Транспортирование бетонных смесей бетононасосами
Бетонные смеси оптимальные для обеспечения требуемых технологических свойств и прочностных показателей бетона не всегда являются оптимальными для перекачки их бетононасосом. К перемещаемые трубопроводным транспортом бетонным смесям предъявляют повышенные требования по составу, в частности по содержанию мелких фракций песка и минимальному расходу цемента.
Содержание
Требования по составу бетонной смеси
Требования к крупному заполнителю
Требования к гранулометрическому составу заполнителей, используемым в бетонных смесях, транспортируемых бетононасосами как с механическим, так и с гидравлическим приводом, одинаковы. Наибольшая крупность заполнителя не должна превышать ⅓ диаметра трубопровода [СП70]. Желательно, чтобы максимальная крупность используемых заполнителей не превышала 0,33…0,4 диаметра бетоновода, т. е. для бетоноводов диаметром 100…150 мм максимальная крупность заполнителя не более 40 мм, а для бетоноводов диаметром 203 и 283 мм – не более 70 мм[Соколов]. Известны примеры подачи бетонной смеси с заполнителем крупностью до 70 мм по бетоноводам диаметром 180 мм [5]. Следует учесть, что для транспортируемых смесей количество заполнителя максимальной фракции не должно превышать 15…25 % от всей массы смеси заполнителей//как это понять и кто источник?//. Повышенное содержание крупной фракции возможно для жирных смесей. Меньшие сопротивления движению возникают при транспортировании смесей на гравии, чем на щебне. Требование СП70 выдвигает и по содержанию зерен лещадной и игловатой формы в крупном заполнителе - не более 35%. //Реально чем меньше, тем лучше - источник?//
Требования к мелкому заполнителю
При выборе мелкого заполнителя следует обращать внимание на содержание мелких фракций (до 0,3 мм). Требование СП70: содержание фракции менее 0,14 мм - 5-7%, фракции менее 0,3 мм - 15-20 мм. Недостаток этих фракций, например в мытых песках, требует увеличения расхода цемента либо введения минеральных добавок. В противном случае условия транспортирования ухудшаются из-за недостаточной смазки стенок бетоновода и повышенного водоотделения бетонной смеси. Считается, что суммарное содержание цемента и мелких фракций песка (0…0,2 мм) должно быть не менее 350 кг/м3[Соколов]. Избыточное количество мелких фракций песка или минеральных добавок, а также присутствие пылевидных и глинистых частиц также вредно. В этом случае повышаются водопотребность и вязкость бетонной смеси, вызывающие рост сопротивлений движению смеси по трубопроводу. Для сохранения заданной подвижности смеси приходится увеличивать содержание в ней цементного теста. С подобной необходимостью пришлось столкнуться, например, при подборе для бетононасосов составов бетонных смесей на мелких песках на строительстве Чернобыльской АЭС [5].
Доля песка
Важным является правильный выбор доли песка в смеси заполнителей. Экспериментально доказано, что увеличение количества песка в бетонной смеси при постоянной ее подвижности снижает сопротивления движению в трубопроводе[Соколов]. Более того, С. Н. Алексеев показал, что даже при постоянном водоцементном отношении повышение доли песка в смеси заполнителей от 0,33 до 0,4 приводит к некоторому снижению напряжения сдвига [1]. Количество растворной составляющей в бетонной смеси должно обеспечивать необходимую раздвижку зерен крупного заполнителя. Растворная составляющая призвана при транспортировании бетонной смеси воспринимать и передавать давление. Недостаточная раздвижка зерен крупного заполнителя опасна передачей давления от насоса через каменный скелет, что ведет к заклиниванию и дроблению зерен щебня (гравия) с неизбежным лавинным ростом сопротивлений и образованием пробки[Соколов].
Требования по подвижности бетонной смеси
Требования к бетонной смеси для транспортирования бетононасосами всегда содержат ограничения по подвижности. Зарубежные нормы //какие? ссылок нет// нередко регламентируют минимальную величину В/Ц при сравнительно узком диапазоне рекомендуемого расхода цемента. Эти ограничения основаны на том, что снижение водосодержания смеси обусловливает рост ее эффективной вязкости, приводящей к повышению гидравлических сопротивлений движению смеси по бетоноводу[1]. Подвижность бетонной смеси, транспортируемой бетононасосами с механическим приводом, обычно назначают не менее 7…10 см. Улучшение гидравлического режима движения смеси по бетоноводу при транспортировании ее насосами с гидроприводом с соответствующим снижением сопротивлений движению позволило резко снизить требования к минимальной подвижности смеси, назначая ее в пределах 4…6 см осадки стандартного конуса. // СП70 п.5.8.7 для бетонных смесей укладываемых при помощи бетононасоса требует назначать марку по подвижности П4, так что согласиться с ОК=10 см тяжело// [Соколов]:Казалось бы, повышая давление в рабочем цилиндре бетононасоса (что технически не представляет особой сложности), можно было бы снижать подвижность смеси и далее. Это, к сожалению, не так. Указанные величины подвижности соответствуют давлению в рабочем цилиндре бетононасоса порядка 5 МПа, что близко к максимально возможному давлению, воспринимаемому бетонной смесью без резкого повышения водоотжима. Дальнейшее увеличение давления приводит к частичному обезвоживанию смеси за счет выдавливания воды через манжеты рабочих цилиндров в малейшие неплотности уплотнений насоса и бетоновода. Если такой процесс начался, то образование пробки неизбежно, причем ликвидация ее повышением давления невозможна; смесь лишь утрамбуется сильне [2; 5]. Определенные ограничения существуют и по верхнему пределу подвижности транспортируемых бетонных смесей (обычно 11…14 см). Более подвижные смеси могут расслаиваться при транспортировании, что ведет к образованию пробок. Повышение подвижности бетонной смеси сверх указанного предела возможно при одновременном увеличении предельного напряжения сдвигу растворной части смеси. Такие условия создаются, к примеру, при транспортировании бетонной смеси на мелких песках с большим содержанием фракций мельче 0,35…0,14 мм, а также при повышенных расходах цемента. Такие мероприятия препятствуют расслоению смеси.// Да, высокий расход песка и цемента и состав 35-16-М транспортируется как П5 спокойно//
Литература
1. Алексеев С. Н. К расчету сопротивления в трубах бетононасосов / С. Н. Алексеев. – Механизация строительства. – 1952. – № 1. – С. 9 – 12.
2. Евдокимов Н. И. Технология монолитного бетона и железобетона / Н. И. Евдокимов, А. Ф. Мацевич, В. С. Сытник.– М. : Высшая школа, 1980. – 336 с.
3. Сторожук Н. А. Свойства вакуумбетона / Н. А. Сторожук. – Строительные материалы и констркуции. – 1990. – № 1. – С. 18 – 19.
4. Соколов И. Г. Механизация бетонных работ при возведении монолитных конструкций / И. Г. Соколов, Я. Г. Могилевский. – М. : Стройиздат, 1977. – 296 с.
5.Хаютин Ю. Г. Монолитный бетон (технология производства работ) / Ю. Г. Хаютин. – М. : Строй издат, 1981. – 447с.
6. Чирков Ю. Б. Напорное бетонирование монолитных конструкций и сооружений / Ю. Б. Чирков, В. Д. Коломиец. – К. : Будівельник, 1989. – 96 с.
[СП70]
[Соколов, И. А. Бетонные смеси для транспортирования бетононасосами и вакуумной обработки при возведении монолитных конструкций / И. А. Соколов, А. Н. Березюк, А. Р. Аббасова // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. – 2012. – № 7-8(172-173). – С. 64-69]