Транспортирование бетонной смеси (лабораторная работа №15)

4.1.Основные требования, предъявляемые к транспортированию бетонной смеси

Под транспортированием бетонной смеси обычно понимают доставку (горизонтальный транспорт) ее от бетонного завода или бетоносмесительной установки к строящемуся объекту и подачу (вертикальный транспорт) на место укладки.

Транспортируют бетонную смесь с помощью средств, обеспечивающих необходимые темпы укладки бетона.

Во избежание нарушения однородности смеси и излишних затрат труда наиболее целесообразно доставлять бетонную смесь на объект и подавать на место укладки одним и тем же оборудованием (например, автобетоновозами). Однако в большинстве случаев смесь доставляют на объект одним оборудованием (например, бетоновозами), а затем перегружают (например, в бадьи) и подают на место укладки другим оборудованием (кранами в бадьях, хоботами, виброхоботами).

Независимо от принятых способов транспортирования подвижность или жесткость бетонной смеси на месте укладки должна соответствовать проектной.

В ряде случаев может быть допущено снижение исходной подвижности смеси не более чем на 30% и ее температуры на 3…5 ºС в час. Изменение остальных заданных показателей свойств смеси не допустимо. С этой целью необходимо принимать меры к сокращению времени доставки и подачи бетонной смеси от места приготовления к месту укладки, обеспечивать защиту от воздействий атмосферных осадков, ветра, солнечных лучей, мороза.

Нельзя допускать, чтобы при перевозке нарушалась однородность бетонной смеси, то есть происходило ее расслоение (щебень или гравий оседают вниз, а отделившиеся цементное молоко и вода выступают на поверхности).

Расслоившуюся бетонную смесь запрещается укладывать в бетонируемые конструкции, ее необходимо вновь перемешать до полного восстановления однородности. Одновременно следует выяснить причины расслоения бетонной смеси и принять меры к их устранению.

Особенно легко расслаиваются неправильно подобранные бетонные смеси с избыточным количеством воды. Смесь обычно расслаивается от толчков и сотрясений при погрузке, перевозке или выгрузке с большой высоты.

Допускаемая продолжительность и дальность транспортирования должна устанавливаться в каждом отдельном случае лабораторией с учетом обеспечения сохранности в пути требуемого качества бетонной смеси.

Предельно допустимый срок доставки бетонных смесей в зависимости от их температуры составляет:

- при 20 ºС – 45 мин;

- при 10…19 ºС – 60 мин;

- при 5…9 ºС – 90 мин.

Для бетонных смесей на пористых заполнителях продолжительность транспортирования не должна быть более 45 мин, причем при длительности более 30мин рекомендуется для перевозки использовать автобетоносмесители.

Высота выгрузки бетонной смеси устанавливается в зависимости от вида конструкций с учетом обеспечения однородности и прочности бетона, а также сохранности опалубки и основания.

4.2.Машины и оборудование для доставки бетонной смеси

В настоящее время для доставки бетонной смеси от бетонного завода или бетоносмесительной установки к объекту применяют различные по своему назначению специальные автомобили:

- автобетоносмесители;

- автобетоновозы;

- автобадьевозы;

- перегружатели;

- усовершенствованные автомобили – самосвалы.

Автобетоносмесители (рис. 4.1, а) предназначены для перевозки сухих бетонных смесей и приготовления из них в пути следования готовых смесей с побуждением (дополнительным перемешиванием) их в пути, а также частично приготовленных смесей. В ряде случаев, при транспортировании смеси на значительное расстояние (более 30…45 км), необходимости доставки на объекты высокоподвижных смесей, постепенной выдачи смесей (работа с бетононасосом) автобетоносмеситель практически незаменим, несмотря на то, что он является машиной более дорогостоящей, чем автобетоновоз и автомобиль-самосвал.

В зависимости от вида смеси, загруженной в барабан автобетоносмесителя, возможна его работа в трех режимах:

- при доставке сухой смеси, содержащей высушенные заполнители, - включение барабана и подача в него воды из водяного бака в пути следования или на строительном объекте за 10..20 мин до разгрузки;

- при доставке сухой смеси, содержащей влажные заполнители, или частично затворенной смеси – включение барабана и подача в него воды непосредственно после его заполнения;

- при доставке готовой смеси – периодическое включение барабана во время транспортирования смеси до объекта или постоянное вращение барабана с минимальной частотой при периодическом увеличении частоты вращения.

Автобетоносмесители предназначены для перевозок готовых бетонных смесей без их побуждения в пути на расстояние до 45 км.

Автобетоновоз имеет высокий кузов каплевидной формы, расположенный в зоне минимальной вибрации рамы базового автомобиля (зоне комфорта), благодаря чему обеспечивается сохранность перевозимой бетонной смеси от расслоения и разбрызгивания. Для предохранения смеси от воздействия атмосферных осадков и ветра кузов имеет крышку, а от воздействия отрицательных и положительных температур – двойную обшивку с зазором между ее листами (рис. 4.1, б). Автобетоновоз имеет также специальное устройство, дающее возможность увеличивать высоту выгрузки смеси и поворачивать кузов на 90º.

В условиях отсутствия спецавтотранспорта временно допустимо применение автомобилей-самосвалов на коротких расстояниях, но только после осуществления ряда мероприятий: наращивания бортов кузова не менее чем на 400 мм, уплотнение мест примыкания заднего борта к кузову прокладками из листовой резины или конвейерных лент. При этом следует иметь в виду, что, несмотря на низкую стоимость, уникальность и простоту, использование автомобиля-самосвала вызывает большие трудозатраты на загрузку и очистку кузова, а также затрудняет организацию работ в сочетании с внутрипостроечным бетоноукладочным оборудованием.

В ряде случаев для доставки бетонной смеси используют автобадьевозы (рис.4.1,в). Готовую смесь загружают в специальные бункеры (бадьи), которые ставят (и снимают) на раму бадъевоза с помощью подъемного крана и доставляют на строительный объект.

Автобетоновозы, автомобили-самосвалы и бадьевозы могут применяться для доставки частично затворенных бетонных смесей с их последующим приготовлением на строительных объектах.

Небольшие порции бетонной смеси (до 0,1…0,2 м³) доставляют на короткие расстояния различными автомототележками, имеющими специальный опрокидной бункер.

Для совмещения функций доставки и укладки бетонных смесей автобетоносмесители снабжают навесными распределительными конвейерами длиной 6, 9 и 12 м, а автобетоновозы – лотками. Отдельные виды автобетоносмесителей оборудованы бетононасосами с бетоноподающей стрелой.

Для доставки смеси в условиях низких температур применяют автобетоновозы со специальными термоактивными кузовами, позволяющими осуществлять подогрев смеси без ее перегрева и пригорания к кузову, как это имеет место в обогреваемых выхлопными газами автомобилях-самосвалах. С этой целью применяют автобетоносмесители с подогреваемым водяным баком.

Для разогрева бетонных смесей, доставлявшихся в неутепленных автомобилях-самосвалах, используют специальные электроустановки, снабженные опускаемыми в кузов автомобиля электродами, а также приемные бункеры со специальными разогревающими устройствами.

В условиях жаркого климата смеси перевозят бетоновозами с термоизолированными кузовами и автобетоносмесителями с термоизолированными водяным баком и смесительным барабаном.

В ряде случаев при доставке бетонных смесей используют перегрузочные подъемные бункеры и специальные перегружатели-смесители. Бункеры служат для приема смеси из автомобилей-самосвалов, а также для хранения ее при необходимости создания запаса бетонной смеси; перегружатели-смесители используют для приема смеси из автомобилей-самосвалов и автобетоновозов, восстановления ее однородности и подвижности и постепенной выгрузки в приемные бункеры бетононасосов и другого оборудования.

Рис. 4.1. Средства доставки бетонной смеси:

а) автобетоносмеситель; б) автобетоновоз; в) автобадьевоз;

1 – смесительный барабан; 2 – бак для воды; 3 – загрузочно-разгрузочное устройство; 4 – кузов; 5 – крышка выгрузочного отверстия; 6 – бадья

Перегружатель-смеситель гравитационного действия (рис. 4.2) представляет собой вытянутый сигарообразный гравитационный бетоносмесительный барабан со спиралевидными лопастями, жестко прикрепленными к внутренней поверхности барабана. Барабан по краям имеет два отверстия – загрузочное и разгрузочное. Со стороны загрузочного отверстия имеется приемный бункер. Бетонную смесь выгружают из автомобиля-самосвала или автобетоновоза в барабан перегружателя, перемешивают и выгружают через выгрузочное отверстие.

Рис. 4.2. Гравитационный бетоносмеситель-перегружатель:

1 – пандус для подъезда разгружающихся автомобилей; 2 – приемный бункер; 3 – бетоносмесительный барабан; 4 – устройство для выгрузки смеси

4.3. Машины, механизмы и оборудования для подачи и распределения бетонной смеси

Бетонную смесь подают в бетонируемую конструкцию с помощью различных грузоподъемных кранов в бадьях либо ленточными конвейерами, бетоноукладчиками, бетононасосами, пневмонагнетательными, звеньевыми хоботами и виброхоботами.

Бетонную смесь, доставляемую с бетонного завода в кузове автобетоновозов или автомобилей-самосвалов, выгружают непосредственно у бетонируемого объекта в бадьи.

Бадьи устанавливают в зоне действия крана и пока одну бадью подают краном к месту бетонирования, вторую загружают бетонной смесью. Затем разгруженную бадью опускают и устанавливают под погрузку, а заполненную подвешивают к крюку крана, и цикл повторяют.

Поворотные бадьи-ковши (рис. 4.3) загружаются в горизонтальном положении в открытую часть. При подъеме краном бадья принимает вертикальное положение, и бетонная смесь заполняет ее нижнюю (закрытую) часть, снабженную затвором.

Поворотные бадьи-ковши наиболее удобно использовать, когда бетонную смесь доставляют на объект автобетоновозами (автобетоносмесителями). В тех случаях, когда смесь доставляют автомобилями-самосвалами, для удобства разгрузки бадью в открытой части выполняют шириной не меньше ширины кузова самосвала. При разгрузке самосвала в бадьи малой вместимости, имеющие меньшую ширину, чем ширина кузова самосвала, их устанавливают под загрузку по несколько штук, вплотную друг к другу. В этом случае все бадьи можно загружать одновременно.

Наиболее удобно работать с вибрационными бадьями (рис. 4.4) В них интенсивность выдачи бетонной смеси легко регулируется затвором. Включение вибраторов обеспечивает быструю и полную разгрузку ковша.

Для бетонирования массивных бетонных и железобетонных сооружений применяют бадьи вместимостью 0,8…3 м³ со шторно-роликовым и плоским двустворчатым затвором.

Наиболее совершенными являются бадьи со шторно-роликовым затвором (рис.4.5).

Ленточные конвейеры применяют обычно в летних условиях или в условиях местности с мягким климатом при бетонировании сооружений и конструкций, близко расположенных к бетонным заводам. Конвейеры используют также в сочетании с автобетоновозами, автомобилями-самосвалами, вибропитателями и бетононасосами.

По конвейерам во избежание расслоения перемещают бетонную смесь с осадкой конуса не более 6 см; при этом ее загружают на ленту возможно более толстым слоем. Наклон конвейера не должен превышать 18º при подъеме смеси с осадкой конуса до 4 см и 15º - с осадкой 4…6 см; при спуске смеси – соответственно 12º и 10º.

Рис. 4.3. Поворотная бадья-ковш для подачи Рис. 4.4. Вибробадья для подачи

бетонной смеси: бетонной смеси:

а) общий вид поворотной бадьи ковша; 1 – вибратор; 2 – подвеска;

б) выгрузка бетонной смеси из самосвала; 3 – корпус; 4 – затвор

в) бадья в транспортном положении

Рис. 4.5. Бадья со шторно-роликовым затвором:

1 – каркас; 2 – корпус; 3 – предохранительная защелка; 4 – траверса; 5 – резиновая штора; 6 – щека секторного затвора; 7 – открывающий рычаг

Рис. 4.6. Схема бадьи с двухстворчатым щелевым затвором:

1 – двухстворчатый щелевой затвор; 2 – рычаг открывания затвора; 3 – канат; 4 – вибратор; 5 – рычаг; 6 – собачка для фиксирования рычага; 7 – блок; 8 – траверса; 9 – корпус; 10 – стойки; 11 - опора

Скорость ленты может быть в пределах 1…3 м/с. Существовавшее ранее ограничение скорости ленты до 1 м/с из СНиП исключено, так как практика показала, что при скоростях до 3 м/с бетонная смесь не расслаивается, а повышенная скорость в сухую жаркую погоду даже полезна, так как сокращает время пребывания смеси на ленте и снижает потерю ее подвижности.

Верхняя (рабочая) часть ленты имеет, как правило, лотковое очертание. Применение конвейеров с плоской лентой может быть допущено лишь на распределительных звеньях длинной не более 20 м. Для сохранения лоткообразной формы ленты по всей ее длине и перемещения бетонной смеси без толчков, способствующих расслоению смеси, расстояние между рабочими роликовыми опорами конвейера не должны превышать следующих значений: 1000 мм - при ширине ленты 500мм и 1100 мм при ширине 600 мм.

Чтобы предохранять бетонную смесь от солнечных лучей, дождя и ветра, целесообразно над магистральными конвейерами устанавливать съемные легкие короба, составленные из отдельных секций. В зимних условиях магистральные конвейеры утепляют и оборудуют в случае необходимости обогревательными устройствами.

Передвижные ленточные конвейеры, подавая с одной позиции бетонную смесь, не распределяют ее по площади бетонируемой конструкции. Для распределения смеси необходимо переставлять конвейер в процессе подачи, что требует дополнительных затрат труда и вызывает задержки в бетонировании. С целью механизации процесса распределения бетонной смеси в бетонируемой конструкции при подаче ее конвейерами создано несколько типов ленточных бетоноукладчиков, более совершенными из которых являются самоходные ленточные бетоноукладчики с выдвижной (телескопической) стрелой.

Самоходный ленточный бетоноукладчик ЛБУ-20 (рис.4.7) имеет выдвижную стрелу с максимальным вылетом 20 м и минимальным – 3 м, оборудованную лентой шириной 500 см. Бетоноукладчик представляет собой два конвейера – базовый и выдвижной. Бетонная смесь на базовый конвейер подается приемным бункером вместимостью 2,4 м³, загружаемым из автобетоновоза или автосамосвала. С верхнего базового конвейера длиной 12 м бетонная смесь может сбрасываться непосредственно в сооружение. Если длина верхнего конвейера недостаточна, выдвигается нижний конвейер длиной 10 м, и бетонная смесь подается с него. Предельный вылет нижнего конвейера за верхний составляет 7 м. Нижний конвейер может подавать смесь в прямом и обратном направлениях.

Бетоноукладчик ЛБУ-20 с одной стоянки может подавать бетонную смесь в любую точку под стрелой на площади 800 м². Производительность бетоноукладчика составляет 25 м³/час.

Рис. 4.7. Схема самоходного ленточного бетоноукладчика ЛБУ – 20:

1 – базовая машина; 2 – базовый транспортер; 3 – выдвижной транспортер

Бетононасосы применяют для подачи бетонной смеси в конструкции, куда затруднена ее подача другими способами. Широко применяют бетононасосы, в частности, при бетонировании обделок туннелей, возведении сооружений в скользящей опалубке.

Применение бетононасосов является одним из прогрессивных методов механизации подачи и распределения бетонной смеси, повышающих качество и эффективность выполнения бетонных работ. Однако необходимо учитывать, что бетононасосы являются сложным дорогостоящим оборудованием, требующим высокой квалификации бетонщиков и механиков.

Отечественная промышленность выпускает бетононасосы СБ-9 с механическим приводом производительностью 10 м³/ч и СБ-95А с гидравлическим приводом производительностью 20-30 м³/ч. Бетононасос с механическим приводом (рис. 4.8) является горизонтальным одноцилиндровым поршневым насосом одностороннего действия с двумя принудительно действующими пробковыми клапанами (2), (3). Бетонная смесь загружается в приемную воронку (1), где непрерывно перемешивается лопастями смесителя для сохранения однородности и предупреждения расслоения. Затем смесь с помощью побудителя подается через открытый всасывающий клапан(2) в цилиндр насоса. После наполнения цилиндра смесь поршнем (4) подается в бетоновод. Бетоновод изготовляют из стальных труб. В его комплект входят прямые трубы одинакового диаметра длиной 3; 1,5; 0,9; 0,6; 0,3 м и колена, изогнутые под углом 90º, 45º, 22º30' и 11º15'. Диаметр бетоновода в свету равен 150 мм.

Рис. 4.8. Схема работы бетононасоса с механическим приводом:

а) всасывание; б) нагнетание;

1 – приемная воронка; 2 – всасывающий клапан; 3 – нагнетательный клапан; 4 – поршень

В бетононасосах с гидравлическим приводом поршень движется с помощью жидкости, подаваемой в цилиндр насосом. Основное достоинство поршневых насосов с гидравлическим приводом по сравнению с поршневыми насосами с механическим приводом – незначительные динамические нагрузки на узлы и детали насоса и бетоновода и гарантированное максимальное давление, повышение которого исключается. Эти два обстоятельства способствуют надежной работе насоса без поломок и аварий.

Некоторое распространение имеют также роторношланговые насосы. Они весьма просты по конструкции, но годятся для перекачки только сильно подвижных и литых бетонов, при этом имеют место ограничения по дальности действия и высоте подачи. Для растворов применяют также диафрагменные насосы.

Наряду со стационарными широко используются передвижные бетононасосы, которые монтируются на автоприцепах или шасси автомобилей (рис. 4.9). Передвижной бетононасос с бетоноводом, смонтированным на управляемой стреле, представляет собой уже, по существу, бетоноукладчик. Длина стрел достигает 16 – 30 м. Применение мобильных стреловых бетононасосов резко ускоряет бетонирование и исключает весьма трудоемкие работы по монтажу и демонтажу секционных стальных бетоноводов.

Нормальная эксплуатация бетононасоса обеспечивается в том случае, если по бетоноводу перекачивают бетонную смесь с осадкой конуса не менее 4 см, удовлетворяющую требованиям удобоперекачиваемости, и тщательно соблюдают режим работы бетононасоса. При этом смесь во время перекачивания по трубам не расслаивается и не образует пробок.

Рис. 4.9. Подача бетонной смеси автобетононасосом:

1 – автобетоносмеситель; 2 – приемный бункер; 3 – бетононасос; 4 – шарнирно-сочлененная распределительная стрела

Пневмонагнетатели, (пневмотранспортные установки), так же как и бетононасосы, используют для бесперегрузочной подачи бетонной смеси от расходного бункера до места укладки в конструкцию при бетонировании сооружений большой высоты, а также на некоторых заводах сборного железобетона и при бетонировании обделок туннелей небольшого (6-12 м²) и среднего (12-24 м²) сечений. При бетонировании туннелей пневмонагнетатель монтируют на узкоколейной тележке и перемещают на ней вдоль фронта работ.

Промышленность выпускает пневмонагнетатели вместимостью 400-800 л, максимальной производительностью 20 м³/ч, подающие бетонную смесь на расстояние до 200 м и высоту до 35 м.

Пневмотранспортная установка для перемещения бетонной смеси (рис. 4.10) состоит из пневмонагнетателя, гасителя (15), бетоновода (16), ресивера (10), компрессора (11) и смесительной установки (17).

Пневмонагнетатель после загрузки бетонной смесью резервуара (1) закрывается конусообразным затвором (6) с пневмоцилиндром (2), прижимающим затвор к загрузочной воронке (7) с резиновым уплотнителем (5). Сжатый воздух через распределитель (8) с манометром (9), кольцевую трубу (4) и форсунки (3) поступает в резервуар, оказывая давление на бетонную смесь сверху. Одновременно воздух подается к выходному колену (12), где имеет место наибольшее сопротивление выходу бетонной смеси из нагнетателя. Воздух выходит через верхние жалюзи (14). Отбойный лист (13) предотвращает резкие удары струи смеси в крышку гасителя.

Рис. 4.10. Схема пневмотранспортной установки:

1 – резервуар; 2 – пневмоцилиндр; 3 – форсунка; 4 – кольцевая труба; 5 – резиновый уплотнитель; 6 – конусообразный затвор; 7 – загрузочная воронка; 8 – распределитель; 9 – манометр; 10 – ресивер; 11 – компрессор; 12 – выходное колено; 13 – отбойный лист; 14 – верхние жалюзи; 15 – гаситель; 16 – бетоновод; 17 – смесительная установка

Несмотря на простоту и невысокую стоимость пневмонагнетатели не получили широкого распространения на стройках из-за цикличности работы, необходимости наличия компрессора и мощного ресивера, а также из-за того, что превмонагнетатели относят к опасным в эксплуатации устройствам, обязательно проходящим проверку органами Госгортехнадзора. Поэтому при необходимости применения трубопроводного транспорта бетонной смеси строители более охотно используют бетононасосы.

К бетонным смесям, которые предназначены для транспортирования по трубам, предъявляется ряд требований в части качества цемента, зернового состава песка, водоцементного отношения, доли крупного заполнения (гравия) и т.д. Весьма желательным является добавление пластификаторов. Основная причина нарушений в трубопроводной подаче бетона – закупорка бетоноводов. Чтобы избежать ее, перед началом работы внутреннюю поверхность бетоновода покрывают слоем смазки из известкового молока или цементно-песчаного раствора. Ее пропускают через систему. Перерывы в подаче бетонной смеси не должны превышать 15 – 20 мин. В конце каждого рабочего дня бетоноводы промывают водой или продувают сжатым воздухом с пропуском через них для удаления бетонной смеси специальных пыжей или банников.

Для подачи и распределения бетонной смеси часто бывает целесообразно применение вибропитателей и виброжелобов. Вибропитатели – лотки с широкой загрузочной частью и узкой разгрузочной, имеющие вибропривод. При расстоянии до места укладки порядка нескольких метров вибропитатель дополняется вибролотками. Вибролоток – это корытообразный желоб из листовой стали, имеющий амортизированную подвеску и приводной вибратор.

Гравитационные лотки и желоба предназначены для самотечного перемещения бетонной смеси на небольшие расстояния от места выгрузки до места укладки. Виброжелоба, применяемые для бетонирования конструкций в котлованах, подвешивают на пружинах к опорам с уклоном 5…15º. Благодаря вибрациям движение бетонной смеси облегчается, поэтому виброжелоба могут действовать в радиусе до 10…12 м. Для подачи подвижной бетонной смеси применяют виброжелоба, имеющие лотки из металлических листов, усиленных ребрами жесткости. Жесткие бетонные смеси целесообразно подавать по стеклопластиковым виброжелобам с вибраторами направленного действия, шарнирно прикрепляемыми к желобу (маятниковыми).

Звеньевые хоботы (рис. 4.12) применяют для спускания бетонной смеси без расслоения с высоты до 10 м. Они состоят из звеньев конической формы длиной 0,8…1,0м, диаметром 300…350 мм понизу. Звенья изготавливают из листовой стали и соединяют крюками и серьгами. Виброхоботы применяют для опускания бетонной смеси с высоты более 10 м. Они имеют промежуточные и концевые гасители скорости потока. Звенья виброхобота состоят из труб диаметром 250…300 мм, длиной 1,5 м, шарнирно соединенных между собой. Вибраторы, установленные на трубах, способствуют уменьшению сопротивления движению бетонной смеси и предотвращают образование пробок. Виброхобот загружают через воронку, установленную на бетоновозной эстакаде. На нижней трубе укреплен секторный затвор. Некоторые модели виброхоботов имеют дополнительную систему паровоздушного обогрева для бетонирования при низких температурах.

Дата добавления: 2015-06-26