О вибропрессовании

Линии вибропрессования позволяют организовать изготовление шлакоблока, изготовление брусчатки, изготовление тротуарной плитки и производство строительных материалов из жестких бетонных смесей. Так что же такое жесткая бетонная смесь? Начнем с того, что же такое бетон? Бетон - искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси минерального вяжущего вещества, воды, заполнителей и в необходимых случаях специальных добавок. Смесь указанных компонентов до начала ее затвердения называют бетонной смесью. Вяжущее вещество и вода – активные составляющие бетона. В результате химического взаимодействия между ними образуется новое соединение в виде клейкого теста (цементное тесто, цементное молоко), которое обволакивает тонким слоем зерна мелкого и крупного заполнителя, а затем со временем затвердевает и связывает их, превращая бетонную смесь в прочный мо-нолитный камень – бетон.

Заполнители (песок, щебень, гравий и т.д.) занимают до 80…85 % объема бетона и образуют его жесткий скелет, препятствующий усадке. Применяя заполнители с различными свойствами, можно получать бетоны с разнообразными физико-механическими показателями, например легкие, тяжелые, жароупорные и пр. Таким образом, бетон, до начала его твердения – это бетонная смесь - рационально подобранные и тщательно перемешанные минеральное вяжущее (цемент), вода, заполнитель и в необходимых случаях добавки (пластификаторы и ускорители твердения). Как и всякое вещество, бетонная смесь обладает различными физико-механическими и химическими свойствами, которые в значительной мере предопределяют качество и свойства получаемого из неё бетона. Остановимся на некоторых из них. Удобоукладываемость - характеризует способность бетонной смеси заполнять форму бетонируемого изделия и уплотняться в ней под действием силы тяжести или в результате внешних механических воздействий. Это свойство бетонной смеси оценивают подвижно-стью или жесткостью. Удобоукладываемость бетонной смеси зависит от ряда факторов: вида цемента, количества воды и цементного теста, крупности и формы зерен заполнителей, содержания песка.

Бетонные смеси одного и того же состава, но приготовленные на разных цементах имеют различную удобоукладываемость, что объясняется различной водопотребностью цемента. Например, пуццолановый портландцемент и шлакопортландцемент по сравнению с портландцементом обладают большей водопотребностью, а приготовленные на них бетонные смеси оказываются более жесткими. Подвижность- способность бетонной смеси растекаться под действием собственного веса. Степень подвижности бетонной смеси П оценивают величиной осадки (в см) конуса, сформованного из данной смеси. Подвижность бетонной смеси определяют на стандартном конусе (высота – 300 мм, диаметр основания – 200 мм, диаметр вершины – 100 мм). Величину осадки конуса (ОК) измеряют линейкой. Чем больше осадка конуса, тем более подвижна бетонная смесь. Практически все, кто когда – либо сталкивался с применением бетона в быту работали с подвижными (жидкими) бетонными смесями, которые легко заполняют даже самую сложную опалубку. Однако прежде чем снять опалубку необходимо какое–то время для того, чтобы бетон затвердел. При изготовлении камней методом вибропрессование на вибропресс, использование подвижных бетонных смесей становиться невозможным из-за того, что сразу после завершения процесса уплотнения (виброуплотнения) снимается с изделия форма тротуарной плитки.

Жесткость бетонной смеси - способность ее растекаться и заполнять форму под действием вибрации. Показатель жесткости определяют на приборе, который представляет собой металлический цилиндр диаметром 240 мм и высотой 200 мм. Цилиндр устанавливают на стандартную лабораторную виброплощадку. Затем в цилиндр вставляют стандартный конус и заполняют его бетонной смесью так же, как и при определении подвижности. После этого конус снимают и на бетонную смесь опускают стальной диск. Общая масса диска должна составлять 2750 ? 50 г. Включив виброплощадку, вибрируют смесь до тех пор, пока цементное тесто не начнет выделяться из двух отверстий диска. В этот момент вибратор выключают. Время, необходимое для уплотнения смеси в приборе, называют показателем жесткости бе-тонной смеси (Ж) и выражают в секундах.

Таблица Классификация бетонных смесей по удобоукладываемости Марка по удобоукладываемости Норма удобоукладываемости по показателю Жесткость, с Подвижность, см осадка конуса расплыв конуса Сверхжесткие бетонные смеси СЖ3 Более 100 - - СЖ2 51…100 - - СЖ1 50 и менее - - Жесткие бетонные смеси Ж4 31 и более - - Ж3 21…30 - - Ж2 11…20 - - Ж1 5…10 - - Переходные бе-онные смеси П1 4 и менее 1…4 - Подвижные бетонные смеси П2 - 5…9 - П3 - 10…15 - П4 - 16…20 26…30 П5 - 21 и более 31 и более.

Для жесткой бетонной смеси нет нужды устанавливать выдержку между уплотнением и съемом опалубки, сразу после уплотнения опалубка снимается, а изделие сохраняет свою форму и может транспортироваться (с соблюдением некоторых мер предосторожности).

Изготовление тротуарной плитки ( вибропрессование ) использует бетонные смеси марки Ж3, Ж4, СЖ1. Связность - способность бетонной смеси сохранять однородную структуру, т.е. не расслаиваться в процессе транспортирования, укладки и уплотнения. В результате уплотнения частицы, составляющие смесь, сближаются, а часть воды как наиболее легкого компонента отжимается вверх, образуя капиллярные ходы и полости под зернами крупного заполнителя.

Крупный заполнитель, плотность которого отличается от плотности растворной части (смеси цемента, песка и воды), также перемещается в бетонной смеси. Если заполнитель плотный и тяжелый, например гранитный щебень, частицы его оседают, пористые легкие заполнители – керамзит, аглопорит – всплывают. Все это ухудшает структуру бетона, делает его неоднородным, увеличивает водопроницаемость и снижает морозостойкость. Чтобы повысить связность и предотвратить расслоение бетонной смеси, необходимо правильно назначать количество мелкого заполнителя в составе бетона, а также сокращать расход воды затворения, используя пластифицирующие добавки. Свойства бетона - к основным свойствам бетона относят прочность, плотность, водонепроницаемость, морозостойкость, усадку, расширение и т.д.

Прочность при сжатии - основной показатель механических свойств бетона. Она определяется пределом прочности при сжатии стандартных образцов – кубов размером 150х150х150 или готовых изделий (камней), изготовленных из данной бетонной смеси и выдержанных до испытания в течение 28 суток в нормальных условиях. По пределу прочности на сжатие для стеновых камней установлены следующие марки: М25, М35, М50, М75, М100, М125, М150, М200, для тротуарных плит следующие классы: В22,5, В25, В30, В35. Цифры в обозначении марки соответствуют пределу прочности бетона на сжатие, измеренному в кг/см2, а цифры в обозначении класса соответствуют пределу прочности бетона на сжатие измеренному в МПа.

Прочность бетона при сжатии зависит от активности цемента (марки прочности), соотношения массы воды и цемента, прочности и качества заполнителей, их зер-нового состава, длительности твердения, температуры и влажности окружающей среды и др. Основные факторы, влияющие на прочность бетона, - активность цемента и соотношение массы воды и цемента в составе бетонной смеси (водоцементное отношение В/Ц или обратное ему цементоводное отношение – Ц/В). На прочность бетона определенное влияние оказывает и зерновой состав заполнителей.

Наиболее прочные бетоны получают, используя заполнитель с крупными зернами. Зерна крупного заполнителя должны быть достаточно прочными и иметь шероховатую поверхность, обеспечивающую хорошее сцепление цементного камня с заполнителем. Прочность бетона зависит и от правильного перемешивания его составляющих в смесителе, когда все зерна заполнителя полностью покрыты слоем цементного теста. Значительное влияние на прочность бетона оказывает степень уплотнения бетонной смеси, продолжительность и условия твердения бетона. Хорошо уплотненный бетон в благоприятных температурных и влажностных условиях непрерывно набирает прочность в течение ряда лет. При этом в первые 10 суток прочность бетона растет довольно быстро, затем рост прочности к 28 суткам замедляется и, наконец, в возрасте свыше 1 года постепенно затухает. Например, бетонные образцы при хранении в нормальных условиях в 7 суточном возрасте имеют среднюю прочность, равную 60…70 % от 28 суточной (марочной) прочности, в возрасте 180 суток, 1 года и 2 лет их прочность соответственно составляет 150, 175 и 200 % марочной прочности.

Большое влияние на скорость нарастания прочности бетона оказывает температура окружающей среды. При 70…85 0С в атмосфере насыщенного пара (в пропарочной камере) бетоны через 10…12 часов набирают прочность 60…70 % марочной. При низких положительных температурах (5…7 0С) окружающего воздуха скорость нарастания прочности бетона замедляется, а при температуре ниже 0 0С твердение бетона прекращается. Плотность - обычный бетон не является однородным монолитным материалом. В нем всегда имеются поры, образовавшиеся вследствие испарения излишней воды, а также неполного удаления воздушных пузырьков при уплотнении бетонной смеси.

Плотность бетона повышается при тщательном подборе зернового состава заполнителей, уменьшении водоцементного отношения и применения пластификаторов, снижающих водопотребность смеси при той же подвижности, а также за счет тщательного уплотнения бетонной смеси. С возрастанием плотности бетона повышаются его свойства. Особенно высокие требования по плотности бетона предъявляются при изготовлении тротуарных плит и бордюрных камней. Морозостойкость - способность насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание. Марка по морозостойкости F обозначает наибольшее число циклов замораживания – оттаивания, которое выдерживают образцы материала без снижения прочности на сжатие более 15%; потеря массы при этом не должна превышать 5%.

В наружных конструкциях, подверженных действию воды и переменных температур, морозостойкость – основной определяющий фактор долговечности. Проектную марку материалов по морозостойкости устанавливают в зависимости от условий эксплуатации конструкции и климата. Например, для производство шлакоблок установлены марки F 15, F 25, F 35, F 50; для производство брусчатки – F100, F150, F200, F300. Морозостойкость бетона зависит от вида применяемого цемента, водоцементного отношения, качества заполнителей, плотности бетона и других факторов.