ТЕХНОЛОГИЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИИ

УПЛОТНЕНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ ПРЕССОВАНИЕМ

Торкретирование бетона. Нанесение на поверхность тонких слоев цементно-песчаного раствора или мелкозернистого бетона под давлениём сжатого воздуха называется торкретиро­ванием. При торкретировании в одном технологическом цикле совмещены операции транспортирования, перемешивания, ук­ладки и уплотнения бетонной (растворной) смеси.

Цементный раствор очень плотно пристает к поверхности, так что не нуждается в опалубке даже при нанесении раствора на вертикальные поверхности.

Торкретбетон обладает высокой прочностью, плотностью и водонепроницаемостью. В производстве сборного железобетона торкретирование применяют при бетонировании тонкостенных армоцементных конструкций (например, пространственных бло­ков), для получения водонепроницаемого защитного слоя при изготовлении напорных железобетонных труб, подвергаемых од­ностороннему гидростатическому давлению, для исправления де­
фектов бетонирования и получения фактурного слоя в наруж­ных стеновых панелях и т. п.

Процесс торкретирования заключается в следующем. Сухую смесь цемента с песком или мелким щебнем (до 8 Мм) загру­жают в цемент-пушку (рис. 58,6), из которой смесь сжатым воздухом передается в материальный шланг и поступает в на-

.2

^4---------------------------- Я 9

Рис. 58. Торкретирование бетонной смеси:

А — схема установки для тор­кретирования: / — сопло; 2

Цемент-пушка; 3—шланг для ■сжатого воздуха; 4—-воздухо­очиститель; 5 компрессор; 6 Бак для воды; 7 — шланг для воды; 8 — материальный шланг; Б — схема цемент-пушки: 1 —

Верхняя камера; 2— кран; 3-~ Конусный затвор; 4 — воздухо­провод; 5 — рукоять; 6 — шту­цер материального шланга; 7 — патрубок; 8 — разрыхлитель; 9~* конусный питатель; 10 — ячейка питателя; 11 — нижняя камера; 12 — пневмодвигатель.

Конечник; по другому шлангу в него подавлением, превышаю - щем давление в материальном шланге, подается вода. В нако­нечнике происходит смачивание сухой смеси водой, и раствор с большой скоростью (90—100 М/сек) выбрасывается на торкре­тируемую поверхность, образуя плотный слой.

Загрузку цемент-пушки производят при открытых конусных клапанах верхней и нижней камер. Поворотом рукоятки закры­вают верхний клапан и в камеры впускают сжатый воздух, по­ступающий от заводской сети. Одновременно сжатый воздух подается к пневмодвигателю конусного питателя, который при­
водится во вращательное движение. При вращении питателя ячейки, заполненные сухой смесью, подводятся под струю сжа­того воздуха, который выдувает смесь из ячеек в материальный шланг и транспортирует по шлангу к соплу.

Для загрузки второй порции смеси закрывают клапан ниж­ней — рабочей камеры и выпускают сжатый воздух из верхней камеры, чтобы можно было открыть верхний клапан. Работа це­мент-пушки в это время не прекращается. После загрузки верх­ней камеры клапан закрывают и снова впускают в нее сжатый воздух. Когда давление в камерах уравновесится, смесь пере­гружается в нижнюю камеру, освобождая верхнюю для новой порции.

При нанесении раствора сопло держат перпендикулярно к поверхности на расстоянии 90—110 См; при ударе часть раство­ра отскакивает (примерно 25—35%). Торкретбетон наносят слоями толщиной 15—25 Мм. Сменная производительность уста­новки при средней толщине слоя 20 Мм в зависимости от вида торкретируемой поверхности составляет 100—250 М2.

При торкретировании продолжительность перемешивания смеси с водой и укладки ее на поверхность крайне невелика, поэтому в уложенном торкретбетоне образование начальной алюминатной кристаллизационной структуры происходит почти мгновенно [88], что позволяет безопалубочным способом нано­сить слои смеси на любые поверхности.

В зоне, где производится торкретирование, воздух насыщен цементной пылью, поэтому рабочие должны одевать респирато­ры и защитные очки. Зону торкретирования следует ограждать от остальной части цеха.

При необходимости укладки бетона слоями значительной толщины (10—20 См и больше) применяется шприц-бетон, отличающийся от торкретбетона использованием крупного за­полнителя с размером зерен до 25 Мм и меньшим расходом це­мента. Шприц-бетон наносится на поверхность машиной, анало­гичной по устройству цемент-пушке.

Центрифугирование бетона. Воздействие центро­бежной силы на бетонную смесь, находящуюся в быстро вра­щающейся цилиндрической форме, называется центрифу­гированием. При центрифугировании бетонная смесь при­жимается к стенкам формы, распределяется по ее поверхности и уплотняется *. Процесс центрифугирования сопровождается также вибрацией вследствие неизбежной неуравновешенности формы при вращении.

Преимущества центробежного способа формования изделий по сравнению с другими способами уплотнения бетонной смеси заключаются, в высокой степени уплотнения, пониженной водо­проницаемости и водопоглощаемости бетона и возможности' комплексной механизации и автоматизации производства. Одна - ко центрифугирование требует сравнительно высоких капитало­вложений, кроме того, в процессе производства быстро изнаши­ваются детали станков и форм.

В последнее время предложен другой способ использования центробежной силы для уплотнения бетонной смеси. Уплотнение роторным бетоноукладчиком основано на создании вращатель­ного движения бетонной смеси и набрасывания ее при большой' скорости на форму. Уплотнение происходит вследствие кинети­ческой энергии удара смеси о поверхность формы.

Рабочим органом роторного бетоноукладчика являются ков­ши, закрепленные на колесе, вращающемся вокруг горизонталь­ной оси. Ковши захватывают смесь и на коротком отрезке круга сообщают ей вращательное движение. При емкости ковша 50 г* смеси и скорости ротора 900 оБ/мин производительность четы­рехковшового бетоноукладчика составляет 10,8 Т/ч.

Опытная, установка роторного бетоноукладчика, оборудован­ная транспортером и тарельчатым питателем, смонтирована на самоходном портале. Опытами установлено, что оптимальная окружная скорость ковшей бетоноукладчика находится в преде­лах 35—45 М/сек при скорости движения портала 25—30 М/мин.

Результаты исследований показывают, что качество уплотне­ния роторным бетоноукладчиком не хуже, чем при торкретиро­вании. Универсальность роторного бетоноукладчика позволяет использовать его при формовании различных тонкостенных же­лезобетонных и армоцементных изделий и наносить отделочный слой на поверхности готовых изделий или защитный слой при изготовлении напорных труб и т. п.

Основным недостатком роторного способа нанесения раство­ра является быстрый износ кромок ковшей и направляющей дуги бетоноукладчика. Поэтому кромки ковшей следует наплав­лять твердым сплавом, направляющую дугу можно изготовлять из особо твердой стали.

Прессование при бысоких давлениях. Сущность технологии прессованного высокопрочного бетона, разработан­ной на основе физико-химической теории, заключается в при­менении высоких уплотняющих давлений, приложенных к дис­персной смеси цемента и тонкомолотого заполнителя при весьма низком водоцементном отношении [56]. Вызванное прессованием значительное объемное сжатие смеси приводит к возникновению структурных связей, обеспечивающих высокую начальную проч­ность бетона и чрезвычайно быстрый рост прочности во вре­мени.

Выемка изделий из форм производится в значительно более короткие сроки, чем это допустимо для вибрированного бетона. Применение химических ускорителей твердения или тепловой

Обработки бетона излишне. Исследования влияния давления прессования в пределах от 50 до 500 Кг/см2 тонкомолотых пес­чаных и бетонных смесей показывают, что путем прессования можно получать материалы прочностью в суточном возрасте 300—350 Кг/см2, а в 28-суточном — более 500 Кг/см2.

Комбинированное уплотнение прессованием и вибрированием дает более высокие показатели. В суточном возрасте сочетание вибрирования и прессования (последовательно) увеличивает прочность на 40—50% и достигает 500 Кг/см2.

Одним из практических результатов исследований в этой об­ласти следует считать лабораторную разработку способа про­ката железобетонных изделий при высоких давлениях — прес- сопрокатбетона [93].

Технология прессопрокатбетона основана на соблюдении сле­дующих основных условий: измельчение минеральных заполни­телей бетона (тонкий помол), снижение водоцементного отно­шения до 0,15 (в случае тонкого помола водоцементное отноше­ние принимается с учетом степени дисперсности материала), применение уплотняющих давлений от 500 до 3000 Ати.

Грубое измельчение минеральных заполнителей выполняется в камнедробилках, тонкий помол — в шаровых или вибрацион­ных мельницах. Перемешивание компонентов смеси производит­ся в растворомешалках, при этом рекомендуются новые спо­собы улучшения процесса подготовки смесей: виброактивация, виброперемешивание и др.

Основная операция технологического процесса — формова­ние изделий из бетонных смесей под давлением осуществляется на прессопрокатных станах. Прессующей частью стана является подвижная каретка, снабженная прокатными валками, воздей­ствующими на бетонную смесь через гибкую стальную ленту. Вращение валков (принудительное) синхронизировано с посту­пательным движением каретки.

Ступенчатое расположение прокатных валков обеспечивает заданное уплотнение смеси. Гибкая, стальная лента способствует развитию вязкого торможения, исключающего сдвиг бетонной смеси по оси проката. Развиваемое таким способом давление на смесь достигает 500 Ати и более.

Высокая мгновенная прочность бетона и ее быстрый после­дующий рост обеспечивают возможность выемки изделий из форм через 30 Мин, необходимых для заанкеривания арматуры. Прочность прессопрокатбетона при условии соблюдения, режи­мов проката соответствует прочности бетона марок 700—1000 и более в зависимости от применяемого давления.