Бетон је водећи материјал у грађевинарству и према речима научника тако ће остати још најмање 40-60 година. У исто време, технологија производње бетона током последњих пола века мало се променила. Иако је процес производње дуготрајан, опрема која се користи је конструкцијски прилично једноставна и јефтина. То вам омогућава да уредите производњу популарног грађевинског материјала без великих трошкова.
Историјска позадина
Технологија производње бетона била је позната још древним Сумеранима, који су је широко користили пре 4000-5000 година. Каснију технологију усвојили су Бабилонци, Египћани и друге цивилизације. Недавно су у Србији открили зграду стару 7600 година, чија је дна прекривена слојем бетона димензија 25 центиметара на бази кречњака. Древни грађевински материјал се, наравно, разликује од модерног, али принцип остаје исти: везивни материјал дејством воде учвршћује пунило баласта (песак, камење, слама). Након сушења смеша постаје веома јака.
Након миленијума, стари Римљани су усавршили технологију. Открили су да у изобиљу вулкански материјал садржан на Апенинима (туф, пепелница, пепео) у комбинацији са водом, песком, шљунком након тампирања и сушења постаје јак попут камена. У Римском царству су јавне институције, аквадукти, канализације и приватне куће масовно грађене од бетона. До сада је највећа грађевина, чија купола је у потпуности израђена од армираног бетона, остао Пантеон, који су Римљани подигли пре више векова. До неке мере, Кинески зид такође подсећа на бетонску конструкцију.
Након пада Рима, у средњем веку, технологија је изгубљена. Тек у КСВИИ-КСВИИИ веку почели су покушаји оживљавања заборављених тајни древних градитеља. Џејмс Паркер је 1796. године патентирао рецепт за производњу „римског цемента“ на основу пуцолана. Паралелно са тим, научници су тражили алтернативна везива која би могла заменити вулканске материјале.
Важан допринос дао је француски инжењер моста Лоуис Виц. Открио је да мешавина кречњака и глине ствара ефикасно везиво. 1828. године саградио је мост користећи цемент, а 1840. представио је јавности ревидирани материјал - Портланд цемент, који се и данас широко користи.
Опис
Бетон је уобичајени вештачки грађевински материјал и када се очврсне, поприма камен облик. Постоје различите методе за производњу бетона, али већина се своди на мешање у одређеним размерама везива (обично цемента), агрегата (песак, шљунак, бута итд.) И воде. Да бисте побољшали квалитет смеше, могу се користити разни адитиви: водоотпорни средства, пластификатори и други. У производњи асфалтног бетона уместо воде користи се битумен.
Састав
Иако нема много бетонских компоненти, у свету постоје хиљаде марки које се разликују у проценту коришћених материјала и адитива. Класична композиција бетона је следећа:
- цемент;
- песак;
- агрегат (шљунак, дробљени камен, шљунак, експандирана глина итд.);
- вода
- адитиви (опционо).
Проценат ових компоненти зависи од захтеване бетонске класе, карактеристика цемента, коефицијента влаге песковито-шљунковите смеше и својстава адитива. Препоручене пропорције код употребе цемента М500 приказане су у табели.
Класа бетона | Цемент, кг / делови | Песак, кг / делови | Дробљени камен, кг / дијелови |
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 |
Најважнији фактор је количина воде. Обично је 0,5-1 део, међутим, то треба израчунати на основу садржаја влаге у смеши, жељене чврстоће, степена течности, времена подешавања, коришћених адитива. У идеалном случају коефицијент водо-цементног односа треба да буде 0,3-0,5. Уз вишак воде, снага готовог цемента се смањује.
Производња адитива за бетон
Једно од стратешких праваца у развоју технологије бетона је употреба адитива. У свету се користи око 50 врста њих, са више од 50 000 брендова Свака супстанца (чак и пилећа јаја и уреа) може се сматрати додатком бетону и малтерима. Да би побољшали састав бетона, научници развијају вишенаменске адитиве који изазивају синергистички ефекат.
Крајем 20. века изумљени су и представљени суперпластификатори - вишекомпонентни универзални адитиви који имају својства пластификације и смањења воде. То је омогућило конструкцији да пређе на масовну употребу високо покретних, ливених бетонских мешавина и бетона високе чврстоће са тлачном чврстоћом до 80 МПа и до 4 МПа у напетости.
Збијање бетона
Технологија производње бетона у индустријском обиму укључује фазу сабијања бетонских смеша. То се у правилу врши вибрацијом током које се попуњавају микроскопске празнине. Такође је прилично честа центрифугална (без вибрација) метода формирања производа од армираног бетона, посебно приликом обраде бетона за производњу цеви без притиска.
Сабијање вибрација
Процес производње висококвалитетног бетона по правилу подразумева употребу вибрационих постројења у будућности. Најраспрострањенија врста стварања вибрација је сабијање вибрација у облику штапа. У овом случају, калупи са бетонском мешавином постављају се на вибрациону платформу која је подложна вибрацијама вибрацијског механизма.
Вибрационе платформе разних врста користе се за вибрације у базама, то су технолошке карактеристике методе. Они су класификовани према распореду стола и вибрацијском органу, носивости и главним параметрима вибрације. Изглед разликује:
- механизми који имају једну таблицу са вибратором који се налази испод;
- блок вибрационе платформе, који се састоји од обједињених блокова са једним побуђивачем вибрација који се налазе испод стола једног од блокова.
Капацитет локација одређује се снагом погонских мотора. Најчешће вибрационе платформе носивости 3, 5, 7, 10 и 15 тона, ређе - 20 и 25 тона. Носивост блоковских механизама је у опсегу од 2 до 24 тоне.
Вибрациона технологија
Најкомплекснија технологија за производњу бетона су вибро-вакуум смеше. Карактерише га комбинација периодичне евакуације са вибрацијама. Вибрације се изводе за полагање и сабијање бетонске смеше. У процесу евакуације вибрација се укључује довољно кратко време да би се локализирало трење између честица смеше, да би се допринело бољем испуњавању гасно-парног простора.
Јачина вакуум вакуума је 75-80% апсолутне вредности. Као резултат тога настаје градијент притиска, под утицајем кога се прекомерна мешавина воде, ваздуха и паре-ваздуха шаље из зона атмосферског притиска у изворе вакуума и уклања из бетона.
Виброкомпресија се користи за формирање многих производа, посебно за производњу плоча за поплочавање и путне елементе, у производњи цеви од армираног бетона под притиском и других производа од крутих, углавном ситнозрних мешавина.
Метода центрифугалног збијања
Суштина центрифугалног стварања је да се при ротацији форметара равномерно распоређеним слојем бетонске смеше ствара центрифугални притисак, под утицајем којег долази до одвајања делова чврсте фазе и њиховог зближавања, праћеног истискивањем воде са суспендованим дисоцијационим јонима и високо диспергованим фракцијама цемента.
Да би се уклонила структурна и текстурна хетерогеност, која смањује чврстоћу бетона, предложена је метода за слојевито сабијање бетона по слојевима. Захваљујући овој методи, формира се хомогена бетонска текстура преко целог дела зида производа. Да би се повећала физикално-механичка својства центрифугираног бетона, након лабављења збијене смеше примењује се поновљено центрифугирање.
Опрема
Опрема за производњу бетона веома варира: од једноставних ручних миксера за бетон до индустријских комплекса на више нивоа. За приватну изградњу погодно је користити мале механизоване (електричне, дизелске) бетонске мешалице. Њихова цена почиње од 5-6 хиљада рубаља. Учитавање компонената врши се ручно. Значајни недостаци су сложеност тачне дозе додатих материјала, недостатак механизама за збијање смеше, ниска продуктивност.
Ако је циљ организовање малог приватног предузећа, онда би најбоља опција била покретна бетонара. Опрема за мини фабрику је релативно јефтина - од 400 хиљада рубаља, што је јефтиније од аутомобила. Штавише, профитабилност предузећа може достићи милион рубаља месечно.
Аутоматизоване линије са моћном инсталацијом за мешање компоненти, вибрирајући систем и утоваривање материјала у бетонски камион су скупље. По цени од 1,5 милиона рубаља, они показују одличне перформансе како би пружили бетон приватним клијентима и малим грађевинским фирмама.
Индустријска производња
Карактеристике производње бетона у специјализованим предузећима су употреба моћне опреме на више нивоа, вибрационих, вибрационих или центрифугалних постројења, разних додатака, пластификатора. Овде се не производи само бетон, већ и његови крајњи производи - од плочника за поплочавање, ивичњака и канализационих прстенова до степеништа, монтажних конструкција за изградњу панела, елемената мостова и индустријских конструкција.
У великим предузећима количина и квалитет компоненти рачунају се у фабричким лабораторијама на десетине процента. Професионална опрема омогућава вам употребу минималне дозвољене количине воде, што значајно побољшава квалитет готовог материјала, а употреба адитива повећава време подешавања и степен флуидности бетона. Фабрике за мешање бетона мешају хомогену масу са квалитетом недостижним за јефтине бетонске мешалице.