ИНСТРУМЕНТЫ

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ПОЛ

ПОТОЛОК

СТЕНЫ

Витражные изделия в технике "Тиффани" являются прекрасным украшением квартиры. Можно ли их сделать самому? Да, конечно!
узнать подробности >>

Камин - украшение загородного дома, печь-каменка - основа русской бани. Можно ли их построить самому? Что для этого нужно? Читаем!
узнать подробности >>

Хотите превратить свой дачный участок в неповторимый уголок отдыха? Тогда воспользуйтесь нашими советами!
узнать подробности >>

Часто возникает ситуация, когда вы купили домой новую красивую люстру, а электрик на вызовы не приходит или просто в отпуске, а ждать вы не хотите. Как поступить? Если соблюдать все меры предосторожности, то повесить люстру можно и самому!
прочитать полностью >>

Если вам знакомо такое понятие, как стяжка, то вы наверняка разбираетесь и в том, что такое сухая бетонная смесь, ибо эти два понятия традиционно идут в одной строительной упряжке. Не будем замалчивать о недостатках...
прочитать полностью >>

Неправильно рассчитанная нами стратегия поиска радиатора отопления может привести только к одному: разочарованию. Радиатор в итоге будет выбран далеко не тот, что нам требуется, и он не преминет доказать нам не раз на практике то, что мы – довольно никчемные теоретики.
прочитать полностью >>

Малярные кисти могут быть различной формы, имеют разный тип щетины и изготовлены из разнообразного материала. Различия кистей по форме и остальным параметрам далеко не случайны. Каждый тип кистей предназначается для проведения определенного типа малярных работ...
прочитать полностью >>

Каждый вид обоев, по сути, приверженец и защитник своего особого стиля. Кожаные обои – сторонник стилистики, которую иначе, как настенный престиж и шик, не назовешь. Недаром у истоков «моделирования» кожаных обоев стоят не кто иные, как всем известные, пусть даже понаслышке, несгибаемые крестоносцы.
прочитать полностью >>

Облицовка кафельной плиткой – самый практичный и удобный способ оформления интерьера ванных комнат, а также рабочих поверхностей кухонь. Современный дизайн кафельной плитки позволяет выбрать свой стиль: классический или кантри, хай-тек или под старину...
прочитать полностью >>

Лаки всякие нужны, лаки всякие важны. Но основное правило выбора лака забывать не следует: сначала тщательно знакомимся с характеристиками данного лака, а затем уже приступаем непосредственно к лакированию...
прочитать полностью >>

Керамическая плитка не просто модный декоративный материал - это долговечность красоты в сочетании с гигиеничностью многих помещений, например, кухни, прихожей, коридора, ванной комнаты, холла...
прочитать полностью >>

Главная >> Литература по ремонту и строительству >>

НАСОСНЫЙ ТРАНСПОРТ БЕТОННОЙ СМЕСИ

Инж. С. Н. Алексеев
Госиздат по строительству и архитектуре, М., 1952

I. Формы механизации транспорта бетонной смеси весьма разнообразны и зависят от типа сооружения, объемов и интенсивности укладки бетона, а также от местных условий строительства. Поэтому решение вопроса о рациональном способе механизации транспорта представляет достаточно сложную задачу.
Обычно при сравнении различных способов транспортирования бетонной смеси за основу принимаются три технико-экономических показателя: стоимость транспорта, расход энергоресурсов и затрата рабочей силы на 1 м3 бетона. Кроме того, к транспортным средствам предъявляется и ряд технических требований: обеспечение требуемой высоты, дальности и интенсивности подачи, сохранение качества бетонной смеси и др.
Таким образом, вопрос выбора того или иного способа транспорта бетонной смеси должен решаться в каждом частном случае на основе технико-экономических сравнений.
Отечественный и иностранный опыт, а также экономические подсчеты позволяют считать, что насосный транспорт бетонной смеси является в настоящее время наиболее технически совершенным и для большинства сооружений экономичным.
Основные технические преимущества насосного транспорта бетонной смеси следующие:
1) сочетание горизонтального и вертикального непрерывного (без перегрузок) перемещения бетонной смеси по закрытому трубопроводу до места укладки при отсутствии возврата тары и ручной перекидки смеси;
2) простота и компактность бетононасосного оборудования, обеспечивающие хорошую его мобильность, наименьшее стеснение строительной площадки и рабочего места, а также приспособляемость к любым условиям производства работ;
3) хорошая сохранность пластичности и однородности бетонной смеси при полном отсутствии потерь;
4) положительное влияние на прочность и плотность бетона;
5) сравнительно высокая производительность (до 50 м3/час) насосных агрегатов при непрерывном потоке бетона.
Современные бетононасосы подают бетонную смесь на расстояние до 350 м по горизонтали или 40 м по вертикали.
Следовательно, насосный транспорт обеспечивает полную механизацию и высокие темпы работ, снижает стоимость подготовительных работ, дает высокую производительность труда.
Трудоемкость транспорта бетонной смеси при помощи насоса, включая и работы по укладке бетона с вибрированием его, составляет 0,5—0,8 чел.-часа на 1 м3 уложенного бетона. В этот показатель входит также трудоемкость укладки бетоновода, составляющая обычно 0,1—0,15 чел.-часа на 1 пог. м бетоновода. Расход электроэнергии при средних расстояниях подачи составляет всего лишь 1—1,5 квт-ч на 1 м3 бетона.
По подсчетам Гидроэнергопроекта средняя стоимость насосного транспорта в 2—4 раза меньше стоимости любого другого вида транспорта бетона; при этом вес оборудования для насосного транспорта значительно меньше.

II. БЕТОНОНАСОСЫ И ОСОБЕННОСТИ НАСОСНОГО ТРАНСПОРТА

Бетононасосы современной конструкции не могут перекачивать любую бетонную смесь. Как сама бетонная смесь, так и ее составляющие должны отвечать определенным условиям. Это обстоятельство, на первый взгляд кажущееся недостатком насосного транспорта, в конечном итоге способствует улучшению качества бетона, так как требует более тщательного подбора и дозировки его состава.
Пригодными для перекачки являются пластичные смеси с осадкой конуса от 2 до 18 см и расходом цемента от 200 и выше кг/м3.
Песок должен иметь достаточное количество мелких фракций, а вес песка в смеси должен составлять 35—40% от общего веса заполнителей.
В качестве крупного заполнителя применяется как гравий, так и щебень с небольшой водопоглощаемостыо. Гравий дает более удобоперекачиваемые смеси.
Наибольшая допускаемая крупность заполнителя зависит от диаметра бетоновода.
Существует зависимость между диаметром бетоновода и наибольшей крупностью заполнителя бетона.
Превышение указанной крупности может вызвать закупорку бетоноводов.
Улучшение перекачиваемости бетонной смеси и увеличение плотности бетона при снижении водоцементного отношения и расхода цемента может быть достигнуто введением в смесь пластифицирующих добавок.
К недостаткам насосного транспорта следует отнести необходимость производить очистку бетоноводов и бетононасоса при длительных перерывах в работе. Допустимая длительность перерыва— от 0,5 до 1,0 часа и зависит от многих факторов: температуры бетонной смеси, сорта цемента, пластичности и возраста бетонной смеси к моменту перекачки, протяженности бетоновода. Однако при четкой организации работ, когда случайные перерывы исключены, а технологические сведены к минимуму, этот недостаток не имеет места.
Наибольший эффект насосный транспорт дает при достаточном объеме работ и обеспечении их соответствующим производительности бетононасоса потоком бетона. Работа бетононасоса на небольших захватках и, следовательно, с частыми промывками и перекладками бетоновода, а также при малом и неравномерном потоке бетона менее эффективна.
Опыт применения бетононасосов показал, что успех здесь обеспечивается хорошей подготовкой бетонного хозяйства с учетом особенностей насосного бетона, тщательным планированием организации работ по укладке его и правильной зксплуатацией механизмов.
Так, опыт эксплуатации наиболее распространенных у нас бетононасосов конструктивной производительностью 20 м3/час показывает, что производительность труда на укладке бетона доходит до 15—20 м3 на одного рабочего за 8-часовую смену, а наибольшая производительность агрегата за 10-часовую смену составляет 200 м3 бетона. Расстояние подачи по горизонтали достигало 270 м. При перекачке по вертикали высота подачи одним насосом достигала 40 м, а двумя — 70 м.

III. БЕТОНОНАСОС И ЕГО РАБОТА

Внедрение насосного транспорта бетона началось у нас в начале 30-х годов с использования бетононасосов иностранных фирм. Насосы эти были весьма несовершенны, требовали большого расхода цемента (до 400 кг/м3) и мелкого щебня (20— 25 мм), а потому скоро вышли из употребления. Советские инженеры начали работать над созданием более совершенных насосов, и к концу 30-х годов отечественной промышленностью была выпущена небольшая серия бетононасосов СССМ-1, успешно применявшихся на ряде строек.
Дальнейшее внедрение насосного транспорта усилилось после Великой Отечественной войны: вначале использовали уцелевшие старые бетононасосы, а затем и вновь созданные отечественные машины.
В настоящее время отечественной промышленностью выпускаются 2 модели бетононасосов: конструктивной производительностью 20 и 12—15 м3/час.

Бетононасос модели С-252

Насос этот поршневой, одноцилиндровый, простого действия. Цилиндр насоса снабжен сменной гильзой, которая, как и поршень, термически обработана, имеет высокую прочность на истирание и потому хорошо приспособлена для нагнетания бетонной смеси. Сменную облицовку также имеют бункер, клапанная камера и выходное отверстие бетононасоса.
Кроме того, для равномерности износа клапанных пробок предусмотрена возможность их переворачивания. Торцы клапанов имеют надежное уплотнение из резино-тканевых колец и густой смазки, нагнетаемой под давлением.
Клапаны кинематически связаны с движением поршня и приводятся в действие кулаками (сидящими на коленчатом валу), через посредство кулис и тяг с амортизирующими пружинами.
Предусмотрены также регулировка клапанов и установка их в положении закрытия с зазором, соответствующим наибольшей крупности заполнителя бетонной смеси. При такой регулировке опасность «закусывания» камней клапанами уменьшается, однако, если все же при попадании чрезмерно крупных кусков получается их «закусывание», то происходит сокращение пружин клапанной тяги и механизм предохраняется от перегрузки и поломки. Поршень, снабженный сменным резиновым манжетом, непосредственно с бетоном не соприкасается и постоянно омывается водой, циркулирующей в полости между гильзой цилиндра и поршнем. Вода смывает частицы раствора, проникающие при работе бетононасоса через резиновый манжет.
Бетононасос приводится в действие электромотором мощностью 27,5 квт через клиноременную и зубчатую передачи. При насосе имеется реостат с контроллером, позволяющий в значительных пределах изменять скорость.
Бункер бетононасоса снабжен лопастным смесителем с индивидуальным приводом от электромотора мощностью 4,2 квт. Смеситель служит для восстановления однородности бетонной смеси и, кроме того, в случае жесткого бетона, облегчает его поступление в клапанную камеру бетононасоса.
В горловине бункера помещен лопастный побудитель, назначением которого является проталкивание бетона в клапанную камеру.
Побудитель имеет привод от главного мотора насоса.
В комплект бетононасоса входит бетоновод из стальных труб внутренним диаметром 180 мм, состоящий из отдельных прямых звеньев различной длины (3, 1,5, 1,0, 0,6 и 0,3 м) и колен в 90°, 45°, 22,5° и 11,25°, снабженных фланцами с резиновым уплотнением и быстродействующими рычажными замками.
Скорость движения бетонной смеси в бетоноводе, в соответствии со скоростью поршня насоса, все время меняется. При этом развивается значительная сила инерции, толкающая бетоновод в сторону, обратную движению бетонной смеси. Поэтому бетоновод должен быть надежно закреплен, особенно на поворотах.
Перед перекачкой бетона для смазки стенок труб необходимо прокачать 200—300 л цементного раствора состава 1 : 2 пластичной консистенции.
Установкой водяных клапанов бетононасос можно быстро переключить на нагнетание воды для промывки бетоновода: Операция переключения вместе с очисткой бункера и бетононасоса от остатков бетонной смеси занимает не более 20 мин.; в это время входит отключение трех ближайших к бетононасосу звеньев бетоновода, установка специального звена с вставленным в него снарядом, состоящим из двух банников с резиновыми манжетами и двух пыжей из мешковины, установка всасывающего и нагнетательного водяных клапанов.
Промывка бетоновода происходит следующим образом. Бункер бетононасоса наполняется водой, насос пускается в ход, снаряд давлением воды проталкивается по трубам и выталкивает из них бетон, а вода омывает стенки труб. Снаряд продвигается со скоростью медленного шага (его положение в бетоноводе легко определяется постукиванием по трубам). Во избежание попадания воды в уже уложенный свежий бетон нагнетание воды следует прекращать в тот момент, когда снаряд достигнет середины последнего звена бетоновода. Оставшаяся в бетоноводе вода может быть затем спущена при разъединении его в пониженных точках. Пыжи и банники извлекаются из трубы вручную.
Вся операция промывки бетоновода занимает не более 30— 40 минут.

IV. ПЕРВЫЕ РАБОТЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ БЕТОНОНАСОСОВ

Послевоенный опыт применения бетононасосов, как уже упоминалось, был начат с успешного использования старых моделей.
Примером этого может служить бетонирование в 1947— 1948 гг. железобетонного резервуара-отстойника Черепковской очистной станции Московского водопровода. Здесь был использован насос производительностью до 17 м3/час. Диаметр цилиндра насоса равнялся 180 мм, а бетоновода — 175 мм. Насос не имел смесителя в бункере и приспособлений для прочистки бетоновода, что осложняло эксплуатацию и вызывало необходимость очистки бетоновода путем прокачки глинобетона.
Высокое качество насосного бетона позволило в данном случае отказаться от торкретирования поверхности резервуара и сэкономить на этом по 108 кг цемента на каждом кубическом метре бетона.
При транспортировании и укладке бетона была достигнута значительная экономия рабочей силы. Бригада в составе 8 человек укладывала за каждую смену 60 м3 бетона. Затрата рабочей силы на 1 м3 бетона составила 0,13 чел.-дня, а по действующим нормам на ручную подвозку и укладку 1 м3 бетона полагалось 0,68 чел.-дня.
Успешное применение бетононасоса производительностью 20 м3/час имело место в 1949 году на строительстве одного металлургического завода при бетонировании перекрытия, имевшего приведенную толщину в 0,15 м, и массивных фундаментов. Бетонная смесь доставлялась к насосу автосамосвалами на расстояние 4 км. Бетононасос был установлен в углублении под деревянной эстакадой, на. которую въезжали самосвалы для выгрузки бетона в приемный бункер насоса.
Для предотвращения попадания в насос крупных камней над бункером насоса была установлена решетка с отверстиями 100 X 100 мм.
Однако, для того чтобы бетонная смесь проходила через решетку, ее приходилось выбрировать двумя вибробулавами, что, безусловно, не может быть рекомендовано. Средняя производительность насоса на этом строительстве составила около 350 м3 в сутки. Всего было подано более 3 000 м3 бетона.

V. ПРИМЕНЕНИЕ БЕТОНОНАСОСОВ НА СТРОИТЕЛЬСТВЕ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ

Летом 1950 года производилось бетонирование железобетонного фундамента высотного здания, строящегося в Москве на Каланчевской улице, при помощи бетононасоса, аналогичного по своей конструкции бетононасосу С-252.
Этот фундамент представляет собой железобетонную коробчатую конструкцию с плитами и стенами толщиной 0,8—1,2 м. Общий объем бетона в фундаменте составляет около 10000 м3.
Вследствие чрезвычайной стесненности площадки бетононасос был установлен в котловане вне контура фундамента, в пространстве между уступом фундамента и металлическим шпунтовым ограждением. Основанием для насоса служил металлический сварной постамент, покрытый двойным настилом из 50-мм досок и возвышающийся над дном котлована на 2,5 м. Такое возвышение было необходимо для удобства отвода воды и уменьшения высоты сбрасывания бетонной смеси с самосвалов, ибо котлован имел глубину около 7,5 м. Над бетононасосом был устроен приемный металлический бункер, снабженный плоским шторно-роликовым затвором.
Поскольку временный построечный водопровод не мог обеспечить необходимый для промывки бетоновода расход воды в 300—350 л/мин, то наверху шпунтового ограждения был установлен водяной металлический бак емкостью в 3 м3.
Вода из бетоновода после его промывки отводилась в имевшийся в котловане зумпф, из которого вместе с накопившейся в нем грунтовой водой периодически откачивалась центробежным насосом.
Особое внимание было уделено надлежащей организации работ. Фундамент был разбит на захватки оптимальных размеров и заранее разработана схема прокладки, а также последовательный порядок перекладки бетоновода. До начала бетонирования были изготовлены все необходимые приспособления (опоры, лотки, хоботы), организовано грохочение гравия и дробление его фракций, имевших крупность более 80 мм. Предварительно было проведено техническое обучение рабочих. Бетонировали поточно: сначала нижнюю плиту, затем стены и, наконец, верхнюю плиту. Каждый из этих элементов фундамента разбивался на захватки, ширина которых (6—8 м) определялась удобством распределения бетонной смеси при помощи металлического хобота или лотка длиной 3 м. Длину захваток устанавливали возможно большую (до 30 м), что обеспечивало наименьшее число перекладок бетоновода.
Порядок прокладки бетоновода в плане определялся исходя из следующих требований:
1) кратчайшей протяженности;
2) наименьшего числа поворотов и последующих перекладок;
3) наименьшего стеснения фронта работ по гидроизоляции, установке опалубки и арматуры и других работ, производившихся одновременно с бетонированием.
В соответствии с этими требованиями вдоль оси фундамента прокладывался «магистральный» бетоновод, от которого затем делались отводы на отдельные захватки.
Высота прокладки бетоновода определялась из условий спуска промывной воды вне пределов фундамента и удобства распределения бетона.
Поэтому бетоновод располагался на инвентарных металлических опорах высотой 3—4 м с уклоном к бетононасосу.
Инвентарные металлические опоры сваривались из арматурной стали диаметром 32 мм. Преимущество такой конструкции состояло в том, что концы опор, забетонированные в плите, можно было отрезать, а затем, приварив к ним коротыши из обрезков арматуры, использовать их снова. Возможно также изготовление опор из некондиционных труб, что значительно дешевле. Опоры ставились через каждые 3 м и перекрывались настилом из 50-мм досок, огражденным перилами для удобства и безопасности обслуживания бетоновода.
Выходящая из конца бетоновода бетонная смесь распределялась при помощи гибких металлических хоботов и металлического лотка длиной 3 м. Это позволяло при бетонировании захватки шириной до 8 м обходиться без ручной перекидки. Бетонирование плит, во избежание движения по свежему бетону, производилось «на себя», с постепенным укорочением бетоновода, которое можно было осуществлять без остановки бетононасоса.
При таком порядке бетонирования требовались 2-3-минутные остановки бетононасоса, так как нарастить звено на ходу было невозможно.
Перекачивался в основном бетон марки 300 на силикатцементе марки 400 Броценского завода с заполнителями Икшинского карьера:
гравийно-щебеночная смесь (до 30% щебня) с наибольшей крупностью 80 мм и песок с модулем крупности 2,5.
В небольшом количестве перекачивался также бетон марки 170 на пуццолановом силикатцементе (портланд-цементе) марки 400 Вольского завода и с теми же заполнителями.
Бетонная смесь изготовлялась на бетонном заводе, оборудованном двумя бетономешалками по 425 л и расположенном на расстоянии 12 км от площадки высотного здания. Доставка бетонной смеси к бетононасосу продолжалась в среднем 25—45 мин. Такая медлительная доставка при наличии плохой дороги у бетонного завода вызывала сильное расслоение бетонной смеси в кузове самосвала. Поэтому весьма полезным оказался установленный в бункере бетононасоса смеситель, при помощи которого удавалось полностью восстанавливать однородность смеси.
За время доставки пластичность бетонной смеси несколько снижалась (осадка нормального конуса уменьшалась, в зависимости от температуры наружного воздуха, на 2—3 см).
В первое время фактическая производительность бетонного завода была значительно ниже производительности бетононасоса и составляла в среднем 60—80 м3 в смену, иногда падая до 20—30 м3.
Вследствие перебоев в доставке бетонной смеси, длившихся в некоторых случаях около трех часов, в бетоноводе происходило сильное загустевание смеси, а иногда образовывались и бетонные пробки. Борьба с этим явлением велась различными путями и, прежде всего, путем улучшения работы бетонного завода и автотранспорта, вследствие чего сменная производительность бетонного завода вскоре достигла 100—120 м3.
Оставлять бетонную смесь в трубах без движения на продолжительное время опасно, особенно при длинных бетоноводах, так как при этом сопротивление сдвигу значительно возрастает и бетононасос может «не взять». В нашей практике перерывы до 30—40 минут не вызывали затруднений в перекачке. В отдельных случаях перерывы были и больше. В том случае, когда, несмотря на принятые меры, образование пробок все же исключить не удавалось, старались быстро их найти и ликвидировать с наименьшей потерей бетона.
Наблюдениями было установлено, что образование пробок обычно вызывается следующими причинами:
1) избытком или недостатком воды в смеси;
2) присутствием в смеси инородных предметов или щебня чрезмерной крупности;
3) плохим перемешиванием смеси;
4) чрезмерно длительным пребыванием смеси в бетоноводе;
5) применением крупнозернистого или острогранного песка;
6) утечкой цементного молока через неплотности в стыках бетоновода.
Местонахождение пробки можно обнаружить прежде всего по поведению самого бетононасоса. Если пробка образовывается в бетоноводе, бетононасос будет постепенно замедлять ход и наконец остановится, сделав при этом 2-3 оборота в обратную сторону. Если же бетононасос останавливается сразу или срезает предохранительные шпильки, то это значит, что пробка образовалась в переходном патрубке или клапанной камере насоса.
Не следует пытаться протолкнуть пробку при помощи бетононасоса. Рекомендуется, включив бетононасос только на несколько оборотов, наблюдать за бетоноводом и по его поведению определить местонахождение пробки. До места образования пробки бетоновод будет слегка вздрагивать. Иногда при этом наблюдается течь в стыках на участке между бетононасосом и пробкой. Обнаружив пробку, нужно немедленно разобрать в этом месте бетоновод и удалить ее.
Если указанным выше приемом пробку найти не удается, то, учитывая, что пробки чаще всего образуются в коленах, следует начать разборку бетоновода с ближайшего к насосу колена, проверяя при этом прохождение бетона по участкам.
Образование пробки должно служить сигналом к проверке и исправлению состава бетонной смеси.
Иногда пробка образуется при промывке бетоновода; это происходит в том случае, если промывка по какой-либо причине (чаше всего из-за недостатка воды) приостанавливается. При этом давление воды, прижимающее резину банников к стенкам трубы, уменьшается, вода проникает в бетонную смесь и вымывает из нее цемент. Такой размытый бетон и создает пробку. Необходимо поэтому промывку вести непрерывно; если же дебит водопровода недостаточен (менее 300 л/мин), следует, как это было сделано в данном случае, устанавливать специальный водяной бак.
Бригада, обслуживавшая бетононасос, состояла из двух слесарей — оператора и его помощника, производивших также и профилактический ремонт насоса. Кроме того, у бункера бетононасоса постоянно находился один рабочий из бригады бетонщиков, который следил за наполнением и опорожнением бункера насоса, управлял затвором приемного бункера, а также наблюдал за тем, чтобы в бункер не попадали посторонние предметы и крупные камни.
На укладке бетона при уплотнении его двумя вибраторами с гибким валом обычно было занято от 3 до 5 бетонщиков. Эта же бригада бетонщиков выполняла все операции по прокладке н перекладке бетоновода. Один -—два бетонщика были заняты поливкой бетона, распалубкой и пр. Таким образом, общее число бетонщиков в бригаде было 6—8 человек. При укладке в смену 100—120 м3 бетона сменная выработка на каждого рабочего составляла 12—20 ж3. Как показывают данные фотоучета, производительность сильно снижалась из-за простоев, вызывавшихся неравномерной доставкой бетона.
Расстояние подачи бетонной смеси во время фотоучета, приведенное к горизонтальному, составляло в среднем 125 м (для определения приведенного расстояния принимается, что 1 м подъема эквивалентен 8 м, а 1 поворот на 90°—12 м горизонтальною прямого участка). Наибольшее приведенное расстояние, на которое подавалась бетонная смесь на строительстве, было равно 270 м; при этом высота подъема равнялась 13 м.
Производительность бетононасоса определяется «коэффициентом объема» (отношением объема порции нагнетенного бетона к рабочему объему цилиндра), который зависит, главным образом, от консистенции смеси, расстояния подачи и скорости нагнетания. Жесткий бетон даже при небольшом расстоянии может снизить производительность бетононасоса вдвое и более, так как не будет полностью заполнять цилиндр. Слишком жидкий литой бетон снижает производительность вследствие значительной отдачи — прохода бетонной смеси через клапаны в обратном направлении.
Легче всего перекачиваются смеси с пластичностью, соответствующей осадке конуса в 5—10 см.
С увеличением расстояния подачи растет давление в бетоноводе и соответственно увеличивается «отдача», снижающая коэффициент объема.
Влияние на величину коэфициента объема скорости нагнетания незначительно; оптимальной является скорость 45—50 об/мин. Увеличение скорости уменьшает степень заполнения цилиндра, а уменьшение скорости увеличивает «отдачу», особенно при больших расстояниях подачи.
Полный расход электроэнергии, потребной для перекачки 1 м3 бетона на приведенное расстояние 125 м, составит 1,17 квт-ч.
По окончании бетонирования фундамента бетононасос был поставлен на ремонт. При техническом осмотре бетононасоса никаких дефектов в нем обнаружено не было, за исключением сильного износа бронирующей гильзы входного отверстия и бронирующего лотка клапанной коробки, а также брони боковых стенок бункера и лопастей смесителя.
Следует указать, что в процессе работы бронирующая гильза и лоток ни разу не заменялись, поэтому износоустойчивость их надо считать достаточно высокой. Ввиду отсутствия запасных гильз и лотка пришлось изготовить их из восьмидюймовой стальной трубы.
Износоустойчивость их оказалась высокой — после перекачки 6 тыс. м3 бетона они были еще в хорошем состоянии.
Все основные узлы бетононасоса были разобраны, осмотрены и отрегулированы. Таким образом, бетононасос был подготовлен для следующего этапа работы — обетонирования металлического каркаса и бетонирования перекрытий высотного здания. Бетононасос решено было оставить на прежнем месте. Некоторые технические трудности при подготовке к бетонированию и в первые дни работы были вызваны тем, что обетонирование каркаса пришлось вести уже в зимних условиях. Несмотря на это, вследствие тщательной и своевременной подготовки бетонирование каркаса сразу же пошло нормально.
В первую очередь было произведено утепление помещения бетононасоса. Вследствие расположения бетононасоса между шпунтовым ограждением и готовой стенкой фундамента, для утепления пришлось сделать лишь две шлакоблочных стенки общей площадью 30 м2 и теплую кровлю площадью 40 м2. Получилось просторное теплое помещение площадью около 60 м2. Над бункером для защиты бетона от атмосферных осадков сделали дощатый навес с двумя боковыми стенками. К бетононасосу был подведен пар для отопления помещения и прогрева бетоновода перед началом перекачки бетона. В помещении бетононасоса установили центробежный насос для откачки воды, скапливающейся под полом в результате промывки бетононасоса и бетоновода.
Бетоновод прокладывался по стойкам или подвешивался на инвентарных крюках диаметром 25 мм к балкам металлического каркаса.
Длина крюков для подвески бетоновода определялась высотой расположения его (1,6—1,8 м) над опалубкой бетонируемого перекрытия.
Для утепления бетоновода каждое звено его было обернуто 4 слоями шевелина, обшито мешковиной и оплетено пеньковой веревкой.
После сборки бетоновода стыки между отдельными звеньями утеплялись специальными покрышками из шевелина. Такая конструкция утепления обеспечивала хорошее сохранение тепла и позволяла, в случае необходимости, быстро разбирать и собирать бетоновод.
Перекачка бетона производилась при температуре наружного воздуха до—18°С, причем поток бетона иногда был небольшим (10—12 м3 в смену) и, следовательно, время нахождения бетона в бетоноводе при длине его до 80 м было очень велико (до 1 — 1,5 часов). Однако примерзания бетона к стенкам не наблюдалось, а температура смеси снижалась всего лишь на 2—3°. При перекачке по неутепленному бетоноводу в тех же условиях температура смеси снижалась на 20—30°С, что вызывало необходимость в подогреве составляющих до более высокой температуры.
Бетон марки 200 приготовлялся из силикатцемента марки 500, гравия Идрицкого карьера с предельной крупностью до 40 мм и песка Икшинского карьера с модулем крупности 2,5. Бетон изготовляли на местном бетонном заводе, однако в связи со специфическими условиями строительной площадки доставка бетона к бетононасосу в автосамосвалах занимала 10—15 минут.
Связь помещения бетононасоса с местом укладки осуществлялась электросветовой сигнализацией.
Бетон, уложенный в колонны и плиту, подвергался электропрогреву при помощи щитов с пластинчатыми электродами. Две установки для электропрогрева типа З-ТБ-20 имели мощность, достаточную для одновременного обогрева не более 15 м3 бетона. Это обстоятельство и было основной причиной замедленного темпа бетонирования и слабого использования мощности бетононасоса в начальный период работ. В дальнейшем число установок для прогрева увеличили и темп бетонирования возрос. Суточная укладка достигла 60 м3.
Решение проблемы распределения бетонной смеси по площади перекрытия при минимальной затрате ручного труда и потере тепла было найдено применением передвижных подвесных металлических лотков: обычного — длиной 3 м и вибролотка — длиной 6 м. Для подвешивания лотков к бетоноводу применялась специальная шарнирная подвеска. Бетоновод при этом прокладывался примерно по продольной оси бетонируемой полосы шириной до 16 м. Надобности в ручной перекидке бетона почти не было.
Бетонирование каркаса и перекрытий при помощи бетононасоса велось до перекрытия 7-го этажа. При высоте подачи на этот этаж около 30 м общее приведенное к горизонтали расстояние превышало 300 м. Всего до 7-го этажа в каркас бетононасосом было уложено около 4 тыс. м3 бетона.
Первый удачный опыт зимнего бетонирования при помощи бетононасоса лишний раз указывает на универсальность насосного транспорта бетона.
На 1 декабря 1951 года производилось бетонирование перекрытия 15-го этажа при последовательной перекачке двумя бетононасосами С-252; на 13-м этаже был установлен третий бетононасос для подачи бетона в вышележащие этажи.
Преимущества при ведении бетонных работ в зимнее время:
1) незначительная потеря тепла бетоном при сравнительно легком утеплении; при непрерывной работе бетононасоса с полной нагрузкой утепления бетоновода можно и не производить;
2) минимальные потери бетона ввиду отсутствия приборов перемещения, к которым бетон обычно примерзает;
3) высокое качество бетона.
Однако темп укладки бетона в насыщенные арматурой конструкции каркаса все же невелик и сильно снижает экономический эффект использования бетононасоса. Бетононасос работает всего лишь на 10—15% своей мощности. В случае необходимости укладки небольших объемов бетона в смену следует укладывать бетон в течение короткого промежутка времени, не растягивая укладку на всю смену. При бетонировании подобных конструкций особенно необходим хорошо продуманный проект организации производства работ, в котором подробно должна быть разработана техника распределения бетона.
На строительстве высотного здания на площади Восстания успешно применялся насос С-252. Насос был установлен в специальном помещении у бетонного завода. Помещение бетононасоса было связано с бетонным заводом звонковой сигнализацией. За 5 месяцев трехсменной работы в фундамент здания было уложено бетононасосом около 24 тыс. м3 бетона. Производительность укладки ограничивалась мощностью бетонного завода (2 бетономешалки по 425 л) и составляла 110—130 м3 в смену.
Максимальная длина бетоновода составляла 175 м, а приведенная—210. Бетоновод прокладывался на деревянных или металлических козлах. Бетонная смесь распределялась в конце бетоновода посредством металлического лотка. Было отмечено, что наиболее спокойная работа бетононасоса происходит при перекачке бетона с пластичностью, соответствующей осадке конуса в 4— 8 см. Очистка бетоновода в начале из экономии времени на подготовку промывки производилась специальным поршневым насо сом. Впоследствии промывку стали производить самим бетононасосом, что дало возможность повысить давление и увеличить скорость промывки. Промывной снаряд состоял из двух плотных пыжей, скатанных из мешковины, банники не применялись. Скорость движения снаряда была 2,5 — 3 м/мин. На очистку затрачивалось 30—60 минут.
Основные сменные детали бетононасоса выдерживали перекачку следующего количества бетона: гильза цилиндра — 4,5 тыс. м3, резиновый манжет поршня — 3 тыс. м3, рубашки и гильзы клапанов — 4 тыс. м3 и уплотнительные кольца клапанов — 2 тыс. м3.
На строительстве этого высотного здания бетононасос использовался также при бетонировании каркаса и плит перекрытий в зимних условиях. Бетоновод утеплялся шевелином. Однако при этом производительность укладки бетона в каркас не превышала 30 м3 в смену, т. е. составляла всего около 25% производительности укладки бетона в массивные железобетонные конструкции фундамента. Это объяснялось большой трудоемкостью укладки бетона в сравнительно-тонкие конструкции: колонны, балки и плиты каркаса. Бетононасос работал периодически, «короткими очередями», подавая столько бетона, сколько бетонщики были в состоянии уложить. Следовательно, область применения бетононасосов производительностью 20 м3/час и выше должна быть ограничена массивными бетонными и железобетонными сооружениями. В этих случаях, как показано ниже, бетононасосы могут дать наивысшие показатели производительности, имея высокий коэфициент использования по времени.
Для, тонких железобетонных конструкций типа каркасов высотных зданий целесобразно создать бетононасос производительностью 5—8 м3/час с бетоноводом диаметром 125—150 мм. Соответствующее при этом уменьшение крупности заполнителя лишь благоприятно отразится на качестве конструкций.
Стояк бетоновода проходил внутри здания. При максимальной высоте 35 м общее приведенное к горизонтали расстояние подачи доходило до 370 м.
Бетонирование каркаса и перекрытий одним бетононасосом успешно осуществлялось вплоть до 8-го этажа.
Для подачи бетона на вышележащие этажи использовали второй бетононасос Б-15 Ивановского завода, который был установлен на перекрытии 7-го этажа и перекачивал бетон, подаваемый в его бункер первым бетононасосом, вплоть до 17-го этажа. Общая высота подачи доходила при этом до 70 м. Бетононасосами было уложено в фундамент и каркас здания около 40 тыс. л бетона менее чем за 1 год.
Подводя итоги применения бетононасосов на строительстве высотных зданий, необходимо отметить, что бетононасос: 1) значительно снижает трудоемкость укладки бетона;
2) дает высокое качество бетона при незначительных потерях бетонной смеси;
3) позволяет производить параллельные работы по устройству гидроизоляции, установке арматуры и опалубки одновременно с укладкой бетона;
4) приводит к улучшению организации работ, создает четкий ритм в работе бетонного завода, автотранспорта, бригад опалубщиков и арматурщиков;
5) обеспечивает удобство подачи и укладки бетона в зимних условиях в тонкие железобетонные конструкции с жесткой арматурой.

VI. БЕТОНИРОВАНИЕ ШЛЮЗА

Проектом организации работ была предусмотрена укладка бетона при помощи портальных кранов, однако, ввиду значительной задержки с монтажом их и необходимости устройства специальной эстакады, решено было применить бетононасосы С-252. Бетононасосы при их мобильности, быстроте и простоте монтажа дали возможность приступить к бетонированию с минимальной затратой времени и средств на подготовительные работы, которые иногда удлиняют сроки работ.
Блок днища шлюза имел площадь около 350 м2. Производительность бетонного завода-автомата с двумя бетономешалками по 1 200 л составляла 32—35 м3/час, т. е. соответствовала необходимой интенсивности укладки. Чтобы обеспечить должную интенсивность перекачки, потребовалось 2 бетононасоса С-252.
Расположить бетононасосы непосредственно под бетономешалками не представлялось возможным, так как бетонный завод находился на значительном расстоянии от сооружения. Было опасение, что мощность бетононасоса будет недостаточна для подачи в наиболее удаленные места сооружения, расстояние (приведенное) до которых могло быть более 300 м. Поэтому оба бетононасоса были расположены в углубленных помещениях у бровки откоса котлована. К ним бетонная смесь подвозилась автосамосвалами и выгружалась в приемные бункеры емкостью 1,5 м3, устроенные над бетононасосами вровень с поверхностью земли и снабженные секторными затворами. Управление затворами производилось с верхней площадки бетононасоса.
Над бункерами были установлены металлические решетки с отверстиями 70 X 70 мм для предохранения бетононасоса от попадания слишком крупного щебня. На каждой решетке пришлось укрепить по 2 вибратора для облегчения прохождения бетонной смеси.
Бетоновод прокладывали на деревянных рамных опорах с уклоном 1 : 2 по откосу, а затем горизонтально вдоль подошвы откоса и поворачивали на 90° к бетонируемому блоку. В блок бетон подавался горизонтальными отводами, параллельными оси шлюза.
Укладывался бетон марки 170 на сульфатостойком силикат-цементе Вольского завода с добавкой сульфитспиртовой барды в качестве замедлителя схватывания. Расход цемента 290 кг/м3, водоцементное отношение 0,57, осадка конуса 6—7 см.
Для приготовления бетона применялся крупный речной песок, с недостатком мелких фракций.
В качестве крупного заполнителя применялся щебень. С карьеров щебень поступал трех фракций: 10—40; 40—80 и 80— 120 мм. Для бетононасоса с бетоноводом диаметром 180 мм допускалась лишь первая фракция. Практически, по ряду причин, из которых главная — неналаженность работы карьеров, фракционирование строго не выдерживалось. Кроме того, происходило частичное смешивание фракций на складах.
В результате в бетон попадал щебень значительно крупнее 40 м. Пришлось пропускать бетонную смесь через решетки, установленные над приемными бункерами бетононасосов.
Эта крайняя мера не может быть рекомендована, как правило, так как приводит к нарушению состава бетона, потере цемента и щебня.
Сортировка щебня должна производиться заранее.
Бетон укладывался в блок наклонными слоями в направлении от оси шлюза к стенке с проработкой вибраторами с гибким валом и вибробулавами. В случае подачи бетона одним бетононасосом, когда не выдерживался нормальный срок перекрытия слоев, прибегали к «омолаживанию» бетона путем дополнительного вибрирования, доводя этим срок перекрытия слоев до 3,5— 4 часов.
Бетонная смесь имела недостаточную удобоперекачиваемооть вследствие лещадности и угловатости формы щебня, а также предельно низкого содержания песка (35%) и неблагоприятной гранулометрии его (недостаток мелких фракций).
Несмотря на указанные недостатки бетонной смеси, бетононасосы показали высокую техническую производительность. Суточная производительность укладки двумя насосами достигала 600 м3, а наибольшая производительность одного насоса за 10-часовую смену —204 м3 бетона.
Такие высокие показатели были достигнуты вследствие бесперебойного питания бетоном и сравнительно легкой укладки бетона в блок, что позволяло подавать бетон в блок почти непрерывно.
Расстояния подачи были в пределах 80—120 м, с наличием в начале линии крутого спуска на 10—12 м. Этот спуск при перекачке бетонной смеси с осадкой конуса 5—7 и 2 см никаких затруднений не вызывал.
Из опыта бетонирования шлюза следует, что:
1) основное затруднение для применения бетононасоса заключалось в несоответствии бетонного хозяйства требованиям ограничения крупности заполнителя;
2) применение бетононасосов обеспечивает хорошие результаты: легкость и быстроту монтажа установки и подвижность бетоноводов, высокое качество бетона, возможность перекачки более жесткого бетона и снижения расхода цемента;
3) производительность бетононасоса С-252 недостаточна для подобных сооружений.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ БЕТОНОНАСОВ

Опыт применения бетононасосов свидетельствует о том, что насосный транспорт бетона является вполне современным, эффективным и экономичным способом механизации бетонных работ. Существовавшее мнение о ненадежности бетононасосов в работе и неизбежности перерасхода цемента при их применении опровергнуто практикой упомянутых выше строительств.
Не было ни одного случая, когда насос не удовлетворял бы тем или иным техническим требованиям как транспортное средство.
Бетононасос С-252 показал себя как вполне работоспособная, выносливая и простая машина.
Технические преимущества этого насоса: мобильность, легкость монтажа и демонтажа, возможность подавать бетонную смесь к месту укладки без перегрузок, приспосабливаемость к различным видам и условиям работ — бесспорны.
Фактический расход цемента при применении бетононасоса не превышает расхода, необходимого для получения бетона заданной марки.
Сохранение высокого качества бетона при перекачке его насосом позволяет в некоторых случаях отказаться от торкретирования и сэкономить тем самым значительное количество цемента.
Значительная экономия цемента и расширение диапазона перекачиваемых смесей могут быть достигнуты путем более тщательного подбора смеси заполнителей, а также применением пластификаторов.
Экономичность насосного транспорта бетона бесспорна. Она достигается: 1) полной механизацией и высоким темпом работ; 2) незначительной стоимостью подготовительных работ; 3) минимальной трудоемкостью процесса транспорта и укладки; 4) сравнительно небольшой энергоемкостью.
Бетононасосы наиболее эффективно могут быть использованы на сооружениях, допускающих значительную интенсивность укладки, при соответствующей мощности бетонных заводов и своевременной подготовке фронта укладки, а также в стесненных условиях, где применение других механизмов затруднено.
Наиболее подходящими для применения бетононасосов следует считать массивные бетонные и железобетонные сооружения с объемом бетона 3—5 тыс. м3 и более (крупные фундаменты, гидротехнические сооружения), а также линейно-протяженные сооружения (тоннели, мосты и пр.).
В ряде случаев производительность бетононасоса С-252 явно не соответствовала характеру бетонируемого сооружения. Строительная промышленность должна иметь бетононасосные агрегаты как с большей (40—50 м3/час), так и с меньшей (5—8 м3/час) производительностью. В комплект бетононасосного оборудования должны входить приспособления для распределения бетона (лотки и пр.).
Следует рекомендовать этот безусловно современный и прогрессивный способ транспорта бетона к более широкому применению.