Concrete productietechnologie. Apparatuur voor betonproductie

Beton is een toonaangevend materiaal in de bouw en zal dat volgens wetenschappers nog minstens 40-60 jaar blijven. Tegelijkertijd is de technologie van betonproductie in de afgelopen halve eeuw weinig veranderd. Hoewel het fabricageproces tijdrovend is, is de gebruikte apparatuur structureel vrij eenvoudig en goedkoop. Hiermee kunt u de productie van populair bouwmateriaal regelen zonder hoge kosten.

Historische achtergrond

De technologie van betonproductie was zelfs bekend bij de oude Sumeriërs, die er 4000-5000 jaar geleden al veel gebruik van maakten. Latere technologie werd overgenomen door de Babyloniërs, Egyptenaren en andere beschavingen. Onlangs ontdekten ze in Servië een gebouw van 7600 jaar oud, waarvan de vloer is gegoten met een 25 cm dikke laag beton op basis van kalksteen. Het oude bouwmateriaal verschilt natuurlijk van het moderne, maar het principe blijft hetzelfde: het bindende materiaal door de werking van water maakt de ballastvuller vast (zand, stenen, stro). Na het drogen wordt het mengsel zeer sterk.

Na millennia perfectioneerden de oude Romeinen de technologie. Ze ontdekten dat het vulkanische materiaal op de Apennijnen (tufsteen, puimsteen, as) in combinatie met water, zand, grind na het aanstampen en drogen in overvloed zo sterk wordt als steen. In het Romeinse rijk werden openbare instellingen, aquaducten, riolen en particuliere huizen massaal uit beton gebouwd. Tot nu toe blijft het grootste gebouw, waarvan de koepel volledig is gemaakt van ongewapend beton, het Pantheon, dat vele eeuwen geleden door de Romeinen werd gebouwd. Tot op zekere hoogte lijkt de Chinese muur ook op een betonnen structuur.

Na de val van Rome, in de middeleeuwen, ging technologie verloren. Pas in de XVII-XVIII eeuw begonnen pogingen om de vergeten geheimen van de oude bouwers nieuw leven in te blazen. James Parker patenteerde in 1796 een recept voor de vervaardiging van "Romeins cement" op basis van pozzolans. Tegelijkertijd zochten wetenschappers naar alternatieve bindmiddelen die vulkanische materialen konden vervangen.

Een belangrijke bijdrage werd geleverd door de Franse brugingenieur Louis Vic. Hij ontdekte dat een mengsel van kalksteen en klei een effectief bindmiddel produceert. In 1828 bouwde hij een brug met behulp van cement, en in 1840 presenteerde hij aan het publiek een herzien materiaal - Portlandcement, dat vandaag de dag nog steeds veel wordt gebruikt.

beschrijving

Beton is een veelgebruikt kunstmatig bouwmateriaal, wanneer het gestold is, heeft het een steenachtige vorm. Er zijn verschillende methoden voor de productie van beton, maar de meeste komen neer op het in bepaalde verhoudingen mengen van een bindmiddel (meestal cement), aggregaat (zand, grind, buta, enz.) En water. Om de kwaliteit van het mengsel te verbeteren, kunnen verschillende additieven worden gebruikt: waterafstotende middelen, weekmakers en andere. Bij de vervaardiging van asfaltbeton wordt bitumen gebruikt in plaats van water.

structuur

Hoewel er niet veel concrete componenten zijn, zijn er duizenden merken in de wereld die verschillen in het percentage materialen en de gebruikte additieven. De klassieke samenstelling van beton is als volgt:

• cement;
• zand;
• aggregaat (grind, steenslag, kiezelstenen, geëxpandeerde klei, enz.);
• water;
• additieven (optioneel).

Het percentage van deze componenten hangt af van de vereiste betonkwaliteit, cementeigenschappen, vochtcoëfficiënt van het zand-grindmengsel en de eigenschappen van de additieven. De aanbevolen verhoudingen bij het gebruik van cement M500 staan ​​in de tabel.

De belangrijkste factor is de hoeveelheid water. Gewoonlijk is het 0,5-1 deel, maar het moet worden berekend op basis van het vochtgehalte van het mengsel, de gewenste sterkte, mate van vloeibaarheid, hardingstijd, gebruikte additieven. De verhouding water-cementcoëfficiënt zou idealiter 0,3-0,5 moeten zijn. Met een overmaat water neemt de sterkte van het afgewerkte cement af.

Productie van betonadditieven

Een van de strategische richtingen in de ontwikkeling van betontechnologie is het gebruik van additieven. Er zijn ongeveer 50 soorten die in de wereld worden gebruikt, met meer dan 50.000 merken Elke stof (zelfs kippeneieren en ureum) kan worden beschouwd als additieven voor beton en mortels. Om de samenstelling van beton te verbeteren, ontwikkelen wetenschappers multifunctionele additieven die een synergetisch effect veroorzaken.

Aan het einde van de 20e eeuw werden superplasticizers uitgevonden en geïntroduceerd - multicomponent universele additieven die weekmakende en waterreducerende eigenschappen hebben. Hierdoor kon de constructie overschakelen naar het massale gebruik van zeer mobiele, gegoten betonmixen en zeer sterk beton met druksterkte tot 80 MPa en tot 4 MPa in spanning.

Concrete verdichting

De technologie voor de productie van beton op industriële schaal omvat het stadium van verdichting van betonmengsels. In de regel gebeurt dit door trillingen, waarbij microscopische leegtes worden opgevuld. Ook vrij gebruikelijk is de centrifugale (trillingsvrije) methode voor het vormen van producten van gewapend beton, vooral bij het verwerken van beton voor de vervaardiging van drukloze buizen.

Trillingsverdichting

Het productieproces van hoogwaardig beton impliceert in de toekomst het gebruik van trillingsinstallaties. Het meest voorkomende type trillingsvorming is bank (ezel) trillingsverdichting. In dit geval worden de vormen met het betonmengsel op het trilplatform geïnstalleerd, dat onderhevig is aan trillingen van het trilmechanisme.

Trillingsplatforms van verschillende typen worden gebruikt voor banktrillingen, dit zijn de technologische kenmerken van de methode. Ze worden geclassificeerd door de lay-out van de tafel en het trillende orgel, het laadvermogen en de belangrijkste trillingsparameters. De lay-out onderscheidt:

• mechanismen met één tafel met een trillingsopwekker hieronder;
• blokvormige trillingsplatforms, bestaande uit verenigde blokken met één trillingsopwekker onder de tafel van een van de blokken.

De capaciteit van de locaties wordt bepaald door het vermogen van de aandrijfmotoren. De meest voorkomende trillingsplatforms met een draagvermogen van 3, 5, 7, 10 en 15 ton, minder vaak - 20 en 25 ton. Het draagvermogen van blokmechanismen ligt in het bereik van 2-24 ton.

Vibrerende technologie

De meest complexe technologie voor de productie van beton is vibro-vacuümmengsels. Het wordt gekenmerkt door een combinatie van periodieke evacuatie met trillingen. Trillingen worden uitgevoerd voor het leggen en verdichten van het betonmengsel. Tijdens het evacuatieproces wordt de vibratie voldoende kort ingeschakeld om de wrijving tussen de deeltjes van het mengsel te lokaliseren, om bij te dragen aan een betere vulling van de gasdampruimte.

De grootte van het vacuüm vacuüm is 75-80% van de absolute waarde. Als een resultaat wordt een drukgradiënt gevormd, onder invloed waarvan overmatig water, lucht en stoom-luchtmengsel vanuit atmosferische drukzones naar vacuümbronnen worden gestuurd en uit beton worden verwijderd.

Vibrocompressie wordt gebruikt om vele producten te vormen, met name voor de productie van straatstenen en wegelementen, bij de vervaardiging van buizen met gewapend beton en andere producten uit stijve, voornamelijk fijnkorrelige mengsels.

Centrifugale verdichtingsmethode

De essentie van centrifugale vorming is dat wanneer de formatter wordt geroteerd met een uniform verdeelde laag betonmengsel, centrifugale druk ontstaat, onder invloed waarvan de scheiding van de delen van de vaste fase in grootte en hun toenadering plaatsvindt, vergezeld door de verplaatsing van water met gesuspendeerde gedissocieerde ionen en sterk verspreide cementfracties.

Om structurele en texturele heterogeniteit te elimineren, wat de sterkte van beton vermindert, wordt een methode voor laag-voor-laag verdichting van betonmengsel voorgesteld. Dankzij deze methode wordt een homogene betontextuur gevormd over het hele gedeelte van de productwand. Om de fysisch-mechanische eigenschappen van gecentrifugeerd beton te verhogen, wordt herhaald centrifugeren toegepast na het losmaken van het verdichte mengsel.

uitrusting

Apparatuur voor betonproductie varieert sterk: van eenvoudige draagbare betonmixers tot industriële complexen met meerdere niveaus. Voor de particuliere bouw is het handig om kleine gemechaniseerde (elektrische, diesel) betonmixers te gebruiken. Hun kosten beginnen vanaf 5-6 duizend roebel. Het laden van componenten gebeurt handmatig. Belangrijke nadelen zijn de complexiteit van de exacte dosering van de toegevoegde materialen, het ontbreken van mechanismen voor verdichting van het mengsel, lage productiviteit.

Als het doel is om een ​​kleine particuliere onderneming te organiseren, dan is de beste optie een mobiele betoncentrale. Uitrusting voor een minifabriek is relatief goedkoop - van 400 duizend roebel, wat goedkoper is dan een auto. Bovendien kan de winstgevendheid van de onderneming 1 miljoen roebel per maand bereiken.

Geautomatiseerde lijnen met een krachtige installatie voor het mengen van componenten, een trilsysteem en transport van materiaal in een transportwagen zijn duurder. Tegen een kostprijs van 1,5 miljoen roebel, vertonen ze uitstekende prestaties om concrete klanten en kleine bouwbedrijven van beton te voorzien.

Industriële productie

Kenmerken van betonproductie bij gespecialiseerde ondernemingen zijn het gebruik van krachtige apparatuur met meerdere niveaus, trillende, trillende of centrifugale planten, verschillende additieven, weekmakers. Hier wordt niet alleen beton gemaakt, maar ook de eindproducten - van tegels, stoepranden en rioolringen tot trappen, geprefabriceerde constructies voor paneelbouw, elementen van bruggen en industriële constructies.

In grote ondernemingen worden de kwantiteit en kwaliteit van componenten in fabriekslaboratoria tot tienden van een procent berekend. Met professionele apparatuur kunt u de minimaal toegestane hoeveelheid water gebruiken, wat de kwaliteit van het afgewerkte materiaal aanzienlijk verbetert, en het gebruik van additieven verhoogt de hardingstijd en de mate van vloeibaarheid van beton. Betonmenginstallaties roeren het mengsel tot een homogene massa met een kwaliteit die onbereikbaar is voor goedkope betonmixers.