5. Установки для набрызга (торкретирования) бетонных смесей и строительных растворов. Машины для приготовления и подачи жестких растворов.

Торкретирование или устройство набрызгбетона применяют при возведении с односторонней опалубкой тонкостенных железобетонных конструкций (резервуаров, сводов-оболочек) и для безопалубочного закрепления туннельных выработок, образования плотного поверхностного слоя в сооружениях с повышенными требованиями к водонепроницаемости, замоноличивания швов, устранения дефектов в бетоне при ремонтно-восстановительных работах.

Торкретирование заключается в нанесении на поверхность бетона, железобетона, скалы под давлением сжатого воздуха одного или нескольких слоев цементно-песчаного раствора (торкрета), устройство набрызгбетона — в нанесении бетонной смеси. Торкретирование и устройство набрызгбетона выполняют цементными смесями на плотных или пористых заполнителях по неармирован-ной или армированной поверхности.

В состав раствора входят цемент, песок или гравий предельной крупностью до 5 мм (в виде исключения допускается применять заполнитель крупностью до 8 мм), а также добавки, ускоряющие схватывание и твердение его, в состав бетонной смеси, помимо цемента и песка, — крупный заполнитель размером не более 20 мм. Растворы или бетонные смеси приготовляют на портландцементах любых видов марки не ниже 400, а также на расширяющемся и безусадочном цементах.

Из ускорителей схватывания и твердения цемента применяют хлористый кальций, жидкое стекло и другие добавки, вводимые в воду затворения.

Толщина слоев, одновременно наносимых при торкретировании, должна быть не более 15 мм при нанесении раствора на горизонтальные потолочные (снизу вверх) или вертикальные неармиро-ванные поверхности, 25 мм — на вертикальные армированные поверхности, а при набрызгбетоне 50 мм при нанесении бетонных смесей на горизонтальные потолочные поверхности (снизу вверх), 75 мм — на вертикальные поверхности. При нанесении растворных или бетонных смесей на горизонтальные поверхности сверху вниз толщина слоя не ограничивается.

Число и толщина слоев, характер смеси (раствор или бетонная смесь, вид и максимальная крупность заполнителя и др.), тип армирования определяются проектами сооружения и производства работ.

Оборудование для торкретирования и устройства набрызгбетона. Раствор йаносят цемент-пушкой непрерывного действия СБ-117 (рис. 6) производительностью 2 м3/ч по сухой смеси. Дальность подачи сухой смеси по горизонтали — 45 м, по вертикали—10 м. Для нанесения бетонной смеси (безопалубочное бетонирование) применяют машину СБ-67А (рис. 7) производительностью 4 м3/ч сухой смеси. Дальность подачи сухой смеси по горизонтали до 200 м, по вертикали до 35 м.

Оборудование для торкретирования или устройства набрызгбетона (рис. 8) состоит из машины для набрызга, компрессора, воздухоочистителя, бака для воды, шлангов, сопла.

Рис. 6. Цемент-пушка СБ-117

Рис. 7. Машина для безопалубочного бетонирования СБ-67А

Загруженная в машину 4 сухая смесь цемента и заполнителя под давлением сжатого воздуха от 0,15 до 0,35 МПа поступает по шлангу 5 к соплу 6 и смешивается с водой, образуя растворную (бетонную) смесь, а затем с большой скоростью вылетает из сопла наружу. Сжатый воздух поступает от компрессора.

Приготовляют сухую смесь в смесителях.

Вода подается к соплу шлангом 7 под давлением, превышающим на 0,05—0,15 МПа давление воздуха в машине. Частицы раствора (бетонной смеси), вылетая из сопла, ударяются о торкретируемую поверхность и остаются на ней, образуя плотный слой торкрета (набрызгбетона). Некоторая часть раствора (бетонной смеси), называемая отскоком и состоящая главным образом из песчинок и гравия, отскакивает от поверхности и падает.

Расход воды регулируют с таким расчетом, чтобы свежеприготовленная смесь для набрызга не сползала с вертикальных поверхностей, а отскок частиц был минимальным. Уменьшение отскока достигается также регулированием давления воздуха в машине.

Для уменьшения отскока и улучшения смачивания сухой смеси в сопле применяют поверхностно-активные добавки (например, мылонафт) в количествах, определяемых предварительными опытами.

Машины БМ-68 и БМ-70 предназначены не только для набрыз-га, но и для подачи бетонной смеси за опалубку. Производительность машин при набрызге достигает 6 м3/ч, а при укладке бетонной смеси за опалубку соответственно 14 и 12 м3/ч.

Машины БМ-68 и БМ-70 позволяют применять заполнители с максимальным размером зерен до 40 мм при укладке бетонной смеси за опалубку.

Рис. 8. Схема расположения оборудования для торкретирования:

1 — передвижной компрессор,

2 – шланги для подачи воздуха,

3 — воздухоочиститель,

4 — машина для набрызга,

5 — шланг для подачи материала,

6 — сопло,

7 — шланг для подачи воды,

8 — бак для воды

Максимальная дальность подачи сухой смеси по горизонтали машиной БМ-68 составляет 300 м, машиной БМ-70 — 200 м, а по вертикали соответственно—100 и 50 м.

Сухая бетонная смесь транспортируется по шлангу под давлением сжатого воздуха до 0,5 МПа.

Машина БМ-70 оборудована поворотным гидравлическим грейферным устройством для загрузки сухой бетонной смеси в приемный бункер.

Производство работ. Для обеспечения хорошего сцепления раствора или бетонной смеси с торкретируемой поверхностью с последней удаляют крупные неровности, заполняют большие вывалы породы в скальных выработках, насекают бетонную поверхность пневматическими отбойными молотками, очищают и промывают водой под давлением.

До начала работ устанавливают арматуру, закрепляя ее от смещений, и защитные щитки на прилежащих к торкретируемым площадям сооружениях. Регулируют подачу воды и величину давления воздуха в машине пробным нанесением смеси на переносной щит.

При нанесении раствора сопло цемент-пушки держат на расстоянии 0,7—1 м от торкретируемой поверхности, а при нанесении бетонной смеси сопло машины СБ-67А — на расстоянии 1—1,2 м. Струю направляют перпендикулярно поверхности. Во время работы сопло непрерывно перемещают круговыми движениями.

На вертикальные, наклонные и криволинейные поверхности раствор или бетонную смесь наносят снизу вверх. Толщину наносимого слоя контролируют по маякам. При нанесении нескольких слоев каждый последующий слой наносят с таким интервалом, чтобы под действием свежей смеси не разрушался предыдущий слой. Максимально допускаемый перерыв не должен превышать времени схватывания цемента, чтобы обеспечить втапливание свежего слоя в предыдущий и хорошее сцепление между ними. Величины допускаемых перерывов перед нанесением очередных смежных слоев устанавливает строительная лаборатория. Если поверхность конструкции большая и необходимо устройство швов, то работы выполняют участками между швами

послойно на всю проектную толщину, а стыки отдельных слоев располагают вразбежку (с небольшим смещением один относительно другого), образуя ступенчатый рабочий шов.

Поверхность нанесенного слоя обрабатывают (выравнивают или затирают) после его затвердения.

Торкретирование и устройство набрызгбетона выполняют также способом «пневмобетон», основанным на транспортировании мелкозернистых бетонных смесей во взвешенном состоянии, укладке и уплотнении смесей в бетонируемой конструкции. 1 Смесь, подлежащая транспортированию и укладке с помощью установки «пневмобетон»,

должна быть однородной, нерасслоив-шейся по структуре в момент использования, иметь требуемую подвижность. Поскольку в процессе набрызга часть воды затворения из смеси удаляется вместе со сжатым воздухом, готовят смесь подвижностью примерно на 5 см выше требуемой. Максимальная крупность зерен заполнителя не должна превышать 8 мм. Зерновой состав смеси определяется расчетом в строительной лаборатории.

Установка «пневмобетон» включает в себя питатель (плунжерный растворонасос производительностью 2; 4 или б м3/ч), раство-росмеситель и компрессор. Питатель предназначен для равномерного шлюзования смеси в трубопровод, компрессор — для снабжения сжатым воздухом, с помощью которого смесь транспортируется по трубопроводу во взвешенном состоянии, укладывается и уплотняется в конструкции.

Для качественного уплотнения смеси, наибольшего ее обезвоживания и получения минимального отскока частиц сопло в процессе работы держат на расстоянии 75—80 см от бетонируемой поверхности.

Пневмонагнетатели применяют для транспортирования смеси по трубопроводам на объектах с небольшими объемами бетонных работ при дальности подачи смеси 120—150 м. Положительным в применении пневмонагнетателей является цикличность их работы и отсутствие смесив бетоноводе во время перерывов в работе. К недостаткам относится динамический удар выгружаемой из бетоновода смеси по конструкциям опалубки и поддерживающих лесов. Это ограничивает применение пневмонагнетателей.

Пневмонагнетатели СМЖ-136 (рис. 19.42) и СМЖ-141 представляют собой сварной резервуар с загрузочным отверстием в верхней части и патрубком для соединения с бетоноводом — в нижней. Схема установки нагнетателя представлена на рис. 19.43. Загрузочное отверстие перекрывается колоколообразным клапаном. Герметичность уплотнения обеспечивается резиновой прокладкой. Воздух в нагнетатель подается через кран по кольцевой трубе и в нижнюю часть нагнетателя через кран по трубе. Специальная кольцевая труба с отверстием по периметру установлена на клапане и служит для очистки его поверхности с помощью сжатого воздуха от налипшей бетонной смеси.

Нагнетатель подсоединен к ресиверу через кран. Для быстрого сброса давления служит специальный кран. Для уменьшения скорости выхода смеси из бетоновода и отделения воздуха предназначен гаситель. Бетоновод со звеньями длиной 1—6 м собирают на быстроразъемных замках.

В состав пневмонагиетательной установки ПБМ-1 (рис. 9) входят компрессор, ресивер, пневмонагнетатель, бетоновод, гаситель, возду-хопроводящие шланги и пульт управления.

Пневмонагнетательная установка представляет собой горизонтальный цилиндрический резервуар, имеющий загрузочный и разгрузочный патрубки. Для побуждения смеси и перемещения ее к разгрузочному патрубку нагнетатель снабжен горизонтальным шнеком, который приводится во вращение электродвигателем через редуктор.

Рис. 9. Нагнетатель СМЖ-136:

1 — рычаг;

2 — манометр;

3 — клапан;

4 — резиновое уплотнение;

5, 6, 8, 9, 15 — краны;

7 — цилиндр привода клапана;

10— корпус нагнетателя;

11 — рама;

12 — труба;

13 — лестница;

14 — ограждение;

16 - кольцевая труба

К загрузочному патрубку крепится фланец загрузочной воронки. Колокольный затвор загрузочного отверстия открывается пневмоцилиндром посредством рычагов. Герметичность резервуара обеспечивается сальниковыми уплотнениями в днищах и резиновым уплотнением на фланце загрузочного патрубка. К пневмонагнетателю бетоновод присоединяется через переходные конусы различных диаметров. Подачу воздуха в конусную трубу осуществляют через подводящий патрубок в нижней части выходного колена. Пульт управления дистанционный пневматический.

Подача бетонной смеси установкой ПБМ-1 производится следующим образом. Включенный компрессор заполняет ресивер сжатым воздухом, после достижения в реакторе давления 0,3-0,6 МПа открывается кран, через который сжатый воздух поступает в систему воздухопроводов пульта управления. Затем открывается колокольный затвор и нагнетатель загружается бетонной смесью. Перед закрытием затвора поверхность колокола очищается сжатым воздухом от налипшего бетона. Затем открывается кран, направляющий сжатый воздух в выходное колено. Окончание операции транспортирования смеси определяется по снижению давления в системе до атмосферного. После прекращения подачи воздуха в выходное колено сжатый воздух подается в резервуар через патрубок на задней стенке. При этом бетонная смесь из резервуара пневмонагнетателя направляется в бетоновод. Через несколько секунд после выпуска воздуха включают шнек, помогающий продвигать смесь 1 к разгрузочному отверстию.

Окончание продувки одной порции бетонной смеси определяют по резкому, падению давления и отсутствию выхлопов в гасителе

Пневмонагнетательные установки подлежат регистрации в органах Гостехнадзора Российской Федерации, дающих разрешение на ввод их в эксплуатацию. Перед пуском установки проверяют давление сжатого воздуха в ресивере, исправность защитных кранов и манометров.

Герметичность камеры нагнетателя, надежность закрытия конусного клапана и плотность стыков бетоновода проверяют под давлением. С этой целью на конце бетоновода при отключенном гасителе устанавливают заглушку, конусный затвор закрывают и давление в системе доводят до 0,5 МПа. Установка считается пригодной к эксплуатации, если за 30 мин давление в системе не упадет ниже 0,4 МПа. Неплотности в системе определяют прокачкой воды под давлением 0,15-0,2 МПа.

Перед нагнетанием бетонной смеси смазывают внутреннюю поверхность бетоновода путем пропускания пускового раствора (цементно-пес-чаный раствор состава 1:2—1:3). Расход пускового раствора на 100 м длины бетоновода диаметром 150 и 180 мм составляет соответственно 0,35 и 0,5 м-1. Порцию бетонной смеси загружают только после падения давления в нагнетателе до нуля

Перерывы в работе нагнетательной установки не должны превышать в жаркие дни 30 мин, а при прохладной погоде 1 ч.

Камеры нагнетателя и бетоновод промывают водой. Бетоновод очищают резиновым пыжом, проталкиваемым водой после создания в нагнетателе давления 0,2—0,25 МПа.

Установка для приготовления и подачи жестких растворов СО-165 (пневмонагнетатель) предназначена для приготовления и подачи к месту укладки цементно-песчаных растворов подвижностью 3—5 см и бетонных смесей жесткостью 16—32 с, крупностью фракции до 80 мм, а также для приема, побуждения и подачи готовых растворов. Она состоит из П-образной рамы с одноосным шасси, смесителя с перемешивающим устройством, компрессора с трубопроводной системой, шасси, электрооборудования и напорного рукава с выходным насадком.

Компрессор 2ВУ1—2,5/13Н6 крепится к раме через амортизаторы, предотвращающие воздействие вибрации на остальные узлы.

Смеситель представляет собой напорный резервуар цилиндрической формы, внутри которого установлен лопастной вал. Загрузочная горловина в верхней части резервуара герметично закрывается крышкой с быстродействующим замком. В верхней части его расположен выходной патрубок, к которому с помощью быст-росъемного соединения крепится гибкий напорный растворовод с выходным насадком на конце.

Машина для приготовления и подачи жестких растворов СО-126 (рис. 10) в отличие от СО-165 имеет смеситель для приготовления раствора из сухих смесей, а также для перемешивания и одновременного дозирования готового раствора в выходной патрубок в

нижней части резервуара. Привод смесителя осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу и червячный редуктор.

Раствор или сухая смесь подается через загрузочную воронку. Приготовление жесткого раствора происходит под давлением, что способствует насыщению его воздухом. Приготовленный и дозированный раствор поступает в выходной патрубок, а подаваемый в раствор сжатый воздух создает поток, состоящий из порций подаваемого раствора, чередующихся с воздушными прослойками. Такой характер движения растворяв напорном рукаве обеспечивает подачу на значительное расстояние при сравнительно невысоком рабочем давлении.

Рис. 10. Машина СО-J 26:

1 — салазки и распределитель сжатого воздуха;

2— загрузочный люк;

3 — предохранительный клапан;

4 — манометр;

5 — замок;

б — кран для сброса давления;

7 — крышка; 8 — кран управления;

9 — воздушные магистрали;

10 — резервуар;

11 — привод;

12 — выходная насадка;

13 — напорный рукав и патрубок