Обґрунтовані  технологічні рішення бетонування фундаментів під технологічним обладнанням з застосуванням бетононасосної техніки

Гончар, Едуард Миколайович

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6103

Title:	Обґрунтовані технологічні рішення бетонування фундаментів під технологічним обладнанням з застосуванням бетононасосної техніки
Authors:	Пономаренко , Іван Олександрович Гончар, Едуард Миколайович
Keywords:	фундаменти будівель а споруд;а споруд, фундаменти під технологічне обладнання;бетонування фундаментів під технологічне обладнання;масивні фундаменти;промислове будівництво
Issue Date:	Jan-2025
Abstract:	Актуальність дослідження. Оскільки однією з основних тенденцій розвитку машинобудування, хімічної, енергетичної та інших галузей промисловості є збільшення одиничної потужності агрегатів, що призводить до необхідності встановлення укрупнених агрегатів зі значною площею опорних площин. Після складання і установки таких вузлів в призначене положення між основою і її опорною поверхнею створюється простір з доступом по периметру опорної площини пристрою. Ці порожнини можуть мати включення у вигляді окремих трубопроводів для підведення охолоджувальних рідин, газів, електроенергії та ін. Для масивних конструкцій після вимірювання горизонтальності і вертикальності на спеціальних монтажних опорах необхідно зафіксувати це вивірене положення. Тому найбільш розумним варіантом буде згодом залити порожнину під пристрій бетоном або іншою будівельною сумішшю. Відомі способи бетонування пустот під обладнанням перекриттів мають такі недоліки: низька швидкість заповнення бетонною сумішшю, часто неможливість подачі бетонної суміші з кількох сторін через небезпеку утворення повітряних пробок, використання малотекучих сумішей, що вимагають використання додаткових вібраційний вплив, обмеження висоти порожнини та їх насичення технологічними прокладками. Тому очевидна потреба у розробці більш досконалих технологічних рішень для бетонування пустот під обладнанням із застосуванням примусового навантаження та самоущільнення бетонних сумішей (БССУ), які можуть забезпечити: необхідну продуктивність, знизити трудомісткість робіт з Висока якість конструкції монолітного шару забезпечує можливість бетонування зазорів, що перевищують нормативну висоту і насичених технологічними включеннями, при цьому зменшується використання нестандартного обладнання. Мета і завдання дослідження. Мета дослідження – проведення науково-орієнтованих досліджень технологічні процеси бетонування пустот під обладнання бетононасосним обладнанням та самоущільнювальними бетонними сумішами. Завдання дослідження: - провести порівняльний аналіз існуючих структурних типів порожнин; - здійснити порівняльний аналіз існуючих технологій застосування монолітних стяжок для технологічних пристроїв та способів подачі бетонних сумішей у конструкції актуальних для сучасного будівельного виробництва; - розробити спосіб подачі бетонної суміші в порожнину між основою і пристроєм, що відповідає критерію максимально можливої продуктивності з одночасною подачею суміші з кількох сторін; - визначити вплив різних технологічних прокладок у товщі порожнини на розтікання бетонної суміші; - враховувати теоретичні та фізичні моделі процесів, що відбуваються; - Проведення модельно-експериментальних досліджень розроблених рішень для визначення раціональних параметрів подачі бетонної суміші в порожнину, що має в своєму складі технологічні включення з кількох сторін, виходячи з оптимальної швидкості подачі суміші для досягнення високих якісне заповнення об'єму будівельною сумішшю з високою мобільністю і високою живучістю; - підтвердити доцільність та обґрунтувати ефективність розроблених технологічних рішень бетонування пустот та доцільність їх застосування на практиці, визначити техніко-економічний ефект від їх використання; Предметом дослідження є будівельно-технологічні процеси при бетонуванні пустот, заповнених технологічними футеровками, з примусовою подачею бетонних сумішей, які ущільнюються самостійно. Предметом дослідження є параметри технологічних процесів при бетонуванні пустот, заповнених технологічними футеровками з примусовою подачею самоущільнювальних бетонних сумішей; Фактори, що впливають на збереження рухливості бетонної суміші. Практичний зміст роботи: - Розроблено нове раціональне технологічне рішення процесу бетонування пустот під промисловими об'єктами промисловими бетононасосами, в яких бетонна суміш подається в центр порожнини з кількох сторін за допомогою бетонопроводів. - Техніко-економічний ефект від впровадження запропонованого технологічного рішення порівняно з відомими способами бетонування пустот – це зниження трудовитрат до 63%. - Для бетонування пустот під промисловими об'єктами ін'єкційним методом розроблено технологічний регламент, який включає розрахунок продуктивності праці при реалізації технології.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6103
Appears in Collections:	192 Будівництво та цивільна інженерія (Промислове і цивільне будівництво)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
Magisterska robota Gonchar.pdf Restricted Access		1.68 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show full item record

Extracted text

ЗМІСТ
ВСТУП.......................................................................................................... 4
РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ СПОСОБІВ БЕТОНУВАННЯ
ПОЛОСТЕЙ ........................................................................................................... 4
1.1 Методи і способи бетонування полостей під днищами промислових
апаратів.................................................................................................................... 4
1.2 Порівняльний аналіз бетононасосної техніки................................... 13
1.3 Вимоги до бетонних сумішей, що подаються бетононасосом і
обґрунтування вибору бетонних сумішей, що самоущільнюються............... 21
1.4 Огляд конструктивних типів полостей і їх класифікація................ 37
Висновки по 1 розділу............................................................................... 38
РОЗДІЛ 2. РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ БЕТОНУВАННЯ
ПОЛОСТЕЙ………………………………………………………………….......40
2.1 Теоретичні основи для розробки нового методу бетонування
полостей……………............................................................................................. 40
2.1.1 Вплив конструктивних особливостей порожнини……………..…41
2.1.2 Альтернативні методи бетонування полостей і досвід їх
застосування……………………………………………………………………...43
2.2 Технологія бетонування полостей шляхом ін’єкції …………......... 45
2.3 Теоретичне обґрунтування параметрів процесу переміщення
бетонних сумішей в
полості.................................................................................................. 48
2.4 Визначення показника якості заповнення полості і його оцінка .…53
Висновки по 2 розділу............................................................................... 59
РОЗДІЛ 3 АНАЛІЗ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
СПОСОБУ БЕТОНУВАННЯ ПОЛОСТЕЙ МЕТОДОМ
НАГНІТАННЯ........................... 61
3.1 Характеристики способу експериментальних досліджень ……..... 61
3.2 Експериментальне устаткування і оснащення.................................. 64
3.3 Аналіз методик проведення експериментальних досліджень......... 67
Висновки по 3 розділу............................................................................... 76
РОЗДІЛ 4 ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ БЕТОНУВАННЯ
ПОЛОСТЕЙ МЕТОДОМ НАГНІТАННЯ І ЇЇ ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ
ПОКАЗНИКИ…………………………………................................................... 77
4.1 Особливості технології бетонування полостей під промисловим
обладнанням.......................................................................................................... 77
4.2 Техніко-економічне обґрунтування застосування нової
технології………………………………………………………………………... 82
4.3 Рекомендації з бетонування різних конструктивних типів
полостей…………………………………………………………………………..9
4
Висновки по 4 розділу............................................................................. 103
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ........................................................................ 104
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ......................................... 106

Актуальність дослідження. Оскільки однією з основних тенденцій
розвитку машинобудування, хімічної, енергетичної та інших галузей
промисловості є збільшення одиничної потужності агрегатів, що призводить
до необхідності встановлення укрупнених агрегатів зі значною площею
опорних площин. Після складання і установки таких вузлів в призначене
положення між основою і її опорною поверхнею створюється простір з
доступом по периметру опорної площини пристрою. Ці порожнини можуть
мати включення у вигляді окремих трубопроводів для підведення
охолоджувальних рідин, газів, електроенергії та ін. Для масивних конструкцій
після вимірювання горизонтальності і вертикальності на спеціальних
монтажних опорах необхідно зафіксувати це вивірене положення. Тому
найбільш розумним варіантом буде згодом залити порожнину під пристрій
бетоном або іншою будівельною сумішшю. Відомі способи бетонування
пустот під обладнанням перекриттів мають такі недоліки: низька швидкість
заповнення бетонною сумішшю, часто неможливість подачі бетонної суміші з
кількох сторін через небезпеку утворення повітряних пробок, використання
малотекучих сумішей, що вимагають використання додаткових вібраційний
вплив, обмеження висоти порожнини та їх насичення технологічними
прокладками.
Тому очевидна потреба у розробці більш досконалих технологічних
рішень для бетонування пустот під обладнанням із застосуванням примусового
навантаження та самоущільнення бетонних сумішей (БССУ), які можуть
забезпечити: необхідну продуктивність, знизити трудомісткість робіт з Висока
якість конструкції монолітного шару забезпечує можливість бетонування
зазорів, що перевищують нормативну висоту і насичених технологічними
включеннями, при цьому зменшується використання нестандартного
обладнання.
Мета і завдання дослідження.
Мета дослідження – проведення науково-орієнтованих досліджень
технологічні процеси бетонування пустот під обладнання
бетононасосним обладнанням та самоущільнювальними бетонними сумішами.
Завдання дослідження:
- провести порівняльний аналіз існуючих структурних типів порожнин;
- здійснити порівняльний аналіз існуючих технологій застосування
монолітних стяжок для технологічних пристроїв та способів подачі бетонних
сумішей у конструкції актуальних для сучасного будівельного виробництва;
- розробити спосіб подачі бетонної суміші в порожнину між основою і
пристроєм, що відповідає критерію максимально можливої продуктивності з
одночасною подачею суміші з кількох сторін;
- визначити вплив різних технологічних прокладок у товщі порожнини
на розтікання бетонної суміші;
- враховувати теоретичні та фізичні моделі процесів, що відбуваються;
- Проведення модельно-експериментальних досліджень розроблених
рішень для визначення раціональних параметрів подачі бетонної суміші в
порожнину, що має в своєму складі технологічні включення з кількох сторін,
виходячи з оптимальної швидкості подачі суміші для досягнення високих
якісне заповнення об'єму будівельною сумішшю з високою мобільністю і
високою живучістю;
- підтвердити доцільність та обґрунтувати ефективність розроблених
технологічних рішень бетонування пустот та доцільність їх застосування на
практиці, визначити техніко-економічний ефект від їх використання;
Предметом дослідження є будівельно-технологічні процеси при
бетонуванні пустот, заповнених технологічними футеровками, з примусовою
подачею бетонних сумішей, які ущільнюються самостійно.
Предметом дослідження є параметри технологічних процесів при
бетонуванні пустот, заповнених технологічними футеровками з примусовою
подачею самоущільнювальних бетонних сумішей; Фактори, що впливають на
збереження рухливості бетонної суміші.
Практичний зміст роботи:
- Розроблено нове раціональне технологічне рішення процесу
бетонування пустот під промисловими об'єктами промисловими
бетононасосами, в яких бетонна суміш подається в центр порожнини з кількох
сторін за допомогою бетонопроводів.
- Техніко-економічний ефект від впровадження запропонованого
технологічного рішення порівняно з відомими способами бетонування пустот
– це зниження трудовитрат до 63%.
- Для бетонування пустот під промисловими об'єктами ін'єкційним
методом розроблено технологічний регламент, який включає розрахунок
продуктивності праці при реалізації технології.
Структура і обсяг роботи.
Дипломна робота складається з вступу, 4-ох розділів, загальних
висновків, списку використаної літератури, що включає 47 найменувань.
Загальний обсяг дипломної роботи становить 110 сторінок. В роботі
представлено 41 рисунків, 15 таблиць.

РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ СПОСОБІВ БЕТОНУВАННЯ
ПОЛОСТЕЙ
1.1 Методи і способи бетонування полостей під днищами промислових
апаратів
Бетон є найбільш поширеним матеріалом у промисловому та цивільному
будівництві. Монолітні бетонні роботи, поряд із збірними залізобетонними, є
основним способом зведення будівель і споруд різного призначення. При
будівництві великих унікальних і різноманітних конструкцій монолітне
бетонування часто є єдино можливим варіантом робіт. Цією проблемою
займалися відомі вчені та інженери: Анпилов С.М. [ 1 ] Євдокимов Н.І. [ 2 ],
А.С. Керні [ 3 ], Полтава С. М. [ 4 ] Хаютін Ю.Г. [5].
Заключним процесом установки великогабаритного обладнання на
фундамент після перевірки конструкції в проектному положенні є заповнення
бетонною сумішшю порожнечі між фундаментом і основою конструкції
обладнання.
До вирішення проблеми бетонування пустот відомі праці вчених та
інженерів: Арабаджан І.Р. [6; 7], Верстов В.І. [8] Панарін С. Н. [9,10], В.
Романовський. М. [8; 11], Тишкін Д.Д. [8; 12], Гайковича Д.М. [8.13] та ін.
Відомим способом заповнення пустот бетоном для великих промислових
підприємств є метод механічного ущільнення або очікування [11]. Основною
особливістю цього способу є періодична механічна подача бетонної суміші для
заповнення технологічної порожнини механічним шляхом. Догляд
здійснюється механічним, ручним «трамбуванням». Цей спосіб надійний і
простий, але його можна використовувати лише при низькому базовому рівні і
в непридатних конструкціях. Очевидні недоліки цього способу: велика
кількість ручної праці і низька продуктивність.
Технологія механічного процесу заливки бетонної суміші під промислові
об’єкти полягає в наступному. Після встановлення пристрою на підкладку,
його підгонки та надійного закріплення на певній відстані від конструкції
готового фундаменту (рис. 1.1, п. 2) з трьох сторін встановлюють опалубку (п.
1).

Рис. 1.1 Бетонування порожнини під промисловим обладнанням з
використанням методу механічної подачі, [11]: 1 - опалубка; 2 - обладнання; 3
- підливна суміш; 4 - фундамент; 5 - ручний інструмент.

Опалубка встановлена не з найбільшого боку, як планувалося. Потім
починають регулярно подавати бетонну суміш і спочатку завершують
установку опалубки. Так як опалубка заливається з протилежного боку, то
технологічний зазор заливається бетонною сумішшю за допомогою
спеціальних підручних засобів. Бетонну суміш конусом 5-9 см укладають на
опорну частину фундаменту у вигляді призми з розмірами 150 х 50 х L мм, де
L - довжина фундаменту. Потім за допомогою скребка наносять порцію
бетонної суміші до точки контакту з попередньо напруженою бетонною
частиною. Після виконання всіх робіт по всій довжині фундаменту
проводиться герметизація швів, що впливає на армування бетонної суміші.
Роботи тривають до повного заповнення порожнини бетонною сумішшю.
Потім монтують опалубку з відкритого боку і також заповнюють її бетонною
сумішшю [11].
Після ущільнення бетонної поверхні, до появи цементного молока на
поверхні укладеної бетонної суміші, проводиться ущільнення поверхні.
Завершальною операцією буде згладжування поверхні, а також обов’язкове
поверхневе ущільнення верхнього шару бетонної суміші [11].
Переваги методу полягають у наступному:
- відсутність шарування бетонної суміші по висоті;
- Роботи можна проводити у важкодоступних місцях, де недоступна
важка будівельна техніка.
Недоліки цієї технології полягають у наступному:
- висока частка ручної праці;
- низька продуктивність праці;
- Обмеження в площині порожнини.
Цей спосіб застосовують переважно для бетонування порожнин під
технологічним обладнанням невеликих розмірів у плані до 1,0 х 2,0 м або як
додатковий захід при влаштуванні покриттів з використанням вібраційного
впливу на бетонну суміш.
Першим узагальнюючим нормативним документом з рекомендаціями
щодо порядку заповнення пустот під спорудами стала «Інструкція по
безфутеровочному монтажу споруд на підприємствах хімічної промисловості»
[14].
Інструкція поширюється на монтаж і поставку бетонних сумішей для
обладнання: компресорів, насосів, центрифуг, фільтрів тощо, за винятком
колонного та баштового обладнання, яке потребує анкерних болтів для зняття
оснастки після установки на фундаменти. [14].
Ця інструкція є рекомендацією для проектних, монтажних і будівельних
компаній, а також для виробників пристроїв з урахуванням відповідних вимог
(рис. 1.2).
Інструкція рекомендує наступні параметри та технологічні вимоги:
- при бетонуванні використовувати жорсткі бетонні суміші;
- Висота опалубки повинна перевищувати основу блоку мінімум на 40
мм.
- Ширина віброчаші не повинна перевищувати 3 м.
Вібрація припиняється тільки тоді, коли бетонна суміш виявляється на
протилежній стороні основи.
На великих будівельних поверхнях в середній частині основи роблять
отвори для ущільнення бетонної суміші.

Рис. 1.2 Пристрій для вібраційного підливу (приклад) [14]:
1 - лоток-накопичувач (жестяний або дерев'яний); 2 - бетонна суміш; 3
опалубка; 4-обладнання для монтажу; 5 - вібратор.

Як видно з цього переліку вимог, багато параметрів зазвичай
перераховуються і не завжди можуть бути застосовані до конкретної установки
бетонного заводу. Наприклад, використання твердих бетонних сумішей
обмежує розміри технологічних пустот і потребує освітлення. У багатьох
випадках робити отвори в землі просто не можна, тому слід використовувати
інші методи [14].
Технологія методу заливки під обладнання з використанням
вібраційного впливу на бетонну суміш є більш досконалою в порівнянні з
методом механічного закачування. Нижче представлена блок-схема способу
заливки бетонної суміші під великі промислові об'єкти на завершальному етапі
їх монтажу з використанням додаткових вібрацій.

Рис. 1.3 Влаштування бетонного підливу під великогабаритне
промислове обладнання з застосуванням способу вібраційного впливу:
1 - опалубка; 2 - обладнання; 3 - лоток-накопичувач; 4 - вібратор; 5 -
підливна суміш; 6 - фундамент.

Наступним етапом у розвитку технології пустотного бетонування став
спосіб заливки бетонної суміші під технологічне обладнання на завершальній
стадії його монтажу [15], що включає установку опалубки по контуру
фундаменту та несучої оболонки. з заглибними вібраторами між лотком-
накопичувачем і фундаментом, які перед переходом від опорної оболонки до
вібраційної камери, кінці якої жорстко закріплені, розподіляються по всій
гравітаційній поверхні за допомогою стрижнів, які є розташований на
протилежному боці від допоміжне корпусне обладнання. Метод, розроблений
співавторським колективом Верстовим В. В., Тишкін Д. Д., Романовський В.
К. [16].
Заливка під конструкцію (рис. 1.4) здійснюється додатковим вібраційним
тілом, наявним в об’ємі підливної конструкції, що складається з ряду брусків
8-12 мм (поз. 5), розташованих вертикально з кроком. від 200 до 400 мм і
розташовані на їх кінці на одній довгій стороні пристрою. Стрижні з'єднані з
вібратором, що дозволяє передавати на них поздовжні коливання (поз. 9).
Спосіб приготування соусу реалізують наступним чином: [16] . Опалубка
монтується на певній відстані від каркаса зібраного і перевіреного обладнання.
Далі на всі поверхні між основою і пристроєм укладають арматурні дроти з
кроком 200-400 мм. Потім з одного боку фундаменту встановлюється
приймальний желоб - привід з опорою на фундамент з глибинними
вібраторами, що входять в комплект. З протилежного боку лотка кінці стрижнів
з’єднані з вібраційною трубкою.

Рис. 1.4 Технологічний спосіб підливки бетонної суміші під
устаткування при додатковому вібраційному впливові :
1 - обладнання; 2 - опалубка; 3 - лоток-накопичувач; 4 - основний
вібратор; 5 -металеві стрижні; 6 - бетонна суміш підливи; 7 - віброобойма; 8 -
станина обладнання; 9 - додатковий вібратор; 10 - напрямок коливань; 11 –
фундамент

До віброоб'єму стаціонарно прикріплений додатковий вібратор, який
передає поздовжні коливання в площині, паралельній горизонтальній поверхні
фундаменту. Потім починають заливати бетонну суміш в опорний лоток. З
першого моменту транспортування бетонної суміші в простір між поверхнею
фундаменту і каркасом споруди на вібраторі знаходиться додатковий вібратор.
Подача припиняється при появі бетонної суміші з боку технологічного зазору,
протилежного лотку, розмітка поверхні бетонної суміші повинна бути над
опорною частиною обладнання через товщину рами обладнання. Після цього
вимикають вібратор, знімають хомут, розбирають лоток - привід із зануреними
вібраторами, прути залишаються в бетонній розчиновій оболонці, яка
заливається під конструкцію.
Цей метод має такі переваги перед описаними вище [16]:
- можливість уніфікації підходу виконавців для досягнення якісного
виконання закачування бетонних сумішей для обладнання;
- відсутність розшарування бетонної суміші, що закладається;
- Забезпечення високої якості поверхні бетонного блоку після демонтажу
опалубки (відсутність западин на поверхні бетону, нещільних плям і т.д.);
- підвищення продуктивності праці за рахунок скорочення часу на
виконання технологічних операцій за рахунок віброобробки бетону в зазорах
між конструкцією та основою;
- рівномірний розподіл щільності бетонної суміші по всіх зонах
використання.
Недоліками даного методу [16] є обмежені технологічні можливості,
тобто. Стандартні пристрої, такі як вібраційні чаші та вібраційні ванни.
Можливість формування зон з повітряними пустотами, застосування
тихохідних сумішей, що вимагають застосування додаткових вібрацій,
обмеження порожнини по висоті порожнини і неможливість застосування
процедури при обмеженні ударних вібрацій на навісне обладнання. .
На сучасному етапі розвитку машинобудування, хімічної, енергетичної
та інших галузей промисловості потужність агрегатів постійно зростає, що
призводить до необхідності встановлення великогабаритних агрегатів із
значним діапазоном рівня посилення. Крім того, такі пристрої часто мають
нерівну поверхню та різноманітні технологічні включення (трубопроводи
охолодження, опалення, системи керування тощо) [16]. Це призводить до того,
що відстань між фундаментом і підставою пристрою перевищує норму.
Існуючі способи бетонування пустот не здатні забезпечити якісне заповнення
таких порожнин бетонною сумішшю.
Для вирішення цих проблем були визначені такі рішення:
- Бетонування пустот ін'єкційним способом в поєднанні з раціональними
технологічними параметрами;
- бетонні суміші, що самоущільнюються.
- Зниження трудомісткості за рахунок використання типових
технологічних пристроїв і пристроїв.

Способи введення бетонної суміші в конструкцію
З метою розробки нової технології бетонування пустот під основою
промислових об’єктів додатково досліджено способи введення бетонної
суміші в конструкцію та проведено порівняльний аналіз. Залежно від типу
конструкції, параметрів бетонної суміші та обсягу робіт технічні умови
вимагають наступних технологій подачі бетонної суміші в опалубку бетонної
конструкції [12,13]:
1. Доставка суміші автомобільним транспортом безпосередньо до місця
монтажу, доставка з рівня стоянки або через спеціальні бетонні мости чи
естакади.
Переваги: Простота (відсутність проміжних перевантажень, відсутність
потреби в кранах); Бетонна суміш будь-якої мобільності з наповнювачем будь-
якого розміру.
Недоліки: обмежені розміри, можна використовувати для конструкцій
нижче маркування автобетонозмішувача (підлоги промислових будівель, доріг,
земельних ділянок тощо); висока вартість використання шляхопроводів.
2. Навантаження бетонних ковшів монтажним обладнанням.
Переваги: суміш будь-яких параметрів; можливість досить точного
дозування суміші; Велика дальність доставки: поворотні крани до 30 м,
баштові крани до 60 м.
Недоліки: додаткове навантаження і додатковий час на укладання
суміші; наявність «мертвих» зон в важкодоступних конструкціях.
В даний час в місцях розташування промислових і цивільних будівель це
один з основних способів подачі бетону на робоче місце.
3. Подача конвеєрними стрічками.
Використовують стаціонарні або мобільні комплекси на базі автомобілів
або тракторів, обладнані робочими стрілами довжиною 10–20 м і оснащені
конвеєрними стрічками для подачі бетонної суміші [12, 13].
Переваги: не потрібно кранове обладнання; висока продуктивність
(постійна подача).
Недоліки: обмежена мобільність (до Р2); кут підйому стріли конвеєра не
більше 15°; ефективний лише у великих кількостях.
Застосовується при бетонуванні конструкцій нульового циклу: цоколів,
стін підвалів, підлог, перекриттів тощо, а також надземної частини не вище 4-
6 м.
4. Транспортування бетонної суміші бетононасосами. Використовуються
стаціонарні або мобільні комплекси машинного базування. Закачування
бетонної суміші здійснюється безпосередньо в конструкцію за допомогою
сталевих труб діаметром 100-200 мм з гнучким наконечником. Укладання
бетону за допомогою бетононасосів рекомендується при зведенні конструкції
з інтенсивністю перекачування не менше 5 м3/год, також є показання до
застосування в невеликих приміщеннях і в місцях, недоступних для інших
засобів механізації [12.13].
Переваги: висока продуктивність (безперебійність), відсутність потреби
у відводах, відсутність «мертвих зон» (практично в кожній точці); Додавання
бетонної суміші до герметичних труб покращує однорідність і полегшує
монтаж. При цьому частково зменшується об’єм пустот і покращується
покриття частинок заповнювача цементною плівкою, що призводить до
деякого збільшення міцності бетону (10-20%); Застосування бетонопроводів
малого діаметра (100-125 мм) і відкидних розподільних стріл дозволяє
повністю механізувати найбільш трудомісткі процеси доставки і роздачі
бетонних сумішей і звести до мінімуму (в 3-4 рази) трудовитрати. ). для
прокладання крану) [12.13].
Недоліки: Обмеження параметрів бетонної суміші: ОК не менше 8 см;
розмір щебеню не більше 40 мм; значні витрати на промивку труб, [12,13].

З розглянутих способів видно, що транспортування бетонних сумішей
через бетононасосні системи найкраще підходить для бетонування
важкодоступних місць, які найчастіше зустрічаються на промислових
підприємствах.

1.2 Порівняльний аналіз бетононасосів

Розглянемо види бетононасосів докладніше. Бетононасоси
класифікують за такими критеріями: [17]:
1. Залежно від режиму роботи: з безперервною і періодичною подачею
бетонної суміші (шлангові або поршневі);
2. За типом приводу: гідравлічний і механічний;
3. За характеристиками: стаціонарні та автомобільні;
4. За кількістю циліндрів: одно- та двоциліндрові;
5. За типом двигуна: дизельні та електричні;
6. Залежно від виду робочої рідини, що приводить в рух поршні: масляна
і водяна гідравліка;
7. Залежно від виду подачі бетону: вакуумні та поршневі.
Щоб вибрати бетононасос за режимом роботи, проводимо порівняльний
аналіз поршневих і шлангових роторних насосів.
Бетононасоси поршневі.
Поршневе бетононасосне обладнання є найбільш поширеним видом
бетононасосів в Україні. Він транспортує суміш на висоту 250 метрів.
Максимальна продуктивність таких пристроїв становить 200 кубометрів на
годину.
Поршневий бетононасос працює за таким принципом:
- Бетонна суміш подається в приймальний бункер. Для збереження
однорідності і запобігання розшарування суміш постійно перемішують;
- Потім за допомогою поршневих поршнів суміш подається в
бетонопровід;
- Завдяки конструктивним особливостям бетононасоса рух клапанів і
поршнів розподільного механізму синхронізовано.
Само собою зрозуміло, що поршневий бетононасос в процесі
експлуатації сильно зношується. Це пояснюється тим, що бетонна суміш може
проходити між механічно діючими механізмами. Розчин потрапляє в
порожнину циліндра в момент, коли поршень насоса здійснює всмоктуючий
рух. Однак під час інжекційного руху суміш викидається в трубопровід. Суміш
перекачується невеликими ривками поршневими бетононасосами.
Гідравлічний поршневий бетононасос характеризується більш тривалим
терміном служби, пристрої цього типу забезпечують практично постійну
швидкість перекачування. Великий хід поршня від 1500 до 2500 мм забезпечує
рівномірне розтікання бетонної суміші [18]. Крім того, гідравлічний
поршневий агрегат створює більш високий тиск, ніж роторний бетононасос,
значно збільшуючи висоту подачі та площу бетонної суміші.
Бетононасоси відцентрові
Ротаційні насоси спочатку використовувалися в медицині, хімії та інших
областях. Промисловість завдяки своїй простоті, так як рухоме середовище не
контактує з рухомими частинами насоса.
Конструкція роторних насосів дозволяє використовувати їх у дуже
широкому діапазоні застосувань [18,19]:
- від дуже легких до дуже в'язких рідин;
- від мастильних матеріалів до сухих рідин, які можуть блокувати рухомі
частини;
- Рідини, що містять абразивні частинки;
- агресивні та агресивні рідини;
- Бакалія.
Такі насоси мають широку сферу застосування, параметри якої наведені
в (табл. 1.1).

Таблиця 1.1. Основні сфери застосування роторних насосів
Область Основні області застосування
промисловості
Нафтохімічна Легкі і важкі Мастило Бітум і гудрон
промисловість вуглеводні

Бензол і толуол Бензин Фенол

Дизель Нафтове паливо Сира нафта
Технологічні Нафтохімічні Всі види масел
рідини продукти
Хімічна Кислоти і Розчинники Мастила
промисловість концентровані

кислоти

Аліфатичні та Аддитиви Віск
сірчані кислоти
Гліцерин Латекс Полімасла
Клейкі речовини Лужні розчини Емульсії
Мила і миючі Каустична сода Розчинники
засоби
Рідка сірка Суспензія каучуку Парафін

Пластифікатори Крохмалі Бурові розчини на
масляній основі
Полімери/ Поліестер Смоли
волокнисті
суспензії
Морська Перекачування Нафтове паливо Дизель
промисловість і танкерних рідин
суднобудування
Трюмна вода Буровий розчин, Морська вода

шлам, дубильний
сік
Масло вторинного Відпрацьоване Стічні води
використання масло
(Перероблене)
Завантаження й Технічні рідини і Відходи
розвантаження вода
вантажів
Нафтогазова Хімічні продукти Всі типи масел Сира нафта
(допоміжне
насосне Легкі і важкі Бітум і гудрон Бурові розчини
обладнання) вуглеводні
Целюлозно- Кисла вода Ізоціанат Каустична сода
паперова
Буровий розчин Деякі Крохмаль
технологічні
рідини
Целюлоза / Клейкі речовини Нафтове паливо
волокнисті
суспензії
Загальна Барвники, Загусники Аддитиви
промисловість пігментні пасти, і
чорнило
Технічна вода Луг Стічні води
Емалі і фарби Емульсії Вапно
Харчова та Рослинні і Фруктові соки, Сиропи і меляса
фармацевтична тваринні масла пасти, джем
промисловість
Тваринні жири Лецитин Крем
Алкоголь Шоколад Карамель і фадж
Соуси і тісто Молочні продукти Вина

Відцентрові насоси використовуються в будівництві, зокрема для
перекачування бетону. Завдяки конструктивним особливостям роторний
бетононасос сприяє рівномірному надходженню бетонних сумішей, навіть
малотекучих. Пристрої такого типу мають менший рівень шуму при
працюючому двигуні.
Принцип роботи [20]:
- Бетонна суміш переміщується за допомогою ротора, на якому для
внутрішньої частини передбачені спеціальні притискні та притискні ролики.
- Бетононасос має прогумований отвір з армованим шлангом всередині.
Діаметр шланга не повинен перевищувати 125 мм;
- При обертанні ротора прогумовані гумові ролики проштовхують
бетонну суміш з бункера в трубопровід.
У роторно-рукавному бетононасосі з гідравлічним приводом два
прогумованих ролика 3 (рис. 1.5) ротора 4 прокочуються через ділянку
еластичного шланга 1, закритого в напівкруглій камері насоса 2, і видавлюють
бетонну суміш у новостворену підключений напірний шланг 5. Еластична
зміна форми шланга створює розрідження у всмоктуючому шлангу 9,
необхідне для відсмоктування бетонної суміші з приймальної воронки 7.
Лопатевий змішувач 8 при безперервному перемішуванні суміші. Сучасні
ротаційні бетононасоси мають продуктивність 3 ... 60 м 3 /год і транспортують
бетонну суміш до 300 м по горизонталі і до 70 м по вертикалі [19,20].
Якщо у відцентровому бетононасосі виникає засмічення, його можна
усунути, запустивши двигун у зворотному режимі. Витратні матеріали можна
легко замінити. Основним недоліком таких бетононасосів є невеликий термін
служби армованого шланга. Тверді будівельні матеріали можуть швидко і легко
пошкодити його під час експлуатації. При цьому відцентровий бетононасос
характеризується низькими витратами на обслуговування та ремонт.
Ще однією перевагою роторних насосів є плавне керування потоком
суміші шляхом регулювання швидкості двигуна, що дозволяє значний діапазон
контролю над продуктивністю бетононасоса, зберігаючи постійний потік
суміші. Крім того, роторні бетононасоси мають невеликі габарити, що
дозволяє використовувати їх в обмежених умовах (наприклад, у виробничому
цеху).

Рис.1.5. Роторно-шланговий бетононасос:
1-еластичний шланг; 2 - насосна камера; 3 - ролик; 4 - ротор; 5 - напірний
рукав; 6 - бетоновод; 7 - приймальний бункер; 8 - лопастевий змішувач; 9 -
всмоктуючий рукав.

Враховуючи особливості роботи та технічні характеристики описаних
вище моделей відцентрових і поршневих бетононасосів, варто відзначити, що
найбільшою популярністю в Україні користуються гідропоршневі агрегати.
Незважаючи на те, що роторний бетононасос обходиться власнику відносно
недорого в ремонті, бетононасос з гідравлічним підйомником довговічніше,
надійніше і набагато продуктивніше.
Однак при заповненні закритих об’ємів слід подбати про те, щоб
забезпечити постійну швидкість подачі бетонної суміші протягом усього циклу
заливки. Цим вимогам відповідають насоси з постійною подачею - роторно-
рукавні. Хоча виробництво таких бетононасосів обмежене, в основному такі
бетононасоси продаються в Японії, а в Україні безпоршнева система
продається в обмеженій кількості.
В Україні в основному використовуються імпортні бетононасоси від
різних виробників. Лідерами є південнокорейський виробник
KCPHeavyIndustriesCo. GmbH”; колишньої італійської, а тепер китайської
компанії Cifa, пакет управління контролем належить Zoomlion і Putzmeister –
китайському виробнику спецобладнання Sany [22,23].
Всі ці виробники використовують поршневу систему впорскування.
Характеристики бетононасосів різних виробників наведені в таблиці. 1.2. Дані
взяті з офіційних каталогів виробників.
Ці виробники не єдині компанії, які постачають подібне обладнання в
Україну. Також варто відзначити таких відомих виробників, як компанії:
Schwing, Waitzinger, Mecbo, Elba, DongYang та інші. Характеристики
бетононасосів цих компаній можна порівняти з наведеними в таблиці. 1.2.
Характеристика, наведена в таблицях, є відносним діапазоном
регулювання продуктивності бетононасоса. Що можна розрахувати як
відношення різниці між регламентованими значеннями і максимальною
продуктивністю моделі, що розглядається?
ОД =(Пмакс- Пмін)Пмакс × 100, [%] (1.1)
Приклад розрахунку:
Автобетононасос Cifa K62HXRZ Carbotech має наступні технічні
показники:
- максимальна теоретична продуктивність (Пмакс), м
3 - 179;
- мінімальна теоретична можлива подача (Пмін), м
3 - 105.
З характеристик продуктивності знаходимо діапазон регулювання:
Діапазон регулювання (Д), м3 = 179-105 = 74.
Отримана характеристика не в повній мірі відображає можливість роботи
даного бетононасосу, більш «точна» характеристика може бути розглянута
через моделювання діапазону від мінімальної до максимальної продуктивності
агрегату.
Відносний діапазон регулювання (ОД),% = (74/179) х100 = 41%

Таблиця 1.2.Характеристики поршневих бетононасосів
Тип бетононасосу ОД,%
Автомобільний Стаціонарний
Виробник Продуктив Продуктив
Висота Висота
ність, ність,
подачі, м подачі, м
м3/год. м3/год
Мін / макс
KCP 70/170 17/65 60/90 - 32
Cifa 87/179 24/61 30/87 100/220 41
Zoomlion 90/200 38/56 49/80 90/133 40
Putzmeister 90/200 20/64 4 * / 83 350 47
* Розчинонасос, здатний подавати бетонні суміші з макс. фракцією 16мм.
Як було сказано вище, наявність відцентрових бетононасосів в Україні
обмежена, а кількість офіційної інформації про них мінімальна. Тому дані про
основні характеристики, наведені в таблиці 1.3, були взяті з паспортів
власників бетононасосів.

Таблиця 1.3. Характеристики роторних бетононасосів
Виробник Тип бетононасоса ОД,%
Автомобільний Стаціонарний
Продуктивні Висота Продуктивні Висота
сть, м3/год сть, м3/год подачі, м
подачі, м
Мін / макс
HINO Ranger 3/35 14/21 2-20 - 91
MITSUBISH 5/30 14/21 - - 83
I Canter
DCP 3/37 18 - - 91
ISUZU 3/60 15/70 - - 91
Vector

Як видно з наведених вище таблиць, відносний діапазон регулювання
продуктивності бетононасоса значно вище для роторних насосів, що є
безперечною перевагою при бетонуванні особливо складних конструкцій.
Можливість подачі суміші з мінімальною швидкістю також є істотною
перевагою при бетонуванні порожнин під підлогою промислових цехів.

1.3 Вимоги до бетонних сумішей, що подаються бетононасосом і
обґрунтування вибору бетонних сумішей, які самостійно ущільнюються.
Бетонні суміші, призначені для транспортування по трубопроводах,
повинні мати високу в'язкість, однорідну структуру, достатню рухливість і
необхідні фізико-механічні властивості бетону (міцність при стиску,
водостійкість, морозостійкість та ін.).
Достатня рухливість [24] бетонної суміші означає, що її можна
транспортувати на обмежені відстані по трубопроводах, не викликаючи
розпушень і заторів.
Склад бетонної суміші слід підбирати таким чином, щоб при її русі в
бетонопроводі постійно зберігався шар стінки ковзання, зерна наповнювача не
торкалися один одного і тиск передавався рідкій фазі. Для відповідності цим
вимогам об'єм проб цементної маси повинен перевищувати об'єм пустот
суміші крупного і дрібного заповнювачів не менше ніж на 40 л / м 3. Зазвичай
таку суміш можна дуже легко ввести в структуру [24, 25].
В якості крупного заповнювача для бетонних сумішей рекомендується
використовувати гравій або щебінь. Максимальна зернистість крупного
заповнювача повинна бути не більше однієї третини внутрішнього діаметра
бетонної труби при використанні щебеню і 0,4 при використанні гравію.
Наявність гранул плоскої або голчастої форми більше 5% від маси призводить
до погіршення рухливості в бетонній суміші і прискореного зносу деталей
бетононасоса.
Підбором складу бетонної суміші, яка буде пропускатися по трубах,
повинна займатися будівельна лабораторія. Для визначення оптимального
складу визначають різні співвідношення між дрібним і великим
наповнювачами, що утворюють бетонну суміш з мінімальною витратою
цементу і конусного осаду [24, 25].
Неприпустимо збільшення витрати цементу при приготуванні бетонної
суміші порівняно з еталоном для підвищення рухливості бетонної суміші. При
ретельно підібраному зерновому складі крупних і дрібних заповнювачів
кількість цементу в бетонній суміші, що транспортується бетононасосами, не
відрізняється від витрат цементу на отримання рівнорухомої суміші, що
встановлюється іншими механізмами. Бетонну суміш із міжзерновими
пустотами, що перевищують об’єм цементного тіста, не можна перекачувати
[24, 25].
При визначенні витрат цементу слід враховувати необхідність
забезпечення необхідної марки бетону і в'язкопластичні властивості бетонної
суміші. Останнє досягається оптимальним вмістом бетонної суміші, що
складається з частинок цементу і піщаного пилу розміром до 0,14 мм. Їх
загальна вага повинна становити 350-410 кг/м3 суміші при використанні
крупногравійного наповнювача і 380-430 кг при використанні гравію. Витрата
цементу повинна становити не менше 300 кг/м3 бетонної суміші. Збільшення
вмісту частинок цементу і пилу більш ніж на 600 кг / м 3 різко підвищує
в'язкість суміші і, отже, її стійкість до поверхні бетонної труби при русі.
Пісок для бетонних сумішей, що перекачуються бетононасосами,
повинен містити до 3 - 7% пилу розміром менше 0,14 мм і 15 - 20% дрібних
частинок розміром менше 0,31 мм (рис. 1.6). При відсутності або
неможливості використання природного або подрібненого піску найдрібнішої
фракції його замінюють кам'яним або кварцовим порошком, золою та ін. Однак
не рекомендується збільшувати вміст дрібнодисперсних добавок більше ніж на
50% від маси цементу, оскільки в цьому випадку бетонна суміш погано
утримує воду і може легко відшаруватися [ 25 ].
Забезпечення достатньої рухливості бетонної суміші в тих випадках,
коли можливий комбінований підбір її компонентів, можна досягти
застосуванням високоефективних пластифікуючих добавок.

Рис.1.6 Графік рекомендованого гранулометричного складу заповнювачів
бетонних сумішей, що перекачуються трубопроводом

При дозуванні речовин, які поглинають повітря і виділяють мікрогаз,
необхідно враховувати, що велика кількість бульбашок повітря в бетонній
суміші може мати негативні наслідки під час перекачування [26].
Причина цього полягає в тому, що загальна кількість повітряних пустот
в бетонній суміші діє як повітряна подушка, яка стискається під впливом тиску,
що створюється в трубопроводі.
При виготовленні бетонної суміші необхідно звертати увагу на точність
дозування матеріалу відповідно до заданого складу бетону, стабільність його
рухливості і розподіл частинок відповідно до розмірів наповнювачів. Час
змішування має бути достатнім для отримання однорідної структури бетонної
суміші [26].
Найкраще для перекачування підходять бетонні суміші з властивостями
самоущільнення. Вимоги до таких сумішей «більш жорсткі», ніж вимоги до
сумішей для перекачування бетононасосами. Враховуючи специфіку певного
обладнання, де неприпустимі негативні наслідки вібрації, найбільш
актуальним є використання самоущільнювальних бетонних сумішей (СБС). У
наступному розділі описані вимоги та систематизація методів визначення
властивостей БДУ.

Вимоги до БДУ
Самоущільнювальний бетон (СКБ) - це бетон, який тече під дією власної
ваги без впливу додаткової зовнішньої енергії, звільняється від повітря, що
міститься в ньому, і повністю заповнює простір між арматурними стрижнями
та опалубкою.
BSU був стандартизований у 2003 році Німецьким комітетом із
залізобетону з публікацією нормативного документа DAFStb - Рекомендації
для самоущільнюючого бетону (Рекомендації SVB). У цьому документі
наведено терміни, пов’язані з BSU, а також зв’язок з іншими європейськими
правилами та методами тестування BSU. Таким чином, BSU офіційно
дозволено для використання в країнах Європи без додаткових дозволів і
погоджень. У 2008 році був прийнятий європейський стандарт EN 206-9, який
встановив вимоги до властивостей БСУ в редакції 2000 року (додаток і
доповнення до вимог до бетонних сумішей за основним стандартом EN 206-1
«Бетон. Специфікація», виробництво та контроль якості". Європейський
стандарт EN 206: 2011 визначає BSU як такий, що "може текти в пластичному
стані та ущільнюватися під дією Власна маса, опалубка з вбудованою
арматурою, повітропровід, бічні порожнини для заповнення тощо і таким
чином забезпечують однорідність суміші [27, 28].
Національні стандарти БДУ регламентують ДСТУ Б В.2.7-176:2008
«Бетонні суміші та бетони». «Загальні технічні умови», в яких зазначаються
основні характеристики бетонної суміші, осадка конуса (П1-П6), а вимоги до
опису та методики ДСНС посилаються на європейський стандарт EN 12350-5
2000 « Бетонна суміш» дивіться «Випробування» – Частина 5: Тестування» [
27.28].
Склад БСУ
Склад сировини бетонної суміші для виробництва БСУ зазвичай
базується на методі, розробленому Окамурою. Основою концепції цієї
технології є збільшення частки дрібних частинок пилу та розробка рецептур
на основі цих граничних умов [27, 28]:
1. Насипний об'єм крупних фракцій заповнювача не повинен
перевищувати 50% бетону;
2. Частка дрібних заповнювачів у розчинній частині має бути близько
40%.
Стандартний склад БДУ наведено в таблиці 1.4.

Таблиця 1.4. Базовий склад БСУ
Компонент Кількість, кг/м3
Цемент 380
Зольний пил або мелений вапняк 170
Вода 170-180
Пісок (фракція 0-2) 650
Дрібний щебінь (2-16) 950
Пластифікатор,% Мц 1-2

У більшості випадків властивості БСУ в значній мірі відповідають
властивостям звичайного бетону. БСУ може розроблятися як звичайний, так і
високоміцний бетон.
Переваги БСУ порівняно з традиційними видами бетону [29,30]:
- відсутність дефектів бетону, особливо при затвердінні;
- можливість використання менш масивної опалубної конструкції
(завдяки відсутності процесу вібрації бетону на опалубку не діють додаткові
динамічні та статичні навантаження) різної форми та конструкції;
- спрощення робіт з бетонування (відсутність робіт з ущільнення
бетонної суміші);
- міцне зчеплення арматури з бетоном і можливість збільшення частки
армування за рахунок проникнення бетону в найбільш важкодоступні місця;
- можливість подачі бетону безпосередньо через опалубку, наприклад
через отвір в нижній частині.
Аналіз оцінки економічної ефективності БСУ на основі європейського
використання цього виду бетону показав, що економія при бетонуванні за
рахунок того, що бетонну суміш не потрібно ущільнювати, може становити від
3 до 6 євро за м 3. Крім того, в деяких конструкціях (колони, колони і т.д.) часто
виникають перебої в подачі бетонних сумішей, пов'язані з їх ущільненням, а
при використанні БСУ такі перебої відсутні.
Аналіз властивостей БСУ показав, що цей бетон є найбільш придатним
[29,30]:
1. При бетонуванні на висоті або під водою, коли процес ущільнення
небезпечний для працівників;
2. У багатоармованих і складних бетонних конструкціях, де звичайна
бетонна суміш може проникати в місця, де герметизація неможлива, що в
кінцевому підсумку призводить до передчасної корозії арматури;
3. При бетонуванні конструкцій складної геометричної форми та
конструкцій, що пред'являють особливі вимоги до зовнішньої бетонної
поверхні;
4. При бетонуванні опор мостів, дамб, тунелів та інших важкодоступних
будівельних об'єктів, де необхідна постійна подача великої кількості бетонної
суміші в конструкцію і процес роботи ускладнений і небезпечний.
Проектування композицій БДУ зазвичай орієнтоване на забезпечення їх
реологічних властивостей на стадії пластичності. Показники міцності на стиск
проводяться в автоматичному режимі через технологічне обмеження величини
водоцементного відношення (зазвичай не вище 0,5-0,55) і відносно велику
витрату цементу на одиницю об'єму бетону.
Американський стандарт ACI 237R регулює споживання цементу не
менше 386 кг/м 3 , а рекомендації Європейської організації готових бетонних
сумішей (ERMCO) — не менше 380 кг/м 3 . Нові заводи збірного бетону в
США зосереджуються переважно на з використання технологій BSU. В
європейських країнах частка БСУ в загальній кількості використовуваного
бетону становить в середньому 5-8%. Є декілька прикладів застосування БДУ
в Україні [29, 30].
При будівництві мостів використовувалася бетонна суміш класу V60 при
зведенні опорних стовпів мосту Акасі-Кайко в Японії (введений в
експлуатацію в 1995 році) і анкерних блоків, на які вантові конструкції
тримають проліт мосту ( середній проліт мосту - 1953) м, що є рекордом у
світовій практиці мостобудування). Яскравим прикладом успішного
використання BSU є будівництво хмарочоса Burj Dubai в Дубаї (введений в
експлуатацію в грудні 2009 року). Загальна висота хмарочоса становить 828
метрів [29,30].
Процедура випробувань БДУ з лабораторним обладнанням
Важливу роль у розробці оптимального складу БДУ відіграють
реологічні дослідження. Методологія та послідовність досліджень, розроблена
за японською моделлю, включає лабораторні випробування сировини та
включає наступні етапи: [31]:
1. Експертиза проби цементу;
2. Експертиза розчину;
3. Експертиза бетонної суміші.
Для перевірки БСУ використовуються різні методи, які контролюють
здатність бетонної суміші розтікатися, вирівнювати і долати стійкість до
перешкод. Для проведення лабораторних досліджень в БДУ використовуються
як стандартні, так і спеціально розроблені прилади. Методи випробувань BSU
наведені в таблиці 1.5
Таблиця 1.5. Методи дослідження БСУ
Назва Схема Опис обладнання Випробування Вимога
обладнання
Конус Обладнання Проводяться при температурі Відносну ступінь
Хегерманна складається з трьох (20 ± 2) ° С. Конус Хегерманна за розтікання Г визначають
складових частин: допомогою воронки за формулою
Визначення
конуса Хегерманна, заповнюється суспензією або
швидкості Г = (F / F0) 2 - 1, де F0 -
воронки для його розчином. Потім він повільно
розтікання і діаметр конуса, дорівнює
заповнення та вертикально піднімається таким
в'язкості з метою 100 мм; F - діаметр
скляної основи чином, щоб вміст міг рівномірно
подальшого
діаметром 300 мм і витекти на скляну основу. Суміш розпливу
визначення
рівномірно розтікається по
потреби суміші в товщиною 5 мм.
основі. При цьому додаткове
воді
струшування не вимагається.
Після розтікання
штангенциркулем вимірюється
діаметр розтікання.
V-образна Обладнання За допомогою насадки воронка Відносний час
воронка для складається з заповнюється розчином в проходження розчину
розчину воронки на ніжках з кількості 1,2 л. Одночасно з через воронку
нержавіючої сталі з відкриттям засувки включається визначається за
Визначення
засувкою, яка секундомір, що фіксує час То формулою
швидкості
відкривається і з протікання розчину через
протікання і RM = 10 / То.
насадки для воронку
в'язкості полегшення Час проходження через
розчину.
заповнення воронки лійку повинен бути 9-10
розчином. секунд. Тому RM має бути
в діапазоні між 0,9 і 1,1.
Конус Абрамса Обладнання Прегорнутий конус Максимальний діаметр
складається з конуса заповнюється розпливання конуса
Визначення
Абрамса з свіжоприготованою бетонною повинен бути не менше
діаметра
нержавіючої сталі, сумішшю без ущільнення. Не 700 мм, час досягнення
розпливу конуса
плити основи з пізніше 90 секунд після діаметра 500 мм має бути
і часу розтікання
гладкою поверхнею наповнення конус піднімається у діапазоні від 3 до 6
бетонної суміші
і розмірами не вгору. Відразу включається секунд, а загальний час
до досягнення
менше 800х800 мм секундомір. По мірі досягнення
діаметра 500 мм, розтікання більше 45
(зазвичай розміри сумішшю діаметра 500 мм, а
а також секунд
плити 900х900 мм також
загального часу
або 1000х1000 мм) і
після завершення процесу
розтікання здійснюється
розтікання з розміткою 500 мм - фіксація часу. Після завершення
бетонної суміші. кола і центру розтікання визначається
максимальний діаметр
розпливання бетонної суміші.
Конус з Блокувальне кільце Див. попередній метод. Максимальний діаметр
блокувальним (діаметром 300 мм з Блокувальний кільце розпливання конуса
кільцем. закріпленими встановлюється по центру з повинен бути не менше
гладкими використанням наявного 650 мм.
Визначення
металевими маркування
діаметра
стрижнями
розпливання
довжиною 125 мм і
конуса і часу
діаметром 18 мм)
розтікання
при випробуваннях
бетону до
імітує арматуру.
досягнення
Кількість стрижнів
діаметра 500 мм залежить від
після крупності
проходження заповнювача
бетоном бетонної суміші і
блокувального може бути рівним
кільця. 10, 16 або 22. При
крупності до 16 мм
кількість стрижнів
приймається рівним
16 шт.
V-образна Обладнання З використанням насадки Час проходження
воронка для складається з воронка заповнюється бетонною бетонної суміші через
бетонної суміші. воронки на ніжках з сумішшю в кількості 10 літрів. воронку має бути від 10
неіржавіючої сталі з Одночасно з відкриттям засувки до 20 секунд [4;5]. Таким
Визначення
засувкою, яка включається секундомір, за чином, RВ має бути в
швидкості
відкривається і допомогою якого фіксується час діапазоні між 0,5 і 1,0.
протікання і
насадки для Т проходження бетонної суміші Час проходження
в'язкості
полегшення через лійку. бетонної суміші через
бетонної суміші.
заповнення воронки воронку має бути від 10
бетоном до 20 секунд [4; 5]. Таким
чином, RВ має бути в
діапазоні між 0,5 і 1,0.
L-подібний Обладнання За допомогою воронки Час досягнення позначки
ящик. складається з L- вертикальна частина ящика в 40 см (Т-40 см) має бути
подібного ящика з повністю заповнюється бетоном. в діапазоні від 3 до 6
Визначення
довжиною основи Одночасно з підняттям засувки секунд, ставлення висот
розтікання і
700 мм, в якому засікається час. Бетон проходить Н2 до Н1 має бути не
здатності долати
через ряд вертикальних менше 0,8.
перешкоди з для імітації
стрижнів, які імітують арматуру,
стрижнів арматури
і розтікається по горизонтальній
бетонними встановлені
частині ящика. Після досягнення
сумішами. стрижні. В
бетоном позначки в 400 мм
конструкції ящика є
фіксується час. Крім того, після
засувка і воронка
завершення процесу розтікання
для його
вимірюються рівні бетонної
заповнення.
суміші в місці заповнення (Н1) і
в місці досягнення крайнього
положення (Н2).
Ящик Каджіма. Обладнання Через конус і трубку ящик Ступінь заповнення в
складається з ящика заповнюється бетонною відсотках дорівнює
Визначення
з плексигласу сумішшю (Зі швидкістю 5 л за 5 h2x100/ h1. Якщо ця
ступеня
розмірами сек.) до рівня, коли закриється величина
заповнення і
500x300x300 мм з верхній стержень з боку
здатності долати більше 95%, то це вимога
трубкою заповнення. Після заповнення
перешкоди виконується.
(Співвідношення вимірюється висота рівня з боку
довжини і діаметра заповнення (h1) і з протилежного
500/100 мм) і конуса боку (h2).
для наповнення
висотою 100 мм.
Усередині ящика в
якості імітації
арматури
встановлені бар'єри
з стрижнів
діаметром 16 мм.
Всього 5 рядів в
кожному по 7
бар'єрів
Тестовий ящик Обладнання Ліва частина ящика повністю Різниця між рівнями в
для бетонної складається з заповнюється бетонною обох частинах ящика
суміші ящика, виконаного з сумішшю. Після заповнення повинна бути не більше
нержавіючої сталі за відкривається засувка і частина 20 мм.
Визначення
визначеними бетонної суміші переміщується
рухливості і
розмірами. Ящик через рамку зі стрижнями в
здатності долати
має праву частину. Після стабілізації
перешкоди
перегороджуючу процесу перетікання вимірюють
бетонними
засувку і рамку зі висоту
сумішами
стрижнями, які рівнів бетонної суміші в лівій і
імітують арматуру. правій частинах.
Трьохсекційна Трьохсекційна Циліндрична форма під кутом 45
циліндрична циліндрична форма градусів повністю заповнюється
форма загальною висотою бетонною сумішшю (З розміром
450-500 мм, заповнювача до 16 мм) і
Визначення
висотою секції 150 відстоюється у вертикальному
рівномірності
мм і діаметром 150 положенні до початку
розподілу
мм, розділена на схоплювання близько 30 хвилин.
заповнювача в
секції двома За допомогою двох
бетоні за
засувками, три горизонтальних засувок бетонна
рахунок
ємності, ваги з суміш в циліндрі розділяється на
промивання
точністю 1 гр, сито з 3 секції, і вміст кожної із секцій
бетонної суміші
розміром осередку 8 зважується. Потім вміст кожної з
і подальшого
мм трьох секцій промивають і
просіювання
просівають на ситі з розміром
заповнювача
осередку 8 мм. Матеріал після
просіювання висушують і
зважують. Таким чином,
рівномірність розподілу
заповнювача визначається
шляхом порівняння трьох мас
сухого заповнювача розміром 8-
16 мм, отриманого з трьох секцій
після промивання і просіювання

Аналіз характеристик і вимог до БСУ виявив, що БСУ використовується
для розробки технології бетононасосних систем для бетонування пустот у
конструкціях з обмеженими вібраційними навантаженнями, коли досягається
максимальне зчеплення свіжих бетонних сумішей з днищем системи.

1.4 Огляд конструктивних типів полостей і їх класифікація
Щоб остаточно визначитися з напрямком удосконалення технології
заповнення пустот бетонною сумішшю, необхідно чітко усвідомити
особливості вимог до різних типів пустот, які є актуальними на даний момент
[12]. Для вирішення цієї проблеми проаналізовано можливі конструктивні
рішення порожнин, на основі яких розроблено класифікацію. При класифікації
порожнеч враховувалося, що порожнечі можуть виникати не тільки при
монтажі обладнання між цоколем і каркасом промислових підприємств, але і в
елементах будівель і споруд (наприклад, штукатурка зі знімною опалубкою),
які також мають виникати при будівництві. суміші заповнені, що значно
збільшує різноманітність можливих типів порожнин. Якщо поглянути лише на
порожнечі, що утворюються на стику обладнання фундаменту, то вони не є
складними за своєю природою. Згідно з діючими правилами монтажу
технологічних пустотних пристроїв порожнини утворюються чотирьох видів
[12]:
- Монтаж приладів за допомогою регулювальних гвинтів;
- Монтаж приладів з металевими підкладками;
- Встановлення приладів з інвентарними розетками;
- Монтаж обладнання з фундаментними гайками.
Ці методи також включають створення пустот між фундаментом і
металевою опорною плитою, які утворюють основу збірного обладнання та
систем, що використовуються в ряді галузей промисловості. Розроблена
класифікація представлена в роботі у вигляді таблиці. Для кожного виду пустот
наведені можливі варіанти способів бетонування та характерні особливості
даного конструктивного типу порожнин, які необхідно враховувати при
розробці технології їх заповнення.

Висновки по 1 розділу

1. Відомі способи бетонування порожнин, в яких виявлено ряд недоліків,
це, насамперед, обмеження висоти порожнин і відсутність можливості
бетонування порожнин, у тому числі технологічних ущільнень.
2. Показано особливості бетонування бетононасосами. Відповідно до
сформульованої гіпотези запропонованої технології бетонування пустот суміш
повинна подаватися рівномірно з малою витратою з бетонопроводу.
Встановлено, що оптимальним типом бетононасоса з точки зору експлуатації
є роторна система за своїми характеристиками.
3. Наведено основні вимоги до бетонних сумішей, що перекачуються
бетононасосами. Застосування БСУ успішно зарекомендувало себе при
бетонуванні пустот бетононасосами, до яких пред'являються більш жорсткі
вимоги в порівнянні з вимогами до сумішей при перекачуванні
бетононасосами.
4. На основі сучасних вимог та конструктивних рішень пустот визначено
необхідність обґрунтування нової технології бетонування шляхом закачування
бетону в об’єм пустот з метою усунення недоліків існуючих способів
бетонування пустот згідно п.1. .
5. Тому метою даної роботи є проведення аналізу з метою обґрунтування
нової технології бетонування пустот під промисловими об’єктами
ін’єкційними методами з метою досягнення якісного заповнення пустот
висотою понад норму (80 мм) до досягнення, яке містить технологічні
включення для забезпечення раціональних технологічних параметрів процесу
6. Відповідно до поставленої мети необхідно вирішити наступні
завдання:
- обґрунтувати спосіб подачі бетонної суміші в порожнину між основою
та пристроєм, що відповідає критерію максимально можливої продуктивності
при одночасній подачі суміші з кількох сторін;
- визначити вплив різних технологічних ущільнень товщини порожнини
на розподіл бетонної суміші;
- аналіз теоретичних і фізичних моделей протікаючих процесів;
- аналіз експериментальних досліджень розроблених рішень для
визначення раціональних параметрів бетонної суміші в порожнині, включаючи
технологічні включення з кількох сторін, на основі оптимальної швидкості
подачі з метою досягнення якісного заповнення за допомогою високомобільної
будівлі. суміш з високим ступенем рухливості;
- обґрунтувати доцільність та проаналізувати ефективність розроблених
технологічних рішень бетонування пустот та доцільність їх застосування на
практиці, визначити техніко-економічний ефект від їх використання.
РОЗДІЛ 2. ОБГРУНТУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЇ БЕТОНУВАННЯ
ПОЛОСТЕЙ
2.1 Теоретичні основи для розробки нового методу бетонування полостей
Для розробки нової технології бетонування пустот, що відповідає
сучасним вимогам, необхідно визначити напрямок, на основі якого буде
прийнято рішення щодо запропонованого способу. Для цього розроблено
класифікацію існуючих і теоретично можливих процесів бетонування
порожнин, з яких у майбутньому буде обрано новий процес заповнення
порожнин. Основною ознакою поділу способів бетонування є використання
або відсутність примусового ущільнення бетонної суміші. Крім того,
необхідно розділити способи подачі бетонної суміші: власною вагою
(самоплив) і за допомогою тиску (нагнітання). При бетонуванні різних
порожнин найважливішим чинником у розподілі способів є розташування тіла,
до якого подається бетонна маса (підлога, бетонна труба та ін.), по відношенню
до порожнини (з периферії, на верхньому рівні), [32].
Класифікація процесів бетонування пустот:
I Бетонування від краю порожнини [32]:
1. Вібраційна технологія:
1.1. Традиційна вібраційна технологія з використанням твердих і
нерухомих бетонних сумішей, що подаються з резервуара;
1.2. І з використанням додаткового подразника у вигляді віброгенератора
під підлогою промислового апарату;
1.3. Подача бетонної суміші з бетонопроводу поруч з вібраційним тілом.
2. Безвібраційна технологія з самоущільнювальними бетонними
сумішами [32]:
2.1 Подача суміші з жолоба корпусу приводу з одного боку порожнини,
утвореної периферійно до виходу бетонної суміші з протилежного боку;
2.2 Подача бетонної суміші в опалубку з одного боку до появи бетонної
суміші з протилежного боку;
2.3 Подача суміші бетонними трубами з двох (трьох і т.д.) сторін в
залежності від рельєфу місцевості;
2.4 Заливка суміші, яка ущільнюється самостійно шляхом витягування
тонких пруткових елементів (рух вперед і назад - рух вперед-назад) на
власному пристрої.
II Бетонування порожнини верхнього поверху:
3 Видача бетонної суміші через отвори (отвори) в основі [32]:
3.1 Подача відбувається під механічним тиском (за допомогою
бетононасосів);
3.2 Подача через бункер (вібраційний бункер) «Вивантаження»
відбувається за допомогою гідростатичної бетонної колони з регулюванням
тиску.
III Інше:
4 Механічний спосіб очікування;
5 Ін'єкція;
6 Метод занурення.
Варіанти застосування методів бетонування для різних пустотних
конструкцій наведені в розділі 4.

2.1.1 Вплив конструктивних особливостей порожнини
Для обґрунтування технології бетонування пустот, пустот, заповнених
бетонною сумішшю, необхідно враховувати такі характеристики: [15, 32]:
Відношення висоти порожнини до її площі. Очевидно, що при великих
площах і малій висоті порожнини її складно заповнити через підвищений опір
руху бетонної суміші. Крім того, можливе затримання повітря під час руху
потоків бетонної суміші, що може призвести до різноспрямованої подачі
суміші з периферії.
Наявність включень в порожнині. Найчастіше під підлогою обладнання
(рис. 2.1) прокладають труби, наприклад, труби системи охолодження тощо,
що значно ускладнює процес заповнення порожнини бетонною сумішшю. У
таких випадках перед застосуванням технології заливки доцільно провести
моделювання з метою відстеження процесу заливки руху бетонної суміші та
вибору оптимальних параметрів бетонування: рухомість суміші; Швидкість
доставки бетонної суміші; тип бетонної суміші тощо. Також провести
моделювання оптимального розташування отворів (висоти порожнини) для
уточнення забезпечення надійного заповнення порожнини бетонною сумішшю
[15, 32].

Рис. 2.1 Схема фрагмента порожнини з трубчастими включеннями: 1- дно
приладу; 2-кратний; 3-трубчасті включення; 4 - Основа.

Форма базової площі. Застосування пристроїв з увігнутою поверхнею
вкрай небажано, оскільки важко видалити повітря з верхньої частини
порожнини і утворити повітряну лінзу в середині дна. Бетонування в цьому
випадку можливо тільки від центру зверху, але створення технологічних
отворів в нижній частині обладнання часто неможливо. Опукла конусоподібна
форма поверхні основи приладу дозволяє встановлювати пристрій шляхом
розміщення його у свіжоукладеній бетонній суміші на каліброваних опорах
(занурення, рис. 2.2), [15, 32].

Рис. 2.2 Схема бетонування методом занурення:
1-нижня частина пристрою опукла; 2-Свіжоукладена рухома бетонна суміш;
3-опалубка; 4 опори; 5 розрив по контуру.

Доступ до порожнини можливий тільки зверху (закрита порожнина).
При складанні важкого устаткування зверху часто ставлять металеву ребристу
пластину (рис. 2.3), яка витримує вагу устаткування. Пристрій встановлюється
після заповнення бетонною сумішшю пустот між опорною плитою і основою
фундаменту. У цьому випадку важко контролювати, коли простір під
пластиною між ребрами заповнюється [15, 32].

Рис.2.3 Схема фрагмента закритої полості:
1-Верхня плита; 2-Ребро; 3-Полка ребра; 4 - Отвір для бетонування; 5 -
Закрита полость; 6-Основа.
Детальніше вплив характеристик полості на якість її заповнення
розглянуті в розділі 2.4.

2.1.2 Альтернативні методи бетонування полостей і досвід їх
застосування
Крім звичайних способів подачі бетонної суміші відразу після установки
обладнання, можливі альтернативні способи бетонування пустот. При
використанні БСУ можливий монтаж на підлогах з конусною основою. Така
форма основи дозволяє встановлювати пристрій без соусу під час монтажу.
Суть технології полягає в тому, що несуча частина пристрою встановлюється
на свіжоукладений бетон з високою рухливістю (рис. 2.4), [33].
Підлога спирається на опори, розташовані під свіжоукладеним шаром
суміші. Крайова опалубка встановлюється з контурним стиком так, щоб
витіснений об’єм бетонної суміші міг заповнити щілину. При використанні
самоущільнюваних бетонних сумішей зазор повинен бути не менше 20 мм (не
менше величини, що відповідає 4 діаметрам найбільшої частки крупного
заповнювача). Важливо відзначити, що перед остаточним монтажем плити
основна плита для обладнання попередньо вивіряється до фундаментних балок
без бетонної суміші [33].

Рис. 2.4 Схема монтажу опорної плити методом занурення: 1-схема перед
установко опорної плити обладнання; 2-схема початку занурення опорної
плити в свіжоукладену частину; 3-остаточна позиція при установці опорної
плити на упори в свіжоукладеній суміші.

Іншим альтернативним способом заповнення порожнечі бетоном може
бути розробка технології заповнення порожнечі під електростанцію з
діаметром основи 3,0 м. Схема досліду наведена на рис. 2.5.

Рис. 2.5 Схема моделі монтажу приладів методом занурення

Перед початком експерименту імітатор корпусу був встановлений
вертикально на трьох умовних опорах. Після того, як бетон був завантажений
і сформований в центральній частині збірного опуклого бетону, бетон
опускався через корпус тренажера і вмикався вібратор. У зв'язку з
недостатньою розробкою БСУ в модельних випробуваннях (1980-ті роки) в
якості свіжої бетонної суміші використовувався дрібнодисперсний бетон з
рухливістю Р3. Маса тренажера на 30% перевищувала силу Архімеда. Під час
опускання конструкції та ввімкнення вібратора зменшувався запас висоти та
збільшувався ефективний радіус повороту за рахунок використання явища
відбиття вібраційної хвилі від верхньої та нижньої площин основи та підлоги
конструкції, що прискорювало процедуру опускання. Навколо кільцевого
зазору з'явилася бетонна суміш. Після кріплення опалубки до опор вібратори
вимикалися і залишалися в несучому бетонному шарі [33].
2.2 Технологія бетонування порожнин шляхом ін’єкції
Враховуючи існуючі способи бетонування пустот та аналізуючи їх
переваги та недоліки з точки зору сучасних вимог до пустотних конструкцій,
очевидною є потреба у розробці нової безвібраційної технології бетонування
пустот із примусовою подачею бетонної суміші, враховуючи враховувати
вимоги, наведені в попередньому розділі фактори, описані.
Завдання, які вирішує нова пропозиція: [34]:
- усунення обмеження бетонування по висоті порожнини;
- можливість виготовлення бетону під обладнанням, де не допускаються
вібрації, особливо з технологічними включеннями;
- зниження трудовитрат;
- покращена якість поверхні на стику з днищем пристрою;
- вміння використовувати стандартне механізоване обладнання;
Основою розробленої технології є монолітний спосіб роботи з
бетононасосом, який вводить самоущільнювальну бетонну суміш у
технологічні підвідні зазори (рис. 2.6а, б). Суть технології полягає в тому, що
бетонування порожнини під технологічне обладнання здійснюється від центру
порожнини або з протилежного боку без подальшого примусового ущільнення
бетонної суміші, а подача бетону СБУ в порожнину здійснюється безперервно
за допомогою бетонної труби, яка повинна бути видалена з порожнини не
раніше, ніж рівень бетону в просторі між периметром опалубки та корпусом
пристрою підніметься над підлогою пристрою [34].

Рис.2.6.а Схема бетонування полості з центру нагнітальним методом, [34]:
1-обладнання; 2 - опори; 3 - опалубка; 4 - отвори в опалубці під бетоноводи;
5 - бетоноводи; 6 - бетонна суміш; 7 - рівень бетонування (підпору); 8 -
заглушки; 9 - основа; 10 – ущільнювач

Рис. 2.6.б Схема бетонування нагнітальним методом від торцевої сторони: 1-
обладнання; 2 - опори; 3 - опалубка; 4 - отвори в опалубці під бетоноводи; 5 -
бетоноводи; 6 - бетонна суміш

Порядок бетонування порожнини під технологічним обладнанням 1
(рис. 2.6) наступний [34]. Опалубку 3 закріплюють на певній відстані від
корпусу пристрою, який кріплять на кронштейни 2 і вивіряють на точність
установки пристрою, при цьому верхня кромка корпусу пристрою повинна
бути вище низу корпусу пристрою. Крім того, в місцях введення 4-х бетонних
трубопроводів в рамі влаштовано 5 отворів з ущільненням. Потім бетонні
труби вставляються в порожнину, утворену днищем пристрою і фундаментом,
не доходячи до центру землі або торця 400-500 мм (діаметр бетонної труби 4-
5). самоущільнюється. Бетонна суміш поставляється. Суміш подають до тих
пір, поки бетонна суміш не з'явиться по периметру конструкції вище позначки
ґрунтового тіла 7. Після цього при необхідності можна витягнути бетонні
труби назовні, не припиняючи подачу бетонної суміші. Після закінчення
зняття бетонних труб отвори закриваються болтами 8. Якщо бетонні труби
закладені в об’єм будівлі, вони будуть відрізані під час демонтажу опалубки.
Запропонований спосіб має такі переваги перед відомими рішеннями
[34]:
- можливість заливки бетонної суміші під технологічне обладнання
практично будь-якого розміру і конфігурації в плані;
- підвищення якості та продуктивності праці за рахунок використання
високорухомих бетонних сумішей примусового перемішування;
- можливість ущільнення бетонної суміші з кількох сторін;
- можливість бетонування пустот включає технологічні включення;
- відсутність додаткових технологічних операцій і пристроїв для
ущільнення бетонної суміші; - немає обмежень по висоті порожнини;
- використання стандартних пристроїв.

2.3 Теоретичне обґрунтування параметрів процесу переміщення
бетонних сумішей в полості
В кінці 19 ст набули поширення колоїдні розчини і суспензії, які за
своїми властивостями відрізняються від однорідних «ньютонівських» рідин.
Протягом цього часу дослідження з багатьма розчинами (желатин, крохмаль,
ступка тощо) [35] показали:
- у стані спокою набувають желеподібної структури - гелю, розрив якого
потребує певних зусиль, тоді як зусилля для переведення згущеного розчину в
рухомий стан (золь) залежать від часу та умов гелеутворення;
- внутрішнє тертя, яке визначається після руйнування структури,
характеризується змінною динамічної в'язкості (коефіцієнт внутрішнього
тертя), яка зменшується в міру збільшення напруги зсуву зі збільшенням
градієнта швидкості.
Експериментальні дослідження цих систем, проведені рядом вчених
(Ів’янський, Шведів, Бінгем, Бекінгем та ін.), показали, що на їхні реологічні
властивості не впливають «ньютонівські» рідини. Бетонні суміші та розчини
являють собою пружні, в’язкі дисперсійні системи, в яких дисперсними
фазами є активні в’яжучі та заповнювачі, а дисперсним середовищем – вода. З
С.Н. Алексєєв [36], В.А. Кузьмічов [37; 38; 39], Н.В. Михайлов [40],
А.А.Парійський, К.Ф. Паниш [41], П.В. Проценко, П.А. Ребіндер та інші
бетонні суміші належать до пружно-в'язких тіл, у яких спостерігаються до
певної межі пружні оборотні деформації під дією малих зовнішніх сил. При
перевищенні цієї межі в такому тілі виникають необоротні деформації, які
наближаються до вузьких тіл. Під дією зовнішніх сил частина енергії пружно-
в'язких тіл переходить з кінетичної в потенціальну, частина необоротно
перетворюється в тепло для зміни і переміщення елементів конструкції.
Таким чином, бетонна суміш має властивості як пружного, так і в'язкого
тіла. Рух бетонної суміші під час її руху по бетонопроводу може бути
постійним і нестійким [42].
Стан і швидкість суміші не змінюються в напрямку або розмірі з часом.
В інших випадках рух вважається нестійким. Коли бетонна суміш
перемішується під час подачі бетону відцентровим бетононасосом через
армований шланг, а потім через бетонопровод, суміш можна вважати
постійною. Детальне вивчення технології лиття під тиском тонкостінних
виробів з цементно-піщаних сумішей здійснено І. М. Головачова [42], яку з
деякими поправками можна застосувати до цього випадку. Будь-яка сила тиску,
що діє на рідину, спрямована перпендикулярно до поверхні посудини. Сила,
яка діє на поверхню, не може існувати в рівновазі. За цих умов рідина не
впливає на зсув, оскільки зміни відбуваються лише у формі тіла без зміни
об’єму. Коли стан рівноваги порушується, рідина стікає, стикаючись з твердою
поверхнею. Між поверхнею твердого тіла та справжньою рідиною (або газом)
завжди існують сили молекулярної адгезії, які змушують шар рідини
безпосередньо біля твердої стінки повністю сповільнюватись і прилипати до
поверхні.
Це означає, що швидкість потоку біля стінки дорівнює нулю. При
віддаленні від стінки в потоці рідини швидкість потоку збільшується і за
рахунок в'язкості створюється імпульс до цієї стінки. Зміна імпульсу тіла за
певний проміжок часу на величину цього періоду є силою, що діє на тіло.
Отже, імпульс, що передається за одиницю часу через одиничну поверхню і
передається від рідини до стінки, є силою тертя, що діє на одиницю поверхні
твердої стінки, що контактує з рідиною. Сила тертя в основному залежить від
в'язкості рідини та градієнта швидкості. Основні закони внутрішнього тертя в
рідинах були відкриті Ньютоном і полягають у наступному: сила взаємодії між
шарами рідини, що рухаються один відносно одного з відомою швидкістю,
залежить від типу рідини і пропорційна градієнту швидкості та площі
зіткнення цих шарів. Закон Ньютона діє лише для однорідних рідин. У
бетонних сумішах, що містять різнорідні рідини, внутрішнє тертя виражається
через складні залежності. У неоднорідних рідинах втрати змінюються
повільніше в залежності від зміни швидкості, ніж в однорідних рідинах.
Неоднорідні рідини можуть підтримувати дотичні напруги в статичному стані,
а аномальні неоднорідні рідини (бетонні суміші та розчини) мають властивості
твердих і в'язких тіл одночасно. Найбільш прийнятною теорією для колоїдно-
дисперсних систем є теорія дифузії, яка розкрита в роботі. До таких систем
найкраще застосовувати теорію дифузії. Він полягає в припущенні про повне
поглинання енергії активації молекул, необхідної для їх переходу з одного
положення рівноваги в інше під час їх руху, тобто. ч. коефіцієнт в'язкості рідин
визначається з урахуванням дифузійного руху молекул. Ця теорія пояснює
переміщення колоїдних частинок з одного положення рівноваги в інше та рух
коливальних частинок поблизу положень рівноваги [42].
За допомогою цих параметрів можна визначити поведінку різних
будівельних сумішей, у тому числі дрібнозернистих бетонних сумішей, які
самоущільнюються при перекачуванні по трубопроводах, і розрахувати
параметри бетононасосних систем. Однак цих параметрів недостатньо для
створення математичної моделі розподілу бетонної суміші при її закачуванні в
порожнину під конструкцією [42]. Крім реологічних властивостей бетонної
суміші, слід враховувати наступні основні фактори: водопроникність бетону,
діаметр бетонної труби і, виходячи з цих параметрів, швидкість витікання
бетонної суміші з бетону. труби, розмір зазору між грунтом і обладнанням. Для
дослідження процесів заповнення порожнини бетонною сумішшю
використано фізичну модель, яка враховує сили (в’язкі, інерційні, гравітаційні
та тертя), що діють при розподілі бетонної суміші в зазорі між грунтом і
обладнанням. (рис. 2.7), [42].

Рис. 2.7 Фізична модель процесу поширення бетонної суміші в полості
Згідно запропонованої моделі для здійснення подачі бетонної суміші в
полость слід, щоб тиск P, створюваний роторним бетононасосом, був більше,
ніж тиск P1, який дорівнює загальній кількості сил протидіючих поширенню
бетонної суміші в полості, тобто, [8,13,32]:
P>P1
де
P1 = τосн + τоб + τбв + τвнутр + τвкл + γ
(2.3),
де τосн - сила тертя бетонної суміші по поверхні основи;
τоб - сила тертя бетонної суміші по поверхні устаткування;
τоп - сила тертя бетонної суміші по бокових поверхнях опалубки;
τбв - сила тертя бетонної суміші об поверхні бетоноводів;
τвнутр. - сила внутрішнього тертя бетонної суміші;
τвкл - сила тертя по поверхні технологічних включень;
γ - об'ємна вага стовпа бетонної суміші вище позначки гирла робочих
бетоноводів.
Процес заповнення порожнини бетонною сумішшю за запропонованим
способом ін’єкцій, при якому гирлі бетонної труби через певний час
перебувають у товщі бетонної суміші, за фізичними даними можна порівняти
з процес укладання бетону під водою методом вертикального переміщення
труб (VPT), [8,13, 32]. Бетонна суміш, яка виходить із гирла робочих бетонних
труб і занурюється на певну відстань у порожнину в плані, спочатку вільно
тече, поки не утвориться площина, яка закриває гирлі бетонних труб, або коли
бетонні труби розташовані на невеликій відстані один від одного, суміші не
торкаються один одного (рис. 2.8 cx.A етап 3). Потім суміш заповнює всю
поверхню порожнини, поки вона не перевищить рівень верхньої частини
бетонних труб. Отже, підйом шару бетонної суміші є суцільною масою, і він
відчувається більш стійким, оскільки необхідно подолати об'ємну щільність
бетонної суміші вище розмітки гирла робочих бетонних ліній, кривизну
поверхні має максимальний за рахунок високої рухливості суміші Радіус
кривизни (кут до горизонту) (рис. 2.8 сх.Б).

Рис. 2.8 Схема руху бетонної суміші в полості при подачі її
допомогою бетоноводів з декількох сторін: А, Б, В індекси схем; 1, 2, 3 етапи
просування суміші, [8,13,32]

Отриманий конус бетонної суміші, менш стійкий до контакту,
прагне піднятися у вертикальному напрямку. Коли маса стовпа бетонної суміші
над гирлом бетонної труби перевищує критичне значення, відбувається
перерозподіл тиску і суміш розтікається в горизонтальному напрямку.
Оскільки висота порожнини мала в порівнянні з діаметром бетонних
трубопроводів, вплив стовпа бетонної суміші також невеликий, і критична
сила внутрішнього тертя вже укладеного шару бетонної суміші стає меншою в
будь-який момент. Це сприяє горизонтальному руху суміші, яка тече вздовж
площини порожнини, коли вона досягає горизонту і торкається верхньої
частини порожнини (рис. 2.8 Пр. Б). При досягненні верхнього рівня
порожнини потік бетонної суміші вирівнюється без утворення повітряних
пробок. Цей ефект був би неможливий, якби використовувалися вібраційні
ефекти [8,13,32].
Вплив включень
Наявність технологічних ущільнень в порожнині істотно змінює процес
заповнення. Крім додаткового впливу сил тертя на поверхню включень на
суміш, змінюється і напрям течії. Теоретично при постійному русі суміш,
долаючи сили тертя, повинна як би огортати перетяжку, після чого роздвоєний
потік повинен сходитися. Кут нахилу суміші слід значно зменшити. Таким
чином, включення опосередковано виконують функцію верхньої поверхні
порожнини, внаслідок чого кут прагне прийняти горизонтальне положення
після того, як суміш перевищить верхній рівень включень. Однак у разі
біфуркації потоку можливе утворення повітряних кишень, тому динамічна
в'язкість потоків не завжди перекривається.

2.4 Визначення показника якості заповнення полості і його оцінка
Для визначення якості заповнення полості поряд з якісними
характеристиками необхідно мати і кількісний показник. Таким показником
можна прийняти коефіцієнт заповнення полості Кп, який визначається як,
[8,13,32]:
��п = ���� × К�� × Ко, (2.4)
де: Кs - коефіцієнт заповнення площі контакту бетонної суміші з днищем
обладнання;
Кv - коефіцієнт заповнення обсягу полості;
Ко - коефіцієнт заповнення площі основи полості;
���� = ���� = ��з ��заг, (2.5)
де: Sз-площа фактичного контакту плями бетонної з днищем апарату або
основою полості;
Sзаг - площа днища апарату або основи полості.
Слід враховувати, що значення Sз і Sзаг для заснування і днища можуть
бути різні, і приймаються для кожного випадку окремо, [8, 32].
К�� = ��з ��заг, (2.6)
де: Vз - обсяг фактичного заповнення полості бетоном;
Vзаг - обсяг полості.
Фактичні площа і об'єм полості визначаються за такими формулами,
[32]:
Sз = Sзаг-Sпор, [м2], (2.7)
Vз = Vзаг-Vпор, [м3], (2.8)
Де: Sпор-площа незаповнених ділянок зони контакту з поверхнею;
Vпор-об'єм незаповнених ділянок полості.

Підставимо всі значення в формулу (2.4) і отримаємо:
��п = ��заг-��пор ��заг × ��заг-��пор ��заг × ��заг-��пор ��заг, (2.9)
Перераховані вище формули дозволяють визначити якість заповнення
полості тільки на прозорих моделях в процесі і по завершенню процесу
бетонування, але по ним неможливо спрогнозувати кінцевий результат або
підібрати початкові раціональні параметри розроблюваної технології, які
також необхідно моделювати. Для вирішення даного завдання були виявлені
фактори впливу характеристик і параметрів бетонування на якість заповнення
полості і побудована функція залежності від цих змінних, [8,13,32]:
Кп = F (vіст, Б, В, Р, П, З), (2.10)
де vіст- швидкість витікання бетонної суміші , м / ч;
Б - залежність розташування гирла бетоноводов по площі;
В-залежність впливу наявності включень в полості;
Р -залежність від реологічних властивостей бетонної суміші;
П - вплив величини підпору стовпа бетонної суміші
З -Вплив величини зазору.
1. Швидкість витікання бетонної суміші
��іст = �� Σ ��, [м / ч], (2.11)
де Р- продуктивність подачі суміші бетононасосом, м3 / год;
F - сумарна площа поперечного перерізу бетоноводів, м2.
Критерій якості заповнення полості повинен вибиратися з умов
мінімальних трудовитрат і максимальної продуктивності. Однак
передбачається наступна залежність: що Кп → max, коли vіст → min, vіст [9,10].
Звідси випливає, що чим менша продуктивність бетононасоса, тим
вищий Кп. Виходячи з цього, слід збільшити продуктивність, зберігаючи
мінімально необхідну швидкість потоку бетонної суміші, збільшуючи загальну
площу перерізу бетонних труб. Це досягається двома способами: збільшенням
діаметра поперечного перерізу бетонної труби або збільшенням кількості
поданих бетонних труб. Звідси випливає, що максимальна кількість бетонних
трубопроводів, що доставляють бетонну суміш, повинна бути спрямована на
технічно обгрунтовану кількість.
2. Залежність положення гирла бетонних труб від площини [8,13,32].
Визначення місця гирла бетонних труб можна охарактеризувати двома
співвідношеннями:
● Глибина залягання бетонної труби в порожнину вбудованого
компонента.
● Глибина бетонної труби в порожнині відносно значення лінійного
значення розміру порожнини вздовж осі бетонної труби.

Рис.2.9 Схема визначення розташування гирла бетоноводу в полості.

Наприклад, величину розташування бетоноводу (Рис. 2.9) можна
описати таким виразом, [8]:
Б1 = А0 + 23d, (2.12)
або Б1 = А2-0,34L, (2.13)
де, Б1 - розташування гирла бетоноводу з діаметром перетину d;
А - вісь по якій розташований бетоновод з довгою L;
0, 2 - точки відліку по осі А.
Застосування даної схеми опису розташування бетоноводів дозволить
переносити оптимальні значення розміщення бетоноводів на розглянуту
полость.
3. Залежність впливу наявності включень в полості
Наявність включень суттєво впливає на якість заповнення полості, цю
залежність можна описати таким виразом, [13,32]:
{�� → ������, коли �� → 0 В = �� × �� × Ф, (2.14)
де n- коефіцієнт заповнення включеннями обсягу полості, який
визначається як:
�� = ��вкл ��общ,
де Vвкл - обсяг включень в полості; p - розташування включень в обсязі
(по висоті) полості;
Ф - коефіцієнт форми включення (при круглому перетині Ф = 0,5,
квадратному Ф = 1, складної форми A приймаємо 2).
Розташування включень р (рис. 2.10) можна описати як залежність від
наближення включення до верхньої площини полості і висловити її
математично наступним чином, [32]:
p = d a × kфр × kn (2.15),
де - d (h) - розмір поперечного перерізу включення, м;
а - розмір зазору між днищем і включенням, м;
kфр.-коефіцієнт залежності зазору з розміром дрібний заповнювач Мк
(якщо а ≠ 0 і а> 1,5Мк, то kфр = 1);
kп-коефіцієнт залежить від співвідношення висоти полості Н до розміру
включення (якщо Н / d≥2 то kп = 1).

Рис. 2.10 Схема фрагмента полості з трубчастими включеннями
Таким чином, підставивши всі складові в формулу (2.14) отримаємо,
[32]:
В = ��вкл ��общ × �� �� × ��фр × ���� × Ф (2.16)
Залежність від реологічних властивостей бетонної суміші. Даний
параметр застосовується лише для бетонних сумішей що не підлягають
примусовому ущільненню (БССУ). Характеристикою Р є розплив бетонної
суміші зворотного конуса Абрамса. Коефіцієнт приймається за таблицею 2.1.
Таблиця 2.1. Значення коефіцієнта Р
Розплив Значення Р Примітка
Р5 (розплив 56-62см) 0,8 За ГОСТ 7473-2010 Суміші
бетонні. Технічні умови.
Р6 (розплив більше 62см) 1
Р7 (розплив більше 70мм) 1,2 За SVB-Richtlinie

5 Вплив підпору
Для якісного заповнення полості необхідний гідростатичний підпір
бетонної суміші (Рис. 2.12). Кількісно цей вплив можна визначити
коефіцієнтом підпору:
П = Нпод Н, (2.17)
де Нпод-висота підпірної стінки, м.

Рис.2.12 Схема визначення висоти підбору бетонної суміші
6. Вплив величини зазору
Вимоги до зазору, в цілому такі ж, як підпірної стінки. При цьому
величина зазору Lз повинна перевищувати величину крупного заповнювача
мінімум в три рази.
Кількісно даний коефіцієнт виражається, [8,13,32]:
З = Lз Н (2.18)
Таким чином, виявлено критерії, які впливають на якість заповнення
полості Кп, які дозволяють прогнозувати кінцевий результат даної технології
бетонування полостей. Складена формула дозволяє кількісно визначати якість
заповнення полості.

Висновки до 2-го розділу
1. Проведено класифікацію існуючих та можливих методів бетонування
пустот під підлогою промислових об’єктів. Показано теоретичні вимоги до
розробки нових технологій.
2. Проведено ґрунтування нової тампонажної техніки, яка відрізняється
від існуючої тим, що в ній використовуються бетононасоси, які подають
самоущільнювальну суміш по бетонній трубі в центр порожнини.
Очікуваними перевагами представленої технології є усунення обмежень по
висоті порожнини та можливість якісного заповнення об’єму за наявності
технологічних включень у товщі бетонної порожнини, що знижує
трудовитрати порівняно з існуючими. методи.
3. Проаналізовано фізичну модель заповнення горизонтальних пустот
шляхом укладання самоущільнюваної бетонної суміші. На основі цієї фізичної
моделі описано процес заповнення порожнини шляхом подачі БСУ по
бетонній трубі з кількох боків конструкції.
4. Адекватні параметри, що впливають на якість заповнення пустот K n ,
які дозволяють прогнозувати кінцевий результат даної технології бетонування
пустот. Ці параметри:
vist – витрата в бетонній суміші, м/год. ;;
B – залежність розташування гирла бетонних трубопроводів від площі;
Б – залежність впливу від наявності включень у порожнині;
P – залежність від реологічних властивостей бетонної суміші;
P – вплив величини опори колони на бетонну суміш;
Р ефект розриву.
На основі літературних даних проаналізовано та обґрунтовано формулу,
яка дає змогу кількісно визначити якість заповнення пустот бетонною
сумішшю Kp.
РОЗДІЛ 3 АНАЛІЗ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕННЬ
СПОСОБУ БЕТОНУВАННЯ ПОЛОСТЕЙ МЕТОДОМ НАГНІТАННЯ
3.1 Характеристики способу експериментальних дослідженнь
З урахуванням результатів, отриманих під час аналізу запропонованої
технології, розроблено рекомендації із зазначенням раціональних
технологічних параметрів бетонування конкретної порожнини. Ці раціональні
параметри були перевірені під час будівельно-виробничого експерименту на
натурному фрагменті енергетичного пристрою [43].
Місце випробувань – лабораторія та інноваційний центр ТОВ «Астор і
Ко», м. Київ. Даний майданчик має всі властивості та технологічні системи,
необхідні для експериментальної роботи, які створюють необхідні умови для
експериментальної роботи на об'єкті. Будівельний майданчик має необхідну
механізацію та ручний інструмент. Висота кришки на будівництві 5,58 м, тож
можна випробувати.
Метою даного комплексного експериментального дослідження є
відпрацювання технології заповнення порожнини під днищем пристрою за
допомогою промислового обладнання – бетононасосів та з’ясування
раціональних параметрів бетонування.
Порожнина (рис. 3.1 3.5) укладена між двома листами (опорною
пластиною товщиною 30 мм, оснащеною Т-подібними ребрами 250 мм, і
основою пристрою з листового металу товщиною 50 мм). Висота зазору
становила 350 мм.
У цій порожнині розташовані горизонтально орієнтовані труби системи
діаметром 108 і 76 мм. На трубопровідну систему укладається армуюча сітка
діаметром 12 мм з осередком 100 х 100 мм. На сітку монтуються гнучкі
гофровані труби діаметром 25 мм (рис. 3.1, 3.5). Порожнина в плані являє
собою сектор 400 радіусом 3,0 м. Поза контуром порожнини форми
знаходиться опалубка, яка має криволінійний план з радіусом вигину 3,355 м.
Виступає за межі порожнини на 200 мм при контурному зазорі 355 мм. В
опалубці є отвір під бетонну трубу [43].
У запропонованій технології по всьому периметру бетонної порожнини
влаштовують зазор 355 мм відповідно до конструктивного розташування
елементів корпусу. Зважаючи на особливість конструкції Jodel, сторони
сектора плити перекриття були ущільнені листами опалубки товщиною 10 мм.
При цьому існує можливість додаткового контролю за процесом заповнення
порожнини через отвори діаметром 10 мм і кроком 500 мм, розташовані по
периметру опалубки на рівні нижнього рівня плита перекриття. Система
керування, розташована в кутку отвору пластини, оснащена прозорою
трубкою, армованою полімером Ø 25 мм [43].
Об'єм бетонної порожнини під фундаментом становив 1,1 м 3 .
Об’єм бетонування з урахуванням підпірної стінки склав 1,5 м3

Рис. 3.1 Насичення простору технологічними проходками (до установки
обладнання)

Рис. 3.2 Вид на полості після установки плити днища без бічної опалубки

Рис. 3.3 Схема полості (розріз): 1 - бетоновод; 2 - кільцева зйомна опалубка; 3
-трубопроводи; 4 арматурна сітка; 5 - гнучкі гофр.трубки; 6 - нижня металева
плита; 7- верхня металева плита.

Рис. 3.4 Схема полості (вид зверху): 1 - бетоновод; 2 - кільцева зйомна
опалубка; 3 - трубопроводи; 4 арматурна сітка; 5 - гнучкі гофровані трубки; 6 -
нижня металева плита; 8-бічна опалубка; 9-оболонка.

Рис. 3.5 Вид полості з торця до бетонування, насичення полості, бетоновод

3.2 Експериментальне устаткування і оснащення
По осі сектора в плані проходила бетонна труба з робочим перерізом 100
мм, гирло якої виступало за основу на 20 мм, що відповідає двом
максимальним діаметрам великого вузла. Від кута сектора гирло бетонної
труби становило 700 мм (або 7 діаметрів бетонної труби) [43]. Отвір для
бетонної труби мав гумове ущільнення силіконовим герметиком ТИТАН. В
якості пристрою для механічного транспортування бетонних сумішей
використовувався бетононасос роторного типу (вантажопідйомністю 6 т),
встановлений на базі вантажівки ISUZU. Виліт стріли - 15 м, максимальна
висота подачі бетону 45 м, продуктивність 5-25 м 3 / год. (Рис. 3.6).

Рис.3.6 Бетононасос роторного типу
Бетононасос обладнаний витратоміром зі циферблатом і стрілочною
індикацією, який визначає поточну витрату суміші та загальний об’єм бетонної
суміші (рис. 3.7). Бетононасос оснащений приймальним бункером-змішувачем
для прийому бетонної суміші. Щоб великі включення не потрапляли в бетонну
трубу, на бункер кріплять сітки. Гнучкий армований шланг подачі був
підключений до бетонної труби через фланцеві кінці за допомогою комерційно
доступного фіксуючого важеля з гумовими втулками. Для жорсткості до
металевої конструкції моделі кріпився фланець з бетонної труби [43].

Рис. 3.7 Регулятор потоку бетонної суміші

При бетонуванні примінялася самоущільнююча бетонна суміш на
габбродіабазовому заповнювачі. Склад суміші представлений у таблиці 3.1,
[43].
Таблиця 3.1. Склад жаростійкого важкого бетону
Складові Витрата на 1000 л/ кг
1.Портландцемент М500 Д0 (ЦЕМ- I) 400
2.Зола-винесення 120
3.Габбродіабаз, відсів 700
4.Габбродіабаз щебінь фр. 5-10 1050
5.Мікрокремнезем МБ 10-01 31,5 36
6. С-3 3,5
7.Вода 228
Проектна марка БСГ В35Р6F300W6. До бетону пред'являлись наступні
вимоги (Таблиця 3.2):
Таблиця 3.2. Вимоги до бетону
Характеристика Величина
Клас бетону по міцності на стиск В35 ... В40
Температура тривалої експлуатації конструкцій з 420 С
бетону
Температура короткочасної дії (3 години) при 6000С
аварійній ситуації
Клас бетону по міцності на осьовий розтяг не менше В 1,6
Залишкова міцність бетону на стиск після В 10
тривалого нагрівання не менше
Залишкова міцність бетону на осьовий розтяг після Не нормується
тривалого нагрівання
Коефіцієнт теплопровідності не менше 1,0 Вт /
(м0С)
Марка бетону за середньою густиною в сухому не нормується
стані

В якості фотофіксації була застосована фотокамера Саnon 700D, що
дозволяє виробляти фотофіксацію в умовах недостатнього освітлення.
3.3 Аналіз методик проведення експериментальних досліджень
На відміну від розробленої технології бетонування суміші, роботи
проводяться шляхом багатостороннього завантаження бетонозливною трубою
в бетонну масу, тому загальна норма завантаження для даного типу пустот
склала 5 м3/год.
Бетонування порожнини має тривати, доки не будуть виконані всі умови
[43]:
- Зовнішній вигляд бетонної суміші на всіх кінцевих контрольних точках;
поява суміші в кутку горизонтальної контрольної свердловини з гарантованим
стовпом бетонної суміші не менше 20 мм;
- Організація гарантованої опори через відкриту поверхню порожнини
(зазор між оболонкою та колектором (радіально закріплена опалубка)).
Виконання цих умов у поєднанні з використанням раціональних
параметрів забезпечувало якісне заповнення порожнини. Хід досліду. Через
отвір в опалубці в утворену порожнину встановлювали бетонну трубу. Бетонна
труба мала форму «L» з вертикальною секцією, яка виходила за межі опалубки
і дозволяла колоні бетонної суміші утримуватися на місці, коли шланг
бетононасоса був від’єднаний. Нагнетальний шланг бетононасоса був
підключений до фланця бетонопроводу. У зазор між базою і пристроєм
встановили камеру, яка записувала процес кожні 30 секунд. У кутовий отвір
вставлена прозора, армована полімером прозора трубка.
Бетонна суміш виготовлена на бетонозмішальному заводі ТОВ «Астор і
Ко», м. Київ. Для приготування суміші використовували двовальний змішувач
з горизонтально розташованими валами з об'ємом завантаження 3 м 3 .
Перед закладанням бетонної суміші в порожнину перевіряли її
реологічні властивості: розподіл перевернутого конуса становив 63 см, що
відповідає простоті монтажу Р6. Крім того, для визначення фізико-механічних
властивостей формували стандартні зразки розміром 100 х 100 х 100 мм.
Суміш подавалась до бетононасосів бетонозмішувачем фірми «Мерседес» з
об’ємом барабана 8 м 3 . Через дозатор суміш подавалася в приймальний
бункер бетононасоса (рис. 3.8).
Приймальна воронка оснащена сіткою з розміром осередків 50х50 мм.
Бетонною сумішшю заповнювали простір (рис. 3.9-3.12) по ходу руху суміші
по бетонопроводу на висоту 100 мм, що відповідає робочому діаметру
бетонопроводу. Після цього суміш, досягнувши кута порожнини, почала
рухатися в протилежному напрямку до руху бетонної трубної суміші,
зберігаючи кут близько 150 градусів. до горизонту У міру перемішування
бетону до формування остаточної опалубки кут нахилу зменшувався. При
досягненні опалубки кут нахилу становив приблизно 50 градусів. Рівень
бетонної суміші почав підніматися над гирлом бетонної труби, зберігаючи кут
нахилу по всій площі заливки. Після досягнення висоти опалювальних труб
(як у модельних випробуваннях), а потім арматурної сітки, кут нахилу бетонної
суміші почав зменшуватися, але зберігаючи мінімальний ухил. Відповідно
суміш спочатку з'являлася в оглядовому отворі, який знаходився збоку в
площині гирла бетонної труби. Після цього суміш опинилася в прозорій
пробірці і піднялася на висоту приблизно 25 мм (рис. 3.13).
Потім суміш по черзі стала з'являтися в контрольних отворах від кута до
радіального зазору. Після того, як бетонна суміш потрапила в ці отвори, вони
змочили сталеві втулки. Бетонну суміш пропускали через бетонну трубу до
рівня колектора і перевищували рівень верхнього краю порожнини на 190-200
мм.

Рис. 4.8 Подача бетонної суміші в приймальний бункер бетононасоса

Рис. 3.9 Початок заповнення полості

Рис. 3.10 Просування бетонної суміші з ухилом в 100%

Рис .3.11 Просування бетонної суміші з ухилом в 50%

Рис. 3.12 Горизонтування бетонної суміші після проходження рівня труб
розігріву і арматурної сітки

Після бетонування в контрольній трубі виміряли рівень бетонної суміші,
який залишився на рівні 25 мм (рис. 3.13). Рівень суміші в радіальному зазорі
також залишився незмінним. Все це відповідає заданим умовам, в цілому
експеримент можна вважати успішним [43].

Рис. 3.13 Рівень бетонної суміші в полімерній прозорій трубці
По закінченню експерименту на основі отриманих фотознімків була
виконана виконавча схема руху суміші в порожнині (Рис. 3.14).

Рис. 3.14 Виконавча схема руху бетонної суміші в порожнині: 1 ... 7 Етапи
просування суміші

Отримані результати випробувань підтверджують правильність вибору
технології та параметрів бетонування порожнини під центральним
перекриттям БР [43], а також методів контролю заповнення. Після завершення
загальних випробувань компонування пристрою було проведено його
демонтаж, у тому числі розбираючи на окремі частини. Для визначення якості
з’єднання бетону з перекриттям споруди металеву опалубку демонтували
збоку (рис. 3.15). Як видно на малюнку, поверхня бетону має тріщини, але це
через температурну деформацію (бетон нагрітий до 600°C). При з'єднанні
бетону з металом слід зазначити, що це з'єднання не має зазорів (рис. 3.17), що
ще раз підтверджує правомірність розробленої технології, за винятком
усадочних деформацій.

Рис. 3.15 Вид на стик бетону з днищем апарату після демонтажу (демонтажу
бічної металевої опалубки): 1. Корпус обладнання; 2. Бетон після теплових
випробувань; 3. Опорна плита

Рис. 3.16 Вузол А. Стик бетону з днищем обладнання

Слід зазначити, що відсутність усадкової деформації достовірно
виражена лише по контуру порожнини, тому повноповерхневий вимірювання
з’єднання було технічно неможливим.
На додаток до цього виробничого експерименту компанія Astor & Co.
LLC провела ще одне виробниче випробування з використанням ін’єкційної
технології. Бетонний об'єм піддавався довготривалій температурі 420 °C, після
чого з твердої маси порожнини відбиралися керни.

Висновки до 3-го розділу

1. При аналізі великомасштабного виробничого випробування
підтверджено теоретичну модель руху бетонної суміші в порожнині та модель
розподілу суміші, отриману в результаті модельних випробувань. Це було
досягнуто дотриманням заданих умов бетонування порожнини під
випробувальний пристрій.
2. Доведено ефективність розробленої технології з використанням
промислового обладнання – роторного бетононасоса з подачею БСУ в товщу
замкнутої порожнини.
3. Доведено правомірність використання масштабних модельних
випробувань для подальшої реалізації обраних раціональних технологічних
параметрів у виробничих умовах.
4. При демонтажі обладнання, під днищем якого забетоновано
порожнину, підтверджено заповнення порожнини бетонною сумішшю, в тому
числі відсутність усадкових деформацій бетону.
РОЗДІЛ 4 ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ БЕТОНУВАННЯ
ПОЛОСТЕЙ МЕТОДОМ НАГНІТАННЯ ТА ЇЇ ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ
ПОКАЗНИКИ

4.1 Особливості технології бетонування полості під промисловим
обладнанням
Бетонування пустот під промисловими об'єктами є дуже відповідальним
процесом, який в свою чергу визначає довговічність і термін служби об'єктів.
Основна відмінність від звичайної бетонної порожнини в бетонній опалубці
полягає в трьох факторах [43]:
1. Комплексний контроль процесу розподілу бетонної суміші та
заповнення нею порожнини;
2. Неможливість достовірної та повної оцінки якості заповнення
порожнини після завершення робіт (до демонтажу системи);
3. Відсутність можливості вдосконалення, якщо робота не вдалася і є
необґрунтовані недоліки.
Всі ці фактори свідчать про особливу відповідальність при виборі
технології бетонування порожнини під обладнання. Тому не так важлива
техніко-економічна перевірка розроблених і застосованих технологій, як
досягнуті якісні характеристики.
Особливістю розробленого методу закачування є те, що за допомогою
даної технології забезпечується якісне заповнення важкодоступних місць з
дотриманням усіх нормативних і раціональних параметрів. На відміну від
раніше розроблених технологій, бетонування пустот під промислові об’єкти
має низку принципових технологічних відмінностей [43]:
1. Примусова подача бетонної суміші в порожнини;
2. Подача (точка розподілу) суміші відбувається безпосередньо в товщі
порожнини;
3. Бетонування можливе з кількох сторін;
4. Відсутність вібраційного впливу на суміш.
Слід зазначити, що розроблена технологія дозволяє бетонувати не тільки
самоущільнювальними сумішами, а й сумішами, що відповідають вимогам до
перекачування бетононасосами (ОК ≥ 8 см) з додаванням додаткових вібрацій.
Вібрація може здійснюватися різними способами, наприклад за допомогою
вібраційної рами з арматурної сталі або глибинних вібраторів (кріплення до
бетонної труби в цьому випадку обмежує геометричні розміри бетонної
порожнини). Однак цю технологію можна застосовувати лише після
модельних випробувань, оскільки змінюються закони розподілу бетонної
суміші.
За розробленою технологією, з одного боку, можлива заливка бетону та
проведення бетонних ліній як монолітно, так і з порожнини форми без зупинки
суміші.
В цьому випадку необхідно розрахувати швидкість витягу бетонної
труби, яка залежить від витрати бетонної суміші. Технічно бетонну трубу
можна видалити різними способами, наприклад механічною лебідкою. На
бетонну трубу встановлюється компресійне кільце, до якого кріпиться трос
лебідки. Якщо швидкість потоку відома, то за ходом лебідок розраховують
необхідну швидкість, яка повинна бути на 15-20% нижче швидкості потоку
БСУ. При витягуванні бетонної труби з отвору в дерев'яних виробах цей отвір
необхідно негайно закрити засувкою. Модельні випробування показали, що
кінцева якість заповнення відкопаного об'єму бетонних трубопроводів не
погіршується, а зусилля, необхідні для їх виїмки, є незначними з урахуванням
ефективної сили реакції. При самостійному розрахунку бетонних
трубопроводів слід враховувати наступний момент: кріпильний фланець на
шлангу бетононасоса повинен бути вище рівня підпірної стінки. Після подачі
суміші шланг відокремлюють від бетонопроводу і при необхідності при
розбиранні опалубки відрізають частину бетонопровода, що виступає за межі
опалубки. Важливу роль в кінцевій якості тяги відіграє герметичність отвору в
опалубці під бетонну трубу. Можливі наступні варіанти герметизації: гумові
манжети, використання силіконового або іншого герметика або декілька з цих
заходів тощо. Особливу увагу слід приділити способам контролю за процесом
заповнення порожнини. Можливі два випадки: коли в нижній частині
пристрою є контрольні отвори (діаметр визначається розміром наповнювача);
Розташування отворів неможливе. У другому випадку можна скористатися
такою схемою (рис. 4.1), [43].

Рис. 4.1. Схема контролю заповнення полості: 1 - корпус обладнання; 2 -
умовне поширення суміші; 3 - ліхтар; 4 - бетоновод; 5 - відеокамера; 6 -
лазерний далекомір; 7 - дзеркало; 8 - проекція зйомки відеокамери на дзеркало;
9 - проекція далекоміра (по площині днища); 10 - кріпильний елемент.

Він складається з наступного: У зазор між опалубкою і корпусом
встановлюються три елементи управління: лазерний далекомір, відеокамера і
дзеркало, через яке здійснюється відеозапис і контроль розподілу суміші. Коли
бетонна суміш досягає дна пристрою, далекомір починає зчитувати хід замісу.
Зміна показників має бути поступовим. Це забезпечує рівномірне заповнення
рівня сусідства бетонної суміші з основою. За допомогою дзеркала можна
спостерігати за розподілом суміші безпосередньо під час бетонування. Для
документування засипки та підтвердження якості порожнини ведеться
відеозапис, який необхідний для засипання прихованих робіт.
Відповідно до розробленої технології в якості будівельної суміші
використовують самоущільнювальну бетонну суміш, структура якої може бути
різною, рекомендований наступний склад бетонної суміші (табл. 4.1), що має
необхідні реологічні властивості, зокрема конусний осад P6.

Таблиця 4.1. Приклад складу бетону для нагнітальної технології
Складові Витрата на 1000 л/кг
1.Портландцемент М500 Д0 (ЦЕМ- I) 400
2.Зола-винесення 120
3.Габбродіабаз, відсів 700
4.Габбродіабаз щебінь фр. 5-10 1050
5.Мікрокремнезем МБ 10-01 31,5 36
6.С-3 МБ 10-01 3,5
7.Вода 228

Представлений склад відноситься до важких бетонів, але в даний час
можлива перекачування легких БСУ, наприклад, з наповнювачем у вигляді
керамзитового гравію. Структура розподілу суміші в порожнині відрізняється
від розглянутої в розділі 2.3, оскільки густина суміші значно менша.
На основі теоретичних та експериментальних досліджень і результатів
випробувань визначено набір раціональних параметрів (табл. 4.2) при
створенні робіт за новою технологією ін’єкцій, що дозволяє заповнити
порожнину з мінімальними затратами праці та високою трудомісткістю.

Таблиця 4.2. Рекомендовані параметри виробництва бетонування полостей за
нагнітальною технологією
No Найменування параметра Значення
п / п
1 Рухливість бетонної суміші, не менше Р6
2 Кількість бетоноводів, шт 1-4
3 Висота полості, мм 150-350
4 Швидкість витікання суміші(1 / 4 11,3 / 45,2
бетоновода), см /сек
5 Розташування бетоноводів в полості в 2/2
плані
6 Величина підпірної стінки Не менш 0,5 висоти полості
7 Продуктивність робіт до 20 м3 на годину
8 Тип нагнітального пристрою Роторний бетононасос

Слід зазначити, що висота порожнини заснована на використанні
стандартних бетонних труб діаметром 100-125 мм. Однак при необхідності
можна забетонувати порожнини меншої висоти за допомогою еліптичних
бетонних каналів мінімального діаметру. У цьому випадку розподіл суміші
відбувається за тими ж законами, що і для бетонних труб круглого перетину.
Верхня межа висоти визначається в один прийом з урахуванням бетонування
порожнини. Якщо завищення становить 350 мм, то бетон рекомендується
заливати в два прийоми.
Бетонні труби в порожнині укладаються на рівні основи приблизно до
рівня запірного важеля, необхідного для підключення підвідного шланга. У
товщі порожнини бетонну трубу укладають на прокладки таким чином, щоб
упорядкувати горизонт. Зазор між основою і нижньою площиною бетонної
труби необхідний для зменшення сил тертя в перший момент замішування.
Оптимальна кількість бетонних труб (чотири) вибирається за умови
необхідності та достатності, тобто. ч. для заповнення пустот площею 30-50 м
2 з урахуванням технологічних ущільнень необхідно запланувати не менше 4
бетонних труб, використання додаткових бетонних труб недоцільно.
Особливості розробленої технології представлені в розробленому ВАТ
«Атомпроект» розділі ПОБ «Конструкція корпусу БР», а також в інструкції по
бетонуванню корпусу БР, структурою якої є «Технологічний регламент
бетонування пустот». за промисловим устаткуванням ін’єкційний метод», що
передбачає розрахунок продуктивності праці при реалізації технології [43].

4.2 Техніко-економічне обгрунтування застосування нової технології

Оцінка техніко-економічної ефективності розробленої технології
базується на вартості робочої сили, оскільки розрахункова заробітна плата
лінійно залежить від вартості через систему оплати праці.
Критеріями оцінки економічної ефективності є прямі витрати згідно з
Інструкцією з визначення економічної ефективності капітальних вкладень у
будівництво СН 423-71 [44] та Інструкцією з визначення економічної
ефективності використання нової техніки, винаходів і раціоналізаторських
пропозицій. в будівництві, СН 509-78 . [45], згідно з якою економічний ефект
визначається за формулою:
Е = З 1 - З 2, (4.1)
де З 1 і З 2 - приведені витрати на одиницю об'єму робіт (продукції),
виконуваних відповідно із застосуванням базової і нової технології, грн.;
Зниження трудомісткості:

Т = Т 1 - Т 2, (4.2)
де Тi- трудомісткості виконання робіт відповідних технологій.
Економічний розрахунок проводиться шляхом порівняння
запропонованої технології бетонування із застосуванням бетононасосів та
найвідомішої в даний час технології заповнення порожнин із застосуванням
віброкомплексних впливів.
Для порівняння був проведений розрахунок бетонування порожнини під
промисловим пристроєм розміром у плані 6 м, висота зазору 350 мм, об’єм
порожнини 16 м 3 . Слід зазначити, що порівняння цих технологій є умовним,
оскільки за комплексною технологією зазор між основою та пристроєм може
заповнюватися на величину не більше 80 мм .
Розглянутий зазор, який має розмір 350 мм, також свідчить про
технологічні включення. На цьому рівні економічне порівняння пов’язане з
умовами. При розрахунку трудових витрат і прямих витрат передбачалося, що
в якості додаткового ефекту використовується чотириступінчастий
віброзатискач з арматурним стрижнем 200 мм. Слід зазначити, що
технологічне обладнання для інтегрованої технології береться за інформацією,
наданою розробником [ 11 ].
Для розрахунку норм часу за запропонованою технологією
враховувались фактичний досвід виконання робіт та дати хронологічних
спостережень, зроблених під час експериментальних польових робіт.
Розрахунок амортизаційних відрахувань
Амортизація вібратора “Enar dingo” вартістю 16000 грн. [46] (У
виробника), розраховану на 1 рік експлуатації з виробленням до відмови
(експлуатаційний термін) 5 років. і приймаємо рівною 56 грн/рік.. Для
виробленого обсягу кількість вібраторів приймаємо в кількості 10 шт. (Таблиця
4.3).
Вібратор “Красный маяк” ИВ-117А, вартістю 6300 грн., середнє
напрацювання до відмови (експлуатаційний термін) 7 років [47] .Вартість
амортизації приймаємо 9 грн /рік.
Витрати на амортизацію за вібраційною технологією становлять:
А = А1 × N1 + А2 × N2 = 56 × 10 + 9 × 4 = 596 грн/рік,
Витрати на електроенергію при вібрації бетонної суміші:
Е = Е1 × N1 + Е2 × N2 = (0,72) × 10 + 0,5 × 4 = 9,2кВт-г,
де Е1- енергоспоживання вібратора ІВ 35, кВт-год;
Е2- енергоспоживання вібратора ІВ 99Б, кВт-год;
Ni-кількість споживачів кожного типу, шт.

Таблиця 4.3.Порівняння кваліфікаційного складу ланки, зайнятих при
бетонуванні, обладнання і складу робіт.
Технологія пристрою підливу під Пропонована технологія
промислове обладнання з
застосуванням додаткового
вібраційного впливу на бетонну
суміш
Кваліфікаційний склад ланки
Машиніст автобетонозмішувача - 1 Машиніст автобетонозмішувача - 1
люд. люд.
Електрик IV розряду - 1 люд. Машиніст бетононасоса 6 розряду -
1 люд.
Бетонник-арматурник: 4р - 2 люд.; Бетонник 4р -1 люд.; 3р -1люд.
3р -1 люд.
Слюсар будівельний 4р -1 люд.; 3р.- Слюсар будівельний 4р-1 люд.; 3р.-
1 люд. 1 люд.
Машини та технологічне обладнання
Автобетонозміщувач - 1 шт. Автобетонозміщувач - 1 шт.
Вібратор «Червоний Маяк» ІВ 35- Автобетононасос в комплекті з
10 шт. розгалуджувачем 1 шт.
Вібратор- Електромотор ІВ99 Б -
(42в) - 4 шт.
Технологічні операції по здійсненню монтажного підливу
1. Установка опалубки з отворами 1. Установка опалубки з отворами
2. Встановлення арматурних 2. Встановлення манжета
стрижнів в чотири рівні
3 Виготовлення лотка накопичувача 3. Прокладання бетоноводу
4 Монтаж навісного обладнання 4. Герметизація зазору
5 Монтаж вібратора для 5 Укладання бетонної суміші
віброобойми
6. Укладання бетонної суміші - 1,35 6 Обрізка труб
м3
7. Обрізка арматури 7 Демонтаж опалубки
8. Демонтаж навісного обладнання -
9. Демонтаж опалубки -

При виробництві бетонування застосовуються такі матеріали
- для вібраційної технології:
Арматура 8А400 - 840м.п., 332 кг, загальна вартість 6972 грн;
Металевий лист для лотка = 2 мм, -300кг, вартість - 7800 грн;
Бетонна суміш П2В35, вартість одного м3 - 1950 грн
Додаткові кріпильні пристосування.
- для розробленої технології
Бетонна суміш Р6В35, вартість одного м3 - 2100 грн;
Манжета гумова, 4 шт. Діаметр 110 мм, вартість 1-ої шт. - 56 грн;
Герметик силіконовий - 96 грн;
Труба 102х1,5 ГОСТ 8734-75., Вага 1м.п = 3,718 кг, 2шт. довжина
3,5 м, 2 шт. довжина 1,5 м, вартість 1м.п. 97 грн,
Фланець бетоноводу - 125 грн, 4 шт.
Вартість цих матеріалів визначена виходячи із середньоринкової
вартості цих матеріалів за жовтень 2020 року. При розрахунку бетонної суміші
втрати бетонування не враховуються, але враховується очищення бетонних
трубопроводів пінопластовою кулею, зменшуються до нуля, на відміну від
вібраційної техніки. %
Виходячи з чинних нормативних документів, розрахунок вартості робіт
з бетонування порожнини під промисловий пристрій розміром в плані 6 м,
висотою зазору 350 мм і об'ємом порожнини 16 м 3 здійснюється згідно з
розроблена технологія закачування (табл. 4.4) і гіпотетично при бетонуванні
цієї порожнини застосовний комплекс вібраційного впливу на бетон, що
подається з машинного приміщення (табл. 4.5).

Таблиця 4.4. Калькуляція трудовитрат за розробленою нагнітальною
технологією
Процеси Од. К-ть Склад Трив. Норма часу Обгрунт
ування
вим. заг. ланки роб,
На На
год.
од. обсяг
Облаштуван На 23,00 Будівельні 7,82 0,41 9,43 §В14-4-
ня металевої 1м2 слюсарі: 21,1
опалубки 4р. - 1
пов-
ти
Розбирання на 23,00 люд.; 3р.- 0,27 6,21 §В14-4-
2 1 люд. 21,1
металевої 1м
опалубки пов-
ти
Облаштуван на 0,04 1,4 0,056 §Е40-2-
ня 6,1
100шт
отворів в
опалубці
Установка на 10 0,14 Машиніст 2,3 3,6 0,504 §Е22-1-
БН: 1р.- 1,6
манжета, м.п.
1 люд.;
герметизація
бетонщик
отвору
и: 4р - 1
Нагнітання На 16 люд; 3р - 1 0,05 0,8 §В14-4-
1м3 люд.
бетонної 26, в *
суміші в
полостейу
Монтаж на 0,14 25 3,5 § В14-4-
25,
бетоноводів 100м
1, 2, 3
Очищення на 0,14 2,6 0,364
бетоноводів 100м
Обрізка труб на 1 4 0,4 0,1 0,4
шт.
Усього 21,2*
*
* Що стосується цієї операції, трудовитрати взяті з фактичного часу
заповнення полості з продуктивністю 20м3/г
** без урахування трудовитрат машиніста бетононасоса

Таблиця 4.5. Калькуляція трудовитрат за існуючою технологією
Процеси Од. К-ть Склад Трив Норма часу Обгрунт
. ування
вим. заг. ланки
На На
роб,
од.
г. об `єм

Облаштуван На 23 Будівельні 7,82 0,41 9,43 §В14-4-
ня металевої 1м2 слюсарі:
21,1
опалубки пов- 4р. - 1

ти люд.; 3р.- 1
люд.
Розбирання На 23 0,27 6,21 §В14-4-
металевої 1м2
21,1
пов-
опалубки
ти
Облаштуван На 1,2 Арматурни 9,54 0,47 0,564 §Е40-2-
ня отворів в 100ш ки: 4р-
6,7
опалубці т.
1 люд .;

3р.- 1 люд.
Встановленн на 1 т. 0,33 Будівельні 9,25 16 5,312 §Е4-1-
я арматурних 2 46-7, в
слюсарі:
стрижнів в
4р - 1 люд.;
чотири рівні
3р.- 1 люд.
Виготовленн на 1 т. 0,3 22 6,6 §Е40-2-
я лотка- 22, а
накопичувача

Монтаж на 1 т. 0,3 22 6,6 ГЕСН
навісного 37-01-
обладнання 001-4
Монтаж на 1 4 Електрик 1,2 0,3 1,2 Дані
вібратора для
шт. IV розробн
віброобойми
ика
розряду -
(фактич
1 люд.
ний
Укладання 1м3 16 Бетонщик 5,92 1,11 17,76 хрономе
бетонної и: 4р - 2 траж)
суміші на люд.; 3р - 1
люд.
Обрізка на 1,2 Арматурни 1,93 0,47 0,564 §Е40-2-
арматури ки: 4р - 1 6,7 *
100
люд.; 3р.- 1
шт.
люд.
Демонтаж на 1 т. 0,3 Будівельні 1,65 11 3,3 §Е40-2-
навісного слюсарі:
22,а **
обладнання 4р - 1 люд.;
3р.- 1 люд.
Разом 37,31 57,54
* стосовно
** трудовитрати по демонтажу взяті з розрахунку 1/2 трудовитрат на
монтаж

Розмір посадового окладу враховується за кошторисом, відповідним
обґрунтуванням технологічної операції та розраховується множенням на
коефіцієнт (6,09) та коефіцієнт переведення кошторисів 2000 року, базисних
цін 2020 року. [71].
Оскільки стандартні посадові оклади не відповідають фактичним
ринковим, їх перерахували в ринкові (ЗПР) виходячи з трудомісткості роботи
та умов оплати праці працівника 3-4 розрядів.

Таблиця 4.6.Розрахунок економічної ефективності розробленої технології
Найменування Комбінована Пропонована
вібраційна технологія

технологія
Трудомісткість робіт, люд.-год. 57,5 21,2
Склад ланки, чол. 6 4
Зниження трудомісткості Т, люд.- - 36,3 (63%)
год. (%)

Заробітна плата нормативна ЗП, грн. 1642,85 605,7
Заробітна плата ринкова ЗПР, грн. 11500 4240
Вартість бетонної суміші 59200 83200
Вартість матеріалів і дод. 18100 2244
пристосувань
Амортизація обладнання 3626 -
Оренда обладнання 10000 2800 + 3150
Енергоємність Е, квт-ч 9,2 -
Витрати на електроенергію 232 -
Прямі витрати ПЗ, грн. 92800,85 91999,7
Прямі витрати ПЗр 102658 95634
Економічний ефект Е, грн. - 7024
Економічний ефект Е,% - 7%

57,5
60
50
40
21,2
30
20
10
0
Комбінована вібраційна технологія
Пропонована технологія

Рис. 4.2. Діаграма залежності трудомісткості (люд-год) пропонованої та
комбінованої вібраційної технології

Комбінована
вібраційна
технологія
1642,85 605,7
Пропонована
технологія
0 1000 2000 3000

Рис. 4.3. Діаграма залежності рівня заробітна плати робітників
пропонованої та комбінованої вібраційної технології
14000
12000 11500
10000
8000
6000
4240
4000
2000
0
Заробітна плата ринкова ЗПР, грн.
Комбінована вібраційна технологія
Пропонована технологія

Рис. 4.4. Діаграма залежності рівня РИНКОВОЇ заробітна плати
робітників пропонованої та комбінованої вібраційної технології
83200
90000
80000 59200
70000
60000
50000
40000 18100
30000 2244
20000
10000
0
Вартість бетонної суміші Вартість матеріалів і дод.
пристосувань
Комбінована вібраційна технологія
Пропонована технологія

Рис. 4.5. Діаграма залежності вартості бетонної суміші та матеріалів і
додаткових пристосувань пропонованої та комбінованої вібраційної технології
10150 5950
3626 2560
0 5000 10000 15000 20000
Комбінована вібраційна технологія Пропонована технологія

Рис. 4.6. Діаграма залежності величини грошивих витрат на амортизація
та аренду обладнання пропонованої та комбінованої вібраційної технології

250000
200000
150000 102658 95634
100000
50000 92800,85 91999,7
0
Прямі витрати ПЗ, грн. Прямі витрати ПЗр, грн
Пропонована технологія
Комбінована вібраційна технологія

Рис. 4.7. Діаграма залежності величини грошових витрат прямих витрат
та прямих витрат у риночних цінах пропонованої та комбінованої вібраційної
технології
Амортизація Аренда обладнання
Таким чином, встановлено (табл. 5.6), що бетонування пустот під
промисловими об’єктами, яке здійснюється за запропонованою технологією
перекачування, є економічно на 7 % економічніше порівняно з технологією,
яка використовує додаткові вібрації для перемішування підливи. Цього
вдалося досягти за рахунок зниження витрат на оплату праці на 63%. При
цьому збільшення товщини зазору, на відміну від раніше розроблених методів,
не впливає на трудомісткість робіт і вартість виконаних робіт збільшується
лише в обмеженій мірі зі збільшенням витрати бетонної суміші. .

4.3 Рекомендації щодо бетонування пустот різних типів

На основі досліджень розроблено наступну класифікацію пустот та
рекомендації щодо їх бетонування, які представлені в таблиці 4.7. Визначені
характеристики були визначені додатково до аналізу літературних джерел у
рамках модельних випробувань для більшості наступних порожнин (у роботі
не показано).
Таблиця 4.7.Класифікація полостей
No Характеристика Вид полості Схема полості Можливий Рекомендації, примітки **
п / полості спосіб
п бетонування *
1 Орієнтація в 1.1 1-4, 6
просторі
Горизонталь
на
1.2 1-3, 6

Вертикальна
1.3 Похила 1-3 Бетонування можна
здійснювати тільки з боку з

найбільшою вертикальною
відміткою.
2 Співвідношення 2.1 Більше 1-6 При великих площах і малій
500 висоті полості виникають
площі (S = lxb)
труднощі щодо її заповнення
полості до її
в зв'язку зі збільшенням
висоти (h) опору просування бетонної
суміші. Крім того можливе
2.2 100-500 защемлення повітря під час
руху зустрічних «потоків»
2.3 100-20
бетонної суміші, до такого
2.4 Менше 20 результату може привести
( подача суміші з периферії з
декількох сторін.
при h більше
100мм)

3 Форма 3.1 1-6 Застосування апаратів з
увігнутою поверхнею - вкрай
поверхонь Паралельні

не бажане, тому що утруднене
видалення повітря з верхньої
3.2 Увігнута 3,5
частини полості та утворення
повітряної лінзи по центру
днища. Бетонування в такому
3.3 Опукла 6 випадку
можливо тільки з центру

зверху, але облаштування
3.4 Конусна 6 технологічних отворів в
днищі апаратах найчастіше
неможливе. Опукла конусна
форма поверхні
3.5 Взаємно 3
днища апарату дозволяє
опукло-
провести монтаж обладнання
увігнуті шляхом занурення в
поверхі
свіжоукладену бетонну суміш
на вивірені опори.
4 Доступ до 4.1 1-6 Встановлення опалубки по
Відкритий по контуру відкритих сторін з
полостей
зазором від зрізу площини
периметру
полості. Опалубку слід
4.2 Частково 1-6 монтувати вище
відкритий по горизонтального рівня
периметру полості. Бетонування

проводиться до моменту

появи бетонної

суміші вище горизонтальної
площини полості по всьому
контору.
4.3 Частково 3,5 Контроль при заповненні
відкритий по простору під плитою між
верхній вертикальними
площині обмежувачами здійснюється
за допомогою контрольних
отворів.
4.4 Закритий 5 В основному, обсяг таких
полостей досить малий.
Утворюються вони внаслідок
дефектів при зведенні
конструкцій. Для їх усунення
можливий варіант з
інєкционуванням через малі
отвори.
5 Наявність 5.1 Без 1-6 Наявність включень суттєво
включень включень ускладнює процес
заповнення полості бетонною
сумішшю. У таких випадках
доцільно перед прийняттям
5.2 Трубчасті 2,3 технології заповнення
розробити моделювання, щоб
простежити процес

заповнення простору
5.3 Складної
бетонною сумішшю і
конфігурації
підібрати оптимальні
параметри бетонування:
5.а 5.а.1 Без
рухливість суміші; швидкість
відстань по висоті зазору подачі бетонної
включень від

поверхні
5.а.2 Менше суміші; спосіб подачі
бетонної суміші та ін.
висоти
Моделювання дозволить так
включення
само уточнити оптимальне
розташування проходок (по
висоті полості) для
5.а.3 Більше забезпечення надійного
висоти заповнення полості бетонною
сумішшю
включення

6 Якість поверхні 6.1Гладка 1-6
основ
6.2 Шерехата 1-3,5,6
6.3 Ребра, 2,3 Наявність ребер так само як і
включення значно
виступи і т.п.
ускладнюють бетонування

полостей. Рекомендації в
даному випадку схожі з
рекомендаціями при
наявності в полості
включень (див. п.5 даної
таблиці)
6.1 Матеріал Металева 1-6 В цілому матеріал поверхні
незначно впливає на вибір
поверхні
застосовуваної технології
Бетонна бетонування.

Дерев'яна
Полімерна
7 Конфігурація 7.1 1-6 Як і у випадку з матеріалом
перетину в плані поверхні утворюють
Прямокутни
полостейу, конфігурація
й
полості в плані мало впливає
7.2 Круглий 1-6 на застосовувану
технологію бетонування.
Найбільш сприятливою

конфігурацією полості можна
вважати круглий перетин, так
як в ньому відсутні кути, в
яких може відбуватися
защемлення повітря.
7.3 Клинове 2,3,5 Наявність «клину» збільшує
ймовірність утворення
повітряних включень в

бетонному масиві, тому
необхідно застосовувати литі
бетонні суміші здатні
виключити защемлення
повітря.
7.4 Складної
форми
8 Обсяг 8.1 Малий <0,1м3 5
8.2 Середній 0,1-2 м3 1-6
8.3 Великий > 2 м3 1-3,6
* Нумерація відповідно до класифікації способів бетонування наведеної в параграфі 2.1
** Рекомендації дані з урахуванням проведених автором модельних експериментів на масштабних макетах

З наведеної класифікації пустот видно, що в даний час існує значний
напрямок досліджень в області бетонування пустот різних видів, виявлення їх
особливостей і розробки технологій заповнення пустот будівельними
сумішами. Також очевидно, що при розробці технології бетонування пустот під
різними промисловими об’єктами необхідно проводити модельні
випробування, оскільки моделювання дозволяє врахувати більшість факторів,
що впливають на якість обробки простору бетоном та іншими будівельними
сумішами.

Висновки до 4-го розділу

1. Визначено раціональні області застосування технологічних
параметрів виробничих процесів бетонування пустот за ін’єкційною
технологією.
2. Розкрито особливості розробленої технології, які суттєво
відрізняються від існуючих. Наведена схема контролю процесу заповнення
бетонної порожнини, за якою можна підтвердити якість заповнення
порожнини.
3. Можливі технологічні рішення бетонування за розробленою
технологією з використанням різних типів сумішей з варіантами монолітних
бетонних трубопроводів або без них, що показують широкий спектр
застосування розробленої технології, а також шляхи її вдосконалення.
4. Після розрахунку техніко-економічної віддачі запропонованого
технологічного рішення в порівнянні з відомими способами бетонування
пустот встановлено, що роботи, які виконуються за запропонованою
технологією ін’єкцій, є на 7% дешевшими за вартістю, що відображає
зниження вартості витрати на оплату праці на 63%.
5. Розроблено класифікацію типів будівельних порожнин, в рамках якої
надано рекомендації щодо бетонування. Це висвітлює ряд перспективних типів
конструкційних порожнин, для яких на даний момент не існує технологій
бетонування.
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

В результаті проведеної роботи зроблено наступні висновки:
1. Аналіз існуючих способів бетонування пустот під промисловими
об’єктами показав, що в сучасній практиці будівництва використовуються
вібраційні способи заливки бетонних сумішей під об’єкти, використання яких
має низку обмежень. Шляхи подолання цих обмежень полягають у
застосуванні технології безвібраційного закачування бетону в порожнини.
2. Розроблено новий спосіб технологічного рішення для бетонування
пустот під промисловими об’єктами промисловим бетоном з подачею бетонної
суміші з кількох сторін.
4. Конкретизовано фізичну модель розподілу бетонної суміші в
порожнині, за допомогою якої можна достовірно відобразити процес.
Виявлено параметр, за яким можна оцінити якість заповнення пустот, а також
функціональну залежність цього показника від шести змінних, за якими можна
прогнозувати цей параметр.
5. Проаналізовано можливість проведення тривалих багаторазових
модельних випробувань замісу бетонної суміші, що має високий ступінь
живучості при збереженні постійних реологічних властивостей.
6. Визначено закономірності впливу вихідних параметрів технологічного
процесу (розташування бетонних труб, витрата бетонної суміші, наявність
включень) на кінцеві показники якості отриманого монолітного бетонного
шару.
7. Результати виробничих випробувань підтвердили можливість
виконання робіт за ново розробленою технологією з бетононасосом, який
подає самоущільнювальну бетонну суміш у порожнину, яка включає
трубопроводи та інші технологічні включення.
8. Визначено раціональні параметри розробленої технології бетонування
пустот за ін’єкційною технологією та область застосування.
9. Розрахунок техніко-економічного ефекту запропонованого
технологічного рішення в порівнянні з відомими способами бетонування
пустот показав, що роботи, проведені за запропонованою технологією ін'єкцій,
дозволяють знизити трудовитрати на 63%.
10 Розроблено розрахунок продуктивності праці при впровадженні
технології.
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Анпилов С.М. Технология возведения зданий и сооружений из
монолитного железобетона – М.: АСВ, 2010. - 592с.
2. Евдокимов Н, Мацкевич А., Сытник В. Технология монолитного бетона и
железобетона М.: Книга по Требованию, 2012 – 334с.
3. Кирнев А.С., Волосухин В.П. Технология возведения зданий и сооружений
из монолитного железобетона, инженерного назначения и в особых условиях
строительства – М.:Феникс, 2008. – 546с.
4. Полтавець С.М. Монолітне домобудування. К.: Вища школа, 1999. - 321с.
5. Хаютин Ю.Г., Монолитный бетон. Технология производства работ. - М.:
Стройиздат, 1991. -576 с.
6. Арабаджян И.Р., Вибрационная укладка бетона под водой в условиях
Севера – М.: 1977. – 54с.
7. Ведомственные строительные нормы вибрационная укладка бетона под
водой и глинистым раствором ВСН 261-86 Минмонтажспецстрой СССРМ: 1987.
– 36с.
8. Верстов В. В., Тишкин Д. Д., Романовский В. Н.
Основныерезультатыисследованиявибрационнойтехнологииподливкибетоннойс
месиподпромышленноеоборудованиепримонтаже// Вестник гражданских
инженеров. — 2014. — № 2 (43). — С. 86–92
9. Панарин С.Н. Способ бесподкладочного монтажа оборудования/, А.С.
Малинкин // Образование и наука: современное состояние и перспективы
развития: Сб. научных трудов по материалам Международной научно-
практической конференции 28 февраля 2013 г. – Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-
Наука-Общество», 2013. – В 10 ч. Ч. 7. – С. 103–105.
10. Панарин С.Н., Стариков О.П., Зорин Ю.М., Филоненко Е.С. Разработка
технологии и оборудования для возведения корпусов высокого давления из
тяжелого армоцемента // Материалы XII Ленинградской конференции по бетону
и железобетону. - Л.: Стройиздат Л.О., 1988. – С.12-22
11. Романовский В.Н. Вибрационная технология устройства подливки
бетонной смеси под промышленное оборудование на заключительном этапе его
монтажа // Дисс. к.т.н. – СПб: СПбГАСУ, 2005.-133с.
12. Тишкин Д.Д. Механизированная технология штукатурных работ при
отделке помещений растворами на основе сухих смесей //автореф. дисс. к.т.н. –
СПб: СПбГАСУ, 2011.-23с.
13. Хайкович Д.М. Технология нанесения растворных смесей при
производстве штукатурных работ механизированным способом// дисс. к.т.н. –
СПб: СПбГАСУ, 2005.-204с.
14. Ведомственные строительные нормы МСН 188-68 Минмонтажспецстроя
СССР. Указания по бесподкладочному монтажу оборудования химической
промышленности. Составитель И.Р. Арабаджян. - М: ЦБТИ, 1968. - 11с.
15. Верстов В.В. Совершенствование технологии бесподкладочного монтажа
промышленного оборудования / В. В. Верстов, Д. Д. Тишкин, В. Н. Романовский
// Монтажные и специальные работы в строительстве— 2013. — №7.
16. Паспорт SikaTard®-930HydrationControllingandConcreteStabilization
(Sleeping)Admixture, 2013. – 4с. 82. Пат. № 2466251 от 10.11.2012. Способ
подливки бетонной смеси под технологическое оборудование на заключительном
этапе его монтажа / В. В. Верстов, Д. Д. Тишкин, В. Н. Романовский. - Бюл. №
31. - 2012.
17. Атаев С.С. И др. Механизация строительства - М.: Стройиздат, 1973. – 325с.
18. Дронов С.С., Дронов В.Г. Строительные машины и основы автоматизации:
Учебник для строительных вузов. – М.: Высшая школа, 2006. – 376с.
19. Модификаторы в строительной технологии: Учеб.пособие/ Е.В. Ткач;
Карагандинский государственный университет. - Караганда: КарГТУ, 2006.- 156
с.
20. Белецкий Б. Ф., Булгакова И.Г. Строительные машины и оборудование. –
Ростов н/Д.: Феникс, 2005. – 608с.
21. Ramachandran V.S. Recent developments in concrete admixture formulations.
//Cemento.- 1993.- Vol. 90.- №1.- P.11-24.
22. Технические характеристики автобетононасосов CIFA. [Электронный
ресурс]. URL:http://www.cifa-beton.ru/cifa/stazbet/
23. Технические характеристики автобетононасосов KCP. [Электронный
ресурс]. URL:http://kcp-pump.ru/pages/?m=about-kcp
24. Руководство по укладке бетонных смесей бетононасосными установ-ками.
М., Стройиздат (Центр науч-исслед. и проектно-эксперим. ин-т организации,
механизации и техн. помощи стр-ву. Народное предприятие строит-монтажный
комбинат «ОСТ» ГДР), 1978 - 144 с.
25. ASTM 2011 Volume 04.02 Concreteand Aggregates
26. Sakue J., Okamoto K. Reapperance of Change Flowability of Self-Compacting
Concrete due to Pumping. Proceedingsofthe 2 FIB Congress, 2006..- P.3-12.
27. Европейский комитет по стандартизации – CENЕВРОСТАНДАРТ EN 206-
1Бетон – Часть 1: общие технологические требования, производство и контроль
качества.
28. Европейский стандарт EN 206:2011 «Бетон. Технические требования,
производство и контроль качества». СEN TC 104.2011.
29. Bozzoni M. Self Compacting Concrete for High Perfomance Structure.
Proceedingsof 2 FIB Congress, 2006.– р. 429
30. P. Kumar Mehta, Paulo J. M. Monteiro, Concrete. Microstructure, Properties,
and Materials. Third Edition – London: McGraw-Hill, 2006. – р. 659
31. Фаликман В.Р. Новые эффективные высокофункциональные бетоны //
Бетон и железобетон №11, С. 78-84.
32. Верстов В.В., Хайкович Д.М., Буданов Б.А. Новая механизированная
технология штукатурных работ с применением сухих смесей. // Новые
технологии в строительстве доступного жилья: Сборник докладов научно-
практической конференции / СПбГАСУ. СПб., 2005.– С.6-8
33. Малинкин А.С. Тенденции развития технологии заполнения полостей под
крупногабаритным промышленным оборудованием/ А.С.Малинкин , С.Н.
Панарин // Доклады. 70-й научной конференции профессоров, преподавателей,
научных работников, инженеров и аспирантов университета. – СПб: СПбГАСУ,
2014. – Ч1. С.109-113.
34. Малинкин А.С. Технология бетонирования полостей под днищами
промышленных аппаратов методом нагнетания/ А.С. Малинкин, С.Н. Панарин //
Вестник гражданских инженеров. – СПбГАСУ. – 2015. – №1(№48) –– С. 107-114.
35. Евстифеев В.Н. Трубопроводный транспорт пластичных и сыпучих
материалов в строительстве. М.: Стройиздат, 1989. - 248с.
36. Алексеев С.Н. Исследование сопротивлений при перекачке бетонных
смесей по трубам: автореф. дис. канд. техн. наук / Всесоюзн. науч.-исслед. ин-т
оснований и фундаментов. М.: 1952. - 16с.
37. Кузьмичев В.А. Виброреология в технологии строительного производства
// Вестник гражданских инженеров. — 2014. — № 6 (47). — С. 140–144.
38. Кузьмичев В.А. Основы проектирования вибрационного оборудования:
Учебное пособие. - СПб.: Лань, 2014. – 208с.
39. Кузьмичев В.А. Виброреология строительных смесей.// Статья Вестник
Волгоградского архитектурно – строительного университета Волгоград 2012
Выпуск 27 (46).– С.12-15
40. Михайлов Н.В. и пр. Реология тиксотропных систем. -Киев: Наукова думка,
1972. - 120с.
41. Паныш К.Ф. Исследование физико-механических свойств пластичных
бетонных смесей и их напряженно-деформированного состояния при
безвибрационном формовании железобетонных изделий.//автореф. дисс. к.т.н.
Минск, 1971. – 22с.
42. Головачев И.М. Исследование технологии инъекционного формования
тонкостенных изделий из мелкозернистого бетона: автореф. дис. канд. техн. наук.
Л.: ЛИСИ. 1973. – 22с.
43. Малинкин А.С. Технология бетонирования полостей под днищами
промышленных аппаратов методом нагнетания//Диссертация на соискание
ученой степени кандидата технических наук/05.23.08 - Технология и организация
производства / Санкт-Петербург: СПбГАСУ, 2015. — 200 с.
44. Инструкция по определению экономической эффективности
использования в строительстве новой техники, изобретений и
рационализаторских предложений СН 509-78.
45. . Инструкция по определению экономической эффективности капитальных
вложений в строительстве, СН 423-71.
46. Технические характеристики вибратора ИВ-35. [Электронный ресурс].
URL:http://www.vseinstrumenti.ru/stroitelnoe_oborudovanie/vibrotehnika/vibratory/
glubinnye/krasnyi_mayak/glubinnyi_navesnoy_vibrator_krasnyi_mayak_iv_35_1_04
5_0300/
47. Технические характеристики вибратора ИВ-99б. [Электронный ресурс].
URL:http://www.avtoprom.net/katalog/vibratory/vibrator_plowadochnyj/iv-99b/

ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets