Производство бетона

смеси.

Самым простым методом обезвоживания является прессование. Его задача -

выдавить из бетона излишек воды до того, как он будет уложен в дело. Для

этого одну из стенок формы делают пористой, проницаемой для воды и

непроницаемой для цемента. Пористая стенка должна обладать высокой

прочностью. При высоком давлении на поверхность бетона вода отжимается

сквозь поры стенки и бетон уплотняется. Этот процесс напоминает отжим белья

в стиральной машине. Недостаток метода – его длительность.

А в чем заключается метод центрифугирования? По этому методу в

бетонную смесь помещают цилиндрическую трубу, вращающуюся с большой

скоростью. Центробежная сила отбрасывает заполнитель на стенку формы. Вода,

как более легкая, попадает в центр формы, откуда и стекает. Бетон же

располагается на внутренней стенке формы плотным слоем равномерной толщины

с минимальным содержанием воды. Этот метод позволяет получать бетоны очень

высокой прочности. При его помощи изготовляют бетонные трубы и столбы для

линии электропередач.

Весьма совершенным способом обезвоживание является вакуумирование. Из

уложенного бетона извлекают избыток воды через проницаемую стенку опалубки.

На внешней поверхности опалубки создают вакуум.

Допустим, требуется изготовить плоскую горизонтальную плиту в опалубке. В

начале бетонной смесью с достаточным для легкой укладки количеством воды

заполняют опалубку. На верхней свободной от опалубки поверхности

свежеуложенного бетона устанавливают вакуум-щит, т. е. раму с укрепленной

на ней прочной решеткой, металлической сеткой и хлопчато-бумажным фильтром.

Верхняя грань рамы герметически закрыта листовым металлом. Образованную

таким образом полость присоединяют к вакуум-насосу. Щит сделан

воздухонепроницаемым по линии соприкосновения с поверхностью бетона. Для

контроля разряжения к вакуум-проводке на некотором расстоянии от ввода у

щита подключен манометр. К отводной трубе присоединен отстойный бак, в

который поступает отсасываемая из бетона вода.

При вакуумировании из бетонной смеси высасывается избыток воды. Смесь

сжимается и уменьшается в объеме. В результате быстро растет механическая

прочность бетона – приращение прочности бетона благодаря вакуумированию

равно 50 – 70%.

СКОЛЬКО ДОЛЖЕН ТВЕРДЕТЬ БЕТОН?

Итак. Бетон приготовлен, уложен в форму и обезвожен.

Теперь он должен затвердеть и набрать прочность. После того, как бетон

схватился, он уже является твердым телом, но недостаточно прочным.

Поместим его в воду или будем непрерывно увлажнять, и прочность бетона

будет расти! Как это можно объяснить? При увлажнении в нем будут

происходить химические процессы. Они превратят минералы, из которых состоят

цементные зерна в новые стабильные образования – гидросиликаты калия. Этот

процесс преобразования очень длительный; он может совершаться годами. Но

строителям столько ждать нельзя!

Поэтому устанавливают контрольный срок твердения бетона, после

которого бетон можно подвергать расчетной нагрузке. Для бетона,

изготовленного в условиях стройки и твердеющего в естественных условиях,

такой срок равен 28-30 суток.

В некоторых случаях можно допустить более долгий срок твердения бетона –

при возведении морских сооружений, дамб, плотин, набережных, мостов и т.

п. Они строятся очень медленно, а поэтому полная нагрузка к уложенному

бетону может быть приложена через довольно долгое время. В этих случаях в

расчетах можно учитывать 90-суточную прочность бетона; она примерно на 20%

выше 28-суточной.

Но после установленного контрольного срока бетон продолжает твердеть и

набирать прочность, правда, значительно медленнее. Этот процесс медленного

твердения бетона в расчетах не учитывается. Прирост прочности бетона во

времени, превышающем установленные контрольные сроки твердения, оказывается

как бы гарантией надежности бетонных и железобетонных конструкций.

Высокие температуры (порядка 80-90є С) ускоряют химические реакции в

бетоне. Так, например, если бетон пропарить, т. е. прогреть во влажной

среде при такой температуре 12-16 часов, то можно получить бетон с

прочностью, равной 65-70% прочности 28-суточного бетона. Именно так и

поступают при заводском изготовлении железобетонных изделий. А если еще

больше повысить температуру? Ускорится ли твердение бетона? Да, и

настолько, что при температуре 170-180є С за те же 12-16 часов прочность

бетона так возрастет, что превысит годичный уровень прочности. Однако при

таком сильном прогреве бетон очень быстро высыхает и перестает твердеть.

Это объясняется интенсивным испарением заключенной в бетоне воды. Чтобы

«затормозить» испарение воды, надо обеспечить в камере прогрева (автоклаве)

высокое давление пара (порядка 0,8 – 1,2 МПа, или 8 – 12 атм.). Такой

процесс термовлажностной обработки называется запаркой под давлением, или

автоклавной обработкой бетона. При этом цемент можно заменить известью, а

крупный заполнитель – песком без ущерба для качества изделий.

ВОПРЕКИ МОРОЗУ

И ЖАРЕ

Рассказывая об укладке бетонной смеси в сооружение, мы всегда имели в

виду, что строительные работы ведутся в нормальных условиях, т. е. до

наступления зимних холодов или же при температурах, не превышающих +35є С.

В этом случае никаких дополнительных условий ухода за твердеющим бетоном не

требуется. Правда, учитывая, что для твердения бетона требуется

постоянная влажность, во избежание раннего высыхания даже при этих

температурах его укрывают от прямых солнечных лучей. В России температуры

воздуха в разных районах очень разнообразны: от -70є С до +50є С. Раньше

зимой строительные работы почти полностью прекращались, а строительство в

южных районах нашей страны требовало разработки особых условий твердения

бетона. Однако размах строительства в нашей стране требовал ведения

строительных работ круглый год и в любых климатических условиях.

БОИТСЯ ЛИ БЕТОН МОРОЗА?

Да, свежеуложенному бетону мороз опасен. И, прежде всего из-за влияния

низких температур на процессы схватывания и твердения цементов. Бетон очень

чувствителен к холоду. Это сказывается прежде всего на времени схватывания

и скорости твердения. Так, например, при снижении температуры с 20 до 5є

С схватывание бетона замедляется в 2 – 5 раз. Но особенно резко проявляется

это замедление при дальнейшем снижении температуры – до 0є С. Однако если

восстановить нормальную температуру выдерживания, то твердение вновь

принимает обычные темпы. А если температура бетона опустится до 0є С?

Твердение прекращается полностью. Это объясняется тем, что при замерзании

бетона содержащаяся в нем свободная вода замерзает, а образование

цементного камня замедляется. Следовательно, прекращается и твердение

бетона. Замерзая в бетоне, вода увеличивается в объеме на 9%. В результате

этого в порах бетона развивается большое давление, которое вызывает

разрушение структуры еще не затвердевшего бетона. Скопившаяся на

поверхности зерен крупного заполнителя вода при замерзании образует тонкую

ледяную пленку, которая отделяет поверхность заполнителя от соприкосновения

с цементным тестом. В результате ухудшается монолитность бетона. Если

заморозить бетон в раннем возрасте, то лед разрушит многие кристаллики

цементного клея. Если затворение бетона было проведено до замораживания, а

твердение бетона еще не началось, то оно не начнется и после замерзания. Но

если твердение началось, то оно приостанавливается, пока свободная вода в

бетоне будет оставаться в виде льда. При оттаивании бетона замерзшая

свободная вода превращается в жидкость, и твердение бетона возобновляется.

В нем происходят те же процессы, что и до замерзания, но уже при

изменившейся структуре. Эти изменения в структуре бетона уменьшают его

прочность и сцепление бетона с арматурой. Конечная прочность бетона будет

тем ниже, чем раньше бетон подвергся замораживанию.

Наиболее опасное замерзание бетона в период схватывания цемента. Для бетона

также вредно и многократное замерзание и оттаивание его в начальный период

твердения (оттепели и заморозки).

ВОЗМОЖНО ЛИ ЗИМНЕЕ БЕТОНИРОВАНИЕ?

Да, и это доказывают работы российских ученых С. А. Миронова В. П.

Сизова и И. Г. Совалова, разработавших и внедривших в практику теорию и

способы зимнего бетонирования.

Речь идет о создании нормальных условий твердения бетона зимой. Это значит,

что в течении срока, который определяется достижением заданной прочности

бетона, нужно поддерживать необходимую температуру и влажность, используя

для этого внутреннее тепло бетона или дополнительно обогревать твердеющий

бетон.

Как всегда, все начинается с бетонной смеси, приготовление которой в

зимних условиях является очень ответственной операцией. В первую очередь

нужно тщательно проверить качество и состояние сырьевых материалов. Так,

например, песок, щебень и гравий не должны быть загрязнены и смешаны со

снегом и льдом. Поэтому их складируют на сухих возвышенных местах, под

навесами или в закрытых помещениях. Конечно, нельзя допускать, чтобы при

хранении цемента в него попадал снег.

Готовить бетонную смесь надо в обогреваемых помещениях. Внутренний

запас тепла в бетонной смеси создают, подогревая ее составляющие. Нагрев

заполнителей может быть одноступенчатым, когда одновременно материалы

оттаивают и подогревают, и двухступенчатым, когда на одних установках

заполнители предварительно оттаивают, а на других – подогревают до

расчетной температуры (40є С). Одновременно в резервуарах паром нагревают

воду до заданной температуры – от 30 до 80є С. Цемент и тонкомолотые

добавки подогревать запрещается. Что касается арматуры, то она должна быть

очищена от снега и льда и разогрета горячей водой или паром. Температура

составляющих бетонной смеси в момент загрузки в бетономешалку должна быть

такой, чтобы обеспечить заданную температуру бетонной смеси при выходе из

бетономешалки и укладки в форму – не менее 5є С.

Итак, бетонная смесь готова. Но ее нужно транспортировать до места

укладки с минимальными теплопотерями. Потери тепла при самой перевозке

бетонной смеси меньше, чем при перегрузочных операциях. Поэтому в зимнее

время ее доставляют на место укладки без перегрузки. При этом надо следить,

чтобы транспортная тара была утеплена и обогревалась. Если бетонная смесь

транспортируется в кузове автосамосвала, то кузов укрывают брезентом или

обогревают отработанными газами. Это позволяет создать над бетонной смесью

тепловую завесу. При транспортировании бетонной смеси в бадьях и бункерах

их накрывают деревянными утепленными крышками; снаружи утепляют войлоком и

затем обшивают фанерой. При насосном транспорте бетона утепляют как

помещения, где установлены бетононасосы, так и бетоноотводы.

БЕТОН УКЛАДЫВАЮТ НА МЕСТО

На месте бетонную смесь укладывают в опалубку из деревянных и

металлических щитов, в соответствующую форме будущей конструкции. В

опалубку устанавливают стальной каркас – арматуру.

Укладывать бетонную смесь на место желательно как можно быстрее и без

перерывов. Мы знаем, что твердение бетона зависит от химических реакций

цемента с водой. А основную роль в этом будут играть тепло и вода! Поэтому

в зимнее время при низких температурах опалубку утепляют, а сразу же после

окончания бетонирования щитами и матами утепляют и верхнюю, открытую

поверхность бетона. Мы уже говорили, что в России разработаны и внедрены в

практику способы зимнего бетонирования. Наиболее эффективными из них

являются способы термоса, электронагрева и паропрогрева.

По способу термоса бетон твердеет под «шубой» – слоем теплоизоляционных

материалов (шлака, опилок, камышита и др.). Эти материалы плохо проводят

тепло. Поэтому бетонная смесь почти не теряет тепла, которое оно получила

при изготовлении. Кроме того, при твердении цемент так же выделяет тепло.

Во многих случаях количество тепла оказывается достаточным, чтобы во время

остывания бетон приобрел необходимую прочность. Эта прочность позволяет

распалубливать, конструкцию, уже не боясь замораживания. В этом случае

после оттаивания бетон не разрушится. Способ термоса является наиболее

экономичным и простым. Для его реализации не требуется специального

оборудования. Но этот способ применим только при бетонировании массивных

конструкций, так как тонкостенные конструкции очень быстро остывают.

Если в установленные сроки способом термоса нельзя достичь требуемой

прочности бетона, рекомендуется применять искусственный обогрев бетона

электрическим током или паром. Электронагрев заключается в том, что

свежеуложенный бетон вводят металлические электроды, через которые

пропускают электрический ток. Электрическое сопротивление

свежеприготовленного бетона, уложенного в опалубку, увеличивается по мере

затвердевания бетона. Электрический ток, протекающий по бетону, будет

вызывать его прогревание и твердение: чем больше будет сопротивление, тем

выше будет напряжение тока. Температура бетона

должна быть не выше 60є С. При изготовлении железобетонных конструкций в

качестве электродов используют арматуру.

Способ паропрогрева заключается в следующем. В опалубке с внутренней

стороны вырезают каналы и через них пропускают пар. Можно так же изготовить

двойную опалубку и вводить пар в промежутке между ее стенками. Иногда пар

пропускают по трубам, уложенным внутри бетона. Нагревать бетон до 50 – 80є

С. Благодаря высоким температурам, которые создаются при паропрогреве

бетона, и при благоприятных влажностных условиях твердение бетона

значительно ускоряется: например, через двое суток можно получить такую

прочность, которая достигает бетон после семисуточного твердения в

нормальных условиях. Паропрогрев бетона требует больших дополнительных

затрат. Это его недостаток. Способ паропрогрева рекомендуется для

тонкостенных конструкций.

«ХОЛОДНЫЙ» БЕТОН

Все описанные способы требуют дополнительных затрат и оборудования. А

нельзя ли обойтись без них? Можно ли заставить бетон твердеть в зимнее

время, не подогревая его? Оказывается можно, если ввести в бетонную смесь

специальные добавки – химические ускорители твердения. Такими добавками

являются хлористый кальций, хлористый аммоний, хлорированная вода, а так же

водные растворы поваренной соли и соляной кислоты.

Какова роль этих добавок? Они понижают температуру замерзания воды и

ускоряют разложение минералов, которые входят в состав цемента. Благодаря

действию этих добавок созревание бетона ускоряется. Пои использовании

химических ускорителей твердения бетона не требуется подогревать ни воду,

ни заполнители. Поэтому такай бетон назвали холодным бетоном. Такие бетоны

твердеют и приобретают прочность при отрицательных температурах. Однако

хлористые соединения вызывают коррозию арматуры. Поэтому холодные бетоны

применяют только для бетонирования неармированных конструкций, дорожных

покрытий, облицовки откосов и т. п. В конструкциях, работающих под

динамическими нагрузками (фундаменты под молоты, копры и т. п.) применять

холодный бетон запрещается!

Так же как и бетон, изготовляемый с подогревом, холодные бетоны

распалубливают только после окончания заданного срока твердения. Пока бетон

не достиг 50% проектной прочности, его надо предохранять от замерзания.

БЕТОН – САМОГРЕВ

Но бетон готовил еще одну загадку: иногда он способен обогревать

самого себя! Чему же обязан бетон этим удивительным свойством? Оказывается,

цементу. При химическом взаимодействии цемента с водой происходят такие

реакции, в результате которых выделяется значительное количество теплоты.

Повышение температуры при образовании бетона зависит от вида цемента и его

количества в бетонной смеси. Наибольшее количество тепла при твердении

бетона выделяет глиноземистый цемент, минимальное – шлакопортландццемент. И

вот если бетонной смеси много, а поверхность его невелика, то бетон

нагревается за счет этого тепла. Так бетон становится «самогревом»! Иногда

этого тепла выделяется так много, что бетон может перегреться, он будет

высыхать раньше, чем твердеть.

Бетон - «самогрев» может быть использован при зимнем бетонировании.

Поэтому когда строят массивные бетонные конструкции, то в зимнее время воду

и заполнители не подогревают и бетон не укутывают. Ему и так будет жарко!

Но...

НЕ БОИТСЯ ЛИ БЕТОН ЖАРЫ?

Как быть, если термометр показывает выше 35є С? Как эта температура

будет влиять на твердение бетона? Оказалось, бетон очень боится жары, так

как при высокой температуре из бетона испаряется вода и прекращается

твердение цемента. А в результате в бетоне и образуются трещины.

Одновременно снижается прочность. Кроме того, некоторые цементы при

температуре 35є С разлагаются; при этом прочность цементного камня

уменьшается. Поэтому при бетонировании в южных районах России при высоких

плюсовых температурах окружающего воздуха для нормального твердения бетона

необходимо поддерживать требуемую влажность и защищать бетон от окружающей

высокой температуры воздуха.

Пока температура не превышает 20 – 25є С, бетону необходима лишь

влага. Поэтому в первые две недели после укладки бетон поливают водой и

закрывают от ветра рогожей или матом. Если солнце сильно печет, то рогожа и

маты защищают бетон от излишнего тепла.

Если же температура воздуха повышается выше 35є С, то уже нужны срочные

меры по защите бетона от лучей солнца. Только в этом случае можно

обеспечить нормальные условия твердения батона и получить заданную

прочность!

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СБОРНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

Проблема экономии энергоресурсов возникла во второй половине нашего

столетия. В последние годы к ее решению начали подходить на научной

основе - комплексно и всеобъемлюще. Бездумное расходование природных

ресурсов: угля, нефти, газа, вырубка лесов (испозование древисины как

сырье для промышленности), постоянно возрастающее потребление энергии - все

это население планеты расходует на свои бытовые нужды, а бурно

развивающаяся промышленность - на технические.

Обострению этой проблемы способствовало поднятие цен на нефть и

газ международными нефтяными концернами, что позволило им резко увеличить

свои прибыли. Разразился так называемый энергетический кризис. Сегодня как

никогда встает вопрос об экономии энергоресурсов и рациональном их

использовании во всех областях человеческой жизни.

В отечественной промышленности одним из значительных потребителей

топлива и энергии является строительство, а среди его отраслей -

предприятия сборного железобетона, которых в стране несколько тысяч. Анализ

работы этих предприятий показал, что потребление ими энергии может быть

существенно уменьшено. Почти в любом производстве имеются реальные резервы

экономии энергии. Если выявить эти резервы и более рационально

организовать технологические процессы, то потребление энергии можно

сократить, по крайней мере, в 1,5 раза. Это даст народному хозяйству

страны огромный экономический эффект.

Бетон, обладая многими замечательными качествами, в то же время

относится к весьма энергоемким материалам. По данным ЦСУ, на производство 1

куб. м. сборного железобетона в среднем расходуется 470 тыс. ккал; на

производство отдельных конструкций на полигонах, а также при

несовершенных технологических процессах этот расход возрастает до 1 млн.

ккал и более. Если учесть, что годовая потребность в энергоресурсах

промышленности сборного железобетона составляет примерно 12 млн. т

условного топлива, то становится ясно, что даже небольшой процент его

экономии высвободит большое количество топлива для других целей народного

хозяйства. Потребность в энергоресурсах для производства 1 куб. м сборных

железобетонных изделий не учитывает расхода энергии, необходимой для

производства составляющих бетона (цемента, заполнителей) и арматуры,

отличающихся еще большей энергоемкостью.

Рассматривая проблему рационального расходования энергии при

производстве сборного железобетона с позиций народного хозяйства,

необходимо учитывать затраты энергии, расходуемой на производство цемента

и арматуры. Это наиболее дорогостоящие, дефицитные и энергоемкие

материалы, и грамотное их использование, исключающее перерасход топлива,

приведет к экономии энергоресурсов.

ЭКОНОМИя ЦЕМЕНТА - ЭТО ОДНА ИЗ САМЫХ ОСТРЫХ ПРОБЛЕМ СОВРЕМЕННОГО

ОТЕчЕСТВЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА. СУЩЕСТВУЮТ РЕАЛЬНЫЕ ПУТИ УМЕНЬШЕНИя

ПОТРЕБЛЕНИя ЦЕМЕНТА СТРОИТЕЛяМИ.

Наибольший перерасход цемента наблюдается в бетонах, приготовленных

на некачественных заполнителях. Так, использование песчано-гравийных

смесей влечет за собой увеличение расхода цемента до 100 кг/куб. м. Это

делается только для того, чтобы получить бетонную смесь необходимой

пластичности и обеспечить нужную марку бетона по прочности. Долговечность

же его (в частности, морозостойкость), как правило, низкая, и бетонные

конструкции при переменном замораживании и оттаивании разрушаются довольно

быстро Приготовление же бетона на чистых и фракционных заполнителях требует

наименьшего количества цемента и обеспечивает высокое качество конструкций.

Значительной экономии цемента можно достигнуть путем правильного

проектирования состава бетона, не завышая его марку, для того, чтобы бетон

как можно скорее достиг требуемой прочности. Можно также существенно

сократить расход цемента благодаря введению в бетонную смесь

высокоэффективных пластифицирующих добавок (суперпластификаторов).

Промышленность начала их выпускать специально для изготовления бетонов.

К таким добавкам относится С-3,разработанная в НИИЖБе совместно с

другими организациями. Благодаря разжижающему действию добавки С-3

становится возможным уменьшить расход цемента на 20% без ухудшения

основных физико-механических характеристик бетона. Если учесть что при

введении добавки сокращение расхода цемента на каждый кубометр сборных

изделий в среднем составит 50-60 кг, то благодаря этому расход топлива

значительно уменьшится.

На заводах имеют место заметные потери согласно расчетам на нагрев 1

куб. м бетона в стальной форме до 80 градусов (температура изотермического

выдерживания) требуется примерно 60 тыс. ккал. Поскольку нагрев происходит

постепенно - со скоростью не более 20 градусов в час, то этот процесс

неминуемо сопровождается значительным выделением тепла в окружающую среду.

При исправном оборудовании, необходимом для термообработки изделий, эти

потери достигают 150 тыс. ккал, что в 2-2,5раза больше полезно

затраченного тепла. При неисправном или небрежно эксплуатируемом

оборудовании, а также при неоправданно завышенной длительности

термообработки к потерям обязательным (планируемым)добавляются потери,

непроизводительные Они колеблются в весьма широких пределах и на

некоторых заводах достигают почти 200 тыс. ккал на куб. м бетона. Таким

образом, суммарные теплопотери в несколько раз превышают количество

тепла, затраченного на нагрев бетона с формой.

Сократить теплопотери при термообработке изделий можно не допуская

неисправности в работе оборудования. Пропарочные ямные камеры очень часто

работают с неисправными крышками - не действуют или плохо действуют водяные

затворы, в результате чего наблюдается перекос крышек, это приводит к

большим потерям пара. В цехе для работающих создаются неблагоприятные

гигиенические условия, высокая влажность способствует быстрому

корродированию металлических конструкций, оборудования. Избежать больших

потерь тепла можно путем своевременного ремонта и профилактического осмотра

камер.

Исследования, проведенные сотрудниками НИИЖелезобетона показали, что

суммарные потери тепла в ямных камерах в процессе обработки изделий доходят

до 70% от общего расхода тепла на термообработку изделий. Причина такого

положения - устройство стенок и днища камер из тяжелого бетона,

отличающегося высокой теплопроводимостью. Положение это можно исправить

только совершенствованием конструктивного решения камер. Такие решения

разработаны ВНИИЖелезобетона.

Одно из таких решений заключается в замене тяжелого бетона

керамзитобетоном. В этом случае можно снизить теплопотери примерно на

50%.Если ограждения ямных камер делать из такого бетона, но с внутренними

пароизоляцией и теплоизоляцией, то теплопотери можно снизить в 3 раза.

Аналогичного эффекта можно добиться при устройстве стен камер из тяжелого

бетона с несколькими воздушными прослойками.

Серьезного внимания заслуживает стендовая технология изготовления

сборных плоских железобетонных плит. По этой технологии в виде пакета

изготовляется сразу несколько изделий, разделенных тонкими прокладками из

стального листа или пластика с вмонтированными в него электронагревателями.

Расположенные между изделиями электронагреватели практически все тепло

отдают в обе стороны, т.е. изделиям, так что теплопотери в окружающую среду

происходят только через торцы, поверхность которых невелика.

Применение пакетного метода изготовления и термообработки плоских

железобетонных изделий оказало большое влияние на организацию всего

технологического процесса производства сборного железобетона. Вместо

обычных форм начали использовать формы с силовыми бортами и плоским дном,

которые значительно менее металлоемки. Изменились и многие

технологические операции. Все это способствовало увеличению продукции на

тех же производственных площадях в 1,5-2 раза, уменьшению металлоемкости

оборудования на 30-35%,повышению производительности труда на 10-15%.Но

главное появилась возможность резко снизить энергопотребление на тепловую

обработку изделий. Есть все основания полагать, что пакетный способ

термообработки сборных железобетонных изделий по достоинству будет оценен

производственниками и получит широкое применение на заводах ЖБИ.

В настоящее время разработан целый ряд методов электротермообработки

бетона при изготовлении сборных железобетонных изделий на заводах. Одним из

наиболее экономичных (с точки зрения затрат энергии) способов

электротермообработки бетона является способ электропрогрева или

электродного прогрева, т.е. включение бетона в электрическую цепь как

бы в качестве проводника. При этом электрическая энергия превращается в

тепловую непосредственно в самом бетоне ,что сводит к минимуму всякого

рода потери. В зависимости от мощности электрического тока можно нагреть

бетон до температуры 100 градусов, причем за любой промежуток времени - от

нескольких минут до нескольких часов. Таким образом, появились широкие

возможности выбирать оптимальные режимы термообработки изделий и благодаря

этому обеспечить высокую производительность технологических линий.

В последние годы за рубежом широко рекламируется метод

предварительного разогрева бетонных смесей непосредственно в смесителях

с помощью пара: в смеситель загружаются заполнители и цемент и в процессе

их перемешивания подается пар. Нагревая бетонную смесь, пар охлаждается и

конденсируется. Количество поедаемого пара рассчитывается таким образом,

чтобы после его полной конденсации водоцементное соотношение бетона

соответствовало проектному. В смесителе бетонная смесь нагревается до

температуры не более 60 градусов, после чего подается к месту формования

изделий.

ТЕХНОЛОГИИ ЭКОНОМИИ ЦЕМЕНТА

Цемент - один из наиболее широко применяемых, важных и дефицитных

строительных материалов, и хотя в нашей стране ежегодно выпускается

достаточное количество цемента, его нехватка постоянно ощущается. Причина

не только в том, что масштабы строительства огромны - в большей степени

дефицит цемента зависит от его излишнего расхода при приготовление

бетонов и растворов, от сверхнормативных его потерь при транспортировке и

хранении.

Одна из главных причин перерасхода цемента - необеспеченность

высококачественными заполнителями и потеря им активности при

неудовлетворительном хранении. Высокоактивные цементы при хранении в

открытом виде (не в герметичной таре) быстро вступают в реакцию с

содержащейся в воздухе влагой, в результате чего их марка снижается..

Неудовлетворенно обстоит дело и с транспортированием цемента.

Перевозка цемента в крытых вагонах, навалом приводит при его разгрузке и

перегрузке к значительным потерям. К тому времени, когда цемент дойдет

до смесителя, потери его превышают нормативные (равные 1%)в несколько раз.

Специалисты считают, что можно сократить расход цемента (и при этом

повысить качество и долговечность конструкций), если приготовлять бетон

из чистых фракционированных заполнителей. Организация производства таких

заполнителей потребует значительных капиталовложений, но для народного

хозяйства это значительно выгоднее по сравнению с затратами на ремонты и

замену железобетонных конструкций, часто выходящих из строя значительно

раньше сроков, на которые рассчитана их эксплуатация. В зарубежной

строительной практике ни одна фирма не производит бетон на заполнителях

одной фракции 5-20 мм. Например, в Финляндии он готовится на четырех

фракциях чистого крупного заполнителя и двух фракциях мелкого. При этом

однородность выпускаемого бетона настолько высока, что его прочность

определяется по испытанию одного образца: фирма, производящая бетон,

гарантирует его марочную прочность.

Мощным средством экономии цемента являются химические добавки, и в

первую очередь пластификаторы. До недавнего времени в нашей стране в

качестве пластифицирующих добавок применялись разного рода отходя

промышленности. Как правило, эффект от действия таких добавок был невысок,

их химический состав часто не стабилен. Отечественная промышленность

специально для бетонов начала выпускать эффективную пластифицирующую

добавку - суперпластификатор С-3,котороая по своему действию не уступает

лучшим зарубежным образцам аналогичного класса, а по стоимости в 5-6 раз

дешевле. При введении в бетон этой добавки можно сэкономить до 20%

цемента (при неизменной пластичности бетонной смеси). Не снижая расход

цемента и не увеличивая пластичности бетонной смеси, но, снизив ее

водоцементное соотношение, можно повысить прочность бетона на 20-25%.

Эффективность цемента можно повысить (а, следовательно, снизить его

расход), увеличив тонкость его помола. На предприятиях сборного

железобетона для того, чтобы бетон как можно скорее достиг распалубочной

прочности, часто идут на завышение марки бетона путем увеличения расхода

цемента. Можно избежать этого, если использовать вяжущее более тонкого

помола: на таком вяжущем твердение бетона в раннем возрасте производит

быстрее. Можно сэкономить цемент и другим путем: ввести в цемент песок,

известняк или какой-либо другой наполнитель и с ним осуществить помол

цемента. Однако, как показывают исследования, при этом марка вяжущего

снижается, хотя и не совсем в прямой пропорции от количества введенного

заполнителя. Для получения бетона марок до 200 и даже выше такое вяжущее

вполне приемлемо. В зависимости от количества введенного заполнителя (30-

50%)можно сэкономить до 50% цемента. Эффект может еще большим если

применить суперпластификаторы.

Определенные резервы уменьшения расхода цемента имеются в

раздельной технологии приготовления бетонной смеси. Хотя этот метод давно

известен, однако до сих пор не нашел применения в технологии бетона. Для

получения желаемого эффекта прежде всего, необходимы высокоскоростные

смесители емкостью, соответствующей количеству раствора, необходимого на

один замес бетонной смеси в обычном смесителе.

В Японии раздельный метод приготовления бетона применяется с успехом.

Компактный турбулентный смеситель, необходимый для такого метода,

смонтирован там непосредственно на основном бетоносмесителе, и их

производительность полностью увязана между собой.

Отмечается, что один из больных вопросов проблемы экономии цемента -

его потери при транспортировании хранении, значительно превышающие

нормативные. Нельзя допускать доставку цемента в вагонах навалом,

разгружать его вручную, хранить навалом под навесами и в сараях,

транспортировать с большим количеством перегрузок с одного вида транспорта

на другой. Особенно велики потери цемента при доставке в районы, где нет

железных дорог и его приходится перегружать с железнодорожного транспорта

на речной, а затем на автотранспорт. Этого можно избежать, если в такие

районы доставлять не цемент, а цементный клинкер, качество которого не

теряется при транспортировании и хранении. На месте его можно помолоть и

всегда иметь свежий цемент высокой активности.

Имеются и другие пути экономии цемента - применение

высококачественных форм для контрольных образцов, учет последующего

нарастания прочности бетона рациональные подборы составов бетонов и

растворов, применение автоматических устройств по дозированию

составляющих и т.д. Если все это внедрить в производство и правильно

использовать, проблема дефицита цемента была бы снята, так как это дало бы

дополнительно не менее 30% цемента от производимого его объема.

ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ

В зарубежном промышленном и гражданском строительстве бетон и

железобетонные конструкции прочно занимают ведущее положение по сравнению с

другими материалами и конструкциями. Главное, на что направлены

внимание и усилия фирм, - обеспечить высокое качество изготовляемых и

возводимых конструкций. Только с учетом этих требований они

разрабатывают технологические решения, требующие наименьших затрат труда,

энергии и материалов. За рубежом экономия ресурсов ни в коем случае

не должна нанести ущерб качеству и долговечности конструкций. Особое

внимание уделяется качеству цемента и заполнителей.

В США для приготовления бетонов и растворов довольно широко

применяются расширяющиеся цементы позволяющие получать изделия высокого

качества, надежные и водонепроницаемые. Любопытно, что в основу

разработки такого цемента легли исследования нашего ученого, профессора

В.В. Михайлова, который предложил такие вяжущие еще в довоенное время

(в отечественной практике они так и не нашли применения вплоть до 60-х

годов, когда стало известно об их производстве в США). Некоторые из

таких цементов носят название "М" в честь первой буквы фамилии В.В.

Михайлова.

Как правило, фирма, выпускающая цемент, гарантирует его высокое

качество и стабильность состава. Так, во Франции на мешках с цементом

указываются не только его цена, но и состав, и все необходимые свойства.

Во избежание путаницы и случайностей на производстве на мешках с цементом

ставится цветной штамп, удостоверяющий их содержимое (портландцемент, рапид-

цемент и др.). Каждый вид цемента маркируется своим цветом

(красным, синим, зеленым и др.). Это полностью исключает ошибки, которые

могут привести к браку конструкций.

Особое внимание за рубежом уделяется химическим добавкам. В

наибольшем объеме производятся добавки-суперпластификаторы (мельмент и

др.). По своему действию они близки к нашему суперпластификатору С-

3,однако стоимость их в несколько раз выше. Однако для получения бетонной

смеси требуемой подвижности, помимо суперпластификатора, нужны еще

фракционированные заполнители, хорошая система дозирования компонентов и

строго выдерживаемый состав смеси. На заводских бетоносмесительных узлах в

Финляндии, Франции и Германии, а также в других странах, действуют

компьютерные системы. Оператор, находясь в специально оборудованном

помещении, полностью изолированном от бетоносмесительного отделения, имеет

набор перфокарт, рассчитанных не менее чем на 50 разновидностей бетонных

смесей. Как только подошел очередной авто бетоновоз, водитель по телефону

сообщает оператору свои данные: какая смесь и в каком количестве ему нужна,

название фирмы-потребителя и т.п. Оператор вводит в компьютер необходимые

данные, после чего автоматически включаются дозаторы и смесители. Авто

бетоновоз без всякого промедления ставится под загрузку. После выдачи

бетонной смеси оператор по передаточной трубе спускает водителю

свернутый в трубочку счет, в котором компьютер отпечатал состав смеси,

марку бетона, его количество и стоимость. Обычно вся операция занимает не

более пяти минут.

ЗА РУБЕЖОМ ЭКОНОМНОМУ РАСХОДОВАНИЮ РЕСУРСОВ ПОДчИНЕНА ВСя

ОРГАНИЗАЦИя СТРОИТЕЛЬСТВА, НАчИНАя С ОБЕСПЕчЕНИя СТРОЕК БЕТОНОМ И РАСТВОРОМ

И МЕТОДЫ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ, ПРИМЕНяЕМЫХ В ЗАРУБЕЖНОЙ

ПРАКТИКЕ, ВЕСЬМА РАЦИОНАЛЬНЫ И С ТОчКИ ЗРЕНИя ЗАТРАТ МАТЕРИАЛЬНЫХ

РЕСУРСОВ, И ОБЕСПЕчЕНИя ВЫСОКОГО КАчЕСТВА КОНСТРУКЦИЙ И ИЗДЕЛИЙ.

заключение

И в заключении я хочу еще раз сказать о том, какую важную роль играет

бетон в нашей жизни.

Не одно строительство не обходится без качественного бетона. В своей

работе я попытался описать то, как можно уменьшить затраты, это на

сегодняшний день, является достаточно важным аспектом строительства. Моя

работа предназначена для того, чтобы заинтересовать читателя в этом вопросе

и дать ему несколько полезных советов

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Баженов Ю. М., Комар А. Г. «Технология бетонных и железобетонных

изделий» М. «Стройиздат» 1984г.267 с.

2. Евдокимов Н. И «Технология монолитного бетона и железобетона». М.

«Стройиздат» 1980г.467 с.

3. Миронов С. А. «Теория и методы зимнего бетонирования»3-изд. М.

«Стройиздат 1975г.750 с.

4. Третьяков А.К., Роженко М. П . «Арматурные и бетонные работы». М.

«Высшая школа» 1895г. 590 с.

5. Учебник для Втузов под ред. Бадьина Г. М. «Технология строительного

производства». М. «Стройиздат» 1987г.606 с.

6. Башлай А. Г.«Справочник строителя: Бетонные и железобетонные работы».

М. «Стройиздат» 1987г.320 с.

7. Хаютин Ю. Б. «Монолитный бетон». М. «Стройиздат»1984г.168 с.

Страницы: 1, 2