CC BY
12Методика расчета максимального расстояния транспортирования бетонной смеси автобетоносмесителями...
УДК 693.56
МЕТОДИКА РАСЧЕТА МАКСИМАЛЬНОГО РАССТОЯНИЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ АВТОБЕТОНОСМЕСИТЕЛЯМИ В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННЫХ
ТЕМПЕРАТУР НАРУЖНОГО ВОЗДУХА
Головченко И.В.
ФГОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского», Академия строительства и архитектуры. Адрес: г. Симферополь, ул. Киевская, 181 E-mail: Golovchenko.igor.v@gmail.com
Аннотация. В статье определена зависимость между расстоянием доставки бетонной смеси, способом её подачи и вместимостью автобетоносмесителя в условиях повышенных температур наружного воздуха. Определено максимальные расстояния доставки бетонной смеси на объект со стационарного РБУ при различных способах её подачи в конструкции. Ключевые слова: жизнеспособность бетонной смеси; способы подачи бетонной смеси; башенный кран; автобетононасос; автобетоносмеситель; расстояние доставки бетонной смеси.
ВВЕДЕНИЕ
Республика Крым и южные регионы Российской Федерации в летний период находятся в экстремальных климатических условиях, характеризующими высокими температурами воздуха (более плюс 400С) и низкой (менее 50-55%) относительной влажностью. По мере увеличения скорости ветра отрицательное воздействие высоких температур и низкой влажности возрастает, своеобразные климатические условия значительно влияют на технологию бетонных работ, выбор машин и механизмов для доставки, подачи и укладки бетонной смеси, а также на физико-механические свойства бетонов. Длительное воздействие высоких температур наружного воздуха в сочетании ветровыми условиями приводит к увеличению водопотребности бетонной смеси, потере подвижности при её транспортировании и укладке, интенсивному обезвоживанию смеси с образованием усадочных трещин. В тоже время растворобетонные узлы (РБУ) расположены в основном в крупных населенных пунктах часто на значительном удалении от объекта строительства, что ставит задачу сохранения требуемой подвижности бетонной смеси в процессе её транспортирования.
АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ
Исследования, проведенные на бетонных смесях, приготовленных на портландцементах различного минерального состава показали, что минеральный состав не оказывает существенного влияния на снижение подвижности бетонной смеси в условиях сухого жаркого климата [1, 2]. При подборе состава бетона в этих условиях одной из основных особенностей является зависимость между температурой бетонной смеси и её начальной подвижностью. Установлено, что повышение температуры свеже приготовленной бетонной смеси
на 10-120С приводит к уменьшению её начальной подвижности на 2-3см. Требуемая консистенция бетонной смеси может быть восстановлена либо за счёт введения модифицирующих добавок либо за счёт увеличения В/Ц, либо за счёт увеличения содержания цементного теста при сохранения постоянного В/Ц, обусловленного заданной прочностью бетона, т.е. при повышении расхода цемента. Увеличение дозировки цемента для сохранения достаточного количества влаги экономически не целесообразно. Поэтому целесообразнее использовать различные модификаторы бетона. Исследование свойств бетона в условиях сухого и жаркого климата достаточно хорошо представлено в трудах российских, советских и зарубежных ученых [1,2,3,4]. В настоящее время на зарубежном и Российском рынках появились современные
гиперпластификаторы и замедлители схватывания, повышающие пластичность бетонной смеси и замедляющие процессы её схватывание [5].
ЦЕЛЬ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Целью данной научной работы является снижение себестоимости бетонных работ путём обоснованного выбора рациональных способов приготовления и доставки бетонной смеси со стационарного РБУ на объект в условиях повышенных температур наружного воздуха.
Задачей данного исследования является разработка методики определения максимального расстояния доставки бетонной смеси в зависимости от вместимости автобетоносмесителя и способа подачи и укладки бетонной смеси.
ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ С РЕЗУЛЬТАТАМИ И ИХ АНАЛИЗОМ
Основным параметром, влияющим на дальность транспортирования бетонной смеси
автобетоносмесителями является срок ее жизнеспособности, то есть время, в течение которого бетонная смесь должна быть доставлена с РБУ на объект, подана и уложена в конструкцию. Согласно исследованиям, приведенным в [6] наиболее оптимальным путем увеличения срока жизнеспособности бетонной смеси является комбинированное использование
гиперпластификатора Мурапласт ФК 63.3 с замедлителем схватывания Цетрамент Ретард 390 [5]. Совместное воздействие на бетонную смесь данных химических добавок позволяет обеспечить жизнеспособность бетонной смеси до 4-х часов.
В тоже время на определение максимального расстояния транспортирования бетонной смеси значительное влияние оказывает время на подачу и укладку бетонной смеси, поскольку, чем быстрее бетонная смесь будет принята, подана и уложена в конструкцию, тем больше времени из общего цикла жизнеспособности бетонной смеси остаётся непосредственно на её доставку. Время, затрачиваемое на подачу бетонной смеси зависит от способа подачи (автобетононасос или кран-бадья) и от ёмкости автобетоносмесителя.
Для доставки бетонной смеси были рассмотрены наиболее распространенные автобетоносмесители вместимостью 6м3, 8м3, 10м3 [7]. В качестве средств подачи бетонной смеси были рассмотрены автобетононасос и башенный кран, подающий бетонную смесь в поворотных бункерах объёмом 2м3.
Подача бетонной смеси башенным краном в поворотных бункерах
объемом 2м3
При подаче бетонной смеси башенным краном в поворотных бункерах использование
автобетоносмесителя
вместимостью
10м3
П Нвр.(чел. - час) • Уб
п =
а • п • п
зв. см.
невозможно, так как согласно расчетам, приведенным в [8] время его разгрузки превышает 4 часа. Таким образом, для доставки бетонной смеси на объект в случае подачи её башенным краном допустимо использовать автобетоносмесители вместимостью 6м3 и 8м3. Время на подачу и укладку бетонной смеси из автобетоносмесителя объемом 6м3 согласно [9, 10] составляет:
(0,48 + 0,98) • 2,0 „
--——— • 3 = 2,17 часа
1,0 • 4
где: Уб - объем поворотного бункера, м3; а - единица измерения по ЕНиР; псм - количество смен в сутки;
пзв - состав звена рабочих, чел.;
Пц - количество циклов работы крана, необходимых для разгрузки автобетоносмесителя.
Общее время жизнеспособности бетонной смеси составляет 4 часа. Таким образом, время на доставку бетонной смеси автобетоносмесителем составляет:
г = 4,0 - 2,17 = 1,83часа
При средней скорости движения автобетоносмесителя V = 30км / ч [11], максимальное расстояние доставки бетонной смеси составляет:
£ = V • г = 1,83 • 30 = 54,9км « 55км
Время на подачу и укладку бетонной смеси из автобетоносмесителя объемом 8м3 составляет:
П=
ча)-Ц1 =М^04=283,ас,
апзв • псм
1,0 4 1
Время на доставку бетонной смеси автобетоносмесителем составляет
Расстояние доставки бетонной смеси:
г = 4,0 - 2,83 « 1,17часа
£ = 1,17 • 30 = 35км
Расстояния доставки бетонной смеси автобетоносмесителями при подаче бетонной смеси башенным краном в поворотных бункерах объемом 2м3 приведены на рис. 1.
У=8м3
У=6м3
V, м3
Рис. 1. Максимальное расстояние доставки бетонной смеси автобетоносмесителем и укладки при помощи крана с поворотным бункером
Подача бетонной смеси автобетононасосом
При подаче бетонной смеси автобетононасосом для доставки бетонной смеси возможно применение автобетоносмесителей вместимостью 6м3, 8м3 и 10м3[8].
Норма времени на подачу бетонной смеси составляет [10]:
Нвр.под = 18чел. - час на 100м3 или
0,18чел. - час на 1м3.
Норма времени на укладку бетонной смеси составляет [10]:
Нвр.под = 0,98чел. - час на 1м3.
Доставка бетонной смеси автобетоносмесителем вместимостью 6м3. Время на подачу и укладку бетонной смеси составляет:
П = НвРпод. • Уб.см. + НвР.ук -Уб.см. = 0,18-6 + 0,98-6 = 74часа а-псм -пзв 1,0-1-4
где: Уб см - вместимость автобетоносмесителя.
Время на доставку бетонной смеси автобетоносмесителем составляет:
г = 4,0 -1,74 = 2,26часа
Расстояние доставки бетонной смеси составляет:
Б = 2,26-30 = 68км
Доставка бетонной смеси автобетоносмесителем, вместимостью 8м3. Время на подачу и укладку бетонной смеси составляет:
„ 0,18-8 + 0,98-8 „„„
П =-= 2,32часа
1,0 1 4
Время на доставку бетонной смеси автобетоносмесителем составляет:
г = 4,0 - 2,32 = 1,68часа Расстояние доставки бетонной смеси составляет:
Б = 1,68-30 = 50км
Доставка бетонной смеси автобетоносмесителем, вместимостью 10м3. Время на подачу и укладку бетонной смеси составляет:
„ 0,18-10 + 0,98-10
П =-= 2,9часа
1,0 1 4
Время на доставку бетонной смеси автобетоносмесителем составляет:
г = 4,0 - 2,9 = 1,1часа
Методика расчета максимального расстояния транспортирования бетонной смеси автобетоносмесителями. Расстояние доставки бетонной смеси составляет:
£ = 1,1 • 30 = 33км
Расстояние доставки бетонной смеси автобетоносмесителями при подачи бетонной смеси автобетононасосами приведены на рис 2.
У=6м3
Рис. 2. Максимальное расстояние доставки бетонной смеси автобетоносмесителем и укладки при помощи автобетононасоса
ВЫВОДЫ
1. Определена максимальная вместимость автобетоносмесителя при подаче бетонной смеси в конструкции краном в поворотных бункерах. Она составляет 8м3.
2. Определены расстояния транспортирования бетонной смеси со стационарного РБУ автобетоносмесителями различной вместимости при подаче бетонной смеси в конструкции краном в поворотных бункерах и автобетононасосом.
3. Определенно максимальное возможное расстояние доставки бетонной смеси в условиях повышенных температур наружного воздуха. Оно составляет 68км.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Темкин, Е.С. Технология бетона для сухого жаркого климата с использованием солнечной энергии. - М.: АСВ, 2006. - 72 с.
2. Пунагин, В.Н. Технология бетона в условиях сухого жаркого климата. - М.: ФАН УССР, 1970. -222 с.
3. Тейлор, Х. Химия цемента. Пер. с англ. - М.: Мир, 1996. - 560 с., ил.
4. Баженов, Ю.М. Технология бетона. Учебник. -М.: АСВ, 2002. - 500 с.
5. Гиперпластификатор Muraplast FK 63: продуктовые решения компании MCBauchemie [Электронный ресурс]. URL: http://www.mc-bauchemie.ru/ products/ Murahlast-FK- 63. 607. html (дата обращения 13.12.2016).
6. Весь Бетон 134 Выпуск. Бетонирование в летний период [Электронный ресурс]. URL: http: //subscribe.ru/archive/home.build.penobeton/201204/03 195500.html.
7. Пелых, М.В. Информация о технических характеристиках строительной техники. [Электронный ресурс]// Интернет ресурс о строительной технике. 2015. 1000 с. Режим доступа: http://allspectech.com (дата обращения 20.04.2016).
8. Головченко, И. В. Выбор рациональных способов приготовления, доставки и подачи бетонной смеси в условиях повышенных температур наружного воздуха // Вестник науки и образования Северо-Запада России, Т.2, №4, Калининград, 2016. С. 37-41.
9. ЕНиР. Сборник Е1. Внутрипостроечные транспортные работы/ Госстрой СССР. - М.: Прейскурантиздат, 1987. - 40с.
10. ЕНиР. Сборник Е4. Монтаж сборных и устройство монолитных железобетонных конструкций. Выпуск 1. Здания и промышленные сооружения/ Госстрой СССР. - М.: Прейскурантиздат, 1987. - 65с.
11. Бетонная смесь кл. В20: производство бетонных смесей компанией ООО «Владоград-Бетон» [Электронный ресурс]. URL: http: //vladogradbeton.com (дата обращения 20.02.2016).
REFERENCES
1. Temkin, E. S. the Technology of concrete for dry
hot climates using solar energy. - M.: ASV, 2006. - 72 p
2. Pungin, V. N. The technology of concrete in conditions of a dry hot climate. - M.: the FAN of the USSR, 1970. - 222 p.
3. Taylor, H. the Chemistry of cement. Per. from English. - M.: Mir, 1996. - 560 C., Il.
4. Bazhenov, Y. M. Technology of concrete. Tutorial. - M.: ASV, 2002. - 500 p
5. Superplasticizer Muraplast FK 63: product solutions company MCBauchemie [Electronic resource]. URL: http://www.mc-bauchemie.ru/ products/ Murahlast-FK - 63. 607. html (accessed 13.12.2016).
6. All Concrete 134 Edition. Concreting in summer [Electronic resource]. URL: http: //subscribe.ru/archive/home.build.penobeton/201204/03 195500.html.
7. Pelykh, M. V. Information about the technical characteristics of construction machinery. [Electronic resource]// the Internet resource for construction
equipment. 2015. 1000 S. Mode of access: http://allspectech.com (accessed 20.04.2016).
8. Golovchenko, I. V. Choice of rational ways of preparation, delivery, and delivery of concrete under elevated temperatures // journal of science and education of the North-West of Russia, vol. 2, No. 4, Kaliningrad, 2016. P. 37-41.
9. Enir. A Collection E1. Vnutripostroechny transport/ Gosstroy of the USSR. - M.: Pressurestat, 1987. - 40C.
10. Enir. Collection E4. Installation of precast and monolithic reinforced concrete structures. Issue 1. Building and industrial construction/ Gosstroy of the USSR. - M.: Pressurestat, 1987. - 65C.
11. Concrete class B20: production ready mix concrete company LLC "Vladograd-Beton" [Electronic resource]. URL: http: //vladogradbeton.com (accessed 20.02.2016)
METHOD FOR CALCULATING THE MAXIMUM DISTANCE OF TRANSPORTATION OF A CONCRETE MIX BY TRUCK MIXERS IN CONDITIONS OF HIGH AMBIENT AIR
TEMPERATURES.
Golovchenko I.V.
Summary. The article defines the relationship between the distance of delivery of a concrete mix, the method of its supply and the capacity of a truck mixer in conditions of high ambient air temperatures. The maximum distance of delivery of a concrete mix to an object from a stationary dispensing concrete unit is determined with different ways of its supply to the structure. Key words: viability of a concrete mix; methods of supplying the concrete mix; tower crane; autoconcrete pump; truck mixer; distance of delivery of concrete mixture
