книги из ГПНТБ / Полосин-Никитин, С. М. Механизация дорожных работ учебник

ствия температуры и осадков: листы для обшивки стен, плиты и па­ нели перегородок, огнезащитные облицовки, стеновые камни, блоки, панели. Сырьем для строительного гипса является природный гип­ совый камень, некоторые отходы химической промышленности, состоящие в основном из двухводного сульфата кальция (C A S04'2H20 ) . Для получения гипса гипсовый камень дробят, из­ мельчают и термически обрабатывают при температуре 140— 190°.

§ 27. ЦБЗ И ИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Б е т о н н ы е з а в о д ы ( Ц Б З ) — производственное предприя­ тие для приготовления цементнобетонной смеси. По способу обеспе­ чения материалами различают прирельсовые и притрассовые ЦБЗ. По степени подвижности и технологическому циклу ЦБЗ делят на стационарные, полустационарные с законченным, незаконченным и комбинированным технологическим циклом, передвижные и плаву­ чие. Заводы с законченным технологическим циклом выдают гото­ вую смесь — товарный бетон, с незаконченным технологическим циклом — отдозированную сухую смесь, перемешиваемую в процессе транспортирования к месту укладки в автобетоносмесителях или передвижных дорожных бетоносмесителях на месте укладки смеси.

Стационарные (централизованные) ЦБЗ рассчитаны на продол­ жительный срок работы и выгодны для обслуживания крупных по­ требителей и городов с радиусом действия 50— 60 км, который определяется технико-экономическими показателями (возможная дальность транспортирования смеси без ухудшения ее качества, стоимость 1 м3 смеси франко-место укладки).

Передвижные заводы целесообразны при строительстве мостов и дорог с бетонным покрытием; радиус их действия 5— 1 0 км. К пе­ редвижным относят и плавучие ЦБЗ. Применение передвижных за­ водов позволяет сократить дальность транспортирования бетонной смеси. Время, затрачиваемое на развертывание и свертывание этих заводов, и стоимость их перебазирования минимальны. На полустационарных заводах используют инвентарное оборудование, которое легко монтировать и демонтировать. Они обслуживают узлы строи­ тельства дорог одного направления, радиус действия 20—30 км.

По назначению на дорожном строительстве различают ЦБЗ: приобъектные или районного значения (заводы железобетонных конструкций) и на полигонах в виде бетоносмесительного цеха. По технологической схеме приготовления цементнобетонной смеси заво­ ды бывают цикличного и непрерывного действия, а по способу пере­ мешивания, определяемому типами бетоносмесителей, — со свобод­ ным, принудительным и виброперемешиванием. Компоновка оборудования бывает вертикальная, башенного (одноступенчатая компоновка) и партерного (двухступенчатая) типов. По степени автоматизации заводы бывают автоматизированные, частично или полностью автоматизированные.

Технологический процесс приготовления бетонной смеси вклю­ чает ряд последовательных операций: приемку компонентов, накоп­

150

ление их в расходных бункерах, дозирование сухих компонентов, пе­ ремешивание с отдозированной водой, а если нужно и добавками, выдача готовой смеси.

Параллельно с этим производится (если надо) активизация вя­ жущего, щебня и песка, а также обработка воды затворения, ее

равный ( 1, 2 , 3); tcм — число часов работы в смену; Кн.п — коэффи­ циент неравномерности потребления смеси; К3— коэффициент запа­ са мощности ( 1 , 2 ).

Количество бетоносмесителей выбранной характеристики

г6с = — (Ябо — часовая выработка бетоносмесителя, м3/ч). Ча-

/7бс совая выработка бетоносмесителя цикличного действия равна

Если емкость принимают по готовому бетону, то /сВб из формулы можно исключить; 2 t — время на приготовление одного замеса, включающее время загрузки, перемешивания и выгрузки.

Для жестких смесей выработку бетоносмесителей следует опре­ делять в кубических метрах уплотненной смеси.

В ы б о р о б о р у д о в а н и я б е т о с м е с и т е л ь н о г о ц е х а производится по технико-экономическим показателям ведущей ма­ шины— бетоносмесителя. Лопастные бетоносмесители принудитель­ ного перемешивания пригодны для приготовления малоподвижных смесей с В/Ц до 0,3. Еще более эффективны вибросмесители, так как они позволяют выпускать однородную смесь с повышенной прочностью сцепления цементного камня с заполнителем. За счет вибрационного воздействия несколько повышается подвижность бе­ тонной смеси и улучшается процесс перемешивания. Вибрационное воздействие ускоряет выгрузку, уменьшает износ внутренней поло­ сти мешалки и лопастей.

Эффективны бетоносмесители принудительного действия ротор­ ного типа с кольцевым пространством (СБ-73).

Смесители свободного перемешивания пригодны для приготов­ ления пластичных смесей. Бесперебойность работы бетоносмесите­ лей обеспечивают расходные бункера, запас материалов в которых должен быть: цемента на 2—3 ч, заполнителей на 1—2 ч. Количе­ ство отсеков в расходных бункерах ограничивают: для щебня че­ тырьмя, для песка и цемента по два. Качество смеси во многом за ­ висит от точности дозирования компонентов бетонной смеси. На один замес точность дозировки цемента и воды должна быть в пределах

± 1 % по массе заполнителей ± 2 %.

Широкое распространение получило дозирование по массе,

151

обеспечивающее заданную точность. Длительность дозирования ав­ томатическими дозаторами равна 30—35 с.

Готовая бетонная смесь после тщательного перемешивания по­ ступает в накопительные (раздаточные) бункера, емкость которых делается равной емкости транспортных средств, доставляющих ее на дорогу.

Для удобства организации бетоносмесительного цеха ЦБЗ про­ мышленность выпускает бетоносмесительные установки с комплек­ том основного технологического и вспомогательного оборудования.

§ 28. СКЛАДЫ ЦБЗ

Запас заполнителей и цемента на ЦБЗ, имеющем развитые же­ лезнодорожные и автомобильные дороги, зависит от расположения карьеров: при доставке автомобилями запас делается на 5—7 су­ ток, железнодорожным транспортом на 7-— 10 суток. На заводских складах запас цемента должен быть на 7— 10 суток, на построечных и полигонных складах — на 2—3 суток. Для заводов, расположен­ ных в районах, связанных с сезонностью поставки материалов или не имеющих постоянного вида транспорта, максимальный запас рас­ считывают по формуле

^ ш а х “ ( 3 гек + ^ с т р + З с у т ) ( г тр + г*от + * т о ) »

вибропомол, подогрев и на доставку материала с места погрузки до завода при налаженной перевалочной базе (складе).

р_ З тях

~ qKи с ’

По величине максимального запаса материалов определяют емкость складов:

где ^ — количество материала на 1 м2 площади склада, т/м3; Кшс — коэффициент использования площади склада (0 ,6 —0 , 8 — для откры­ тых складов песка и щебня, 0 ,8 — 1,0 — для бункерных и силосных, 0,4—0,6 — для закрытых при штабельном хранении цемента в меш­ ках) .

Максимальная допускаемая высота штабелей при свободном па­ дении заполнителей находится в пределах 12— 15 м и зависит от зернового состава. Для различных материалов угол естественного откоса составляет: сухой гравий 35—40°, влажный 25° С, сухой и влажный щебень из плотных пород 35—40°, сухой песок 30—35° С, влажный 35° С.

Для разгрузки щебня и песка, прибывающих по железной доро­ ге, используют опрокидывающиеся или саморазгружающиеся ваго­ ны, думпкары, хопперы. Материал, прибывающий на открытых плат­ формах, разгружают машинами, рабочим органом которых служат

152

принципами, как и при организации на КДЗ. Заполнитель можно доставлять на завод железнодорожным, автомобильным, водным, канатно-подвесным транспортом и ленточными транспортерами

(рис. 6.3).

Заполнители, разгруженные разгрузочной машиной 1 из желез­ нодорожных вагонов в бункера 11, с помощью вибраторов, подают­ ся на транспортеры 2 и 3 и далее 4. Заполнители, доставляемые ав­ томобилями, выгружают в бункер 12 и с помощью вибратора транс­ портерами 5 и 3 подают на транспортеры 4 и 6. При помощи

Рис. 6.3. Схема подачи, заполнителей в расходные бункера бетоносмеси­ тельного цеха ДБЗ

153

Рис. 6.4. Электрическая схема управления сбрасывающей тележкой в чел­ ночном режиме работы

сбрасываемой тележки 13 заполнители распределяют по отсекам бункерного склада заполнителей 14. Со склада транспортерами 6, 7 и 8 заполнители подаются на расходные бункера 15 бетоносмеси­ тельного цеха ЦБЗ. Заполнители по отсекам расходных бункеров распределяются поворотными точками 9 и 10.

Электрическая схема (рис. 6.4) содержит три режима управ­ ления: ручной, местный сблокированный, автоматический. После подачи предпускового сигнала на короткое время замыкается кон­ такт реле включения участка Р В У и подается напряжение питания на реле РП В, которое включает магнитный пускатель 14 Л В и ста­ новится на самоблокировку. Начинает вращаться двигатель 14 Д, и тележка движется вперед. В крайнем положении она нажмет на рычаг путевого выключателя ВДВ, его контакты 1—2 разомкнутся, а 3—4 замкнутся. Возбуждается реле РПН, и включается магнит­ ный пускатель 14 ЛН. Поскольку предварительно отключается пи­ татель-пускатель 14 Л В, тележка начинает двигаться назад до путе­ вого выключателя ВКН, где опять происходит реверс. После запол­ нения бункеров отключаются реле РО и тележка остановится.

Для быстрой разгрузки вагонов длина фронта разгрузки долж­ на быть достаточной (в м ):

L = nl + 1\(п — 1), n — N (tv:f),

где I— длина транспортной единицы; 1Х— расстояние между транс­ портными единицами; п — число одновременно разгружаемых транспортных единиц; N — общее число единиц в поданном составе;

164

5

Рис. 6.5. Доставка цемента на склад:

ментовоз; 12 — пневмовинтовой насос

tv — норма времени на разгрузку всего состава (по нормам МПС);

доставлять в обычных крытых вагонах 4 навалом и в мешках, в саморазгружающихся вагонах бункерного типа 3 с самотечной раз­ грузкой, в цистернах-цементовозах 5 с пневматической разгрузкой (рис. 6.5), в автоцементовозах, на бортовых автомобилях в пакетах и контейнерах, в обычных саморазгружающихся баржах. Наиболее эффективными следует считать вагоны-цементовозы с пневматиче­ ской разгрузкой и автоцементовозы.

Для разгрузки цемента из крытых вагонов применяют разгруз­ чики (рис. 6.6), принцип действия которых основан на перемеще­ нии цемента по гибкому цементопроводу за счет вакуума, создавае­ мого в системе разгрузчика вакуумнасосом без подсоса избыточ­ ного воздуха. Необходимая для этого подвижность (текучесть) цемента полностью обеспечивается молекулярными частицами воз­ духа, адсорбированного на поверхности зерен цемента, а также сво­ бодным воздухом, содержащимся в его порах. Разгрузчик 1 состоит из самоходного заборного устройства 2 с двумя подгребающими дисками 6 и штыревым рушителем 5, гибкого цементопровода, оса-

155

Работа насоса основана на беспрерывной подаче питательным шне­ ком с уменьшающимся шагом витков. Цемент подается в выпуск­ ную смесительную камеру, питаемую сжатым воздухом, из которой смесь воздуха и цемента поступает в трубопровод.

Для подъема цемента, доставляемого любым видом транспорта, и его распределения по силосам или расходным бункерам исполь­ зуют пневматические подъемники. Их действие основано на пере­ мещении цемента по вертикальным трубопроводам в воздушном по­ токе без выпадения и отложения твердых частиц в нижней части трубопроводов. В подъемнике используется безфорсуночная систе­ ма подачи сжатого воздуха в смесительную камеру через мягкую микропористую перегородку. Степень концентрации цемента, пере­ мещаемого в воздушном потоке, достигает 200— 300 кг на 1 м3 сжа­ того воздуха.

Пневматические (пневмовинтовые) погрузчики обычно исполь­ зуются с разгрузчиками цемента всасывающего действия, что комп­ лексно решает выгрузку цемента из крытых вагонов с одновремен­ ной подачей его в промежуточные силосы прирельсовых складов. Угол наклона трубопроводов к горизонту во избежание выпадания частиц цемента не должен быть менее 60° С.

Для транспортирования цемента на большие расстояния приме­ няют двух- и однокамерные пневматические насосы (рис. 6.7). Обо­ рудование— цикличного действия. Работа их основана на вытесне­ нии цемента из камеры (резервуара) в транспортный трубопровод сжатым воздухом, выпускаемым сверху материала, и аэрации мате­ риала, выходящего из камеры в трубопровод. После выдачи цемента камера снова загружается, герметически закрывается и производит­ ся подача новой порции цемента. Недостатки — большие габариты, периодичность действия, необходимость разрыхления слежавшегося цемента.

Склад цемента, как правило, размещают вдоль железнодорож­ ного тупика или автомобильной дороги. Приемное отделение, где производится разгрузка транспортных средств, должно иметь раз­ меры, достаточные для установки пневморазгрузчиков цемента.

166

Рис. 6.7. Схема подачи цемента камерным насосом:

1 — аэрирующее устройство; 2 — камерный насос

Фронт разгрузки транспортных средств для цемента определяют по методике расчета длины разгрузочного фронта для заполнителей. Склад цемента, как правило, должен иметь не менее четырех емко­ стей для одновременного хранения трех марок или видов цемента. Склады цемента классифицируют по типу и объему емкостей хра­

типу разгрузочного устройства •— механические, пневматические, ва­ куумные, аэрационные.

Наиболее просты закромные склады — помещения с горизонталь­ ным полом, разделенные вертикальными стенками на отсеки. Пол устраивают на уровне платформ автомобилей или вагонов. Высота укладки цемента в них не превышает 2 м при коэффициенте исполь­ зования площади, равном 0,6—0,8. На этих складах сложно меха­ низировать погрузочно-разгрузочные операции, которые требуют значительных трудовых затрат. Стоимость переработки 1 т цемента высокая. Закромные склады применяют на небольших строительных площадках при базах.

Бункерные склады бывают в виде ячеек (отсеков), имеющих в плане квадратную форму, или продольного бункера с коэффициен­ том использования площади, достигающим 0,9— 1. Разгрузка бун­ керных складов — гравитационная, механизировать погрузку и раз­ грузку легче, чем на закромных складах. Лучшими считаются круг­ лые и прямоугольные бункера с нижней конусной частью. Для гравитационного истечения материала наименьший угол наклона конусной части должен быть равен а = (1+15 —20° (р — угол, состав­ ленный естественным откосом материала в покое). Ввиду плохого использования емкостей, недостаточной степени механизации они вытесняются более современными конструкциями силосных скла-

157

дов. Примерные технико-экономические показатели складов цемента приведены в табл. 9.

Силосные склады позволяют не только механизировать погрузоч­ но-разгрузочные работы, но и обеспечить изолированное хранение

банки, как правило, имеет аэрационное днище, что облегчает вы­ грузку цемента. Силосные склады, особенно автоматизированные, находят самое широкое применение на ЦБЗ средней и большой мощности.

Выпускные отверстия силосов и бункеров оборудуют свободообрушителями, аэроднищами, приборами выгрузки, чтобы повысить подвижность цемента. В качестве таких приборов применяют бара­ банные и шлюзовые затворы, пневматические разгружатели, В ряде случаев барабанные и шлюзовые затворы выполняют роль объемных дозаторов. Пневматические разгружатели регулируют выпуск потока цемента через днище или боковую стенку. Боковой или донный разгружатель разрыхляет цемент до текучего состояния при помощи сопла, эжектирующего воздух в силос. При нормаль­ ной работе всех пневматических установок обязательно улавливают­ ся пыль, масло и влага. В системе пневматического транспорта це­ мента предусматривают аспирационную установку для улавливания пыли из воздуха, которая представляет собой систему фильтров и; вентиляторов для двухступенчатой очистки воздуха.

Склад цемента с его машинами представляет собой поточно­ транспортную систему, поддающуюся автоматизации (рис. 6.8). Цемент разных марок находится в четырех силосах 1, откуда при помощи разгружателей с электропневматическим управлением 18р—25р и шнеков 16Д и 17Д подается в промежуточный бункер//. Отсюда под действием силы тяжести цемент поступает в приемную воронку одного из пневмовинтовых насосов 12Д (13Д ) при откры­ том шибере 14с (15с). Из этой воронки быстроходным напорным шнеком цемент подается в смесительную камеру насоса. Шнек имеет переменный шаг, уменьшающийся по направлению движения мате­ риала, что необходимо для создания пылевой пробки, предотвра­ щающей прорыв сжатого воздуха из смесительной камеры. Сжатый воздух вводится в нижнюю часть камеры и транспортирует цемент по трубопроводу к циклонам III бетоносмесительной установки. Из

158

Рис. 6.8. Автоматизированный склад цемента

циклонов системой шнеков 5Д и 6Д и шиберов 1с—4с цемент направ­ ляется в один из расходных бункеров IV. В схему автоматизации включены уровнемеры верхнего и нижнего уровней цемента, рас­ ходных бункеров и промежуточных бункеров перед пневмовинтовым насосом, уровнемеры верхнего и среднего уровней в цементных складах, манометры на трубопроводах сжатого воздуха, датчики за­

ния ЦБЗ разработаны типовые проекты складов емкостью 240,360, 480, 720, 1100, 1700, 2500 и 4000 т цемента. В прирельсовых складах цемента подтягивание вагонов к приемной разгрузочной площадке предусматривается с помощью маневровой лебедки. Вагоны бункер­ ного типа разгружаются непосредственно в приемный бункер (рис. 6.9). Под каждым силосом установлено по два пневморазгруз­ чика данной выгрузки, подающих цемент в аэрожелобы, по которым он направляется в бункер над подъемниками для перекачки или в бункер для выдачи в смесительное отделение. Со склада цемент вы­ дается пневмовинтовым насосом, а в случае расположения бетоно­ смесительного цеха не далее 20 м от склада — винтовым конвейером. Цемент можно выдавать также в автоцементовозы.

С н а б ж е н и е Ц Б З в о д о й и э н е р г е т и ч е с к и м и ре ­ с у р с а м и. Снабжение электроэнергией осуществляется от сети общего пользования или от передвижных электростанций. Электро­ энергия сети общего пользования значительно дешевле, чем от пе­ редвижных установок, поэтому там, где это возможно, следует от­ давать предпочтение сетям общего пользования, устанавливая для понижения напряжения подстанции с трансформаторами мощно­ стью 180— 320 кВт. Потребление электроэнергии ЦБЗ довольно значительное, и решать вопрос необходимо в комплексе.

159-