2. Способы укладки бетонной смеси.

Обычно процесс укладки разделяют на две операции: распределение поданной в конструкцию бетонной смеси и уплотнение ее на месте укладки.

Наиболее распространена схема бетонирования с укладкой горизонтальных слоев толщиной 30—50 см по всей площади бетонируемой части сооружения (блока) (рис. 43, а). Все слои укладывают в одном направлении и одинаковой толщины. Бетонируют блок непрерывно на всю высоту.

Трудоемкость распределения зависит от способа подачи бетонной смеси в блок, ее подвижности и толщины укладываемых слоев.

Каждый уложенный слой тщательно уплотняют до начала укладки следующего.

Продолжительность укладки слоя ограничивается временем начала схватывания цемента. Перекрытие предыдущего слоя последующим должно быть выполнено до начала схватывания цемента в предыдущем слое.

Время укладки и перекрытия слоев устанавливает лаборатория. Оно зависит от температуры наружного воздуха, условий и свойств применяемого цемента. Ориентировочно оно составляет около 2 ч.

Непосредственно перед бетонированием поверхность затвердевшего бетона покрывают цементным раствором толщиной 2—5 см или слоем пластичной бетонной смеси. Прочность затвердевших раствора или бетона в контактных слоях должна быть ни ниже прочности бетона конструкций. В особо ответственных случаях применяют коллоидный цементный клей с водоцементным отношением до 0,35, наносимый толщиной не более 5 мм на затвердевший бетон в рабочем шве перед продолжением бетонирования.

В массивах большей площади иногда невозможно успеть перекрыть предыдущий слой бетона до начала схватывания в нем цемента. В связи с этим на некоторых строительствах укладывают бетонную смесь ступенями (рис. 43, б) с одновременной укладкой 2— 3 слоев. При бетонировании ступенями отпадает необходимость перекрывать слои на всей площади массива. В этом случае применяют жесткую бетонную смесь и перекрывают только ступени.

Укладка ступенями допускается при соблюдении детально разработанной технологии бетонирования. Этот способ исходит применение при бетонировании гидротехнических сооружений длинными блоками, имеющими отношение длины к ширине более 2. В отечественном строительстве имеются примеры бетонирования блоками длиной 70 и шириной 15 м.

3. Сырье и способы производства портландцемента.

Портландцемент (англ. Portland cement) — гидравлическое вяжущее вещество, в составе которого преобладают силикаты кальция (70-80 %). Это вид цемента, наиболее широко применяемый во всех странах.

Портландцемент получают тонким измельчением клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция (3СаО∙SiO2 и 2СаО∙SiO2 70-80 %).

Самые распространённые методы производства портландцемента так называемые «сухой» и «мокрый». Всё зависит от того, каким способом смешивается сырьевая смесь — в виде водных растворов или в виде сухих смесей.

При измельчении клинкера вводят добавки: 1,5…3,5% гипса СaSO4∙0,5H2O (в перерасчёте на ангидрид серной кислоты SO3) для регулирования сроков схватывания, до 15% активных минеральных добавок — для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.

Сырьём для производства портландцемента служат смеси, состоящие из 75…78% известняка (мела, ракушечника, известнякового туфа, мрамора) и 25…22% глин (глинистых сланцев, суглинков), либо известняковые мергели, использование которых упрощает технологию. Для получения требуемого химического состава сырья используют корректирующие добавки: пиритные огарки, колошниковую пыль, бокситы, пески, опоки, трепелы.

При мокром способе производства уменьшается расход электроэнергии на измельчение сырьевых материалов, облегчается транспортирование и перемешивание сырьевой смеси, выше гомогенность шлама и качество цемента, однако расход топлива на обжиг и сушку составляет на 30…40% больше чем при сухом способе.

Обжиг сырьевой смеси проводится при температуре 1 470°C в течение 2…4 часов в длинных вращающихся печах (3,6х127 м, 4х150 м и 4,5х170 м) с внутренними теплообменными устройствами, для упрощения синтеза необходимых минералов цементного клинкера. В обжигаемом материале происходят сложные физико-химические процессы. Вращающуюся печь мокрого способа условно можно поделить на зоны:

• сушки (температура материала 100…200°C — здесь происходит частичное испарение воды);

• подогрева (200…650°C — выгорают органические примеси и начинаются процессы дегидратации и разложения глинистого компонента).

• декарбонизации (900…1 200°C) происходит декарбонизация известнякового компонента: СаСО3 → СаО + СО2, одновременно продолжается распад глинистых минералов на оксиды. В результате взаимодействия основных (СаО, MgO)и кислотных оксидов (Al2O3, SiO2) в этой же зоне начинаются процессы твердофазового синтеза новых соединений (СаО∙ Al2O3 — сокращённая запись СА, который при более высоких температурах реагирует с СаО и в конце жидкофазового синтеза образуется С3А), протекающих ступенчато;

• экзотермических реакций (1 200…1 350°C) завершется процесс твёрдофазового спекания материалов, здесь полностью завершается процесс образования таких минералов как С3А, С4АF (F — Fe2O3) и C2S (S — SiO2) — 3 из 4 основных минералов клинкера;

• спекания (1 300→1 470→1 300°C) частичное плавление материала, в расплав переходят клинкерные минералы кроме C2S, который взаимодействуя с оставшимся в расплаве СаО образует минерал АЛИТ (С3S);

• охлаждения (1 300…1 000°C) температура понижается медленно. Часть жидкой фазы кристаллизуется с выделением кристаллов клинкерных минералов, а часть застывает в виде стекла.