Приготовление легкобетонной смеси

Приготовление легкобетонной смеси сводится к дозированию и смешиванию составляющих материалов. Дозируют составляющие материалы в соответствии с подобранным в лаборатории составом бетона. Точность дозирования материалов должна соответствовать следующим требованиям: для вяжущих и тонкомолотых гидравлических добавок ±1% по массе; для заполнителей ±3% по объему или по массе; для воды и водных растворов добавок ±1% но массе или по объему. Практика показывает, что для легких бетонов относительно низких марок (до 100 включительно), приготовляемых непосредственно на строительной площадке (например, при возведении высотных зданий из монолитного бетона пли при формовании легкобетонных камней), дозировка материалов может быть менее точной: вяжущих, тонкомолотых добавок ±2%; заполнителей ±5%, Объемная масса крупных пористых заполнителей колеблется в значительных пределах. Следовательно, объемы одинаковых по массе порций заполнителя также различаются, в результате чего изменяется заданный состав легкого бетона и ухудшается удобоукладываемость его смеси.

Для точного соблюдения заданного состава легкого бетона и повышения его однородности по объемной массе применяют способ дозирования заполнителей по объему и массе. Tребуемое количество крупного пористого заполнителя отмеривают по объему весовыми дозаторами. При этом фиксируют массу отмериваемой порции заполнителя.

Установив таким образом для каждого замеса объемную массу крупного заполнителя, корректируют массу остальных составляющих.

Точность дозирования обеспечивается путем установки в бункере весового дозатора качающейся стенки — шибера (рис. 6.7), положение которой в момент достижения заданного объема материала фиксируется концевым выключателем. Каждый раз дозируется один и тот же объем материала. Установив таким образом для каждого замеса объемную массу крупного заполнителя, корректируют массу остальных составляющих. Для корректировки объема пористого заполнителя изменяют положение концевого выключателя и связанного с ним качающегося шибера.

Дозировать крупный заполнитель по объему и массе следует по фракциям.

Серьезные осложнения возникают при использовании влажных заполнителей. Количество содержащейся в них влаги не постоянно, что снижает точность дозировки воды и заполнителей, при этом трудно получить заданную удобоукладываемость бетонной смеси. Ряд свойств легкого бетона, такие, как морозостойкость, прочность, усадка, в значительной степени зависят от того, в сухом или влажном состоянии применяют пористые заполнители для приготовления бетонной смеси.

Как было показано выше, отсос пористыми заполнителями некоторого количества воды из цементного теста улучшает свойства бетона. Заполнитель при этом увеличивается в объеме, что дополнительно повышает плотность его контактной зоны с цементным камнем. Предварительное увлажнение пористого заполнителя ослабляет отсос воды и поэтому нежелательно.

Однако в тех случаях, когда обезвоживание цементного теста, вызванное поглощением воды, приводит к значительному снижению требуемой подвижности бетонной смеси, предварительное увлажнение заполнителя допустимо. Так, в работах И.Н. Ахвердова показано, что для транспортирования легкобетонных смесей бетононасосами по трубопроводам пористые заполнители требуется подвергать предварительному водонасыщению.

Водонасыщенные заполнители могут применяться и при уплотнении смесей вибротрамбованием, например при изготовлении стеновых легкобетонных камней.

В зарубежной практике заполнители увлажняют не путем погружения их в воду, а лишь обрызгиванием непосредственно перед применением.

Легко бетонную смесь следует приготовлять в смесителях принудительного действия, обеспечивающих хорошее качество смешивания компонентов без существенного изменения зернового состава заполнителей. При интенсивном перемешивании бетонной смеси зерна пористого заполнителя измельчаются тем сильнее, чем меньше их прочность. В приготовленной бетонной смеси количество мелких фракций малопрочных заполнителей может оказаться больше, чем их содержалось в исходном заполнителе.

В гравитационных смесителях заполнители в меньшей степени подвергаются измельчению, однако при этом не обеспечивается требуемая однородность бетонной смеси, так как зерна пористого заполнителя вследствие меньшей объемной массы по сравнению с плотным менее интенсивно погружаются в смесь при свободном падении. Достаточно хорошее перемешивание бетонной смеси в машинах гравитационного действия возможно лишь при повышенной объемной насыпной массе пористых заполнителей (около 1000 кг/м3), а также при приготовлении подвижных бетонных смесей для конструктивных и высокопрочных легких бетонов, отличающихся повышенным содержанием цемента и большой объемной массой.

В качестве смесителей применяют растворосмесители и бетоносмесители разного принципа действия. Характеристика используемых в производстве легкобетонных изделий смесительных механизмов приведена в табл. 6.6.

Надежной и высокопроизводительной машиной является смеситель СМ-290 емкостью 1500 л. Он обеспечивает быстрое и однородное перемешивание массы. Его производительность может достигать 15 м2/ч.

Для приготовления бетонных смесей повышенной жесткости (более 30 сек) весьма эффективно применять виброперемешивание, которое осуществляется путем постановки глубинных вибраторов в чашу смесителя с лопастным механизмом. Такой технологический прием обеспечивает ее только хорошую однородность смеси, но и повышенную прочность сцепления цементного камня с заполнителем. При этом ускоряется твердение легких бетонов, особенно в раннем возрасте. Прочность бетона может увеличиваться на 10—15%.

Меньшая объемная масса пористых заполнителей по сравнению с плотными приводит к необходимости более длительно и тщательно перемешивать легкобетонные смеси; Так, при изготовлении конструктивных легких бетонов продолжительность перемешивания бетонной смеси на керамзитовом гравии должна быть не менее 4 мин. Если зерна пористого заполнителя имеют щебневидную форму, то время перемешивания повышается до 5 мин. Для конструктивно-теплоизоляционных бетонов время перемешивания может быть снижено до 3—4 мин, Однако при приготовлении легко бетонных смесей, поризованных воздухововлекающими добавками, общая продолжительность перемешивания должна быть, как правило, не менее 4—5 мин.

Порядок загрузки материалов в смеситель может быть различным. Если необходимо поддерживать пpoизводительность бетоносмесителей, соответствующую паспортной, автоматические дозаторы должны выдавать все материалы одновременно, лишь вода подается постепенно, по мере перемешивания бетонной смеси.

Поскольку изменение зернового состава пористых заполнителей в наибольшей степени происходит при сухом перемешивании, для предотвращения этого рекомендуется одновременно с пористыми заполнителями подавать 2/3 потребного на замес количества воды. Водные растворы добавок для поризации и пластификации смеси добавляют за 2—3 мин до окончания перемешивания,

В зависимости от способа поризации (пеной или газом) при приготовлении беспесчаных поризованных легкобетонных смесей загружать материалы и перемешивать бетонную смесь рекомендуется в такой последовательности:

а) если применяют пену, в смеситель загружают крупный пористый заполнитель, 1/3 требуемого количества воды и смесь перемешивают 1/2 мин; если же используют газообразователь, то вместе с пористым заполнителем загружают вяжущее, но вода не подается — перемешивается только сухая смесь;

б) на втором этапе (при использовании пены) в работающий смеситель подают вяжущее и остальное количество воды; смесь перемешивается еще 1,5—2 мин; если же применяют газообразователь, в сухую смесь добавляют 2/3 общего количества подогретой воды; время перемешивания предусмотрено 1,5—2 мин;

в) на третьем этапе в смесь добавляют пену, перемешивание продолжается еще 1—2 мин или вводят газообразователь (водоалюминиевую суспензию) и остаток подогретой воды; в этом случае смесь дополнительно перемешивают 2—3 мин.

Легкие бетоны и отделочные декоративные растворы следует готовить в разных смесителях.

Ряд специалистов предложили метод изготовления железобетонных конструкций с раздельной укладкой раствора и крупного заполнителя. Проверено его применение и на легких бетонах. При изготовлении легкобетонных конструкций в горизонтальных формах пористый заполнитель предварительно увлажняют и укладывают в формы с вибрацией. Отдельно приготовляют раствор на кварцевом млн пористом песке,

С целью активизации цемента растворную часть приготовляют в высокоскоростных смесителях турбулентного и турбулентно-вихревого типа. При этом достигается не только экономия цемента (10%), но и улучшаются свойства цементного теста. Растворная часть менее расслаивается, повышается ее подвижность, водонепроницаемость в затвердевшем состоянии. Раствор нагнетается в форму с уложенным крупным заполнителем посредством растворонасоса. По методу «восходящего раствора» он по трубам поступает снизу и, проходя между зернами крупного заполнителя, принимается вверх. Если для приготовления бетона используется керамзитовый гравий окатанной формы с относительно гладкой поверхностью, раствор можно подавать сверху. Для заполнения раствором всех пустот применяют вибрацию.

Транспортировать легкобетонную смесь следует таким способом, чтобы она по возможности не расслаивалась. От бетоносмесительного цеха к постам формования бетонную смесь можно подавать различными видами транспорта: самоходными тележками — по эстакаде; бетонораздатчиками, бетоноукладчиками, кюбелями — мостовым краном. На многих предприятиях применяют ленточные транспортеры. Их преимущество в непрерывности действия и большой производительности. В тоже время такой способ транспортирования для легкобетонных смесей нельзя признать эффективным, поскольку они расслаиваются от толчков и вибрации ленты, а также при перегрузках.

Пластичные легко бетонные смеси можно подавать и пневмотранспортом, И.Н. Ахвердов впервые, изучая движение легкобетонных смесей но трубам при перекачивании насосами (Закавказметаллургстрой), установил, что затруднения при транспортировании легкобетонной смеси таким способом возникают в результате обезвоживания цементного теста пористыми заполнителями. Отсос воды ведет к загустеванию теста и потере требуемой подвижности, в связи с чем бетонная смесь может запрессовываться в трубопроводе. Процесс обезвоживания усиливается по мере увеличения расстояния от места подачи бетонной смеси. Чтобы предотвратить загустевание теста, необходимо применять водонасыщенные заполнители или использовать подвижные бетонные смеси с осадкой конуса не менее 8 см.

Стабильные смеси такой подвижности, не расслаивающиеся при транспортировании, могут быть получены лишь при повышенном расходе цемента, который для каждого конкретного случая устанавливают опытным путем. По данным И.Н. Ахвердова, предельная дальность подачи легкобетонных смесей (при условии полного водонасыщения заполнителя) должна быть примерно в 1,3 меньше, чем для обычного бетона.