Учебники по популярным профессиям
на asv0825.ru

Бетонные
работы

       

§ 31. Транспортирование бетонной смеси по трубопроводам

Транспортирование бетонной смеси по трубопроводам с помощью бетононасосов и пневмонагнетателей наиболее прогрессивный способ, позволяющий существенно снизить объем ручного труда, повысить производительность и качество бетонных работ. По сравнению с открытым способом при этом исключаются такие отрицательные явления, как испарение влаги и нарушение однородности смеси, потери бетона. Современные установки трубопроводного транспорта компактны и мобильны, что снижает непроизводительный расход рабочего времени на их монтаж и демонтаж.

Промышленность выпускает поршневые бетононасосы производительностью 10, 25,40 и 65 м3/ч для транспортирования под вижных бетонных смесей с осадкой конуса 5...8 см и литых — с осадкой конуса 15... 16 см на расстояние до 350 м по горизонтали и до 100... 120 м по высоте. Состав смесей подбирают по специальной методике: наибольшая крупность заполнителя зависит от диаметра трубопровода, но не более 60 мм; оптимальное значение В/Ц смеси 0,5...0,6; количество заполнителя максимальной крупности не более 15...20%. Меньшие сопротивления движению возникают при перекачке смесей на гравии, чем на щебне.

Избыточное количество мелких фракций песка, а также наличие пылеватых и глинистых частиц повышают вязкость бетонной смеси и увеличивают сопротивляемость движению, поэтому такие смеси трудно поддаются перекачиванию. Для снижения расхода цемента и повышения подвижности смесей используют пластифицирующие добавки. Так, добавки водного раствора суперпластификатора С-3 (1,0...3,0% от массы цемента) повышают перекачиваемость смеси и снижают расход цемента (на 10...15%).

При перекачивании легких бетонных смесей пористые заполнители до приготовления смеси предварительно насыщают водой п течение 2...5 сут. В емкостях под вакуумом цикл воды насыщения сокращается до 30...45 мин. Если заполнитель не подвергали такой обработке, то в процессе транспортирования в результате давления происходит обжатие смеси: воздух в системе сжимается и его место заполняет вода. В результате резко снижается подвижность смеси и ухудшается ее перекачиваемость. Поэтому в этом случае требуются специальные расчеты состава бетонной смеси и выбор бетононасосов.

Бетононасосы применяют для подачи смеси во все виды конструкций при интенсивности бетонирования не менее 6 м3/ч, при возведении их в стесненных условиях, в местах, где использование другого вида транспорта невозможно.

Промышленность выпускает стационарные и мобильные бетононасосы, которые отличаются принципом действия и техническими характеристиками. Наиболее надежен в работе стационарный поршневой бетононасос с гидравлическим приводом (рис. 94). Бетонная смесь из приемного бункера 1 под действием силы тяжести и разрежения, создаваемого поршнями, поступает в один из транспортных цилиндров 4, откуда поршнем подается в бетоновод 8. Бетононасос снабжен двумя поршнями, которые работают в противофазе: если первый всасывает, то второй нагнетает бетонную смесь в бетоновод. Поршни цилиндров 4 приводятся в действие гидроцилиндрами 2.

Рис. 94. Бетононасос СВ-85А:
а — такт всасывания бетонной смеси в левый цилиндр и нагнетания из правого, б — то же, в правый цилиндр и нагнетания из левого; 1 - приемный бункер, 2 — приводные гидроцилиндры, 3 — камера с промывочной водой, 4 — транспортный цилиндр, 5,7 — вертикальная и горизонтальная шиберные пластины, 6 — гидроцилиндр шиберной пластины, 8 — бетоновод

Направление движения бетонной смеси при тактах всасывания и нагнетания изменяется с помощью вертикальной 5 и горизонтальной 7 шиберных пластин, которые совершают движение от гидроцилиндра 6. Вертикальная пластина поочередно перекрывает выходные отверстия транспортных цилиндров 4, а горизонтальная - отверстия приемного бункера.

В приемном бункере расположен побудитель, состоящий из горизонтального вала с лопастями и привода. Побудитель дополнительно перемешивает смесь, повышая ее однородность, не дает ей зависать на стенках бункера и препятствует образованию воздушных пробок в бетоноводе.

Бетононасосу придается комплект стальных труб, состоящий из основных звеньев длиной 3 м, соединяемых с помощью быстроразъемных рычажных зажимов, доборных звеньев длиной 0,3; 0,6; 0,9; 1 и 1,5 м и криволинейных звеньев с углами поворота 90, 45 и 30°.

При прокладке бетоновода учитывают сопротивления, возникающие в его вертикальных частях и коленах. Так, сопротивления на вертикальном участке длиной 1 м и коленах с углами 90, 45 и 30° эквиваленты сопротивлениям на горизонтальных участках бетоноводов длиной соответственно 8, 12, 7 и 5 м.

Перед началом транспортирования бетонной смеси в приемный бункер загружают так называемую «пусковую» смесь, приготовленную из цемента и воды или цементно-песчаного раствора состава 1:1, подвижностью 6...8 см. Допускается в качестве «пусковой» смеси использовать порцию пластичной бетонной смеси с повышенным расходом цемента. При движении по трубопроводу такая смесь образует смазочный слой на внутренней поверхности сухого бетоновода, что предотвращает пробкообра-зование при перекачке первых порций бетонной смеси. Чтобы «пусковая» смесь перемещалась по всему сечению, в бетоновод вставляют пыж из губчатой резины, препятствующий растеканию смеси.

По окончании бетонирования бетоновод промывают водой под давлением и пропускают через него эластичный пыж. При перерыве более чем на 30 мин смесь во избежание образования пробок в бетоноводе активизируют путем периодического включения бетононасоса, а при перерывах более 1 ч бетоновод полностью освобождают от смеси.

Стационарные бетононасосы СБ-123 и другие с бетоноводом диаметром 125 мм оснащены двухсекционной распределительной стрелкой, которая подает бетонную смесь непосредственно к месту укладки.

Бетононасосы, смонтированы на шасси автомобиля КамАЗ, в отличие от стационарных представляют собой самоходный механизм, обеспечивающий интенсивное ведение бетонных работ при частом перебазировании оборудования вдоль фронта бетонирования. Автобетононасосы успешно применяют при бетонировании тонкостенных конструкций, отдельно стоящих фундаментов, труднодоступных мест.

Автобетононасосы снабжены трехсекционной распределительной стрелой и бетоноводом диаметром 125 мм. Они обеспечивают подачу бетонной смеси на расстояние до 400 м по горизонтали и до 80 м по вертикали. Стрела оснащена гидравлическим приводом, что обеспечивает ее разнообразные рабочие положения, отвечающие технологическим требованиям и условиям производства работ (рис. 95).

Рис. 95. Зоны действия автобетононасоса с трехсекционной распределительной стрелой

В горизонтальном положении радиус действия стрелы 28 м, в вертикальном положении высота подъема смеси около 25 м.

Автобетононасос с гидравлическим приводом (рис. 96) размещается на раме автомобиля /, состоит из приемного бункера 8 с предохранительной решеткой 6 и мешалкой 7, двух рабочих гидроцилиндров 2, маятникового патрубка 5 в виде изогнутой трубы, один конец которой шарнирно соединен с бетоноводом 3, а второй поочередно соединяется с отверстиями рабочих цилиндров.

Рис. 96. Автобетононасос с гидравлическим приводом:
1 — автомобиль. 2 — гидроиилиндр, 3 — бетоновод, 4 — рабочий цилиндр, 5 — маятниковый патрубок, 6 — предохранительная решетка, 7 — мешалка, 8 — приемный бункер

Поршни цилиндров движутся одновременно во взаимнопротивоположных направлениях. Когда бетонная смесь всасывается в один из рабочих цилиндров, поршень второго выталкивает ее через маятниковый патрубок в бетоновод.

Более наглядное представление о конструкции и работе ав тобетононасоса дает схема, изображенная на рис. 97.

Рис. 97. Конструктивно-технологическая схема автобетононасоса:
1 — шасси автомобиля, 2 — коробка отбора мощности, 3 — стрела-манипулятора, 4 — гидравлический привод, 5 — трубопровод (бетоновод), 6 — гибкий рукав, 7 — пульт управления, 8 — приемный бункер, 9 — выносная опора

Бетонная смесь из автобетоносмесителя подается в приемный бункер 8, откуда насосом подается в трубопровод 5, смонтированный на стреле манипулятора 3. Стрела выполняется шарнирно-сочлененной из трех звеньев. Каждая пара звеньев снабжается гидравлическими домкратами 4, что обеспечивает многообразие геометрического положения. На конце бетоновода расположен гибкий рукав 6, который служит гасителем скорости выхода бетонной смеси и позволяет расширить зону укладки без изменения положения стрелы. Устойчивое положение автобетононасоса обеспечивается выносными опорами 9. Для изменения скорости перекачивания на шасси автомобиля располагается пульт управления 7, с него обеспечивается управление положением стрелы манипулятора (вылет, высота подъема или опускания каждой из стрел).

Автобетононасосы являются более мобильными, что позволяет выполнять работы в различных условиях строительной площадки. В последнее время находят применение автобетононасосы-автобетоносмесители (рис. 98). На шасси автомобиля смонтированы барабан 4 бетоносмесителя, бетононасос 6 с распределительной стрелой манипулятора 8. Такое техническое решение позволяет совместить процесс транспортирования, приготовления и укладки смеси, что очень выгодно при возведении рассредоточенных объектов с небольшим объемом работ.

Рис. 98. Автобетононасос-автобетоносмеситель:
1 — шасси автомобиля, 2 — гидропривод, 3 — гибкий бетоновод, 4 — барабан, 5 — пульт управления, 6 — бетононасос, 7 — раздаточный лоток, 8 — манипулятор, 9 — бак для воды

Трубопроводный транспорт позволяет перейти на качественно новый уровень ведения бетонных работ, резко снижает трудозатраты, полностью механизируя процессы. Существенно повышается и культура труда.

Техническая характеристика бетононасосных установок отечественного производства приведена в табл. 10.

Таблица 10. Технические характеристики
бетононасосных установок с
гидравлическим приводом

Рассмотрим технологическую схему бетонирования (рис. 99) отдельно стоящих фундаментов с подачей бетонной смеси авто бетононасосом. Смесь из автобетоносмесителя 1 через разгрузоч ную воронку подается в приемный бункер 2 бетононасоса. Пос ле ее побуждения она попадает в бетононасос 3 и по бетоноводу стрелы 4 направляется к месту укладки. Концевое звено бетоновода снабжено гибким шлангом 5, обеспечивающим локальную подачу смеси к месту укладки.

Рис. 99. Технологическая схема бетонирования фундаментов:
1 — автобетоносмеситель, 2 — приемный бункер, 3 — бетононасос, 4 — стрела, 5 — гибкий шланг, 6 — базовый автомобиль

Процесс подачи бетонной смеси стационарным бетононасосом состоит из следующих операций: монтаж и демонтаж бетоновода; установка средств для распределения бетонной смеси; подготовка к эксплуатации бетононасоса; подача бетонной смеси по бетоноводу; очистка оборудования по окончании работы.

Качество и надежность работы бетононасоса во многом зависят от правильности монтажа элементов бетоновода. Перед монтажом тщательно проверяют и очищают фланцы, замковые соединения, уплотнения. Горизонтальные участки бетоноводов устанавливают на специальные опоры с небольшим уклоном в сторону бетонирования, чтобы обеспечить спуск воды после промывки бетоновода. Вертикальные участки прикрепляют к стойкам и опорам. Между бетононасосом и бетоноводом устанавливают специальное звено, снабженное обратным клапаном, которое необходимо в случаях внезапной остановки бетононасоса, смене или очистке бетоновода.

При попадании в бетононасос частично расслоившейся или начавшей схватываться смеси, ослаблении или неплотной установке замковых соединений в стыках бетоновода, через которые происходит утечка цементного молока, наличии наплывов схватившегося бетона на стенках бетоновода, длительных перерывах в подаче бетонной смеси (30...60 мин) в системе бетоновода могут образоваться пробки. Местоположение их определяют простукиванием, затем разбирают соответствующее звено и удаляют пробку.

Транспортирование бетонной смеси по трубопроводам должно быть непрерывным, чтобы она не схватывалась и не загустевала. А следовательно, и доставка ее должна быть бесперебойной, а бетонирование непрерывным. Непрерывность работы бетононасосов зависит от своевременности и качества очистки бетоноводов. Очищают бетоновод водой, нагнетаемой специальным центробежным насосом или сжатым воздухом с помощью двух пыжей 2 из губчатой резины (рис. 100) или пыжа из влажной мешковины 5. Чтобы промывочная вода не попадала в уложенную бетонную смесь, кран 3 для ее спуска располагают на некотором удалении от концевого звена.

Рис. 100. Схема промывки бетоновода:
1 — бетоновод, 2 — пыжи, 3 — кран для спуска воды, 4 — манометр, 5 — пыж из мешковины

Высота свободного падения бетонной смеси без нарушения ее однородности 2,5...3 м. При возведении ряда конструкций и объектов промышленного и гидротехнического строительства, когда процесс бетонирования ведут с эстакад, высота свободного падения смеси может значительно превышать эти цифры. При высоте свободного падения до 10 м, чтобы не допустить расслаивания бетонной смеси, применяютузвеньевые хоботы (рис. 101). Хобот состоит из приемной воронки 3 и звеньев 1, снабженных крюками 2. По мере уменьшения высоты подачи нижние звенья снимают: расстояние от устья хобота до места укладки должно быть 0,7... 1 м. Для увеличения радиуса действия разрешается оттягивать хобот в сторону не более чем на 0,25 м на каждый метр высоты, при этом два нижних звена должны оставаться вертикальными.

Рис. 101. Звеньевой хобот:
1 — звено, 2 — крюки дли подвески звеньев, 3 — приемная воронка

При высоте свободного падения бетонной смеси 10...80 м применяют виброхоботы в виде секционных трубопроводов. Каждая секция состоит из пяти труб диаметром 450 мм, длиной 2000 мм с раструбным соединением. Трубы крепят к двум стальным канатам специальными зажимами. Нижняя секция представляет собой звено из трубы длиной 1000 мм с шарнирными быстроразъемными соединениями. Это позволяет быстро укорачивать виброхобот по мере необходимости. Верхняя секция снабжена загрузочной воронкой вместимостью 1,6 м3. На загрузочную воронку и звенья виброхобота через каждые 4...8 м навешивают вибраторы, обеспечивающие виброразжижение смеси и предотвращающие ее зависание.

Для снижения скорости выхода бетонной смеси секции снабжают гасителями в виде рассеивателей треугольной формы. Графики изменения скорости падения смеси для виброхобота без гасителей 1 и с гасителями 2 приведены на рис. 102. При высоте до 40 м скорость перемещения бетонной смеси может достигать 25 м/с, в то время как с гасителями она не превышает 10 м/с.

Рис. 102. Графики изменения скорости потока смеси в виброхоботе без гасителей (1) и с гасителями (2)

Хоботы и виброхоботы применяют редко, так как они требуют устройства специальных эстакад, что связано с большими экономическими затратами.

Пневматические нагнетатели обеспечивают дальность транспортирования до 200 м и высоту подъема до 35 м. Пневмонагнетатель (рис. 103) состоит из корпуса У грушеобразной формы с загрузочной воронкой 2, закрываемой затвором 3. Сжатый воздух подводится по трубопроводу 4. В нижней части корпуса закрепляют секцию бетоновода 7. Для проведения работ по бетонированию необходим комплект механизмов, включающий в себя компрессор с ресивером, секции бетоновода, устройство для приема бетона и его загрузки в пневмонагнетатель.

Рис. 103. Пневмонагнетательная установка:
/ — корпус, 2 — загрузочная воронка, 3 — затвор, 4 — подводящий трубопровод, 5, 6 — материальный шланг, 7 — секция бетоновода, 8 — сопло, 9 — гаситель

Бетонную смесь с осадкой конуса 6...8 см и максимальной крупностью заполнителя до 40 мм загружают из автобетоносмесителя или из бетоновоза с помощью скипового подъемника в приемную воронку. Закрывают затвор и подают в корпус сжатый воздух. При давлении 0,25...0,3 МПа бетонная смесь в струе сжатого воздуха транспортируется по трубопроводам со скоростью 1,5...2 м/с. Чтобы погасить эту скорость, на конце бетоновода расположен гаситель 9. Из гасителя по резиновому шлангу смесь поступает в опалубку конструкции.

При транспортировании бетона пневмонагнетателями некоторые перерывы в бетонировании допускаются, так как процесс транспортирования сопровождается продувкой трубопровода сжатым воздухом.

Пневмонагнетатели применяют для бетонирования малоарми-ровадшых небольших конструкций, тонкостенных конструкций, а также заделки стыков.

Для увеличения несущей способности конструкции используют дисперсное армирование бетонов. Их арматура представляет собой короткие отрезки тонкой проволоки (фибры). Для нанесения таких смесей используют специальное распылительное сопло (рис. 104). Оно состоит из материального шланга 1 для подачи цементно-песчаной смеси, шланга 2 для подачи фибры п воздуха. В камере происходит равномерное смешение фибры с цементно-песчаной смесью, а также ее увлажнение. Водонасы-щение смеси создается за счет использования специального нодяного кольца 4, в которое под давлением подается вода из шланга 3.

Рис. 104. Распылительное сопло для нанесения дисперсно-армированного бетона:
1 — шланг дли подачи цемента, песка, 2 — материальный шланг для подачи фибры, 3 — шланг для подачи воды, 4 — водяное кольцо, 5 — сопло

Путем изменения давления воды достигают требуемой водонасыщенности смеси, а соответственно и ее жесткости. Перемешанные компоненты со скоростью до 100 м/с вылетают из сопла 5 и наносятся на бетонируемую поверхность. Расстояние до бетонируемой конструкции должно быть 1,2... 1,5 м.

При выполнении работ оператор должен быть одет в специальную одежду и иметь защитные очки, так как в процессе торкретирования наблюдается некоторый отскок частиц от поверхности.

При бетонировании фундаментов с использованием пневмонагнетателя 3 (рис. 105) бетонную смесь доставляют автобетоновозом 5 и перегружают в вибропитатель 4, оттуда она поступает в загрузочный бункер пневмонагнетателя 3. От компрессора 1 сжатый воздух подается через ресивер 2 и трубопроводы в камеры пневмонагнетателя. Из пневмонагнетателя бетонная смесь по бетоноводу 6 подается в гаситель 7 и оттуда через воронку хобота 8 в опалубку 9 фундамента.

Рис. 105. Схема бетонирования с помощью пневмонагнетателя: 1 — компрессор, 2 — ресивер, 3 пневмонагнетатель, 4 — вибропитатель, 5 — автобетоновоз, 6 — бетоновод, 7 — гаситель, 8 — хобот, 9 — опалубка Подача бетонной смеси пневмонагнетателем требует дополнительных средств механизации, разветвленной системы трубопроводов, поэтому по сравнению с бетононасосами этот вид транспортирования смеси менее экономичен.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru