Транспортирование бетонной смеси по трубопроводам

По трубопроводам транспортируют бетонную смесь с помощью бетононасосов и пневмонагнетателей.
Отечественная промышленность выпускает поршневые бетононасосы производительностью 10, 25 и 40 м3/ч. Они могут перекачивать смесь на 350 м по горизонтали и на 50 м по вертикали. Бетононасосами перекачивают бетонные смеси пластичной консистенции с осадкой конуса 5—8 см и литые — с осадкой конуса 12—15 см. В исключительных случаях можно доставлять на небольшие расстояния более жесткие смеси (с осадкой конуса до 2 см). Перекачивание смеси облегчается при правильном соотношении мелкого и крупного заполнителя. Наибольшая крупность щебня (гравия), зависящая от внутреннего диаметра бетоновода, колеблется в пределах от 20 до 60 мм. По условиям удобного перекачивания оптимальное значение водоцементного отношения составляет 0,5—0,6.
Принцип действия поршневого бетононасоса заключается во всасывании порции смеси и выталкивании ее в бетоновод. Смесь, загруженная в приемный бункер, дополнительно перемешивается смесителем и через загрузочную воронку при открытом всасывающем клапане подается в рабочий цилиндр. Эта операция происходит при движении поршня вправо и закрытом нагнетательном клапане. При движении поршня влево всасывающий клапан закрывается, а нагнетательный открывается, вследствие чего порция смеси выталкивается в бетоновод. Выпускают также бетононасосы, поршни которых имеют гидравлические приводы. Плоские задвижки таких бетононасосов, с помощью которых смесь всасывается и нагнетается, приводятся в действие гидросистемой. При движении поршня влево задвижка открыта, что обеспечивает всасывание порции смеси.
Когда же поршень перемещается вправо, задвижка закрывается частично, а в направлении подачи открывается, в результате чего смесь выдавливается в бетоновод. Бетононасосы, работающие по такому принципу, обеспечивают более равномерную подачу смеси на большие расстояния, чем машины с механическим/приводом.
За рубежом выпускают бетононасосы, в которых вращающиеся ролики обжимают высокопрочные эластичные шланги, выдавливая порции бетонной смеси в бетоноводы.
Бетононасосы перевозят на трейлерах, а в пределах строительной площадки передвигают волоком с помощью трактора. Устанавливают их в небольшой выемке. Над бетононасосами монтируют инвентарную эстакаду с пандусом для въезда бетоновозов со смесью.
Ввиду того что переставлять бетононасос с устройствам эстакады — дело весьма трудоемкое, место для него выбирают так, чтобы весь объем бетона на объекте или большую его часть можно было уложить с одной стоянки.
Бетоновод собирают из отдельных инвентарных трубчатых звеньев, входящих в комплект бетононасоса. В зависимости от производительности бетононасоса внутренний диаметр бе-т-оноводов может быть 140, 219 и 283 мм. Звенья соединяют между собой с помощью быстроразъемных замков с натяжными клиньями и резиновыми уплотнителями. В комплект входят прямые звенья длиной от 0,3 до 3,0 м, колена и отводы с углами 90, 45, 22,5 и 11,25°.
Бетоновод монтируют на деревянных подкладках или инвентарных эстакадах начиная от бетононасоса в сторону блока бетонирования. К бетононасосу должен примыкать прямой участок бетоновода в 7—10 м, трассу его выбирают так, чтобы уменьшить число изгибов и переломов с целью уменьшить сопротивление смеси при движении по трубам и обеспечить оптимальную работу бетононасоса. В конце прямого участка, примыкающего к бетононасосу, устанавливают игольчатый клапан для устранения обратного движения смеси при остановке бетононасоса.
У выходного торца бетоновода устанавливают гаситель и поворотный лоток. Если высота сбрасывания смеси превышает 3 м, для предотвращения ее расслаивания дополнительно ставят звеньевые хоботы.
Зарубежные фирмы выпускают самоходные бетононасосы, смонтированные на шасси автомобилей. Для них не требуется устройства въездных эстакад.
Укладку бетонной смеси с помощью бетононасоса начинают в опалубку конструкций, наиболее удаленных от него. Забетонировав дальние конструкции, бетоновод укорачивают и переставляют для укладки бетонной смеси в близлежащие конструкции. Такую организацию работ называют бетонирование способом «на себя». Этот способ позволяет переналаживать бетоноводы почти без остановок бетонанасоса или с очень короткими остановками.
Трубопроводный транспорт весьма чувствителен к остановкам и перерывам, из-за которых бетонная смесь в трубопроводах загустевает и частично схватывается. Это вызывает аварии и значительные непроизводительные затраты по разборке и очистке бетоноводов. По этой причине доставка бетонной смеси бетоновозами должна быть бесперебойной, а бетонирование каждой конструкции здания нужно вести непрерывно.
Подавать бетонную смесь по трубопроводам можно также с помощью пневмонагнетателей. Производительность их 10—20 м3/ч при дальности подачи до 200 м и высоте подъема до 35 м. Пневмонагнетатель состоит из сварного грушеобразного корпуса, в верхней части которого имеется загрузочный люк-воронка, закрываемый затвором. Для подачи сжатого воздуха в пневмонагнетатель предусмотрен подводящий трубопровод с верхним и нижним соплами. Внизу корпуса закреплена секция бетоновода.
В комплект пневмотранспортной установки помимо пневмонагнетателя входит набор звеньев бетоновода, гаситель, компрессор с рессивером и система трубопроводов для подачи сжатого воздуха.
Бетойную смесь с осадкой конуса 6—8 см и максимальной крупностью заполнителя 40—60 мм загружают в пневмонагнетатель через воронку. Загружать ее можно непосредственно из бетоносмесителя или из бетоновоза с помощью скипового устройства. После загрузки закрывают затвор и подают в пневмонагнетатель сжатый воздух. Для этого сначала подают сжатый воздух через нижнее сопло, создавая необходимое разрежение в нижней части пневмонагнетателя. При рабочем давлении 2,5—3,0 кгс/см2 бетонная смесь транспортируется по трубопроводам в струе сжатого воздуха со скоростью 1,5—2,5 м/с. Чтобы погасить эту скорость, на конце бетоновода устанавливают гаситель. Из гасителя через резиновый шланг или звеньевой хобот смесь поступает в блок бетонирования.
Расход сжатого воздуха зависит от дальности транспортирования. При подаче на расстояние 20 м он достигает 30—35 м3 бетонной смеси.
Пневмотранспортные установки допускают небольшие перерывы в подаче бетонной смеси, так как для предохранения бетоноводов от закупорки их продувают сжатым воздухом и в последующем прогоняют по ним пыжи из мешковины.
Рациональная область применения таких установок — бетонирование малоармированных конструкций, обделок туннелей в стесненных условиях подземного строительства. Их целесообразно применять и для бетонирования тонкостенных конструкций без опалубки.