Beton er et førende materiale inden for konstruktion og ifølge forskere vil det forblive i mindst yderligere 40-60 år. På samme tid har teknologien inden for betonproduktion i det sidste halve århundrede ændret sig lidt. Selvom fremstillingsprocessen er tidskrævende, er det anvendte udstyr strukturelt ganske enkelt og billigt. Dette giver dig mulighed for at arrangere produktionen af populært byggemateriale uden høje omkostninger.
Historisk baggrund
Teknologien til betonproduktion var endda kendt for de gamle sumere, som i vid udstrækning anvendte den for 4000-5000 år siden. Senere blev teknologi vedtaget af babylonierne, egypterne og andre civilisationer. For nylig opdagede de i Serbien en bygning i en alder af 7600 år, hvis gulv hældes med et 25 cm lag beton baseret på kalksten. Det gamle bygningsmateriale adskiller sig naturligvis fra det moderne, men princippet forbliver det samme: det bindende materiale ved hjælp af vand fastgør ballastpåfyldningsstoffet (sand, sten, halm). Efter tørring bliver blandingen meget stærk.
Efter årtusinder perfektionerede de gamle romere teknologi. De fandt ud af, at det vulkanske materiale, der er indeholdt i apenninerne (tuff, pimpsten, aske) i overflod i kombination med vand, sand, grus efter tampning og tørring bliver lige så stærkt som sten. I det romerske imperium blev offentlige institutioner, akvedukter, kloakker og private huse massivt bygget af beton. Indtil nu forbliver den største bygning, hvis kuppel udelukkende er lavet af uarmeret beton, Pantheon, opført af romerne for mange århundreder siden. I nogen grad ligner den kinesiske mur også en konkret struktur.
Efter Rom fald, i middelalderen, gik teknologien tabt. Først i XVII-XVIII århundreder begyndte forsøg på at genoplive de glemte hemmeligheder for de gamle bygherrer. James Parker patenterede i 1796 en opskrift til fremstilling af "romersk cement" baseret på pozzolans. Parallelt ledte forskere efter alternative bindemidler, der kunne erstatte vulkanske materialer.
Et vigtigt bidrag blev ydet af den franske broingeniør Louis Vic. Han fandt, at en blanding af kalksten og ler producerer et effektivt bindemiddel. I 1828 byggede han en bro ved hjælp af cement, og i 1840 præsenterede han for offentligheden et revideret materiale - Portland cement, som stadig bruges i dag.
beskrivelse
Beton er et almindeligt kunstigt byggemateriale, når det størkner, tager det en stenlignende form. Der er forskellige metoder til fremstilling af beton, men de fleste af dem koges ned til blanding i visse forhold af et bindemiddel (normalt cement), aggregat (sand, grus, buta osv.) Og vand. For at forbedre blandingens kvalitet kan forskellige tilsætningsstoffer bruges: vandafvisere, blødgøringsmidler og andre. Ved fremstilling af asfaltbeton bruges bitumen i stedet for vand.
struktur
Selvom der ikke er mange konkrete komponenter, er der tusinder af mærker i verden, der adskiller sig i procent af materialerne og de anvendte additiver. Den klassiske sammensætning af beton er som følger:
- cement;
- sand;
- samlet (grus, knust sten, småsten, ekspanderet ler osv.);
- vand;
- tilsætningsstoffer (valgfrit).
Procentdelen af disse komponenter afhænger af den krævede betonkvalitet, cementegenskaber, fugtighedskoefficient for sand-grusblandingen og egenskaberne for additiverne. Anbefalede forhold ved brug af cement M500 er vist i tabellen.
Betonklasse | Cement, kg / dele | Sand, kg / dele | Knust sten, kg / dele |
200 | 1 | 3,5 | 5,6 |
250 | 1 | 2,6 | 4,5 |
300 | 1 | 2,4 | 4,3 |
400 | 1 | 1,6 | 3,2 |
450 | 1 | 1,4 | 2,9 |
Den vigtigste faktor er mængden af vand. Normalt er det 0,5-1 del, men det bør beregnes på baggrund af blandingens fugtighedsindhold, den ønskede styrke, fluiditetsgrad, indstillingstid, anvendte additiver. Koefficienten for vand-cementforhold bør ideelt være 0,3-0,5. Med et overskud af vand falder styrken af den færdige cement.
Produktion af tilsætningsstoffer til beton
En af de strategiske retninger i udviklingen af konkret teknologi er brugen af additiver. Der er omkring 50 typer af dem, der bruges i verden med mere end 50.000 mærker. Hvert stof (endda kyllingæg og urinstof) kan betragtes som tilsætningsstoffer til beton og mørtel. For at forbedre sammensætningen af beton udvikler forskere multifunktionelle additiver, der forårsager en synergistisk effekt.
I slutningen af det 20. århundrede blev superplastificeringsmidler opfundet og introduceret - multikomponent universelle tilsætningsstoffer, der har plastificerende og vandreducerende egenskaber. Dette gjorde det muligt for konstruktionen at skifte til massebrug af meget mobile, støbede betonblandinger og højstyrkebeton med trykstyrke op til 80 MPa og op til 4 MPa i spænding.
Betonkomprimering
Teknologien til produktion af beton i industriel skala inkluderer komprimeringsstadiet af betonblandinger. Som regel gøres dette gennem vibrationer, hvor mikroskopiske hulrum fyldes. Også temmelig almindelig er den centrifugale (vibrationsfri) metode til dannelse af armerede betonprodukter, især ved behandling af beton til fremstilling af trykfrie rør.
Vibrationskomprimering
Produktionsprocessen af beton af høj kvalitet indebærer som regel brugen af vibrationsanlæg i fremtiden. Den mest udbredte type vibrationsdannelse er vibrationskomprimering af bænke (staffeli). I dette tilfælde installeres formene med betonblandingen på den vibrerende platform, som udsættes for vibrationer fra vibrationsmekanismen.
Vibrationsplatforme af forskellige typer bruges til bænksvibration, dette er de teknologiske træk ved metoden. De er klassificeret efter bordets layout og det vibrerende organ, belastningskapacitet og de vigtigste parametre for vibration. Layouten adskiller:
- mekanismer, der har en tabel med en vibrationsudløser placeret nedenfor;
- bloktypevibrationsplatforme, der består af forenede blokke med en vibrationsudløser placeret under bordet på en af blokke.
Pladsernes kapacitet bestemmes af drivmotorernes effekt. De mest almindelige vibrationsplatforme med en bæreevne på 3, 5, 7, 10 og 15 ton, sjældnere - 20 og 25 ton. Bæreevnen for blokmekanismer ligger i området 2-24 ton.
Vibrerende teknologi
Den mest komplekse teknologi til produktion af beton er vibro-vakuum-blandinger. Det er kendetegnet ved en kombination af periodisk evakuering med vibrationer. Vibrationer udføres til at lægge og komprimere betonblandingen. I evakueringsprocessen tændes vibrationen i tilstrækkelig kort tid til at lokalisere friktionen mellem partiklerne i blandingen for at bidrage til en bedre fyldning af gas-damprummet.
Størrelsen af vakuumvakuumet er 75-80% af den absolutte værdi. Som et resultat dannes en trykgradient, under hvilken påvirkningen overdreven vand, luft og damp-luft blanding sendes fra atmosfæriske trykzoner til vakuumkilder og fjernes fra beton.
Vibrocompression bruges til at danne mange produkter, især til fremstilling af brolægningsplader og vejelementer, til fremstilling af trykfølsomme armerede betonrør og andre produkter fra stive, hovedsageligt finkornede blandinger.
Centrifugal komprimeringsmetode
Essensen af centrifugaldannelse er, at når formatteren drejes med et ensartet fordelt lag af betonblanding, opstår centrifugaltryk, hvor påvirkning af delene i den faste fase i størrelse og deres tilnærmelse finder sted ledsaget af forskydning af vand med suspenderede dissocierede ioner og stærkt spredte cementfraktioner.
For at eliminere strukturel og strukturel heterogenitet, der reducerer styrken af beton, foreslås en metode til lag-for-lag-komprimering af betonblanding. Takket være denne metode dannes en homogen betonstruktur over hele sektionen af produktvæggen. For at øge de fysikomekaniske egenskaber ved centrifugeret beton påføres gentagen centrifugering efter løsnelse af den komprimerede blanding.
udstyr
Udstyr til produktion af beton varierer meget: fra enkle håndholdte betonblandere til industrielle komplekser på flere niveauer. Til privat konstruktion er det praktisk at bruge små mekaniserede (elektriske, diesel-) betonblandere. Deres omkostninger starter fra 5-6 tusind rubler. Indlæsning af komponenter udføres manuelt. Væsentlige ulemper er kompleksiteten af den nøjagtige dosering af de tilsatte materialer, manglen på mekanismer til komprimering af blandingen, lav produktivitet.
Hvis målet er at organisere en lille privat virksomhed, ville den bedste mulighed være et mobilt betonanlæg. Udstyr til en mini-fabrik er relativt billigt - fra 400 tusind rubler, hvilket er billigere end en bil. Desuden kan virksomhedens rentabilitet nå op på 1 million rubler pr. Måned.
Automatiske linjer med en kraftig installation til blanding af komponenter, et vibrationssystem og transport af materiale i en betonbil er dyrere. Til en pris på 1,5 millioner rubler demonstrerer de fremragende ydeevne til at levere konkrete til private klienter og små byggefirmaer.
Industriel produktion
Funktioner ved betonproduktion hos specialiserede virksomheder er brugen af kraftfuldt udstyr på flere niveauer, vibrerende, vibrerende eller centrifugale anlæg, forskellige tilsætningsstoffer, blødgørere. Her fremstilles ikke kun beton, men også dets endelige produkter - fra brolægningsplader, kantsten og kloakringe til trapper, præfabrikerede strukturer til bygning af paneler, elementer i broer og industrikonstruktioner.
I store virksomheder beregnes mængden og kvaliteten af komponenter i fabrikslaboratorier op til tiendedele af en procent. Professionelt udstyr giver dig mulighed for at bruge den mindste tilladte mængde vand, hvilket markant forbedrer kvaliteten af det færdige materiale, og brugen af tilsætningsstoffer øger indstillingstiden og graden af flydighed af beton. Betonblandingsanlæg omrører blandingen til en homogen masse med en kvalitet, der ikke kan opnås for billige betonblandere.