РАЗДЕЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ

АННОТАЦИЯ

На предприятиях строительной индустрии Республики Узбекистана внедрение приготовления интенсивной раздельной технологии бетонной смеси находится на начальной стадии. Идет освоение скоростных смесителей, и отработка режимов приготовления бетонной смеси с учетом специфики применяемых исходных материалов и особенностей каждого отдельного производства. В производственных условиях на Файзиабадском сельском строительном комбинате осуществлено работы по приготовлению бетонных смесей марок 200 и 300 по интенсивной раздельной технологией для сборных железобетонных конструкций (колонн, плита перекрытия и другие).

ABSTRACT

At the enterprises of the construction industry of the Republic of Uzbekistan, the introduction of an intensive separate technology for preparing a concrete mixture is at an early stage. The development of high-speed mixers is underway, and the development of modes for preparing a concrete mixture, taking into account the specifics of the raw materials used and the characteristics of each individual production. In production conditions at the Faiziabad rural construction plant, work was carried out to prepare concrete mixtures. Grades 200 and 300 according to intensive separate technology for precast concrete structures (columns, floor slabs and others).

Ключевые слова: Интенсификация, интенсивная раздельная технология, химическая добавка, перемешивание, диспергирование, гидратация цемента, вяжущее, заполнитель.

Keywords: Intensification, intensive separate technology, chemical additive, mixing, dispersion, cement hydration, binder, filler.

Введение. Под интенсификацией производства бетонных и железобетонных конструкций понимается сокращение продолжительности технологических циклов с одновременной экономией материальных, энергетических и трудовых затрат и ресурсов, а также повышение их качества [1].

Представление бетонов как композиционных материалов полиструктурного строения предопределяет интенсификацию процессов приготовления бетонных смесей путем обогащения, активации составляющих и раздельной технологии перемешивания. Существенные резервы ресурсосбережения заложены и в процессах приготовления бетонных смесей. Технология производства бетонной смеси совершенствуется в следующих направлениях: модернизация существующих типов смесительных установок и создание новых типов смесителей, поиск оптимальной последовательности загрузки и перемешивания компонентов бетонной смеси; разработка комплексных методов, совмещающих в себе интенсивные способы приготовления с предварительным разогревом бетонной смеси, введением минеральных наполнителей и химических добавок, направленно регулирующих свойства бетонной смеси и скорость физико-химических процессов твердения; автоматизация бетонных узлов. Экономия цемента в производстве бетонной смеси достигается при использовании отечественных турбулентных смесителей, окружные скорости которых вдвое-втрое выше, чем у рабочих органов смесителей других типов. Качество и продолжительность процесса приготовления бетонной смеси зависят от последовательности загрузки и перемешивания составляющих. В этом смысле перспективной представляется раздельная технология приготовления бетонных смесей. Такая технология является основной в производстве асфальто-и полимер-бетонных смесей и должна стать таковой и для обычных цементных смесей.

По раздельной технологии отдельно в скоростных смесителях готовится растворная часть и в обычных смесителях - смесь заполнителя с растворной частью. Раздельное приготовление смесей позволяет управлять микро и макроструктурой бетона. При этом появляется возможность модифицировать цементное вяжущее химическими добавками и минеральными наполнителями, производить перемешивание в заданном температурном режиме и активировать поверхность заполнителей.

Продолжительность приготовления вяжущего зависит от емкости турбулентного смесителя и скорости вращения рабочего органа и определяется опытным путем при приготовлении пробных производственных замесов. Продолжительность перемешивания бетонной смеси в обычном смесителе определяется также опытным путем.

Опыты использования раздельной технологии бетона. Принцип работы турбулентного смесителя по характеру воздействия на перемешиваемую смесь аналогичен действию рабочего колеса центробежного насоса. Загруженные в смеситель вода и вяжущее перемешиваются ротором, который при вращении отбрасывает смесь лопатками к стенкам корпуса и под действием собственной массы опускается на ротор. При перемешивании в турбулентном смесителе частицам смеси сообщаются высокие скорости и сложные траектории движения. В результате столкновения частиц друг об друга и при частых ударах об ротор цемента и наполнителя повышается степень смачивания, что обеспечивает равномерное распределение воды, приводящего к физическому и химическому диспергированию, сдиранию экранирующих гидросульфоалюминатных пленок с клинкерных частиц с обнажением новых активных центров поверхности. В результате достигается ускорение и увеличение степени гидратации цемента, повышение прочности наполненного цементного камня. Таким образом, интенсивная технология приготовления бетонной смеси предполагает комплексное использование раздельного перемешивания вяжущего и заполнителей, введение пластифицирующей добавки и дисперсного наполнителя. Внедрение интенсивной раздельной технологии не требует коренной перестройки производства бетонных смесей и предполагает лишь оборудование бетоносмесительных узлов заводов ЖБИ и КПД путем установки дополнительного смесителя - активатора растворной смеси.

Определенные трудности во внедрении раздельной технологии приготовления бетонной смеси обусловлены рядом объективных и субъективных факторов. К первым следует отнести, прежде всего, несовершенство первичной конструкции смесителя CA-400/500. Недостатки смесителя - прилипание смеси к стенкам, зарастание входных патрубков, негермитичность некоторых узлов с выгрузкой смеси. В настоящее время указанные недостатки выявлены, и большей частью устранены. Необходимо отметить, что эти недостатки не касаются сути технологии, а лишь указывают на необходимость улучшения конструкции быстроходного смесителя. Субъективные сдерживающие факторы - инерция в психологической перестройке специалистов при отходе от привычных стереотипов в производстве и мышлении. Бетонная смесь по ИРТ приготавливается в две стадии с совмещением отдельных операций во времени. На первой стади и в смесителе-активаторе готовится растворная смесь, содержащая всю воду и пластификатор, весь песок и весь цемент, идущие на замес. На второй стадии активированная растворная смесь перемешивается с крупным заполнителем в бетоносмесителе принудительного действия. Приготовление бетонной смеси на плотном заполнителе осуществляется в следующей последовательности.

В работающий активатор с плотно закрытыми выходными люками отверстиями последовательно вводятся: вся вода и раствор добавки ЛСТ на замес (за вычетом воды, содержащейся во влажном песке и щебне); песок (100%); цемент (100%). Общий цикл активации растворной смеси при этом составляет 60-90 с. Одновременно в работающий бетоносмеситель вводится щебень (100%) и приготовленный в активаторе раствор. Бетонная смесь перемешивается не менее 45 с. Общий цикл приготовления бетонной смеси составляет около 2 мин [2].

При изготовлении изделий М 50 из керамзитобетонной смеси в работающий активатор вводятся: 80-100 л воды с добавкой СНВ; цемент (100%). Общий цикл обработки в активаторе смеси из цемента, добавки и воды составляет 60 с. За 30 с до окончания активации смеси в бетономешалку загружается керамзитовый гравий и керамзитовый песок, оставшаяся часть воды, перемешиваются в течении 30-40 с, затем в смеситель выгружается из активатора вспененное цементное тесто, которое перемешивается вместе с заполнителями не более 3 мин во избежание разрушения пены [3,4].

В случае применения кварцевого песка в составе керамзитобетонной смеси (М 50) в активаторе обрабатывается следующая смесь: 90-100 л воды вместе с добавкой СНВ; цемент (100%); кварцевый песок (100%). С целью очистки (по мере необходимости) смесителя-активатора в процессе работы в него подается 30-40% воды и весь песок, идущие на замес. Водно-песчаная смесь перемешивается в течение 40-60 с. Затем в активатор подается оставшаяся часть воды и цемент. Цементно-песчаный раствор активируется в течение 60-90 с. Выгрузка активированной бетонной смеси осуществляется в бетоновозную тележку .

Так, специалистами НПО "СТРОЙИНДУСТРИЯ" Узагропрэмстроя совместно с сотрудниками ТашИИТа отработана в производственных условиях технология активации водоцементной суспензии в скоростном смесителе СА=400/500 с последующим ее совмещением с заполнителями в бетоносмесителе принудительного действия. Исследования показали, что приготовление бетонной смеси по этой технологии дает прирост прочности 15-35% или возможность экономии 7-15% цемента [1,5,6].

На Наманганском ДСК проведены работы по отработке режимов раздельной технологии приготовления бетонной смеси и корректировки ее состава. Эксперименты выполнены с бетонными смесями составов (кг/м³): цемент - 250-265; песок - 1060-1070; щебень - 930, вода - 98-110 л. В процессе опытно-производственных работ определено влияние продолжительности активации цементно-водной суспензии и расхода цемента на прочность пропаренного бетона и установлена достаточность активации в течение 60 с. Контрольными испытаниями прочности бетонных образцов установлен прирост показателя в пределах 25-45% или возможность экономии 10-12% цемента [7-11].

Результаты опытов использования. Положительные результаты по освоению раздельной технологии приготовления бетонной смеси получены на Ферганском производственном объединении строительных материалов № I "Узагропромстрой- индустрии".

Для внедрения раздельной технологии на бетонном заводе вместо активатора CA=400/500 осуществлена привязка скоростного турбулентного смесителя марки СБ=148. Загрузку составляющих и перемешивание в обоих смесителях осуществляют одновременно, что не увеличивает общую продолжительность приготовления бетонной смеси. В процессе опытно-производственных работ по изготовлению колонн, прогонов и плит из бетонных смесей марок 200 и 300 определено влияние продолжительности активации растворной смеси (100% цемента + 25% песка + 100% воды) и расхода цемента на прочность пропаренного бетона (табл. 1). Установлено, что активацию растворной смеси достаточно производить в течение 60-75 с: а продолжительность перемешивания в основном смесителе составляет 90-120 с.

Данные табл. 1 показывают, что при раздельной технологии приготовления бетонной смеси обеспечивается 95-100 %-ная прочность бетона после пропаривания. Уменьшение расхода цемента на 10% не снижает прочность бетона, которая составляет 78-85% от марочной. При этом бетонная смесь характеризуется повышенной однородностью и хорошей виброформируемостью.

Таблица 1.

Производственные составы бетонных смесей и прочность бетона (числитель - по традиционной технологии; знаменатель - по раздельной технологии, в скобках - оптимальные составы смеси, рекомендованные к внедрению)

Вывод. Опыт освоения раздельной технологии на заводе строительной индустрии показал, что имеются резервы по экономии цемента, связанные с совершенствованием конструкции смесителя-активатора, подбора оптимальных составов бетонных смесей, соблюдением технологической дисциплины. Значительно большая экономия цемента может быть обеспечена при комплексном использовании ИРТ, минеральных наполнителей и пластифицирующих добавок. Тем самым улучшается трешиностойкость, морозостойкость и долговечность бетона.

Список литературы:

1. Соломатов В.И., Тохиров М.К., Хокин В.К. «Ресурсосберегающая технология бетона». Ташкент. изд-во «Мехнат»-1990-32, 48-80 с.
2. Глекель Ф. Л., Копп Р. З., Ахмедов К. С. Регулирование гидратационного структурообразования поверхностно-активными веществами //Ташкент: Фан. – 1986.
3. Бужевич Г. А., Довжик В. Г., Бугрим С. Ф. Поризованный керамзитобетон //М.: Стройиздат. – 1969. – С. 19-54.
4. Логейда А.В. и др. Применения воздухововлекающих добавок в сборном железобетоне. Бетон и железобетон. 1974. №5. – С. 23-24.
5. Мамажонов А.У., Набиев М.Н., Умурзаков Э.К., Абдуллаев И.Н., Акбарализода С. Структурообразование цементного камня в присутствых минеральных наполнителей и пластифицирующей химической добавки АЦФ-3М. Журнал “Архитектура, строительства и дизайн”. Ташкент 2019.
6. Мамажонов А. У. и др. Прочность и деформация бетона с минеральными наполнителями из промышленных отходов и химической добавкой–смолы АЦФ //International Journal Of Discourse On Innovation, Integration And Education. – 2020. – Т. 1. – №. 4. – С. 193-198.
7. Tojiev R. R., Mirzakulov K. C. Physico-chemical study of the process of the reception of the oxides magnesium on base of the processing of the mixed salts lake karaumbet //Scientific Bulletin of Namangan State University. – 2020. – Т. 2. – №. 3. – С. 118-125.
8. Мамажонов А., Косимов Л. Особенности свойств цементных систем в присутствии минеральных наполнителей и добавки ацетоноформальдегидной смолы //Грааль Науки. – 2021. – №. 5. – С. 102-108.
9. Kosimov L., Kosimova S. Optimization of the composition of dry slag-alkaline mixtures //Збірник наукових праць Λόгoσ. – 2021.
10. Мирзабабаева С. М. и др. Влияние Повышенных И Высоких Температур На Деформативность Бетонов //Таълим ва Ривожланиш Таҳлили онлайн илмий журнали. – 2021. – Т. 1. – №. 6. – С. 40-43
11. Mamajonov A. U., Yunusaliev E. M., Mirzababaeva S. M. Production test for producing porous filler from barkhan sand with additives of hydrocastic clay and oil waste //ACADEMICIA: An International Multidisciplinary Research Journal. – 2020. – Т. 10. – №. 5. – С. 629-635.