Pumpani beton

• veća količina cementa,

• bolja povezanost mase

• često je prisustvo plastifikatora
  

• Beton se lako ugrađuje na mestima gde ga je inače teško ugraditi

• Manje rukovanja je potrebno jer se beton direktno može ugraditi na željenu lokaciju

• Pumpanje betona zahteva manje radne ljudske radne snage

• Lakša kontrola kvaliteta

• Lakši transport betona na većim visinama

• Ekonomska isplativost

• I d

4.1.1 –Hidrauličke (klipne ) pumpe

Su najbrojnije, i po pravilu, imaju par klipova kojima se vrši potiskivanje smese kroz cevi. Da bi se habanje zidova cilindara pumpe svelona minimum u prostoru iza klipa se nalazi voda koja ispire zid cilindra nakon svakog hoda klipa. Savremeni razvoj je hidrauličkim pumpama omogućio transport cevima u visinui preko 200 ma udaljinu i do 500 m.

Princip rada ovih pumpi sastoji se u mehaničkom potiakivanju betonske mešavine kroz cevovod povezan sa pumpom.

U ovakvim slučajevima,dakle,klip potiskuje masu sa određenim prekidima tj.  potiskivanje je prisutno samo u momentu kada je klip u prednjem položaju  u odnosu na levak kroz koji se betonska mešavina unosi u sistem.Međutim s obzirom na veliku brzinu kretanja klipa,ovi prekidi u kretanju su samo teorijskog karaktera,pa se pri ovakvom pumpanju transport betona vrši kontinualno.

Učinak ovakvih pumpi iznosi I do 40 m³/h.

Slika 2 – Šematski prikaz dvoklipne pumpe za beton

4.1.2 - Vakum pumpe

Konstruisane su tako da se u njima u toku rada stvara vakum,pa se na taj nažin betonska masa isisava iz sabirnog koša I preko komore za vakumsko pumpanje ubacuje u transportnu cev.Učinak ovakvih pumpi iznosi I 40 – 50 m³/h, pri čemu one mogu da transportuju betonsku mešavinu  na dužinu I do 100 m I visinu cca 30 m.

4.1.3 - Pneumatske pumpe

Sastoje se od suda pod pritiskom ,priključne cevi za dovod komprinovanog vazduha I transportne cevi.Princip rada ovih pumpi je sledeći:sud pod pritiskom se pre početka rada pumpi puni betonskom masom,zatim se hermetički zatvara,da bi na kraju u njega bio uveden komprinovani vazduh,pod čijim će uticajem doći do potiskivanja sveže betonske mase kroz transportnu cev.Radni pritisak kod ovakvih sistema iznosi oko 6 – 8 bara.Učinak ovakvih pumpi iznosi 10 – 20 m³/h.

4.2 - Cevni vodovi

Cevni vodovi se rade od posebnih čeličnih,aluminijumskih,gumenih,plastičnih cevnih sekcija,sa odgovarajućim hvataljkama za međusobno povezivanje,postavljenim na podlogu stajanja,na specijalnim skelama,na tornjevima i dr.Beton je u toku transporta zaštićen u cevi         betonovoda pa se rad ne mora prekidati. Zahvaljujući stalnom usavršavanju ovih mašina dobijeni su pouzdani vitalni sklopovi koji garantuju stabilan, visok učinak na transportu betonado najviših kota objekata.Prečnik cevovoda se kreće od 8 do 20 cm.Trasa cevovoda u principu može da ima lomove kako u horiznontalnoj tako i u vertikalnoj ravni.Kod cevovoda sa ovakvim lomovima dolazi do smanjena učinka.Jedan metar transporta u visinu odgovara 8 m transporta u visinu.

Brzina kretanja svežeg betona kroz cev (Ø100 - Ø150) je u granicama od 90 - 150 m/min. Ukoliko se žele primeniti manji prečnici cevi (Ø75) mora se ograničiti veličina maksimalnog zrna agregata (Dmax = 20 mm).

Slika 3 – Prikaz delova cevnih vodova

4.3.- Podela u zavisnosti od stepena mobilnosti u toku rada

Možemo Ih podeliti:

• Stacionarne
• Mobilne
  

4.3.1 - Stacionarne pumpe:

Transportovanje  ovih pumpi se vrši vučom do mesta na kome one treba da obave svoj zadatak.

Mogu biti velikog kapaciteta pa  ih opslužuje nekoliko automešalica ili su locirane u neposrednoj blizini gradilišne fabrike betona pa sveži beton potiskuju neposredno sa mesta njegovog spravljanja do fronta    rada.

Slika 4– Prikaz prikolične stacionarne betonske pumpe

Kao jedan tip stacionarnih betonskih pumpi možemo ubrojiti I toranjske pumpe za beton koji služe za izgradnju visokih objekata.Idealne su za gradnju višespratnih objekata.One su oslonjene na stabilne prostorne rešetke I po svojoj konstrukciji podsećaju na kranove.

Toranjske betonske pumpe se koriste za transport sveže betonske mase na visinama od 350 do 450 metara I na horizontalnim rastojanjima 50 do 100 metara.

Slika 5 – Toranjske pumpe za beton

To su auto-pumpe, i imaju najvišu primenu u građevinarstvu.To su pumpe montirane na šasijama kamiona sposobne da dopreme beton gde želimo i naravno gde je to moguće.Mogu se naći u raznim veličinama i mogu da se koriste u većini građevinskih projekata.Oni se koriste na puno mesta fde se sipa beton,od ploča do srednje visokih zgrada.To su mašine koje se sastoje od kamiona,rama pumpe i same pumpe.Imaju veliku moč manevrisanja.

Slika 6 – Prikaz mobilne pumpe za beton( Autopumpe )

Manjih su kapaciteta od stacionarnih a koriste cevi za transport Ø100 ili Ø125, opremljene su posebnim kranom za raspodelu betona sa rukom iz 3 - 5 delova i imaju dohvat u visinu 20 - 40 m, pa i više. Upravljanje distribucijom betona operater može vršiti i daljinskom komandom.

Slika 7 - Šematski prikaz zone dejstva Autopumpe

5. Pojam Pumpabilnosti betoske mešavine

Da bi se beton mogao transportovati pomoću pumpi potrebno je da on ima neka posebna svojstva u odnosu na običan beton.Njegove komponente su iste kao I kod običnog betona međutim razmera mešanja tih komponenti dovodi do tih razlika u svojstvima.

Pa se zbog toga uvodi termin “pumpabilnost betonske mešavine”,pod čim se podrazumeva skup karakteristika betonske mešavine koji obezbeđuje to da se beton može transportovati pomoću pumpi,a  da se  sa druge strane u gotovoj konstrukciji dobiju svojstva očvrslog betona koja ispunjavaju uslove kvaliteta.Drugim rečima pumpabilnost betonske mešavine je njena sposobnost da se kreće kroz cevi uz pomoć pumpe a da ne dođe do gubitka osobina očvrsle betonske mešavine.Ta mešavina mora biti dobro isprojektovana kako bi beton mogao da teče lako I ravnomerno kroz cevovode.

Ako betonska mešavina nije dobro isprojektovana,tako  da nema potrebne karakteristike pumpabilnosti onda to može dovesti do neželjenih posledica kao što su segregacija betona,začepljene cevovoda,negativan uticaj na zapreminu vazduha u betonu, smanjena čvrstoća betona na pritiska u odnosu na beton koji nije pumpan I dr.

Da bi beton bio pumpabilan trebalo da sve njegove čvrste komponente budu obložene vodom tokom celog procesa pumpanja betona,kako bi se smanjilo trenje između njih I mogle da se kreću jedna preko druge.

Važno je da se pritisak  u betonskoj mešavini prenosi preko vode, a ne preko agregata jer u protivnom kada bi se pritisak prenosio preko agregata došlo bi do njegovog združivanja I sigurno do začepljenja cevi.Otpor tečenja između vode I cevi treba da je manji od otpora tečenja vode između slojeva agregata I cementa,u protivnom bi došlo do proklizavanja vode I ona bi otišla I takoreći ne bi mogla da gura čvrste komponente već bi one ostale u cevi.

Slika 8 – Prikaz pumpanja betona

6. Određeni parametri koji utiču na pumpabilnost betonske mešavine

6.1 – Uticaj cementa

Cemenat kao sastojak betonske mešavine ima uticaj na pumpabilnost betona.Cementi sa većom sposobnošću zadržavanja vode,tj. cementi finijeg mliva su veoma pogodni za spravljanje pumpanih betona. Zbog toga se preporučuje da količina cementa za pumpani beton ne bude manja od 300 kg/m³ za maksimalno zrno agregata od

32 mm.Iskustvo pokazuje da betoni sa visokim sadržajem cementa ( preko 460 kg/m³ ) se vrlo teško pumpaju zbog velikog trenja između betonske mase i cevovoda.Takođe betoni sa malim sadržajem cementa ( manje od 270 kg/m³ ) se takođe teško pumpaju zbog segregacije betonske smeše.

Tabela 1 – Preporučene minimalne količine cementa za pumpani beton

6.2 – Uticaj agregata

Konvencionalno, nameće se pravilo da prečnik maksimalnog nominalnog zrna drobljenog  agregata ne sme da bude veći od jedne trećine prečnika cevi kojom se kreće u toku pumpanja.

gde je Ø – prečnik cevi ,a prečnik nominalno najkrupnijeg zrna.Ovaj uslov važi samo za Ø > 100 mm ,za Ø < 100 mm,ne bi smelo da bude veće od 0,25Ø.

Za prirodni agregat maksimalna veličina zrna agregata bi trebala biti ograničena na oko 40 % prečnika cevi.

Ako se pri pumpanju betonske mešavine ne koriste cevi prečnika u gore navedenim granicama,postoji opasnost da će doći do segregacije betonske mešavine,kao na slici 9.Dolazi do izdvajanja krupnih švrstih komoponenti u i njihove koncetracije u sredini preseka,dok se na krajevima izdvajaju najsitnije čestice,gde takva struktura nije dobra za beton.

Slika 9 – Šematski prikaz segregacije betoske mešavine pri pumpanju

Što se tiče oblika agregata,povoljniji je zaobljen agregat,zbog svojih osobina da u krivinama i uglovima izlomljenih cevi lakše se kreće od oštroivičnog agregata,kao i  da zrna bolje klize jedna preko drugih.

Gustina agregata takođe utiče na pumpabilnost betona.Ako je agregat manjih gustina,pri spravljanju lakih betona, onda je on lakši i može doći do pojave da taj agregat pluta u cementoj pasti,dakle segregira se,i dovodi do začepljena i ostalih neželjenih posledica.Agregati manjih gustina su često porozni,pa se pri pritsku od pumpanja voda može pod pritiskom ući u taj agregat i beton može postati nezasićen vodom.Da bi se to izbeglo takav agregat treba potopiti u vodu ili koristi posebne aditive za začepljenje tih pora.

Za pumpani beton je od velikog značaja učešće sitne frakcije,kako bi se smanjila mogućnost pojave segregacije ili izdvajanja vode.Zbog ovoga je potrebno poštovati potrebne količine sitnih čestica date narednim tabelama.

Prema našim standardima treba koristiti sledeću tabelu:

Tabela 2 – Minimalne količine cementa I zrna agregata manjih od 0,25 mm prema BAB 87

Prema EN 206 – 1 : 2000 za sadržaj najfinijih zrna- (sadržaj zrna Ø ≤ 0.125 mm) , je dat sledećom tabelom:

Tabela 3 - Standardne vrednosti za sadržaj najfinijih zrna (sadržaj zrna Ø ≤ 0.125 mm) prema EN 206-1:2000

Slika 10 – Granulometrijska kriva prema EN 206-1:2000

Granulometrijska kriva bi trebala biti bliža donjoj granici,kako bi imali što vise učešće sitne frakcije u betonskoj mešavini.

6.3. – Potrebna konzistencija betonske mešavine za pumpanje

Konzistencija betonske mešavine koja se želi transportovati pomoću pumpi, je itekako važna i ima velikog uticaja na pumpabilnost betonske smeše.

Konzistencija smeše betonske mešavine pumpanih betona treba da je takva da se njena mera sleganja kreće od 10 -14 cm.

Slika 11 – Abramsov konus -aparatura za merenje potrebne konzistencije pumpanog betona

6.4 – Uticaj aditivana pumpabilnost betonske mešavine

Bilo koji aditiv koji poboljšava ugradljivost i obradljivost betonske mešavine će u suštini povećati pumpabilnost betonske mešavine.

6.4.1. –Uticaj plastifikatora

Plastifikatori se dodaju betonskoj mešavini radipoboljšanja ugradljivosti i obradljivosti (tečljivosti) betonske mešavine. Njihovomprimenom može se značajno povećati tečljivost betonske mešavine prinepromenjenoj količni vode za spravljanje ili se može smanjiti količina vode zaspravljanje pri istoj tečljivosti betonske mešavine. To su površinski aktivnesupstance koje u svežem betonu deluju kao "maziva".Plastifikatori ovog tipaobavijaju zrna cementa stvarajući oko njih tanke opne usledčega se smanjuje trenjeu masi i smanjuje količina vode koja se fizički vezuje začvrstu fazu u početnomperiodu. Na taj način veći deo vode ostaje slobodan i povećava se tečljivost -fluidnost betonske mešavine,Koja je vrlo važna za pumpani beton.

Primenom plastifikatora, odnosno smanjenjem potrebne količine vode, značajno se poboljšavaju fizičko-mehaničke karakateristike čvrstoća pri pritisku se povećava, smanjuje se skupljanje i tečenje, povećavatrajnost očvrslog betona.

6.4.2. – Uticaj aeranata

Korišćenje aeranata bi bilo poželjno,jer oni povećavaju pumabilnost betonske mešavine, sprečavajući njeno takozvano “krvarenje” – (izdvajanje vode na površinu), popunjavajući šupljine u betonskoj mešavini I tako učestvuju u prenosu pritiska ostvarenog pumpom.Ipak,procenat vazduha ne bi trebao biti veći od 5 % jer bi to dovelo do smanjenja pumpabilnosti betonske mešavine.

.6.4.3.  – Uticaj retardera

Uticaj retardera može biti povoljan po pumpani beton,kada na primer doće do zastoja rada betonske pumpe.Kao što je poznato retarderi su supstance koje usporavaju proces vezivanja I očvršćavanja,pa pri takvim zastojima oni ne daju betonskoj mešavini brzo očvrsne pa imamo dovoljno vremena da reagujemo I nastavimo sa pumpanjem betonske mešavine.

6.5.4. –Uticaj akceleratora

Upotrebu akceleratora bi trebalo izbegavati pri korišćenju pumpanog betona jer oni dovode do brzog očvršćavanja betona I pri tome mogu dovesti do začepljenja pri pumpanju.

6.6. –Uticaj vodocementnog faktora

Pri spravljanju recepture za betonsku mešavinu koja će biti transportovana pumpanjem trebalo bi težiti tome da vodocementni faktor bude u granicama od 0,4 – 0,6.