Основные способы транспортирования бетонной смеси на строительных объектах

В общем виде транспортный процесс включает прием смеси из раздаточного бункера бетоносмесительной установки, доставку (перемещение) ее различными транспортными средствами к объекту бетонирования, последующую подачу смеси к месту укладки или же перегрузку ее на другие транспортные средства или приспособления, доставляющие смесь в блок бетонирования. Блоком бетонирования называют подготовленную к укладке бетона конструкцию или ее часть с установленной опалубкой и смонтированной арматурой.

На практике процесс доставки бетонной смеси в блок бетонирования осуществляют по двум схемам: от места приготовления до места разгрузки непосредственно в блок бетонирования; от места приготовления до места разгрузки у бетонируемого объекта и последующей подачи в блок бетонирования. Эта схема предусматривает промежуточную перегрузку бетонной смеси.

Транспортирование бетонной смеси от места приготовления до места разгрузки непосредственно в блок бетонирования или у бетонируемого объекта осуществляют преимущественно автомобильным транспортом, а транспортирование от места разгрузки у объекта бетонирования в блок бетонирования — кранами (в бадьях), подъемниками, транспортерами, бетоноукладчиками, вибропитателями, мототележками, бетононасосами и пневмонагнетателями. При данной схеме производительность механизмов по приему и подаче бетонной смеси в блок бетонирования должна быть на 10−15% выше производительности обслуживающего комплекта транспортных средств во избежание их простоев под разгрузкой.

При перевозке бетонной смеси основным технологическим условием является сохранение её однородности и обеспечение требуемой для укладки подвижности. Для этого в бетонную смесь не должны попадать атмосферные осадки, солнечные лучи, она не должна расслаиваться, из нее не должно вытекать цементное молоко или раствор; зимой бетонную смесь предохраняют от быстрого охлаждения и замерзания.

Автомобильные перевозки бетонной смеси осуществляют в самосвалах, автобетоновозах, автобетоносмесителях, а также контейнерах или бадьях, устанавливаемых в кузова бортовых автомобилей.

Объем перевозок бетонной смеси в автосамосвалах достигает 80%. Кузова автосамосвалов мало приспособлены для этих целей. В результате 1−2% смеси теряется в пути (выплескивается при движении по плохим дорогам и при спуске в котлованы, вытекает в щели заднего борта). При разгрузке кузова приходится очищать вручную, бетонная смесь в самосвалах расслаивается, летом она теряет воду, а зимой быстро охлаждается.

Модернизация кузовов автосамосвалов путем наращивания бортов и установки герметизирующих прокладок у задних бортов хотя и снижает потери, но не решает проблемы в целом. Только применение специальных автосамосвалов-бетоновозов обеспечивает доставку на объект качественной бетонной смеси.

Кузов автобетоновоза имеет мульдообразную (корытообразную) форму без заднего борта. Плавные сопряжения бортов с днищем исключают налипание бетона в углах. Достаточно большой угол наклона кузова (80°) и наличие вибропобудителя позволяет быстро, без затрат ручного труда, выгружать смесь. Крышка же предохраняет бетонную смесь от потерь воды и от охлаждения.

Для транспортирования бетонной смеси в городских условиях, а также на большие расстояния (до 70 км) особенно целесообразно применять автобетоносмесители. В смесительный барабан на бетонном заводе загружают сухую бетонную смесь, а воду подают перед прибытием на объект (или непосредственно на объекте). Готовую смесь выгружают путем вращения смесительного барабана в обратную сторону. Наличие откидного выгрузочного лотка позволяет производить порционную разгрузку, а также подавать смесь непосредственно в конструкцию. Применение автобетоносмесителей позволяет существенно увеличить допустимые расстояния перевозки бетонных смесей без снижения их качества.

Транспортирование бетонной смеси автотранспортом в контейнерах (или бадьях) применяют редко ввиду недоиспользования на 20−30% грузоподъемности транспортных средств и необходимости создания большого оборотного парка контейнеров, что снижает экономическую эффективность этого метода.

Стоимость перевозки бетонной смеси в автобетоновозах и автобетоносмесителях на 10−15% ниже, чем в автосамосвалах, и поэтому они должны найти преимущественное применение в современном строительстве.

Бетонную смесь, доставляемую на объекты в автосамосвалах, автобензовозах или автобетоносмесителях, разгружают непосредственно в конструкцию без дополнительной перегрузки или перегружают в промежуточные емкости для последующей подачи в блок бетонирования.

Непосредственную подачу смеси без перегрузки обычно применяют при бетонировании конструкций, расположенных в уровне земли или малообъемных заглубленных. Это наиболее простой способ, который не требует каких-либо дополнительных устройств и приспособлений.

Укладку бетонной смеси в конструкции, расположенные в котловане (ниже уровня земли), осуществляют с промежуточной перегрузкой в вибропитатель и последующей подачей в блок бетонирования виброжелобами. однородность бетонный вибропитатель сварной Вибропитатель представляет собой треугольный в плане сварной ящик, оборудованный вибратором. Вибропитатель устанавливают так, чтобы днище его было наклонено на 5−10° в сторону бетонируемой конструкции. Выходной проем вибропитателя оборудован секторным затвором.

К выходному проему укрепляют виброжелоба длиной 4 и 6 м. На пружинных подвесках желоба крепят к инвентарным стойкам. Угол наклона виброжелобов к горизонту 5−30°. С помощью виброжелобов укладывают смеси с осадкой конуса 4−12 см.

Жесткие смеси перемещаются по виброжелобам плохо; литые же смеси можно транспортировать по виброжелобам с небольшими уклонами (5−10°). При больших уклонах бетонная смесь выплескивается через борта виброжелобов. Темп укладки с помощью виброжелобов зависит от угла их наклона и осадки конуса бетонной смеси. Он колеблется от 10 до 30 м3/ч.

Самоходные башенные и стреловые краны с комплектом бадей используют для порционной подачи и распределения бетонной смеси в блоках бетонирования. Доставленную автомобильным транспортом смесь разгружают на объекте в бадьи и кранами подают непосредственно в конструкцию. При этом бетонная смесь перемещается как вертикально, так и горизонтально, что обеспечивает ее распределение при укладке.

Бадьи подразделяются на поворотные и неповоротные.

Поворотная бадья представляет собой сварную емкость, состоящую из корпуса, каркаса, затвора, рычага. Иногда на корпус бадьи устанавливают вибратор. Каркас выполнен в виде салазок, конструкция которых позволяет загружать бадью в горизонтальном положении. При подъеме краном бадью стропуют за петли и она, плавно перекатываясь, занимает вертикальное положение. В таком положении бадья перемещается и разгружается. При опускании бадьи под загрузку она плавно принимает горизонтальное положение загрузочным отверстием кверху.

Неповоротная бадья также представляет собой сварную емкость, но в отличие от поворотной она подается под загрузку в вертикальном положении. Преимущественное применение имеют поворотные бадьи; неповоротные бадьи используют в тех случаях, когда бетонную смесь нужно подавать небольшими порциями (в колонны, стены небольшой толщины и др.). Бадьи изготовляют, как правило, вместимостью 0,5−2 м3.

Для перемещения бетонной смеси только по вертикали используют различные подъемники. Так, при бетонировании междуэтажных перекрытий каркасных зданий используют подъемники стоечного типа, которые поднимают бетонную смесь в ковшах или контейнерах. Для горизонтального транспортирования смеси использует тачки-рикши, мотороллеры или мототележки.

В промышленном и гражданском строительстве ленточные конвейеры используют как внутрипостроечный транспорт для подачи бетонной смеси в основном при бетонировании конструкций с небольшими размерами в плане (точечные конструкции).

Промышленность для нужд строителей изготовляет ленточные конвейеры передвижного типа длиной 6−15 м и шириной гладкой или ребристой ленты 400−500 мм. Такие конвейеры могут подавать бетонную смесь на высоту 1,5−4 м.

Основным рабочим органом конвейера является гибкая прорезиненная лента, огибающая приводной и натяжной барабаны и опирающаяся на поддерживающие верхние роликовые опоры желобчатого типа и нижние плоские роликовые опоры. Бетонную смесь загружают на ленту через питатели, позволяющие непрерывно и равномерно подавать смесь требуемой толщины.

Барабаны конвейера оборудованы устройствами, очищающими ленту от цементного раствора и возвращающими его в состав подаваемой бетонной смеси.

Во избежание расслоения бетонной смеси ее подвижность при подаче конвейерами не должна превышать 6 см. Углы наклона конвейера при подъеме смеси подвижностью до 4 см — до 18°, 4−6 см — до 15°, а при спуске смеси — соответственно до 12 и 10°. Скорость движения ленты не должна превышать 1 м/с. При выгрузке с конвейера во избежание расслоения применяют направляющие щитки или воронку высотой не менее 0,6 м. Устройство односторонних щитов или козырьков, а также свободное падение смеси с конвейера не допускается.

Передвижные ленточные конвейеры, обладая большой производительностью (до 35 м3/ч), не распределяют бетонную смесь по площади бетонируемой конструкции. Поэтому в процессе подачи приходится переставлять конвейер, что требует дополнительных затрат труда и вызывает задержки в бетонировании.

Более эффективными являются бетоноукладчики, которые применяют для устройства монолитных фундаментов под здания и технологическое оборудование, а также другие рассредоточенные объекты. Бетоноукладчик представляет собой самоходную машину, на вращающейся платформе которой имеется оборудование для приема бетонной смеси и подачи ее к месту укладки. Транспортирующим органом бетоноукладчика является ленточный телескопический конвейер, состоящий из основного конвейера и подвижного. Бетоноукладчик принимает из кузова автобетоновоза бетонную смесь в бункер, откуда она поступает на основной транспортер и затем непосредственно в конструкцию. Бетонная смесь может подаваться в любую точку в плане от 3 до 20 м с поворотом стрелы до 360° с одной рабочей позиции. Бетоноукладчик может подавать смесь на высоту 8 м, а также опускать ее ниже стоянки с уклоном транспортера до 10°.

Трубопроводный транспорт относится к внутрипостроечному и при определенных условиях имеет ряд технологических преимуществ перед другими способами горизонтального и вертикального транспортирования бетонных смесей. К их числу относятся возможность осуществления одним механизмом горизонтального и вертикального перемещения смесей от места их разгрузки на объекте (при приобъектной бетоносмесительной установке) к месту укладки, возможность подачи бетонных смесей в труднодоступные участки возводимого сооружения.

Техническими средствами трубопроводного транспорта являются машины для перекачивания (проталкивания) бетонной смеси — бетононасосы, пневмонагнетатели, транспортные коммуникации (бетоноводы и оборудование для распределения смеси).

Основными типами бетононасосов являются поршневые с маслогидравлическим приводом и реже с механическим. Бетононасос с маслогидравлическим приводом представляет собой двухцилиндровый поршневой механизм. При движении поршней бетонная смесь из приемного бункера поочередно засасывается в один из транспортных цилиндров бетононасоса, а оттуда поршнем подается в бетоновод. Оба поршня работают синхронно в противоположных направлениях, т. е. когда один поршень всасывает смесь из приемного бункера, другой нагнетает ее в бетоновод. Поршни транспортных цилиндров приводятся в действие от гидроцилиндров, поршни которых получают возвратно-поступательное движение за счет подачи масла. Поток бетонной смеси при циклах всасывания и нагнетания изменяется с помощью шиберных пластин: вертикальной и горизонтальной. Вертикальная пластина поочередно перекрывает отверстия транспортных цилиндров, горизонтальная — отверстия приемного бункера.

Бетононасосы с механическим приводом представляют собой горизонтальные поршневые насосы одностороннего действия с двумя принудительными пробковыми клапанами. Рабочий процесс бетононасоса состоит в возвратно-поступательном движении поршня в цилиндре и согласованной с ним работе всасывающего и нагнетательного клапанов.

В данном типе бетононасосов трущиеся детали быстро изнашиваются, а пульсация при перекачке приводит к частичному расслоению бетонной смеси, вследствие этого увеличивается тенденция к закупорке бетоновода.

Бетононасосы выполняют в стационарном, прицепном и самоходном вариантах.

Бетоновод предназначен для перемещения бетонной смеси от бетононасоса к месту укладки и состоит из отдельных трубчатых звеньев (обычно стальных), входящих в комплект бетононасоса. В комплект входят прямые звенья длиной 0,5−3 м и колена (отводы) с углом поворота 90, 45, 22 градуса 30 минут и 10 градусов 15 минут.

Повороты создают дополнительное сопротивление движению бетонной смеси. Поэтому при определении расстояния подачи угол поворота 90 градусов соответствует 12 м горизонтального участка, а углы поворота 45, 22градуса 30 минут и 11 градусов 15 минут соответствуют 7,5 и 3 м; 1 м вертикального бетоновода эквивалентен 8 м горизонтального.

Звенья и колена соединяют между собой с помощью быстро-разъемных замков с натяжными клиньями и резиновыми уплотнителями. В зависимости от производительности бетононасоса применяют бетоноводы с внутренним диаметром 80… 203 мм (большей производительности соответствует больший диаметр).

Прокладывают бетоновод до наиболее удаленного места укладки бетонной смеси, и по мере укладки его постепенно разбирают, снимая последние звенья труб, т. е. процесс бетонирования ведут «на себя».

В качестве оборудования для распределения бетонной смеси применяют гибкие рукава, поворотные колена, круговые распределители и распределительные стрелы. Для спуска бетонной смеси вниз используют также обычные желоба и хоботы.

Гибкие распределительные рукава диаметром 80… 125 мм применяют для распределения бетонной смеси в радиусе до 8 м.

Поворотные колена обеспечивают возможность перемещения свободного конца бетоновода по окружности при небольшой площади бетонирования. Соединение поворотных звеньев с вертикальным участком бетоновода осуществляют с помощью одного колена, а с горизонтальным — с помощью двух колен.

Круговой распределитель состоит из двух шарнирно сочлененных колен и подставки. Распределитель применяют главным образом при бетонировании цилиндрических конструкций.

Распределительные стрелы являются специализированным оборудованием, предназначенным для перемещения концевого участка бетоновода в зону распределения бетонной смеси. Распределительная стрела состоит из несущих элементов — секций бетоновода с концевым резинотканым рукавом и поворотного устройства. Стрелы в зависимости от их длины бывают двух-, трехи четырехсекционными. Складывание стрелы обычно производится в вертикальной плоскости и реже — горизонтальной.

Распределительные стрелы изготовляют в стационарном и прицепном вариантах.

В настоящее время широко применяют автобетононасосы, представляющие собой бетононасос с полноповоротной распределительной стрелой, смонтированной на раме, которая, в свою очередь, укреплена на шасси автомобиля. Автобетононасосы предназначены для подачи бетонной смеси к месту укладки как по вертикали, так и по горизонтали. По стреле, состоящей из трех шарнирно сочлененных частей, проходит бетоновод с шарнирами — вставками в местах сочленений стрелы, заканчивающейся гибким распределительным рукавом.

Нормальная эксплуатация бетононасосов обеспечивается в том случае, если по бетоноводу перекачивают бетонную смесь подвижностью 5- 15 см, удовлетворяющую требованиям удобоперекачи-ваемости, т. е. способности ее транспортирования по трубопроводу на предельные расстояния без расслоения и образования пробок. Оптимальная подвижность бетонной смеси с точк. и зрения ее удобоперекачиваемости 6−8 см, а водоцементное отношение — 0,4−0,6. В качестве крупного заполнителя рекомендуется применять гравий или щебень неигловатой формы. Наибольший размер зерен крупного заполнителя не должен превышать 0,4 внутреннего диаметра бетоновода для гравия и 0,33 — для щебня. Количество зерен наибольшего размера и зерен пластинчатой (лешадной) или игловатой формы не должно превышать 15% по массе. Перед началом транспортирования бетонной смеси трубопровод смазывают, прокачивая через него известковое тесто или цементный раствор. После окончания бетонирования бетоновод промывают водой под давлением и через него пропускают эластичный пыж. При перерыве более чем на 30 мин смесь во избежание образования пробок активизируют путем периодического включения бетононасоса, при перерывах более чем на 1 ч бетоновод полностью освобождают от смеси.