План
1. Виробництво будiвельних розчинiв та бетонних сумiшей на неорганiчних в’яжучих речовинах. 2
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ. 24
Виробництво будiвельних розчинiв, бетонних та
1. Виробництво будiвельних розчинiв та бетонних сумiшей на неорганiчних в’яжучих речовинах
Виробництво збiрних залiзобетонних конструкцiй i виробiв; використання монолiтного бетону i залiзобетону в таких сферах будiвництва як гiдротехнiка, цивiльне, дорожнє, потребує значного пiдвищення виробництва бетонних сумiшей i будiвельних розчинiв. В теперiшнiй час бетоннi сумiшi i будiвельнi розчини готують, як правило, на механiзованих пiдприємствах, обладнаних сучасним високопродуктивним обладнанням. Широке використання в умовах розсередженного будiвництва мають збiрно-розбiрнi та пересувнi бетонорозчинно-змiшуючi установки, збiльшуються обсяги використання сухих сумiшей, якi виготовляють на iнвентарних дозуючих установках i транспортують на об’єкти будiвництва в авто-бетонозмiшувачах або спецiальнiй тарi у невеликiй розфасовцi.
Централiзоване виготовлення бетонних сумiшей и будiвельних розчинiв в бетонозмiшувальних цехах має ряд переваг в порiвняннi з децентралiзованим їх виготовленням. При централiзованому виготовленнi сумiшей досягається бiльш велика ступiнь механiзацiї усього процесу, скорочується кiлькiсть використовуємих машин i механiзмiв, як за рахунок їх кращого використання, так i застосування машин i механiзмiв бiльшої продуктивностi, вiдкривається можливiсть комплексної механiзацiї i автоматизацiї виробництва. Це забезпечує значне зниження трудових витрат, пiдвищує якiсть виготовляємої сумiшi i скорочує витрати матерiалiв як за рахунок впровадження бiльш сучасної технологiї виробництва, так i полiпшення умов зберiгання матерiалiв i продукцiї, контролю за якiстю продукцiї. При централiзованому виготовленнi пiдвищується культура виробництва, собiвартiсть бетонних сумiшей знижується на 10-20 % в порiвняннi з собiвартiстю сумiшей, виготовлених на нецентралiзованих установках.
По продуктивностi бетонорозчинозмiшуючi пiдприємства подiляються на пiдприємства малої ІІІ-категорiї (рiчна продуктивнiсть до 50 тис. м. куб. бетонної сумiшi); середньої ІІ- категорiї (рiчна продуктивнiсть до 100 тис. м. куб. бетонної сумiшi); І -категорiї (рiчна продуктивнiсть бiльше 100 тис. м. куб.).
В залежностi вiд схеми компоновки обладнання бетонорозмiшуючi пiдприємства, цехи i дiльницi пiдроздiляють на такi, у яких обладнання розташоване за вертикальною та горизонтальною схемами компоновки. Найбiльше розповсюдження отримала вертикальна схема, при якiй складовi матерiали одноразово подають на необхiдну висоту i потiм вони пiд дiєю гравiтацiйних сил поступають униз, проходячи через усе технологiчне обладнання. Установки даного типу бiльш компактнi, але вони можуть досягати висоти 20-30 м., що значно ускладнює їх монтаж, ремонт, обслуговування та демонтаж. Ця схема використовується на пiдприємствах великої i середньої продуктивностi.
Але необхiднiсть багаторазового пiдiймання сировини потребує встановлення допомiжних транспортних засобiв (стрiчкових конвейєрiв, вертикальних елеваторiв).
дiї - змiшувачi i дозатори безперервної дiї.
та автоматизованi. На механiзованих установках управлiння здiйснюється операторами безпосередньо на робочих мiсцях. На автоматизованих установках управлiння операцiями здiйснюється автоматично з центрального щита управлiння.
Бетонна сумiш є багатокомпонентною системою, яку виготовляють, ретельно змiшуючи з водою в’яжуче, заповнювачi i добавки. Суха бетонна сумiш - це виготовлена в бетонозмiшувачi однорiдна сумiш з дозованих сухих компонентiв - в’яжучого заповнювачiв i мiнеральних добавок. Таку сумiш пакують у спецiальну тару i в звичайних бетонозмiшувачах змiшують з водою. Будiвельним розчином називають затвердiлу сумiш в’яжучої речовини, дрiбного заповнювача (пiску) та води.
В основу класифiкацiї товарних бетонних сумiшей та будiвельних розчинiв покладенi такi ознаки: середня щiльнiсть, вид в’яжучої речовини, призначення й фiзико-механiчнi властивостi. Так, за щiльнiстю в сухому станi будiвельнi розчини подiляють на важкi з середньою густиною 1500 кг/ м. куб. i бiльше, та легкi, що мають середню густину менше як 1500 кг/м. куб.
в’яжучому.
монтажу будiвель та споруд з готових збiрних конструкцiй та деталей; опоряджувальнi-для штукатурення; спецiальнi, якi мають особливi властивостi (акустичнi).
За фiзико-механiчними властивостями розчини класифiкують за мiцнiстю, морозостiйкiстю, що характеризує довговiчнiсть розчину. За мiцнiстю при стиску будiвельнi розчини подiляють на марки: М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150,М200. Розчини М4 i М10 виготовляють на повiтряному та гашеному вапнi. За ступенем морозостiйкостi розчини мають дев’ять марок- вiд F10 до F300.
Товарнi бетоннi сумiшi подiляються на важкi, з середньою щiльнiстю 2200-2500 кг/м. куб., та легкi, що мають середню щiльнiсть менш нiж 1800 кг/м. куб. Для виробництва товарних бетонних сумiшей використовують портландцемент i шлакопортландцемент та їх рiзновиди (з мiнеральними добавками, швидкотвердiючий, сульфатостiйкий та iншi).
За призначенням бетоннi сумiшi роздiляють на : для цивiльного будiвництва; промислового будiвництва; гiдротехнiчного будiвництва та iншi. За фiзико-механiчними властивостями товарнi бетоннi сумiшi класифiкують по їхнiй мiцностi та морозостiйкостi. За мiцнiстю при стиску товарнi бетоннi сумiшi подiляють на марки вiд М25 до М500. По морозостiйкостi бетоннi сумiшi мають марки вiд F50 до F500.
Склад будiвельних розчинiв та бетонних сумiшей позначають масою чи об’ємом вихiдних сухих матерiалiв, якi витрачаються на 1м. куб. розчину чи сумiшi, або вiдносним спiввiдношенням їх (так само за масою чи об’ємом). При цьому витрати в’яжучого беруть за одиницю. Для простих розчинiв (в’яжуче дрiбний заповнювач) склад позначають, наприклад, 1:5. Тобто на 1 частину в’яжучого витраченi 5 частин пiску. Склад мiшаних (складних ) розчинiв, якi мiстять ще мiнеральнi добавки, позначають трьома цифрами, наприклад, 1:0,5:5 (цемент : вапно : пiсок). Як заповнювач для важких розчинiв використовують кварцовi та польовошпатнi природнi або рiчковi пiски; для легких розчинiв - легкi гiрськi породи (туфовi, черепашковi) або шлаковi, керамзитовi, перлiтовi пiски.
Склад бетонних сумiшей, якщо його характеризують вiдносним спiввiдношенням компонентiв (за масою чи об’ємом) позначають, наприклад,1:2:4:0,4 (цемент : пiсок : щебiнь(гравiй) : вода). Тобто на 1 частину в’яжучого витрачається 2 частини пiску, 4 частини щебеню або гравiю, 0,4 частини води. Мiнеральнi та органiчнi добавки у будiвельних розчинах застосовують при використаннi портландцементу. Вапняковi чи глинистi добавки вводять для пiдвищення водотрималої здатностi, полiпшення легкоукладальностi i економiї цементу. Органiчнi поверхнево-активнi добавки використовують для пiдвищення пластичностi розчинової сумiшi та зменшення витрати в’яжучого. Такi добавки, як канiфольне мило, милонафт, гiдролiзована кров, омилений деревний пек вводять у кiлькостi 0,1-0,3% до маси в’яжучого. Вони не лише полiпшують легкоукладальнiсть розчинової сумiшi, а й пiдвищують морозо-стiйкiсть, знижують водопоглинання та усадку розчину.
В загальному виглядi пiдприємство по виробництву бетонних сумiшей i будiвельних розчинiв складається iз змiшувального цеху з бункерним та дозувальним вiддiленням, складами заповнювачiв i добавок з необхiдними пристрiями, транспортного вiддiлення, ремонтно-механiчного i енергомеханiчного вiддiлень. При виробництвi бетонних сумiшей та будiвельних розчинiв видiляють такi операцiї: приймання, зберiгання i пiдготовку заповнювачiв, в’яжучих i добавок на механiзованих складах; пiдготовку сировинних матерiалiв-пiдiгрiвання заповнювачiв у зимовий перiод, активiзацiю в’яжучих, приготування спецiальних розчинiв добавок, приготування бетонних сумiшей i будiвельних розчинiв; транспортування сумiшей та розчинiв на будiвництво. Розвантаження заповнювачiв, привезених у розчинобетонозмiшувальний цех залiзничним або автомобiльним транспортом здiйснюється гравiтацiйним способом, зштовхуванням або черпанням, що визначає i конструкцiю вантажно-приймальних пристроїв. Зберiгання заповнювачiв здiйснюється на естакадо-штабельних, штабельно-лiнiйних, силосних складах. В’яжучi речовини доставляють на пiдприємство у вагонах або вантажовозах. Розвантаження в’яжучих на склад силосного типу здiйснюється, як правило, пневматичним способом. Склад в'яжучих в системi бетонозмiшувального цеху повинен розташовуватись на доцiльнiй вiдстанi вiд пiд’їздних колiй i, в той же час, бути в безпосереднiй близькостi вiд бетонозмiшувального вiддiлення.
Бетоннi сумiшi i будiвельнi розчини готують у бетонозмiшувальному вiддiленнi. Для цього компоненти завантажують у бункери, дозують, перемiшують i видають готову сумiш на транспортнi засоби. Дозування компонентiв здiйснюють за об’ємом (заповнювачi i вода) та масою (в'яжучi речовини). Приготування i дозування хiмiчних добавок здiйснюється на спецiальних технологiчних лiнiях i пристроях, якi безпосередньо примикають або входять до складу бетонозмiшувального вiддiлення.
Змiшування компонентiв здiйснюється в бетонозмiшувачах. Це основна технологiчна операцiя, рiвень виконання якої значною мiрою визначає якiсть бетонних сумiшей i будiвельних розчинiв, а також затвердiлого бетону. Пiд час змiшування сумiшi її однорiднiсть пiдвищується за рахунок взаємодiї компонентiв з робочими органами змiшувача чи пiд дiєю сили тяжiння. В усiх випадках змiшування рiзнорiдних матерiалiв включає рух частинок по складних перехрещених траєкторiях. Чим складнiшi цi траєкторiї, тим ефективнiше проходить процес, тим скорiше змiшувана маса стає однорiдною. Перемiщенню частинок i їхнiх агрегатiв у змiшувачах протидiють сили iнерцiї, внутрiшнього тертя, якi залежать вiд складу сумiшi, її водовмiсту, наявностi пластифiкуючих i повiтрявтягувальних добавок, а також конструктивних особливостей робочих органiв змiшувачiв. Тому бетоннi сумiшi i будiвельнi розчини з рiзною легкоукладальнiстю готують у змiшувачах рiзних типiв. Чим жорсткiша сумiш, тим вище її граничне напруження зсуву i тим бiльш енергоємним i складним є процес змiшування. Ступiнь однорiдностi приготовлюваної бетонної сумiшi залежить не тiльки вiд ефективностi процесу перемiшування, а й вiд його тривалостi. Для кожного типу змiшувача iснує оптимальна тривалiсть змiшування.
Найпоширенiшi два основних способи змiшування компонентiв з вiльним падiнням матерiалу (гравiтацiйне) i примусове. Гравiтацiйне змiшування здiйснюється в обертових змiшувальних барабанах, на внутрiшнiй поверхнi яких по гвинтовiй лiнiї закрiпленi лопатi. При обертаннi барабана лопатi захоплюють порцiї сумiшi i пiдiймають їх до верхнього крайнього положення, звiдки вони падають вниз i занурюються у сумiш, яка знаходиться в цей момент у нижнiй частинi барабана. В цьому i полягає процес гравiтацiйного змiшування, яке застосовують для приготування будiвельних розчинiв, рухливих i пластичних бетонних сумiшей. Гравiтацiйнi змiшувачi мають мiсткiсть по завантаженню вiд 500 до 3000 (СБ-16Б, СБ-94).
Для приготування легких бетонних сумiшей на пористих заповнювачах, а також жорстких бетонних сумiшей на будь-якому заповнювачi, гравiтацiйне змiшування неефективне i не рекомендується. Для цього використовують бетонозмiшувачi примусової дiї, якi застосовують для виготовлення розчинiв i бетонних сумiшей практично будь-якої легкоукладальностi. Такi змiшувачi за конструктивно-техно-логiчними особливостями подiляють на двi основнi групи: з цилiндричним конусом-чашею i вертикально розмiщеними валами з перемiшувальними лопатями; з коритоподiбним корпусом i горизонтально розмiщеними валами з перемiшувальними лопатями. Найпоширенiшi роторнi циклiчнi змiшувачi. Їхнiм робочим органом є ротор, який обертається в чашi з системою змiшувальних лопатей. Частина лопатей закрiплена на роторi жорстко, а частина - рухливими пристроями i забезпечена рухливими амортизаторами, якi захищають ротор i привiд у цiлому вiд перевантажень при попаданнi стороннього тiла мiж лопатями i корпусом. Мiсткiсть по завантаженню у таких змiшувачах складає вiд 250 до 1500 л (СБ-35, СБ-138).
в напрямку, протилежному обертанню ротора. Турбулентнi змiшувачi призначенi для виготовлення високоякiсних розчинних сумiшей. Вони вiдрiзняються вiд роторних пiдвищеною частотою обертання робочого органу (5... 10 с).
Бетонозмiшувачi примусової безперервної дiї з горизонтальними змiшувальними валами призначенi для приготування бетонної сумiшi iз рiзною легкоукладальнiстю. Корпус таких змiшувачiв коритоподiбний i всерединi має футеровку iз стiйкого проти зношування матерiалу. За рахунок конструктивних особливостей розмiщення лопатей на горизонтальних валах i їхнього положення утворюється перервна гвинтова поверхня. Зубчаста передача забезпечує взаємно протилежне обертання валiв з лопатями з частотою 0,8... 1,1с. Компоненти завантажують через лiйку, змiшують i вивантажують на другому кiнцi корпусу в транспортний пристрiй або бункер-накопичувач. Змiшувачi аналогiчних конструкцiй використовують для приготування силiкатних i керамiчних сумiшей. Бетонозмiшувачi з горизонтальними валами (СБ-19, СБ-61, СБ-75, СБ-78) мають продуктивнiсть 5... 60 м. куб/год.
Для приготування жорстких сумiшей з високим граничним опором зсуву застосовують вiброзмiшування. Вiбруванням бетонної сумiшi в процесi змiшування досягається тиксотропне розрiдження сумiшi, що iстотно зменшує внутрiшнє тертя мiж частинками, сприяє зниженню енерговитрат i пiдвищенню однорiдностi сумiшi. Вiбрацiя передається на сумiш через вiбруючий корпус змiшувача або через вiбруючi лопатi та iншi робочi органи, якi взаємодiють iз сумiшшю пiд час змiшування.
У змiшувачах звичайних типiв швидкiсть руху частинок сумiшi i градiєнти швидкостi зсувних деформацiй пiд час змiшування порiвняно невеликi, що обмежує можливiсть подальшого пiдвищення однорiдностi сумiшi, мiцностi i стiйкостi бетону, продуктивностi бетонозмiшувальних установок. Тому останнiм часом на пiдприємствах по виготовленню розчинiв та бетонних сумiшей на неорганiчних в¢яжучих речовинах починають впроваджувати змiшувачi, якi забезпечують суттєве пiдвищення значень механiчних параметрiв процесу змiшування.
¢яжуча речовина-вода», «в¢яжуча речовина-дрiбний заповнювач-вода». При iнтенсивному турбулентному русi частинки в¢яжучого i дрiбного заповнювача перемiщуються хаотично не тiльки в напрямку плину, а й перпендикулярно до потоку. Пiсля активацiї сумiш в¢яжучого i дрiбного заповнювача змiшується з крупним заповнювачем.
крупний заповнювач i змiшування продовжують вже з малою швидкiстю. У верхнiй камерi двокамерного бетонозмiшувача також активують цементний розчин, а в нижнiй камерi його змiшують з крупним заповнювачем. Застосування багатостадiйної технологiї змiшування з активацiєю в¢яжучих речовин дозволяє пiдвищити мiцнiсть бетону на 10... 20 %, або скоротити витрати в¢яжучих речовин на 5... 10 %.
Тривалiсть змiшування залежить вiд виду i легкоукладальностi сумiшей, щiльностi бетону, конструктивних особливостей змiшувачiв. Так змiшування компонентiв бетонної сумiшi на легких пористих заповнювачах триває 100... 300 с., а щiльних заповнювачах-30-150 с.
Заповнювач для розчинiв i бетонних сумiшей мають природну вологiсть 3... 5% (крупний), 6... 14% (дрiбний) i при їх зберiганнi у зимовий перiод на складах вони можуть змерзатися. Основним способом пiдiгрiвання заповнювачiв є прогрiв їх парою через труби, якi укладенi у теплоiзольованi частини складу.
Пiсля виготовлення i перевезення на будiвельний майданчик, розчини i будiвельнi сумiшi повиннi мати необхiднi технологiчнi властивостi-однорiднiсть, рухливiсть або жорсткiсть. Цi показники погiршуються при тривалому транспортуваннi по нерiвнiй дорозi з великою швидкiстю. Сумiшi при цьому розшаровуються - крупний важкий заповнювач осiдає вниз, а частина розчину i води пiдiймаються вгору при транспортуваннi сумiшей на важких заповнювачах. При транспортуваннi сумiшей на легких пористих заповнювачах заповнювачi пiдiймаються вгору. У такому станi бетоннi сумiшi застосувати не можна, їх треба знову перемiшати до однорiдного стану.
транспортування впливають також температура сумiшi i навколишнього середовища. Висота падiння сумiшi при вивантаженнi не повинна перебiльшувати 2 м.
Транспортування бетонних сумiшей можна здiйснювати порцiйним, безперервним i комбiнованим способами.
вiд заводу до будiвельного майданчика. Найбiльш ефективним при цьому видi транспортування є автобетонозмiшувачi. Їх також можна завантажувати на заводi сухими компонентами i в дорозi або вже на об¢єктi готувати рухливi бетоннi сумiшi з легкоукладальнiстю, яка оцiнюється при осадцi конуса бiльше 1 см. Бетонозмiшувач можна завантажувати як вiд пересувних установок, так i вiд стацiонарних. Автобетонозмiшувач змонтовано на шасi вантажного автомобiля. Змiшувальний барабан зроблено у виглядi двох зрiзаних конусiв, зварених мiж собою великими основами i встановлених пiд кутом 15° до горизонту. Всерединi барабана закрiплено двi гвинтовi лопатi, якi здiйснюють гравiтацiйне змiшування сумiшi i її розвантаження. Мiсткiсть автобетонозмiшувача СБ-159 - 5 м. куб., СБ-127-6 м. куб., СБ-130 - 8 м. куб. Автосамоскиди загального призначення використовують для перевезення готової сумiшi. Для цих цiлей також застосовують автобетоновози. Пiд час транспортування готової сумiшi на легких пористих заповнювачах в автобетонозмiшувачах тривалiсть доставки повинна бути не бiльше, як 45... 60 хв. при використаннi водонасичених заповнювачiв i 30... 40 хв. - сухих. Бiльш доцiльно доставляти суху або частково приготовану сумiш. При застосуваннi автобетоновозiв тривалiсть транспортування бетонної сумiшi на пористих заповнювачах не повинна перевищувати 20... 30 хв.
При вiд¢ємнiй температурi навколишнього повiтря слiд забезпечити мiнiмальнi тепловитрати пiд час транспортування бетонної сумiшi. При температурi до - 20° С застосовують автобетонозмiшувачi i бетоновози у звичайному використаннi, а сумiшi можуть попередньо пiдiгрiвати або вводити в них протиморознi добавки. Транспортуючи готовi гарячi сумiшi, слiд укривати кузов автобетоновоза i барабан автобетонозмiшувача вологонепроникними i теплоiзоляцiйними матерiалами. На початку перевезення температура пiдiгрiтої сумiшi не повинна перевищувати 40° С. При температурах, нижчих нiж -20° С, застосовують автобетоновози i автобетонозмiшувачi в зимовому виконаннi. В умовах сухого жаркого клiмату для попередження передчасної втрати рухливостi сумiшi пiд час її транспортування до мiсця укладання вводять хiмiчнi добавки; використовують охолоджену воду, пористi заповнювачi попередньо насичують водою або просочують розчинами хiмiчних добавок. Якщо таких технологiчних прийомiв недостатньо, то доцiльно перейти на доставку в автобетонозмiшувачах сухих сумiшей.
При перевезеннi сумiшей допускається тiльки одне перевантаження сумiшi з транспортних засобiв у бетоноукладальне обладнання. Не можна збiльшувати рухливiсть сумiшi введенням води бiльше, нiж це потрiбно.
Для безперервного транспортування застосовують конвеєри чи бетоновози при малих вiдстанях мiж заводом i будiвельним майданчиком. При комбiнованому транспортуваннi сумiшей застосовують порцiйне транспортування вiд бетонного заводу до будiвельного майданчика i безперервне- в межах будiвельного майданчика.
Поряд з сумiшами i розчинами на неорганiчних в¢яжучих речовинах у будiвництвi використовують сумiшi i розчини на органiчних в¢яжучих. Найбiльш вагоме значення серед останнiх мають асфальтовi в¢яжучi, якi є сумiшшю бiтуму з тонкомеленими порошками наповнювача: вапняку, доломiту, крейди, азбесту, шлаку.
Бiтуми - це речовини, якi складаються iз сумiшей високомолекулярних вуглеводнiв метанового, нафтенового та ароматичних рядiв i їх кисневих i сiрчастих похiдних.
За будовою бiтум - це колоїдна система, в якiй диспергована тверда їх частина-асфальтени, а дисперсiйним середовищем є смоли i масла. Асфальтени - це високомолекулярнi вуглеводнi та їхнi похiднi з молекулярною масою 1000... 5000, густиною понад 1 т/ м. куб. Вмiст асфальтенiв у бiтумах становить до 50 %. Вони є твердими i неплавкими кристалiчними речовинами. Асфальтени визначають в¢яжучi властивостi i збiльшують в¢язкiсть бiтумiв, при температурi 300° С розкладаються, утворюючи кокс. До складу бiтумiв можуть входити такi твердi вуглеводнi, як парафiни, вплив яких на властивостi бiтуму послаблюється при наявностi в ньому масел i смол. Смоли - це аморфнi речовини з молекулярною масою 500... 1000 та густиною близько 1т/м. куб. У бiтумi їх мiститься 10... 30 %. Маслянi фракцiї бiтумiв складаються з рiзних вуглеводнiв з молекулярною масою 100... 500 i густиною меншою, нiж 1т/м. куб.
Властивостi бiтумiв визначаються складом i спiввiдношенням його складових частин: масел, смол та асфальтенiв i повиннi вiдповiдати наступним технiчним вимогам. Бiтум, як виходить з теорiї формування структури i тужавлення, а також досвiду експлуатацiї асфальтових бетонiв, повинен добре i повнiстю змочувати поверхню наповнювачiв, дрiбних та крупних заповнювачiв. Бiтум повинен пiдтримувати високу мiцнiсть зчеплення з цими поверхнями i в експлуатацiйний перiод, тобто мати добру адгезiю до них. Бiтум повинен мати високе мiжмолекулярне зчеплення (корозiйну мiцнiсть) i, знаходячись у плiвковому станi, сприяти протидiї асфальтового бетону повзучостi. Бiтум повинен бути стiйким до змiни своїх властивостей пiд дiєю температури або впливiв факторiв старiння, тобто мати максимальнi теплостiйкiсть, стабiльнiсть. При вiд¢ємнiй температурi бiтум повинен проявляти еластичнiсть i надавати асфальтобетонам пружньо- в¢язкi властивостi. Вiн має бути гiдрофобним, водостiйким i водонепроникливим, i надавати такi ж властивостi, а також морозостiйкiсть асфальтовому бетону. Бiтум повинен мати тi ж специфiчнi властивостi, якi пов¢язанi з особливими умовами роботи асфальтового бетону у конструкцiї або спорудi. Наприклад, у верхнiх шарах сучасних аеродромних покриттiв вiн повинен мати знижену розчиннiсть i проявляти деяку вогнестiйкiсть.
За переважним призначенням бiтуми пiдроздiляють на дорожнi, будiвельнi, покрiвельнi, гiдроiзоляцiйнi; за консистенцiєю бiтуми подiляють на твердi, напiвтвердi i рiдкi. До твердих i напiвтвердих вiдносять бiтуми нафтовi будiвельних марок : БН 50/50,БН 70/30, БН 90/10; бiтуми нафтовi покрiвельнi марок : БНК-45/180,БНК- 90/40, БНК-90/30; бiтуми нафтовi дорожнi марок : БНД 200/300, БНД 130/200, БНД 90/130, БНД 60/90,БНД 40/60. Рiдкi бiтуми, якi отримують при переробцi нафти або при змiшуваннi твердих i напiвтвердих бiтумiв з легкими нафтопродуктами - гасом, мазутом тощо, пiдроздiляють на класи : А- середньогустiючий i Б - повiльногустiючий. Кожний клас складається з шести марок.
Склад визначив практичнi способи переробки бiтумiв з метою їх використання у будiвництвi : 1) нагрiвання до 140... 170 ° С, внаслiдок чого розм¢якшуються смоли i збiльшується їхня розчиннiсть у маслах; 2) розчинення бiтуму в органiчних розчинниках для надання робочої консистенцiї без нагрiвання; 3) емульгування та одержання бiтумних емульсiй i паст.
Властивостi асфальтового в¢яжучого залежать вiд виду бiтуму й наповнювача, їх спiввiдношення у складi в¢яжучого, пористостi в¢яжучого пiсля ущiльнення й затвердiння, а також iнших факторiв. Оптимальним спiввiдношенням бiтуму i наповнювача у в¢яжучому є таке, коли увесь бiтум адсорбується у виглядi тонких суцiльних плiвок на поверхнi частинок тонкомеленого наповнювача. Наповнювачi є активною складовою асфальтового в¢яжучого. Вони адсорбують на своїй поверхнi значну частину бiтуму i надають сумiсно з бiтумом в’яжучому необхiднi властивостi. Спочатку як наповнювачi використовували вапняки пiсля їх подрiбнення у молоткових дробарках. Вмiст зерен з розмiром менше нiж 0,074 мм у такому наповнювачi не перебiльшував 40... 50% . Наповнювачi, якi застосовуються у теперiшнiй час, бiльш дрiбнi, а вмiст зерен з розмiром менше нiж 0,074 мм у них складає 70... 75 %. Такi наповнювачi мають бiльшу питому поверхню, а в’яжучi на них-бiльшу мiцнiсть.
вiдходи, якi утворюються при подрiбненнi кам’яних порiд (фракцiї вiд 0 до 5 мм), дрiбнi пiски, якi до теперiшнього часу вважались не кондицiйними. Крупним заповнювачем у асфальтобетонах є щебiнь, який виготовляють iз мiцних та морозостiйких вивержених, осадових i метаморфiчних гiрських порiд, а також iз металургiйних шлакiв. Із осадових порiд доцiльно використовувати карбонатнi породи (вапняки, доломiти), якi добре зчiплюються з бiтумом.
Асфальтовi розчини виготовляють з використанням асфальтового в’яжучого та дрiбних заповнювачiв. В залежностi вiд крупностi i гранулометричного складу пiску або iншого дрiбного заповнювача вмiст бiтуму у асфальтових розчинах складає 8... 10 %. Спiввiдношення мiж асфальтовими в’яжучими (бiтум, наповнювач) i дрiбним заповнювачем складає 1:1,5... 1:2,5 по масi.
Важкий асфальтобетон можна розглядати як сумiш асфальтового розчину та крупного заповнювача - щебеню або гравiю. Кiлькiсть асфальтового розчину у бетонi повинна на 10... 15% перебiльшувати пустотнiсть щебеню. У асфальтобетонi вмiщується 5... 8% бiтуму. Щiльнiсть асфальтобетону на гранiтному заповнювачi складає до 2300кг/м. куб. Асфальтобетон є термопластичним матерiалом, який може знову пластифiкуватися пiсля затвердiння. Властивостi асфальтобетонiв залежать вiд виду i вмiсту в’яжучого i заповнювачiв, технологiчних параметрiв виробництва асфальтобетонних сумiшей i їх ущiльнення, температури навколишнього середовища та багатьох iнших. Так, наприклад, при змiнi температури вiд +50° С до -35° С мiцнiсть бетону при стиску може змiнитися вiд 1... 2 МПа до 10... 30 МПа.
В залежностi вiд найбiльшого розмiру крупного заповнювача розрiзняють крупнозернистi асфальтобетони (розмiр зерен до 40 мм); середньозернистi (розмiр зерен до 20 мм); дрiбнозернистi (розмiр зерен до 10 мм); пiсчанi (5 мм). Асфальтобетоннi сумiшi застосовують для виготовлення щiльного асфальтобетону ( пористiсть 3... 5 %) i пористого
(пористiсть 5... 10%). Асфальтобетони i розчини за призначенням подiляють на гiдротехнiчнi, дорожнi та аеродромнi, для влаштування пiдлог у промислових цехах i складських примiщеннях, стежок, плоскої покрiвлi. Виготовляють також декоративнi асфальтовi розчини, з яких виконують розподiльнi смуги на дорогах, пiдлоги вестибюлiв.
Сфери застосування асфальтових розчинiв i бетонiв обумовленi властивостями в’яжучого, яке добре чинить опiр дiї лугiв з концентрацiєю до 50%, соляної (з концентрацiєю до 25%) та оцтової (з концентрацiєю до 10 %) кислот. Недостатньо стiйке асфальтове в’яжуче в атмосферi, яка мiстить оксиди азоту, а також при дiї концентрованих розчинiв кислот. В процесi експлуатацiї асфальтовi в’яжучi можуть старiти, тобто повiльно змiнювати склад i властивостi, що супроводжується пiдвищенням їх крихкостi та зниження гiдрофобностi. Цей процес прискорюється пiд дiєю променiв сонця й кисню повiтря внаслiдок зростання кiлькостi твердих складових за рахунок зменшення вмiсту смолистих речовин i масел.
% по об’єму; набухання не бiльше 0,5 % по об’єму.
Для пiдвищення вологостiйкостi асфальтобетону i для кращого зчеплення бiтуму з заповнювачами вводять вапно, цемент, феролигносульфонат, феронафт. Асфальтобетон з добавкою 3... 6% гуми у меншiй мiрi змiнює свої властивостi при змiнах температури, за рахунок чого пiдвищується його еластичнiсть, зменшується можливiсть утворення температурних трiщин.
будiвництва - у мiстах, великих вузлах автомобiльних шляхiв. Найбiльш ефективними є заводи з продуктивнiстю 100 тис. т. i бiльше асфальтобетонних сумiшей в рiк. Для будiвництва автомобiльних шляхiв споруджуються тимчасовi пiдприємства з продуктивнiстю вiд 3 до 30 тис. Т. асфальтобетонних сумiшей в рiк. Вiдстань мiж тимчасовими пiдприємствами визначають з урахуванням найменшої тривалостi транспортування сумiшi, а також з урахуванням мiсцевих умов розташування залiзничних станцiй i пiд’їздних шляхiв, наявностi покладiв будiвельних матерiалiв тощо.
Вибiр мiсця розташування пiдприємства здiйснюється пiсля порiвняння усiх технiко-економiчних показникiв. Сучасний рiвень розвитку технiки дозволяє повнiстю механiзувати i автоматизувати виробництво як на стацiонарних пiдприємствах, так i тимчасових.
В залежностi вiд технологiї виробництва i умов забезпечення необхiдними матерiалами заводи працюють по таких схемах: асфальтобетонна сумiш виготовляється з напiвфабрикатiв (щебiнь, гравiй, пiсок необхiдних фракцiй, наповнювач), доставляємих на пiдприємство у готовому виглядi; сумiш виготовляють з сировинних матерiалiв, якi потребують попередньої переробки у допомiжних цехах асфальтобетонного заводу.
площi асфальтобетонних заводiв, полегшити вибiр майданчикiв для їх будiвництва в умовах населених мiст. Якщо пiдприємства працюють по iншiй схемi, то в їх склад входять такi цехи i дiльницi: бiтумний цех, який має бiтумосховище, бiтумоплавильнi котли, бiтумопроводи, насосну станцiю; змiшувальний цех, який має машини i механiзми, призначенi для виготовлення асфальтобетонної сумiшi iз готових матерiалiв; цех по переробцi заповнювачiв, який має дробарки для подрiбнення i грохота для сортування щебеню по необхiдним фракцiям; цех помолу, де кам’янi матерiали перероблюються в тонкодисперсний наповнювач; склади мiнеральних матерiалiв ; пристрої для транспортування матерiалiв у межах пiдприємства; електроцех i ремонтно-механiчнi майстернi; лабораторiю для технiчного контролю за якiстю вихiдних матерiалiв та виробляємої асфальтобетонної сумiшi. Крiм цього, асфальтобетоннi заводи повиннi мати пiд’їзднi шляхи для постачання матерiалiв i вивезення готової асфальтобетонної сумiшi.
Розрiзняють установки по виготовленню асфальтобетонних сумiшей безперервної та перiодичної дiї. Установки зi змiшувачами безперервної дiї ефективнi у тих випадках, коли рецептура сумiшi на протязi доби змiнюється незначно. Установки з бетонозмiшувачами перiодичної дiї ефективнi у тому разi, коли необхiдно на протязi доби виробляти сумiшi багатьох рiзних марок. Горизонтальна схема розташування технологiчного обладнання збiльшує виробничу площу. Вертикальна схема розмiщення обладнання бiльш компактна i дозволяє спрощувати управлiння процесом.
При використаннi такої установки заповнювачi ( пiсок i щебiнь) з бункерiв стрiчковим живильником подають на стрiчковий ковейєр, який спрямовує їх до кiвшового елеватору, а потiм у сушильний обертовий барабан. Пiсля цього висушенi матерiали кiвшовим елеватором транспортують на грохот i далi у витратнi бункери, якi обладнанi дозаторами перiодичної дiї, а потiм у змiшувач. Туди ж iз витратної ємностi через дозатор подають наповнювач. Бiтум з бiтумосховища подається в пiдiгрiваємий котел, далi в бiтумоплавильний агрегат, а звiдти через об’ємнi дозатори у змiшувач. Готова асфальтобетонна сумiш транспортується у накопичувальний бункер, звiдки по мiрi необхiдностi вона вiдвантажується у транспортнi засоби i поставляється на будiвництво. Поступаючи на пiдприємство мiнеральнi матерiали складуються на наперед вiдведенi i пiдготовленi площадки. Матерiали розташовують як можна ближче до бетонозмiшувачiв або до вiдповiдного перероблюючого агрегату.
Процес виготовлення асфальтобетонної сумiшi складається з таких операцiй :1-розподiлення заповнювачiв по фракцiях; 2-дозування компонентiв сумiшi; 3-сушки i нагрiву наповнювачiв i заповнювачiв ; 4-нагрiва i розплавлення бiтуму; 5- змiшуваннi заповнювачiв, наповнювача з бiтумом. У зв’язку з чим кожний асфальтобетонозмiшувач складається з таких головних частин: 1-грохота з бункером; 2-пристроїв для дозування по масi мiнеральних матерiалiв i бiтуму по об’єму; 3-сушильного барабана; 4-пiдiймально-транспортних механiзмiв i живильникiв; 5-асфальтобетонозмiшувача.
Властивостi асфальтобетонiв суттєво залежать вiд технологiчного процесу виготовлення асфальтобетонних сумiшей. Серед головних елементiв технологiчного процесу, дотримання яких дозволяє забезпечити необхiднi показники якостi сумiшi, є :точнiсть дозування усiх матерiалiв; добре перемiшування наповнювачiв i заповнювачiв з бiтумом; дотримання оптимальних температурних режимiв при сушiннi заповнювачiв, з метою повного видалення з них вологи; нагрiваннi i розплавленнi бiтуму; приготуваннi асфальтобетонної сумiшi.
Регулювання властивостей асфальтобетонних сумiшей i бетонiв можливе за рахунок змiн у гранулометричному складi заповнювачiв i наповнювачiв; використаннi матерiалiв, якi добре взаємодiють мiж собою. В деяких випадках пiдвищення якостi сумiшей досягається введенням поверхнево-активних добавок. Попередня обробка ними наповнювачiв зменшує агломерацiю частинок i пiдвищує їх рухомiсть у процесi змiшування асфальтобетонної сумiшi. Поверхнево-активнi речовини пiдвищують експлуатацiйнi якостi бетону. Велике значення при виготовленнi сумiшей має послiдовнiсть введення компонентiв. Так при використаннi нагрiтих заповнювачiв i наповнювачiв спочатку необхiдно вводити заповнювачi, а потiм наповнювач i бiтум. При використаннi змiшувальних агрегатiв безперервної дiї можливо комплексно автоматизувати технологiчний процес. Використання системи автоматизованого виробництва дозволяє виробляти сумiшi необхiдного складу вiдповiдно технологiчному режиму з дотриманням тривалостi окремих операцiй. Крiм пiдвищення якостi продукцiї, автоматизацiя управлiння дає змогу скоротити кiлькiсть обслуговуючого персоналу, а також суттєво полiпшити санiтарно-гiгiєнiчнi умови роботи. Впровадження високопродуктивних бетонозмiшувальних асфальтних установок дозволяє пiдвищити якiсть асфальтобетонних сумiшей, покращити технiко-економiчнi показники роботи заводiв, скоротити строки ремонту обладнання, пiдвищити рiвень використання технологiчного обладнання. Технiко-економiчнi показники пiдвищуються, а якiсть покращується при введеннi бiтуму пiд тиском 3... 4 вiн переходить у дисперсний стан. Це збiльшує взаємодiю бiтуму з поверхнею наповнювача i сприяє створенню його тонких плiвок на поверхнi мiнеральних часток. За рахунок цього витрати бiтуму i тривалiсть змiшування сумiшi зменшуються. Але при цьому важливо зберегти динамiчний (турбулентний) режим змiшування матерiалiв. Ефективним є змiшування асфальтобетонної сумiшi пiд дiєю вiбрацiї. При цьому досягається добра гомогеннiсть асфальтобетонної сумiшi, полiпшуються будiвельно-технiчнi властивостi асфальтобетону. Оптимальний режим на стадiї транспортування асфальтобетонної сумiшi до будiвельного майданчика забезпечується у тому випадку, коли у сумiшах продовжуються процеси структуроутворення.
попередньо пiдiгрiтi до температури 180... 200° С заповнювачi та наповнювачi змiшуються на заводах з розплавленим бiтумом з температурою 150... 170°С. Гарячi сумiшi привозять на будiвництво у спецiальних машинах i пiсля укладання ущiльнюють катками. Пiсля охолодження на протязi 1... 2 годин асфальтобетон твердiє, набуваючи щiльностi та мiцностi. Регулювання ступеню ущiльнення сумiшi за допомогою змiни питомого тиску каткiв має обмежений характер. Це пов’язано з тим, що температура асфальтобетонної сумiшi у шарi, який ущiльнюється, постiйно знижується. Наслiдком чого є погiршення легкоукладальностi сумiшi. Бiльш надiйним шляхом iнтенсифiкацiї ущiльнення є використання вiбрацiйних ущiльнювачiв i використання пластифiкуючих i стабiлiзуючих речовин. Вiбрацiя призводе до зниження в’язкозтi асфальтобетонної сумiшi, що полегшує зближення компонентiв сумiшi. Ефект вiбрацiйного ущiльнення пiдсилюється при пiдвищеннi температури сумiшi до 100... 120°С, а також визначенням оптимальних параметрiв вiбрування.
Асфальтобетоннi сумiшi, якi вкладають у холодному станi, готують з рiзних бiтумiв. Їх нагрiвають до температури 100... 120° С i змiшують на асфальтобетонних заводах з пiдiгрiтими до такої ж температури заповнювачами i наповнювачами. Асфальтобетонну сумiш охолоджують до температури 60 ° С, розвозять на будiвельнi майданчики, укладають i ущiльнюють при температурi навколишнього середовища не нижче, нiж 5° С. Холодний асфальтобетон можна виготовити i на бiтумних емульсiях, змiшуючи в’яжуче та заповнювачi без пiдiгрiвання. Однiєю з характерних особливостей холодних асфальтобетонних сумiшей, вiдрiзняючою їх вiд сумiшей, якi використовуються у гарячому станi, є здатнiсть залишатися у розтинчастому станi на протязi довгого часу пiсля його виготовлення (до 6 мiсяцiв i бiльше). Ця особливiсть таких асфальтобетонiв створює добрi умови для роботи, дає можливiсть їх укладання тонким шаром (1... 1,5см).
В залежностi вiд способу ущiльнення розрiзняють асфальтобетон укатаний, вiбрiрований, литий. Литi асфальтобетоннi сумiшi застосовують нагрiтими до температури 160... 180°С. Вмiст бiтуму у литому асфальтобетонi становить 10... 12 % об’єму мiнеральної частини. Такi сумiшi застосовують для покриття пiдлог, плоских покрiвель, заповнення швiв i з’єднання труб.
Асфальтовi в’яжучi у сумiшi з легкими мiнеральними або органiчними заповнювачами можна використовувати для виготовлення легких асфальтобетонiв, якi поєднують тепло- i гiдроiзоляцiйнi властивостi. Мiнеральними заповнювачами в легких асфальтобетонних сумiшах можуть бути пемза, туф, шлак, керамзит ,вспучений перлiт. Витрати бiтуму в таких бетонах складають 100... 200 кг/м. куб., їх щiльнiсть становить 300... 1200кг/м. куб.,мiцнiсть при стиску при температурi +20°С - 0,2... 2 МПа, теплопровiднiсть -0,08... 0,46 Вт/м. град. Легкi сумiшi використовують для: утеплення сумiщених дахiв, пiдготовчого шару пiд пiдлоги по залiзобетонним панелям. Сумiшi Готують у змiшувачах, в якi попередньо подають нагрiтi до температури 100... 120°С мiнеральнi заповнювачi, а потiм розiгрiтий бiтум. При змiшуваннi зерна легких заповнювачiв можуть руйнуватися, що збiльшує щiльнiсть i погiршує теплоiзоляцiйнi властивостi легких асфальтобетонiв. Внаслiдок чого тривалiсть змiшування таких сумiшей повинна бути мiнiмально можливою.
до 300 кг/м. куб. мають такi показники будiвельно-технiчних властивостей: коефiцiєнт теплопровiдностi не бiльше 0,06 Вт/м. град.; мiцнiсть при стиску -0,3... 0,4МПа, мiцнiсть при вигинi- 0,15 МПа, морозостiйкiсть- 25 теплозмiн, водопоглинання за добу по об’єму не бiльше 5%, сорбцiйна вологiсть по об’єму 1,8%. У перлiтобетонiв з щiльнiстю 400 кг/м. куб. показники вiдповiдно дорiвнюють : 0,09 Вт/м. град.;0,5... 0,6 МПа; 0,2 МПа, 25 теплозмiн ;1,2%. Експлуатацiйна температуростiйкiсть виробiв з бiтумперлiтобетонiв вiд -50 до +60°С. Вироби з таких бетонiв виготовляють з нагрiтих розчинiв або сумiшей пресуванням або вiбруванням.
до температури 160... 200°С. Холоднi мастики виготовляють додаванням у сумiш з покрiвельних бiтумiв i наповнювачiв органiчних розчинникiв (бензину, нафтових масел тощо). Їх використовують без попереднього пiдiгрiвання при температурах нижче нiж +5°С. За призначенням мастики бувають приклеювальнi, покрiвельно-iзоляцiйнi, гiдроiзоляцiйнi, антикорозiйнi.
При проведеннi гiдроiзоляцiйних робiт можуть застосовувати бiтумнi пасти, якi готують з бiтуму (40... 60% по масi );води (30... 50% по масi); емульгатора (8... 15%). Як емульгатори використовують неорганiчнi тонкодисперснi порошки, що мiстять часточки розмiром менш нiж 0,005 мм (високопластична глина, трепел мелений, вапно гашене й негашене ). При приготуваннi паст бiтуми нагрiвають до температури 150... 180 °С i дрiбними порцiями вливають у нагрiту до температури 90... 95°С суспензiю iз емульгатора i води. Бiтумнi пасти можуть застосовуватися для ущiльнення стикiв у покрiвлi, виготовлення холодних мастик. Пасти, якi вмiщують азбест, використовують як водонепроникний теплоiзоляцiйний матерiал.
1. Антоненко Г. Я. Организация, планирование и управление пред-приятиями строительных изделий и конструкций. К.: Вища школа, 1989.
2. Артемьева И. Н. Алюминиевые конструкции. М.: Стройиздат,1985.
3. Артемьева И. Н. Алюминий в строительстве. М.: Стройиздат,1979.
4. Арумбид Ж., Дюрье М. Органические вяжущие и смеси для дорожного строительства. М.: Минавтотранс и автодор., РСФСР,1971.
5. Атаев С. С. Технология индустриального строительства из монолитного бетона. М.:Стройиздат,1989.
8. Байков В. Н.,Сигалов Э. Е. Железобетонные конструкции. М.: Стройиздат,1985.
10. Бастрыкин А. Н. Организация промышленных предприятий строительной индустрии. М.: Высшая школа,1983.
12. Беляев Б. И. Применение алюминия и его сплавов в строительстве. М., Стройиздат,1984.
15. Бурлаков Г. С. Технология изделий из легкого бетона. М., высшая школа,1994.
16. Бучок Ю. Ф. Будiвельнi конструкцiї. К.: Вища школа,1994.
17. Волянський О. А. Технологiя бетону. К.: Вища школа, 1994.
18. Гезенцвей Л. Б. Технология производства асфальтового бетона. М.: Минкоммунхозиздат РСФСР, 1973.
19. Гринь И. М. Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов. К.: Вища школа, 1990.
21. Дворкин Л. И., Пашков И. А. Строительные материалы из промышленных отходов. К.: Вища школа,1980.
|
