5.3. Технология изготовления бетонных изделий и виды бетонов
Процесс приготовления бетонной смеси состоит из двух операций – дозирования материалов, составляющих бетонную смесь, и перемешивания их для получения однородной массы. Для отмеривания материалов применяют весовые или объемные дозаторы. Перемешивают бетонную смесь в бетоносмесителях периодического или непрерывного действия (рис. 19).
При современном строительстве бетон приготавливают на специальных централизованных заводах, оснащенных мощным оборудованием.
Транспортируют бетонную смесь к месту укладки чаще всего автосамосвалами, вагонетками, ленточными транспортерами, кранами, бетононасосами.
Бетонную смесь необходимо укладывать в опалубку или форму плотно, чтобы в ней не образовывались воздушные пазухи. Особенно тщательно надо заполнять углы и суженные места опалубки. Для уплотнения бетонной смеси обычно применяют вибраторы. Благодаря вибрации бетонная смесь разжижается и, растекаясь, заполняет опалубку.
Вибраторы по роду привода могут быть электромеханические, электромагнитные и пневматические; наиболее распространены электромеханические вибраторы. По способу вибрирования различают вибраторы поверхностные и глубинные. Выбор типа вибратора зависит от характера бетонируемой конструкции; при небольшой толщине бетона (до 10 – 20 см) применяют поверхностные вибраторы, при большей толщине – глубинные (рис. 20).
Рис. 19. Бетоносмесительная установка с 8 бетоносмесителями емкостью 2400 л:
1 - наклонный ленточный транспортер; 2 – трубопровод для подачи цемента; 3 - надбункерное отделение; 4 – бункера; 5 – баки для воды; 6 – дозировочное отделение; 7 – сборная воронка для сухой смеси; 8 – поворотная воронка; 9 – загрузочные устройства; 10 – бетономешалки; 11 – бункера для бетонной смеси; 12 – отделение выдачи бетона.
В летнее время бетонную смесь необходимо защищать от высыхания. Для этих целей ее покрывают слоем песка, шлака или пленкообразующими веществами. При температуре ниже 10 °С скорость твердения замедляется, поэтому при бетонировании в зимних условиях в смеси вводят добавки – ускорители твердения, тонкие конструкции обогревают паром или электричеством. На заводах бетонных и железобетонных изделий применяют паропрогрев, позволяющий набрать 60 – 100% прочности бетона за 8 – 12 ч пропаривания.
Рис. 20. Виды вибраторов:
а) поверхностный: 1 – электромотор с эксцентриком; 2 – стальная плита; б) глубинный: 1 – вибронаконечник; 2 – гибкий вал; 3 – электродвигатель.
Виды бетонов
Гидротехнический бетон является разновидностью тяжелого бетона и отличается повышенной водостойкостью, водонепроницаемостью и морозостойкостью. Этот бетон применяют для строительства сооружений или их отдельных частей, постоянно или периодически подвергаемых воздействию воды.
Кислотоупорный бетон получают на кислотостойком цементе и заполнителях (кварцевый песок, щебень из андезита или кварцита). Этот бетон хорошо сопротивляется действию серной, соляной, азотной и других кислот, поэтому его применяют в химической промышленности.
Жаростойкие бетоны способны сохранять в заданных пределах физико-механические свойства при длительном воздействии высоких температур. Изготовляют такие бетоны на портландцементе с добавкой жидкого стекла. По степени огнеупорности жаростойкие бетоны подразделяют на высокоогнеупорные, огнеупорные и жароупорные.
Легкие бетоны получают в результате затвердевания бетонной смеси, состоящей из вяжущего, воды и легких заполнителей (керамзита, аглопорита, шлаковой пемзы, перлита, туфа). В зависимости от вида крупного заполнителя бетон имеет различные названия: керамзитобетон, аглопоритобетон, шлакобетон и т.д. По назначению легкие бетоны делят на три вида:
конструкционные со средней плотностью 1400 – 1800 кг/м3;
конструктивно-теплоизоляционные со средней плотностью 500 – 1400 кг/м3;
теплоизоляционные со средней плотностью менее 500 кг/м3.
Пенобетон получают путем смешивания приготовленной растворной смеси, состоящей из портландцемента, молотого песка и воды с пенообразователем. В качестве пенообразователя используют растворы канифольного мыла с животным клеем или сапонина (растительного мыльного корня). Различают теплоизоляционный, конструктивно-теплоизоляционный и конструктивный пенобетон с пределом прочности соответственно менее 2,5 МПа, 2,5 – 7,5 МПа и 7,5 – 15 МПа.
Газобетон получают из смеси цемента, молотого песка, воды и газообразователя. В качестве газообразователя применяют алюминиевую пудру или пергидроли.
Полимерцементные бетоны получают путем смешивания цементных бетонов с добавками различных высокомолекулярных органических соединений (винилацетата, винилхлорида, стирола, латекса). В результате полимерцементный бетон приобретает особые свойства: повышенную плотность, высокую прочность при растяжении и изгибе, более высокую морозостойкость, хорошие адгезионные свойства, пониженную истираемость, водонепроницаемость и т.д. Наиболее целесообразно применять для тех конструкций и изделий, где можно использовать их особые свойства: для полов, автомобильных дорог, отделочных составов, коррозионно-стойких покрытий.
Бетоны для защиты от радиоактивных излучений применяют в качестве защитных экранов ядерных реакторов. В качестве заполнителей в этих бетонах применяют материалы с высокой плотностью: магнетит, гематит, барит, металлический скрап. Для улучшения защитных свойств вводят добавки, содержащие легкие элементы: карбид бора, хлористый литий, сернокислый кадмий и т.д. Бетон обладает повышенной температуростойкостью, высокой теплопроводностью, низкой усадкой, малым коэффициентом температурного расширения и ползучести.
Железобетон представляет собой строительный материал, в котором выгодно сочетается работа бетона и стали. Совместная работа бетона и стали определяется следующими факторами: бетон прочно сцепляется со стальной арматурой; сталь и бетон обладают примерно одинаковыми коэффициентами линейного температурного расширения, вследствие чего обеспечивается полная монолитность железобетона, бетон предохраняет арматуру от коррозии. Более подробно о железобетоне мы поговорим ниже.