Технология промышленного изготовления бетона

Вода  для приготовления раствора должна быть очень чистой, количество воды следует устанавливать самим, но нужно помнить, что чем больше используется воды для приготовления раствора, тем менее прочным будет будущий бетон.

Теперь, когда основные компоненты готовы, их помещают одновременно в бетономешалку и заливают водой. Важно следить за тем, чтобы смесь не переставала вращаться внутри бетономешалки, потому что в противном случае она начнет застывать. Целью перемешивания будет получения однородной зернистой массы, которая образует пластичную смесь, похожую на жидкость. Новоиспеченный раствор называют бетонной смесью, лишь через некоторое время, когда он начнет превращаться в камень его можно будет назвать бетонной смесью, а окончательную прочность он приобретет еще позже.

Одним из важнейших аспектов в приготовлении  смеси является ее однородность. Если раствор бетона будет неоднороден, бетон, в конечном счете, будет неодинаково прочным в различных участках закладки и будет легко поддаваться нагрузкам. Для того чтобы предотвратить это явление, из разных мест берут несколько проб, объём которых превышает размеры крупного зерна наполнителя. Если же все пробы имеют одинаковый везде постоянный состав, то это означает, что смесь получилась однородной. К тому же существует опасность расслоения однородной смеси, которая может случиться при транспортировке смеси к месту строительства. Чтобы это предотвратить, необходимо при движении перемешивать бетонный раствор, чтобы тяжелый наполнитель не опустил вниз из-за вибраций, создаваемых при движении бетономешалки.

 

4. Укладка бетонной смеси

Укладка бетона является завершающим  шагом работы с этим материалом, подразумевающее под собой помещение смеси в определенные формы для твердения. Качественно выполненной укладкой можно считать ту, после которой форма будет полностью заполнена смесью. При возведении железобетонных конструкций арматура также должна быть полностью находится в бетоне без зазоров, без свободного места между опалубкой и стрежнями. Также нельзя допускать образование своеобразных раковин, каверн, которые появляются тогда, когда в бетоне присутствует крупный заполнитель, попавший между стенками опалубки и арматуры. Из-за этого одним из важных этапов укладки является слежка за наполнителем, его размерами и основных показателей. Во время укладки строители часто сталкиваются с проблемой пластичности смеси. Если бы можно было наделить смесь всеми свойствами наполнителей, входящие в смеси, то проблем укладкой бетона не возникало бы. Самая распространенная ошибка в укладывание бетона – это изготовление слишком жидкого раствора бетона. Но большое содержание излишней влаги в бетоне может неизбежно привести к формированию водных пустот. Из-за этого в бетоне появляются поры, а конструкции становится непрочными. С другой стороны для прочности бетона воды может не хватить.

Сделаем выводы. В процессе укладки  бетона нужно связать два важных момента. Следует облегчить наполнение форм смесью и достаточно точно рассчитать количество воды для производства бетонного раствора. До сих пор ведется множество дискуссий на тему, сколько же нужно добавлять в смесь воды, чтобы раствор получился идеальным?

Рисунок 1 –  график Смирнова

 

График, составленный академиком Смирновым, поможет определить, сколько воды понадобится с учетом жесткости  и подвижности раствора. Под подвижность  в данной ситуации понимается, что раствор растекается под собственной тяжестью или из-за вибрации или других факторов. Жесткость же является неким сопротивлением подвижности. По показателю подвижности все на данный момент существующие типы бетонных смесей делятся на: жесткие, литые и пластичные. Строители также используют понятие удобоукладываемость бетона. Она понимается, как способность без особых проблем укладывать смесь в специальную форму, предназначенную для этих целей форму, сохраняя при этом показатели плотности. Предельная плотность также тесно связана с прочностными и долговечными свойствами бетонных изделий. Но само это определение достаточно условное и не имеет никакого отношения к физическим величинам. В реальных условиях, чтобы повысить эффективность технологий  укладки бетонной смеси проводят пробные становления степени удобоукладываемости. В разные времена предлагались разные методы проведения таких проверок. Самые перспективные до сих пор используются широко в строительстве. Это метод встряхивающегося стола и осадка конуса.

Осадка конуса состоит в том, чтобы создать из бетона опытный  образец в виде усеченного у вершины  конуса, определившись заранее с  размерами. Обычно этот конус делают из прочного металла, потом его заполняют уже готовой смесью, после этого форма без особого труда снимается и мы получаем конструкцию определенной формы, по которой строители судят о качестве полученного заливкой бетона. Если конус убрать до застывания смеси, то полученная масса расплывется, осядет, а строители в это время зафиксируют подвижность и жесткость раствора. Полученные данные дают большую практическую ценность для проектировщиков. Как показывают исследования, конус практически не оседает, а более пластичные массы дают небольшую осадку на 10 см. Этот процесс зависит от степени склеивания основных компонентов заполнителей. Даже самый маленький предмет, находящийся на поверхности может оказывать давление на смесь. Также бетон имеет степень сцепления, которая позволяет удержать форму после удаления конуса.

Второй метод заключается в  испытании в становлении такого же конуса, как и в первом опыте, но диаметр его уже изменится, а после освобождения изделия  его несколько раз встряхивают, при этом измеряют диаметр конечного конуса.

Оба показанных метода имеют свои плюсы и свои недостатки. Но они  позволяют определить нам объем  энергии, который пойдёт на деформацию и уплотнение бетона. Главным недостатком экспериментов будет то, что бетон ведет себя всегда по-разному. Поэтому ожидания и прогнозы специалистов не всегда оправдываются. 

 

 

 

 

5. Процесс укладки бетона с помощью вибраций

От того как качество положат  бетон зависит его прочность, а следовательно и долговечность конструкции. А качество укладки в свою очередь зависит от удобоукладываемости бетонной смеси. А она регулируется внутренним трением и количеством воды в растворе. Для того чтобы не получить избыток воды в бетоне нужно было придумать, как разжижать бетон в момент укладки. Из многих предложений достаточно эффективным оказался лишь один – с помощью вибраций. Они сводят внутренние трение бетонной смеси к минимуму или совсем прекращают его. Чтобы на практике понять, как вибрация борется с внутренним трением в бетонной смеси, разместим на столе куб, изготовленный из бетона. Чтобы заставить куб скользить по поверхности стола, нужно приложить к нему такое усилие, чтобы отношение этой силы к массе куба превышало коэффициент трения куба о стол. Если мы заставим стол с кубом вибрировать и сообщим им импульсы, то куб заскользит по столу. Так как сцепления куба с поверхностью стола при вибрации ослабевает, следовательно, уменьшается коэффициент трения. Таким образом, вибрация позволила кубику преодолеть свою массу. Сам опыт достаточно прост в понимание: толчки, которые заставляют кубик подпрыгивать на короткий промежуток времени, отрываясь от стола, заставляют кубик перемещаться по поверхности стола. Поэтому перемещение кубика будет состоять из последовательных скачков.

Теперь рассмотрим, что происходит с бетонной смесью при вибрации. Трение внутри смеси можно объяснить тем, что наполнители внутри соприкасаются, трутся поверхностями. И чем больше трущихся поверхностей, тем больше коэффициент трения. Вибрация же помогает уменьшить эти контакты, ослабив внутреннее трение. По-другому вибрация делает бетонную смесь жидкой. Поэтому смесь начинает легко заполнять форму, выдавливая из нее воздух.

Частота вибрации по-разному может  воздействовать на зерна заполнителя, поэтому ее следует выбирать в  зависимости от крупности наполнителя. А лучше всего использовать несколько вибраторных установок с разной частотой вибрации. В этой ситуации наполнители разных размеров будут передвигаться, уплотняться равномерно.

 

 

6. Сроки отвердевания бетона

После укладки бетона в форму, смесь  должна затвердеть и стать прочной. После того как раствор схватился, он не сразу станет прочным. Чтобы  повысить его прочность, нужно поместить его в воду. Почему же так происходит? В бетоне будут происходить химические процессы. Они преобразуют минералы в новые стабильные образования – гидросиликаты калия. Этот процесс достаточно длительный и может идти целыми годами. Естественно столько времени ждать никак нельзя, поэтому придумали сроки твердения бетона, после которого искусственный камень подвергают нагрузке. Для того бетона, который заливается в пределах строительной площадки - срок отвердевания равен 28 суток. Для разных конструкций установлены разные сроки отвердевания, например, для дамб и мостов бетон становится прочным только по прошествии 90 суток. Но после установленных сроков бетон все равно продолжает отвердевать и набирать прочность, но значительно медленнее.

Высокие температуры могут ускорить химические реакции в бетоне. Так, например, если бетон прогреть на влажной  среде при температуре 80-90ºС за время 12-16 часов, то можно получить бетон прочность 70% 28-суточного бетона.

Но при таком сильно высушивание  бетон сохнет и перестает твердеть. Поэтому чтобы уменьшить испарения  в бетоне надо обеспечить в камере прогрева высокое давление пара (порядка 0,8 – 1,2 МПа, или 8 – 12 атм.) Такой процесс  называют запаркой под давлением.

 

 

 

 

 

7. Заключение

Так что же такое бетон, в конечном счете? С  точки зрения науки – это искусственный каменный материал, применяемый в строительстве, который получают в результате формирования однородной тесто подобной смеси из воды, крупных и мелких наполнителей и цемента. Я же считаю, что бетон это неотъемлемая часть строительства, которая, если представить нашу землю как рыхлую и водянистую поверхность, держит наши дома и нас самих на плаву. В реферате я рассказал о том, как готовиться бетон, из чего его готовят, его полезные свойства и процесс его применения. Невозможно представить современное строительство без основного элемента проектирования зданий, сооружений и конструкций.

 

 

8. Библиографический список

Ю. М. Баженов, Л. А. Алимов Технология бетонов, строительных изделий и конструкций: Изд-во ACB, 2004 – 256 е., с илл.

Баженов Ю. М., Комар А. Г. Технология бетонных и железобетонных изделий: М. Стройиздат 1984г.267с