Технологическая схема производства бетона
Обновлено: 03.05.2024
Технология производства бетона
Производство бетонной смеси осуществляется на бетоносмеситель- ных узлах, автоматизированных бетонных заводах или в бетоносмеситель- ных цехах заводов железобетонных изделий, которые в централизованном порядке снабжают бетонной смесью строительные объекты. Основными технологическими процессами производства являются:
· укладка и уплотнение бетонной смеси с последующим уходом за уложенным бетоном и контролем его качества.
Приготовление бетонной смеси включает две основные операции – дозирование всех компонентов бетонной смеси и перемешивание их до получения однородной массы.
Дозирование материалов, т.е. отмеривание расхода материалов на замес бетоносмесителя, производят по массе. Материалы подготавливают- ся путем дробления, измельчения, обогащения и при необходимости вы- сушивания или даже подогрева (при работах в зимнее время). На совре- менных бетонных заводах используют полуавтоматические и автоматиче- ские весовые дозаторы, которые взвешивают цемент и воду с точностью до
±1%, заполнители – с точностью ±2%, при этом происходит автоматиче- ская корректировка воды затворения, так как установлено, что отсутствие контроля влажности заполнителей приводит к колебаниям значений проч- ности бетона до 15%, а подвижности смеси – до 3 раз. Количество мате- риалов на один замес бетоносмесителя определяют с учетом расхода мате- риалов на 1 м 3 бетонной смеси и значения коэффициента выхода бетонной смеси.
Перемешивание компонентов бетонной смеси производят в бе- тоносмесителях вместимостью 100. 250 л (малая), 375. 500 л (средняя), 1200, 2400, 4500 л (большая) механизированным путем.
Большое влияние на качество бетонной смеси оказывает про- должительность перемешивания.
Транспортирование бетонной смеси. При перевозке бетонной сме- си основным технологическим условием является сохранение однородно- сти и обеспечение требуемой для укладки подвижности смеси. Транспор- тирование бетонных смесей заводом-изготовителем осуществляется в виде затворенной водой смеси, доставленной к месту потребления в готовом для укладки виде; сухой смеси цемента с заполнителями, затворяемой во- дой в автобетоносмесителях в пути следования или непосредственно на строительном объекте. К месту укладки бетонную смесь доставляют раз- личными видами транспорта. Транспортирование смеси на короткие рас- стояния производят ленточными конвейерами, бетононасосами, вагонет- ками и др. Для горизонтальной и вертикальной подачи бетонной смеси в
бетонируемые конструкции применяют также транспортеры и пневмонаг- нетатели (пневмотранспортные установки).
Укладка и уплотнение бетонной смеси. На стройках, где ведутся бетонные работы, и на заводах сборного железобетона применяется меха- низированная укладка и уплотнение бетонной смеси вибраторами. Бетон- ная смесь укладывается в опалубку с установленной в ней арматурой. Уп- лотняют бетонную смесь вибрированием, которое влияет на реологические свойства: теряет структурную прочность, приобретает свойства тяжелой жидкости и под действием силы тяжести равномерно распределяется в форме, заполняет все промежутки между арматурой и хорошо уплотняется. Твердение бетона, уход за бетоном, распалубка конструкций. Для получения качественного бетона необходимо обеспечить правильный уход за твердеющим бетоном, так как рост прочности бетона возможен только при определенных температурно-влажностных условиях. При нормальных условиях твердения (температура воздуха +20°С и относительная влаж- ность воздуха 95 ±5%) марочную прочность бетон набирает через 28 суток после укладки и уплотнения бетонной смеси. При повышении температу- ры среды до 60. 85 о С и сохранении влаги в бетоне скорость твердения увеличивается. Бетон, твердеющий во влажных условиях, будет иметь зна- чительно большую прочность, чем бетон, твердеющий в сухой среде (на воздухе), так как быстрая потеря влаги бетоном приводит к прекращению его твердения, а значит, и росту прочности. Условия выдерживания бетона и сроки распалубки определяют на основании требований, установленных
действующими строительными нормами и правилами.
В течение первых 7 суток бетон набирает 60. 70% марочной проч- ности, поэтому в первые дни после его укладки особенно важен пра- вильный уход.
Свежеуложенный бетон предохраняют от сотрясений, ударов, каких- либо повреждений, а также резких изменений температур, выдерживая его во влажном состоянии и защищая открытые поверхности бетона от прямо- го воздействия солнечных лучей во избежание высыхания, а в первые часы твердения и от дождя. Для этого горизонтальные поверхности по оконча- нии укладки покрывают специальными или пленкообразующими вещест- вами (битумные эмульсии, латекс, синтетический каучук и др.). Бетон на портландцементе поливают в течение 7 суток, на глиноземистых цементах
– в течение 3 суток, на прочих цементах – 14 суток.
Как только бетон набирает прочность, при которой обеспечена при распалубке сохранность поверхностей и граней конструкции, распалубли- вают боковые элементы опалубки.
Химические или противоморозные добавки – химические соединения, вводимые в бетонную смесь в количестве 2. 10% массы цемента и способ- ствующие твердению бетона при отрицательных температурах. К проти- воморозным добавкам относятся хлористый кальций СаС12, хлористый на- трий NаС1, нитрит натрия NаNО3, поташ К2СО3. Эти соли снижают точку замерзания воды и обеспечивают твердение бетона на морозе.
Лёгкие бетоны
Легкие бетоны – бетоны, средняя плотность которых составляет от 500 до 1800 кг/м 3 . Применяют их для изготовления несущих и ограждаю- щих сборных бетонных и железобетонных конструкций с целью снижения массы последних, улучшения теплотехнических и акустических свойств зданий, уменьшения стоимости строительства на 10. 20%, затрат на транс- портировку на 25%, трудовых затрат на 50%, экономии материалов (осо- бенно при возведении многоэтажных зданий) вследствие уменьшения мас- сы конструкций (до 30. 35%), увеличения производительности труда на 20%.
Легкие бетоны используют в разнообразных строительных кон- струкциях: каркасы зданий, панели стен, покрытия и перекрытия, а также напряженно-армированные элементы конструкций - пролетные строения мостов, фермы, балки и др. Удельная масса легких бетонов в основных конструкциях полносборных зданий может составить около 60%.
Для изготовления легких бетонов используют несколько способов: применение пористых заполнителей, замена заполнителей воздушными ячейками, сочетание первого и второго приемов. В зависимости от способа изготовления легкие бетоны делят на: легкие бетоны на пористых заполни- телях и ячеистые бетоны.
Легкие бетоны на пористых заполнителях благодаря особенно- стям применяемых пористых заполнителей значительно отличаются от обычных тяжелых бетонов. Пористые заполнители отличаются от плотных низкой насыпной плотностью, меньшей прочностью, шероховатой поверх- ностью зерен. Это оказываект заметное влияние на свойства бетонной сме- си - водопотребность и водосодержание. Легкие бетоны на пористых за- полнителях имеют пористость до 45%, плотность до 1800 кг/м :> .
Легкие бетоны на пористых заполнителях классифицируют по не- скольким признакам: по виду пористых заполнителей, по структуре, по на- значению.
По виду пористых заполнителей легкие бетоны делят на:
· шлакобетон и т.д.
Для производства легких бетонов возможно применение одновре- менно различных видов пористых заполнителей, из которых производят керамзитоперлитобетон, керамзитовермикулитобетон (в названии бетона сначала указывают вид крупного заполнителя, а затем мелкого); органиче- ский заполнитель (древесная дробленка, костра, гранулированный пеноло- листирол и т.д.), служащий для изготовления разновидности легкого «де- ревобетона» (арболита), и пенополистиролбетона.
Разновидностью легкого бетона является поризованный бетон, кото- рый содержит легкий заполнитель и специально поризованный цементный камень. Эта структура получается введением в бетонную смесь пенообра- зователя (устойчивой пены). Изготовление поризованного бетона требует дополнительных трудозатрат, поэтому его применение сравнительно огра- ничено.
По структуре эти бетоны делят на следующие виды:
· обыкновенный или плотный легкий бетон, в котором пустоты между зернами крупного заполнителя полностью заполнены цементно- песчаным раствором;
· крупнопористый (беспесчаный) — пустоты между зернами крупного заполнителя свободны.
Крупнопористый бетон экономичен и эффективен, с низкой плотно- стью и малой теплопроводностью, что снижает расход топлива на отопле- ние помещений в здании; обладает крупнопористым строением (не содер- жит песка).
Применяют его как стеновой материал для зданий высотой до четы- рех этажей.
По назначению легкие бетоны подразделяют на:
· теплоизоляционные с плотностью не более 500 кг/м 3 и тепло- проводностью не более 0,2 Вт/(м·К), используемые в слоистых конструк- циях как достаточно надежная теплоизоляция в виде плит и т.д.
· конструкционно-теплоизоляционные с плотностью 500. 1400 кг/м 3 и теплопроводностью 0,2. 0,64 Вт/(м-К), совмещающие функции конструкционного и теплоизоляционного материала и применяемые в не- сущих и самонесущих ограждающих конструкциях (стенах и перекрытиях)
· конструкционные с плотностью 1400. 1800 кг/м 3 , теплопровод- ностью 0,35. 0,6 Вт/(м-К), применяемые в несущих конструкциях (плиты перекрытий и покрытий и другие элементы).
Вяжущим веществом в легких бетонах служит обычный ПЦ, ШПЦ, пуццолановый портландцемент или быстротвердеющий портландцемент, выбор которых зависит от условий твердения изделий из легкого бетона (естественное, пропаривание, автоклавная обработка и др.), требуемой прочности бетона и эксплуатационных условий конструкций.
Пористые заполнители участвуют в формировании свойств и структурных особенностях легких бетонов. В качестве заполнителей для легких бетонов применяют природные и искусственные сыпучие пористые материалы в виде щебня или гравия с насыпной плотностью не более 1000 кг/м 3 при крупности зерен 5. 40 мм и песка с насыпной плотностью не бо- лее 1200 кг/м 3 при крупности зерен до 5 мм. Природные пористые запол- нители производят путём дробления и рассева легких горных пород - пем- зы, вулканического туфа, пористых известняков, известняка-ракушечника и др.; искусственные пористые заполнители - из отходов промышленности
и термической обработкой силикатного, глинистого, шлакового и другого минерального сырья. К ним относятся:
· керамзит и его разновидности (зольный гравий, глинозольный керамзит и др.);
· шлаковая пемза (термозит);
По форме и характеру поверхности пористые заполнители имеют:
· округлую, относительно гладкую поверхность (керамзитовый гравий);
· угловатую и шероховатую поверхность (аглопоритовый щебень, щебень из шлаковой пемзы).
Пористый песок рассеивают на две фракции: мелкий песок (размер зерен до 1,25 мм) и крупный (размер зерен 1,25 до, 5 мм). Пористый ще- бень (гравий) рассеивают на три фракции: 5. 10; 10. 20 и 20. 40 мм.
Основными показателями свойств пористых заполнителей является насыпная плотность, плотность и прочность зерен, водопоглощение, моро- зостойкость и др.
По величине насыпной плотности в сухом состоянии (кг/м 3 ) по- ристые заполнители имеют следующие марки: М100; М150; М200; М250; МЗОО; М350; М400; М500; М600; М800; М1000 и М1200.
Прочность пористых заполнителей определяется путем раздавлива- ния зерен в стальном цилиндре. Для пористых заполнителей установлено 11 марок по прочности: П25; П35; П50; П75; П100; П125; П150; П200; П250; П300; П350.
Водопоглощение заполнителя зависит как от величины общей по- ристости, так и от структуры пространства: если поверхность зерен имеет оплавленную корочку (керамзитовый гравий), то водопоглощение значи- тельно снижается.
Содержание вредных примесей в пористых заполнителях, вы- зывающих коррозию цементного камня и снижение стойкости бетона в эксплуатационных условиях не должно превышать 1%. К вредным приме- сям относят:
· водорастворимые сернистые соединения;
Бетонные смеси с пористыми заполнителями очень тщательно пере- мешивают в бетоносмесителях, затем производят укладку и уплотнение смеси в форме теми же способами, что и формование изделий из тяжелого бетона. Для ускорения твердения изделий применяют методы пропарива- ния, электропрогрева или автоклавной обработки.
Свойства легких бетонов на пористых заполнителях Основными свойствами этих бетонов являются:
Средняя плотность наиболее распространенных легких бетонов на пористых заполнителях определяется видом и качеством заполнителей (плотностью, зерновым составом и др.), активностью и расходом вяжущего, водоцементным отношением, способом уплотнения бетонной смеси, усло- виями и сроком ее твердения.
Теплопроводность бетона зависит от плотности, пористости, ха- рактера пор и других факторов. В легком бетоне тепло передается через твердый остов и воздух, заполняющий поры, а также в результате конвек- ции воздуха в замкнутом объеме, поэтому, чем меньше объем пор, тем лучшими теплоизолирующими свойствами будет обладать бетон. Тепло- проводность у легких бетонов колеблется от 0,07 до 0,7 Вт/(м·К). Толщина наружной стены в зависимости от теплопроводности легкого бетона может изменяться от 20 до 40 см.
Прочность легких бетонов зависит от активности цемента, водоце- ментного отношения, условий и длительности твердения, прочности за- полнителей и других факторов. Введение в бетон пористых заполнителей снижает его прочность. Основным показателем прочности является класс бетона по прочности при сжатии. В соответствии со стандартом СТ СЭВ 1406—78 по пределу прочности при сжатии установлены следующие клас- сы, МПа: В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В17,5; В20; В22,5; В25;
В30; В40; для теплоизоляционных бетонов, кроме названных, предусмот- рены классы: В0,35; ВО,75; В1. Без учета требований стандарта СЭВ бето- ны делят по прочности при сжатии на марки, кгс/см 2 : М35; М50; М75; М100; М150; М200; М250; М300; М350; М400; М450; М500, а для тепло-
изоляционных предусмотрены марки: М5; М10; М15; М25.
Морозостойкость легких бетонов может быть не ниже морозостой- кости тяжелых, если правильно подобран состав. Бетоны на ПЦ обладают более высокой морозостойкостью, которая возрастает с увеличением коли- чества цемента. По морозостойкости легкие бетоны имеют марки: Р25; Р35; Р50; Р75; К100; Р150; Р200; Р300; К400; К500. Благодаря высокой мо-
розостойкости легкие бетоны на пористых заполнителях широко исполь- зуют в гидротехническом строительстве, мостостроении.
Ячеистые бетоныявляются разновидностью легких бетонов и пред- ставляют собой искусственный каменный материал, состоящий из затвер- девшего вяжущего вещества и равномерно распределенных в нем искусст- венно созданных пор в виде ячеек, заполненных воздухом или газом. Ячейки имеют сферическую форму и диаметр 0,5. 2 мм; разделяются тон-
кими и прочными перегородками затвердевшего цементного камня, обра- зующих своеобразный несущий каркас материала. Благодаря ячеистой структуре бетон имеет небольшую плотность и малую теплопроводность. Классифицируют ячеистые бетоны по нескольким признакам:
· по способу получения пористой структуры;
· по виду вяжущего;
· по характеру твердения;
По виду вяжущего различают:
· бетоны на основе портландцемента или смешанных цементов
(газо- и пенобетоны);
· известково-кремнеземистых вяжущих (газо- и пеношлакобето-
· гипсовых вяжущих (газо- и гипсобетоны).
В названии ячеистого бетона дается вид кремнеземистой добавки
(газо-, пенозолобетоны, газо-, пенозолосиликаты и др.).
По характеру твердения различают:
· автоклавные ячеистые бетоны (твердеют в среде насыщенного водяного пара в автоклавах);
· безавтоклавные ячеистые бетоны (твердеют в естественных ус- ловиях, пропарочных камерах, термореактивных формах и т.п.).
Автоклавная обработка производится при 175. 190 о С и давлении па- ра 0,8. 1,2МПа, что способствует ускорению процесса твердения вя- жущего, взаимодействию его с кремнеземистым компонентом с образова- нием гидросиликата кальция (с высокими прочностью и долговечностью) и получению ячеистых бетонов с высокими показателями механических свойств.
По назначению ячеистые бетоны делят на:
· теплоизоляционные с плотностью в воздушно-сухом состоянии до 500 кг/м 3 и общей пористостью 75. 80%;
· конструкционно-теплоизоляционные с плотностью 500. 900
кг/м 3 и общей пористостью 60. 70%;
· конструкционные с плотностью 900. 1200 кг/м 3 , с объемом пор
Применение – широко применяют конструкционно- теплоизоляционные и теплоизоляционные ячеистые бетоны: из них произ- водят панели наружных и внутренних стен и покрытий зданий, стеновые и теплоизоляционные блоки, ограждающие конструкции, теплоизоляцион- ные и акустические плиты, скорлупы и другие изделия. Стены из ячеисто- го бетона на 20. 40% легче и дешевле стен из легких бетонов на пористых заполнителях. Из ячеистого бетона также изготовляют плиты для бесчер- дачных крыш и чердачных перекрытий жилых зданий и плиты покрытий промышленных зданий.
В зависимости от способа порообразования ячеистые бетоны делят
Пенобетоны получают смешиванием цементного теста или цемент-
но-песчаного раствора с устойчивой пеной (с участием пенообразователя – некоторые виды поверхностно-активных веществ: жидкая смесь кани- фольного мыла и животного клея, водный раствор сапонина (вытяжка из растительного мыльного корня), алюмосульфонафтеновый и препарат ГК (гидролизованная кровь с боен).
Пену, цементное тесто или раствор, а также их смесь приготавлива- ют в трехбарабанных пенобетономешалках: в двух верхних барабанах вращаются валы с лопастями - в одном взбивается пена, во втором смеши- вается цемент с водой и кремнеземистым компонентом. Под ними нахо- дится третий барабан, в котором в течение 2. 3 мин. тщательно пере- мешивают готовую пену и раствор. Пенобетонную смесь разливают в формы для изделий, которые направляют в автоклавы или пропарочные камеры для твердения.
Газобетон получают смешиванием ПЦ (иногда с добавкой воздуш- ной извести), кремнеземистого компонента и газообразователя (тонкоиз- мельченный алюминиевый порошок (пудра) – применяют в виде суспензии, или пергидроль (водный раствор перекиси водорода Н2О2).
Процесс газообразования происходит в результате химического взаимодействия между гидроксидом кальция и алюминиевой пудрой по реакции:
Выделяющийся водород вспучивает тесто, которое затвердевает и
сохраняет пористую структуру.
Газобетонные изделия изготовляют литьевым, вибрационным и реза- тельным способами. Первый способ - наиболее распространённый. В газо- бетоносмеситель загружают песчаный или зольный шлам, затем воду, вя- жущее и суспензию газообразователя. Эту смесь в сжатые сроки загружа- ют в формы, заполняя их с таким расчетом, чтобы после окончания вспу- чивания форма была заполнена доверху. Избыток смеси (горбушку) после схватывания срезают проволочными струнами. После вызревания в фор- мах газобетон обычно подвергают ускоренному твердению в автоклавах.
Преимущества - газобетон проще в изготовлении, изделия из него имеют более мелкие поры и более устойчивое качество.
Свойства ячеистых бетонов
Плотность является главной количественной характеристикой структуры ячеистого бетона, определяющая все его технические свойства. По показателям плотности ячеистый бетон имеет марки (кг/м 3 ): ВЗОО; О400; Б500; О600; Б700; В800; В900; Б1000; В1100; В1200.
По назначению ячеистые бетоны делят на:
· теплоизоляционные, с плотностью 300. 500 кг/м 3 ;
· конструкционно-теплоизоляционные, с плотностью 500. 900
· конструкционные, с плотностью 900. 1200 кг/м 3 .
Прочность ячеистого бетона определяют при сжатии образцов-
кубов с длиной ребра 100 мм, прошедших автоклавную обработку и имеющих влажность 10% по массе. В соответствии со стандартом СТ СЭВ 1406-78 по пределу прочности при сжатии установлены следующие классы, МПа: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15. Без учета требо-
ваний этого стандарта, показатели прочности на сжатие характеризуются марками; кгс/см 2 : Мб; М10; М15; М25; М35; М50; М75; М100; М150; М200.
Морозостойкость ячеистого бетона зависит от особенностей поро- вой структуры бетона. Для повышения морозостойкости необходимо соз- давать ячеистую структуру с замкнутыми порами при использовании виб- рации в период формования изделий, которая разрушает крупные ячейки и образует равномерно распределенные мелкие замкнутые поры. По морозо- стойкости ячеистые бетоны имеют следующие марки: F15; F25; F35; F50; F70; F100.
Водопоглощение так же, как и морозостойкость, зависит от величины и характера пористости. При плотности 700. 900 кг/м 3 водопоглощение по массе составляет 30. 40%.
Теплопроводность ячеистого бетона зависит от плотности и влажно- сти и соответствует хорошим теплозащитным материалам.
Влажность ячеистых бетонов после автоклавной обработки со- ставляет обычно 15. 35%. Для защиты от коррозии стальную арматуру по- крывают цементно-битумной или цементно-полистирольной обмазкой.
Ячеистые бетоны имеют высокую звукоизолирующую и звукопо- глощающую способность, поэтому их используют для изготовления зву- копоглощающих плит для акустической отделки потолков и стен.
По огнестойкости многие ячеистые бетоны превосходят тяжелые цементные бетоны (4 ч при 800°С).
Изделия из ячеистого бетона поддаются механической обработке (пилению, фрезерованию, сверлению и др.); в процессе производства вве- дением пигментов может быть изменен цвет изделия (от белого до серо- синего).
Применение - для легких железобетонных конструкций и теплоизо- ляции. Из общего выпуска изделий из ячеистых бетонов теплоизоляцион- ные плиты и элементы составляют около 60%, стеновые панели и блоки — 30, конструкции покрытий — 10% Конструкции из ячеистых бетонов дол- говечны в зданиях с сухим и нормальным влажностным режимами (отно- сительная влажность воздуха 60. 70%).
Технология производства бетона
Производство и изготовление бетона – это сложный технологический процесс, независимо от того, где он производится – в «домашних» условиях или на заводах. Сравнивая качество заводского материала и изготовленного самостоятельно, предпочтение отдаётся первому. Причём это не зависит от качества компонентов, так как они одни и те же, хотя и в заводской практике бывают случаи использования заведомо более дешёвых недоброкачественных составляющих. Однако, первостепенную роль в производстве бетонной смеси играет именно процесс ее приготовления – технология и качество смешивания, степень однородности массы и особенно тщательное соблюдение рецептуры.
Состав бетонной смеси
В состав бетона входит четыре компонента:
- Цемент (вяжущее вещество)
- Заполнитель (песок, щебень)
- Вода
- Добавки
Порой заполнитель разделяют на две отдельные группы: песок и щебень. Это происходит, так как в стройке используется и другой вариант строительной смеси – цементный (смесь цемента, воды и песка). Бетонная же смесь имеет более высокую прочность и долговечность за счёт наличия в составе щебня или гравия, то есть заполнителя более крупной фракции, нежели песок. Использование щебня мелких фракций делает бетон более прочным, так как его частицы ют в смеси более плотно друг к другу.
Рецептура приготовления бетона
Рецептура производства бетонной смеси сводится к чёткому соблюдению требуемого состава и технологии изготовления. Если состав определяется количеством и долей присутствия того или иного компонента в зависимости от марки бетона и класса, то технология определяется условиями обработки бетона (температура, влажность), механическими воздействиями (частота и тщательность замешивания), последовательностью включения компонентов в смесь.
Этапы изготовления бетона
Весь процесс подразделяется на ряд этапов. Заводское производство бетона может включать дополнительные мероприятия по обработке смеси или отдельного компонента, особенно это касается приготовления специальных составов с нестандартным набором включений. Мы рассмотрим технологию производства товарного бетона, наиболее распространённый и упрощённый вариант.
Подготовка компонентов
Сначала приготавливают компоненты состава: промывают, прочищают и просеивают песок и щебень, удаляют взвеси из воды (если таковые имеются). Недостаточное очищение компонентов приводит к присутствию в бетоне посторонних веществ, влияющих на процесс схватывания, на последующую прочность состава. Очень важно использование свежего цемента, это существенно повысит показатели смеси. Долевое соотношение цемента к песку зависит от требуемой прочности состава и последующей нагрузки на бетон, оно колеблется от 1:2 до 1:5 (чем меньше песка, тем ниже прочность).
Смешивание компонентов
Смесь сначала смешивают в твёрдом состоянии, потом добавляя воду продолжают процесс. В индивидуальном строительстве замес производят вручную, при большом количестве бетона его замешивают в бетономешалках. Бетономешалки могут использоваться и в частном строительстве, они бывают гравитационного принципа действия и принудительного. Преимущество у второго типа оборудования, так как замешивание происходит более эффективно. Тщательность такой обработки определяет прочность бетона, так как равномерность распределения компонентов состава – залог его надёжности при застывании.
Соблюдение условий при изготовлении и хранении смеси
Мы говорили о выполнении необходимых условий в процессе изготовления бетона: поддержании оптимальной температуры в районе 20 С и влажности. Но еще важнее сохранить эти условия уже после приготовления состава, к ним необходимо добавить необходимость постоянного перемешивания раствора во избежание отслоения компонентов и потере свойств. Смесь после замешивания приобретает определённую текучесть, которую необходимо поддерживать вплоть до заливки. Бетон, который поставляется с завода на объект необходимо перенести в оптимальные условия для транспортировки. Поэтому для его перевозки используют специальные транспортные средства типа бетоновозов и миксеров.
Определяясь с выбором покупки готового бетона и самостоятельного изготовления, учитывайте риски несоблюдения как рецептуры (это сложно выполнить в «домашних» условиях, не имея специальных измерительных приборов) а также технологию замешивания (ручное смешивание не сравнится с механической обработкой). Беря во внимание, что для достижения качественного результата приготовления материала логичнее использовать уже готовый состав (добавив на месте лишь воду) и применение электрических бетономешалок, просчитайте, будет ли это экономнее заказа готовой бетонной смеси и сделайте правильный выбор.
Технология изготовления бетонной смеси
Бетон является единственным материалом, без которого трудно представить себе какое-либо строительство. Возведение любого сооружения начинается с вопроса, как приготовить бетон. Уникальность этого материала позволяет применять его при изготовлении фундамента, стен, колонн, различных перекрытий и т.д.
В настоящее время технология серийного производства основных компонентов бетона позволяет ему конкурировать с признанными природными материалами, такими как камень или гранит. Основные его прочностные и технологические свойства во многом зависят от того, как приготовить бетон. В целом такой процесс достаточно прост. Он может быть выполнен собственными силами и требует только аккуратного подхода.
Основные свойства бетона
Бетон представляет собой водную смесь цементного раствора и различных наполнителей и добавок. В свою очередь, цементный раствор (или простейший бетон) состоит из смеси цемента и песка, приготовленного в виде водного раствора. Полный состав конкретного типа бетона определяется рецептурой в зависимости от назначения материала.
Схема состава бетона
Главным параметром бетона при определении его назначения и качества является механическая прочность на сжатие, т.е. стойкость при вертикальной нагрузке. Принятые стандарты регламентируют прочность бетона в пределах от 7,5 до 80 мПа. Соответственно, марки строительного бетона колеблются от В7,5 до В80.
Прочность в основном зависит от прочностных свойств цемента (марки используемого цемента) и в определенной степени от содержания и качества других компонентов. Для повышения прочностных свойств специальных типов бетона, в их состав могут включаться армирующие добавки.
К технологическим параметрам бетона можно отнести эластичность (пластичность), вязкость и однородность раствора. Для облегчения работ по наложению материала и улучшения внешнего вида укладки в состав могут добавляться пластификаторы и другие добавки. Вопросы вязкости решаются изменением объема воды, а однородность массы зависит от качества перемешивания.
Важным свойством бетона является то, что окончательное его высыхание протекает очень медленно, и в течение всего этого процесса материал увеличивает свои прочностные характеристики. Окончательное высыхание бетона наблюдается не ранее, чем через 6 месяцев после укладки, а наивысшей своей прочности он достигает примерно через 12 месяцев. Такое свойство бетона в основном определяется особенностью цемента.
Цемент, песок и заполнитель
Цемент
Цемент является основой бетона и обеспечивает связывание всех компонентов в единое целое. Он во многом определяет прочность и монолитность всего соединения. Самым распространенным типом цемента, используемым для изготовления бетона, стал портлендцемент, который практически на 80% состоит из силиката кальция, что обуславливает его хорошее склеивание (адгезию) с другими веществами.
Такой цемент прекрасно показал себя при низких температурах. Для увеличения механической прочности бетона широко применяются и другие типы цементов с прочностью до 500 мПа.
Технические характеристики цемента
Маркировка серийно реализуемого цемента указывает его основные характеристики, знание которых необходимо для обеспечения нужной рецептуры бетона. Например, цемент марки М500-Д20. Первые цифры определяют механическую прочность материала на сжатие.
При изготовлении бетона обычно используется цемент М400 или М500; при этом следует помнить, что для особо нагруженных элементов следует использовать наиболее прочный материал. В мало ответственных элементах строительных конструкциях (например, подушка под фундамент) достаточно применение цемента М300.
Вторые цифры в маркировке (совместно с индексом «Д») определяют наличие и процентное содержание примесей (добавок). Для особо важных элементов целесообразно применение цемента с «Д0». В целом, при изготовлении бетона допускается использование цемента до «Д20», т.е. с содержанием примесей не более 20%.
Цемент, предназначенный для изготовления бетона, должен быть сухим, без комков и сыпучим. При неправильном хранении цемент достаточно быстро впитывает воду и теряет свои важнейшие свойства. Во время приобретения цемента необходимо проверить целостность упаковки и срок его изготовления. Приобретать цемент лучше не ранее, чем за 10 дней до начала работ с ним.
Песок
Песок является одним из основных компонентов бетона, обеспечивающим его объем и структуру. В цементных растворах (для штукатурных и укладочных работ) он является основным наполнителем объема. В общем случае строительный песок представляет собой сыпучую смесь твердых силикатных частиц размером 0,15-5 мм. В зависимости от происхождения песок подразделяется на речной, морской, озерный, карьерный, овражный и т.д.
Для приготавливаемого бетона лучше всего подходит песок с размером частиц 1-2 мм. Если бетон предназначен для фундамента наиболее подходящим является речной песок, так как он практически не содержит глины и удовлетворяет требованиям по размеру частиц.
В цементных растворах для кирпичных кладок и штукатурки можно использовать песок с содержанием глины и илистых включений, так как они повышают пластичность смеси. Абсолютно не допускается наличие в песке примесей растительного происхождения или других веществ, способных гнить и распадаться.
Песок в процессе приготовления бетона должен надежно скрепиться цементом, а наилучшая адгезия наблюдается у достаточно крупных частиц. В связи с этим применение песка с большим содержанием очень мелких пылеобразных частиц (менее 0,15 мм) не рекомендуется. Находит применение тяжелый карьерный песок, полученный при дроблении горных пород. Такой песок несколько тяжелей по массе, но имеет необходимые размеры частиц (зерен).
Заполнитель
В качестве объемного заполнителя бетона используются щебень и гравий. Они представляют собой сыпучий материал в виде кусочков горной породы и обеспечивают основную прочность. Размер используемых для бетона кусочков колеблется от 5 до 35 мм.
Лучше всего подходит материал, полученный дроблением породы, так как он обеспечивает наилучшую адгезию цемента за счет неровности (шероховатости) поверхности. Применение речной или морской гальки не желательно, в связи с тем, что ее поверхность отшлифована водой и не гарантирует нужное сцепление.
Таблица характеристик щебня
Крупные куски размером более 35 мм лучше удалить, так как они затруднят перемешивание массы. Не допускается наличие в наполнителе посторонних примесей в виде грязи, почвы, растительных волокон и т.д.
Вспомогательные компоненты
В состав бетона может входить ряд вспомогательных компонентов. Для увеличения текучести и технологичности смеси обычно добавляются пластификаторы. В бетоне для фундаментов их применение необязательно, а вот для кладок или штукатурки — целесообразно.
Схема приготовления бетонной смеси в бетоносмесителях
Для повышения пластичности массы находит применение добавка в смесь гашеной извести. В то же время следует помнить, что известь может уменьшить адгезию цемента к наполнителю, что требует осторожного подхода к количеству этой добавки.
Находят применение суперпластификаторы, которые повышают технологические свойства бетона, увеличивают его влагостойкость и морозоустойчивость. Для удобства работы с бетоном иногда добавляются ускорители и замедлители высыхания раствора.
Все рекомендуемые вспомогательные компоненты выпускаются серийно и предлагаются торгующими организациями. Следует помнить, что общее количество добавок не должно превышать 2% от массы бетона, для того чтобы они не повлияли на прочностные характеристики материала.
Не следует халатно относиться к использованию воды, чтобы приготовить бетон. Вода не должна иметь загрязнений и примесей, особенно органического происхождения. Заметное влияние на качество бетона может оказать присутствие в воде кислотных или щелочных веществ, масел и сахаров.
Запрещено применение болотных или неочищенных сточных вод. Осторожно следует использовать воду из рек и других водоемов. Наиболее удовлетворяет всем требованиям водопроводная питьевая вода.
Рецептура бетона своими руками
Чтобы приготовить бетон, прежде всего следует определиться с его рецептурой. Она зависит от назначения бетона и может варьироваться в достаточно широких пределах. Самый простой бетон (так называемый, тощий бетон) марки В7,5 приготавливается в следующем соотношении ингредиентов:
- цемент М400 — 1 часть;
- песок — 10 частей;
- вода — 0,5 части.
Такой бетон используется для подложек (в том числе под фундамент), черновых сглаживающих заливок и т.д. Он не отличается прочностью и пластичностью.
Достаточно распространен бетон марки В15, имеющий следующую рецептуру:
- цемент М400 — 1 часть;
- песок — 2,1 части;
- щебень или гравий — 5 частей;
- вода — 0,6 части.
Большей прочностью обладает бетон марки В25 (цемент М500 — 1 часть, песок — 2 части, щебень — 4 части, вода — 0,5 части). При самостоятельном приготовлении бетона для фундамента часто усредняют рецептуру: цемент М500 — 1 часть, заполнитель — 5 частей, вода — 0,5-1 часть.
Для части фундамента, расположенной ниже поверхности земли содержание наполнителя уменьшают до 3 частей. Следует помнить, что содержание песка во всем объеме наполнителя должно быть не менее 30%. Добавление дополнительных компонентов производится по усмотрению исполнителя работ.
Приготовление бетона: инструкция
Инструмент и приспособления
- емкость для перемешивания;
- мерное ведро;
- вибратор;
- лопата;
- безмен;
- кувалда;
- сито;
- тачка или носилки;
- совок или мастерок.
Для того чтобы приготовить бетон, необходимо выполнить несколько операций: подготовка компонентов, приготовление смеси компонентов и перемешивание смеси с водой. Подготовка компонентов включает удаление примесей, просеивание и развеску согласно рецептуре. Цемент тщательно разминается во избежание попадания комочков и при необходимости просеивается через мелкое сито.
Песок для удаления примесей и крупных зерен просеивается через сито с размером ячеек до 5 мм. Гравий и щебень целесообразно просеять через это же сито с целью удаления частиц размером менее 5 мм.
Развеску ингредиентов лучше производить с помощью мерного ведра, т.е. по объему (поэтому рецептуру удобнее указывать в частях).
Взвешивание компонентов может привести к заметной погрешности из-за различной степени влажности песка и колебания удельного веса материала наполнителя. Для ориентирования можно привести примерное соответствие объемного и весового измерения. Так, объем стандартного мерного ведра (10 л) соответствует 13 кг цемента М500, 14 кг песка или гравия.
Приготовление смеси компонентов возможно двумя способами. Первый способ основан на сухом перемешивании всего объема цемента и наполнителя с последующим заливом водой. Такой способ при ручном перемешивании не дает гарантии, что весь объем будет полностью перемешан и на дне не останется сухого остатка.
Второй метод предусматривает поочередную загрузку компонентов в воду при одновременном перемешивании. Этот способ грешит тем, что не может обеспечить равномерного распределения ингредиентов по объему. Наиболее частое применение находит все-таки второй способ.
Перемешивание компонентов с водой производится до получения монолитной массы густой сметанообразной консистенции равномерного серого цвета. Не допускается наличия сухих комочков. Дополнительные компоненты предварительно размешиваются в воде и добавляются в раствор бетона при одновременном перемешивании.
Если необходимо приготовить бетон для фундамента в больших количествах, целесообразно арендовать механическую бетономешалку, что намного ускорит и облегчит работы. В этом случае подготовка ингредиентов производится так же. Замешивать смесь следует в следующем порядке: залить в бетономешалку воду и замесить в ней цемент до сметанообразного состояния; загрузить наполнитель и все перемешать в течение не менее 2 минут (до 5 мин) до получения однородной массы.
Бетон должен получиться пластичным, но не очень густым и достаточно текучим, чтобы заполнить опалубку без образования пустот. Время использования раствора не должно превышать 1,5 часа. Укладка бетона должна сопровождаться уплотнением (утрамбовкой). Если нет специальных вибраторов, утрамбовку можно произвести самому методом штыкования стальным прутом. Такое уплотнение целесообразно проводить через каждые 20 см заливки.
При любом строительстве необходим бетон. Приготовить бетон самому не представляет больших сложностей. Главное — необходимо правильно определить требуемые параметры материала, а исходя из них, выбрать нужную рецептуру. Сам процесс приготовления бетона достаточно прост и обеспечит необходимое качество при выполнении элементарных правил.
Учебное пособие «Технология бетона»
Учебное пособие «Технология бетона». Автор: Баженов.Ю.М. В настоящем издании внимание уделено технологии бетона с химическими добавками, в том числе с суперпластификаторами и комплексными добавками на их основе; новым видам бетонов, в том числе литым бетонам, фибробетону, арболиту, декоративному бетону; новым технологическим приемам: активации цемента с добавками, использованию солнечной энергии при производстве железобетонных изделий и другим эффективным приемам экономии энергии и материалов.
Производство бетона технология
Смотрите так же:
Заводское производство бетона
Заводы по производству бетона используют для приготовления бетонной смеси бетоносмесители непрерывного и периодического действия. В бетоносмесители периодического действия загружают необходимые дозы исходного сырья, которые перемешивают и выгружают. Бетоносмесители непрерывного действия осуществляет непрерывный процесс загрузки, смешивания и выгрузки.
Производство бетона технология
Бетоносмесители отличаются между собой по способу перемешивания составных компонентов, который бывает принудительным и гравитационным. Бетоносмесители принудительного перемешивания включают в себя неподвижный барабан, внутри которого совершает вращение вал с лопастями. Оборудование такого типа применяется для замешивания жестких бетонных растворов. В гравитационных бетоносмесителях вращающиеся лопасти при перемешивании захватывают определённое количество компонентов бетонной смеси, поднимают их вверх на определённую высоту, откуда они падают и одновременно перемешиваются. Барабаны гравитационных бетоносмесителей имеют ёмкость от 100 до 1500 л, которая определяется объёмом загружаемых ингредиентов бетонного состава без воды.
Продолжительность замешивания бетонного раствора зависит от объёма барабана и подвижности перемешиваемой массы. Чем ниже подвижность бетонной смеси и меньше ёмкость бетоносмесителя, тем длительнее процесс перемешивания. Подвижные бетонные смеси замешиваются в два раза быстрее, чем тяжёлый бетон.
Современные технологии перемешивания бетона
Для приготовления смесей высокой жёсткости бетонные заводы применяют вибросмесители, которые сочетают в себе функции перемешивания и вибрации. При определённом режиме вибрации силы сцепления и трения между частицами раствора нарушаются, и силе тяжести начинает противодействовать давление возбуждения бетонной смеси. Она переходит во взвешенное состояние, её подвижность повышается, что способствует интенсивному перемешиванию.
Разработана струйная технология перемешивания бетонной смеси. Суть заключается в том, что на составные компоненты воздействуют турбулентными потоками сжатого воздуха или перегретого пара, которые подаются в струйный смеситель специальной конструкции.
Для сохранения подвижности и однородной консистенции бетонного раствора с целью недопущения снижения его качества необходимо обеспечить его оперативную доставку потребителям. При длительной транспортировке происходит гидратация цемента. Часть воды испаряется, часть – поглощается заполнителями, в результате чего бетонный раствор загустевает, а его подвижность снижается.
В заводских условиях для транспортировки бетонных смесей применяют ленточные транспортёры, самоходные телеги, электрокары или бетонораздатчики. Бетонные растворы высокой подвижности транспортируют по трубопроводам, работу которых обеспечивают мощные пневматические установки.
Читайте также: