Важная величина: как узнать время схватывания бетона

Оптимизация проектирования

Проект – это не только юридически значимая совокупность технической и финансовой документации, в соответствии с которой выполняются работы. От того, какие решения были приняты на стадии проектирования, зависит эффективность строительства и в конечном итоге величина прибыли. Работы по оптимизации проектирования можно условно разделить на два основных направления:

Оптимизация проекта строительства производится в соответствии с комплексной оценкой, проведенной по следующим критериям:

• Стоимость самого проекта и срок окупаемости инвестиций;
• Безопасность – применение строительных процессов с минимальным риском аварийности, соответствие условий труда нормативным требованиям, улучшение санитарно-бытовых условий, которые приведут к снижению травматизма и заболеваемости;
• Технологичность – применение максимально технологичных строительных процессов с высокой степенью механизации и автоматизации. Решение всех организационно-технических вопросов обеспечения энергоресурсами;
• Ресурсоемкость – минимизация количества используемых ресурсов всех типов: трудовых, энергетических, материальных. При соблюдении установленных технических и эксплуатационных параметров объекта и при расчетной долговечности.

Вторым, не менее важным направлением является оптимизация проектных работ. Эффективное направление оптимизации проектирования – это BIM-технологии, предусматривающие создание интеллектуальных (интерактивных) электронных 3D-моделей. Успешно зарекомендовавшим себя ПО для BIM-проектирования является Renga. Уже 1 января 2022 года использование BIM становится обязательным в строительстве объектов с государственным финансированием.

Преимущества, которые даёт такой подход, следующие:

• Трехмерная визуализация объекта, которую можно представить на различных стадиях возведения, в разрезе различных инженерных коммуникаций, используемых материалов, выполняемых работ и т.п.;
• Единая информационная база для всех привлеченных к возведению объекта участников. Она позволяет оперативно собрать актуальную информацию, выполнить перерасчёт и внести коррективы;
• Сокращается объём рутинных работ у проектировщиков, а также выполняется автоматическая проверка на соответствие актуальной нормативной документации;
• Формирование проектно-сметной и рабочей документации осуществляется в автоматическом режиме после внесения и проверки всех данных.

Бетононасос – покупка или сделать самому?

На рынке подержанной спецтехники много предложений, но предварительно стоит задуматься о целесообразности покупки, ведь есть вариант сделать бетононасос своими руками. Для создания установки будут необходимы базовые умения. Самодельные установки менее мощны и отличаются простотой конструкции, а при правильном изготовлении они работают исправно и плавно.

Изначально важно определиться с принципом работы бетононасоса: поршень или гидравлика. Поршневой тип самый простой, но приводит к быстрому износу элементов агрегата из-за постоянного трения

Гидравлика по производительности значительно лучше, но изготавливается сложнее. Возможно изготовить автоматический бетононасос, но они менее мощны.

Бетононасос своими руками

Конструкции отечественного и зарубежного производства

Впервые об унифицированных бетоновозах мир услышал в тридцатых годах ушедшего столетия. В Америке эти машины получили название автобетономешалок-развозилок. Они предназначались для транспортировки сухого состава, который перемешивался с водой по пути к месту строительства. Современная техника по своему функционалу ничем не отличается от своих предшественников, усовершенствовался лишь внешний вид и механизмы.

Самыми популярными отечественными производителями, выпускающими автобетоновозы, являются «МАЗ», «Урал», «КамАЗ», «КрАЗ». Зарубежные же модели представлены машинами Mercedes — Benz, Volvo, Ford, MAN, Scania, Iveco.

Бетоновозы с миксером от российских производителей представлены моделями с шасси, которые оснащены индивидуальной силовой установкой, вместительным барабаном, функционирующим в автономном режиме. Такие бетоновозы показывают отличные показатели работоспособности при температуре от -20° до +40 ° С.

Зарубежные автобетоносмесители зачастую представлены машинами с высокой производительностью, которые легко обслуживать из-за эргономичности узлов и блоков. Многофункциональные установки оснащаются разогревающими элементами, позволяющими подогревать готовый раствор на месте укладки до +70оС, что актуально для зимнего строительства.

Сколько времени требуется на застывание

Точно ответить на вопрос, сколько застывает бетон в опалубке – нельзя. Обычно строители ориентируются на показатели из ГОСТа – 28 дней со дня заливки. Это расчетное время, за которое состав может набрать относительную прочность для последующего строительства.

Обратите внимание, что в первый месяц состав очень капризный. Время затвердевания бетона может заметно увеличиваться, в случае какого-либо воздействия

Срок твердения бетона без добавок

Гидратация чистого бетона (цемент + песок) в нормальных условиях зависит от класса. Ниже представлена таблица времени, на которые можно ориентироваться.

Во многом на то, сколько застывает цемент, влияют 3 переменных: сезонность, трамбовка и состав.

Сезон

В зависимости от сезона меняются и условия окружающей среды. Влажным летом состав затвердевает намного быстрее, т.к, вода может свободно выходить из состава. Зимой, когда влага в воздухе замораживается, а температура падает ниже 0, процесс твердения может затянуться на 2-3 месяца.

Трамбовка

Трамбовка – это усадка бетонного состава в опалубке. Т.е. максимально плотная укладка, что способствует более быстрой реакции гидратации.

Наиболее эффективной считается вибрационная трамбовка. В этом случае из толщи заливки уходит лишний воздух, а ненужная влага поднимается наверх. Это способствует более быстрому схватыванию даже в неблагоприятных условиях.

Состав

Различные добавки могут менять время выхода воды. Например, керамзит и другие пористые материалы могут впитывать влагу, что резко замедляет ее выход. Обычный щебень или песок напротив ускоряют этот процесс.

Также на это влияют и пластификаторы. Например, жидкое мыло, ПВА и бетонит также связывают воду, что замедляет испарение влаги. К тому же они усложняют реакцию цементации.

Какие конструкции бетононасосов существуют

По типу привода бетононасосы бывают гидравлическими и механическими. По конструкции разливают беспоршневые и поршневые. По способу передвижения бетононасосы бывают стационарными и мобильными. Несмотря на кажущееся разнообразие, сегодня в строительстве используют два типа бетононасоса: поршневой (с гидравлическим приводом) и роторный (с механическим приводом).

В роторном агрегате смесь подается за счет роликов, которыми оснащен корпус ротора: они в процессе вращения давят на подающий рукав и бетон выбрасывается оттуда. Но самостоятельно сделать такой бетононасос очень трудно, так как конструкция роторного типа сложная, поэтому обычно своими руками собирают поршневые агрегаты.

Поршневая установка включает три основных детали:

• Поршень – приводит в действие цилиндр
• Цилиндр – деталь, ответственная за забор смеси из бункера и ее перекачку
• Привод – обычно выбирают гидравлический или электромеханический

Чаще всего используются однопоршневые агрегаты, так как двухпоршневые предполагают сложную конструкцию. Эксплуатация двухпоршневых агрегатов осуществляется благодаря электрическому или дизельному двигателю, который преобразовывает энергию гидравлическую в механическую.

Метод вертикально перемещаемых труб

Для заливки таким способом потребуются:

• бетононасосы или другое оборудование, обеспечивающее непрерывную подачу раствора;
• бетонолитные трубы диаметром 200-300 мм, состоящие из звеньев длиной до 1 м, оснащенных быстроразъемными замками;
• оснастка площадки над местом бетонирования: траверса, лебедка, подъемный механизм.

Труба устанавливается вертикально, соприкасаясь с нижней точкой бетонирования, при этом допускается небольшой зазор между дном и краем трубы. Внутрь помещается плавучий пыж, например, мешковина или деревянная пробка, который впоследствии продавливается жидким бетоном и вытесняет воду и воздух. В более технологичных вариантах концы трубы оснащаются клапанами, открывающимися после того, как вся труба заполняется бетоном. Раствор подается через воронку до тех пор, пока слой уложенного бетона не достигнет высоты 0,8-1,5 м от нижнего края трубы.

После этого трубу поднимают на одно звено, демонтируют верхний элемент, причем нижний конец должен оставаться в бетоне. Заливка продолжается до необходимого объема. Стоит отметить, что с помощью одной трубы можно залить элемент радиусом 6 м, поэтому, если площадь бетонирования больше, следует применять систему бетонолитных труб с шагом 10-11 м.

Как работает бетононасос: особенности поршневой, роторной систем, варианты базирования агрегатов

На рынке современной строительной индустрии используется широкий спектр конструкционных и вспомогательных материалов. Но вот уже на протяжении сотни лет бетон остается неизменным лидером. С появлением этого уникального материала цена и скорость возведения зданий сократились в разы.

В былые времена серьезной проблемой была быстрая доставка смеси непосредственно к месту заливки, старые мастера были вынуждены носить бетон в ведрах своими руками. Но научно-технический прогресс, к счастью, не стоит на месте и сейчас эта проблема успешно решается при помощи разного рода бетононасосов.

Фото промышленного автомобильного бетононасоса.

Типы агрегатов

Весь ассортимент представленных на рынке бетононасосов условно можно разделить на 2 типа, это механические и гидравлические. Конструкция может быть основана на использовании поршневого принципа или без поршневого.

Передача раствора.

Работа поршневой системы

Общий принцип работы поршневых систем далеко не нов, значительная часть всех существующих механизмов основывается именно на нем. В данном случае поршень при движении назад, всасывает некоторое количество смеси из бетоноприемника и далее выталкивает ее непосредственно в передаточный рукав, по которому она поступает к месту заливки.

Работа данной системы была бы невозможна без использования шиберного затвора или шторок. Шиберный затвор открывает бетоноприемник при всасывании и закрывает при выталкивании. Тем самым переводя направление движения смеси из бетоноприемника к месту назначения.

Поршневые агрегаты могут работать как от механического привода, так и с использованием гидравлической системы. В настоящее время в подавляющем большинстве аппаратов применяется именно гидравлическая система. Гидравлика обеспечивает значительно большее давление, благодаря чему мощность насоса значительно возрастает.

Поршневая система с 1 цилиндром.

В отличие от шатунного механизма, гидравлика имеет гораздо больший ход рабочего поршня. Плюс движение поршня становится более плавным. Больным местом этих насосов считается плотность соприкосновения поршня со стенками камеры. Микрочастицы цементного раствора неизбежно попадают между поршнем и цилиндром, значительно усиливая износ деталей.

Одноцилиндровые агрегаты сейчас используются редко, из-за нестабильной, пульсирующей подачи раствора. Система, снабженная двумя, попеременно работающими цилиндрами обеспечивает стабильную, бесперебойную подачу состава и намного меньше изнашивается.

Важно: гидравлика может работать на воде или на масле.В первом случае давление составит порядка 5 МПа, во втором ровно в 2 раза больше. Плюс масляная система более долговечна и надежна

Плюс масляная система более долговечна и надежна.

Схема поршневого бетононасоса с 2 цилиндрами.

Работа роторной системы

Семейство безпоршневых конструкций несколько шире, самым известным здесь является роторный бетононасос. Основой системы является ротор, на котором закреплены прорезиненные ролики.

При вращении ротора, ролики двигают бетонный раствор от бетоноприемника в нужном направлении. Они удобны тем, что при помощи реверса легко устраняются заторы и воздушные карманы.

Роторная система, чаще всего выходит из строя по причине износа армированного шланга и резиновых уплотнителей. Мощность таких агрегатов, по сравнению с поршневыми невелика, плюс они плохо переносят растворы с крупным наполнителем типа щебня для бетонных изделий.

Набор соединительных рукавов.

Инструкция здесь проста, в сквозную камеру помещается винтовой шнек и при вращении обеспечивается движение субстанции. Наглядной, известной с детства иллюстрацией может стать обычная бытовая мясорубка.

Перемещение бетона

Насос в работе. Доставить бетонный раствор к строительной площадке — задача не из простых. Неправильные действия могут существенно испортить качество смеси. Предотвратить проблемы можно при использовании автобетоносмесителя. На основе автомобильного шасси прикрепляется бетоносмесительная конструкция. Внутри железной бочки приварены лопасти. Вращение бочки по часовой стрелке способствует продвижению раствора внутрь, а включение обратного процесса подталкивает раствор по лопастям к выгрузному отверстию.

Преимущества использования смесителя:

• сохранение однородности, отсутствие расслоения раствора;
• постоянное движение раствора, даже при временных задержках, способно сохранить технические характеристики состава.

Объем бочки миксеров позволяет приготовить или перевезти от 5 до 9 м³ бетонной смеси. Для поступления готового продукта к строительному объекту, машина оборудована специальным погрузочным лотком. Использовать такой вид транспортировки возможно, когда машина без труда подъезжает к месту застройки.

Как быть когда спокойно добраться до застроенного места невозможно? В таком случае используют трубопровод, который относится к специальной внутрипостроечной технике. Его технологические преимущества неоспоримы:

• вертикальная, горизонтальная транспортировка при помощи одного механизма;
• легкое достижение труднодоступных мест.

Трубопроводная техника — машины для подвода бетона или отдельный вид строительной техники. Устройство отдельной техники подразумевает монтаж бетононасоса на основу автомобиля, с применением полноповоротной стрелы. Такой вид техники позволяет транспортировать жидкую смесь в горизонтальном, вертикальном положении для вспомогательных конструкций.

Бетонирование перекрытий в многоэтажном строительстве невозможно без использования специальной техники. Доставленный раствор по лоткам перегружается в приемник бетононасоса. По трубе, состоящей из трех соединенных частей, смесь поставляется на высоту, в труднодоступные места.

Работа насосов для бетона

Бетононасосы — это специальные устройства, предназначенные для доставки смеси бетона непосредственно к месту работы при строительстве сооружений из железобетона или монолита. Для этого используются трубопроводы или бетоноводы. Функционирование бетононасоса основывается, как правило, на принципе вытеснения, то есть в процессе работы в системе создается объем, который время от времени меняется.

По принципу работы бетононасосы делятся на:

Схема привода бетононасоса.

• поршневые (постоянная подача);
• шланговые с непрерывной подачей.

Кроме того, по принципу работы их можно также разделить на стандартные, прицепные, мобильные или автобетононасосы для подачи бетона. Они могут быть снабжены как механическим приводом, так и гидравлическим. Основными параметрами бетононасосов являются высота подачи, расстояние и их производительность.

Все насосы для перекачки бетона отличаются принципом работы. Обусловлено это тем, что устройство у них разное. Плюсами данного типа насосов являются простота работы гидропривода, маленький расход энергии и сечение шланга, который имеет постоянную величину, что позволяет максимально эффективную перекачку. Кроме того, сюда же можно отнести возможность подавать смеси с легкими заполнителями, простоту использования и эксплуатации в дальнейшем.

Конечно же, кроме плюсов, такие устройства обладают и некоторыми недостатками, главными из которых являются повышенные требования относительно подвижности смеси, ее состава и расстояния подачи раствора.

Схема поршневого бетононасоса одностороннего действия.

Обязательно нужно учитывать диаметр бетононасосных труб, поскольку чем он больше, тем себестоимость его выше, следовательно, напор подаваемого раствора ниже. Сегодня особой популярностью начали пользоваться бетоноводы, так как они позволяют доставлять раствор непосредственно к требуемому месту, что избавляет от необходимости в прокладке трубопровода.

Автобетононасосы для подачи бетона в этом случае пользуются большей популярностью в силу свои небольших размеров. Их можно с легкостью передвигать в необходимое для работы место.

Какие требования предъявляются к бетону для автобетононасосов?

Для создания прочной и долговечной конструкции, способной стать надежной опорой и перенести не один цикл замораживания и оттаивания, свободно транспортироваться и соответствовать нормам и стандартам строительства, бетон должен соответствовать следующим требованиям:

Производство раствора должно сопровождаться специализированными добавками.

Вода и цемент должны быть использованы в соотношении 0,5–0,65

При этом необходимо создать баланс, чтобы бетон не был жидким и за счет этого потерял прочность или сухим, что повлияет на его пластичность.

Идеальной для качественной подачи считается раствор, которой присужден класс подвижности не ниже П2 или П3, а осадка конуса для варьируется от 40 до 120 мм в случае применения гидравлического привода и 70–140, если используется механика.

Автобетононасос чувствителен к фракции наполнителя, поэтому для его эксплуатации необходимо использовать щебень, размером не более 37 мм, а гравий — 40 мм.

Как правило, перекачивать можно любые смеси, но необходимо обращать внимание на прочность используемых смесей, чтобы ресурс эксплуатации автобетононасоса не сокращался быстрее, чем это заявлено производителем в инструкции по применению.. Чтобы продлить срок эксплуатации оборудования, применяемого при транспортировке и заливке раствора, стоит придерживаться некоторых рекомендаций

Используя бетононасосы для подачи смеси в жару, стоит применять составы, замедляющие схватывание раствора, например, гипс. Лучше отдать предпочтение веществам с низкой потребностью во влаге, чтобы снизить расход вяжущих элементов и сделать раствор максимально пластичным. Все объемы применяемых компонентов должны быть точно рассчитаны в соответствии с запланированной маркой и подвижностью бетона.
Чтобы бетононасосы прослужили как можно дольше, необходимо эксплуатировать их, согласно рекомендациям производителя, транспортируя и перемещая только те материалы, которые приспособлены для этих мероприятий. Оборудование должно регулярно подвергаться сервисному обслуживанию и проверяться на предмет наличия пробок и забитости механизмов частицами строительной смеси

Чтобы продлить срок эксплуатации оборудования, применяемого при транспортировке и заливке раствора, стоит придерживаться некоторых рекомендаций. Используя бетононасосы для подачи смеси в жару, стоит применять составы, замедляющие схватывание раствора, например, гипс. Лучше отдать предпочтение веществам с низкой потребностью во влаге, чтобы снизить расход вяжущих элементов и сделать раствор максимально пластичным. Все объемы применяемых компонентов должны быть точно рассчитаны в соответствии с запланированной маркой и подвижностью бетона.
Чтобы бетононасосы прослужили как можно дольше, необходимо эксплуатировать их, согласно рекомендациям производителя, транспортируя и перемещая только те материалы, которые приспособлены для этих мероприятий. Оборудование должно регулярно подвергаться сервисному обслуживанию и проверяться на предмет наличия пробок и забитости механизмов частицами строительной смеси.

Общие понятия спецтехники

По своей сути, устройство бетонасоса предназначено для рациональной подачи бетонной меси на строительный объект. Для изготовления материала бетона используют специальные бункера, которые производят бетон соответствующей марки. Учитывая то, что бетон имеет специфические характеристики затвердевания, для того, чтобы масса сохраняла свои характеристики, используются бетононасосное оборудование. Для эффективной работы оборудования, схема бетононасоса учитывает непрерывный цикл подачи раствора на объект, где можно добиться результативности материала по первичным параметрам.

По своим техническим параметрам, технику можно разделить на две группы, и, кстати, посмотрев сюжет в сети, вы можете узнать, как работает бетононасос видео в хорошем качестве.

Мобильный тип. В этом качестве используют транспортное средстве, на шасси которого установлена бетононасосная часть установки.

Стационарный тип. Прицепной вариант спецтехники, который также укомплектован бетононасосным комплектом.

Принцип работы бетононасоса каждого типа заключается в мощностных характеристиках.

Стационарный вариант имеет большую привлекательность для строительной площадки, благодаря наличию основного комплекта подачи и системам выдавливания бетонного раствора.

Мобильный тип уступает по некоторым характеристикам, но идеально подходит для местного варианта заливки бетона, где основной бетоновода способен организовать подачу материала в труднодоступном месте.

Кроме этого, можно заметить, узнав, как работает бетононасос автомобильный, что для этого типа оборудования не нужно привлекать сложные технические решения для подключения и запуска в работу основного и вспомогательного комплекта насосной техники.

«Для стационарного бетонасоса есть один существенный недостаток, это наличие длинного рукава подачи раствора, который нецелесообразно применять при местном типе заливки материала.»

Попробуем узнать, как работает бетононасос стационарный, изучив варианты комплектации спецтехники:

• Поршневая система. В этом случае нагнетание массы бетонной смеси производится при помощи встроенной поршневой группы.
• Шланговый или беспоршневой тип. Здесь перекачка жидкости производится при помощи встроенной системы роликов.

Характеристики стрелы

Длина раздаточной стрелы исчисляется от уровня земли, в технических характеристиках указывается максимальная высота конкретной модели. Стрела может быть от десяти до ста одного метра в длину и зависит от мощности самого АБН. В документации к спецтехнике указывается вертикальная длина стрелы. Как подсказывает практика, данные в описании, необходимо убавить на 0,6, а иногда на 0,7 метров. Необходимо учитывать, что подача бетонной смеси по горизонтали, как правило, на три-четыре метра меньше, чем сама длина стрелы.

Часто можно встретить характеристики АБН в виде двух цифр, например, 80/40, где 80 – это производительность машины, то есть, сколько кубометров бетонной смеси в час машина способна передать от миксера к месту укладки, а 40 – это максимальная возможность техники подать бетон от уровня земли.

Подготовка

Самостоятельно сделать насос для бетона – вполне посильная задача если у вас есть необходимые навыки. Нужно только подготовить чертежи и просчитать всё, что для него потребуется. Именно из-за относительной простоты самостоятельного изготовления такого устройства с одной стороны, и дороговизны покупки заводского с другой, самодельные насосы столь распространены.

Аренда обычно тоже обходится недёшево и не слишком целесообразна – иногда за временное использование приходится выложить столько же денег, сколько уходит на детали для самодельного устройства, и остаётся ещё запас, покрывающий затраченное на его сооружение время. При покупке с рук неизвестно, сколько насос проработает.

Но самодельные установки уступают заводским в мощности, потому для крупной стройки могут и не подойти. Они оптимальны в тех случаях, когда предполагается регулярно проводить строительные или ремонтные работы не слишком большого масштаба – в таком случае все расходы на изготовление достаточно быстро оправдаются.

Если принято решение взяться за работу над бетононасосом, то нужно подготовить чертёж. Если вы не имеете достаточных навыков проектирования, можно воспользоваться готовыми, но в случае с чертежами из интернета стоит применять только проверенные – хотя бы такие, по которым кто-то уже изготовил насос. Лучше же и вовсе показать их специалисту, который способен оценить, насколько они верны. Да и вообще советы мастера, если вы не вполне уверены в своих силах, очень пригодятся на всех этапах работы.

Затем следует сделать или купить основные элементы:

• трубу для цилиндра;
• трубы для бетонопровода;
• головку поршня и обратные клапаны;
• двигатель;
• редуктор;
• раму.

В зависимости от подбора двигателя и других деталей можно получить насос с различными характеристиками и подстроить под свои нужды. Важен и подбор шиберов, есть несколько вариантов: C-клапан недолговечный, но простой и дешёвый, S-клапан более надёжен, считается самым сбалансированным, наконец, Рок-клапан хорошо показывает себя, если нужно работать с крупнозернистым и тяжёлым бетоном. Впрочем, если будет использоваться сложный бетон, то насос лучше всё же приобрести заводской.

Потребуется устройству и корпус: его можно изготовить из металлического профиля и листа нержавеющей стали или железа. При необходимости можно установить его на колёса.

Виды оборудования

Бетонирование конструкций в разных условиях требует применения насосов разных видов. Существует огромный выбор оборудования, подходящего для транспортировки жидкого раствора. Чаще всего используется три типа установок.

Стационарная

Бетононасосная поршневая машина расположена на опоре с колесами. Используется при длительном строительстве, строительстве высоток. Устанавливается оборудование на продолжительный промежуток времени, запускается двигателем на бензине, дизеле. С помощью стационарного оборудования возможно:

• подать раствор на высоту больше 4 метров;
• быстрота подвода раствора 90 м³ за час.

У стационарной установки есть свои плюсы:

• небольшие размеры;
• возможность монтажа практически в любом месте;
• стоимость аренды небольшая.

Передвижная установка небольшой мощности. Она очень удобна в транспортировке, вписывается в любую точку строительной площадки.

Передвижная

Оборудование закрепляется на опору специального грузового автомобиля. Неоспоримы преимущества:

• значительная мощность позволяет произвести поставку 150 м³ раствора в час;
• подвижность, маневренность;
• отличная производительность, возможное сокращение время возведения конструкций.

Неудобство передвижной конструкции заключается в ее цене. Такую машину позволяют себе купить большие строительные компании. Частному застройщику такой вариант недоступен. Выходом может быть аренда, которая рассчитывается за 1 ч труда или доставку 1 м³ раствора.