4. ЦЕМЕНТОБЕТОННЫЕ ЗАВОДЫ
4.1. Назначение и классификация цементобетонных заводов
Цементобетонным заводом (ЦБЗ) называется смонтированный ком- Сплекс технологического и вспомогательного оборудования, обеспечивающий выполнение ряда операций по приготовлению цементобетонной смеси, а именно: приём компонентов смеси, их складирование, подача к дозировочным устройствам, дозирование, подача в смесители, смешивание и
выдача готовой смеси.
дачиНебольш е по про зводительности ЦБЗ иногда называют бетонным узлом.
Бетоносмес тельной установкой называют комплекс оборудования ЦБЗ, осуществляющ й со ственно операции дозирования, смешения и вы-
три типа: центральныебАзаводы товарного бетона; приобъектные (построечные); бетонные заводы, используемые для приготовления смеси на предприятиях железобетонных изделий.
готовой смеси.
Комплекс вза мно связанных между собой установок, включающих подготовку сходного сырья, его складирование, транспортирование бетонной смеси, называют етонным хозяйством.
При стро тельстве автомо ильных дорог с цементобетонным покрытием различают два типа етонных заводов: прирельсовые и притрассовые.
По сроку действия на одном месте и по характеру оборудования ЦБЗ
бывают стационарные, полустационарные и передвижные.
По характеру эксплуатации етонные заводы можно различать на
Центральные заводы выдают готовую смесь в виде товарного бетона
в транспортные средства потребителя. Важнейшим требованием, предъяв- |
|
ляемым к этим заводам, является наличие нескольких смесителей, настро- |
|
|
ЖБИ |
енных на изготовление различных видов товарного бетона, или возмож- |
|
ность быстрой настройки дозаторовДна выпуск на одном смесителе разных |
|
смесей [32]. |
|
Приобъектные заводы обычно выдают смесь стабильного состава и свойств для конкретного потребителя (строящаяся дорога, мост и пр.).
Бетонные заводы, расположенные на предприятиях , являются составной частью технологической линии по приготовлению изделий, и требования к этим заводам определяются номенклатурой изделий, выпускаемых заводом ЖБИ.
По степени готовности выпускаемого полуфабриката ЦБЗ могут подразделяться на выпускающие готовую для использования цементобетонную смесь или отдозированную сухую смесь, перемешиваемую затем в пути автобетоносмесителями или на месте укладки передвижными смеси-
79
телями. Если завод обслуживает несколько объектов, удаленных на различные расстояния, то целесообразно наладить на заводе выпуск и того и другого полуфабриката.
По производительности дорожные ЦБЗ (несколько условно) можно разделить на сверхмощные (до 700 м3/ч и более), большие (120–240 м3/ч), средние (60–80 м3/ч) и малые (до 30 м3/ч).
СибАДИ |
||
Технологический процесс на ЦБЗ, как правило, включает следующие |
||
основные операции: выгрузка из транспортных средств и хранение мате- |
||
риалов; подготовка |
сходных материалов (каменных и ПАД); транспорти- |
|
ровка |
х к смес телю; дозирование и перемешивание компонентов смеси; |
|
выдача продукц потребителю. |
||
Пр рельсовые ЦБЗ устраивают у железной дороги. |
||
В соответств |
с технологическим процессом на ЦБЗ имеются сле- |
|
дующие цехи: складской, транспортный, смесительный. |
||
|
кладской цех состоит из приемных устройств для разгрузки желез- |
|
нодорожных вагонов |
укладки каменных материалов в штабеля, машины |
|
и устройства для погрузки каменных материалов из штабеля в расходные |
||
бункера смес тельных установок. Склады цемента, как правило, силосные, |
||
состоят |
з пр емных устройств, разгрузчиков вагонов, оборудования для |
|
транспортирования цемента пневмотранспортом и расходных бункеров. Бетоносмесительные установки включают бункеры для каменных
материалов, емкости для цемента, резервуары для воды и поверхностноактивных добавок, о орудование для дозирования и приготовления бетонной смеси и бункеры для выдачи готовой продукции.
Кроме этого, на территории ЦБЗ могут размещаться энергетический цех, контора, склад ГСМ, РММ, медпункт, бытовые помещения и пр.
Притрассовые ЦБЗ базируются вблизи от строящейся автомобильной дороги с радиусом действия до 15 км и предназначены для использования не более одного года на одном месте. Притрассовые заводы состоят из складских помещений, смесительного отделения, передвижных электростанций, компрессорных установок др.
4.2. Приготовление цементобетонной смеси
Этот процесс на ЦБЗ является основным, обеспечивающим выход готовой продукции. Он слагается из следующих операций: сортировка каменных материалов на фракции; дозирование каменных материалов и цемента; перемешивание каменных материалов с цементом, водой и химическими или иными добавками. Все эти операции выполняются в смесительном цехе.
80
Смесительные установки по ряду параметров классифицируются |
||||
следующим образом: |
|
|
||
По временным особенностям приготовления смесители бывают |
||||
циклического и непрерывного действия. |
|
|||
По способу перемешивания смеси: свободного перемешивания, |
||||
принудительного, вибрационного. |
|
|
||
В зависимости от компоновки оборудования установки делятся на |
||||
башенного и партерного типов (по аналогии с АБЗ). В плане бетоносмеси- |
||||
тели могут компоноваться по линейной и гнездовой схемам. При гнездо- |
||||
вой установке несколько смесителей располагают вокруг общей оси и один |
||||
комплект расходных бункеров и дозаторов может обслуживать несколько |
||||
смесителей. При л |
нейной схеме число бункеров и дозаторов увеличива- |
|||
С |
телей. |
|
|
|
ется до ч |
сла смес |
|
|
|
Технолог ческая схема приготовления смеси на установках непре- |
||||
рывного действ я представлена на рис. 4.1, технологическая схема приго- |
||||
товлен я цементо етонной смеси в установке циклического действия – на |
||||
. 4.2. |
|
|
|
|
рис |
|
|
||
|
1 |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
бА |
6 |
||
|
|
|||
|
2 |
5 |
8 |
|
4 |
|
3 |
Д |
|
|
|
|||
|
|
|
||
Рис. 4.1. Схема технологического процесса приготовления смеси на установках |
||||
непрерывного действия: 1 – склады каменных материалов; 2 – расходные бункеры; |
||||
3 – маятниковые ленточные дозаторы; 4 – собирающий конвейер; 5 – наклонный |
||||
транспортер (галерея); 6 – емкость и дозатор воды; 7 – емкость и дозатор цемента; |
||||
|
|
8 – мешалка непрерывного действия |
|
|
|
|
|
И |
|
Прогрессивным решением при любой компоновке является исполь- |
||||
зование готовых конструкций и блоков, позволяющих легко монтировать и |
||||
демонтировать ЦБЗ. Примером блочного цементобетонного завода- |
||||
автомата служит завод БМБЗ-60 производительностью 60 м3/ч (завод мон- |
||||
тируется в течение четырех дней). |
|
|
||
81
|
|
|
|
3 |
4 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
2 |
9 |
|
6 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
8 |
1 |
|
7 |
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
||
2 |
|
|
|
|
|
Рис. 4.2. Схема технолог |
ческого процесса приготовления цементобетонной смеси |
||||
в установке ц |
кл ческого действия: 1 – склады каменных материалов; 2 – конвейер |
||||
(галереиподземная наклонная ); 3 – поворотная разделительная воронка; 4 – подача |
|||||
цемента; 5 – |
для материалов; 6 – дозаторы; 7 – подача и дозирование воды; |
||||
8 – пр емное |
распредел |
тельное устройство; 9 – подача и дозирование химических |
|||
добавок; 10 – мешалка циклического действия; 11 – бункер-накопитель |
|||||
бункер |
|
|
|||
Качество приготовленных цементобетонных смесей должно соответ- |
|||||
ствовать требованиям ГОСТ 8424–72 [33]. |
|
|
|||
4.3. Технологические процессы приготовления |
|
||||
|
А |
|
|||
цементобетонной смеси |
|
|
|
||
Основной технологической операцией при приготовлении цементо- |
|||||
бетонной смеси является перемешивание компонентов. Эффективность |
|||||
перемешивания зависит от вида бетонной смеси, её подвижности, последо- |
|||||
|
|
|
Д |
||
вательности подачи компонентов при перемешивании, продолжительности |
|||||
перемешивания, типа смесителя. |
|
|
|
||
Для перемешивания применяют три способа перемешивания: сво- |
|||||
бодное, принудительное и вибрационное. |
|
|
|||
Гравитационные |
бетоносмесители |
представляют собой барабан, |
|||
|
|
|
|
И |
|
вращающийся относительно горизонтальной или наклонной оси с закреп- |
|||||
ленными на его поверхности лопастями. У этих смесителей процесс смесе- |
|||||
образования происходит в результате столкновения потоков компонентов, |
|||||
свободно падающих с лопастей под действием силы тяжести. |
|||||
Гравитационные смесители относительно просты по конструкции, |
|||||
надежны в эксплуатации и долговечны. Рациональной областью их при- |
|||||
менения является приготовление |
подвижной крупнозернистой смеси, ис- |
||||
|
|
|
82 |
|
|
пользуемой в монолитных конструкциях. Основной недостаток гравитационных смесителей заключается в малой эффективности при приготовлении наиболее экономичных по расходу цемента малоподвижных жестких смесей, которые налипают на лопасти и плохо выгружаются. Кроме того, у гравитационных смесителей имеются и ограничения возможности увели-
Счения производительности путем интенсификации процессов перемешивания.
Бетоносмесители установки непрерывного действия с принудительным перемеш ван ем получили за последнее время наибольшее распро-
пригодны для пр готовления лю ых смесей. Ещё далеко не исчерпаны резервы повышен я про зводительности этих смесителей за счет улучшения техн ческ х параметров.
странен е. В отл ч е от гравитационных смесителей у этих механизмов потокиотнестисмеш ваемой массы создаются движущимися внутри смесителей лопастями. Пр нуд тельные смесители являются более универсальными и
К пре муществам етоносмесителей принудительного действия можно : высокую производительность (вдвое больше, чем у гравитационных); возможность приготовления любой смеси с высокой однородностью конс стенц ; полную выгрузку смеси после замеса; меньший перепад высот между уровнем загрузки и разгрузки; безопасность обслуживания (т.к. вращающиеся части находятся внутри барабана).
НедостаткамибАэтих смесителей являются: относительная сложность конструкции; более интенсивный износ рабочих органов; большая удельная мощность (примерно 0,01 кВт/л емкости смесителя, что в 3 раза больше, чем у гравитационных барабановД).
При виброперемешивании смеси она подвергается комплексному воздействию перемешивающих органов и вибрации. Смесь под влиянием тиксотропных изменений переходит в разжиженное состояние, поэтому виброперемешивание даже очень жестких смесей обеспечивает их однородность. Вибрация осуществляется собственноИбарабаном или вибрирующими лопастями или вибраторами, помещенными в обычный смеситель. Виброперемешивание значительно повышает прочность цементобетона (при сжатии – на 20–25%, при изгибе – на 10–20%). Происходит это за счет более равномерного перемешивания смеси и процесса механоактивации заполнителей и цемента.
При перемешивании возможны несколько вариантов последовательности введения компонентов смеси, но наилучший эффект достигается при следующей последовательности: вначале перемешивают щебень с частью воды, после предварительного их перемешивания подают цемент и затем оставшуюся часть воды и песка. Различные химические добавки вводят с водой. Продолжительность перемешивания можно сократить, если вначале перемешать всухую щебень, песок и цемент, а затем добавить воду. Одна-
83
ко все преимущества этого способа теряются из-за того, что в этом случае значительно увеличиваются затраты энергии на перемешивание сухой смеси и сильно изнашивается рабочее оборудование (особенно у смесителей принудительного действия).
Качество бетонной смеси очень сильно зависит от продолжительности перемешивания и увеличивается с увеличением времени. Минимальное время перемешивания зависит в основном от емкости бетономешалки (при заданной подвижности смеси) и ориентировочно составляет (в летних условиях: до 250 л – 60 с; 425–500 л – 90 с; до 1200 л – 120 с; до 2400 л –
150 |
с). Бетоносмес |
тельная установка непрерывного действия представле- |
|||
на на р с. 4.3. |
|
|
|
||
|
|
овременные бетоносмесители выпускаются следующих типоразме- |
|||
С |
готового замеса, л): |
65 (СБ-116А, |
СБ-101, СБ-43); |
||
ров |
(по |
||||
165 |
( Б-30, СБ-80); 330 (СБ-16); 375 |
(СБ-35); 500 |
(СБ-91, СБ-108); |
||
800 ( Б-10В, СБ-62); 1200 (СБ-93); 2000 (СБ-103). |
|
||||
|
а |
|
|
|
|
емкости |
|
|
|||
|
|
бА |
в |
||
|
|
|
|||
|
б |
|
Д |
||
|
|
|
|||
Рис. 4.3. Бетоносмесительная установка непрерывного Идействия: а – технологическая схема работы бетоносмесительной установки; б – блок дозирования каменных мате-
риалов; в – смесительный блок: 1 – наклонный ленточный транспортер; 2 – горизонтальный сборный транспортер; 3 – дозатор непрерывного действия;
4 – бункеры для заполнителей; 5 – цементопровод; 6 – расходный бункер цемента; 7 – фильтр; 8 – дозатор цемента; 9 – резервуар для хранения воды; 10 – насос-дозатор; 11, 13 – трехходовые краны; 12 – рукав для отвода воды; 14 – двухвальный смеситель; 15 – накопительный бункер; 16 – поверочный дозатор; 17 – автомобиль-самосвал; 18 – нижняя двухрукавная течка; 19 – верхняя двухрукавная течка; 20 – челюстной затвор накопительного бункера
84
Типовые бетоносмесительные установки для приготовления смесей имеют производительность: передвижные – 5 (СБ-61) и 16 (СБ-70-1) м3/ч;
стационарные – 30 (СБ-37, СБ-75), 60 (СБ-78), 120 (СБ-109) и 240 ( Б-118) м3/ч. Технические характеристики бетоносмесительных установок непрерывного действия представлены в прил. 8[4].
При циклическом способе производства бетонной смеси 30–50% времени цикла затрачивается на вспомогательные операции, загрузку компонентов в смеситель и выгрузку готовой смеси.
В смес |
телях непрерывного действия эти операции совмещены во |
времени в |
основном благодаря этому повышается их производитель- |
ность. Кроме того, при подаче материалов в смеситель непрерывного дей- |
|
ствия они расположены одним слоем (слоеный пирог), следовательно, за- |
|
С |
|
траты энерг |
времени на их перемешивание вдвое меньше, чем в цик- |
лическ х смес |
телях. |
фективнытехнолог ческ е процессы приготовления бетонной смеси особенно эфпри укладке ольших о ъемов бетонной смеси одного вида и
работу БетоносмесительныеАустановки непрерывного действия выпускаются
Однако, как уже упоминалось (по аналогии с АБЗ), непрерывные
марки. Часто менять рецептуру смеси весьма трудно, т.к. приходится пере-
страивать не только смесителя, но и всех дозаторов.
преимущественно партерного типа с линейным расположением расходных
бункеров.
Установки СБ-109 (рис. 4.4) состоят из отдельных блоков, смесительного отделения, дозирования каменных материалов, транспортеров каменных материалов, дозированияДцемента и воды.
Рис. 4.4. Бетоносмесительные установки СБ-109 и СБ-118:И1 – питатели с ленточными транспортерами; 2 – блок дозирования каменных материалов; 3 – блок дозирования цемента; 4 – склад цемента; 5 – наклонный транспортер; 6 – смесительный блок; 7 – блок дозирования добавок; 8, 10 – съемные лестницы; 9 – рама бетоносмесителя;
11 – блок управления
85