Перемешивание цементно-песчаных смесей

27.06.2016

Одним из важнейших: этапов технологии песчаных бетонов является приготовление смесей с высокой Однородностью и надежным сцеплением цементного теста с поверхностью песка-заполнителя.
Перемешивание высоковязких цементно-песчаных отсей, в которых силы сцепления цементного теста с заполнителем больше сил прилипания, не приводит к равномерному распределению цементного теста по поверхности песчинок, что снижает прочность бетона.
Как правило, необходимы дополнительные мероприятия по повышению однородности перемешивания. Отсутствие щебня в составе цементно-песчаной смеси также ухудшает качество перемешивания.
При перемешивании бетонных смесей, содержащих тяжелый крупный заполнитель, последний вовлекает в движение прилегающие слои раствора. В мелкозернистых смесях этого не происходит, перемешивание проходит в макрообъемах, а с увеличением жесткости смеси этот недостаток усугубляется.
Установлено, что при перемешивании жестких мелкозернистых смесей в традиционно выпускаемых отечественной промышленностью бетономешалках принудительного действия (вертикальный вал с жестко прикрепленными лопастями) даже при близких показателях прочности кубов, изготовленных из проб, взятых из разных мест бетономешалки, однородность низкая, перемешивание внутри микрообъемов недостаточное. В бетоне — конгломератном материале это всегда приводит к снижению прочности.
В зарубежной практике при производстве смесительного оборудования для приготовления жестких мелкозернистых смесей применяются активаторы-агрегаты, перемешивающие бетонную смесь в микрообъемах. Высокооборотные смесители-активаторы размещаются на лопастях либо на корпусе бетономешалки таким образом, что их воздействию последовательно подвергается весь объем замеса.
Повышение гомогенности цементно-песчаной смеси может до 7 % увеличить прочность бетона.
Отсутствие в отечественной практике серийного изготовления подобных агрегатов, несмотря на имеющиеся разработки и большое количество опытных образцов, делает целесообразным при комплектации бетоносмесительных узлов реализовывать иную схему перемешивания, дающую возможность получить результат, близкий к перемешиванию в смесителях-активаторах.
Такими смесителями являются агрегаты, осуществляющие перемешивание во встречных потоках: струйные, противоточные, планетарные, турбулентные, двухвальные.
Из указанных смесителей в России серийно выпускаются двухвальные бетономешалки с горизонтально расположенными валами, вращающимися в противоположных направлениях. Ими и целесообразно комплектовать бетоносмесительные узлы для производства песчаных бетонов.
Исследовательскими работами, оценивающими качество перемешивания на двухвальном смесителе СБ-163 (1500/1000), показано, что при традиционных одномоментных схемах введения заполнителей, цемента и воды для умеренно жестких (OK 2-3 см), особо и сверхжестких (до 120 сек) смесей, несмотря на улучшение их качества по сравнению со смесителями с вертикальным валом, перемешивание в микрообъемах также либо недостаточно, либо требует большего времени, чем указано в паспорте бетономешалки.
Дополнительно качество перемешивания в двухвальных смесителях можно улучшить небольшими конструктивными изменениями и технологическими приемами. Так, применяемая в отечественной практике разовая либо струйная подача воды в смеситель — одна из основных причин снижения однородности бетонной смеси.
Подача воды под давлением в процессе перемешивания смеси из многих точек по периметру смесителя и увеличение времени ее подачи позволяют равномерно ввести в воду бетонную смесь.
Широко известный технологический прием, используемый при приготовлении жестких бетонных смесей, — перемешивание насухо заполнителей и цемента — хотя и несколько удлиняет общий цикл, зато способствует увеличению однородности бетона.
Это происходит, в том числе, из-за особенностей перемешивания сухих смесей, позволяющих очистить поверхность заполнителя от пленок и прослоек пылеватых и глинистых примесей, препятствующих надежному сцеплению цементного камня с заполнителем.
На рис. 5.6 приведена схема двухвального смесителя, траектория движения частиц и зона интенсивного перемешивания. Перемешивание во встречных потоках приводит к повышению количества контактов между частицами заполнителя, а диспергирующее действие поверхностно-активных веществ, введенных в цементнопесчаную смесь с водой затворения, к механическому удалению глинистых пленок с поверхности зерен песка. Агрегаты глинистых частиц (комовая глина) при соударениях с зернами песка разрушаются, осколки этих агрегатов в процессе перемешивания диспергируются в воде до коллоидных размеров и уже не ухудшают свойств бетона, а при определенных условиях являются слабым пластификатором.
Перемешивание цементно-песчаных смесей