Оборудование для доставки и подачи бетонной смеси
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 ее 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.
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 объет (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.
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.
Подача бетонной смеси кранами и подъемниками
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 бывают 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.
Транспортировка бетонной смеси ленточными конвейерами и бетоноукладчиками
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 лен ту 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 бетонной смеси
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. Поэтому наша промышленность постепенно сокращает их производство за счет увеличения выпуска бетононасосов с маслогидравлическим приводом.
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 15минут.
Повороты создают дополнительное сопротивление движению бетонной смеси.
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.
Рис. 1. Неповоротная бадья вметимостью 1 м3
Рис. 2. Выгрузка бетонной смеси в поворотную бадью вместимостью 3,2 м3: 1 — корпус бадьи, 2 — полозья, 3 — затвор, 4 — траверса, 5- крюк крана
Ленточные конвейеры наиболее целесообразно применять для подачи бетонной смеси в бетонируемые конструкции, когда затруднена или невозможна ее подача средствами доставки (автобетоновозами, автосамосвалами) либо кранами в бадьях.
Основным рабочим органом конвейера служит гибкая прорезиненная бесконечная лента, огибающая приводной и натяжной барабаны и опирающаяся на поддерживающие верхние роликовые опоры желобчатого типа и нижние плоские роликовые опоры.
Рис. 3. Передвижной ленточный конвейер: 1 — натяжной барабан, 2 — лента, 3 — рама, 4 — роликовые опоры, 5 —приводной барабан.
Бетонная смесь на ленту загружается через загрузочную воронку, установленную над натяжным устройством. Для очистки ленты от налипшей смеси под приводным и натяжным барабанами укреплены скребки.
Бетононасосы применяют для подачи бетонной смеси в конструкции, куда затруднена подача бетонной смеси другими способами. Широко применяют бетононасосы при бетонировании обделок туннелей, возведении сооружений в скользящей опалубке и др.
Рис. 4. Бетононасос СБ-95А с гидравлическим приводом: 1 — распределительная стрела, 2 — бетоновод, 3 — гидроцилиндр, 4 —приемная воронка, 5 — рама
Пневмонагнетатели, так же как и бетононасосы, используют для бесперегрузочной подачи бетонной смеси от расходного бункера до места укладки в конструкцию при бетонировании сооружений большой высоты, а также на некоторых заводах сборного железобетона и при бетонировании обделок туннелей небольшого (6—12 м2) и среднего (12—24 м2) сечений. При бетонировании туннелей пневмонагнетатель монтируют на узкоколейной тележке и передвигают на ней вдоль фронта работ.
Пневмонагнетатель (рис.5) представляет собой резервуар 5, в который через воронку 3 загружают порцию бетонной смеси. После загрузки закрывают конусный затвор и в резервуар по трубопроводу подают сжатый воздух под давлением до 0,6 МПа, под действием которого бетонная смесь поступает в бетоновод и перемещается к месту выгрузки.
Для побуждения выхода бетонной смеси из резервуара, поступления ее в бетоновод и предотвращения образования пробок в пневмонагнетателе установлен направляющий конус 2 с соплами 6, через которые подают воздух, воздействующий на бетонную смесь в месте ее выхода из резервуара.
Рис. 5. Пневмонагнетатель: 1 — трубопровод для сжатого воздуха, 2 — направляющий конус, 3 — воронка, 4 — конусный затвор, 5 — резервуар, 6 — сопло, 7 — бетоновод
Пневмонагнетатель подает бетонную смесь порциями. Каждую следующую порцию загружают в пневмонагнетатель после того, как предыдущая прошла в бетоновод. Объем одной порции соответствует вместимости резервуара пневмонагнетателя.
Максимальная дальность транспортирования бетонной смеси пневмонагнетателем составляет 200 м по горизонтали или до 35 м по вертикали.
Виброжелоба (вибролотки) используют для распределения бетонной смеси по блоку бетонирования, а также для загрузки приемной воронки хобота при бетонировании фундаментов в глубоких котлованах.
Виброжелоб представляет собой лоток полукруглого сечения диаметром 300—400 мм и высотой 200—350 мм, который изготовлен из листовой стали, усиленной ребрами. Длина виброжелоба не должна превышать 3,5 м, так как при большей длине производительность его резко снижается. Устанавливая ряд секций виброжелобов, можно подавать бетонную смесь на расстояние до 30 м.
Виброжелоба загружают бетонной смесью с помощью вибропитателей или бункеров, хоботов и ленточных конвейеров. Выдается бетонная смесь через конец виброжелоба или через специальные герметически закрываемые разгрузочные люки, размещаемые в днищах секций.
Рис. 6. Схема подачи бетонной смеси в конструкцию с помощью вибропитателя, виброжелоба и хобота: 1 — арматурный каркас, 2 — хобот, 3 — виброжелоб, 4 — вибропитатель, 5 — автосамосвал, 6 — инвентарная стойка, 7 — расчалка
Применение вибропитателей и виброжелобов исключает необходимость перекидки бетонной смеси вручную и тем самым предотвращает ее расслоение при подаче в блок бетонирования, снижает трудоемкость и стоимость бетонных работ.
Организация строительной площадки.
На стройке должен быть образцовый порядок: хорошие подъездные пути, аккуратное складирование, отсутствие захламленности. Во избежание свободного доступа на строительную площадку посторонних лиц, а также в целях сохранения имеющихся на ней материальных ценностей площадку ограждают временным забором с запирающимися воротами.
Все подъездные пути и внутрипостроечные дороги должны быть проложены до начала возведения основных объектов. При прокладке внутри-построечных дорог обеспечиваются минимальные радиусы поворотов, достаточные для беспрепятственного прохождения технологического транспорта. Так, для одиночных грузовых автомобилей такой радиус, измеренный по наружной колее, должен составлять 7 - 9 м, для автопоездов в составе седельного тягача и полуприцепа - 12 - 15 м. Внутрипостроечные автодороги должны иметь продольные уклоны не более 6 - 9%. При прокладке дорог по временным трассам целесообразно применять сборно-разборные покрытия из инвентарных железобетонных плит, укладываемых краном на песчаное основание толщиной 10 - 15 см. Сборно-разборные плиты должны использоваться многократно. При особых условиях временные дороги могут быть деревянными, ледяными и даже снеговыми.
Необходимо стремиться к наименьшей протяженности и экономичности сооружения и эксплуатации временных коммуникаций, дорог, сетей водо-, электро-, паро-, теплоснабжения.
Для обслуживания строительного производства и рабочих на площадке размещают санитарно-бытовые (столовые, душевые, кубовые, медпункты, помещения для обогрева рабочих в зимнее время и др.), административно-хозяйственные (конторы, проходные, пожарные депо) и производственные (склады, мастерские, навесы и др.) временные здания и сооружения.
Для санитарно-бытовых и административно-хозяйственных помещений используют различные типы зданий. Первый тип - это передвижные инвентарные здания. Их применяют, когда число работающих не превышает 50 человек, а продолжительность использования на одном месте - не более месяца. Второй тип представляют здания контейнерного типа - численность работающих до 100 человек, длительность их использования -не более года. К третьему типу осносятся контейнерные здания и сооружения, объединенные в блоки. Они применяются, если количество работающих доходит до 500 человек, а строительство длится до двух лет. Наконец, четвертый тип составляют сборно-разборные здания, сооружения и установки. Их, как правило, используют при количестве работающих более 500 человек при продолжительности работы на одном месте до пяти лет.
Строительство временных неинвентарных зданий и сооружений допускается только в виде исключения при соответствующем обосновании.
Временные здания и сооружения следует размещать на свободных от основного строительства участках с учетом удобства пользования ими и с соблюдением противопожарных норм, санитарно-гигиенических условий и требований техники безопасности.
Инженерная подготовка строительной площадки заключается в том, чтобы создать условия для выполнения основных строительных работ. На площадке перекладывают существующие подземные коммуникации (водопровод, канализацию, водостоки, газопроводы), а также переносят наземные сети (линии электропередачи, связи), которые не будут использованы в процессе строительства. Планируют территорию застройки и организуют постоянные или временные дороги. Устраивают временные или постоянные источники водо- и энергоснабжения, оборудуют телефонную сеть. Делают временные разгрузочные площадки, подъезды к механизированным установкам и монтажным кранам.