1.2 Шикізат материалдарының сипаттамасы және шикізатты есептеу

Бетоннның сапасы көп жағдайда пайдаланылатын материалдарға байланысты болады. Бетонға қажет материалдарды өздерінің қасиеттері бойынша, бетонның талаптарын ескере отыра дұрыс таңдау, бетон технологиясында маңызды болып табылады. Сонымен қатар, цементті мүмкіншілігінше және бетон технологиясындағы еңбек шығынын үнемдеуге жеткізу керек болады.

Цeмент — негізгі құрылысматериалдарының бірі;органикалықемес материалдың майда ұнтағы; гидравликалық тұтқыр материалдардың үлкен тобының жалпы атауы. Цeмент сумен араласқанда қатаятын қасиеті бар (яғни қамыр тәрізді пластик, қатты күйге ауысатын) кальций силикаты мен кальций алюминатынан құралады. Цeменттің кейбір түрі ауада қатаяды. Ал, енді бір түрлері тек тұздардың, қышқылдардың судағы ерітіндісімен араластырғанда ғана байланыстырғыштық қасиетке ие болады. Оның портландцемент, қожды жәнепуццоланцeмент деп аталатын түрлері бар. Цeменттің көп тараған түрінің бірі — портландцемент. Ол негізінен жоғары негізді кальций силикатынан тұрады.

Цeментті пайдалану үшін, оны алдымен сумен араластырып, цементтік қамыр(ерітінді) дайындайды. Кейде асбестқосып асбест цементті бұйым, ағаш жаңқаларын қосу арқылы фибролит жасалады. Арнаулы зауыттарда минералды шикізатты ұсату, араластыру, майдалау, күйдіру арқылы цементтік клинкер алынады. Цeменттің сапасы маркамен сипатталады.Оның маркалары: М200, М300, М400, М500, М600.

Сонымен бірге цeменттің тез бірігуі мен қатаюы, майдалығы, т.б. белгілі бір стандартқа сәйкес болуы шарт. Цeмент құрылыста біртұтас және құрама бетон мен темірбетон дайындауда пайдаланылады.

М300 бетон маркасы ең кең таралған бетон маркасы болып есептелінеді. Аталған бетон түрінің негізгі қолданылатын саласы монолитті іргетастарды жасау болып табылады, сонымен қатар, бетон қоспасынан тақтай қаңқаларын, отмосткалар және таспалы дуалдарды, тірек конструкцияларын мен соқпақтарды, жаяужол плиткаларын, автокөлік жолдарын мен жол жабындарын, қабырға жабындарын мен қабырғаларды, баспалдақтарды және т.б. дайындайды. М300 маркалы бетоны тұрақты көлемді жүктемелер қарастырылатын жерлерде пайдаланылады. Бетон М300 маркасының техникалық сипаттамалары:

- класс – В22,5;

- аязға төзімділік - F200;

- қоспаның жылжуы – П2-П4 (объект бойынша талап етілетін шарттарға байланысты);

- суды өткізбеушілігі - W6 (ылғал едәуір мөлшерде сіңбейді).

- беріктік – 295 кгс/см²;

- қатаңдық – Ж2-Ж4.

Толтырғыштар. Бетон – белгілі мөлшерде алынатын щебеннен (гравийден), құмнан қоспалардан тұратын бетондық араластың қалыпталыну және қатаю нәтижесінде пайда болатын жасанды тас материал.

Толтырғыштардың, әсіресе тау жыныстарының физика-механикалық қасиеті мықтылығымен, аязға тұрақтылығымен, кеуектілігімен, су сіңіргіштігімен және басқа да көрсеткіштерімен сипатталады. Толтырғыштың мықтылығы бетон беріктігіне әсерін тигізеді. Беріктілігі бойынша қойылатын талап, тек ірі толтырғыштарға ғана қатысады. Оның себебі, әдетте майда толтырғыштар ретінде пайдаланатын кварцтық құмның беріктігі бетон беріктігінен анағұрлым басым екендігі өзінен-өзі белгілі (қысқандағы кварцтың мықтылығы 1000 МПа астам, ал бетонның максималдық мықтылығы СНиП бойынша 60 МПа).

Қиыршық тас беріктілігі (20-140 МПа) маркаларымен сипатталады. Беріктілігі 20 МПа төмен жыныс нашар түрлеріне жатады. Щебеньде болатын нашар түйіршіктер стандартпен шектеледі.

Құрылыс нысандарында немесе темірбетон зауыттарында алдымен қолданатын құм және щебень толтырғыштарының түйіршіктік құрамын іріктеп алады, құм мен щебеннің жеке фракциялары арасындағы арақатынасты талапқа сай тиянақтайды.

Ақсу ферроқорытпа зауытында барлық өнеркәсіптік қалдықтар қайта өңделеді. Жұмыс барысында бұл зауытта тұтынушыға беруге жарамды тауарлы феррохром, сондай-ақ өндірісте қайта пайдаланылатын металлдық концентрат пен айналымды құм жасалынады. Осындай мұқият қайта өңдеуден кейінгі қалдықтан қиыршықтас өндіріледі.

Cу – бетон дайындауға, толықтырғыштарды жууға және қатайған бетонды сеуіп тұруға пайдалынады 23732 «Бетон және сылақтың суы. Техникалық жағдай» мемлекеттік стандарттың талаптарын қанағаттандыруы керек. Судағы органикалық беттік-активті заттар, қанттар немесе фенолдардың әрқайсысы 10 мг/л көп болмау керек. Суда мұнай заттарының, майлардың қабығы болмау керек. Судың тотықтануы 15 мг/л жоғары емес. Суда еритін тұздардың, SO₄^-2, Cl^-1 иондарының мөлшері және басқа болатын бөлшектер 1-кестеде көрсетілген шамадан асып кетпеу керек. Судың су көрсеткіш шамасы (pH) 4 аз емес және 12,5 көп болмау қажет. Бетонда араластыратын судағы pH көрсеткішінің шектелуі мынадай жағдайға байланысты, егер де pH 4 тең немесе одан аз болса бетонда, шегенде және темірбетон құрамаларында қышқылды таттану үдей түседі, ал егер судағы pH 12,5 көп болса бетонда сілтенену тотықтануы болады (12-кесте).

Суда цемент илемінің және бетоның уақыт ұстамдылығын бұзатын, бетонның беріктілігі мен аязға төзімділігін төмендететін заттар болмау керек. Бетон мен сылаққа ең тиімді ішілетін су (МЕМСТ 2874-82). Ішілетін суды пайдаланғанда, оның сапасын тексеру қажет етілмейді.

12-кесте – Судағы еритін заттар мен қосалқы бөлшектердің шектелген мөлшері

Суды пайдалануы	Ең жоғары шектелген мөлшері, мг/л
	Еритін тұздар	SO4^-2 иондары	Cl^-1 иондары	Басқа бөлшектер
Кернейтін темірбетон құрамаларындағы бетон қоспасы араластыратын су	2000	600	350	200
Бетондар мен кернелмейтін шегенді темірбетон құрамаларындағы бетон қоспасын араластыратын су, оның ішінде су шығаратын ғимараттар және үлкен ғимараттардағы су аймағы өзгеріп тұратын жерлердегі бетондар	5000	2700	1200	200
Тұздардың пайда болуы шектелмейтін, сонымен қатар бетондар мен су асты темірбетон құрамалары және үлкен ғимараттардың ішкі аймағына пайдаланылатын талаптар қойылмайтын, шегенделінбеген құрамалар үшін дайындалатын бетон қоспасының суы	10000	2700	3500	300
Толықтырғыштарды жууға арналған, оның ішінде толықтырғыштарды ылғалдай бақылап бөліп және салқындатуға арналған су	5000	2700	1200	500
Түйіскен беттерді, су шығаратын құрамалардың бетін, сонымен қатар үлкен труба арқылы салқындататын бетондарды себуге арналған су	1000	500	350	200
Аяқталынған бетон және темірбетон құрамаларының сыртқы бетін себуге арналған су	5000	2700	1200	500
Егер де бетінде тұздың шығуына мүмкіншілігі бар, сыртқы бетон құрамаларының бетон себуге арналған су (су шығарып тастайтын ғимараттардың бетін қосқанда)	35000	2700	20000	500

Қоспалар - бетонның қоспалары химиялық, активті минералды және майда ұсатылған толтырғыш болып бөлінеді.

Толықтырғыштарды цементтің бөлігін және цемент шығынын азайту мақсатында қосады. Олардың ерекшелігі қосылған майда ұнтақталған қоспаның әр пайызына, шамамен цементтің активтілігінің бір пайызға төмендеуі болып келеді.

Активті минерал қоспаларды цемент тасы мен бетонның даттануға бекемділігін арттыру мақсатында қосады, әсіресе аз жұмсақтылықтағы су ағынының агрессиясында, яғни цемент тасындағы гидрат оксид кальцийінің сілтененуінде болатын, бетонның құрылымын бұзып гидросиликаттар мен гидроалюминат кальцийінің бөлінуіне жағдай жасайды.

Химиялық қоспаларды бетонға, бетон қоспасының технологиялық қасиеттерін, бетонның қатаюын тездету немесе бетонның құрылыстық-техникалық қасиетін: аязға төзімділігін, су өткізбеуін, даттануға төзімділігін және т.б. жақсарту үшін қосады.

Дайындалатын құрамында химиялық қоспасы бар бетон қоспасының, жай бетон қоспасынан айырмашылығы, бетон араластырғышқа қажет мөлшердегі қоспаны сумен бірге береді. Алдын-ала олардың жоғарғы концентрациядағы сулы ерітіндісін дайындап алады: 1-5% - ауа шығаратын қоспа және 5-10% - жұмсартқыш, жұмсартқыш ауа шығаратын және нығыздайтын қоспалар үшін, сонымен қатар қатаюды тездететін және болаттың даттануына қарсылар үшін; 10...20% аязға қарсы қоспалар үшін.

С-3 пластификаторы құрғақ ұнтақ түрінде және 36%-ды су ерітіндісі түрінде жасалады. Пластификаторды пайдаланады:

- бетонның беріктілігіне және төзімділік көрсеткіштерін төмендетпейтін бетон ерітінділерінің ыңғайла салынуын мен пішінделуін лезде жоғарылату (су-цемент қатынасының ауыспауы жайғдайында);

- бетонның құрылыстық-техникалық қасиеттерді мен физико-механикалық көрсеткіштерді едәуір жоғарылату;

- бетон ерітінділерінің ыңғайла салынуын мен физико-механикалық және құрылыстық-техникалық көрсеткіштерді жоғарылату (су-цемент қатынасының төмендеуі мен ыңғайлы салынуын біруақытта жоғарылату кезінде);

- бетон ерітіндісінің ыңғайлы салынуын, физико-механикалық көрсеткіштерді және құрылыстық-техникалық қасиеттерді төмендетпей цемент шығынын қысқарту.

Бетон құрамының есептеу:

Бетон қоспасының құрамы салмақ пен міндетті су-цементті қатынас пен цемент белсенділігі бар цемент, құм мен құмтас (қиыршық тас) арасындағы қарым-қатынас әдістемесі бойынша жасалған.

Бетонды дайындағанда МЕМСТ 10178-85 «Портландцемент пен қалдықты портландцемент. Техникалық шарттар» мен МЕМСТ 22266-94 «Сульфаберік цементтер. Техникалық шарттар» сәйкес портландцементтерді қолдану керек.

СНиП 5.01.23-83 «Жинақтық және монолитті бетонды, темірбетонды өнімдер мен құрылымдарды дайындау үшін Цемент шығымын типтік нормалары» көрсетілген I кестеге сәйкес бетон негізінде цемент маркасы қабылданады.

Су-цементі бетон қатуының қажетті мықтылығы, мерзімі мен шарты тәуелділігінен анықталады. Су-цементтің немесе цементі-судың қатынасы бетон беріктілігінің тәуелділігін орналастыратын алдын-ала қарастыратын тәжірибелер жолымен анықталады. Келесі цемент белсенділігі мен факторы (жергілікті толтыруды қолданумен) немесе шамамен осы формулалармен:

с/ц 0,4; (1)

= 0,5.

Мұндағы: - материалдардың сапасын ескеретін коэффиценттер;

- цементтің белсенділігі, МПа;

- бетонның қысылуға беріктік шегі, МПа.

Cу шығымын алдын-ала өткізген сынақтардың нәтижелері негізіндегі бетон қоспасының қажетті жылжуы тәуелділігімен анықталады.

Сонымен, егер үлкен толтырудың салмағы 0,5% болса, су сіңіруін ескеру керек.

Ц = В : С/Ц; (2)

Ц = 185 : 0,5 = 370 кг

Мұндағы: Ц – цемент шығымы, кг/м³;

В – су шығымы, В=185.

Егер, цемент шығымы СНИП қабылдануы бойынша 1м³ бетонға төмен болса, қажетті өлшеміне дейін жоғарлату немесе жұқа-ұсақ қосындыларды салу керек. Соңғысын цемент белсенділігі осы бетон түрінен жоғары болса қолданылады.

Үлкен қосындылардың шығымын қг (г), кг/м³ формулары арқылы анықтаймыз:

қ(г) = кг/м³; (3)

V_пуст = 1 – (4)

Мұндағы: - ұзару коэффиценті, - 1,46

Серпімді бетон қоспасының ұзару коэффициентін цемент қамырының мөлшерінен және құмның үлкендігінен немесе кестеден оның мағынасын таңдаумен байланысты тізбегі арқылы орналастырады.

«Бетон технологиясы» Ю.М. Баженов, 10.4 кестесі.

Құм шығымын келесі формула арқылы анықтайды:

П = [(1 – ( ++ )] × Р_{n (5)}

Мұнда:

П = [1 – ( ++ )] × 2630 = 578кг

Онда бетон қоспасының шығым материалдары келесідей болады:

Цемент – 370 кг;

Құм – 578 кг;

Су – 185 кг

Қиыршық тас – 1250 кг

Нәтижесінде 1м³ бетон қоспасына: 2383 кг

Бетон қоспасының құрамы сыналған илеулерде тексереді: жылжымалығы (конус шөгуі) немесе бетон қоспасының қаттылығы. Керек жағдайда бетон құрамының есебіне өзгертулерді енгізеді. Ауа тартқыш қоспаларды қолданса, құм шығымының есебі кезінде тартып алған ауа мөлшерін ескертеді.

2. Өндіріс технологиясына мінездеме және таңдау

Технологиялық процессті ұйымдастыру. Құрастырмалы темірбетон бұйымдарын дайындау мынандай кезекпен жүретін операцияладан тұрады: бетон қоспасын дайындау, шегендерді дайындау, шегендеу, қалыпқа құю және бұйымдарды қатайту, дайын бұйымдарды қалыптан шығару, қалыпты келесі айналымға дайындау, қажет жағдайда бұйымдардың бетін өңдеу. Өндірісті ұйымдастырудың екі тәсілі бар: ауыспалы және ауыспалысыз қалыпта. Ауыспалы қалыпта бұйымды дайындау негізінен үш тәсілмен жүргізіледі: агрегатты-ағымды, жартылай конвейерлі және конвейерлі. Конвейерлі тәсіл үздікті және үздіксіз әсер ететін болып бөлінеді. Айыспайтын қалыпта бұйымдарды дайындау қабырғалы және кассетті тәсілдермен орындалады.

Өндірістің агрегатты-ағынды тәсілі. Бұл тәсілде қалып және бұйым технологиялық бөлімдерге кранның көмегімен ауысып тұрады. Технологияның негізгі бөлімдеріне дайындайтын, қабылдайтын, жылумен өңдейтін және өңделген бұйымды қалыптан шығаратын жатады. Дайындау бөлімінде қалыпты тазарту және жарақтау, ашылған қалыпты майлап жинау, қалыпқа шеген қаңқасын салу және алдын ала кернелген бұйымдар үшін өзектерді кернеу, қалыпты қалыптау орнына беру жатады.

Қалыптау бөлімінде бетон қоспасын қалыпқа салып нығыздау, бетін өңдеу жүргізіледі. Қалыптау ұзақтылығы қалыптайтын өнімнің түріне байланысты болады, шамамен алғанда 5-20 мин аралығында. Жылумен өңдеу бөлімінде бетонның қатаюы жүреді және одан әрі қалыпты камерадан шығарып, ашуға жіберіледі.

Бұйымды қалыптан шығару және салқындату бөлімінде бұйымды қалыптан шығару, оны қарап ақауын жөндеу, өңдеу, техикалық бақылау бөлімінің қабылдауы, қоймаға тасымалдау және қалыпты қайтадан дайындау орнына жеткізу жүргізіледі.

Агрегатты-ағынды тәсіл төменгі және орташа қуаттылықты өндірістерде ұсақ бұйымдар шығару үшін ұсынылады. Оларда жабын тақталары, бағаналар, қазықтар, фндамент блоктары, трубалар және шпалдар қалыптанылады.

Өндірістің конвейерлік тәсілі. Өндірістің конвейерлік тәсілінде қалып жеткізу қондырғысының көмегімен берілген жылдамдықта мәжбүрлі қозғалыста ауысып тұрады. Жылу қондырғыштары конвейер айналымының бөлімі болып табылады. Конвейер технологиясын бір типті қабырға панелдерін, жабын тақталарын және т.б. шығару үшін пайдаланады. Конвейер технологиясының тізбегінде бірінен кейін бірі мынандай операциялар орындалады: қалыпты дайындау, қалыпқа шегенді және бетон қоспасын салып нығыздау, үздіксіз жұмыс жасайтын жылумен өңдейтін камераға жіберу, жылумен өңдеу, қалыпта шығару және дайын бұйымдарды тексеру.

Өндірістің қабырғалық (стенд) және касетті тәсілі. Қабырғалы технология бойынша бұйымды қалыптау және қатайту қабырғада ауыстырмау арқылы орындалады. Материалдармен қалыптайтын қондырғылар ғана бір қалыптан екінші қалыпқа ауысып тұрады. Мұндай технологиялар үлкен мөлшердегі құрамалар дайындау үшін тиімді болып келеді.

Касетті технология бойынша бұйымдарды қалыптау тік орналасқан ашылып жабылатын бірнеше қалыптарда дайындалады. Және де онда бұйымдардың қатаюы жүреді. Мұндай тәсіл жабын тақталарын, қалқалық тақталар дайындау үшін пайдаланылады.