Технология приготовления бетонных смесей

Бетонные смеси приготавливают с использованием цементов, заполнителей и добавок по стандартам и техническим условиям на материалы конкретных видов. Состав и порядок приготовления бетонной смеси должен устанавливаться для конкретных материалов и применяемого оборудования и обеспечивать в каждом замесе получение заданных в проектной документации параметров бетона по прочности, средней плотности, морозостойкости и водонепроницаемости (при необходимости) и другим нормируемым показателям.

Технология приготовления бетонной смеси обеспечивается соблюдением основных правил хранения, транспортирования и перемешивания компонентов бетонной смеси: цементов, заполнителей и химических добавок.

Рассмотрим основные правила приема и хранения цемента и заполнителей на складах. Цемент должен транспортироваться и храниться на складе бетонного завода в условиях, исключающих его распыление, увлажнение и загрязнение различными примесями. Предприятие-изготовитель поставляет цемент партиями массой 300, 1000 или 2000 т в зависимости от его годовой мощности и на каждую партию выдает паспорт, в котором указывает название, марку, состав цемента, массу партии и т.д.

Складирование и хранение цемента необходимо производить по видам, маркам и партиям от различных предприятий раздельно в изолированных специализированных силосных и других складах. Разгрузку и транспортирование цемента следует осуществлять пневмотранспортом. Не допускается хранить цемент во временных амбарных складах, на площадках под навесами и брезентовыми покрытиями, а также вблизи материалов, выделяющих аммиак. При хранении цемента не допускается одновременное складирование в одной емкости цемента разных марок и видов.

Во избежание слеживания его периодически перекачивают из силоса в силос. При длительном хранении снижается активность цемента. Поэтому обязательно проверяют активность цемента при хранении его свыше двух месяцев с момента изготовления, а также в тех случаях, когда сомневаются в сохранении его активности, указанной в паспорте цементного предприятия.

Заполнители для бетонов на бетонный завод поступают также партиями. Партией считают количество песка или щебня, доставленное в одном железнодорожном составе или в одной барже, а при доставке автотранспортом - количество заполнителей, доставленное в течение суток. Каждая партия сопровождается паспортом, в котором указывают наименование карьера, название и вид заполнителя, результаты испытания.

На складе бетонного завода заполнители принимают по объему или массе в состоянии естественной влажности. Объем заполнителей определяют по замерам в транспортных средствах: в вагонах, судах, автомобилях и др., а массу - взвешиванием на железнодорожных или автомобильных весах. Массу заполнителей, поступивших в баржах, определяют по осадке судна при выровненной поверхности штабелей.

Содержание пород и минералов, отнесенных к вредным примесям, в заполнителях, применяемых для производства бетона, не должно превышать допустимого. Вредные примеси могут вызывать:

  • • снижение прочности и долговечности бетона (уголь, графит, горючие сланцы, слоистые силикаты, цеолиты, апатит, нефелин, фосфорит);
  • • ухудшение качества поверхности и внутреннюю коррозию бетона (аморфные разновидности диоксида кремния, растворимого в щелочах, хлорит и некоторые цеолиты, сера, сульфиды, сульфаты, магнетит, гидроксиды железа);
  • • коррозию арматуры в бетоне (галоиды, включающие водорастворимые хлориды, сера, сульфиды и сульфаты).

Складировать и хранить крупные и мелкие заполнители необходимо раздельно по фракциям в типовых складах в условиях, исключающих засорение или смешивание заполнителей различных видов и фракций.

При выборе заполнителей для бетонов следует использовать преимущественно материалы из местного сырья. Заполнители, в том числе природная смесь песка и гравия, применяются фракционированными и мытыми.

На крупных бетонных заводах временного типа заполнители хранят в рассортированном виде в штабелях, конусных или других отсыпках в основном на открытых площадках, а на некоторых небольших постоянно действующих заводах - на складах закрытого типа. Как открытые, так и закрытые склады следует размещать на забетонированных площадках с надлежащим уклоном для быстрого отвода воды, дренирующей сквозь толщу материала.

Крупный заполнитель в зависимости от предъявляемых к бетону требований выбирают по следующим показателям: зерновому составу и наибольшей крупности, содержанию пылевидных и глинистых частиц, вредных примесей, форме зерен, прочности, содержанию зерен слабых пород, петрографическому составу и радиационно-гигиенической характеристике. При подборе состава бетона учитывают также плотность, пористость, водопоглоще- ние, пустотность. Крупные заполнители должны иметь среднюю плотность от 2000 до 2800 кг/м3.

В качестве крупных заполнителей для тяжелых бетонов используют щебень из природного камня, из гравия, из попутно добываемых пород и отходов горно-обогатительных предприятий, гравий, а также щебень из шлаков ТЭЦ.

Крупный заполнитель при приготовлении бетонной смеси следует применять в виде раздельно дозируемых фракций. Наибольшая крупность заполнителя должна быть установлена в стандартах, технических условиях или рабочих чертежах бетонных и железобетонных конструкций.

В качестве мелких заполнителей для бетонов используют природный песок и песок из отсевов дробления и их смеси, а также золошлаковые смеси.

Зерновой состав мелкого заполнителя должен соответствовать нормам. При несоответствии зернового состава природных песков требованиям норм применяют укрупняющую добавку к мелким и очень мелким пескам - песок из отсевов дробления или крупный песок, а к крупному песку - добавку, понижающую модуль крупности, - мелкий или очень мелкий песок.

В бетонах класса по прочности до С20/25 включительно допускается использование очень мелких песков с модулем крупности Мк от 1,0 до 1,5 мм с содержанием зерен менее 0,16 мм до 20% по массе и пылевидных и глинистых частиц не более 3% по массе.

Химические добавки применяют для получения требуемых технологических свойств бетонных смесей и эксплуатационных свойств бетонов, для регулирования и улучшения их свойств, а также снижения расхода цемента и энергетических затрат.

Пластифицирующе-воздухововлекающие, воздухововлекающие и другие добавки следует вводить в барабан смесителя вместе с водой затворения, а суперпластификаторы - вместе с 0,2-0,25 частями воды затворения в конце перемешивания. Для равномерного распределения добавок в объеме замеса бетонной смеси продолжительность перемешивания после введения в смеситель всех компонентов, включая добавки, следует принимать 90 с для смесителей гравитационного действия и 30 с для смесителей принудительного действия.

При приготовлении литых бетонных смесей следует руководствоваться следующим регламентом введения суперпластификаторов в бетонную смесь:

  • • для бетонных смесей, укладываемых в опалубку в течение не более 20-30 мин после их приготовления, - с водой затворения;
  • • для бетонных смесей, укладываемых в конструкцию в течение 90-120 мин после их приготовления, - непосредственно перед укладкой в опалубку.

Так как бетонные смеси литьевой консистенции, модифицированные суперпластификаторами, отличаются малой вязкостью и склонны к расслоению, а разжижающий эффект от действия супер-пластификаторов длится от 30 до 60 мин, в них следует вводить стабилизирующие добавки, а в необходимых случаях и добавки-замедлители.

Отдельные или комплексные химические добавки, применяемые для улучшения свойств бетонной смеси и бетона, снижения расхода цемента, трудовых и энергетических затрат, должны соответствовать стандартам и техническим условиям. Пластифицирующие добавки, как правило, суперпластификаторы, используются для приготовления высокоподвижных и литых бетонных смесей; воздухововлекающие и другие порообразующие добавки - для приготовления конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов; воздухововлекающие и пластифицирующе-воздухововле- кающие добавки - для приготовления бетонов с повышенной морозостойкостью (F200 и выше) из подвижных бетонных смесей.

Водный раствор добавки считается пригодным к применению, если в результате полного ее растворения и разбавления плотность раствора соответствует заданной.

Жидкие химические добавки поставляются на завод в герметичной таре и должны храниться в условиях, исключающих их замерзание или потерю необходимых свойств, в специальных складах или емкостях, оснащенных устройствами для промывки трубопроводов и удаления нерастворимых осадков.

Добавки перед подачей из одной емкости в другую и перед применением необходимо тщательно перемешивать с помощью механических устройств, сжатого воздуха (кроме растворов поверхностно-активных веществ) или насосов. При перемещении растворов поверхностно-активных веществ необходимо учитывать возможность пенообразования. Для уменьшения пенообразования трубопроводы подачи добавок в емкость следует врезать в ее нижней части.

Подачу в бетоносмесительные узлы цемента, заполнителей, добавок производят в условиях, обеспечивающих сохранность их качества. В зимнее время заполнители, вода и растворы добавок должны быть соответствующим образом подготовлены и иметь температуру от 5 до 70 °С, а при производстве труб - от 5 до 40 °С.

Дозирование компонентов смеси должно обеспечивать соответствие количества и пропорции составляющих бетонной смеси заданному составу бетона. При этом дозирование составляющих производят по массе весовыми дозаторами цикличного или непрерывного действия. Допускается исключение для воды, которую дозируют по объему, используя мерные емкости или водяные дозаторы. Также возможно дозирование по объему добавок, вводимых в бетонную смесь в виде водных растворов. Пористые заполнители дозируют по объему с коррекцией по массе. Соотношение компонентов определяется для каждой партии цемента и заполнителей при приготовлении бетона требуемой прочности и подвижности.

Дозировка компонентов корректируется в процессе приготовления бетонной смеси с учетом данных контроля показателей свойств цемента, влажности, гранулометрии заполнителей и контроля прочности. Виды и объем (массу) вводимых добавок уточняют опытным путем в зависимости от вида и качества исходных материалов, применяемых для приготовления бетонной смеси, и режимов твердения.

Требуемые значения водоцементного отношения и объема вовлеченного воздуха в бетонных смесях устанавливают для отдельных видов бетона в зависимости от условий работы конструкций. Для дорожных и аэродромных однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий водоцементное отношение в бетонной смеси должно быть не более 0,5, а для нижнего слоя двухслойных покрытий - не более 0,6.

Влажность заполнителей для сухих бетонных смесей ограничивается 0,1%.

Погрешность дозирования исходных материалов весовыми дозаторами цикличного и непрерывного действия не должна превышать для цемента, воды, сухих добавок, рабочего раствора жидких добавок 1%, заполнителей - 2%, пористых заполнителей - 2% по объему. Для бетоносмесительных установок производительностью до 5 м3/ч допускается объемное дозирование сыпучих материалов с теми же погрешностями дозирования.

Жидкие добавки вводятся в виде рабочего раствора, который рекомендуется готовить следующей концентрации, %: 0,5 - для стабилизирующих добавок; от 1 до 5 - для воздухововлекающих добавок; от 5 до 10 - для пластифицирующих и замедляющих схватывание добавок; от 10 до 20 - для противоморозных добавок и ускорителей твердения; от 10 до 15 - для суперпластификаторов.

Порядок загрузки компонентов, продолжительность перемешивания бетонной смеси устанавливаются для конкретных материалов и условий применяемого бетоносмесительного оборудования путем оценки подвижности, однородности и прочности бетона в конкретном замесе.

Загрузку работающего смесителя материалами следует производить (за исключением специальных методов приготовления смесей) в такой последовательности: крупный заполнитель, песок, цемент, тонкомолотые добавки, вода. Раствор химических добавок следует вводить вместе с водой затворения или после перемешивания всех материалов.

Загрузку исходных материалов в работающий смеситель цикличного действия производят, как правило, одновременно. Раствор добавок при приготовлении бетонной смеси для тяжелых бетонов вливают вместе с водой затворения, для легких бетонов одновременно с цементом и заполнителями добавляют 50-70% расчетного объема воды, смешивают их в течение 30 с, а затем вводят рабочий раствор добавок одновременно с оставшейся частью воды. При использовании отрезков волокнистых материалов (фибры) следует предусматривать такой способ их введения, при котором они не будут образовывать комки и неоднородности. При этом время перемешивания смеси во избежание комкования не должно превышать 3-5 мин.

Порядок загрузки компонентов и продолжительность перемешивания бетонной смеси устанавливаются для различных материалов с учетом особенностей бетоносмесительного оборудования. Достаточной является продолжительность перемешивания, при которой отклонение от требуемой подвижности и однородности бетонной смеси не превышает 10%, а прочности образцов-кубов из разных частей одного замеса - 5%.

При приготовлении бетонной смеси по раздельной технологии надлежит соблюдать следующий порядок:

  • • в работающий скоростной смеситель дозируется вода, часть песка, тонкомолотый минеральный наполнитель (в случае его применения) и цемент, все перемешивается;
  • • полученную смесь подают в бетоносмеситель, предварительно загруженный оставшейся частью заполнителей и воды, и еще раз все перемешивают.

Для обеспечения требуемой минимальной температуры смеси в зимнее время (5 °С - при формовании в цехах и 30 °С - на полигонах) допускается подогрев воды до температуры не более 70 °С.

В смесителях принудительного действия приготовляют бетонные смеси всех марок по удобоукладываемости для любых видов бетонов. В гравитационных смесителях допускается готовить бетонные смеси для тяжелых бетонов марок по удобоукладываемости П1-П4 и Ж1 и для легких бетонов классов С12/15 и выше средней плотностью Д1600 и выше тех же марок по удобоукладываемости. При использовании смесителей гравитационного действия время перемешивания увеличивается не менее чем на 30%.

Продолжительность перемешивания бетонной смеси, в том числе с пластифицирующими добавками, определяют экспериментальным путем из условия обеспечения ее однородности.

При назначении времени перемешивания бетонной смеси следует иметь в виду, что от продолжительности перемешивания зависят не только ее однородность, но и оптимальные условия для формирования технологических свойств бетонной смеси и физико-механических свойств бетона.

Для смесителей гравитационного действия устанавливают минимальную продолжительность перемешивания, а для смесителей принудительного действия - минимальную и максимальную, так как в бетонных смесях с пластифицирующими добавками при продолжительном перемешивании снижается подвижность за счет активации смеси и ее разогрева, а также происходит обогащение избыточным содержанием воздуха за счет пенообразо- вания.

Требования к бетонным смесям приведены в табл. 8.1.

Таблица 8.1. Требования к составу, приготовлению и транспортированию бетонных смесей

Параметр

Величина параметра, м

Число фракций крупного заполнителя при

крупности зерен, мм:

до 40

Не менее 2

свыше 40

Не менее 3

Наибольшая крупность заполнителей: для железобетонных конструкций

Не более 2/3 наименьшего расстояния между стержнями арматуры

для плит

Не более 1/2 толщины

плиты

для тонкостенных конструкций

Не более 1 /3—1 /2 толщины

изделия

при перекачивании бетононасосом:

Не более 0,33 внутреннего диаметра трубопровода

в том числе зерен наибольшего размера лещадной и игловатой форм

Не более 15% по массе

При перекачивании по бетоноводам содержание песка крупностью менее,

мм:

0,14

5-7%

0,30

15-20%

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >