Технология за производство на бетон. Оборудване за производство на бетон

Бетонът е водещ материал в строителството и според учените ще остане такъв поне още 40-60 години. В същото време технологията на производството на бетон през последния половин век се е променила малко. Въпреки че производственият процес отнема много време, използваното оборудване е структурно доста просто и евтино. Това ви позволява да организирате производството на популярен строителен материал без високи разходи.

Исторически произход

Технологията на производство на бетон е била известна дори на древните шумери, които са я използвали широко преди 4000-5000 години. По-късно технологията е възприета от вавилонците, египтяните и други цивилизации. Наскоро в Сърбия откриха сграда с възраст 7600 години, чийто под е излят с 25-сантиметров слой бетон на основата на варовик. Древният строителен материал, разбира се, се различава от съвременния, но принципът остава същият: свързващият материал чрез действието на водата закрепва баластния пълнител (пясък, камъни, слама). След изсушаване сместа става много силна.

След хилядолетия древните римляни усъвършенствали технологията. Те открили, че в изобилие вулканичният материал, съдържащ се на Апенините (туф, пемза, пепел) в комбинация с вода, пясък, чакъл след тампониране и изсушаване става толкова силен, колкото камък. В Римската империя обществените институции, акведукти, канализация и частни къщи масово се изграждаха от бетон. Досега най-голямата сграда, куполът на която е изцяло изграден от стоманобетон, остава Пантеонът, издигнат от римляните преди много векове. До известна степен Великата китайска стена също прилича на конкретна конструкция.

След падането на Рим, през Средновековието, технологията е загубена. Едва през XVII-XVIII век започват опити за възраждане на забравените тайни на древните строители. Джеймс Паркър през 1796 г. патентова рецепта за производство на "римски цимент" на базата на пуцолани. Успоредно с това учените търсеха алтернативни свързващи вещества, които да заменят вулканичните материали.

Важен принос направи френският мостови инженер Луи Вик. Той открил, че смес от варовик и глина произвежда ефективно свързващо вещество. През 1828 г. той изгражда мост, използвайки цимент, а през 1840 г. представя на обществеността преработен материал - портланд цимент, който и до днес се използва широко.

описание

Бетонът е обикновен изкуствен строителен материал, когато се втвърдява, той придобива каменна форма. Има различни методи за производство на бетон, но повечето от тях се свеждат до смесване в определени пропорции свързващо вещество (обикновено цимент), инертни материали (пясък, чакъл, бута и др.) И вода. За да се подобри качеството на сместа, могат да се използват различни добавки: водоотблъскващи, пластификатори и други. При производството на асфалтов бетон вместо вода се използва битум.

структура

Въпреки че няма много бетонни компоненти, в света има хиляди марки, които се различават в процента на използваните материали и добавките. Класическата композиция на бетона е следната:

• цимент;
• пясък;
• агрегат (чакъл, натрошен камък, камъчета, експандирана глина и др.);
• вода;
• добавки (по избор).

Процентът на тези компоненти зависи от необходимия клас бетон, характеристиките на цимента, коефициента на влага на пясъчно-чакълестата смес и свойствата на добавките. Препоръчителните пропорции при използване на цимент M500 са представени в таблицата.

Най-важният фактор е количеството вода. Обикновено тя е 0,5-1 част, обаче, тя трябва да се изчислява въз основа на съдържанието на влага в сместа, желаната якост, степента на течливост, времето за настройка, използваните добавки. Коефициентът на водо-циментовото съотношение в идеалния случай трябва да бъде 0,3-0,5. С излишък на вода силата на готовия цимент намалява.

Производство на бетонни добавки

Едно от стратегическите направления в развитието на бетонната технология е използването на добавки. В света има около 50 вида, използвани с повече от 50 000 марки, Всяко вещество (дори пилешки яйца и карбамид) може да се счита за добавки към бетона и хоросаните. За да подобрят състава на бетона, учените разработват многофункционални добавки, които предизвикват синергичен ефект.

В края на 20 век са изобретени и въведени суперпластификатори - многокомпонентни универсални добавки, които имат свойства на пластификация и намаляване на водата. Това позволи конструкцията да премине към масовото използване на високо подвижни, чугунени бетонови смеси и бетон с висока якост с якост на натиск до 80 MPa и напрежение до 4 MPa.

Уплътняване на бетон

Технологията за производство на бетон в индустриален мащаб включва етапа на уплътняване на бетонните смеси. По правило това става чрез вибрация, по време на която се запълват микроскопични празнини. Също така доста разпространен е центробежният (без вибрации) метод за формиране на стоманобетонни изделия, особено при обработка на бетон за производство на тръби без налягане.

Уплътняване на вибрациите

Производственият процес на висококачествен бетон като правило предполага използването на вибрационни инсталации в бъдеще. Най-разпространеният вид образуване на вибрации е уплътняването на степента (станцията). В този случай формите с бетонната смес се монтират върху вибриращата платформа, която е подложена на вибрации от вибрационния механизъм.

Вибрационни платформи от различни видове се използват за вибрация на стенд, това са технологичните особености на метода. Те се класифицират според оформлението на масата и вибрационния орган, товароносимостта и основните параметри на вибрацията. Оформлението разграничава:

• механизми, които имат една маса с вибрационен възбудител, разположен отдолу;
• блокови вибрационни платформи, състоящи се от обединени блокове с един вибрационен възбудител, разположени под масата на един от блоковете.

Капацитетът на площадките се определя от мощността на задвижващите двигатели. Най-често срещаните вибрационни платформи с товароносимост 3, 5, 7, 10 и 15 тона, по-рядко - 20 и 25 т. Товароносимостта на блоковите механизми е в диапазона от 2-24 тона.

Вибрираща технология

Най-сложната технология за производство на бетон са вибро-вакуумните смеси. Характеризира се с комбинация от периодична евакуация с вибрации. Вибрациите се извършват за полагане и уплътняване на бетонната смес. В процеса на евакуация вибрацията се включва за достатъчно кратко време, за да локализира триенето между частиците на сместа, за да допринесе за по-доброто запълване на пространството за газови пари.

Величината на вакуумния вакуум е 75-80% от абсолютната стойност. В резултат на това се образува градиент на налягането, под въздействието на който прекомерната смес от вода, въздух и пара-въздух се изпраща от зоните на атмосферното налягане към източниците на вакуум и се отстранява от бетона.

Виброкомпресията се използва за образуване на много продукти, по-специално за производството на тротоарни плочи и пътни елементи, при производството на стоманобетонни тръби под налягане и други продукти от твърди, главно финозърнести смеси.

Метод на центробежно уплътняване

Същността на центробежното образуване е, че когато форматът се завърта с равномерно разпределен слой от бетонова смес, възниква центробежно налягане, под въздействието на което става разделянето на частите на твърдата фаза по размер и тяхното сближаване, придружено от изместване на водата с суспендирани разединени йони и силно диспергирани циментови фракции.

За да се премахне структурната и текстурна разнородност, която намалява здравината на бетона, се предлага метод за слоево уплътняване на бетонната смес. Благодарение на този метод се образува хомогенна бетонна текстура по цялата секция на стената на продукта. За да се увеличат физикомеханичните свойства на центрофугирания бетон, след разхлабване на уплътнената смес се прилага повторно центрофугиране.

оборудване

Оборудването за производство на бетон варира в широки граници: от прости ръчни бетонобъркачки до промишлени многостепенни комплекси. За частно строителство е удобно да се използват малки механизирани (електрически, дизелови) бетонобъркачки. Цената им започва от 5-6 хиляди рубли. Зареждането на компоненти се извършва ръчно. Значителни недостатъци са сложността на точната доза на добавените материали, липсата на механизми за уплътняване на сместа, ниската производителност.

Ако целта е да се организира малко частно предприятие, тогава най-добрият вариант би бил мобилен бетонов завод. Оборудването за мини-фабрика е сравнително евтино - от 400 хиляди рубли, което е по-евтино от автомобил. Освен това рентабилността на предприятието може да достигне 1 милион рубли на месец.

Автоматизираните линии с мощна инсталация за смесване на компоненти, вибрираща система и транспортиране на конвейер на материал в бетонен камион са по-скъпи. С цена от 1,5 милиона рубли те демонстрират отлични показатели за предоставяне на бетон за частни клиенти и малки строителни фирми.

Промишлено производство

Характеристики на производството на бетон в специализирани предприятия е използването на мощно многостепенно оборудване, вибриращи, вибриращи или центробежни инсталации, различни добавки, пластификатори. Тук се прави не само бетон, но и крайните му продукти - от тротоарни плочи, бордюри и канализационни пръстени до стълбищни стени, сглобяеми конструкции за панелно строителство на къщи, елементи от мостове и промишлени конструкции.

В големите предприятия количеството и качеството на компонентите се изчисляват в заводски лаборатории до десети от процента. Професионалното оборудване ви позволява да използвате минимално допустимото количество вода, което значително подобрява качеството на готовия материал, а използването на добавки увеличава времето за настройка и степента на течливост на бетона. Бетонните смесители разбъркват сместа до хомогенна маса с качествено недостижимо за евтини бетонови смесители.