Виброперемешивание и струйное перемешивание бетонных смесей. Приготовление фибробетонных смесей

При виброперемешиваниии составляющие бетонной смеси перемешиваются в вибробетономешалке не с помощью лопастей или при свободном падении материала, а благодаря интенсивным вибрационным импульсам, которые передаются составляющим смеси через корпус смесителя. При таком перемешивании все загруженные в смеситель частицы приходят в движение, .различные слои смеси внедряются друг в друга, благодаря чему достигается высокая однородность приготовленного материала.
В подобных смесителях, как и в обычных бетономешалках, смешиваются одновременно все компоненты смеси: цемент, вода, песок и щебень (гравий). При вибрации крупный заполнитель оказывает на затворенный цемент мелющее действие. Цементное тесто находится в условиях, близких к создающимся в вибрационной мельнице с мелющими телами. Таким образом, при виброперемешивании бетонной смеси происходит и активация вяжущего, вода равномерно распределяется в цементе, разрушаются цементные флокулы, достигается некоторое диспергирование цементных зерен.

Вибрационное смешение особенно эффективно для жестких смесей с низким В/Ц, которые труднее приготовить в обычных бетономешалках.

Этот способ является более эффективным средством активации, чем приготовление бетонных смесей на домолотом вяжущем, так как при виброперемешивании достигается не только увеличение активности цемента или обеспечение, как при мокром домоле, микрооднородности цементного теста, но и значительно повышается макрооднородность [34].

В настоящее время ведутся работы по струйному перемешиванию бетонной смеси, заключающемуся в интенсивном взаимодействии ее составляющих в турбулентных потоках псевдокипящего слоя, создаваемых энергосмесителями. К ним относятся сжатый воздух с давлением 0,3 МПа и перегретый пар с температурой 85...95 °С, подаваемые в специальный струйный смесиВ технологию приготовления бетонной смеси начинает внедряться перемешивание с нагреванием смеси. Суть этого метода состоит в том, что разогрев бетонной смеси до 60...65 °С производят паром, подаваемым в смеситель в процессе ее перемешивания. Такое нагревание происходит равномерно, проще и во много раз быстрее, чем при предварительном нагреве воды и заполнителей, а также электроразогреве смеси.

Струйное перемешивание применяют для приготовления жестких мелкозернистых смесей. Две струи, создаваемые сжатым воздухом под давлением не менее 0,29 МПа и паром температурой 85…90°С, направленные навстречу друг другу, захватывают зерна цемента и песка и образуют «кипящий слой» с большим градиентом скоростей. Гидратные оболочки разрушаются, вязкость смеси понижается, вода равномерно распределяется по всему объему. Смесь становится однородной, физико-механические свойства твердеющих бетонов улучшаются.

В технологии фибробетонов вопросы приготовления смесей занимают особое место, так как именно на этой стадии происходит армирование бетона волокнами, обеспечение равномерности распределения которых закладывает основы для получения материала с улучшенными свойствами. В настоящее время исследования, связанные с процессом приготовления фибробетонных смесей, развиваются по двум направлениям: первое направление основано на разработке принципиально новых типов смесителей, второе учитывает возможность получения фиброармированных смесей в существующих серийно выпускаемых смесителях. Несмотря на различный подход, основная задача исследований сводится к снижению трудоемкости и энергоемкости процессов дозирования и перемешивания с обеспечением равномерного распределения армирующих волокон в объеме смеси. При использовании в качестве дисперсной арматуры неметаллических волокон в процессе перемешивания необходимо обеспечить распушку последних, то есть разделить отрезки комплексных нитей на элементарные волокна. Очевидно, что в результате распушки появляется возможность уменьшения длины волокон или их содержания без снижения s_max, что очень важно, так как значительно облегчает процесс приготовления смеси. Следует отметить, что по мере распушки неметаллических волокон возрастает их число в объеме смеси, следовательно расстояние между фибрами уменьшается даже при постоянном значении процента армирования m, что приводит к заметному повышению трещиностойкости композита. Таким образом, распушка волокон заключает в себе потенциальные возможности улучшения свойств фибробетона, которые должны быть реализованы именно в процессе приготовления смеси.