Το σκυρόδεμα είναι ένα κορυφαίο υλικό κατασκευής και, σύμφωνα με τους επιστήμονες, θα παραμείνει για τουλάχιστον άλλα 40-60 χρόνια. Ταυτόχρονα, η τεχνολογία της παραγωγής σκυροδέματος τον τελευταίο μισό αιώνα έχει αλλάξει ελάχιστα. Αν και η διαδικασία κατασκευής είναι χρονοβόρα, ο εξοπλισμός που χρησιμοποιείται είναι δομικά αρκετά απλός και φθηνός. Αυτό σας επιτρέπει να οργανώσετε την παραγωγή δημοφιλούς οικοδομικού υλικού χωρίς υψηλό κόστος.
Ιστορικό υπόβαθρο
Η τεχνολογία της παραγωγής σκυροδέματος ήταν γνωστή ακόμη και στους αρχαίους Σουμέριους, που την χρησιμοποιούσαν ευρέως πριν από 4000-5000 χρόνια. Τελευταία τεχνολογία υιοθετήθηκε από τους Βαβυλώνες, τους Αιγυπτίους και άλλους πολιτισμούς. Πρόσφατα, στη Σερβία, ανακάλυψαν ένα κτίριο ηλικίας 7600 ετών, το δάπεδο του οποίου χύνεται με στρώμα σκυροδέματος 25 εκατοστών με βάση ασβεστόλιθο. Το αρχαίο οικοδομικό υλικό, φυσικά, διαφέρει από το σύγχρονο οικοδομικό υλικό, αλλά η αρχή παραμένει η ίδια: το συνδετικό υλικό μέσω της δράσης του νερού στερεώνει το πληρωτικό έρμα (άμμο, πέτρες, άχυρο). Μετά την ξήρανση, το μείγμα γίνεται πολύ ισχυρό.
Μετά από χιλιετίες, οι αρχαίοι Ρωμαίοι τελειοποίησαν την τεχνολογία. Διαπίστωσαν ότι σε αφθονία το ηφαιστειακό υλικό που περιέχεται στις απονίνες (ταφ, ελαφρόπετρα, τέφρα) σε συνδυασμό με νερό, άμμο, χαλίκια μετά από τη συμπύκνωση και την ξήρανση γίνεται τόσο ισχυρή όσο η πέτρα. Στη Ρωμαϊκή Αυτοκρατορία, δημόσιοι οργανισμοί, υδραγωγεία, υπονόμους και ιδιωτικές κατοικίες οικοδομήθηκαν μαζικά από σκυρόδεμα. Μέχρι τώρα, το μεγαλύτερο κτίριο, ο θόλος του οποίου είναι εξ ολοκλήρου κατασκευασμένο από μη ενισχυμένο σκυρόδεμα, παραμένει το Πάνθεον, που ανεγέρθηκε από τους Ρωμαίους πολλούς αιώνες πριν. Σε κάποιο βαθμό, το Σινικό Τείχος της Κίνας μοιάζει επίσης με μια συγκεκριμένη δομή.
Μετά την πτώση της Ρώμης, κατά τον Μεσαίωνα, χάθηκε η τεχνολογία. Μόνο στους αιώνες XVII-XVIII άρχισαν οι προσπάθειες αναβίωσης των ξεχασμένων μυστικών των αρχαίων οικοδόμων. Ο James Parker, το 1796, κατοχύρωσε μια συνταγή για την κατασκευή του "ρωμαϊκού τσιμέντου" με βάση τις ποζολάνες. Παράλληλα, οι επιστήμονες αναζητούσαν εναλλακτικά συνδετικά μέσα που θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τα ηφαιστειακά υλικά.
Σημαντική ήταν η συμβολή του Γάλλου μηχανικού γέφυρας Louis Vic. Διαπίστωσε ότι ένα μίγμα ασβεστόλιθου και αργίλου παράγει ένα αποτελεσματικό συνδετικό υλικό. Το 1828 έχτισε μια γέφυρα με τσιμέντο και το 1840 παρουσίασε στο κοινό ένα αναθεωρημένο υλικό - το τσιμέντο Portland, το οποίο χρησιμοποιείται ακόμα ευρέως σήμερα.
Περιγραφή
Σκυρόδεμα είναι ένα κοινό τεχνητό οικοδομικό υλικό, όταν στερεοποιηθεί, παίρνει ένα σχήμα πέτρα. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για την παραγωγή σκυροδέματος, αλλά οι περισσότεροι από αυτούς τείνουν να αναμιγνύουν σε ορισμένες αναλογίες ένα συνδετικό υλικό (συνήθως τσιμέντο), αδρανή (άμμο, χαλίκι, βουτά κ.λπ.) και νερό. Για να βελτιωθεί η ποιότητα του μίγματος, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορα πρόσθετα: υδατοαπωθητικά, πλαστικοποιητές και άλλα. Στην κατασκευή ασφαλτικού σκυροδέματος χρησιμοποιείται ασφάλτου αντί για νερό.
Σύνθεση
Παρόλο που δεν υπάρχουν πολλά στοιχεία από σκυρόδεμα, υπάρχουν χιλιάδες μάρκες παγκοσμίως που διαφέρουν ως προς το ποσοστό των υλικών και των χρησιμοποιούμενων προσθέτων. Η κλασική σύνθεση του σκυροδέματος έχει ως εξής:
- τσιμέντο ·
- άμμος?
- αδρανή (χαλίκι, θρυμματισμένη πέτρα, βότσαλα, διογκωμένος πηλός κ.λπ.) ·
- νερό
- πρόσθετα (προαιρετικά).
Το ποσοστό αυτών των συστατικών εξαρτάται από την απαιτούμενη ποιότητα του τσιμέντου, τα χαρακτηριστικά του τσιμέντου, το συντελεστή υγρασίας του μείγματος άμμου-χαλικιού και τις ιδιότητες των προσθέτων. Οι συνιστώμενες αναλογίες κατά τη χρήση του τσιμέντου M500 παρουσιάζονται στον πίνακα.
Σκυρόδεμα | Τσιμέντο, kg / μέρη | Άμμος, kg / μέρη | Θρυμματισμένη πέτρα, kg / μέρη |
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 |
Ο σημαντικότερος παράγοντας είναι η ποσότητα του νερού. Συνήθως είναι 0,5-1 μέρος, ωστόσο, θα πρέπει να υπολογιστεί με βάση την περιεκτικότητα σε υγρασία του μείγματος, την επιθυμητή ισχύ, το βαθμό ρευστότητας, το χρόνο πήξης, τα χρησιμοποιούμενα πρόσθετα. Ο συντελεστής του λόγου νερού-τσιμέντου πρέπει ιδανικά να είναι 0,3-0,5. Με περίσσεια νερού, η ισχύς του τελικού τσιμέντου μειώνεται.
Παραγωγή προσθέτων σκυροδέματος
Μία από τις στρατηγικές κατευθύνσεις στην ανάπτυξη τεχνολογίας σκυροδέματος είναι η χρήση προσθέτων. Υπάρχουν περίπου 50 τύποι που χρησιμοποιούνται στον κόσμο, με πάνω από 50.000 μάρκες. Κάθε ουσία (ακόμη και αυγά κοτόπουλου και ουρία) μπορεί να θεωρηθεί ως πρόσθετα σε σκυρόδεμα και κονιάματα. Για να βελτιωθεί η σύνθεση του σκυροδέματος, οι επιστήμονες αναπτύσσουν πολυλειτουργικά πρόσθετα που προκαλούν συνεργιστική επίδραση.
Στα τέλη του 20ου αιώνα δημιουργήθηκαν και εισήχθησαν υπερπλαστικοποιητές - πολυσωματικά γενικά πρόσθετα που έχουν ιδιότητες πλαστικοποίησης και μείωσης του νερού. Αυτό επέτρεψε στην κατασκευή να μεταβεί στη μαζική χρήση πολύ κινητών, χυτών σκυροδεμάτων και σκυροδέματος υψηλής αντοχής με αντοχή σε θλίψη μέχρι 80 MPa και έως 4 MPa σε τάση.
Συμπύκνωση σκυροδέματος
Η τεχνολογία για την παραγωγή σκυροδέματος σε βιομηχανική κλίμακα περιλαμβάνει το στάδιο της συμπίεσης μιγμάτων σκυροδέματος. Κατά κανόνα, αυτό γίνεται μέσω κραδασμών, κατά τη διάρκεια των οποίων γεμίζονται μικροσκοπικά κενά. Επίσης, είναι πολύ συνηθισμένη η μέθοδος φυγοκεντρικής (χωρίς δονήσεις) για τη διαμόρφωση προϊόντων από οπλισμένο σκυρόδεμα, ειδικά κατά την επεξεργασία σκυροδέματος για την κατασκευή αγωγών άνευ πίεσης.
Συμπίεση κραδασμών
Η διαδικασία παραγωγής υψηλής ποιότητας σκυροδέματος, κατά κανόνα, προϋποθέτει τη χρήση φυτών δόνησης στο μέλλον. Ο πιο διαδεδομένος τύπος σχηματισμού κραδασμών είναι η συμπίεση κραδασμών σε πάγκο (καβαλέτα). Σε αυτή την περίπτωση, τα καλούπια με το μείγμα από σκυρόδεμα εγκαθίστανται στη δονούμενη πλατφόρμα, η οποία υπόκειται σε κραδασμούς από τον μηχανισμό δόνησης.
Οι πλατφόρμες δονήσεων διαφόρων τύπων χρησιμοποιούνται για κραδασμούς στον πάγκο, αυτό είναι τα τεχνολογικά χαρακτηριστικά της μεθόδου. Κατατάσσονται βάσει της διάταξης του πίνακα και του δονούμενου οργάνου, της χωρητικότητας φόρτωσης και των κύριων παραμέτρων της δόνησης. Η διάταξη διακρίνει:
- Μηχανισμοί που έχουν ένα τραπέζι με έναν διεγέρτη κραδασμών που βρίσκεται κάτω.
- πλατφόρμες κραδασμών τύπου μπλοκ, αποτελούμενες από ενιαία μπλοκ με έναν διεγέρτη κραδασμών που βρίσκεται κάτω από το τραπέζι ενός από τα μπλοκ.
Η χωρητικότητα των χώρων καθορίζεται από την ισχύ των κινητήρων κίνησης. Οι πιο συνηθισμένες πλατφόρμες δόνησης με χωρητικότητα φορτίου 3, 5, 7, 10 και 15 τόνων, λιγότερο συχνά - 20 και 25 τόνων. Η ικανότητα φέρουσας ικανότητας των μηχανισμών μπλοκ κυμαίνεται από 2 έως 24 τόνους.
Τεχνολογία δόνησης
Η πιο σύνθετη τεχνολογία για την παραγωγή σκυροδέματος είναι τα μίγματα vibro-vacuum. Χαρακτηρίζεται από ένα συνδυασμό περιοδικής εκκένωσης με δονήσεις. Διεξάγονται κραδασμοί για τοποθέτηση και συμπύκνωση του μίγματος σκυροδέματος. Κατά τη διαδικασία εκκένωσης, ο κραδασμός ενεργοποιείται για επαρκώς σύντομο χρονικό διάστημα προκειμένου να εντοπιστεί η τριβή μεταξύ των σωματιδίων του μίγματος, ώστε να συμβάλει στην καλύτερη πλήρωση του χώρου αερίου-ατμού.
Το μέγεθος του κενού κενού είναι 75-80% της απόλυτης τιμής. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται διαβάθμιση πίεσης, υπό την επίδραση της οποίας το υπερβολικό μίγμα νερού, αέρα και ατμού-αέρα αποστέλλεται από ζώνες ατμοσφαιρικής πίεσης σε πηγές κενού και αφαιρείται από το σκυρόδεμα.
Η βίαιη συμπίεση χρησιμοποιείται για την παραγωγή πολλών προϊόντων, ιδιαίτερα για την παραγωγή πλακοστρώσεων και οδοστρωμάτων, στην κατασκευή ευαίσθητων στην πίεση σωλήνων οπλισμένου σκυροδέματος και άλλων προϊόντων από άκαμπτα, κυρίως λεπτόκοκκα μίγματα.
Φυγοκεντρική μέθοδος συμπίεσης
Η ουσία του φυγοκεντρικού σχηματισμού είναι ότι όταν ο μορφοποιητής περιστρέφεται με ένα ομοιόμορφα κατανεμημένο στρώμα σκυροδέματος, δημιουργείται φυγόκεντρος πίεσης, υπό την επίδραση της οποίας λαμβάνει χώρα ο διαχωρισμός των μερών της στερεάς φάσης και η προσέγγισή τους, συνοδευόμενη από την μετατόπιση του ύδατος με αιωρούμενα διαχωρισμένα ιόντα και υψηλά διασκορπισμένα κλάσματα τσιμέντου.
Για την εξάλειψη της ετερογένειας δομικής και υφής, η οποία μειώνει την αντοχή του σκυροδέματος, προτείνεται η μέθοδος συμπύκνωσης σκυροδέματος ανά στρώμα. Χάρη σε αυτή τη μέθοδο, διαμορφώνεται μια ομοιογενής υφή σκυροδέματος σε όλο το τμήμα του τοιχώματος του προϊόντος. Προκειμένου να αυξηθούν οι φυσικομηχανικές ιδιότητες του φυγοκεντρημένου σκυροδέματος, εφαρμόζεται επαναλαμβανόμενη φυγοκέντρηση μετά την χαλάρωση του συμπιεσμένου μίγματος.
Εξοπλισμός
Ο εξοπλισμός για παραγωγή σκυροδέματος ποικίλλει ευρέως: από απλούς χειροκίνητους μπετονιέρες έως βιομηχανικά πολυεπίπεδα. Για ιδιωτικές κατασκευές είναι βολικό να χρησιμοποιηθούν μικρά μηχανικά μπετονιέρες (ηλεκτρικά, ντίζελ). Το κόστος τους ξεκινάει από 5-6 χιλιάδες ρούβλια. Η φόρτωση του στοιχείου γίνεται χειροκίνητα. Σημαντικά μειονεκτήματα είναι η πολυπλοκότητα της ακριβούς δοσολογίας των προστιθέμενων υλικών, η έλλειψη μηχανισμών συμπύκνωσης του μείγματος, η χαμηλή παραγωγικότητα.
Εάν ο στόχος είναι να οργανωθεί μια μικρή ιδιωτική επιχείρηση, τότε η καλύτερη επιλογή θα είναι μια κινητή εργοστάσιο σκυροδέματος. Ο εξοπλισμός για ένα μίνι εργοστάσιο είναι σχετικά φθηνό - από 400 χιλιάδες ρούβλια, το οποίο είναι φθηνότερο από ένα αυτοκίνητο. Επιπλέον, η κερδοφορία της επιχείρησης μπορεί να φτάσει το 1 εκατομμύριο ρούβλια το μήνα.
Οι αυτοματοποιημένες γραμμές με ισχυρή εγκατάσταση για ανάμειξη εξαρτημάτων, δονούμενο σύστημα και φόρτωση υλικού μεταφοράς σε φορτηγό σκυροδέματος είναι ακριβότερες. Με κόστος 1,5 εκατομμυρίων ρούβλια, επιδεικνύουν άριστες επιδόσεις για την παροχή συγκεκριμένων στοιχείων σε ιδιώτες πελάτες και σε μικρές κατασκευαστικές επιχειρήσεις.
Βιομηχανική παραγωγή
Χαρακτηριστικά της παραγωγής σκυροδέματος σε εξειδικευμένες επιχειρήσεις είναι η χρήση ισχυρού πολυεπίπεδου εξοπλισμού, δονητικών, κραδασμών-κενών ή φυγοκεντρικών φυτών, διαφόρων προσθέτων, πλαστικοποιητών. Δεν γίνεται μόνο το σκυρόδεμα αλλά και τα τελικά του προϊόντα - από πλακόστρωτες πλάκες, κράσπεδα και δακτυλιοειδείς δακτύλιους σε σκάλες, προκατασκευασμένες κατασκευές για κτίριο κατοικιών, στοιχεία γεφυρών και βιομηχανικές κατασκευές.
Στις μεγάλες επιχειρήσεις, η ποσότητα και η ποιότητα των εξαρτημάτων υπολογίζονται σε εργαστήρια εργοστασίων μέχρι δέκατα του ενός τοις εκατό. Ο επαγγελματικός εξοπλισμός σας επιτρέπει να χρησιμοποιήσετε την ελάχιστη επιτρεπόμενη ποσότητα νερού, η οποία βελτιώνει σημαντικά την ποιότητα του τελικού υλικού και η χρήση πρόσθετων αυξάνει το χρόνο ρύθμισης και το βαθμό ρευστότητας του σκυροδέματος. Οι μονάδες ανάμειξης σκυροδέματος αναδεύουν το μείγμα σε μια ομοιογενή μάζα με μια ποιότητα ανέφικτη για φτηνούς αναμικτήρες σκυροδέματος.