СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ БЕТОНА
CONCRETE PREPARATION METHOD

Настоящее изобретение относится к способу формования бетона. Известно применение бетона для строительства тротуаров, дорог и деталей домов и прочих структур.
Согласно аспекту настоящего изобретения предложен способ формования бетона, включающий стадии:
i) обеспечения цемента;
ii) обеспечения воды;
iii) смешивания указанных цемента и воды с получением смеси на основе цемента;
iv) после получения указанной смеси на основе цемента нанесения указанной смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность, с формованием бетона.
Следует понимать, что заполнитель представляет собой материал или структуру, образованную из массы кусков или частиц, слабо спрессованных друг с другом. Более конкретно, заполнитель, применяемый для получения цемента, может представлять собой мелкий заполнитель, содержащий такие частицы, как песок, или может представлять собой крупный заполнитель, содержащий более крупные частицы, такие как щебень.
Также следует понимать, что бетон можно получить путем применения комбинации как мелкого, так и крупного заполнителя, с тем, чтобы регулировать некоторые характеристики полученного бетона, такие как пористость.
После нанесения смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность, для формования бетона, бетон начинает отверждаться и затвердевать на поверхности. Поскольку формование бетона с применением способа согласно настоящему изобретению подразумевает, что смесь на основе цемента не вступает в контакт с заполнителем (т.е. на этой стадии смесь на основе цемента не содержит никакого заполнителя) до ее нанесения на заполнитель, уложенный на поверхность, то способ согласно настоящему изобретению обеспечивает больший контроль над формованием бетона, которое должно происходить в определенный момент времени и/или на определенной поверхности, что, таким образом, обеспечивает гибкость, когда речь идет о формовании бетона.
Напротив, если цемент, воду и заполнитель смешивают с формованием бетона до нанесения бетона на поверхность, то существует ограничение по времени, при этом за довольно короткое время бетон необходимо нанести на поверхность до того, как он подвергнется отверждению и затвердеванию и станет непригодным для обработки, так что его нанесение на поверхность станет невозможным. По существу, смешивание цемента, воды и заполнителя для формования бетона до нанесения бетона на поверхность может представлять собой ограничивающий процесс, когда речь идет о контроле над формованием бетона, которое должно происходить в определенный момент времени и/или на определенной поверхности.
Способ согласно настоящему изобретению также позволяет с минимальными потерями наносить смесь на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность, с возможностью приостановки работы, которая может возникнуть, например, вследствие неблагоприятных погодных условий или занятости рабочей силы. Это связано с тем, что, поскольку заполнитель, уложенный на поверхность, хранится отдельно от смеси на основе цемента до нанесения указанной смеси на основе цемента на заполнитель для формования бетона, заполнитель остается пригодным для повторного использования в случае, если нанесение смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность, прекращается на длительный срок.
Кроме того, хотя смесь на основе цемента затвердевает с течением времени с образованием цементного раствора, смесь на основе цемента можно все еще использовать в течение некоторого периода времени после того, как она была получена, например, в течение двадцати минут. Поэтому прерывания на короткое время нанесения смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность, не приводит к непроизводительной потере смеси на основе цемента и заполнителя или приводит к их минимальной непроизводительной потере.
Напротив, смешивание указанных цемента, воды и заполнителя для формования бетона до нанесения бетона на поверхность приводит к тому, что повторное использование любого неиспользованного бетона на последующей стадии затруднено, поскольку бетон сразу же после его получения начинает отверждаться и затвердевать и быстро становится непригодным для работы. Поэтому любая приостановка при нанесении бетона на поверхность приведет к непроизводительной потере неиспользованного бетона (т.е. к непроизводительной потере цемента, воды и заполнителя), тем самым повышая стоимость формования бетона на поверхности.
Таким образом, способ согласно настоящему изобретению преимущественно уменьшает непроизводительные потери и дополнительные издержки, которые в противном случае возникали бы при смешивании цемента, воды и заполнителя для формования бетона до нанесения бетона на поверхность.
В дополнение к изложенному выше, способ согласно настоящему изобретению позволяет расположить заполнитель на поверхности любым способом по желанию для того, чтобы регулировать размер и/или форму полученного бетона. Кроме того, заполнитель можно выбрать таким образом, чтобы обеспечить разные свойства полученного бетона.
Способ согласно настоящему изобретению также позволяет не только исключить значительные расходы, связанные с транспортировкой бетона от бетонного завода к заданному местоположению, но также минимизирует большие затраты на рабочую силу, связанные с перегрузкой бетона и его укладкой на поверхность.
Бетон может быть пористым. Пористый бетон позволяет жидкостям, таким как вода, проходить непосредственно через него. Сам по себе пористый бетон уменьшает поверхностный сток и позволяет подпитывать подземные воды. Таким способом пористый бетон можно использовать для уменьшения затопления.
Смесь на основе цемента необязательно имеет коэффициент поверхностного натяжения, обеспечивающий суспендирование смеси на основе цемента на заполнителе, вокруг заполнителя, внутри заполнителя и/или поверх заполнителя.
Обеспечение смеси на основе цемента с таким коэффициентом поверхностного натяжения позволяет равномерно распределить смесь на основе цемента на заполнителе, вокруг заполнителя, внутри заполнителя и/или поверх заполнителя, что, таким образом, приводит к получению равномерно формованного бетона. Коэффициент поверхностного натяжения смеси на основе цемента зависит от количества и соотношения воды и цемента, которые смешивают друг с другом для получения смеси на основе цемента.
Предложенный способ предпочтительно включает укладку заполнителя на поверхность перед стадией нанесения смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность, для формования бетона. Это означает, что заполнитель можно уложить на поверхность в любое время и с помощью любого работника до нанесения смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность. Это связано с тем, что свойства заполнителя, уложенного на поверхность, не будут изменяться с течением времени, даже при изменении погодных условий. Кроме того, такой способ позволяет осуществлять отдельную транспортировку обычно более тяжелого заполнителя в специализированном транспорте, который не обязательно требуется для перевозки цемента.
Заполнитель необязательно представляет собой мелкий или крупный заполнитель. Применение крупного заполнителя позволяет получить пористый бетон при нанесении смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность, поскольку между крупными частицами заполнителя легко образуются зазоры, через которые могут проходить жидкости.
Заполнитель может содержать частицы заполнителя, при этом максимальный размер каждой частицы заполнителя может составлять от 2 мм до 6 мм. Такой размер частиц заполнителя является оптимальным для получения пористого бетона с высокой прочностью.
Заполнитель предпочтительно представляет собой гранит или содержит гранит, необязательно промытый гранит.
Гранит обладает множеством характеристик, которые являются предпочтительными для формования бетона. Например, гранит является твердым (марки 800-1200) или очень твердым (марки 1400-1600), морозостойким (марки 300-400) и имеет низкую лещадность (5-23%). Кроме того, радионуклиды, вредные компоненты и добавки либо отсутствуют в граните, либо присутствуют в граните, но не превышают опасных уровней. По существу, применение гранита в качестве заполнителя или в заполнителе позволяет получать бетон высокого качества по сравнению, например, с бетоном который получают из гравийного заполнителя.
Предложенный способ может включать стадию смешивания цемента и воды с получением смеси на основе цемента в месте нахождения поверхности.
Такой подход подразумевает, что полученная смесь на основе цемента находится географически близко к заполнителю, на который ее предполагают нанести, и, следовательно, смесь на основе цемента можно нанести на заполнитель, уложенный на поверхность, в кратчайшие сроки после ее получения. Это особенно важно, поскольку смесь на основе цемента будет затвердевать с течением времени, что, тем самым, усложняет нанесение затвердевающей смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность. Кроме того, смесь на основе цемента будет в конечном счете затвердевать с образованием цементного раствора, который невозможно нанести на заполнитель, уложенный на поверхность, с получением бетона.
Получение смеси на основе цемента в месте, географически близком к заполнителю, на который ее предполагают нанести, подразумевает, что при решении, когда именно получать смесь на основе цемента, можно принять во внимание факторы, существующие в месте нахождения поверхности, такие как погодные условия и доступность рабочей силы. Таким образом, можно принять более информированное решение в отношении сроков получения смеси на основе цемента, что, тем самым, уменьшает риск израсходования цемента и воды впустую.
Напротив, если цемент и воду смешивают с получением смеси на основе цемента в месте, которое географически находится далеко от заполнителя, уложенною на поверхность, перечисленные выше факторы, имеющиеся в месте нахождения поверхности, могут быть таковыми, что после транспортировки смеси на основе цемента к указанному месту расположения поверхности нанесение смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность, не представляется возможным. Это связано с тем, что поскольку смесь на основе цемента уже начала бы затвердевать с образованием цементного раствора, невозможность нанесения смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность, из-за факторов, присутствующих в месте нахождения поверхности, может привести к потере цемента и воды, которые были смешаны друг с другом для получения смеси на основе цемента.
Кроме того, если цемент, воду и заполнитель смешивают с формованием бетона в месте, которое географически находится далеко от поверхности, и перечисленные выше факторы препятствуют последующему нанесению полученного бетона на заполнитель, уложенный на поверхность, бетон будет израсходован впустую, так как его нельзя использовать после отверждения и затвердевания.
Кроме того, для формования бетона необходимо большое количество воды, обычно 1 тонну воды на кубический метр бетона, и поэтому расходы, связанные с транспортировкой воды, могут быть весьма высокими. С другой стороны смешивание цемента и воды для получения смеси на основе цемента в месте нахождения поверхности позволяет сэкономить на таких транспортных расходах, поскольку вода обычно легкодоступна в месте нахождения поверхности. По существу, смешивание цемента и воды с получением смеси на основе цемента в месте нахождения поверхности уменьшает стоимость формования бетона по сравнению со смешиванием цемента и воды для получения смеси на основе цемента в месте, расположенном географически далеко от указанной поверхности.
Стадия нанесения смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность, предпочтительно включает разбрызгивание смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность.
Разбрызгивание смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность, означает, что смесь на основе цемента можно нанести на заполнитель, уложенный на поверхность, быстро и равномерно. Напротив, если цемент, воду и заполнитель смешивают для формования бетона перед разбрызгиванием бетона на поверхность, склонность бетона к затвердеванию и отверждению сразу же после его формования означает, что существует необходимость разбрызгивания бетона в течение короткого предельного времени прежде, чем разбрызгивать затвердевший бетон станет трудно. Кроме того, поскольку бетон начинает затвердевать и отверждаться сразу же после его формования, равномерно разбрызгивать бетон на поверхность очень быстро станет все более сложно.
Предложенный способ может включать стадии:
обеспечения по меньшей мере одной добавки; и
смешивания цемента, воды и определенной или любой добавки с получением смеси на основе цемента.
Включение воды в смесь на основе цемента имеет важное значение с точки зрения обеспечения требуемой вязкости полученной смеси на основе цемента для того, чтобы ее можно было нанести на заполнитель, уложенный на поверхность, а также для того, чтобы указанная смесь могла взаимодействовать с заполнителем для формования бетона. Вязкость смеси на основе цемента также имеет важное значение с точки зрения достижения равномерного нанесения при ее разбрызгивании на заполнитель, уложенный на поверхность. Для регулирования по желанию вязкости смеси на основе цемента можно выбрать определенную или любую добавку. Таким образом, вязкость смеси на основе цемента можно адаптировать таким образом, чтобы она соответствовала требованиям способа нанесения смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность.
Для регулирования свойств бетона, таких как время, необходимое для отверждения и затвердевания бетона, твердость полученного бетона и/или обрабатываемость полученного бетона, можно выбрать определенную или любую добавку.
Предложенный способ может включать стадию одновременного смешивания цемента, воды и определенной или любой добавки с получением смеси на основе цемента. Такое одновременное смешивание упрощает стадию получения смеси на основе цемента.
Стадия смешивания цемента, воды и определенной или любой добавки для получения смеси на основе цемента необязательно включает:
смешивание цемента и воды друг с другом и затем смешивание определенной или любой добавки со смесью цемента и воды; или
смешивание цемента и определенной или любой добавки друг с другом и затем смешивание воды со смесью цемента и определенной или любой добавки; или
смешивание воды и определенной или любой добавки друг с другом и затем смешивание цемента со смесью воды и определенной или любой добавки.
Порядок, в котором смешивают перечисленные выше материалы (т.е. цемент, воду и определенную или любую добавку), может иметь важное значение при обеспечении смеси на основе цемента с определенными свойствами, которые необходимы для получаемого бетона. По существу, возможность смешивать материалы в любом конкретном порядке обеспечивает большую гибкость, когда речь идет о формовании бетона с определенными свойствами.
Способ может включать стадию смешивания цемента, воды и определенной или любой добавки с получением смеси на основе цемента в месте нахождения поверхности.
Кроме того, при первоначальном хранении каждого из перечисленных выше материалов отдельно друг от друга, их затем можно смешивать друг с другом способом, соответствующим технически условиям заказчика.
Стадия обеспечения по меньшей мере одной добавки может включать обеспечение по меньшей мере одного красящего пигмента.
Обеспечение по меньшей мере одной добавки в форме красящего пигмента позволяет получать окрашенную смесь на основе цемента для нанесения на заполнитель, уложенный на поверхность, с получением окрашенного бетона.
Кроме того, способ согласно настоящему изобретению позволяет получать несколько партий смесей на основе цемента, каждая из которых имеет другой цвет и может быть нанесена на заполнитель, уложенный на поверхность, с формованием бетона с несколькими окрасами. Более того, способ согласно настоящему изобретению предпочтительно позволяет нанести разнообразно окрашенные смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность, любым способом по желанию с формованием бетона с различными цветными узорами, что, таким образом, повышает декоративность полученного бетона.
Ниже приведено краткое описание предпочтительного варианта реализации настоящего изобретения в качестве неограничивающего примера со ссылкой на следующие фигуры, на которых:
На фигуре 1а схематически показан способ формования бетона согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения;
На фигуре 1b схематически приведены стадии способа, показанного на фигуре 1а;
На фигуре 2а схематически показана стадия нанесения смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность;
На фигуре 2b схематически показана другая стадия нанесения смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность; и
На фигуре 3 схематически показан вид в поперечном разрезе бетона, полученного согласно стадии нанесения смеси на основе цемента на заполнитель, уложенный на поверхность.
Способ формования бетона согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения показан на фигурах 1а и 1b, и в целом обозначен позиционным номером 10.
На фигуре 1а схематически показан способ 10 формования бетона 36. На стадии 102 способа 10 обеспечивают цемент 12. На стадии 104 способа 10 обеспечивают воду 16. На стадии 106 способа 10 цемент 12 и воду 16 смешивают с получением смеси 20 на основе цемента. На стадии 108 способа 10 после получения смеси 20 на основе цемента указанную смесь 20 на основе цемента наносят на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34, и получают бетон 36.
Возвратимся к фигуре 1а: полученный цемент 12 помещают в первую камеру 14, такую как бункер. При этом полученную воду 16 помещают во вторую камеру 18, такую как бак.
Цемент 12 подают в смесительную камеру 22 с помощью привода 24, в этом случае, с помощью шнека 25, тогда как воду 16 закачивают в смесительную камеру 22 с помощью насоса (не показано). Шнеком 25 управляют с помощью двигателя 26, который вращает шнек 25 для перемещения цемента 12 по направлению к одному концу первой камеры 14 и в смесительную камеру 22.
Цемент 12 и воду 16 смешивают в смесительной камере 22 с помощью смесительного аппарата 28. Смесительный аппарат 28 содержит перемешивающую лопасть 30 и двигатель (не показано), управляющий перемешивающей лопастью 30. Двигатель может регулировать частоту вращения смесительного аппарата 28 и/или ориентацию перемешивающей лопасти 30. Вместо этого смесительный аппарат 28 можно регулировать вручную, например, с помощью рукоятки.
Смесительный аппарат 28 может иметь более одной перемешивающей лопасти 30. Каждую перемешивающую лопасть 30 можно разместить в нижней части смесительной камеры 22 или в верхней части смесительной камеры 22. Согласно другим вариантам реализации изобретения по меньшей мере одну перемешивающую лопасть 30 можно разместить в верхней части смесительной камеры 22 и по меньшей мере одну другую перемешивающую лопасть 30 можно разместить в нижней части смесительной камеры 22.
Первая и вторая камеры 14, 18, смесительная камера 22, шнек 25, двигатель 26 и смесительный аппарат 28 могут все составлять часть специально приспособленного транспортного средства (не показано). Соответственно, для получения смеси 20 на основе цемента можно использовать одно транспортное средство для транспортировки цемента и воды 16, а также смеси цемента и воды 16. Согласно другим вариантам реализации настоящего изобретения одна или более из первой и второй камеры 14, 18, смесительная камера 22, шнек 25, двигатель 26 и смесительный аппарат 28 могут не являться частью специально приспособленного транспортного средства. Например, вторая камера 18 может не потребоваться для составления части специально приспособленного транспортного средства, поскольку вместо этого воду 16 можно обеспечить в месте нахождения поверхности 34 за счет водного источника.
После получения смеси 20 на основе цемента указанную смесь 20 на основе цемента наносят на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34, с формованием бетона 36.
Как показано на фигуре 3, смесь 20 на основе цемента после нанесения на заполнитель 32 образует бетон 36. Затем бетон сразу же после его получения начнет отверждаться и затвердевать на поверхности 34.
В этом отношении, смесь 20 на основе цемента имеет коэффициент поверхностного натяжения, обеспечивающий суспендирование смеси 20 на основе цемента на заполнителе, вокруг заполнителя, внутри заполнителя и/или поверх заполнителя 32 таким образом, чтобы обеспечить равномерное формование бетона 36.
Заполнитель 32 укладывают на поверхность 34 перед стадией нанесения смеси 20 на основе цемента на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34, для формования бетона 36. Заполнитель 32 можно уложить на поверхность 34 за любое время (например, за часы, дни или недели) до нанесения смеси 20 на основе цемента на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34.
Заполнитель 32 можно также уложить в любое время перед смешиванием цемента 12 и воды 16 с получением смеси 20 на основе цемента. Таким образом, заполнитель 32 можно транспортировать отдельно от цемента 12 и воды 16 и с применением транспортного средства, которое отличается от специально приспособленного транспортного средства, перевозящего цемент 12 и воду 16. Например, заполнитель 32 можно транспортировать в грузовике, который способен переводить тяжелые грузы, тогда как специально приспособленное транспортное средство, в котором перевозят и смешивают цемент 12 и воду 16, не должно обладать способностью перевозить такие тяжелые грузы.
Согласно варианту реализации изобретения, показанному на фигуре 3, бетон 36 является пористым 38. Пористый бетон 38 позволяет жидкостям, таким как вода, проходить непосредственно через него. Пористый бетон 38 обычно используют для участков с неинтенсивным движением, теплиц, подъездных путей, дорожек или пешеходных дорожек, спортивных площадок, тротуаров и в жилищном строительстве для дренирования и управления ливневыми стоками.
Пористый бетон 38, показанный на фигуре 3, содержит зазоры 40, которые образуются между частицами 42 заполнителя. Такие зазоры 40 позволяют смеси 20 на основе цемента проходить через них. Смесь 20 на основе цемента образует непористые участки 44 бетона, на которых она взаимодействует с частицами заполнителя 42 с формованием бетона, и пористые участки 46, на которых она проходит через зазоры 40 между частицами заполнителя 42. Таким способом смесь 20 на основе цемента связывает частицы 42 заполнителя вместе, одновременно обеспечивая прохождение жидкостей через пористые участки 46, образованные между частицами 42 заполнителя.
Кроме того, пористый бетон 38 получают при применении крупного заполнителя 48. В частности, максимальный размер каждой крупной частицы 50 крупного заполнителя 48 составляет от 2 мм до 6 мм. Такие размеры частиц 50 заполнителя позволяют получить пористый бетон 38 с высокой прочностью.
Согласно другим вариантам реализации настоящего изобретения пористый бетон 38 можно получить из заполнителя, содержащего комбинацию, как крупных частиц заполнителя, так и мелких частиц заполнителя (не показано). Такая комбинация крупных и мелких частиц заполнителя подразумевает, что смесь на основе цемента образует больше непористых участков бетона, т.е. где смесь на основе цемента взаимодействует с крупными и мелкими частицами заполнителя с формованием бетона, и меньше пористых участков, т.е. где смесь на основе цемента проходит через зазоры, образованные между частицами заполнителя, чем в случае пористого бетона, полученного с применением только крупных частиц. Таким образом, пористость бетона можно регулировать с помощью отношение крупных частиц к мелким частицам заполнителя.
В дополнение в изложенному выше, заполнитель 32 содержит частицы 52 гранитного заполнителя. Согласно этому варианту реализации изобретения частицы 52 гранитного заполнителя представляют собой частицы 52 промытого гранитного заполнителя.
Согласно другим вариантам реализации настоящего изобретения (не показано) частицы гранитного заполнителя могут представлять собой частицы немытого гранитного заполнителя. Кроме того, заполнитель может содержать смесь частиц гранитного заполнителя различных марок, например, марок 800-1200, или марок 1400-1600, или марок 300-400, в зависимости от требований к заполнителю.
Вместо этого частицы 42 заполнителя могут быть сделаны из другого материала, такого как гравий или щебень.
Согласно другим вариантам реализации настоящего изобретения (не показано) вместо этого бетон может быть непористым, т.е. представлять собой бетон, через который не могут проходить жидкости. Более конкретно, непористый бетон можно сделать с применением только мелкого заполнителя, такого как песок. Применение мелкого заполнителя подразумевает, что фактически между заполнителем не образуется никаких зазоров, так что смесь 20 на основе цемента образует участки непористого бетона, на которых она взаимодействует с заполнителем с формованием бетона, и очень небольшое количество пористых участков или не образует пористые участки.
Стадию смешивания цемента 12 и воды 16 с получением смеси 20 на основе цемента осуществляют в месте нахождения поверхности 34. Поэтому перед выполнением упомянутой выше стадии смешивания в месте нахождения поверхности 34 можно сначала исследовать местные погодные условия, доступность рабочей силы и/или состояние заполнителя 32, уложенного на поверхность 34. Кроме того, смесь 20 на основе цемента можно нанести на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34, вскоре после того, как цемент 12 и вода 16 были смешаны с получением смеси 20 на основе цемента, поскольку смешивание цемента 12 и воды 16 с получением смеси 20 на основе цемента осуществляют в месте, географически близком к заполнителю 32, уложенному на поверхность 34.
Как показано на фигурах 1а и 2а, смесь 20 на основе цемента наносят на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34, путем разбрызгивания 54 смеси 20 на основе цемента на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34.
Смесь 20 на основе цемента закачивают из смесительной камеры 22 в выходной канал 56 и через рукав (не показано). Рукав содержит шланг 58 с соплом 60 на одном своем конце для направления смеси 20 на основе цемента к нужному месту на заполнителе 32, уложенном на поверхность 34. Оператор может регулировать направление сопла 60, тогда как второй оператор может контролировать закачивание смеси 20 на основе цемента.
Альтернативно, как показано на фигуре 2b, смесь 20 на основе цемента можно нанести на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34, просто путем заливки 62 смеси 20 на основе цемента на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34. Такую заливку 62 можно выполнить вручную путем слива смеси 20 на основе цемента в передвижную камеру 64, такую как бадья, перед заливкой смеси 20 на основе цемента из передвижной камеры 64 на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34. Заливку 62 можно выполнить автоматически с помощью смесительной камеры 22, регулируемой путем вращения и/или перемещения поверх заполнителя 32, уложенного на поверхность 34 таким образом, чтобы вылить смесь 20 на основе цемента из смесительной камеры 22 на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34.
Обратимся к фигуре 1а: способ формования бетона 10 также включает стадию обеспечения по меньшей мере одной добавки 66 и смешивания цемента 12, воды 16 и определенной или любой добавки 66 с получением смеси 20 на основе цемента.
Добавкой 66 может быть Sika Rapid-1 (Сика Рапид-1), представляющая собой добавку, ускоряющую затвердевание, которая увеличивает раннюю прочность бетона, не влияя на первоначальную обрабатываемость бетона. Другим примером добавки 66, которую можно использовать, является Sika Rapid-2 (Сика Рапид-2), представляющий собой жидкий ускоритель схватывания. Дополнительным примером добавки 66, которую можно использовать, является Sika Retarder (Сика Ретардер), который позволяет контролировать гидратацию цемента 12 в смеси 20 на основе цемента и стабилизировать полученный бетон 10 с тем, чтобы регулировать отверждение бетона 10.
Согласно такому варианту реализации изобретения добавку 66 хранят в третьей камере 68, такой как пластмассовый контейнер. Добавку 66 закачивают в смесительную камеру 22 с помощью насоса (не показано). Такое закачивание добавки 66 в смесительную камеру 22 осуществляют одновременно с перемещением цемента 12 в смесительную камеру 22 и закачиванием в смесительную камеру 22 воды 16. Альтернативно, цемент 12, воду 16 и добавку 66 можно закачивать/перемещать в смесительную камеру 22 в любом порядке.
Согласно другим вариантам реализации настоящего изобретения цемент 12 и воду 16 можно сначала смешать друг с другом, а затем добавку 66 можно смешать со смесью цемента 12 и воды 16. Альтернативно, цемент 12 и добавку 66 можно сначала смешать друг с другом, а затем воду 16 можно смешать со смесью цемента 12 и добавки 66. Согласно другим вариантам реализации настоящего изобретения воду 16 и добавку 66 можно сначала смешать друг с другом, а затем цемент 12 можно смешать со смесью воды 16 и определенной или любой добавки 66.
В любом случае, смешивание цемента 12, воды 16 и добавки 66 с получением смеси 20 на основе цемента осуществляют в месте нахождения поверхности 34.
Типичный вариант воплощения способа 10, представленного на фигурах 1а и 1b, описан ниже.
В определенное место в грузовике, способном перевозить тяжелые грузы, доставляют заполнитель 32, и в таком определенном месте укладывают указанный заполнитель 32 на требуемую поверхность 34. Этим же или другим грузовиком или транспортным средством также доставляют в это же место цемент 12, который может храниться в мешках. В любое время после укладки заполнителя 32 на поверхность 34 и доставки цемента 12 в указанное место, например, через неделю, в это же место направляют специально приспособленное транспортное средство.
Специально приспособленное транспортное средство имеет первую, вторую и третью камеры 14, 18, 68. Вторая камера 18 содержит воду 16 и третья камера 68 содержит добавку 66.
После того, как специально приспособленное транспортное средство прибывает в указанное место, оператор осуществляет осмотр этого места для принятия решение относительно того, выполнять ли предложенный способ формования бетона 36. Такой осмотр может включать проверку состояния и/или положения заполнителя 32, уложенного на поверхность 34, и текущих погодных условий.
Если оператор решает, что факторы, имеющиеся в данном месте (например, плохие погодные условия), оправдывают задержку в формовании бетона 36 на поверхности 34, реализация способа 10 может быть остановлена на некоторое время без израсходования впустую цемента, воды, добавок или бетона.
Если оператор убеждается, что условия в данном месте являются подходящими для формования бетона 36 на поверхности 34, то выполняются следующие стадии способа 10.
Оператор загружает цемент 12 в первую камеру 14. Альтернативно, первая камера 2 может уже содержать цемент 2 до поездки специально приспособленного транспортного средства в заданное место. Вместо этого цемент 12 можно транспортировать в автоприцепе, прикрепленном к специально приспособленному транспортному средству.
Затем оператор включает двигатель 26, который вращает шнек 25, расположенный в нижней части первой камеры 14. Шнек 25 перемещает цемент 12 в первой камере 14 к одному ее концу и в смесительную камеру 22. В это же время оператор включает первый и второй насосы (не показано). Первый насос закачивает воду 16 из второй камеры 18 в смесительную камеру 22, и второй насос закачивает добавку 66 из третьей камеры 68 в смесительную камеру 22.
Согласно другим вариантам реализации настоящего изобретения (не показано) специально приспособленное транспортное средство может не иметь второй камеры 18, и вместо этого воду 16 можно взять из водного источника в месте нахождения поверхности 34, например, с помощью крана или насоса.
Далее, оператор включает третий двигатель (не показано), который вращает перемешивающую лопасть 30 таким образом, чтобы перемешивать материалы 12, 16, 66, поступающие в смесительную камеру 22, с получением смеси 20 на основе цемента.
Если в этот момент погодные условия в данном месте становятся неподходящими для формования бетона 36, оператор может остановить работу каждого двигателя и насоса с тем, чтобы прекратить подачу материалов 12, 16, 66 в смесительную камеру 22. Указанные материалы 12, 16, 66, оставшиеся в первой, второй и третьей камерах 14, 18, 68, являются несмешанными, и поэтому их можно использовать в дальнейшем.
Любая смесь 20 на основе цемента, которая уже было получена на этой стадии, сразу же начнет затвердевать с образованием цементного раствора. Однако если погодные условия изменяются сравнительно быстро, например, в пределах двадцати минут, и становятся подходящими для формования бетона 36, то все еще можно использовать уже приготовленную смесь 20 на основе цемента. В любом случае заполнитель 32, уложенный на поверхность 34, не подвергается воздействию, поскольку он еще не был смешан со смесью 20 на основе цемента с формованием бетона 36, и, таким образом, заполнитель 23 не расходуется впустую и, тем самым, остается пригодным для повторного использования.
Когда погодные условия подходят для формования бетона 36, оператор держит шланг 58 и направляет его сопло 60 на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34. Затем оператор включает насос (не показано), который закачивает смесь 20 на основе цемента через сопло 60 шланга 58 через рукав, для разбрызгивания 54 смеси 20 на основе цемента на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34.
На самом шланге 58 можно установить переключатель (не показано), чтобы по желанию начинать и прекращать закачивание смеси 20 на основе цемента через рукав, делая так, один оператор может разбрызгивать 54 смесь 20 на основе цемента на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34. Тем не менее, предпочтительно, чтобы два оператора осуществляли указанный способ 10 формования бетона 36 с тем, чтобы один оператор мог наблюдать за смешиванием материалов 12, 16, 66 и получением смеси 20 на основе цемента, а другой оператор мог сконцентрироваться на разбрызгивании 54 смеси 20 на основе цемента на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34.
После нанесения требуемого количества смеси 20 на основе цемента на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34, образуется бетон 36. Затем вновь образовавшийся бетон 36 оставляют отверждаться и затвердевать. При применении крупного заполнителя 48, например, заполнителя, который представляет собой частицы 52 гранитного заполнителя или содержит такие частицы, получают пористый бетон 38, как показано на фигуре 3. Как правило, бетон 36 затвердевает в пределах 24 часов в достаточной степени, чтобы позволить пешеходам ходить по нему.
После формования бетона 36 оператор может снова наполнить вторую камеру 18 водой 16 с помощью водного источника (например, крана или насоса) в месте нахождения поверхности 34. Соответственно, специально приспособленное транспортное средство затем может транспортировать воду 16 и цемент 12 к новому месту для формования бетона 36 на новом месте. Таким образом, специально приспособленное транспортное средство не должно быть сконструировано таким образом, чтобы оно было способно перевозить достаточное количество воды 16 для выполнения нескольких циклов работ, что, таким образом, дополнительно снижает транспортные расходы.
Следует понимать, что добавка 66 может быть в форме красящего пигмента или, в случае нескольких добавок, различных красящих пигментов.
Обеспечение по меньшей мере одной добавки в форме красящего пигмента позволяет получать окрашенную смесь 20 на основе цемента для нанесения на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34, с получением окрашенного бетона 36.
Кроме того, способ, представленный на фигурах 1а и 1b, позволяет получать несколько партий смесей 20 на основе цемента, каждая из которых имеет другой цвет и может быть нанесена на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34, с формованием бетона 36 с несколькими окрасами. Более того, способ, представленный на фигурах 1а и 1b, предпочтительно позволяет нанести разнообразно окрашенные смеси 20 на основе цемента на заполнитель 32, уложенный на поверхность 34, любым способом по желанию с формованием бетона 36 с различными цветными узорами, что, таким образом, повышает декоративность полученного бетона 36.