Technológia výroby betónu. Zariadenia na výrobu betónu

Betón je vedúci materiál v stavebníctve a podľa vedcov to tak zostane najmenej ďalších 40 - 60 rokov. Zároveň sa technológia výroby betónu za posledné polstoročie nezmenila. Aj keď je výrobný proces časovo náročný, použité zariadenie je konštrukčne pomerne jednoduché a lacné. To vám umožní zariadiť výrobu populárneho stavebného materiálu bez vysokých nákladov.

Historické pozadie

Technológia výroby betónu bola známa dokonca aj starovekým Sumerom, ktorí ju široko používali pred 4000 až 5 000 rokmi. Neskôr technológiu prijali Babylončania, Egypťania a ďalšie civilizácie. Nedávno v Srbsku objavili budovu s vekom 7600 rokov, na podlahe ktorej sa nalieva vrstva betónu s hrúbkou 25 cm na báze vápenca. Staroveký stavebný materiál sa, samozrejme, líši od moderného, ​​ale princíp zostáva rovnaký: spojivový materiál pôsobením vody upevňuje výplň štrku (piesok, kamene, slama). Po vysušení sa zmes stáva veľmi silnou.

Po tisícročiach starí Rimania zdokonalili technológiu. Zistili, že v hojnosti je sopečný materiál obsiahnutý na Apeninách (tuf, pemza, popol) v kombinácii s vodou, pieskom, štrkom po stlačení a sušení rovnako silný ako kameň. V Rímskej ríši boli verejné inštitúcie, akvadukty, kanály a súkromné ​​domy masívne stavané z betónu. Doteraz najväčšou budovou, ktorej kupola je úplne vyrobená z nevystuženého betónu, zostáva Panteón, postavený Rimanmi pred mnohými storočiami. Veľká čínsky múr sa do istej miery podobá konkrétnej štruktúre.

Po páde Ríma v stredoveku došlo k strate technológie. Až v storočí XVII-XVIII sa začali pokúšať oživiť zabudnuté tajomstvá starodávnych staviteľov. James Parker v roku 1796 patentoval recept na výrobu „rímskeho cementu“ založeného na puzolánoch. Vedci súčasne hľadali alternatívne spojivá, ktoré by mohli nahradiť sopečné materiály.

Dôležitým prínosom bol francúzsky mostný inžinier Louis Vic. Zistil, že zmes vápenca a ílu vytvára účinné spojivo. V roku 1828 postavil most pomocou cementu a v roku 1840 predstavil verejnosti revidovaný materiál - portlandský cement, ktorý sa dodnes často používa.

popis

Betón je bežný umelý stavebný materiál, ktorý po stuhnutí nadobúda tvar kameňa. Na výrobu betónu existujú rôzne spôsoby, ale väčšina z nich v určitých pomeroch premieňa spojivo (zvyčajne cement), kamenivo (piesok, štrk, buta atď.) A vodu. Na zlepšenie kvality zmesi sa môžu použiť rôzne prísady: vodné repelenty, plastifikátory a ďalšie. Pri výrobe asfaltového betónu sa namiesto vody používa bitúmen.

štruktúra

Aj keď nie je veľa konkrétnych komponentov, na svete existujú tisíce značiek, ktoré sa líšia percentom použitých materiálov a použitých prísad. Klasické zloženie betónu je nasledujúce:

• cement;
• piesok;
• kamenivo (štrk, drvený kameň, kamienky, expandovaná hlina atď.);
• voda;
• doplnkové látky (voliteľné).

Percentuálny podiel týchto zložiek závisí od požadovanej kvality betónu, vlastností cementu, koeficientu vlhkosti zmesi piesku a štrku a vlastností prísad. Odporúčané pomery pri použití cementu M500 sú uvedené v tabuľke.

Najdôležitejším faktorom je množstvo vody. Obvykle je to 0,5 - 1 diel, mal by sa však počítať na základe obsahu vlhkosti v zmesi, požadovanej pevnosti, stupni tekutosti, času tuhnutia, použitých prísad. Koeficient voda-cement by mal byť ideálne 0,3 až 0,5. Pri prebytku vody klesá pevnosť hotového cementu.

Výroba betónových prísad

Jedným zo strategických smerov pri vývoji konkrétnej technológie je použitie prísad. Na svete sa používa asi 50 druhov s viac ako 50 000 značkami, pričom každá látka (dokonca aj kuracie vajcia a močovina) sa môže považovať za prísadu do betónu a mált. Vedci vyvíjajú multifunkčné prísady, ktoré spôsobujú synergický účinok, aby sa zlepšilo zloženie betónu.

Na konci 20. storočia boli vyvinuté a zavedené superplastifikátory - viaczložkové univerzálne aditíva, ktoré majú plastifikačné a vodu znižujúce vlastnosti. To umožnilo konštrukcii prejsť na hromadné použitie vysoko mobilných zmesí z liateho betónu a vysokopevnostného betónu s pevnosťou v tlaku do 80 MPa a do 4 MPa v ťahu.

Betónové zhutnenie

Technológia výroby betónu v priemyselnom meradle zahŕňa stupeň zhutnenia betónových zmesí. Spravidla sa to deje prostredníctvom vibrácií, počas ktorých sú vyplnené mikroskopické dutiny. Bežne je tiež odstredivý (bez vibrácií) spôsob tvarovania vystužených betónových výrobkov, najmä pri spracovaní betónu na výrobu beztlakových rúr.

Vibračné zhutnenie

Výrobný proces vysokokvalitného betónu spravidla znamená použitie vibračných zariadení v budúcnosti. Najrozšírenejším typom vytvárania vibrácií je stolové (stojanové) vibračné zhutňovanie. V tomto prípade sú formy s betónovou zmesou umiestnené na vibračnej plošine, ktorá je vystavená vibráciám z vibračného mechanizmu.

Vibračné plošiny rôznych typov sa používajú na vibrácie na skúšobnom zariadení, čo sú technologické vlastnosti metódy. Rozdeľujú sa podľa usporiadania stola a vibračného orgánu, nosnosti a hlavných parametrov vibrácií. Rozloženie rozlišuje:

• mechanizmy s jedným stolom s vibračným budičom umiestneným nižšie;
• blokové vibračné platformy pozostávajúce z zjednotených blokov s jedným budičom vibrácií umiestneným pod stolom jedného z blokov.

Kapacita miest je určená výkonom hnacích motorov. Najbežnejšie vibračné plošiny s nosnosťou 3, 5, 7, 10 a 15 ton, menej často - 20 a 25 ton Nosnosť blokových mechanizmov je v rozsahu 2 - 24 ton.

Vibračná technológia

Najkomplexnejšou technológiou na výrobu betónu sú vibračno-vákuové zmesi. Vyznačuje sa kombináciou periodickej evakuácie a vibrácií. Na ukladanie a zhutňovanie betónovej zmesi sa vykonávajú vibrácie. V procese evakuácie sa vibrácie zapnú na dostatočne krátku dobu, aby sa lokalizovalo trenie medzi časticami zmesi, čím sa prispeje k lepšiemu naplneniu priestoru plyn-para.

Veľkosť vákua vo vákuu je 75 - 80% absolútnej hodnoty. V dôsledku toho sa vytvorí tlakový gradient, pod vplyvom ktorého sa nadmerná zmes vody, vzduchu a pary so vzduchom vysiela z oblastí atmosférického tlaku do zdrojov vákua a odstráni sa z betónu.

Vibrokompresia sa používa na výrobu mnohých výrobkov, najmä na výrobu dlažobných dosiek a cestných prvkov, na výrobu tlakovo citlivých železobetónových rúr a iných výrobkov z tuhých, hlavne jemnozrnných zmesí.

Metóda odstredivého zhutňovania

Podstatou odstredivej tvorby je to, že keď sa formátor otáča rovnomerne rozloženou vrstvou betónovej zmesi, vzniká odstredivý tlak, pod vplyvom ktorého dochádza k separácii častí tuhej fázy vo veľkosti a ich zblíženiu, sprevádzanej vytlačením vody so suspendovanými disociovanými iónmi a vysoko dispergovanými cementovými frakciami.

Na odstránenie štrukturálnej a textúrnej heterogenity, ktorá znižuje pevnosť betónu, sa navrhuje spôsob zhutňovania betónovej zmesi po vrstvách. Vďaka tejto metóde sa vytvára homogénna betónová textúra po celej časti steny produktu. Za účelom zvýšenia fyzikálno-mechanických vlastností odstredeného betónu sa po uvoľnení zhutnenej zmesi uskutoční opakovaná odstreďovanie.

zariadenie

Zariadenia na výrobu betónu sa veľmi líšia: od jednoduchých ručných miešačiek betónu až po priemyselné viacúrovňové komplexy. Pre súkromnú výstavbu je vhodné používať malé mechanizované (elektrické, naftové) miešačky betónu. Ich cena začína od 5 do 6 tisíc rubľov. Načítanie komponentov sa vykonáva manuálne. Významnými nevýhodami sú zložitosť presného dávkovania pridaných materiálov, nedostatok mechanizmov na zhutňovanie zmesi, nízka produktivita.

Ak je cieľom usporiadať malý súkromný podnik, potom najlepšou možnosťou by bola mobilná betonáreň. Zariadenia pre mini továrne sú pomerne lacné - od 400 tisíc rubľov, čo je lacnejšie ako auto. Ziskovosť podniku môže okrem toho dosiahnuť 1 milión rubľov mesačne.

Automatizované linky s výkonnou inštaláciou na miešanie komponentov, vibračný systém a nakladanie materiálu dopravníkom do betónu sú drahšie. Za cenu 1,5 milióna rubľov preukazujú vynikajúci výkon pri poskytovaní konkrétnych informácií pre súkromných klientov a malé stavebné firmy.

Priemyselná výroba

Produkciou betónu v špecializovaných podnikoch je použitie výkonných viacúrovňových zariadení, vibračných, vibračných alebo odstredivých zariadení, rôznych prísad, plastifikátorov. Tu sa vyrába nielen betón, ale aj jeho finálne výrobky - od dlažobných dosiek, obrubníkov a kanalizačných krúžkov po schodiská, prefabrikované konštrukcie na stavbu panelových domov, prvky mostov a priemyselné stavby.

Vo veľkých podnikoch sa množstvo a kvalita komponentov počíta v továrňových laboratóriách až do desatín percenta. Profesionálne vybavenie vám umožňuje používať minimálne prípustné množstvo vody, čo výrazne zlepšuje kvalitu hotového materiálu, a použitie prísad zvyšuje čas tuhnutia a stupeň tekutosti betónu. Zariadenia na miešanie betónu miešajú zmes na homogénnu hmotu s kvalitou nedosiahnuteľnou pre lacné miešačky betónu.