Основы производства бетона

Изготовление бетона – это непрерывная и требующая точности работа. Чтобы производство сборного железобетона функционировало успешно, нужно правильно понимать технологию бетона и уметь ею управлять.

Поскольку бетон является основным исходным материалом для изготовления железобетонных изделий и конструкций, он сильно влияет на их качество, а также эффективность и расходы производства. Бетонные компоненты для каждой конструкции должны соответствовать эксплуатационным требованиям к свежему и затвердевшему бетону.

Бетон является основным фактором стоимости для большинства групп изделий. Конечно, его доля зависит от сложности продукта, количества необходимой рабочей силы и трудозатрат при производстве.

Без хорошей бетонной смеси не обойтись. Более того, ее состав надо постоянно оптимизировать. Чтобы конечные изделия были прочными и долговечными, постарайтесь максимально увеличить содержание в смеси заполнителей, а объем цемента и воды свести к минимуму.

Изготовление бетонной смеси начинается с оценки оборудования и доступного в вашем регионе сырья. Оба этих фактора сильно влияют на конечный продукт, структурное и визуальное качество бетона. Перед запуском в производство состав бетонной смеси нужно тщательно протестировать.

Бетонная смесь и технология термообработки сильно влияют на скорость производственного цикла. Время затвердевания может варьироваться от 5 до 20 часов.

Качество цемента имеет решающее значение для производственного цикла. Наилучших результатов можно достичь, если использовать цементы, которые были специально разработаны для промышленности сборного железобетона. На разных рынках доступны различные типы цемента. 

Также в последнее время возросла важность охраны окружающей среды. Поэтому важно подсчитывать расходы за весь жизненный цикл здания или конструкции.

Основными компонентами бетона являются заполнители. Они составляют более 70% от объема смеси и 80% от ее веса. Заполнители формируют каркас бетона, в то время как цемент выступает в качестве ”клея” между частицами заполнителей.

Поскольку заполнители по большей части являются природными материалами, их тип и качество могут значительно различаться – даже если они получены из одного месторождения. Свойства заполнителей варьируются больше, чем у цемента и других компонентов, поэтому контроль качества в заводской лаборатории нужно сосредоточить в первую очередь на них.

Правильный выбор заполнителей может оказать значительное влияние на эффективность производства. При этом допуски фракций, как правило, слишком широки, чтобы обеспечить неизменное качество бетона. Единственно правильное решение в этой ситуации – организовать постоянный мониторинг свойств заполнителей.

Также на свойства свежего и затвердевшего бетона влияют мелкие фракции. В свежем бетоне они выступают в качестве смазки: улучшают его удобоукладываемость и водоудерживающую способность. Также они снижают риск расслоения, облегчают уплотнение и снижают содержание воздуха в смеси. Однако избыток мелких фракций может привести к липкому бетону, и также к большой усадке и деформации из-за более высокого содержания воды.

Средний объем содержания в бетонной смеси.

• Заполнители 70%
• Вода 17%
• Цемент 11%
• Воздух 2%

В общем объеме бетонной смеси доля цемента составляет всего около 11%. При этом он является ее основной расходной частью.

Качество цемента на разных рынках может сильно различаться. Также на некоторых рынках доступны несколько типов цементов для различных применений. Для производства сборного железобетона чаще всего используются типы CEM I, CEM II и CEM III. Тип цемента непосредственно влияет на свойства бетона – его потребность во влаге, срок схватывания и набор прочности.

Как убедиться в качестве цемента? Как правило, заводы-производители сами предоставляют эту информацию, в том числе набор прочности по времени, номинальную площадь, цвет и количество смешанных материалов. Часто основным требованием при производстве сборного железобетона является ранняя прочность.

Питьевая вода может использоваться для изготовления бетона без предварительной проверки. Любую другую воду – например, промывочную, грунтовую или техническую – нужно сначала протестировать. И, конечно, нельзя использовать для изготовления бетона сточные воды.

Примеси представляют собой жидкости или порошки, которые в небольших количествах добавляют в бетон во время смешивания. Выбирайте их тщательно: проконсультируйтесь с производителем и обязательно проведите предварительные испытания, чтобы протестировать их эффект.

Самые популярные примеси – это различные пластификаторы. Их используют, чтобы повысить прочность бетона на сжатие, а также чтобы сделать его более текучим, не увеличивая расход воды.

Добавки представляют собой тонкоизмельченные материалы, которые улучшают или придают нужные свойства свежему и затвердевшему бетону. Неорганические добавки включают инертные добавки (например, цветные пигменты) и латентные гидравлические добавки (например, летучую золу).

Какое сырье выбрать и в какой дозировке его надо смешивать? Правильный состав бетона зависит от конечного продукта.

Перед составлением состава сформулируйте желаемые характеристики своего продукта.  Затем проанализируйте имеющееся в наличии сырье и учтите все технологические и структурные требования. Какой должна быть износоустойчивость или прочность бетона в различное время? А что насчет производственного цикла и методов уплотнения или термообработки? Какое оборудование вы будете использовать для смешивания и дозирования, и какова правильная интенсивность и продолжительность смешивания? Какая система адресной подачи используется на вашем заводе? Каков требуемый срок службы и износоустойчивость вашего бетона? Также примите во внимание эстетические требования к изделиям – они определяют подходящие методы отделки поверхностей и влияют на расходы.

Консистенция определяет поведение свежего бетона при смешивании, обработке, доставке, формовании и уплотнении, а также при выравнивании поверхности. Она определяет и такой параметр, как обрабатываемость свежего бетона. Требования по обрабатываемости зависят от вида продукта, который вы будете производить, и от вашего производственного метода.

Вы должны стремиться к хорошей связности, низкому риску расслоения и хорошим свойствам по выравниванию или отделке поверхности. Старайтесь достичь экономически эффективной обработки, разливки, подачи и отделки свежего бетона. Добавление суперпластификаторов обеспечит максимальную пластичность или текучесть. В жарком климате вы можете увеличить обрабатываемость бетона, используя замедлители схватывания. В холодном климате вам наоборот может понадобиться ускорить процесс схватывания и затвердевания.

Что же касается затвердевшего бетона, то нужно учитывать следующие важные свойства: прочность на сжатие в различное время, прочность на растяжение, деформацию, водонепроницаемость, морозостойкость, коррозию, стойкость к растиранию и плотность. Все эти свойства зависят от успешного уплотнения.