкой.

В зимних условиях при отриц темп твердение бетона прекращается. При бетонирование главное предохранить бетон от раннего замерзания. Для предотвращения используют методы зимнего бетонирования:1) метод термоса (утепленная опалубка), 2) паропрогрев (пар пропускают между двойными стенками в опалубке), 3) химдобавки (натриевая соль), 4) электропрогрев.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.Уплотнение  бетонной смеси.

 

Сырой бетон после приготовления и укладки должен быть как можно быстрее уплотнён. В процессе уплотнения избавляются от воздуха в воздушных карманах, а также перераспределяют цементное молоко для более плотного соприкосновения с твёрдыми фракциями бетона. Это приводит к повышению прочности готового бетона. Для уплотнения используется вибрация. При виброуплотнении в монолитном строительстве используют ручные вибраторы, в блочном — вибропрессы. Температура отвердевания — от +5 C до +30 градусов C.Одно из важнейших свойств бетонной смеси — способность пластически растекаться под действием собственной массы или приложенной к ней нагрузки. Это и определяет сравнительную легкость изготовления из бетонной смеси изделий самого разнообразного профиля и возможность применения для ее уплотнения различных способов. При этом способ уплотнения и свойства смеси (ее подвижность или текучесть) находятся в тесной связи. Так, жесткие нетекучие смеси требуют энергичного уплотнения, и при формовании из них изделий следует применять интенсивную вибрацию или вибрацию с дополнительным прессованием (пригрузом). Возможны также и другие способы уплотнения жестких смесей — трамбование, прессование, прокат.

Подвижные смеси легко и эффективно уплотняются вибрацией. Применение же сжимающих (прессующих) видов уплотнения — прессования, проката, а также и трамбования — для таких смесей непригодно. Под действием значительных прессующих усилий или часто повторяющихся ударов трамбовки смесь будет легко вытекать из-под штампа или разбрызгиваться трамбовкой.