Betongproduktionsteknik. Betongproduktionsutrustning

Betong är ett ledande material inom konstruktionen och enligt forskare kommer det att förbli det i minst ytterligare 40-60 år. Samtidigt har betongproduktionens teknik under det senaste halva seklet förändrats lite. Även om tillverkningsprocessen är tidskrävande, är den använda utrustningen strukturellt ganska enkel och billig. Detta gör att du kan ordna produktion av populärt byggnadsmaterial utan höga kostnader.

Historisk bakgrund

Tekniken för betongproduktion var känd till och med för de antika sumerierna, som använde den för 4000-5000 år sedan. Senare teknik antogs av babylonierna, egypterna och andra civilisationer. Nyligen i Serbien upptäckte de en byggnad i en ålder av 7600 år, vars golv hälls med ett 25 cm betongskikt baserat på kalksten. Det forntida byggnadsmaterialet skiljer sig naturligtvis från det moderna, men principen förblir densamma: det bindande materialet genom verkan av vatten fäster ballastfyllningsmedlet (sand, stenar, halm). Efter torkning blir blandningen mycket stark.

Efter årtusenden perfektionerade de forntida romarna tekniken. De fann att det vulkaniska materialet som finns i apenninerna (tuff, pimpsten, aska) i överflöd i kombination med vatten, sand, grus efter tampning och torkning blir lika starkt som sten. I Romerriket byggdes offentliga institutioner, akvedukter, avlopp och privata hus massivt av betong. Fram till nu förblir den största byggnaden, vars kupol helt och hållet är gjord av obearbetad betong, Pantheon som uppfördes av romarna för många århundraden sedan. I viss mån liknar den kinesiska muren också en betongstruktur.

Efter Romens fall, under medeltiden, förlorades tekniken. Först under århundradet XVII-XVIII började försök att återuppliva de forntida byggnadernas glömda hemligheter. James Parker patenterade 1796 ett recept för tillverkning av "romersk cement" baserat på pozzolaner. Parallellt letade forskare efter alternativa bindemedel som skulle kunna ersätta vulkaniska material.

Ett viktigt bidrag gavs av den franska broingenjören Louis Vic. Han fann att en blandning av kalksten och lera ger ett effektivt bindemedel. 1828 byggde han en bro med cement, och 1840 presenterade han för allmänheten ett omarbetat material - Portland cement, som fortfarande används allmänt idag.

beskrivning

Betong är ett vanligt konstgjordt byggnadsmaterial, när det stelnar tar det en stenliknande form. Det finns olika metoder för framställning av betong, men de flesta av dem kokar ner för att blanda i vissa proportioner ett bindemedel (vanligtvis cement), aggregat (sand, grus, buta, etc.) och vatten. För att förbättra blandningens kvalitet kan olika tillsatser användas: vattenavvisande medel, mjukgörare och andra. I tillverkningen av asfaltbetong används bitumen istället för vatten.

struktur

Även om det inte finns många betongkomponenter finns det tusentals märken i världen som skiljer sig åt i procent av material och tillsatser. Den klassiska sammansättningen av betong är följande:

• cement;
• sand;
• aggregat (grus, krossad sten, stenar, expanderad lera etc.);
• vatten;
• tillsatser (valfritt).

Procentandelen av dessa komponenter beror på den erforderliga betongkvaliteten, cementegenskaperna, sandgrusblandningens fuktkoefficient och tillsatsernas egenskaper. Rekommenderade proportioner vid användning av cement M500 presenteras i tabellen.

Den viktigaste faktorn är mängden vatten. Vanligtvis är det 0,5-1 del, men det bör beräknas baserat på fuktinnehållet i blandningen, den önskade styrkan, graden av fluiditet, inställningstid, tillsatser som används. Koefficienten för vatten-cementförhållande bör helst vara 0,3-0,5. Med ett överskott av vatten minskar den färdiga cementens hållfasthet.

Tillverkning av tillsatser av betong

En av de strategiska riktningarna i utvecklingen av betongteknologi är användningen av tillsatser. Det finns cirka 50 typer av dem som används i världen, med mer än 50 000 märken. Varje ämne (till och med kycklingägg och urea) kan betraktas som tillsatser till betong och murbruk. För att förbättra betongens sammansättning utvecklar forskare multifunktionella tillsatser som orsakar en synergistisk effekt.

I slutet av 1900-talet uppfanns och infördes superplastisatorer - multikomponent universella tillsatser som har mjukgörande och vattenreducerande egenskaper. Detta gjorde det möjligt för konstruktionen att växla till massanvändning av mycket mobila, gjutna betongblandningar och högstyrka betong med tryckhållfasthet upp till 80 MPa och upp till 4 MPa i spänning.

Betongkomprimering

Tekniken för produktion av betong i industriell skala inkluderar kompakteringsstadiet av betongblandningar. Som regel görs detta genom vibrationer, under vilka mikroskopiska hål fylls. Också ganska vanligt är den centrifugala (vibrationsfria) metoden för att forma armerade betongprodukter, speciellt vid bearbetning av betong för tillverkning av tryckfri rör.

Vibrationskomprimering

Tillverkningsprocessen av högkvalitativ betong innebär som regel användning av vibrationsanläggningar i framtiden. Den mest utbredda typen av vibrationsbildning är vibrationskomprimering av bänk (staffli). I detta fall installeras formarna med betongblandningen på den vibrerande plattformen, som utsätts för vibrationer från vibrationsmekanismen.

Vibrationsplattformar av olika slag används för bänkvibration, detta är metodens tekniska egenskaper. De klassificeras efter tabellens layout och det vibrerande organet, lastkapaciteten och de viktigaste parametrarna för vibrationer. Layouten skiljer:

• mekanismer som har ett bord med en vibrationsexiterare belägen nedan;
• vibrationsplattformar av blocktyp, bestående av förenade block med en vibrationsexiterare belägen under bordet på ett av blocken.

Platsernas kapacitet bestäms av drivmotorns effekt. De vanligaste vibrationsplattformarna med en bärförmåga på 3, 5, 7, 10 och 15 ton, mindre ofta - 20 och 25 ton. Bärkapaciteten för blockmekanismer ligger i intervallet 2-24 ton.

Vibrationsteknik

Den mest komplexa tekniken för tillverkning av betong är vibro-vakuum-blandningar. Det kännetecknas av en kombination av periodisk evakuering med vibrationer. Vibrationer utförs för att lägga och komprimera betongblandningen. Vid evakueringsprocessen slås vibrationen på under tillräckligt kort tid för att lokalisera friktionen mellan partiklarna i blandningen för att bidra till en bättre fyllning av gasångautrymmet.

Storleken på vakuumvakuumet är 75-80% av det absoluta värdet. Som ett resultat bildas en tryckgradient, under påverkan av vilken överdrivet vatten, luft och ånga-luftblandning skickas från atmosfäriska tryckzoner till vakuumkällor och tas bort från betong.

Vibrokomprimering används för att bilda många produkter, särskilt för tillverkning av beläggningsplattor och vägelement, vid tillverkning av armerade betongrör med tryckhuvud och andra produkter från styva, främst finkorniga blandningar.

Centrifugalkompakteringsmetod

Kärnan i centrifugalbildning är att när formatorn roteras med ett jämnt fördelat skikt av betongblandning uppstår centrifugaltryck, under påverkan av vilket separationen av delarna i den fasta fasen i storlek och deras tillnärmning sker, åtföljd av förflyttning av vatten med suspenderade dissocierade joner och mycket spridda fraktioner av cement.

För att eliminera strukturell och strukturell heterogenitet, vilket minskar styrkan hos betong, föreslås en metod för skikt-för-skikt-komprimering av betongblandningen. Tack vare denna metod bildas en homogen betongstruktur över hela produktväggen. För att öka de fysikomekaniska egenskaperna hos centrifugerad betong appliceras upprepad centrifugering efter att den komprimerade blandningen lossats.

utrustning

Utrustning för betongproduktion varierar mycket: från enkla handhållna betongblandare till industriella flernivåkomplex. För privat konstruktion är det bekvämt att använda små mekaniserade (elektriska, diesel-) betongblandare. Deras kostnad startar från 5-6 tusen rubel. Komponentbelastning sker manuellt. Betydande nackdelar är komplexiteten i den exakta doseringen av de tillsatta materialen, avsaknaden av mekanismer för kompaktering av blandningen, låg produktivitet.

Om målet är att organisera ett litet privat företag, är det bästa alternativet en mobil betonganläggning. Utrustning för en minifabrik är relativt billig - från 400 tusen rubel, vilket är billigare än en bil. Dessutom kan företagets lönsamhet uppgå till 1 miljon rubel per månad.

Automatiserade linjer med en kraftfull installation för att blanda komponenter, ett vibrationssystem och transport av material i en betongbil är dyrare. Till en kostnad av 1,5 miljoner rubel visar de utmärkta prestanda för att tillhandahålla betong till privata kunder och små byggföretag.

Industriell produktion

Funktioner för betongproduktion i specialiserade företag är användningen av kraftfull utrustning på flera nivåer, vibrerande, vibrationsvakuum- eller centrifugalanläggningar, olika tillsatser, mjukgörare. Här tillverkas inte bara betong utan också dess slutprodukter - från beläggningsplattor, trottoarkanter och avloppsringar till trappuppgångar, prefabricerade strukturer för byggnad av panelen, delar av broar och industrikonstruktioner.

I stora företag beräknas kvantitet och kvalitet på komponenter i fabrikslaboratorier upp till tiondelar av en procent. Professionell utrustning gör att du kan använda den minsta tillåtna mängden vatten, vilket avsevärt förbättrar kvaliteten på det färdiga materialet och användningen av tillsatser ökar inställningstiden och betongens flytande grad. Betongblandningsanläggningar rör blandningen till en homogen massa med en kvalitet som inte kan uppnås för billiga betongblandare.