Бетонирование и строительство — понятия неразделимые, так как ни одно из капитальных сооружений невозможно возвести без раствора. Качественное его приготовление — условие обязательное, но не единственное, потому что не менее важна его транспортировка. Чтобы быстро и благополучно доставить свежеприготовленную бетонную смесь непосредственно на объект, используют специальную технику — бетононасосы. Агрегаты эффективны, мобильны, надежны, долговечны, поэтому постепенно вытесняют старый ручной способ транспортировки цементной смеси. Если о предназначении оборудования знают практически все, то другие вопросы — принцип работы бетононасоса, имеющиеся разновидности этой техники — изучить только предстоит.
Плюсы и минусы техники
Благодаря достоинствам бетононасосов качество и скорость работ вырастают почти в 3 раза, если сравнивать эту работу с другими способами подачи раствора. К плюсам относится:
- Непрерывность процесса укладки. Любая остановка во время бетонирования чревата потерей качества быстро застывающего материала. Только слегка схватившийся раствор уже плохо сцепляется со свежеприготовленной смесью.
- Относительная легкость доставки бетона на высоту, если выбрана достаточно мощная техника. Этот плюс очевиден при строительстве многоэтажных зданий.
- Скорость работ. Присутствие трубопровода обеспечивает возможность переместить большое его количество в кратчайшие сроки.
- Экономия рабочей силы. Бетонирование с использованием бетононасоса не требует большой бригады строителей.
- Компактность, минимум занимаемого пространства.
- Минимальные потери воды раствором.
- Быстрый монтаж бетоновода.
Там, где ведется строительство большого объекта, бетононасосы — незаменимая техника. Однако и у них есть несколько недостатков. Среди минусов:
- высокая цена аренды или покупки агрегата;
- неминуемый, довольно быстрый износ элементов;
- монтаж бетоновода, который все же отнимает какое-то время;
- нецелесообразность использования бетононасоса для точечной заливки.
Если объемы работ невелики, а требуется бетон только время от времени, то гораздо выгоднее использование других методов подачи бетона.
Предназначение, принцип работы бетононасоса
Задача бетононасосов — обеспечение непрерывной подачи раствора на строительную площадку. При возведении любой бетонной конструкции необходимо строгое соблюдение технологии строительства. Качество материалов не единственное требование. Не менее важно обеспечить своевременную доставку цементной смеси в точку бетонирования. Современное бетононасосное оборудование значительно облегчает труд строителей — агрегаты способны подавать раствор по горизонтали и вертикали на десятки/сотни метров.
Ассортимент бетононасосов, представленных на строительном рынке, можно разделить на 2 группы — гидравлические и механические, уже практически устаревшие, агрегаты. В них используется поршневой или беспоршневой принцип.
Поршневые системы
В большей части механизмов используется именно этот принцип работы. Поршень, двигаясь назад, всасывает определенное количество раствора из бетоноприемника, затем выталкивает его в бетонопровод — рукав, по которому смесь поступает к месту строительства. Одним из главных элементов системы является шиберный затвор. При всасывании раствора он открывает бетоноприемник, а при выталкивании его закрывает, обеспечивая поступление смеси в бетонопровод.
Поршневые бетононасосы способны работать от механического привода или при помощи гидравлической системы. Последняя сейчас используется в подавляющем большинстве агрегатов. Причина популярности — большее создаваемое давление, оно гарантирует значительное увеличение мощности бетононасосов. Если сравнивать с шатунными механизмами, то гидравлика обеспечивает больший ход поршня, его более плавное движение. Есть у нее и слабые стороны: первый недостаток — пульсация подачи раствора, другой существенный минус — плотное соприкосновение стенок камеры с поршнем. Благодаря ему попавшие между «молотом и наковальней» микрочастицы усиливают износ этих элементов.
Поэтому одноцилиндровые бетононасосы используют редко. Более совершенные поршневые агрегаты с 2 цилиндрами, работающими попеременно, значительно уменьшают износ, а также гарантируют бесперебойную и плавную работу бетононасоса. Гидравлические системы разделяются на водяные и масляные. Последние устройства обеспечивают вдвойне большее давление, максимальную надежность и долговечность.
Достоинства поршневых насосов:
- отличный напор, благодаря которому можно подавать раствор на большое расстояние либо высоту;
- впечатляющая производительность.
Из-за этих неоспоримых преимуществ большинство (около 75% от общего числа) современных бетононасосов выпускают именно с поршневой системой.
Беспоршневые роторные системы
Список беспоршневых устройств немного больше, однако более распространенным стал роторный тип бетононасоса. Его основа — вал, на нем закреплены прорезиненные прижимные ролики. При вращении ротора они двигают бетонную смесь от бетоноприемника к выходу, продавливая эластичный шланг-бетоновод. Благодаря реверсу двигателя воздушные карманы и заторы раствора легко устраняются.
Минусы у роторной системы все же есть. Она довольно часто выходит из строя из-за износа резиновых уплотнителей, повреждения армированного шланга абразивным раствором. Однако устраняются эти проблемы довольно легко. Если сравнивать роторные системы с поршневыми агрегатами, то они сильно уступают в мощности. Крупные наполнители (например, щебень) для этого оборудования также создают трудности, они могут стать причиной отказа техники.
Разновидность роторной беспоршневой системы — шнековый бетононасос, работающий по принципу простой бытовой мясорубки с винтом Архимеда (со шнеком). Несмотря на элементарность такого устройства, шнековый принцип работы до сих пор широко применяется в разнообразных механизмах.
Преимущества роторных бетононасосов:
- несложность механизма и его бесшумная работа;
- небольшой вес и габариты агрегатов.
Существует 2 вида агрегатов — мобильные и стационарные установки. Последнее оборудование может работать как на электрических, так и на дизельных двигателях. Техника с электромотором применяется для закрытых строительных площадок. У нас этот вариант не очень популярен. Причина проста: бетон для строительства на участке нужен в то время, когда об электричестве речь вообще не идет, — на этапе возведения фундамента. Поэтому в этом случае выбор однозначен — это дизель.
Способы размещения бетононасосов
Главное различие агрегатов — варианты из базирования. Бывают автомобильные, передвижные (мини) и стационарные бетононасосы.
Автомобильное оборудование
Высокая мобильность позволяет использовать такой вариант даже в том случае, если строительство ведется на участках максимально удаленных от благ цивилизации. Это автомобиль (чаще грузовой), имеющий специальную платформу, на которой надежно зафиксирована насосная станция с бетоноводом, уже подсоединенным к ней.
Основные составляющие автобетононасоса — бункер для приема бетона и стрела. Последний элемент — стальная труба, имеющая несколько участков, называющихся коленами. Длина, на которую способна «подняться» такая стрела, составляет 10-64 м. Последний ее элемент соединяют с гибким шлангом, на сленге его называют хоботом. Он дает возможность направить струю раствора в заданное место. Перед запуском оборудования в него заливают определенное количество цементного молока либо специального химического (пускового) раствора для смазки труб.
Преимущества автомобильного бетононасоса:
- максимальная длина перекачки — до 200 м, высота — до 70 м;
- максимальная производительность (до 90 кубометров в час);
- отсутствие необходимости поиска подходящего транспорта;
- относительная компактность станции;
- большая маневренность.
Недостатки:
- дорогая аренда;
- недостаточная высота подачи, если сравнивать со «стационаром».
На этой технике поршневые насосы используют редко, чаще на них устанавливают роторные системы. Причина такого предпочтения — их простота в обслуживании (отсутствие неразрешимой проблемы воздушных пробок) и компактность.
Стационарные бетононасосы
Такие агрегаты называют стационарными условно, так как большая их часть возможность передвижения все же имеет, но не умеет перемещаться без посторонней помощи. Первый пример — прицеп, на который установлена бетононасосная станция. Транспортировка его осуществляется специальной техникой — тягачом.
Установка агрегата на отдельной площадке дает возможность сделать бетононасос более мощным, так как бетоновод — длинный гибкий шланг — на него устанавливают непосредственно на месте строительства. Этот вид насосов используют при возведении многоэтажных заданий и высотных сооружений. Нередко для более эффективной эксплуатации бетоноводы можно подвесить на строительный кран.
Совершенно неподвижные бетононасосы, которые устанавливают на долговременное основание, — техника, применяющаяся на заводах ЖБИ. Однако в этих случаях используют ленточные транспортеры или бадьи, перемещаемые кранами (козловыми, мостовыми).
Плюсы стационарного и «полустационарного» прицепного вида:
- возможность перекачивания очень большого количества бетонной смеси, если сравнивать их с автобетононасосами (200 и более кубометров в час);
- максимальное расстояние подачи раствора — 300 м по горизонтали, 100 м по вертикали;
- разные способы подачи раствора: как по горизонтали, так и по вертикали;
- невысокая цена.
Минусы:
- недостаточная маневренность;
- невозможность быстрой транспортировки агрегата;
- риск повредить шланг при неосторожной либо очень частой эксплуатации.
На стационарных агрегатах и на тех, что устанавливаются на автомобильные прицепы, используют поршневые системы, которым этот вид техники обязан самой высокой производительностью.
Специальные бетононасосы
Существуют автобетононасосы, оснащенные миксером, однако максимальная вертикальная перекачка данного вида оборудования невелика — всего 30 м. Есть еще одна разновидность техники — специальная, задачи ее уже далеки от того, чтобы называться тривиальными. Например, выпускают мобильные бетононагнетатели, имеющие гусеничный ход. Нередко их используют вместе с буровыми машинами. Замены такой технике не найти для строительства тоннелей в горной местности.
Другие примеры — комбинированные установки, производящие и перекачивающие раствор, бетононасосы, имеющие гидравлический манипулятор для напыления смеси на различные поверхности. Список этот можно продолжать, так как применяются незаменимые бетонные смеси очень широко. Спецтехнику разрабатывают в России (Строймаш-центр), Германии (Putzmeister AG), Италии (CIFA, Mecbo) и Китае (MITSUBER, XCMG).
Передвижные мини-станции
Этот вариант используют, когда необходимо относительно небольшое количество бетона. Специализация мини-насосов — помощь при сооружении небольших и средних объектов. Маленькие размеры позволяют легко передвигать бетононасос по участку, что делает работу быстрой и сравнительно легкой.
Однако за такую суперманевренность мини-оборудование расплачивается худшими техническими характеристиками — максимальной высотой и длиной подачи. Первая составляет 50 м, вторая — 150. Однако в частном строительстве эти недостатки, как правило, минусами не являются.
Потенциальные проблемы при работе
Принцип работы бетононасоса, виды агрегатов и их характеристики не единственное, что придется учесть, если мастер решил купить/арендовать и воспользоваться таким оборудованием. Да, работа проходит быстрее и гораздо проще, но знать некоторые особенности этих установок и их механизмов необходимо.
- Контроль равномерности распределения раствора обязателен. При увеличении скорости укладки можно столкнуться с самой «неприятной неприятностью» — с образованием в монолите полостей. В большинстве случаев это происходит, когда для армирования выбрана сетка с маленькими ячейками.
- Любая пробка, появившаяся в механизме, может быстро вывести его из строя. При возникновении подозрений на ее формирование надо включить реверс. Если такой возможности нет, то проблемный участок бетоновода освобождают, а затем вычищают вручную.
- Длинные перерывы (15-20 минут) в работе как раз и приводят к образованию пробок, так как бетон способен очень быстро схватиться. Предотвратить неприятности должны помощники, которые смогут быстро заменить отлучившегося строителя.
- Большие паузы (час или более) в работе требуют «холостой» прокачки бетононасоса. Агрегат запускают на малой мощности каждые 10 минут. Длится такой запуск от 10 до 15 минут. Эта операция позволит избежать закупорки труб.
- Если используются не глубинные, а поверхностные вибраторы, то послойная укладка бетона необходима. Каждый из слоев нуждается в уплотнении. Большие объемы смеси запрещаются.
- Арматурному каркасу необходима тщательная и надежная фиксация. В противном случае поток раствора из бетоновода способен сместить элементы, закладные детали.
- Бетононасос большой мощности обязательно создаст трудности при удержании бетоновода даже у нескольких человек, поэтому лучше выбрать агрегат со стрелой.
- После окончания работ по бетонированию тщательно промывают насос и бетоновод.
Реально ли сделать агрегат?
Если говорить о самом простом варианте, то это изготовление простейшей модели — поршневого насоса, имеющего один цилиндр. Однако для такой работы необходимо хорошо разбираться в чертежах. Чтобы изготовить цилиндр и сам поршень, требуется доступ к токарному станку или знакомый мастер. Дополнительно придется покупать дизельный двигатель, редуктор, шиберный затвор.
Только знание всех технических особенностей, способность провести точные расчеты, знакомство с подобной работой и с собираемым механизмом — требования, необходимые для успеха. Однако и в этом случае есть один существенный минус. Агрегат, сделанный с нуля, будет более разорителен, чем традиционный вариант — заказ автобетононасоса в организации. Еще один минус — несовершенство модели, имеющей один цилиндр. Поэтому целесообразность изготовления своими руками даже небольшого оборудования находится под вопросом.
Принцип работы бетононасоса несложен, однако подачу раствора на участок с помощью этих установок можно назвать самым прогрессивным способом выполнения бетонирования. Без них не обойтись при масштабном строительстве и там, где железобетонные конструкции возводятся в стесненных условиях.
Интересное и свежее видео, посвященное этому оборудованию, можно посмотреть у нас: