1. Разновидности транспортных средств

Автобетоносмесители – наиболее рациональный с позиций сохранения качества бетонных смесей вид транспортных средств (рис. 1). Объем перевозимого бетона от 4 до 9…12 м3. Здесь следует учитывать, что с ростом номинального объема перевозимого бетона, во-первых, возрастает стоимость машино-смены техники, во-вторых, растут нагрузки на дорожное полотно, включая и подъездной путь к объекту.

Рис. 1. Внешний вид автобетоносмесителя (а) и принципиальная схема устройства (б): 1 – автомобиль; 2 – дозировочно-промывочный бак; 3 – механизм вращения барабана; 4 – смесительный барабан с загрузочно-разгрузочным устройством; 5, 6 – загрузочная и разгрузочная воронки; 7 – складной лоток; 8 – поворотное устройство; 9 – рама; 10 – водяной центробежный насос; 11 – контрольно-измерительные приборы; 12 – система управления

Кроме того, большой объем единовременно перевозимого бетона требует создания соответствующих условий по его приему на объекте, подаче и укладке в опалубку.

В климатической зоне Беларуси используются автобетоносмесители рядового исполнения, которые предназначены для эксплуатации при температуре в зимний период до –20 °С. При температурах ниже –20 °С используют автобетоносмесители специального зимнего исполнения.

Высота загрузочных устройств бетонной смеси или материалов для ее приготовления составляет 3,3…3,8 м.

Количество оборотов за 1 мин смесительного барабана соответствует регулируемому диапазону в 6…12 (до 20) об/мин.

Автобетоносмесители обеспечивают следующие режимы транспортирования:

• постоянное перемешивание в пути следования;
• периодическое включение-выключение, т.е. побуждение в пути следования;
• включение за 10…20 мин до выгрузки (обязательно при транспортировании частично затворенных или сухих бетонных смесей).

При этом время транспортирования сухих смесей с затворением водой (или растворами химических добавок) перед объектом не ограничивается данными табл. 1, а определяется для конкретных условий ведения бетонных работ строительной (или профильной научно-исследовательской) лабораторией.

Таблица 1. Максимальная продолжительность транспортирования затворенных тяжелых бетонных смесей при температуре воздуха от +20 °С до +30 °С (при температуре смеси +18…20 °С) по СТБ 1035-96

Примечани е. При изменении температуры смеси или окружающей среды, а также при применении добавок максимальную продолжительность транспортирования определяют опытным путем.

Автобетоновозы (рис. 2) – специализированный вид самосвальных транспортных средств с объемом перевозимого бетона до 6…9 м3, оснащенный каплеобразным кузовом, установленным на подъемной (подъемно-поворотной) платформе автомобильного шасси. Последняя обеспечивает возможность выгрузки бетонной смеси с поворотом на 90° к оси шасси и увеличение высоты выгрузки. Кузов выполняется двухслойным, что позволяет либо теплоизолировать его, либо обеспечить подачу выхлопных газов в его полость

Рис. 2. Автобетоновоз: 1 – загрузочный люк; 2 – кузов-емкость

при работе в зимний период. Верхняя крышка кузова одновременно служит загрузочным люком. Каплеобразная форма кузова практически исключает образование зон зависания транспортируемой смеси, а герметичное исполнение – ее потерь и попадания атмосферных осадков при трансформировании.

При применении автобетоновозов рекомендуемое время транспортирования до ~ 1,5 раза превышает продолжительность перевозки бетонных смесей автосамосвалами (см. табл. 1) и допускается (при обязательном контроле строительной лаборатории) транспортирование смесей марок П3…П5.

Растворовозы (рис. 3) предназначены для транспортирования известковых растворов для штукатурных и иных видов работ. С учетом неограниченного периода схватывания чисто известковых, затворенных водой растворов эти машины оснащены герметичными цисцернообразными смесительными барабанами, внутри которых вращается спирально-лопастный вал-ротор для принудительного перемешивания (побуждения) и выгрузки раствора. Объем перевозимого раствора, характеризующегося консистенцией, соответствующей 5…14 см осадки (погружению) конуса стройЦНИЛа, до ~ 5 м3; температурный режим эксплуатации от – 20 °С до 40 °С.

Рис. 3. Растворовоз (а, б): 1 – емкость; 2 – загрузочный люк; 3 – устройство для перемешивания; 4 – устройство выдачи (выгрузки)

Самосвалы (рис. 4) используют для транспортирования бетонных смесей, приготовленных на централизованных БСУ, только при отсутствии соответствующих специализированных средств. При этом рекомендуется перевозить частично затворенные бетонные смеси и жесткие (в соответствии с расчетным составом бетона) смеси; допускается перевозить пластичные бетонные смеси (см. табл. 1). При использовании самосвалов рационально оснащать строительную площадку смесителями-перегружателями, особенно при последующей подаче смеси в опалубку нагнетательными методами.

Рис. 4. Самосвал (а, б): 1 – автомобильная база; 2 – люк загрузки; 3 – крышка; 4 – кузов; 5 – устройство подъема кузова; 6 – ограничитель; 7 – привод загрузочного люка

В варианте приобъектного приготовления бетонной смеси для ее транспортирования используют самосвалы с учетом конкретных условий ведения бетонных работ, определенных опытным путем строительной лабораторией.

Бадьевозы – транспортные средства, оснащенные съемными бункерами донной разгрузки (или опрокидными бадьями), перевозимыми на прицепных устройствах. В качестве тягачей преимущественно используют тракторы, автокары и другую подобную технику, что снижает экономические затраты на транспортирование бетонных (растворных) смесей. Этот вариант рационален при приобъектном приготовлении бетона.

2. Определение расчетной формуемости (удобоукладываемости) бетонной смеси

При расчете (подборе) состава бетона для монолитного строительства, при котором преимущественно используют пластичные (характеризующиеся осадкой или расплывом конуса) бетонные смеси, необходимо учитывать потери их формуемости (удобоукладываемости) в зависимости от свойств применяемых материалов, а также от времени и условий транспортирования и подачи в опалубку. В этой связи вначале определяют требуемую формуемость (ОК_укл), которая должна быть на момент укладки бетона в опалубку с учетом:

• особенностей конструкции (вертикальная, горизонтальная, конфигурация сечения (особенно минимальные размеры));
• степени (коэффициента) армирования; вида арматуры (стержни, проволока и пр.);
• толщины защитных слоев и пр.;
• способа подачи (нагнетание, «кран – бадья» и пр.);
• способа уплотнения (вибрационные, безвибрационные способы).

С учетом перечисленного устанавливается значение требуемой осадки (или расплыва) конуса, которое затем корректируется с учетом потерь формуемости при транспортировании (К_тр, доли ед.) и подаче в опалубку (К_п, доли ед.), т.е. определяется ее величина, которая требуется на выходе бетонной смеси из смесителя и должна обеспечиваться при расчете (подборе) состава бетона:

ОК расч = ОК укл ⋅ К тр ⋅ К п, см. (1)

Рекомендуемые значения коэффициентов К_тр и К_п для тяжелого бетона приведены в табл. 2 и 4 соответственно (подробнее см. справочные пособия).

Таблица 4. Значения коэффициента К_тр для бетона на плотных заполнителях

Над чертой даны значения коэффициентов для портландцемента марок 400…500 с содержанием С₃А до 5%, под чертой – с содержанием С₃А 6…8%.

Таблица 3. Значения коэффициента К_п для бетона на плотных заполнителях

Для легкого бетона на пористых заполнителях (для аналогичных по характеристикам бетонных смесей и условий транспортирования и подачи) оба коэффициента увеличиваются на 0,10…0,15 долей ед. (при большем значении для более высокой температуры – из диапазона, указанного в табл. 2 и 3).

Данные табл. 2 и 3 приведены по данным справочных пособий на основании практического опыта оценки изменений формуемости бетонных смесей различных составов конструкционного бетона. При суммарном времени на загрузку приготавливаемой смеси, транспортирование, ожидание и приеме ее на объекте в пределах 60…90 мин рекомендуется принимать: К_тр ≥ 1,1, К_п ≥ 1,1 – для тяжелого бетона; К_тр ≥ 1,15, К_п ≥ 1,15 – для легкого бетона, если по условиям табл. 2 и 3 они менее этих величин.

Уточнение соответствия расчетных изменений формуемости бетонной смеси для конкретных условий ведения бетонных работ осуществляется опытным путем строительной лабораторией.

Пример. Определим начальную (на выходе из смесителя) осадку конуса бетонной смеси (ОК_расч) в случае возведения несущей внутренней стены здания при B = 0,25 м, h = 3,0 м, ОК_укл ≥ 10 см для тяжелого бетона на ПЦ М500 с С₃А ~ 7%. Добавка – суперпластификатор.

Транспортирование – автобетоносмесителем при t_н.в ≥ 25 °С в течение более 90 мин. Подача – бетононасосом при давлении более 1 МПа. Для этих условий: К_п ~ 1,25 (см. табл. 3); К_тр ~ 1,15 (см. табл. 2), тогда ОК_расч = 10 ∙ 1,15 ∙ 1,25 ~ 14…15 см.

В расчетах состава легкого бетона следует учитывать водопоглощение заполнителей. Его фактическую величину необходимо определять для используемого материала. Обобщенные данные экспериментальной оценки водопоглощения по массе заполнителей, выпускаемых предприятиями Беларуси, свидетельствуют о широком диапазоне колебаний их величины: для аглопоритового щебня и песка – W_щ ~ 7…13%; W_п ~ 25…35% по массе; для керамзитового гравия и песка – W_г ~ 18…25%; W_п ~ 25…40% по массе.

3. Прием смеси на объекте

Прием бетонной смеси на объекте различается в зависимости от наличия или отсутствия необходимости для ее дополнительной переработки. Прием без дополнительной переработки обеспечивает транспортирование смеси автобетоносмесителями, а также вариант ее приобъектного приготовления.

Дополнительную переработку организуют при необходимости выполнения следующих работ:

• восстановление (придание) формовочных свойств и однородности бетонной смеси (при использовании сухих или частично затворенных бетонных смесей либо при транспортировании смесей самосвалами);
• введение химических добавок в бетон (пластификаторы, воздухововлекающие и газообразующие, уплотняющие структуру, ускорители твердения), которые по разным причинам необходимо вводить в бетон перед подачей и укладкой в опалубку;
• разогрев бетона в зимний период работ.

Для осуществления дополнительной переработки бетона на стадии приема на объекте разработаны смесители-перегружатели (рис. 5):

• гравитационного действия с вращающимися барабанами (до 12 об/мин);
• принудительного действия с винтовыми шнеками (до 50 об мин).

Рис. 5. Принципиальные схемы смесителей-перегружателей: а – гравитационного действия с вращающимся барабаном: 1 – шнек; 2 – приемный бункер; 3 – вход; 4 – смесительный барабан; 5 – подача воды; 6 – бак для воды; 7 – пульт управления; 8 – привод; 9 – люк выдачи бетона; 10 – гидрооборудование; 11 – привод механизмов; б – принудительного действия с винтовыми шнеками: 1 – приемный бункер; 2 – емкость смесителя; 3 – приемный бункер бетононасоса; 4 – питатель бетононасоса; 5 – опоры; 6 – ходовая часть; 7 – шнек(и) смесителя

С учетом относительно небольшой скорости вращения и соответственно интенсивности перемешивания цикл готовности (или приготовления из сухих смесей) бетона составляет 6…12 мин. Наиболее рационально компоновать смесители-перегружатели со стационарными бетононасосами для приема смеси от самосвалов, бетоновозов, бадьевозов.

4. Особенности транспортирования бетонной смеси в зимний период и при повышенной температуре окружающей среды

В зимний период ведения бетонных работ:

• осуществляют расчет температурного режима транспортирования бетонной смеси с целью определения ее значения на выходе из смесителя (t_см), обеспечивающего нормальные условия ведения работ;
• определяют мероприятия по обеспечению установленной температуры бетонной смеси на выходе из смесителя.

С этой целью:

• используют подогрев заполнителей и воды;
• при наличии условий осуществляют пароразогрев бетона или его электроразогрев (до t_см ≤ 35 °С);
• при необходимости дополнительно оборудуют транспортные средства (обогрев кузовов бетоновозов; герметизация и обогрев кузовов самосвалов и укрытия поверхности перевозимого ими бетона и др.);
• при необходимости используют противоморозные добавки;
• исключают дополнительные перегрузки бетонной смеси, так как это ведет к наибольшим потерям температуры;
• по возможности используют сухие бетонные смеси.

При повышенной температуре окружающей среды:

• герметизируют средства транспортирования, минимизируя испарение влаги из бетонной смеси;
• применяют химические добавки – замедлители схватывания;
• охлаждают заполнители для бетона, используют переохлажденную воду в виде льда, снега;
• используют предварительное водонасыщение пористых заполнителей, а по мере возможности – их гидрофобизацию;
• по возможности используют сухие бетонные смеси.