При использовании крупнозернистых подвижных смесей с заполнителем из плотных горных пород применяется смесители свободного падения, в которых перемешивание происходит при вращении барабана-смесителя в результате многократного подъема и сбрасывания материалов с некоторой высоты.

Между бетоном и заполнителем обычно не происходит химического воздействия, поэтому заполнители часто называют инертными материалами. Однако они существенно влияют на структуру и свойства бетона, изменяя его пористость, сроки затвердевания, поведение при воздействии нагрузки и внешней среды. Заполнители значительно уменьшают деформации бетона при твердении и тем самым обеспечивают получение большеразмерных изделий и конструкций. В качестве заполнителей используют местные горные породы. Применение этого дешевого заполнителя снижает стоимость бетона, так как заполнители и вода составляют 85-90%, а цемент 10-15% от массы бетона. Для снижения плотности бетона и улучшения его теплотехнических свойств используют искусственные и пористые заполнители.

Для регулирования свойств бетона и бетонной смеси в их состав вводят различные химические добавки и активные минеральные компоненты, которые ускоряют или замедляют схватывание бетонной смеси, делают ее более пластичной и удобоукладываемой, ускоряют твердение бетона, повышают его прочность и морозостойкость, регулируют собственные деформации бетона, возникающие при его твердении, а также при необходимости изменяют и другие свойства бетона.

В течение длительного времени в бетонах происходит изменение пористой структуры, наблюдается протекание структурообразующих, а иногда и деструктивных процессов и результат – изменение свойств материала. С увеличением возраста бетона повышаются его прочность, плотность, стойкость к воздействию окружающей среды. Свойства бетона определяются не только его составом и качеством исходных материалов, но и технологией приготовления и укладки бетонной смеси в конструкцию, условиями твердения бетона. Все эти факторы мы учтем при проектировании состава тяжелого бетона.

Технология бетона включает ряд этапов или технологических переделов: подготовку сырья, определение состава бетона в зависимости от используемого сырья и конструк-тивных и технологических требований, дозирование цемента, воды, заполнителей и других материалов для определенного замеса бетонной смеси, перемешивание, транспортировку бетонной смеси к месту укладки, заполнение формы и опалубки конструкции бетонной смесью, ее уплотнение, последующее твердение бетона в нормальных условиях (при температуре 20ºС и влажности 80-100%).

2.7 Организация производственного процесса

2.7.1 Циклограмма работ

Первый этап: работы по производству бетонной смеси начинаются с разгрузки и складской переработки, прибывающих на завод заполнителей, цемента и добавок. При доставке заполнителей автомобильным транспортом приемные устройства обычно выполняют в виде призматических и прямоугольно-призматических бункеров с разгрузкой сбоку или по оси бункера со специальной эстакады или помоста.

Под приемными бункерами размещаются траншейные (подбункерные) ленточные конвейеры. Компоновка нижней части бункеров и ленточных конвейеров должна обеспечивать поступление материала на ленточный конвейер без изменения направления движения материала.

При проектировании приемных бункеров следует учитывать, что недостаточная их ширина приводит к непроизводительной затрате ручного труда на переброску материалов, попавших при разгрузке за бункер. Плоскостные и пространственные углы должны обеспечивать гравитационные продвижения материала по бункеру, так как в противном случае проталкивание материала в этих местах придется производить вручную, что недопустимо по условиям техники безопасности.

При проектировании складов для заполнителей должны учитываться следующие положения:

1) Складская переработка заполнителей производится так, что при этом не ухудшается их качество.

При хранении и перегрузках на складах заполнители не должны засоряться, для этого площадки и полы под штабелями, а также откосы полубункеров покрываются бетоном.

Во избежание смешивания заполнителей различных фракций при хранении их на складе рекомендуется устройство разделительных стенок между штабелями различных фракций.

2) Несмотря на то, что капиталовложения для строительства крытых складов выше, чем для строительства открытых, применение крытых складов все же не разрешает всех вопросов, связанных с обеспечением нормальной их эксплуатации в зимнее время. Неутепленные и неотапливаемые помещения крытых складов предохраняют заполнители только от попадания снега, влаги и пыли в период складского хранения, не устраняя остальных факторов, осложняющих работу в зимнее время. Для обогрева применяют регистры, расположенные в средней части склада.

Второй этап: после разгрузки в складские помещения следует транспортирование заполнителей, цемента и добавок в расходные бункера и резервуары смесительной установки.

Современные автоматизированные склады бетоносмесительных установок оборудованы поточно-транспортными системами (ПТС) для подачи заполнителей и цемента к технологическому оборудованию для производства бетонных смесей.

ПТС представляет собой совокупность механизмов, обеспечивающих непрерывность технологического процесса транспортирования материалов к месту производства работ. К ним относятся ленточный конвейера, работающие определенной последовательности с другими механизмами ПТС – бункерами, питателями, поворотными воронками.

Третий этап: Следующим этапом работы будет подогрев в зимнее время заполнителей и воды в специальных складских устройствах и в расходных бункерах. Размораживание и подогрев заполнителей до заданной температуры в штабелях складского хранения и в бункерах подогрева могут быть осуществлены при непосредственном контакте теплоносителя (острый пар, дымовые газы, подогретый воздух) с заполнителями и при теплопередачи через промежуточную стенку между теплоносителем и заполнителями. Подогрев при непосредственном контакте теплоносителя с заполнителем может осуществляться: а) путем впуска острого пара в штабель или бункер (мокрый способ); б) путем продувки горячих газов (продуктов горения или подогретого воздуха) через неподвижный слой заполнителя; в) жидким теплоносителем; г) при взаимном перемещении теплоносителя, а также и заполнителей (в сушильных барабанах, в огневых печах); д) теплотой лучеиспускания (отражательные печи, инфракрасные лучи); е) термохимическим подогревом (термитные шашки).

Подогрев путем теплопередачи через промежуточную стенку (сухой способ) возможен: а) глухим паром (через специальные паровые регистры с обдувкой или без обдувки их сжатым воздухом); б) жидким теплоносителем; в) теплотой электрической энергии.

Четвертый этап: дозирование заполнителей, цемента, воды и добавок.

Пятый этап: перемешивание составляющих смеси (таблица 2.8).

Таблица 2.8 – Рекомендуемая продолжительность перемешивания бетонных смесей в смесителях принудительного действия.