Производство железобетона и железобетонных изделий

Железобетонном называют материал, полученный путем заливки арматурной конструкции жидким бетоном. ЖБК бетон работает на сжатие, а металл – на растяжение. Активными составляющими бетона выступают цемент и вода, также в составе раствора могут содержаться наполнители. В роли арматуры выступает каркас из сварных или связанных между собой стальных прутьев. Железобетон применяется в производстве самых разных конструкций – балок, ферм, свай, пустоток, столбов и т. д. При этом каждая конструкция имеет свою систему армирования, рецептуру бетона и технологию изготовления.

Изготовление бетона

Правильно приготовленный бетон необходим при любых строительных работах – укладке фундамента, заливке пола, монтаже перегородок и т.д. Работа является одной из самых трудоемких, а от ее качества зависит долговечность и надежность всей конструкции. Существует несколько способов приготовления бетонных смесей, а каждый конкретный состав используется для определенных условий строительства. Бетоны делятся по: плотности, виду вяжущего вещества, назначению.
Бетон является самым главным материалом при строительстве, именно поэтому очень важно, чтобы он был правильно изготовлен.

Традиционно бетон готовится из следующих компонентов: цемент, вода, гравий или щебень, строительный песок. Из инструментов понадобятся: ведра, лопаты, бетономешалка, сетка для просеивания песка, кружка или лейка для воды. На приготовление одного кубометра бетона необходимо: 200 литров воды, около 350 кг цемента, 0,6 м3 щебня и 0,6 м3 песка. Если требуется приготовить 100 литров, количество компонентов будет таким: цемент – 3 ведра (30 кг), щебень – 8 ведер (100 кг), песок – 5 ведер (70 кг). При приготовлении в качестве вяжущего вещества чаще всего используют цемент марки 400. При использовании более низкой марки цемента, его количество увеличивается. Например, при использовании марки М300 количество цемента необходимо увеличить на 30%.

Для приготовления бетонного раствора вода должна быть очень чистой.

Чтобы правильно изготовить бетонную смесь, вода должна быть максимально чистой, без масла, примесей или других посторонних элементов. При изготовлении в жаркую погоду, для предотвращения схватывания раньше времени, можно использовать холодную воду.

Необходимое количество воды определить заранее сложно, поскольку здесь имеет значение влажность щебня и песка, а также влагопотребность цемента. Требуемый литраж воды определяют уже в самом процессе смешивания. Песок для бетонной смеси лучше использовать крупный, чистый, без дополнительных включений ила, глины, органических частиц. Для исключения инородных частиц желательно песок просеять заранее. От того, насколько чист песок, будет зависеть прочность. Попадание грязного песка влечет увеличение расхода цемента (примерно 10-20% от стандартной нормы). Заполнитель (щебень) желательно использовать мелкий (фракция 5-20 мм). Хорошие результаты дает применение дробленного или мелкого речного гравия, щебня из естественных пород. Можно использовать искусственный щебень, шлак, битый кирпич или известняк, керамзит, но бетонная конструкция с использованием таких заполнителей будет менее долговечной, снижается морозоустойчивость бетонной смеси, что нежелательно для материалов, находящихся при низких температурах или во влажной почве.

Современные технологии перемешивания бетона

Для приготовления смесей высокой жёсткости бетонные заводы применяют вибросмесители, которые сочетают в себе функции перемешивания и вибрации. При определённом режиме вибрации силы сцепления и трения между частицами раствора нарушаются, и силе тяжести начинает противодействовать давление возбуждения бетонной смеси. Она переходит во взвешенное состояние, её подвижность повышается, что способствует интенсивному перемешиванию.

Разработана струйная технология перемешивания бетонной смеси. Суть заключается в том, что на составные компоненты воздействуют турбулентными потоками сжатого воздуха или перегретого пара, которые подаются в струйный смеситель специальной конструкции.

Современные бетонные заводы внедряют в производство технологию получения бетонного раствора методом перемешивания с одновременным нагревом до 60″С. Для этого в в бетоносмеситель подаётся струя горячего пара, которая обеспечивает более быстрое и эффективное перемешивание, чем при использовании электрического обогрева или предварительно нагретой воды.

Смотрите так же: Зимнее бетонирование

Способы замешивания

Вначале нужно определиться с необходимыми объемами. Приготавливают бетон несколькими способами. Если требуется большой объем бетонной смеси, нужно использовать бетономешалку, а средние и малые объемы можно замешивать вручную.

Технология приготовления бетона следующая: вначале смешивают сухие составляющие: цемент, щебень, песок, тщательно перемешиваются до получения однородной консистенции, затем небольшими порциями добавляется вода.

Если для проведения работ нужно много раствора, то для его изготовления можно использовать стационарную бетономешалку.

Масса бетонного раствора должна быть похожа на густую сметану, не должна быть чересчур текучей. Замесить ее необходимо при положительной температуре. Готовность и правильность приготовления бетона можно проверить так: сжимают в ладони немного бетона, и он должен принять некоторую форму с выделением небольшого количества жидкости. В период отвердения бетона, который занимает около 10 дней, важно предотвратить промерзание бетона, так как от появления льда его неокрепшая структура может разрушиться. Лишний цемент может привести во время усадки к растрескиванию бетона. Приготовленную бетонную смесь желательно использовать в течение нескольких часов после замеса. Ручной способ приготовления бетона. Берется два ведра: одно для цемента (оно должно быть чистым и сухим), другое – для песка и заполнителя (щебня). Работать рекомендуется двумя лопатами. Компоненты необходимо отмерять максимально точно, выравнивая их уровень по кромке ведра. Заполняя емкости цементом или песком, уплотняйте рыхлые материалы, постукивая по боку ведра лопатой.

Изготовление бетона требует больших усилий, так как ингредиенты бетонной смеси нужно очень тщательно перемешать.

Щебень и песок смешивают на ровной и жесткой поверхности, после в образовавшейся горке делают углубление, добавляют в него цемент и смесь перемешивают до получения равномерного цвета. Далее в куче сухих материалов еще раз делают углубление и добавляют в него воды из лейки или кружки. В углубление с водой смесь с краев подсыпают до тех пор, пока она не впитается, потом перемешивают компоненты рубящими движениями лопаты. Потом добавляют воду и снова поднимают бетон снизу кучи до образования однородной массы. Можно проверить готовность бетона: тыльной стороной лопаты сделать ряд ребер, передвигая инструмент в свою сторону.

Бетон должен иметь ровную и гладкую поверхность, а его гребни не опадать и оставаться такой же формы.

Машинный способ приготовления

При этом способе используют бетономешалку, которую устанавливают на ровной поверхности. Перед включением нужно убедиться, что барабан находится в вертикальном положении. В барабан при помощи ведра загружают половину щебня и наливают воду. Небольшими частями по очереди добавляют цемент, песок и крупный заполнитель. Смесь необходимо перемешивать несколько минут. Далее, для проверки готовности, наклонив барабан, необходимо отлить небольшое количество бетонной смеси в тачку. Если смесь еще не готова, ее обратно загружают в барабан и продолжают перемешивание.

Бетон и железобетон в промышленности: состояние и пути развития

В Советстком Союзе в шестидесятые годы XXвека была поставлена и успешно решена программа массового жилищного строительства. Для ее реализации была создана гигантская индустрия строительных материалов, практически большая часть заводов ЖБИ и ДСК были построены в те годы. Со времени реализации программы прошло свыше 50 лет. Однако промышленность по производству бетона и железобетона – основа стройиндустрии, не имеющая стимулу к совершенствованию, мало изменилсь за эти годы – в основном та же поточно-агрегатная технология, подвижные смеси, заполнители «с улицы» арматура не выше IV класса, недостаточное использование химдобавок, неоправданно высокое энергопотребление и т.д.

Не менее сложно с кадрами. Работники предприятий, воспитанные на технологиях пятидесятилетней давности и практически не повышавшие свою квалификацию (в Советском Союзе не было обязательной системы переподготовки и аттестации кадров), не только не справляются с новыми технологиями, но, и, как правило, всячески препятствуют их реализации.

По существу, необходимо заново создавать индустрию производства бетона и железобетона. И начать следует с заполнителей и цемента. Что-же необходимо сделать, чтобы привести бетонное производство к уровню ведущих мировых производителей.

В те же шестидесятые годы, несмотря на декларации о необходимости снижения стоимости строительства и жесткую регламентацию расхода цемента, вопрос о подготовке заполнителей для бетона на государственном уровне даже не ставился, что на долгие годы затормозило развитие стройиндустрии страны. В то время как мировая промышленность строительных материалов работала на мытых, сухих, фракционированных заполнителях, отечественная – использовала неподготовленные, загрязненные заполнители и цементы с неустойчивыми характеристиками. Таким образом, одной из первоочередных задач, стоящих перед строительной индустрией России, является получение качественных заполнителей и цемента, что на 10-15% снизит себестоимость строительных конструкц ий.

Конкретизируем проблему.

Щебень.

В определенной степени подготовка щебня обеспечивается технологией его получения дроблением, рассевом, повторным дроблением и т.д.

Основные задачи по технологии изготовления и использования щебня:

• организовать раздельное хранение различных фракций;
• исключить засорение щебня посторонними примесями в процессе транспортировки и хранения
• удалить при изготовлении щебня пылевидные фракции путем отмывки либо воздушной классификации;
• максимально использовать такой ценный продукт, как отходы дробления, в настоящее время действительно являющиеся отходами, вывозящимися на свалки;
• увеличить выход кубовидного щебня после дробления;
• обеспечить получение фракций 50-8- мм для применения в сборных и монолитных фундаментах и малоармированных конструкциях.

Отметим, что перечисленные проблемы – это не вопрос значительных инвестиций в отрасль, а скорее организация ее работы.

Песок

Подготовка песка для бетона требует больших усилий и инвестиций, чем подготовка щебня, в первую очередь, по степени запущенности проблемы.

Во времена Советского Союза, несмотря на многочисленные выступления ученых и практиков о необходимости подготовки песка для бетона и постоянные призывы к экономии цемента, практически никаких мероприятий по подготовке песка не проводилось.

Ведомственная политика (за добычу и поставку песка отвечали, в основном, Минречфлот) и затратная экономика привели к краху отрасли.

Национальные стандарты практически не запрещали использование низкокачественных песков в бетонах, что не только повышало стоимость строительства, но и снижало долговечность зданий и сооружений.

Исследованиями отечественных и зарубежных ученых показало, что от песка как основного носителя поверхности, гранулометрия которого определяет пустотность заполнителя, главным образом, зависит расход цемента в бетоне. И поэтому именно природный песок в первую очередь должен быть подвергнут переработке. Использование мытых фракционированных песков позволяет экономию в 15-20% расхода цемента.

Платить приходиться дважды: за случайную гранулометрию, загрязняющие примеси и за нестабильность технологического процесса, вызванного различиями по граносоставу и влажности в соседних замесах.

Понимая значимость проблемы, ею занимались выдающиеся отечественные ученые: Б. Г. Скрамтаев, А. Е. Шейкин, Ю.М. Баженов, И. М. Френкель, С.М. Ицкович. Однако даже подходы к решению задачи не были сформулированы. И только с появлением метода планирования многофакторного эксперимента и ЭВМ стало возможно ее решение.

Автором разработан расчетный аппарат (формулы, номограммы, симплекс-диаграммы), позволяющий определить оптимальный гранулометрический состав песка для конкретного предприятия. Расчетный аппарат устанавливает зависимость расхода цемента от гранулометрии песка, причем конечный результат зависит от марки (класса) бетона и жесткости, подвижности бетонной смеси.

На рис 1. приведена схема подготовки мытого фракционированного песка, предусматривающая, одновременное безотходное получение песка трех видов: для тяжелых и песчаных бетонов, для растворов и отделочных материалов, для пеногазобетонов.

Рис 1. Схема подготовки песка для бетона

Цемент.

Положение с производством и качеством цемента также следует признать неудовлетворительным:

— По количеству производимого цемента. Ряд цементных заводов остался на территории страны СНГ, на оставшихся — многолетнее отсутствие капитальных вложений в отрасль привело к тому, что их оборудование предельно изношено. Экспертная оценка автора степени изношенности конечного оборудования — 60-70%.

Годовой объем производства цемента в России составляет около 50 млн т, что удовлетворяет потребности строительства только на 60%. Для достижения среднеевропейского уровня строительства жилья 1м 2/год на человека объем производства цемента должен быть увеличен в три раза. Без строительства новых и реконструкции существующих заводов не обойтись.

— По качеству цемента. Все меньше производится чисто клинкерных цементов с гарантированными характеристиками и все больше цементов с добавками, причем вид добавки даже не находит отражения в паспорте на цемент. Дефицит цемента и отсутствие надежных экспрессных методов определения его активности приводит к тому, что пользователи вынуждены «брать что дают» и при существующем положении не могут даже предъявить рекламации заводу-производителю. Поскольку сами добавки и их помол гораздо дешевле, чем клинкер и помол клинкера, цемент насыщается добавками, и в большинстве случаев его активность по паспорту не соответствует реальной. Вопрос о поставке заводам-производителям бетона и железобетона цементного клинкера настолько невыгоден для производителей цемента, что даже и не ставится, хотя это мероприятие позволило бы крупным производителям бетона производить помол цемента на предприятии и получать свежемолотый цемент, активность которого соответствовала бы номенклатуре выпускаемых изделий, а также выпускать бетоны массовых марок на цементах низкой активности.

— По стоимости цемента. Монополизация отрасли в растущий дефицит цемента привели к постоянному росту его стоимости, который в условиях рынка невозможно сдержать административными мерами. Так, с 2001 года цены на цемент увеличивались более чем в четыре раза.

Есть и объективные факторы роста стоимости цемента, который в России на подавляющем большинстве предприятий производится по устаревшему «мокрому» способу, требующему значительных энергозатрат. Рост стоимости энергоносителей автоматически приводит к росту стоимости цемента.

Очевидно, что промышленность по производству цемента нуждается, с одной стороны, в реконструкции, с другой — в строительстве новых цементных заводов. Средства, необходимые для строительства цементного завода производительностью 1 млн. т в год, составляют около 100 млн. долларов. Срок оккупаемости — 7-8 лет. Это достаточно серьезные деньги для отечественного инвестора, притом, что кредитование таких проектов банки осуществляют неохотно. Кредиты в строительство, пищевую промышленность, розничную торговлю гораздо более эффективны из-за быстрой окупаемости.

Притоговление бетонной смеси

Бетон – конгломератный материал, однородность которого, в первую очередь, зависит от качества перемешивания входящих в состав смеси ингридиентов. Качество перемешивания зависит от типа смесителя, времени перемешивания, вида и количества перемешиваемых материалов, порядка их введения в смеситель и др.

Влияние каждого из этих факторов достаточно хорошо исследовано, но полностью игнорируется практиками.

До сих пор использование бетономешалок принудительного перемешивания (вертикальный вал — горизонтальные лопасти) считается гарантией качественного перемешивания любых бетонных смесей. Однако если такие смесители при правильном порядке введения ингредиентов в бетономешалку дают удовлетворительные результаты для смесей, удобоукладываемость которых оценивается осадкой конуса свыше 5 см, то с увеличением жесткости и «мелкозернистости» смесей однородность перемешивания снижается.

Оценка качества перемешивания затруднена рекомендуемой стандартом методикой, которая оценивает не «качество» перемешивания, а его «однородность», например, одинаково плохо, но равномерно перемешанная во всем объеме бетонная смесь удовлетворяет требованиям стандарта.

Массовый переход промышленности строительных материалов на выпуск изделий из мелкозернистых бетонов и использование в новых, в том числе импортируемых технологиях, жестких и особо жестких смесей показали недостаточную эффективность существующего бетоносмесительного оборудования.

Установлено, что в жестких смесях, и особенно в мелкозернистых жестких смесях перемешивание идет в макрообъемах, перемешивание внутри микрообьемов недостаточное.

В зарубежной практике производства оборудования для приготовления таких бетонов смесители снабжаются активаторами, дополнительно перемешивающими смесь в микрообъемах. Высокооборотные смесители-активаторы размещаются таким образом, что их воздействию последовательно подвергается весь объем замеса. Повышение гомогенности смесей существенно (до 7%) увеличивает прочность бетона.

Отсутствие в отечественной практике серийного изготовления подобных агрегатов делает целесообразной реализацию иной схемы перемешивания, гораздо более простой в выполнении и практически столь же эффективной.

Речь идет о смесителях, осуществляющих перемешивание во встречных потоках.

Отечественная промышленность выпускает двухвальную бетономешалку СБ-163 (1500/1000), в которой качество перемешивания близко к качеству перемешивания в смесителях с активаторами (рис 2).

Рис 2. Схема работы двухвального смесителя

Таким образом, реализация комплекса мероприятий, включающих подготовку заполнителей, поставку качественного цемента и химдобавок, использование лучших образцов отечественного смесительного и дозирующего оборудования , автоматизация технологического процесса, включающая корректировку замеса по расходу воды с алгоритмами обратной связи, использование оптимальных схем ведения материалов в

смеситель — все это позволяет достигнуть качества бетонных смесей, близкого к лучшим

образцам, получаемым в зарубежной практике.

Вот перечень основных задач, которые следует решить для приведения бетонного хозяйства в соответствие с его состоянием за рубежом.

Технологии и оборудование для производства стройматериалов

Основной технологией шестидесятых была (и остается до сих пор) поточно-агрегатная, где на каждом из технологических переделов ведутся операции с формами и

использованием крановых операций. Отсутствие форм существенно упрощает, удешевляет и ускоряет технологический процесс, поэтому современные технологии — это, в первую очередь, технологии безопалубочного формования: вибропрессование для производства мелкоштучных, преимущественно неармированных изделий и непрерывное формование погонажных изделий на длинных стендах.

Обе эти технологии достаточно широко освещены в технической литературе, и оценки их практически устоялись. Потребители определились с наиболее перспективными вариантами оборудования, в частности, для использования в российских условиях.

По существу, основным направлением развития этих технологий является их модернизация применительно к расширению номенклатуры выпускаемых конструкций.

В перспективе эти технологии могут позволить выпускать всю номенклатуру изделий для жилищного и дорожного строительства (для малоэтажного строительства это уже выполнено автором) но движение должно быть взаимным: не только менять технологический процесс применительно к конструктивной форме изделий, но и проектировать конструкцию применительно к возможностям технологии. Перспективные к производству мелкоштучные изделия, изготавливаемые вибропрессованием: термоблок – несуще- теплозащитный стеновой камень, самый дешевый стеновой материал России; лотковая цементно-песчаная черепица — весьма перспективный кровельный материал (рис 3); бортовой камень с уменьшенной на 35% материалоемкостью; плиты для покрытий трамвайных путей — один типоразмер без арматуры и петель в межрельсовом пространстве, междупутье и на обочине. Квадратный метр покрытия из указанных плит на 40 % дешевле стандартных.

Перспективные к производству железобетонные конструкции для изготовления

на линиях непрерывного формования: плиты перекрытий, балки, ригели, сваи (рис 4.) —все это уже выпускается, а также дорожные плиты, опоры линии электропередач, стеновые панели, шпунт.

Рис 3. Вибропресс ВПЧ-2 для производства лотковой черепицы

Рис 4. Линия непрерывного формования свай из песчаного бетона

Проектирование составов бетона

Это одна из наиболее сложных и ответственных задач при разработке технологического процесса. Какова цена вопроса? Что такое перерасход цемента по сравнению с оптимальным составом на 20 кг/м 3? Кубовая бетономешалка, перемешивая бетоны с ОК=5-6 см, имеет среднесуточный цикл 3 мин, или 300 замесов в течение 2-сменной работы, или 6 т цемента стоимостью 30 тыс. руб. в сутки или 7,5 млн руб. в год. Весьма серьезные деньги. А если бетономешалки две, как это обычно бывает на заводах, а экономия — 40 кг/м 3 (что вполне реально). Все это означает необходимость весьма тщательного выполнения этого этапа работ.

На заводах сборного железобетона проектирование составов, как правило, выполняется сотрудниками заводской лаборатории, заинтересованными в назначении составов бетона, гарантировано обеспечивающих требуемые характеристики вне зависимости от вида цемента, заполнителей и др., то есть неэкономичных. В советские времена препятствием на этом пути были требования норм о максимально возможных расходах цемента, причем нормы были достаточно жесткими и контролировались органами надзора. Сейчас система развалена, контроля никакого нет, да и в условиях частной собственности его и не должно быть. Но и рынка, который должен стимулировать снижение себестоимости бетона, тоже нет.

Есть объективные причины использования неоптимальных составов. Об одной — кадровой проблеме уже упомянуто выше. Вторая — более сложная и определена методикой проектирования составов.

Этим вопросом в России занимались выдающиеся ученые — Скрамтаев, Сорокер, Кайсер, Сизов, Баженов. Однако воспользоваться предложенными ими способами проектирования состава весьма затруднительно. Методы содержат большое количество эмпирических формул, графиков, зависящих от плохо определяемых характеристик. Так, коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя устанавливается в зависимости от удобоукладываемости бетонной смеси (причем разные графики для подвижных и жестких смесей), количества и нормальной густоты цементного теста, крупности песка, то есть с весьма высокой неопределенностью.

Да по-другому и быть не может: при четырех неизвестных — расход цемента, щебня, песка, воды — существуют две с половиной зависимости: уравнение абсолютных объемов, уравнение Боломея или закон В/Ц отношения, и предложенная Макмилланом зависимость «постоянства водосодержания», действующая в ограниченном диапазоне расходов цемента.

Более того, невозможно установить, оптимален ли полученный в результате проектирования состава результат, либо можно получить еще лучший.

По существу, предлагаемые методики малопригодны для использования персоналом завода.

По нашему мнению, способ проектирования состава должен быть принципиально изменен. Действительно, проектирование состава во всех предлагаемых у нас и за рубежом способах начинается с того, что мы как будто впервые подбираем состав. В действительности составов подобрано тысячи и тысячи, и очень многие из этих подборов опубликованы. Среди этих многих можно отыскать тот, который максимально близок к заданному, то есть подбирался для получения бетона той же марки, с той же удобоукладываемостью, на таких же цементах и т.д. Речь идет о том, чтобы дать возможность исполнителю по данным обработки уже проведенных подборов установить состав, максимально близкий к заданному.

Для обработки данных по опубликованным составам мы можем воспользоваться инструментом, которого не было ни у Скрамтаева, ни у Сизова, — компьютером и методом планирования многофакторного эксперимента. И эта работа была проведена автором для песчаных бетонов.

Теперь, с использованием полученных формул и графиков, в течение 10 минут можно установить предварительный состав бетона. После этого по предлагаемой методике делаются пробные замесы для уточнения удобоукладываемости смеси и изготавливаются образцы для получения зависимости К=Г(Ц/В). По этой зависимости определяется состав, максимально близкий к оптимальному. Все прочие данные, зависящие от свойств заполнителей, цемента и др., автоматически учтены предлагаемым (запатентованным) способом, где изготовление образцов ведется из заданных материалов и в соответствии с требованиями технологии изготовления конструкции, для которой подбирается состав.

Тепловлажностная обработка

В технологии вибропрессования 20 бетонных стеновых камней изготавливаются за 20 и менее секунд. Таким образом, время изготовления изделия — одна секунда. После немедленной распалубки камни направляются в камеру ТВО, где проходят термообработку в течение 12-14 часов. Явный анахронизм.

Эти режимы ТВО и 70%-ная отпускная прочность — наследие поточно-агрегатной технологии и использования бетонных смесей с высокой подвижностью. Откуда взялись эти 70%? Предполагалось, что сразу после изготовления изделие должно быть отправлено на стройплощадку и установлено в эксплуатацию. А почему так? Отчего стеновой камень не снять с формовочного поддона при 20 % прочности (этого достаточно для проведения транспортных операций и пакетировки), перегрузить на транспортный поддон и направить дозревать на складе готовой продукции? Это вопрос организации технологического процесса. Двадцатипроцентная прочность при работе с «горячими» заполнителями и подогретой водой достигается в цехе через 2-3 часа при комнатной температуре — это период структурообразования жесткой бетонной смеси — период интенсивного набора прочности в начальный период твердения.

Таким образом, через 2-3 часа можно освободить формовочный поддон и вернуть его на пост формования.

Аналогичные предложения могут быть сделаны и для других технологий безопалубочного формования.

Подводя неутешительные итоги оценки состояния промышленности производства бетона и железобетона, необходимо ответить на гораздо более важный вопрос, позволит ли реорганизация отрасли решить главную задачу, поставленную перед ней: организовать массовое жилищное строительство по программе «Доступное и комфортное жилье гражданам России».

Сопоставим нужды населения с реальными возможностями строительной индустрии. Сегодня в России ежегодно строится около 40 млн м^ жилья, и если продолжать строительство такими темпами, то на выполнение программы уйдет более 100 лет — для нескольких поколений россиян собственное жилье так и останется несбыточной мечтой.

И что ни делай с ипотекой и как ни увеличивай доходы населения (еще одна несбыточная мечта), в России нет строительной индустрии, способной решить эту задачу. Ее надо создавать заново, и это должна быть другая индустрия, главным образом, малоэтажного домостроения, как это делается во всем мире.

Как ее создать, при явном нежелании государства менять что-либо в сложившейся практике строительства? И вообще, можно ли что-то сделать для строительства доступного и качественного жилья? Несомненно!

Делаем выводы из аналогичной ситуации: в начале двухтысячных при производстве цемента, в первую очередь из-за дефицита мощностей, цены на него выросли в шесть раз. И тогда на государственном уровне было принято решение о снижении пошлин при покупке строительными фирмами цемента из Турции. В результате цены отечественных производителей упали в разы. Почему бы на первом этапе не поступить так и с жилищным строительством? Уговоры, призывы, запреты бесполезны — на рынок можно влиять только рыночными методами. Не хотите строить сами (автором предложена «Система строительства “Термоблок”» [1,3], где строительная стоимость (продажная цена) 13 тыс. руб./м 2), есть предложения китайских фирм: малоэтажное жилье «под ключ» по цене 300 $/м 2 (в обоих случая без земли и подсоединения к сетям).

Земля — национальное достояние и принадлежит гражданам России по праву рождения. Инфраструктура и сети во всем мире — это обязанность социального государства.

Кстати, насчет цен. Россия занимает 123-е место среди 127 стран, обследованных английской по соотношению среднегодовой доход граждан — стоимость м 2 жилья эконом класса. Среднестатистическому россиянину нужно копить на жилье 26.1 года. За нами только Беларусь 28,1; Черногория 30,2; Пакистан 40,6; Королевство Марокко 67,5 лет.

Опыт решения жилищной проблемы в ряде стран — Америка (знаменитые Левиттауны), довоенная Германия, Китай — показал возможность реализации программы строительства доступного жилья в том числе и для малообеспеченных слоев населения.

Автор: К.И. Львович, доктор технических наук, профессор:

znvygb%3Ncebs-yibivpu(ime)znvy.eh»>cebs-yibivpu(umu)znvy.eh

Список литературы

1. К. И. Львович. Термоблок. Система строительства доступного жилья // ЖБИ и конструкции, № 1,2017.
2. К. И. Львович. Подготовка песка для бетона // ЖБИ и конструкции, № 2, 2022.
3. К. И. Львович. Песчаный бетон — строительный материал России // ЖБИ и конструкции, № 3, 2022.

Уплотнение

Уплотнение бетонной смеси обычно проводиться с помощью вибрирования.

Грамотная технология бетона подразумевает наличие процесса уплотнения. Признаком хорошего бетона является плотная структура. Без уплотнения бетон не может достичь свойств жесткого бетона. Чтобы получить качественный бетон, важно выбрать способ уплотнения. Эффективный и самый популярный способ уплотнения монолитного бетона – вибрирование. Оно уменьшает сцепление между зернами бетонной смеси, и она приобретает свойства вязкой тяжелой жидкости. В завершение вибрирования прочность структуры возобновляется.

Под воздействием вибрирования бетонная смесь разжижается, приобретая повышенную текучесть и подвижность. В таком виде она лучше заполняет опалубку и распределяется в ней, включая пространство между арматурными стержнями. При применении вибрации получают более прочные рабочие швы и лучшие поверхности бетона, хорошее сцепление нового слоя бетона с ранее уложенным, арматурой. Не следует использовать вибраторы для перемещения бетонной смеси на большие расстояния в горизонтальном направлении. Необходимо разгружать бетонную смесь как можно ближе от места ее укладки, разравнивать слоями и потом производить вибрацию. Чтобы обеспечить гладкую поверхность и уменьшить образование пор на поверхностях, прилегающих к опалубке, перед вибрированием производят штыкование или трамбование бетонной смеси.

Технология производства бетонных смесей

Современный вариант технологии применения строительных смесей на основе цемента ведёт своё происхождение с 1824 года, когда британский строитель Д. Аспдин взял первый патент на изготовление портландцемента. В названии материала фигурирует городок Портленд, отличающийся живописной местностью и серыми скалистыми горами, так похожими по цвету на новый строительный материал. С этого времени цемент стал широко распространяться по Европе и миру, постоянно набирая популярность и завоёвывая рынки.

Отечественные бетонные смеси изготавливались по ГОСТ 25192. В нормативном документе перечислены различные классы, химические и физические параметры, марки.

Хиты продаж

от 1 руб. Завод TRUMIX-30 от 1 руб. Завод TRUMIX-60 от 1 руб. Завод TRUMIX-90 от 530 000 руб. Вибропресс для колец

Виды вибраторов

Вибраторы для уплотнения бетонной смеси: а – вибратор с гибким валом; б – вибробулава; в – пакетный вибратор; г – поверхностный вибратор; д – схема перестановки вибраторов.

В строительстве используют 3 типа вибраторов: наружные, поверхностные и внутренние (глубинные). Погружаясь в бетонную смесь, рабочая часть внутренних вибраторов передает ей колебания через корпус. Поверхностные вибраторы передают колебания через рабочую площадку и устанавливаются на уплотняемую бетонную смесь. Наружные вибраторы передают колебания через рабочую площадку, они закрепляются на опалубке тисками или другими устройствами. Применение того или иного типа вибраторов зависит от формы и размеров бетонируемой конструкции, ее армированности и необходимой интенсивности бетонирования. Внутренние вибраторы с гибким валом применяют в густоармированных конструкциях.

Внутренние вибраторы типа булавы используют для уплотнения, предназначенной для массивных конструкций. Поверхностные вибраторы используют при бетонировании полов и тонких плит, ими уплотняют только верхние слои бетона. Наружные вибраторы используют для уплотнения бетонной смеси в густоармированных тонкостенных конструкциях: балок, колонн.

Схема глубинного вибратора с гибким валом: 1 — площадка; 2 – электродвигатель; 3 — кулачковая муфта; 4 — гибкий вал; 5 — вибронаконечник; 6 — корпус; 7 — дорожка; 8 — бегунок; 9 – муфта; 10 – шпиндель.

Вибрационный способ эффективно использовать при умеренно пластичных бетонных смесях (подвижность 6-8 см).Если смеси с большей подвижностью, при вибрации возникает расслоение. При использовании поверхностных вибраторов уплотнение производится в течение 20-60 с, глубинных – 20-40 с, наружных – 50-90 с. Время вибрирования жестких бетонных смесей должно быть не меньше показателя жесткости данной смеси. Зрительно продолжительность вибрирования можно определить по таким признакам: приобретение однородного вида бетонной смеси, прекращение ее оседания, горизонтальность поверхности, появление цементного молока на поверхности смеси.

Конвейерные линии

Конвейерное производство является усовершенствованным видом поточно-агрегатного производства. При нем формы перемещаются от одного поста к другому специальными транспортными средствами в принудительном ритме. Процесс изготовления железобетонного изделия разделен на ряд технологических операций, одна или несколько из которых выполняются на определенном посту. Это обусловливает одинаковые или кратные расстояния между постами и одинаковые размеры агрегатов.

Конвейерные линии делятся:

1. по характеру работы — на линии периодического и непрерывного действия;
2. по способу транспортирования — с формами, перемещающимися по рельсам или роликам; с формами, образуемыми непрерывной стальной лентой или составленными из ряда элементов и бортовой оснастки;
3. по расположению тепловых агрегатов — параллельно конвейеру в вертикальной или горизонтальной плоскости; в створе формовочной части конвейера.

Число постов на конвейерных линиях составляет 6…15; ритм работы 8…30 мин; скорость перемещения конвейеров колеблется от 10 до 60 м/ч.

Таблица 2

Продолжительность ритма конвейерных и поточно-агрегатных технологических линий

Примечание. В числителе — значения продолжительности цикла для поточноагрегатной линии, в знаменателе — для конвейерных линий

Конвейерная линия по производству панелей наружных стен приведена на рис. 3.

В зависимости от компоновки и состава комплекс оборудования может располагаться в строительных пролетах шириной 18 или 24 м. Технологические посты подготовки форм, формования и отделки изделий располагаются на полу цеха. Камеры термической обработки выполнены подземными, туннельного типа, одноярусными. Две камеры вместимостью по десять форм предназначены для нагрева и изотермической выдержки изделий при их термической обработке, а третья (вместимостью пять форм) — для охлаждения.

На первой ветви конвейера установлено следующее оборудование: подъемник СМЖ-789-01; устройство для открывания и закрывания бортов СМЖ-793; консольный кран СМЖ-23Б; кантователь СМЖ-493А; передаточное устройство 2784/124; бетоноукладчик СМЖ-787; виброплощадка СМЖ-773; рельсы подъемные СМЖ-806 для опускания формы на виброплощадку; привод конвейера СМЖ-790; передаточная тележка СМЖ-444-02.

На второй ветви конвейера установлено следующее оборудование: бетоноукладчик СМЖ-787; подъемные рельсы СМЖ-806; виброплощадка СМЖ773 для уплотнения слоя раствора; привод СМЖ-790; отделочная машина СМЖ-461; подъемник СМЖ-789.

Рис. 3. Комплекс оборудования 7981/1 конвейерной линии для изготовления панелей наружных стен: 1 — передаточная тележка СМЖ-444-02; 2 — подъемные рельсы СМЖ-806; 3, 19 — виброплощадки СМЖ-773; 4 — бетоноукладчик СМЖ-787; 5 — поддон СМЖ-805; 6, 18 — насосная установка СМЖ-3003В; 7 — отделочная машина СМЖ-461; 8 — подъемник СМЖ-789; 9 — затвор СМЖ-791; 10 — подъемник СМЖ-789-01; 11, 15 — устройство для открывания и закрывания бортов СМЖ-793; 12 — кантователь СМЖ-439А; 13 — консольный кран; 14 — передаточное устройство 2784/124; 16 — фиксаторы СМЖ-788; 17 — резервное место для линии отделки и комплектации

На линии формования производятся следующие виды отделки поверхности изделий: цветным бетоном трех цветов; рельефом (с помощью матриц); керамической или стеклянной плиткой; обнажением декоративного заполнителя. На линии отделки производятся окраска водоэмульсионными красками, отделка декоративной крошкой.

Описание технологических операций на постах приведено в табл. 3.

Таблица 3

Описание технологических операций на постах

Технология вибрирования

Глубинные вибраторы должны находиться друг от друга на расстоянии в 50 см.

Наиболее эффективными являются внутренние вибраторы. Ими вибрируют бетон, предназначенный для балок, фундаментов, стен, колонн. При укладке нового слоя вибратор переставляется с одной позиции на другую. При работе с внутренними вибраторами максимальная толщина уплотняемого слоя принимается не более 1,25 их длины. Необходимо, чтобы вибратор углубился на 5-10 см в ранее уложенный слой для проработки стыка между слоями и для лучшей связи слоев. Вибратор нужно погружать и ниже лицевой поверхности только что уложенного бетона. Внутренние вибраторы оснащены вибрирующими элементами, погружаемыми в бетонную смесь. Они должны погружаться в вертикальном положении на расстоянии в 50 см один от другого.

Нельзя слишком долго работать вибратором на одном месте.

Зоны вибрирования от каждого погружения должны немного перекрывать друг друга. Излишне долго вибрировать в одной точке нельзя, так как это может привести к расслоению бетонной смеси. Если применяется слишком пластичная бетонная смесь, нужно избегать длительного вибрирования. Но необходимо стремиться, чтобы не оставалось непровибрированных участков. Погружение частиц крупного заполнителя в раствор, и выделение раствора вдоль опалубки свидетельствует о возможном окончании вибрирования. Задержка начала вибрирования безопасна до того момента, пока смесь при вибрации может разжижаться, и вибратор не оставляет в ней углублений. Если арматура жестко закреплена и не может перемещаться, вибратор касаться ее не должен.

Глубинный вибратор не должен соприкасаться с опалубкой, в другом случае он повредит ее.

Внутренние вибраторы не должны соприкасаться с опалубкой, поскольку будут повреждать ее поверхность, что отразится на качестве поверхности бетона. С помощью внутренних вибраторов производится уплотнение монолитного бетона. При укладке бетона каждый слой уплотняют вибрированием. В процессе этого рабочий наконечник включенного ручного вибратора помещают в бетонную смесь под углом 30-35°, чтобы конец его рабочей части проходил сквозь границу раздела старого и нового слоев бетона на 5-10 см. Вибрирование вызывает уплотнение бетонной смеси, вытеснение воздуха и осаждение зерен уплотнителя. За счет этого в составе бетонной смеси исчезает граница раздела между слоями. В процессе уплотнения рабочий наконечник вибратора быстро помещают на необходимую глубину и аккуратно вынимают. Во время этого должна закрыться поверхность бетона. Зоны воздействия вибратора должны перекрываться на 10 см как минимум.

Оборудование для производства бетона в малом бизнесе Мобильные и стационарные мини-заводы

Производство строительного бетона на мобильных мини-заводах оснащено автоматическим оборудованием, что позволяет выпускать готовый продукт безупречного качества. Стационарный небольшой завод по изготовлению бетонных смесей может выпускать в час до 60 м³.

На приобретение оборудования для производства бетона на небольшое предприятие придется рассчитывать на сумму, превышающую 430 000 рублей. Для приобретения автоматизированной линии производства необходимо рассчитывать на капитал от 1,6 млн рублей. Мобильные линии (локальные) можно перемещать с одной строительной площадки на другую, что достаточно удобно для некоторых застройщиков. Чтобы успешно создать свое собственное небольшое производство, нужно выбрать, какого объема производительность необходима.

Мобильные мини заводы производства бетона стоят дешевле и подходят для малого бизнеса

Инвестирование средств в автоматизированное оборудование по производству бетона из цемента способно приносить в будущем около 1 млн рублей ежемесячно. К преимуществам такой бизнес-идеи относится необходимость задействовать минимальные единицы рабочей силы. Чтобы обеспечить полное обслуживание процесса производства товарного бетона, достаточно нанять троих специалистов. Производство бетона, технология изготовления, методы и рецептуры приготовления растворов из цемента не требуют особых научных знаний и специальных навыков, поэтому расходы на работающий штат можно значительно снизить. Эти расчеты относятся к стационарным и передвижным бетонным мини-заводам.

Для перевозки смеси потребуется покупка автобетоносмесителя. Стоимость этого оборудования, например, на основе грузовика «КАМАЗ», варьируется начиная с 2,8 млн рублей. Это позволит также перевозить оборудование с помощью прицепного кузова.

Вибрирование другими способами

Наружные вибраторы используются для бетонирования густоармированных стен толщиной до 30 см и колонн со сторонами до 60 см. Наружные вибраторы укрепляются на наружной стороне опалубки, и через нее передаются колебания бетонной смеси. При бетонировании плоскостных конструкций – полов, плит перекрытий, дорог и т. п. применяют поверхностные вибраторы. Необходимо правильно вибрировать данными приспособлениями. Они устанавливаются на уплотняемую поверхность и передают колебания через рабочую площадку. Поверхностный вибратор может прикрепляться к опалубке или перемещаться по поверхности бетонной смеси.

Поверхностными вибраторами уплотнение смеси производят непрерывными полосами, каждая последующая должна перекрываться предыдущей на 10-20 см. При одиночной арматуре толщина уплотняемого слоя принимается до 250 мм, при двойной – не более 120 мм. Толщина слоя в неармированных конструкциях может быть не более 40 см. Если бетонная смесь достаточно уплотнена вибрированием, то:

• на поверхности исчезают воздушные пузырьки и появляется цементное молоко с мелкозернистым песком;
• поверхность бетона быстро закрывается после вынимания вибратора;
• бетонная смесь перестает оседать.

Если вынув наконечник вибратора, отверстие не заполняется бетонной смесью, это означает, что длительность вибрирования была недостаточной, консистенция бетона была чересчур густой или началось схватывание бетона. Ни в коем случае нельзя распределять смесь в опалубке при помощи наконечника вибратора, опирать наконечник на арматуру и элементы крепления опалубки. Если обнаружена деформация или смещения опалубки, бетонирование нужно прекратить, опалубку нужно исправить до начала схватывания бетона.

Оперативная доставка бетона — гарантия его высокого качества

Для сохранения подвижности и однородной консистенции бетонного раствора с целью недопущения снижения его качества необходимо обеспечить его оперативную доставку потребителям. При длительной транспортировке происходит гидратация цемента. Часть воды испаряется, часть – поглощается заполнителями, в результате чего бетонный раствор загустевает, а его подвижность снижается.

В заводских условиях для транспортировки бетонных смесей применяют ленточные транспортёры, самоходные телеги, электрокары или бетонораздатчики. Бетонные растворы высокой подвижности транспортируют по трубопроводам, работу которых обеспечивают мощные пневматические установки.

Для стройплощадок, где ведётся бетонирование, бетон с доставкой — оптимальное решение. Состав доставляется автомобильными бетоносмесителями, где он непосредственно перемешивается за определённое время до прибытия. Бетонные растворы заводского изготовления характеризуются высокими технико-экономическими показателями, производятся на механизированных или автоматизированных линиях, которые обеспечивают высокое качество и низкую себестоимость готового состава. Каждая партия бетонной смеси снабжается сертификатом качества и паспортом, в котором указан класс и состав бетона.