Технология бетона

Технология изготовления бетонных изделий состоит в дозировании компонентов, приготовлении бетонной смеси, ее транспортировке и укладке, уплотнении в формах и твердении.

Дозирование компонентов должно осуществляться с помощью весовых дозаторов по массе с точностью 1 % для цемента и воды и 2 % для заполнителей. Бетонную смесь приготавливают в смесителях непрерывного и периодического действия. По способу перемешивания смесители делят на гравитационные и принудительные.

В гравитационном смесителе на стенках смесительного барабана укреплены лопасти, которые при вращении корпуса поднимают бетонную смесь в верхнюю часть корпуса, откуда под влиянием сил гравитации она падает на дно смесителя. Таким, образом, перемешивание происходит под влиянием сил гравитации. Достоинство гравитационных смесителей определяется их экономичностью, простотой конструкции. Перемешивание жестких смесей в них затруднено. Гравитационный смеситель может работать по непрерывной схеме. Для этого его изготавливают в виде вращающегося горизонтального цилиндра, с одного торца которого идет загрузка материалов, а с другого – выгрузка бетонной смеси. В принудительном смесителе бетонная смесь приготавливается в неподвижном корпусе, в полости которого вращаются лопасти, жестко закрепленные на вертикальном или горизонтальном валу. В таких смесителях достигается качественное перемешивание как жестких, так и литых смесей, с применением тяжелых и легких заполнителей.

Продолжительность перемешивания зависит от вида смеси, объема смеси и типа смесителя и обычно составляет от 50 с до 5 мин. Применение поверхностно-активных химических добавок – суперпластификаторов расширяет возможности внедрения новых видов смесителей, обеспечивающих интенсивное перемешивание компонентов и активацию цемента – турбулентных, струйных, в вибросмесителях и ультразвуковых виброактиваторах. Интенсивное перемешивание активирует растворение цементных частиц, повышает скорость нарастания прочности, сокращает время перемешивания.

Уплотнение при укладке бетона – необходимое условие получения заданной прочности. В зависимости от принятых условий технологии уплотнение осуществляют прессованием, вибрацией, вибропрессованием, вакууммированием с вибрацией, центрифугированием. Для укладки весьма подвижных смесей применяют литье. Вибрация при укладке осуществляется с помощью поверхностных, навесных и глубинных вибраторов, работающих от тока промышленной частоты 50 Гц (3000 кол/мин) с амплитудой около 0,3 мм. Для интенсификации уплотнения применяется высокочастотное и поличастотное вибрирование, а также ударное уплотнение с высокой амплитудой (3 мм) и низкой частотой (60…120 кол/мин). Центрифугирование основано на уплотнении бетонной смеси центробежными силами в процессе ее вращения. Его применяют для формовки безнапорных труб и других «кольцевых» конструкций. Вакууммирование основано на создании разницы между атмосферным давлением и давлением в порах бетона. Вакууммирование удаляет воздух и избыток воды из бетонной смеси, значительно уплотняя структуру бетона.

Твердение бетона на портландцементе – длительный процесс. Наиболее интенсивно он протекает в первые сутки. Проектную прочность бетона устанавливают в возрасте 28 суток. В благоприятных условиях набор прочности бетона может продолжаться в течение года и дольше. Интенсивность набора прочности зависит от минералогического состава цемента, от применения ускорителей твердения и условий твердения. Существует ряд технологических приемов ускоренного твердения бетона.

1 - тепловлажностная обработка (ТВО) – пропаривание насыщенным водяным паром атмосферного давления в пропарочных камерах. Цикл пропаривания включает выдержку бетонных изделий в течение 2…4 часов после изготовления в условиях комнатной температуры; нагрев до температуры 80…90 °С со средней скоростью 30 °С/ч, изотермическую выдержку в течение 8…12 часов, понижение температуры пара со средней скоростью 30 °С/ч. Общая продолжительность цикла составляет приблизительно 12…16 часов;

2 – контактный обогрев – состоит в обогреве бетонных изделий через плотные непроницаемые перегородки. Контактный обогрев выполняют с помощью теплоэлектронагревателей, размещаемых на опалубке. Контактный обогрев происходит, например, при производстве сборного железобетона в кассетах при циркуляции в их изолированных от бетона отсеках насыщенного водяного пара с температурой 90…100°С. В последнее время на строительных объектах внутрь бетонных конструкций закладывают изолированные греющие провода, нагреваемые пропусканием электрического тока. В дальнейшем провода обрезают, оставляя их в бетоне. Распространен также обогрев бетона с помощью теплоэлектронагревателей размещаемых на поверхности бетонной конструкции;

3 – электропрогрев – состоит в пропускании через бетон переменного тока напряжением 60…127 В. При этом бетонная смесь, оказывая сопротивление току, разогревается и до 60…80 °С. Так, панели наружных стен из легких бетонов рекомендуют прогревать в горизонтальных формах. В качестве одного электрода используют стальной поддон, в качестве другого – арматурную сетку, ближайшую к свободной поверхности изделия;

4 – автоклавная обработка применяется для производства силикатных бетонов и заключается в запаривании изделий насыщенным водяным паром повышенного давления в течение 8…12 часов при температуре 175…200 °С и давлении 0,9…1,6 МПа.