18.2. Технологические схемы бетонных заводов и их оборудование

Приготовление бетонной смеси - комплексный технологический про­цесс, включающий ряд подготовительных операций и операций по непо­средственному приготовлению смеси. В состав первых операций входят, кроме заготовки составляющих бетонной смеси, их хранение и подача в бункера бетонного завода.

Операции по непосредственному приготовлению смеси включают до­зирование составляющих, их загрузку в бетоносмеситель, перемешива­ние в бетоносмесителе и выдачу готовой смеси. Оборудование для осу­ществления этих операций обычно монтируется в одном сооружении, на­зываемом бетонным заводом или бетоносмесительной установкой.

По принципу действия различают бетонные заводы двух типов: периодического (цикличного) действия и непрерывного действия.

Заводы первого типа приготовляют и выдают бетонную смесь от­дельными порциями, второго - приготовляют и выдают бетонную смесь непрерывно. Заводы включают оборудование и устройства для выполнения упомянутых выше отдельных операций.

Заводы циклического действия компонуется по двум схемам: одноступенчатой (вертикальная или башенная компоновка) – рис. 18.1,а и двухступенчатого (партерная компоновка) - рис. 18.1, б.

Рис. 18.1. Одноступенчатая (а) и двухступенчатая (б) схемы компоновки бетонного завода

I - транспортер со склада заполнителей; 2 - транспортер для подачи заполнителей на завод; 3 - поворотная воронка; 4 - цементопровод; 5 - наддозаторные (расходные) бункера крупного и мелкого заполнителей; 6 - дозатор воды; 7 - дозатор заполнителей; 8 - доза тор цемента; 9 - воронка сухой смеси; 10 - бетоносмеситель; 11 - буккер бетонной смеси; 12 - транспортное средство; 13 - склад заполнителей; 14 - склад цемента.

Одноступенчатая (башенная) схема характеризуется тем, что все составляющие бетонной смеси сразу, в одну ступень, поднимаются на командную высоту (башню) в бункера и затем под действием собствен­ного веса (вертикально) последовательно поступают в дозаторы, сме­сители и другое оборудование. Отсюда и название схемы. Применяют ее обычно на стационарных бетонных заводах.

При двухступенчатой схеме весь процесс приготовления смеси раз­бивается на две ступени. В первой ступени обычно предусматривают дозирование заполнителей с получением сухой смеси. Далее эта смесь транспортируется (поднимается) на вторую ступень, где расположены бетоносмесители и осуществляется перемешивание и выдача бетонной смеси. Эту схему применяют в основном на бетоносмесительных установ­ках и небольших заводах (цехах).

По принципу перемешивания бетоносмесители делятся на два типа:

• бетоносмесители гравитационные или свободного перемешивания;

• бетоносмесители принудительного перемешивания.

Принцип действие гравитационных бетоносмесителей - перемешивание за счет падения составляющих смеси и их смешения при вращении барабана (рис. I8.3, а). Вращающийся барабан имеет на своих стенках лопасти, с помощью которых составляющие захватываются и поднимаются в верхнее полонение, а затем падают под действием силы тяжести (от­сюда и название - гравитационные). Скорость вращения барабана долж­на быть такой, чтобы составляющие под действием центробежной силы прижимались к стенкам барабана и поднимались на возможно большую высоту, и только затем падали. При малой скорости вращения процесс перемешивания замедлится, а при слишком большой - вообще прекратится, так как все составляющие прижмутся к стенкам барабана под дей­ствием центробежной силы. Поэтому скорость вращения долина быть оп­тимальной, соответствующей получению наибольшего эффекта перемеши­вания.

Принцип действия бетоносмесителей принудительного действия - перемешивание в неподвижной чаше за счет вращения ротора с лопастя­ми (рис. 18.3,6).

Рис. 18.3. Схемы бетоносмесителей циклического действия: гравитационного (а) и принудительного (б) перемешивания

1 - станина; 2 - привод для выгрузки бетонной смеси; 3 - шес­терня вращения барабана; 4 - барабан; 5 - загрузочное и разгрузоч­ное отверстия; 6 - лопасти; 7 - привод вращения барабана; 8 - ротор; 9 - внутренняя и внешняя стенки корпуса; 10 - смесительная чаша; 11 - загрузочное отверстие; 12 - привод вала ротора; 13 - редуктор; 14 - электродвигатель; 15 - смешивающие лопасти; 16 - затвор; 17 -разгрузочное отверстие.

Те и другие типы цикличных бетоносмесителей применяются для приготовления смесей различных составов и консистенций. Однако гра­витационные бетоносмесители наиболее эффективны для приготовления пластичных смесей, а принудительного действия - для жестких бетонных смесей. В то же время практика показывает, что гравитационные бетоно­смесители более надежны по износоустойчивости рабочих органов, наибо­лее пригодны для применения крупных заполнителей размером до 150 мм, имеют меньшую массу и большую производительность по сравнению с бетоносмесителями принудительного действия. Поэтому на крупных гидротехнических стройках наибольшее применение нашли именно гравитацион­ные бетоносмесители и заводы на их основе. Бетоносмесители принуди­тельного перемешивания способны обеспечить большую однородность сме­си и поэтому наиболее широко распространены на заводах сборного же­лезобетона.

Все цикличные бетоносмесители различаются по емкости барабана. Причем последняя выражается как по загрузке qз , так и по выгрузке qв. Первая означает сумму объемов составляющих бетонной смеси до их перемешивания, вторая – объем готовой смеси после перемешивания всех составляющих.

(18.1)

где - коэффициент выхода бетонной смеси, равный 0,67-0.7.

Выпускаемые цикличные бетоносмесители имеют обычно емкость по загрузке 500, 700, 1200, 1500, 3000 л, из которых и компонуются секции бетонных заводов.

Для дозировки составляющих бетонной смеси при использовании цикличных бетоносмесителей применяют весовые дозаторы.

Промышленность выпускает полные комплекты оборудования для отдельных секций бетонных заводов и в зависимости от общей мощности бетонного завода, они компонуются из разных количеств секций. Выборочная номенклатура отечественных бетоносмесителей дана в табл. 18.3.

Таблица 18.3. Выборочная номенклатура отечественных бетоносмесителей

Марка смесителя	Объем по загрузке	Объем готового замеса	Максим. Крупность заполнителя	Ориентиров. Технич. производительность
	л	л	мм	м³/час
Гравитационные
СБ-174*	100	65	40
СБ-161*	500	330	70	8,25
СБ-91Б	750	500	70	12,5
СБ-10В, С-302	1200	800	120	32
СБ-150, С-230	2400	1600	120	32
СБ-162	4500	3000	150	60
Принудительные
СБ-80	250	165	70
СБ-35, С-773	500	330	70	13,2
СБ-146А	750	500	70	20
СБ-62,951	1200	800	70	32
СБ-163А	1500	1000	70	40

Бетоносмесители непрерывного действия по принципу перемешива­ния схожи с циклическими бетоносмесителями принудительного действия и состоят из горизонтального барабана и вращающегося в нем ротора с лопастями, обеспечивающими перемещение смеси и ее перемешивание вдоль барабана (рис. 18.4). Время перемещения определенной порции бетонной смеси вдоль барабана должно соответствовать времени, необ­ходимому для ее перемешивания до требуемой однородности. Эти требования обусловливают длину барабана, скорость вращения вала барабана и углы расположения лопастей.

Рис. 18.4. Бетоносмеситель непрерывного действия 1 - корпус; 2 - загрузочное отверстие; 3 - вал; 4 - лопасти; 5 - накопитель с затвором; 6 - электропривод

На бетонном заводе непрерывного действия преобладает оборудование, обеспечивающее именно непрерывность процесса приготовления бе­тонной смеси: конвейерные линии подачи составляющих, дозаторы непрерывного действия, бетоносмесители непрерывного действия и т.д. (рис. 18.5). Отсутствие ряда операций по сравнению с цикличными заводами (в частности, цикличной загрузки и выгрузки смеси) делает заводы непрерывного действия высокопроизводительными, и с этой точки зрения при больших интенсивностях работ они предпочтительнее. Однако они имеют тот недостаток, что требуют остановки и регулировки при изменении марки бетона, т.е. состава бетонной смеси. Поэтому на гидротехнических стройках они находят применение при больших объемах и интенсивностях укладки одной марки бетона, и обычно в комплексе о заводом циклического действия. При этом бетонные смеси тех марок, которые требуется в небольших объемах, готовят на заводах циклического действия, а на заводе непрерывного действия приготовляют бетон­ные смеси марок, имеющих большой объем и укладываемых непрерывно длительное время.

Рис. 18.5. Технологическая схема бетонного завода непрерывного действия

1 - подача заполнителей со склада; 2 - расходные бункера за­полнителей; 3 - цементопровод; 4 - расходный бункер цемента; 5 - дозаторы заполнителей; 6 - дозатор цемента; 7 - дозатор воды; 8 - сборный транспортер; 9 - бетоносмеситель; 10 -раздаточные бункера бетонной смеси; 11 - порционный транс­порт; 12 - непрерывный транспорт (транспортеры, бетононасосы)

Промышленность выпускает бетоносмесители непрерывного действия производительностью 15, 30, 60 м³/ч. Бетонные завода с одной технологической линией такой производительности применяются в промышленном строительстве. Для гидротехнического строительства применяются заводы с двумя-тремя технологическими линиями производительностью 100-150 м³/ч. Выборочная номенклатура бетоносмесительных установок приведена в табл. 18.4.

Таблица 18.4. Выборочная номенклатура бетоносмесительных установок

Модель	Ориентир. технич. производ.	Бетоносмеситель				Количество фракций	Максим. Крупность заполнителя
		Марка, тип	Объем по загрузке	Количество
	м³/час		л	ст
Цикличного действия
СБ-51	7	СБ-80, пр	250	1	2		70
СБ-70	15	СБ-16 пр	500	2	4		70
СБ-185	26,5	СБ-169, пр	750	1	3		70
СБ-4	35	СБ-100, гр	1200	2	4		120
М-1	52	Т-1000М, пр	1500	1	4
БЗ	96 (2х секционный)	СБ-94, гр	1500	4	4		120
СБУ-150	-	-	4500	2	6		150
АБСУ-2*3000	132	СБ-162,гр	4500	2	6		150
		СБ-138А,пр	1500	1	6		70
Непрерывного действия
СБ-61	5	двухвальный		1	2		40
СБ-75А	30-35	Тоже		1	4		40
СБ-78	60	Тоже		1	4		70
СБ-109А	135	Тоже		1	3		70
СБ-118	240	тоже		2	4		70