22. Технология приготовления бетонной смеси
Технологический процесс бетонирования конструкций, включает приготовление бетонной смеси и транспортирования ее на строящийся объект, подачу, распределение, укладку и уплотнение ее в конструкции, уход за бетоном в процессе твердения.
Бетонную смесь нельзя заготовить заранее и перевозить на большие расстояния. После приготовления она должна быть доставлена и уложена в блоки сооружения до начала схватывания (обычно 1…3 ч). Поэтому бетонную смесь необходимо приготавливать вблизи мест её укладки так, чтобы время нахождения её в пути в летнее время не превышало 1 ч.
Бетонную смесь приготовляют на механизированном или автоматизированном бетонном заводе в готовом виде доставляют на строительство или приготавливают на приобъектных инвентарных (передвижных) бетоносмесительных установках.
Приготовление бетонной смеси состоит из следующих операций: прием и складирование составляющих материалов (цемента, заполнителей), взвешивание (дозирование) и перемешивания их с водой и выдачи готовой бетонной смеси на транспортные средства. В зимних условиях в данный технологический процесс включают дополнительные операции.
Бетонную смесь приготавливают по законченной или расчлененной технологии. При законченной технологии в качестве продукта получают готовую бетонную смесь, при расчлененной – отдозированные составляющие или сухую бетонную смесь. Основными техническими средствами для выпуска бетонной смеси являются расходные бункера с распределительными устройствами, дозаторы, бетоносмесители, системы внутренних транспортных средств и коммуникаций, раздаточный бункер.
Технологическое оборудование стационарного типа для приготовления бетонной смеси может быть решено по одноступенчатой и двухступенчатой схемам.
Одноступенчатая (вертикальная) схема (рис. 6.1, а) характеризуется тем, что составляющие материалы бетонной смеси (вяжущие, заполнители, вода) поднимаются в верхнюю точку технологического процесса один раз и далее перемещаются вниз под действием собственной силы тяжести по ходу технологического процесса. Достоинства: компактны, экономичны, а недостатки - сложность монтажа (из-за значительной высоты, до 35 м).
При двухступенчатой (партерной) схеме (рис. 6.1, б) подъем составляющих материалов бетонной смеси происходит дважды, т.е. составляющие бетонной смеси сначала поднимают в расходные бункера, затем они опускаются самотеком, проходя через собственные дозаторы, попадают в общую приемную воронку и снова поднимаются вверх для загрузки в бетоносмеситель. Достоинством данной схемы является меньшая стоимость монтажа, а недостатком – большая площадь застройки.
При потребности в бетонной смеси не более 20 м 3 /ч обычно применяют передвижные мобильные бетономешалки со смесителями гравитационного типа.
Рис. 6.1. Схемы компоновки бетоносмесительных заводов и установок: а – одноступенчатая; б – двухступенчатая; 1 – конвейер склада заполнителей
в расходные бункера; 3, 9, 10 – поворотная направляющая и распределительная; 4 – расходные бункера; 5 – трубопровод подачи цемента; 6 – дозатор цемента; 7 – дозатор заполнителей; 8 – дозатор воды; 11 – бетоносмесители; 12 – раздаточный бункер; 13 - автобетоновоз; 14 – автоцементовоз; 15 – скиповый подъемник.
Конструкция бетоносмесительных установок позволяет переводить из рабочего в транспортное положение в течение одной рабочей смены и транспортировать их на прицепе на очередной объект. Использование таких установок целесообразно на крупных рассредоточенных объектах, расположенных от стационарных бетонных заводов на расстояниях, превышающих технологически допустимые.
Бетонные заводы обычно выпускают продукцию двух видов – отдозированные составляющие и готовую бетонную смесь.
В качестве оборудования для приготовления обычной бетонной смеси применяют смесители цикличного и непрерывного действия.
Бетоносмесители цикличного действия различаются по объему готовой смеси, выдаваемой за один замес.
Производительность цикличного бетоносмесителя
П = q·n·k в /1000, м 3 /ч
где q – объем готовой бетонной смеси за один замес, л; n – число замесов в один час; k в – коэффициент использования бетоносмесителя по времени (0,85…0,93).
Загрузку бетоносмесителя цикличного действия производят в следующей последовательности: сначала в смеситель подают 20…30% требуемого на замес количества воды, затем одновременно начинают загружать цемент и заполнители, не прекращая подачи воды до необходимого количества. Цемент поступает в смеситель между порциями заполнителя, благодаря чему устраняется его распыление. Продолжительность перемешивания бетонной смеси зависит от вместимости барабана смесителя и необходимой подвижности бетонной смеси и составляет от 45 до 240 с.
Бетоносмесители непрерывного действия выпускаются производительностью 5, 15, 30 и 60 м 3 /ч, а машины гравитационного типа с барабанным смесителем – производительностью 120 м 3 /ч. Продолжительность перемешивания в этих бетоносмесителях указывают в паспортах машин.
При приготовлении бетонной смеси по раздельной технологии необходимо соблюдать следующий порядок: в смеситель дозируется вода, часть песка, тонкомолотый минеральный наполнитель (в случае его применения) и цемент. Все эти составляющие тщательно перемешиваются, полученную смесь подают в бетоносмеситель, предварительно загруженный оставшейся частью песка и воды, крупным заполнителем и еще раз вся эта смесь перемешивается.
Состав бетонной смеси должен обеспечивать заданные ей свойства, а также свойства затвердевшего бетона.
К бетонной смеси предъявляют определенные требования:
1) она должна сохранять однородность (при транспортировании, перегрузке и укладке в опалубку), которая обеспечивается связностью (нерасслаиваемостью) и водоудерживающей способностью. Все это достигается правильным подбором состава смеси, точностью дозировки составляющих и тщательным перемешиванием всех компонентов;
2) обладать удобоукладываемостью. Удобоукладываемость – это способность бетонной смеси под действием вибрации растекаться и заполнять форму. Она зависит от зернового состава смеси, количества воды, степени армирования, способов транспортирования и уплотнения смеси.
Все большее применение находит сухая строительная смесь (ССС) – смесь вяжущего, заполнителей, добавок, пигментов, отдозированных и перемешанных на заводе, и затворяемых водой перед употреблением. Точное дозирование компонентов позволяет получать более высокие технические характеристики готовой продукции по сравнению со смесями полученными, приготовляемыми на строительной площадке. Важным достоинством сухих смесей является возможность добавления в них химических добавок и микронаполнителей, как улучшающих их структуру, так и подготовленных для применения в холодное время года.
Технология транспортирования бетонных смесей
Транспортирование бетонной смеси включает в себя доставку ее от места приготовления на строительный объект, подачу смеси непосредственно к месту укладки или же перегрузку ее на другие транспортные средства или приспособления, при помощи которых смесь доставляют в блок бетонирования. Блоком бетонирования называют подготовленную к укладке бетонной смеси конструкцию или ее часть с установленной опалубкой и смонтированной арматурой.
На практике процесс доставки бетонной смеси в блоки бетонирования осуществляют по двум схемам:
От места приготовления до непосредственной разгрузки в блок бетонирования;
От места приготовления до места разгрузки у бетонируемого объекта, с последующей подачей бетона в блок бетонирования. Эта схема предусматривает промежуточную разгрузку бетонной смеси.
Транспортирование и укладку бетонной смеси необходимо осуществлять специализированными средствами, обеспечивающими сохранение заданных свойств бетонной смеси.
Транспортирование бетонной смеси от места приготовления до места разгрузки или непосредственно в блок бетонирования осуществляют преимущественно автомобильным транспортом, а транспортирование от места разгрузки в блок бетонирования – в бадьях кранами, подъемниками, транспортерами, бетоноукладчиками, вибропитателями, мототележками, бетононасосами и пневмонагнетателями.
Способ транспортирования бетонной смеси к месту ее укладки выбирают в зависимости от характера сооружения, общего объема укладываемой бетонной смеси, суточной потребности, дальности перевозки и высоты подъема. При любом способе транспортирования смесь должна быть защищена от атмосферных осадков, замораживания, высушивания, а также от вытекания цементного молока.
Допустимая продолжительность перевозки зависит от температуры смеси при выходе из смесителя: она не должна превышать 1 ч при температуре 20-30°С; 1,5 ч - 19-10°С; 2 ч - 9-5°С. Длительная перевозка по плохим дорогам приводит к ее расслаиванию. Поэтому в транспортных средствах без побуждения смеси в пути не рекомендуется перевозить на расстояние больше 10 км по хорошим дорогам и больше 3 км - по плохим.
Выбор транспортных средств осуществляют исходя из условий строящегося объекта: объема бетонных работ; срока их производства; расстояния перемещения; размера сооружения в плане и по высоте; ТЭП (производительности, скорости передвижения, удельной стоимости перевозки). Кроме того, необходимо учитывать также требования сохранения свойств бетонной смеси - недопущения распада, изменения однородности и консистенции.
Для перевозки смеси на объект широко применяют автомобильный транспорт – самосвалы общего назначения, бетоновозы и автобетоносмесители (миксеры).
Перевозка смеси самосвалами. Недостатки: возникают трудности по защите смеси от замерзания, высушивания, утечки цементного молока через щели в кузовах, необходимость ручной очистки кузова.
Перевозка бетонной смеси бетоновозами , оборудованными герметичными опрокидывающимися кузовами мульдообразной формы. Достоинства: перевозка смеси возможна на расстояние до 25-30 км, причем без расплескивания ее и вытекания цементного молока.
Перевозка смеси автобетоносмесителями (миксерами). Это наиболее эффективное средство транспортирования. Автобетоносмесители загружаются на заводе сухими компонентами и в пути следования или на стройплощадке приготавливают бетонную смесь. Вместимость автобетоносмесителей по готовому замесу от 3 до 10 м 3 . Перемешивание компонентов с водой обычно начинается за 30 – 40 мин до прибытия на объект. В автобетоносмесителях (миксерах) выгодно перевозить также готовые бетонные смеси вследствие имеющейся возможности их побуждения в пути за счет вращения барабана. Достоинства: дальность перевозки сухих компонентов смеси в автобетоносмесителях технологически не ограничена.
Доставленную на объект бетонную смесь можно выгружать непосредственно в конструкцию (при бетонировании конструкций расположенных на уровне земли или малозаглубленных) или перегружать в промежуточные емкости для последующей подачи на место бетонирования.
В бетонируемые конструкции смесь подают кранами в неповоротных или поворотных бадьях или ленточными конвейерами (транспортерами), бетононасосами и пневмонагнетателями (по трубам), звеньевыми хоботами и виброхоботами, ленточными бетоноукладчиками. Поворотные бадьи вместимостью 0,5 – 8 м 3 загружают непосредственно из самосвалов или бетоновозов. Ленточные передвижные конвейеры применяют, когда подать смесь к месту укладки средствами доставки или в бадьях трудно или невозможно. Конвейерами длиной до 15 м подают смесь на высоту до 5,5 м. Для уменьшения высоты свободного падения смеси при выгрузке, применяют направляющие щитки или воронки. Недостаток: конвейеры в процессе бетонирования необходимо часто переставлять.
Поэтому более эффективны в этом отношении самоходные ленточные бетоноукладчики , смонтированные на базе трактора, оборудованные скиповым подъемником и ленточным конвейером длиной до 20 м. Для подачи смеси в конструкции, расположенных в стесненных условиях и в местах, не доступных для других средств транспорта применяют бетононасосы . Они подают смесь по стальному разъемному трубопроводу (бетоноводу) на расстояние по горизонтали до 300 м и по вертикали до 50 м. Также для бесперегрузочной подачи смеси и ее укладки используют пневмонагнетатели . Максимальная дальность транспортирования ими - 200 м по горизонтали или до 35 м по вертикали при подаче до 20 м 3 /ч. Для подачи и распределения смеси непосредственно на месте укладки при высоте 2 – 10 м применяют хоботы , представляющие собой трубопровод из конусных металлических звеньев и верхней воронки; виброхоботы , представляющие собой звеньевой хобот с вибратором. На загрузочной воронке вместимостью 1,6 м 3 и секциях виброхобота диаметром 350 мм через 4-8 м устанавливают вибраторы-побудители, а также гасители.
Подачу и распределение бетонной смеси в конструкции на расстоянии до 20 м с уклоном к горизонту 5-20° обеспечивают виброжелобами в сочетании с вибропитателем вместимостью 1,6 м 3 . Им можно укладывать смеси до 5 м 3 /ч при угле наклона 5°, а при угле 15° - до 43 м 3 /ч.
Суть данной идеи заключается в том, что предприниматель организовывает небольшой (или мини) завод по производству бетона для продажи, а также разного рода бетонные смеси. Здесь мы рассмотрим технологию производства бетона рецепт и оборудование для этого в виде стационарных и мобильных бетонных мини-заводов, которые купить может почти любой желающий, ведь цена на них довольно приемлемая.
Рынок и сезонность
Эта идея является очень прибыльной, так как бетон — это незаменимый материал в строительстве и ремонтных работах. Бетон используют практически все – от крупных промышленных компаний до маленьких частных хозяйств. Бетон нужен постоянно. Кроме того, его использование увеличивается в несколько раз в строительный сезон, а именно с мая по октябрь.
На данный момент производством бетона в нашей стране занимаются в основном крупные бетонные заводы, но их продукция ориентирована на спрос крупных промышленных компаний, а также на крупные строительные компании. Для потребителей меньшего количества бетона был создан сегмент малого бизнеса . Но уже существующие в нашей стране фирм, которые занимаются данным производством, не хватает для того, чтобы в полной мере удовлетворить спрос потребителей. Именно в связи с этим фактом идея открытия мини-завода по производству бетона является одной из актуальных бизнес-идей на сегодняшний день.
Оборудование для производства
Стационарный или мобильный мини-бетонный завод способен производить до 60 кубометров бетона в час. Но вместе с тем производство бетона на стационарных и мобильных мини-заводах является полностью автоматизированным, что дает возможность достичь высокого качества данной продукции.
Для того чтобы открыть свой маленький бетонный завод в первую очередь надо определиться, какая именно линия (оборудование) для производства бетона там будет установлена. Имена от типа линии зависит стоимость завода. Как пример, стоимость оборудования для мини-завода начинается приблизительно от 420 000 рублей, а мини-завод с полностью автоматизированной линией можно купить от 1,5 миллиона рублей. Есть очень удобные мобильные линии, которые в любое время можно перевезти, к примеру, на место строительства.
Мобильный бетонный завод MOBILBETON 15/750 / Цена 2 086 500 руб.
Несмотря на высокую стартовую стоимость стационарных и мобильных мини-бетонных заводов, по предварительным подсчетам, мини-завод с полностью автоматизированной линией производства способен приносить до 1 миллиона рублей чистой прибыли в месяц. Кроме быстрой окупаемости, предприятие данного типа не требует большого количества рабочего состава, так как для полного обслуживания вполне достаточно 3 человек.
Вам еще понадобится для транспортировки смеси купить автобетоносмеситель, к примеру, на базе автомобиля «КАМАЗ». Цена на них начинается от 2,7 млн. рублей. С ним, кстати, можно будет и транспортировать само оборудование на прицепе.
Технология производства бетона
Несмотря на то, что производство бетона является очень трудоемким процессом, сама технология производства бетона довольно проста. Она заключается в смешивании цемента, песка, щебня и воды в нужных пропорциях. Но для производства бетона в бизнес-целях потребуется наличие специального оборудования.
Самый популярный на земле строительный материал – бетон, изделия и конструкции на его основе начинали производить 21 октября 1824 г., когда английский каменщик Джозеф Аспдин получил патент на вещество серого цвета и дал ему имя «Портландцемент», поскольку его цвет напоминал серый цвет скал, находившихся вокруг города Портленд.
Применяемые в строительстве бетоны в соответствии с ГОСТ 25192 классифицируются по многим признакам, классам, маркам и назначениям бетона. Мы с вами остановимся лишь на очень малых сведениях необходимых при изготовлении обычного бетона, так сказать для примера.
Рецепты изготовления
Сырьем для приготовления классической бетонной смеси являются:
- Цемент – основное связующее вещество, на основе которого замешивают бетонную смесь. Цемент – это серый едкий порошок, содержащий известняк, который кристаллизуется и застывает при увлажнении.
- Балласт – смесь песка с гравием. Лучше всего для этого подходят смесь с соотношением 3:1 (три части каменной или мелкой гравийной крошки на одну речного песка). Данный состав называют еще как «Общая смесь».
- Строительный песок . Диапазон применения карьерного песка (размер песчинок от 0,65 мм до 2,5 мм) весьма широк. Он используется в кладочных и штукатурных работах, при производстве различных видов бетона.
- Щебень – не менее распространенный материал, который используется в строительстве. Его получают в результате дробления твердых горных пород, шлаков или кирпичного боя. Самой распространенной горной породой является гранит. Гранитный щебень обладает высокой прочностью и повышенной морозостойкостью. К тому же, он обладает такими качествами, как лещадность, плотность и прочность при сжатии. Кроме этого, существует еще щебень известковый, доломитовый, гравийный. Щебень также разделяется на фракции: 3/10; 5/20; 20/40; 40/70.
- Вода. Для приготовления бетонной смеси она должна быть чистой, без каких-либо инородных включений. Количество воды сложно установить заранее, т.к. оно зависит от исходной влажности песка, щебня и от влагопотребности самого цемента. Обычно нужное количество воды для бетона определяют в процессе приготовления раствора. Сначала сухие составляющие (цемент, песок, щебень) перемешиваются между собой.
Примерное количество составных частей для приготовления бетонной смеси: цемент – 30 кг (3 ведра); песок – 70 кг (5 ведер); щебень – 100 кг (8 ведер). Вот собственно и все. В нашем случае щебень, песок и цемент смешиваются в следующей пропорции: щебень – 10 частей, песок – 5 частей, цемент – 3 части.
В индивидуальном строительстве лучше и оптимально применять щебень фракции 5/20 мм, из естественных горных пород, мелкого речного или дробленого гравия. Возможно применение искусственного щебня, шлаков, керамзита, однако следует помнить, что бетонная конструкция с использованием такого рода заполнителей будет менее долговечней.
В данной пропорции цемент является самым дорогим компонентом, поэтому для получения определенной марки прочности бетона надо брать цемент, прочностью выше в два-три раза. Для Портландцемента это соотношение будет ближе к 2, для остальных – к 3, то есть используется цемент марки 300 кг/см3 – получаем бетон прочностью 100-150 кг/см3. Добиться оптимальной пропорции бетона и помогает описанный выше рецепт приготовления бетона.
Организация бизнеса производство бетона и бетонных смесей для дальнейшей реализации на строительном рынке считается одной из прогрессивных идей современных предпринимателей. Открытие и ведение подобного рода коммерческой деятельности доступно многим желающим из-за адекватной цены, поэтому покупка небольшого завода будет хорошей инвестицией в будущее развитие. Невысокие размеры инвестиций в сравнении с другими видами производства наряду с высоким потребительским спросом является неоспоримым преимуществом среди других сфер бизнеса.
Прибыльность и доступность этого бизнес-проекта очевидна, ведь в бетоне нуждаются почти все сферы строительства, он незаменим в промышленном и частном использовании. Спрос на бетонные смеси высок в активно строящихся мегаполисах, а в сезон строительной активности (с начала лета до октября) только увеличивается.
Изготовление строительного бетона и смесей различного состава представляет собой довольно трудоемкий процесс, несмотря на легкость рецептуры. Технологически процесс производства бетона прост: достаточно тщательно смешать составляющие по рецептуре. Соединение песка, щебня и цемента в необходимых объемах является гарантией качества готового продукта. Для масштабного бизнеса понадобится использование промышленного оборудования.
Бетон и бетонные смеси изготавливают крупные производители, потребительский спрос которых обеспечивают, в основном, огромные строительные концерны. На производство бетона для розничной реализации направлена сфера малого бизнеса.
Актуальность бизнес-проекта по созданию по изготовлению бетона обусловлена недостаточной удовлетворенностью общего потребительского спроса. Мини-заводы по производству бетонных смесей вполне конкурентноспособны на строительном рынке, учитывая достаточный спрос на сравнительно небольшие партии товара, необходимые при частном строительстве.
Оборудование для производства бетона в малом бизнесе Мобильные и стационарные мини-заводы
Производство строительного бетона на мобильных мини-заводах оснащено автоматическим оборудованием, что позволяет выпускать готовый продукт безупречного качества. Стационарный небольшой завод по смесей может выпускать в час до 60 м³.
На приобретение оборудования для производства бетона на небольшое предприятие придется рассчитывать на сумму, превышающую 430 000 рублей. Для приобретения автоматизированной линии производства необходимо рассчитывать на капитал от 1,6 млн рублей. Мобильные линии (локальные) можно перемещать с одной строительной площадки на другую, что достаточно удобно для некоторых застройщиков. Чтобы успешно создать свое собственное небольшое производство, нужно выбрать, какого объема производительность необходима.
Мобильные мини заводы производства бетона стоят дешевле и подходят для малого бизнеса
Инвестирование средств в автоматизированное оборудование по производству бетона из цемента способно приносить в будущем около 1 млн рублей ежемесячно. К преимуществам такой бизнес-идеи относится необходимость задействовать минимальные единицы рабочей силы. Чтобы обеспечить полное обслуживание процесса производства товарного бетона, достаточно нанять троих специалистов. Производство бетона, технология изготовления, методы и рецептуры приготовления растворов из цемента не требуют особых научных знаний и специальных навыков, поэтому расходы на работающий штат можно значительно снизить. Эти расчеты относятся к стационарным и передвижным бетонным мини-заводам.
Для перевозки смеси потребуется покупка автобетоносмесителя. Стоимость этого оборудования, например, на основе грузовика "КАМАЗ ", варьируется начиная с 2,8 млн рублей. Это позволит также перевозить оборудование с помощью прицепного кузова.
Производство раствора бетона технология
Исторические знания о производстве бетона относятся к осени 1824 года и связаны с именем Дж. Аспдина - известного английского каменщика, который запатентовал серое вещество, дав ему название "Портландцемент" потому что оттенок похож на скалистые горы серого цвета, находившихся близ местечка Портленд. С тех пор применение бетона во всем мире приобрело широкую популярность в отрасли строительной промышленности. Смеси из бетона производятся по показателям ГОСТа 25192 и различаются по классам, маркам, параметрам назначения. бетона из цемента может отклоняться от ГОСТа на основании индивидуальных рецептур завода-изготовителя, но не противоречить заданным стандартам.
Следует учесть, что бетоны классифицируются по составу, способу изготовления. Чаще всего требуется производство тяжелого бетона, применяемого при сооружении фундаментов, несущих и пролетных элементов конструкций, колонн, балок.
Базовое сырье для тяжелого бетона:
- Цемент. Является основным компонентом, составляющим бетонную смесь. Имеет вид серого вещества с известняком в составе, который при поглощении влаги кристаллизуется, затвердевая . Марка цемента определяется проектом. Берут три части по объему .
- Крупный заполнитель. Представляет собой гравий либо щебень. Допускается в общей массе взятой каменной крошки до 25-40% крупнозернистого песка. Лучше всего, если крупный заполнитель имеет острые сколы, без окатанных гладких поверхностей (что значительно ухудшает связь с цементным раствором). Щебенка добывается путем измельчения горных пород твердого типа. В изготовлении бетона применяется гранитная горная порода. Щебень из гранита качественный, стойкий к морозам и перепадам температур, имеет высокие показатели плотности и прочности при производственном сжимании. Добавляют в смесь 5 частей по объему .
- Песок строительный или карьерный. Размер песчинок колеблется от 0,65 мм до 2,5 мм. Сферы употребления песка из карьеров неограничены. В строительстве применяется как в кладке, так и в штукатурных работах, а также, при изготовлении всех видов бетона. Нужно взять 3 меры .
- Вода. Важно, чтобы этот компонент был очищен от посторонних примесей. Исходный показатель воды на определенное количество смеси определить однозначно не представляется возможным, так как изначальная влажность песка, щебенки и потребность во влаге самого цемента в порошке неизвестна. Объемную часть воды определяют в процессе замешивания после того, как смесь из песка, щебня, цемента будет тщательно вымешана .
Приблизительные объемы составляющих для приготовления бетона при заливке не несущих элементов внутри помещения (в целях экономии средств при строительстве):
- Цемент сухой М400 3 меры;
- Песок строительный 5 мер;
- Щебенка 8 мер.
В сфере предпочтительно использовать щебень, имеющий фракцию в 5:20 мм. Щебенка состоит из горных пород естественного происхождения, соединенного с дробленным речным гравием. Допустимо использовать искусственную щебенку, керамзит, шлаки, но здесь стоит учесть, что качественные характеристики таких компонентов в бетоне будут значительно ниже.
Вцелом процесс производства бетона сводится к:
- Точному определению объемов смешиваемых компонентов
- Тщательному смешиванию составляющих до однородной массы
- Добавлению воды до консистенции густой сметаны, когда готовый раствор легко "выливать", при этом он должен заполнять все пустоты, не образуя воздушных пустот. Излишек воды также плох, как и недостаток: это приведет к усадке и растрескиванию готовых изделий, некачественным прочностным показателям.
В таких соотношениях и пропорциях сухой цемент является высокозатратным элементом в производстве. Чтобы получить бетонную смесь с хорошими показателями износостойкости, нужно заправлять смесь цементом хорошего качества, прочности. Удачным соотношением "Портландцемента" к наполняющей составляющей при наружном применении станут пропорции ближе к 2, но чаще всего используют соотношение 1:3.
Примечание:
Для многоэтажного, гражданского, частного строительства обязательно определяется проектом марка бетона, его прочностные характеристики, рассчитывается состав бетона. Не стоит менять его рецептуру, желая сэкономить: так значительно снижается его прочность, что скажется на сроке службы и безопасности будущего здания.
На проектируемом предприятии предусмотрен выпуск элементов дорожного мощения.
Существует 2 основные технологии производства элементов дорожного мощения - способ полусухого прессования и вибролитьевая технология.
Известно, что первостепенное значение для дорожного покрытия имеют показатели прочности и морозостойкости (долговечности) материала, из которого это покрытие изготовлено. Общепризнанным лидером среди дорожных материалов по этим показателям является природный гранит. Гранитные мостовые - это, прежде всего, прочность (более 90 МПа насжатие) и долговечность. Проблема только в одном - как обеспечить материалом для таких мостовых огромные современные потребности в дорожном строительстве и при этом сделать его предельно доступным по цене.
Одним из путей решения этой проблемы стало создание искусственного камня - бетонной брусчатки. На сегодняшний день предлагаются различные бетонные элементы мощения. За счет низкой стоимости изделий и высокой производительности линий лидирующее место в мире по объему производства занял способ полусухого вибропрессования. В то же время этот способ не позволяет обеспечить высокую (F500 и более) морозостойкость вибро-пресованного бетона, а значит вопрос о долговечности дорожных покрытий из такого материала не решен.
Проблема в самой основе данного метода. Полусухая бетонная смесь, даже подверженная гиперпрессованию, не отличается плотной структурой. Бетон после твердения имеет развитую направленную пористость, что приводит к его повышенному водопоглощению и как следствие - к снижению морозостойкости.
Второй способ - вибролитьевая технология. За счет повышенного водоцементного отношения (по сравнению с полусухим формованием) она позволяет достигать более качественного уплотнения бетонной смеси литьем без прессования. Но одновременно с увеличением водоцементного отношения снижаются и прочностные показатели бетона. С другой стороны, лишняя, механически связанная вода, не участвующая в процессах гидратации цемента, при высыхании бетона создает дополнительную направленную пористость, приводящую к увеличению водопоглощения бетона, что в свою очередь снижает его морозостойкость и долговечность.
В данном курсовом проекте выбран способ полусухого вибропрессования, так как продукция, полученная таким способом, обладает более высокими показателями по прочности и морозостойкости, чем продукция, полученная по вибролитьевой технологии. Описание выбранного способа приведена ниже.
На предприятие цемент поступает в железнодорожных вагонах закрытого типа, а также может поступать в автоцементовозах в силосный склад.
Загрузка цемента в силосные банки осуществляется с помощью аэрационно-пневматического транспорта. После разгрузки в приемное устройство цемент подается по аэрожелобу в бункер, расположенный над винтовым питателем, который подает цемент по цементовозу к силосам склада. Воздух, подаваемый вместе с цементом, удаляется через установленный над силосами циклон, и оседающий в нем цемент возвращается в силосы шнеком. Из силоса материал по аэрожелобу подается в бункер винтового пневмопитателя, с помощью которого цемент нагнетается в расходные бункера смесительного отделения. Перед выдачей в расходные бункера смесительного отделения цемент попадает в циклон, из которого выгружается в расходный бункер. Воздух перед выпуском из циклона в атмосферу предварительно очищается рукавными фильтрами. Просасывание воздуха осуществляется при помощи вентилятора.
Заполнители на завод поступают в специальных саморазгружающихся четырехосных полувагонах с люками в полу в полубункерный эстакадно-траншейный склад
Выгрузка прибывающих на склад заполнителей из транспортных средств производится гравитационным способом.
Выгрузка смерзшихся заполнителей осуществляется с помощью виброрыхлителей, которые восстанавливают сыпучесть смерзшихся заполнителей.
В полубункерный эстакадно-траншейный склад заполнители загружают сверху с помощью ленточных конвейеров, установленных на эстакаде. Заполнители в них хранятся в виде штабелей трапецеидального сечения, частично или полностью заглубленного в землю. Заполнители хранятся по фракциям, разделенные между собой перегородками.
В производстве элементов дорожного мощения применяются химические добавки как в жидком, так и в порошкообразном виде.
Жидкие добавки поступают на склад в железнодорожных цистернах в виде раствора 20…30 %-ной концентрации, разгружаются самотеком в стационарный резервуар, установленный вплотную к ветке железной дороги. В зимнее время предусмотрен подогрев железнодорожной станции глухим паром при помощи переносного пароперегревателя, опускаемого внутрь цистерны.
Из сливного резервуара жидкая добавка подается насосом в резервуар для хранения. По мере необходимости добавка подается насосом в приготовленный бак, где достигается требуемая рабочая концентрация раствора. Приготовительный бак оборудован лопастной мешалкой, указателями уровня и концентратором, который автоматически контролирует концентрацию раствора. Приготовленная добавка 5 %-ной концентрации водного раствора закачивается насосом в расходные баки вместимостью 2…3 м3, оборудованные указателями верхнего и нижнего уровня и плотномерами.
Порошкообразные добавки поступают автотранспортом на завод в мешках. Они разгружаются с автомашин на самоходные тележки. Хранятся до употребления в помещении склада.
В смесительном отделении все сырьевые материалы дозируются по массе, кроме рабочего раствора (вода с добавками), который дозируется по объему. Дозаторы присоединены с помощью фланцев к расходным бункерам и выдают соответствующие порции цемента, фракции заполнителей и рабочего раствора. Отдозированные сырьевые материалы поступают в бетоносмеситель принудительного перемешивания.
Все компоненты бетона подвергают перемешиванию. Это один из важнейших этапов приготовления бетона, когда составляющие в процессе перемешивания необходимо превратить в однородную гомогенную массу. Сухой исходный материал содержит значительный объем воздуха. При перемешивании воздух частично вытесняется из смеси, его место занимают более мелкие частицы заполнителя и цемент в виде пленки; начинается процесс схватывания цемента, или его гидратация. Перемешивание обеспечивает равномерное распределение составляющих бетонной смеси. Следствием неравномерного перемешивания может стать снижение прочности бетона, а также ухудшение других его свойств. Перемешивание длится 4…5 минуты. Готовая бетонная смесь из бетоносмесителя по наклонному ленточному конвейеру поступает в расходный бункер вибропрессующей установки.
На гидролифт-штаблер в передней части вибропресса устанавливается стопка технологических поддонов, которые посредством шагающего транспортера перемещается в зону формовки на вибростол. На поддон посредством гидроцилиндров опускается формообразующая рама (матрица). Затем дозирующая тележка перемещается в сторону матрицы и все свое содержимое переносит в зону вибропрессования, чтобы рабочий раствор полностью заполнил весь объем формы. Одновременно с заполнением матрицы бетоном, включают вибраторы на вибростоле. Это делают для более полного заполнения формы бетоном и получения более плотной структуры бетона. Особенно это актуально при формовании бортового камня. Затем дозирующая тележка своим возвратным движением освобождает зону прессования, одновременно уносит излишки бетонной смеси и металлической щеткой производит очистку рабочей поверхности пригруза (пуансона). Посредством системы гидроцилиндров пригруз опускается до поверхности рабочего раствора. Происходит объемное уплотнение бетонной смеси за счет включения верхних вибраторов на пуансоне и нижних вибраторов на вибростоле. За счет вибрации происходит подпрессовка рабочей смеси до конкретно установленного размера. После отключения вибрации происходит подъем матрицы, а затем пуансона со свежеотформованных изделий. После чего поддон посредством шагающего транспортера перемещается из зоны вибропрессования в зону штабелирования, а на освободившееся место поступает пустой поддон и цикл работы вибропресса повторяется.
В зоне штабелирования поддон со свежеотформованными изделиями подхватывается гидролифтом-штаблером снизу и поднимается вверх до конца хода гидроцилиндра, при этом срабатывают пружинные клапанные упоры, которые удерживают поддон в верхнем положении и таким образом на гидролифте-штаблере образуется этажерка из поддонов с изделиями. Затем этажерка поддонов виловым автопогрузчиком переносится в камеру тепловой обработки. По мере поступления пара степень нагрева камеры с материалом возрастает и достигает в конце периода прогрева максимальной заданной температуры. Пар в камеру подается под давлением 0,105…0,101 МПа.
В период подогрева в теле бетона образуется избыточное давление, возрастает внутреннее напряженное состояние, начинается процесс структурообразования. Поэтому температуру в камере следует поднимать плавно во избежание возникновения значительных температурных перепадов в изделии, не более 25 ?С/ч.
Далее изделия выдерживают в камере при достигнутой температуре, при этом в теле бетона продолжаются химические реакции и структурообразование, а также снимается напряженное состояние. При изотермическом прогреве, как только температура в камере достигает максимальной, количество подаваемого пара снижают, ибо потребность в нем уменьшается. После изотермической выдержки начинают охлаждение. Для этого отключают подачу пара, соединяют вентиляционный канал камеры с вентиляционной системой. Пар из камеры и с поверхности изделий вместе с воздухом начинает удаляться в вентиляционную сеть, а крышка камеры начинает пропускать воздух из цеха благодаря испарению влаги из швеллера в камеру. Скорость охлаждения изделий после отключения подачи пара не должна превышать 25 ?С/ч. В процессе охлаждения в изделиях снижаются перепады температур и давления, заканчивается процесс структурообразования.
Режим работы камеры: подъем температуры до 70 ?С - 3 ч, изотермический прогрев - 4 ч, охлаждение - 2 ч. Влажность среды в камере около 95 % .
После окончания тепловой обработки производится разгрузка камеры с помощью вилового автопогрузчика. Далее готовые изделия подаются на пост распалубки и пакетирования.
Распалубка изделий производиться вручную на транспортные поддоны. Затем поддон с плиткой обматывается пленкой и увязывается пластиковой лентой и подается на пост складирования.
На склад готовой продукции изделия вывозятся самоходной тележкой.
Склад готовой продукции представляет собой открытую прямоугольную площадку, оборудованную двумя мостовыми кранами.
Изделия на складе хранятся в штабелях. В каждом штабеле находятся изделия лишь одного типоразмера.
Схема 2.1 Технологическая схема приготовления бетонной смеси
Использующихся для возведения производственных сооружений и жилых домов, является бетон. От качества изготовления бетонной смеси напрямую зависит надежность и долговечность постройки, поэтому технология изготовления бетона требует к себе самого пристального внимания.
Сферы применения бетона
Бетон применяется как при строительстве многоэтажных жилых сооружений, так и в малоэтажном строительстве и частном хозяйстве, к примеру, для или заливки каркаса бассейна. Бетон используется во многих сферах строительства, производства и народного хозяйства. От того, насколько качественная бетонная смесь, зависит надежность возводимой конструкции.
Бетон изготавливается в бетономешалках крупными партиями или вручную мелкими, для проведения небольших разовых работ в домашнем хозяйстве. При небольших объемах предстоящих работ компоненты бетона смешиваются вручную. Конечно, этот процесс довольно трудоемкий и сложный, но в этом случае другого выхода нет, потому что покупка дорогостоящей установки для смешивания бетона для проведения разовых работ в домашнем хозяйстве просто нецелесообразна.
Покупка бетоносмесителя
Специальное оборудование для смешивания бетона, или попросту , покупается при необходимости постоянной выработки крупных партий бетона, например, строительными компаниями. Бетоносмесители могут отличаться размерами и способом перемешивания, мощностью и стоимостью, могут быть стационарными, или мобильными, например, установленными на шасси грузовика. Мобильные бетоносмесители могут использоваться для осуществления работ сфере дорожного строительства, стационарные бетоносмесители применяются на масштабных строительных объектах, компактные бетономешалки с малым объемом бака применяются в малоэтажном строительстве для возведения .
Из чего изготавливается бетон
Самое масштабное производство бетона крупными партиями происходит на специализированных бетонных заводах, тоже различающихся по мобильности, функциональности, технологии погрузки и загрузки. Бетонные заводы используют в производстве и транспортировке бетона различную спецтехнику, такую как весы, автомиксеры и дозаторы. Использование специальной техники позволяет автоматизировать процесс изготовления бетона, добавлять компоненты для смешивания только в точных пропорциях, что приводит к повышению производительности и конечного качества получаемой на заводе смеси.
В процессе изготовления бетона применяются следующие компоненты – щебень (гравийный и гранитный, используемые для изготовления бетона, устойчивого к повышенной влажности, перепадам температур и физическим нагрузкам; доломитовый и известняковый, используемые для приготовления бетона, который будет применяться в менее надежных и прочных конструкциях), песок (речной песок ценится больше всего, но в то же время необходима его предварительная очистка), гравий (обломки базальта и гранита), цемент (является главной составляющей бетона, обеспечивающей сцепку всех компонентов между собой, от качества применяемого цемента целиком и полностью зависит прочность бетона), вода (для достижения максимальной прочности получаемого бетона должна быть очищена от примесей).
Все компоненты тщательно подбираются, соблюдая необходимые пропорции, позволяющие максимально эффективно избежать возникновения пустотности. Чем плотнее компоненты прилегают друг к другу, тем прочнее будет бетон, тем надежнее будет возводимое сооружение. Каждый заполнитель предварительно тщательно промывается, взвешивается, затем помещается в бетономешалку, в которую добавляется цемент и, после добавления всех компонентов, чистая вода. На бетонных заводах изготавливаются бетонные смеси двух видов – влажные и сухие. Для сохранения однородности раствора он перемешивается при транспортировке смеси до строительного объекта в автобетономешалках, что очень важно для того, чтобы бетон получился надежным и качественным.
