11.1 Машины и оборудование для приготовления бетонных смесей и растворов.

11.1.1 Технология приготовления смесей и растворов.

Т ехнологический процесс приготовления бетонных смесей состоит: из подачи сухих компонентов смеси из штабелей или транспортных средств в подбункерное отделение и в бункера, затем к дозаторам; дозирования этих компонентов, одновременно воды; подачи их в бетоносмесители; перемешивания и выгрузки готовой смеси. В соответствии с этим основным оборудованием бетонных установок иди заводов являются: бетоносмесители, дозирующие устройства, расходные бункера, транспортирующие устройства.

С хема последовательности операции процесса бетонных работ с блоком электрообработки воды затворения (БЭО).

11.1.2 Оборудование для приготовления смесей и растворов. Общие сведения.

Бетонные смеси и растворы в настоящее время изготовляют в основном на заводах большой производительности, откуда транспортными средствами их доставляют на отдельные объекты. Однако в отдельных случаях их приходится изготовлять на небольших установках построечного типа. Производительность больших заводов достигает

15—20 м³ бетонной смеси на одного рабочего в смену, а установок построечного типа — не больше 3—4 м7смен; стоимость бетона при этом в несколько раз выше, чем изготовление его на больших заводах. Бетонные заводы могут быть временными (сборно-разборными) и обслуживать один объект или несколько близко расположенных объектов; стационарными и обслуживать объекты, расположенные на расстоянии до 35км от завода. Начинают применяться сборно-разборные стационарные автоматизированные установки циклического и непрерывного действия производительностью до 30— 60 м³/ч. Они состоят из отдельных укрупненных блоков с технологическим и электротехническим оборудованием. Благодаря этому можно быстро производить монтаж и демонтаж установки для ее перевозки на другой объект. Для объектов с небольшими объемами бетонных работ, расположенных на значительном расстоянии от централизованных бетонных заводов, целесообразно применять передвижные автоматизированные бетоносмесительные установки. В строительстве применяют способ предварительного приготовления сухих смесей. Вода добавляется в них в авто бетоносмесителе при транспортировании или на объекте. Сухие смеси готовят на заводах сухой смеси или на тех же заводах, где готовят обычные бетонные смеси.

В зависимости от расположения оборудования различают два типа бетонных заводов: 1) с компоновкой по партерной схеме, когда компоненты приходится поднимать два или три раза (рис. 11.1, а),

Рис. 11.1 Схемы компоновки основного оборудования бетонных заводов:

1 - автобетоновоз; 2 - бункер готовой смеси; 3 - бетоносмеситель;

4 - дозатор воды; 5 - конвейеры на зовод; 6 - цементовоз; 7 - элеватор;

8 - поворотная воронка; 9 - наддозаторные бункера; 10 - дозаторы для сухих компонентов; 11 - воронка для сухой смеси; 12 - конвейер со склада заполнителей.

В зависимости от этого схема называется двухступенчатой или трехступенчатой; 2) с компоновкой по вертикальной схеме, когда все компоненты для приготовления бетонной смеси поднимаются в бункера, находящиеся наверху, а дальнейшее перемещение компонентов происходит под действием собственной массы, т. е. гравитационно (рис. 11.1,6). Классификация смесительных машин.

Рис. 11.2 Принципиальные схемы способов перемешивания:

а - гравитацианные бетоносмесители;

б - корытообразные бетоносмесители принудительного действия;

в - противоточные бетоносмесители;

г - роторные бетоносмесители.

Бетоносмесители. Перемешивание бетонных смесей осуществляется в бетоносмесителях. Они разделяются:

1) по характеру работы — на смесители циклического (периодического) действия, в которых загрузка материалов, перемешивание смеси и ее выгрузка производятся порциями, и непрерывного действия, в которых загрузка, перемешивание и выгрузка смеси осуществляются непрерывно. Бетоносмесители циклического действия проще по конструкции, позволяют быстро перестроиться на выпуск бетона любой марки и жесткости. Бетоносмесители непрерывного действия компактнее, их металлоемкость меньше, они больше приспособлены к работе в автоматизированных технологических линиях;

2)по способу перемешивания — на смесители с перемешиванием при свободном падении материалов (гравитационные) и с принудительным перемешиванием.

В первом случае смешиваемые материалы поднимаются с помощью лопастей, закрепленных на внутренней поверхности барабана, и затем падают под действием собственной массы. Во втором случае перемешивание осуществляется с помощью лопастных валов, перелопачивающих смесь. На рис. 11.2 приводятся принципиальные схемы способов перемешивания.

3)по способу разгрузки: при помощи лотка вводимого в барабан (бетономешалки с горизонтальным барабаном); опрокидыванием барабана, наклоном барабана (бетономешалки стационарные с двухконусным барабаном); через баковой или данный люк.

4)по форме барабана: с цилиндрическим, грушевидным, двухконусным, корытообразным, чашевидным барабаном.

Бетономешалки свободного перемешивания.

Бетономешалки свободного перемешивания (рис. 11.2, а) применяются для приготовления подвижных (пластичных) бетонных смесей с осадкой конуса до 8см. ГОСТ 16349 - 70 предусматривает девять типоразмеров гравитационных бетоносмесителей с объёмом готового замеса бетонной смеси 65, 165, 330, 500, 800, 1000, 1600, 2000, 3000л (дм³).

Бетоносмесители принудительного (рис. 11.2, б, в, г) действия

применяются для приготовления малоподвижных и жестких бетонных смесей с крупностью заполнителей до 80 мм. Их производительность больше, чем у гравитационных бетоносмесителей. ГОСТ 16349—70 предусматривает восемь типоразмеров бетоносмесителей принудительного действия с объемом готового замеса бетонной смеси 65,165, 330, 500, 800,1000,2000 и 3000л (дмЗ).

Одним из основных параметров смесителей является частота вращения барабана. От частоты вращения барабана, а следовательно, и от окружной скорости зависит качество перемешивания и производительность. Частота вращения не должна превышать определенных значений, так как с увеличением скорости ухудшается качество перемешивания вследствие того, что материал прижимается центробежной силой к внутренней поверхности.

Частота вращения задается в зависимости от емкости смесительного барабана и составляет 12 об/мин для емкости 2400л (дмЗ) и 24 об/мин для емкости 100 л (дмЗ). Еще большее значение имеет правильный выбор окружной скорости для бетоносмесителей непрерывного действия со свободным падением материала. При высокой частоте вращения материал будет проходить через барабан, не перемешиваясь. То же самое относится к бетоносмесителям с лопастями. Преимущества:

1. Безупречное перемешивание отдельных составляющих смеси за очень короткое время;

2. Вариабельность бетоносмесителей, позволяющая перемешивание разных типов смесей (тяжелые смеси, жидкие и мелкозернистые смеси)

3. Специальная конструкция крышки, предотвращающая вытекание смеси;

4. Ментальные лопасти, оснащенные резиновыми скребками, предотвращаю-щими их быстрый износ или повреждение;

5. Использование усиленных элементов безопасности

6. Эксплуатация, требующая минимального ухода;

7. Удобная конструкция, позволяющая работать в трудных условиях;

8. Низкие затраты на эксплуатацию и уход.

9. Передвижные бетономешалки предназначен для работ на стройках с ограниченным пространством, находящихся в черте города и вблизи жилой застройки. Эти Бетономешалки более экологичны, поскольку имеют вертикальный закрытый бункер прямоугольного сечения, разделенный на 2 отсека, что позволяет свести к минимуму выбоосы пыли и снизить уровень производственного шума. Конструкция бытовых бетоносмесителей значительно проще. Благодаря коническому барабану обеспечивается их легкая разгрузка, они не требуют специального обслуживания. Их зубчатый венец изготовлен из особой пластмассы с заменяемыми сегментами.

Общее устройство бетономешалок.

В цикличных смесителях исходные компоненты смешиваются отдельными порциями. Их главным параметром является вместимость смесительного барабана (по объему исходных компонентов). Отечественная промышленность выпускает бетоносмесители вместимостью от 100 до 4500 л и растворосмесители вместимостью от 40 до 1500 л. В смесителях непрерывного действия исходные компоненты поступают непрерывно, также непрерывно выдается готовая смесь. Для приготовления смесей с различной рецептурой и частой сменой рецептов более приспособлены цикличные смесители. Их применяют на растворобетонных установках, заводах ЖБИ и в домостроительных комбинатах. Смесители непрерывного действия применяют в дорожном и энергетическом строительстве с ограниченным количеством рецептов смеси.

Выбор бетоносмесителя зависит от того, какой бетон и в каком количестве нужно приготовить. Жесткие бетоннные смеси должны

перемешиваться в смесителях с принудительным перемешиванием. Для перемешивания таких материалов стали применять вибросмесители.

Смесители цикличного действия.

Передвижные гравитационные бетоносмесители имеют полезный объем барабанов 65,165 и 330 л и применяются на небольших строительствах. Один из типов таких смесителей с объемом барабана 165 л показан на рис. 11.3. На раме 1 смонтирован грушевидный смесительный барабан 7 с электрическим приводом 9, состоящим из электродвигателя и редуктора. На раме установлен гидравлический насос 2 для подачи воды.

Рис. 11.3 Схема гравитационного передвижного бетоносмесителя.

Д ля загрузки барабана применен скиповый подъемник. На ковше 4 этого подъемника установлен вибровозбудитель лучшего опорожнения барабана. Ковш движется по направляющим 3 подъемника. Ковш 4 j поднимается и опускается с помощью канатов, наматываемых на барабаны 5,

Рис. 11.4 Кинематическая схема гравитационного стационарного бетоносмесителя (а) и барабан (б).

которые приводятся в движение отдельным реверсивным электродвигателем 6 через червячный редуктор. Червячная передача оборудована концевыми выключателями, ограничивающими ход ковша. Наклон барабана для выгрузки смеси производится ручным механизмом, состоящим из штурвала 8, редуктора и фиксатора. Стационарные гравитационные бетоносмесители имеют полезный объем 330—3000 л и применяются на заводах. На рис.11.4, а показана кинематическая схема, а на рис.11.4, б барабан одного из таких бетоносмесителей. Барабан состоит из двух усеченных конусов 5, соединенных у основания цилиндрической обечайкой 6. Внутри барабана установлены фасонные смесительные лопасти 11. Обечайку охватывает зубчатый венец 7, при помощи которого барабан приводится во вращение от электродвигателя 9 через регулятор 8. Опрокидывание барабана для выгрузки готовой смеси осуществляется пневматическим цилиндром 10. Управление смесителем можно производить вручную при помощи рукоятки 4, которая открывает клапан 2 подачи воздуха, подаваемого через регулировочные вентели 1. Можно также осуществлять дистанционное управление при помощи магнитов 3. Загрузка компанентов смеси в барабан производится через воронку с торца барабана. Разгрузка - наклоном барабана до 45°. Для подачи воды служит насос с отдельным приводом. Бетоносмеситель принудительного перемешивания представлен на Рис. 11.5. Электродвигатель 2, приводит во вращение траверсу 3 в которой размещены шестерни планетарной передачи. Одновременно с траверсой 3 вращаются оси 4 с установленными на них шестернями 5. Шестерни 5 ьращаются вокруг оси двигателя и вокруг собственной оси. На оси 4 закреплена траверса 7, на которой имеются два стержня 8 с лопастями 9. Стержни вращаются вокруг оси смесителя, а также вокруг оси 4. Такое перемещение, лопастей создает интенсивное перемещение бетонной смеси. Загрузка составляющих производится через загрузочную воронку 1, а выгрузка через отверстие в днище, закрываемое затвором 10. Вода в смеситель подается по кольцевому трубопроводу 6, благодаря чему достигается равномерное орошение водой.

Рис. 11.5 Бетоносмеситель с принудительным перемешиванием.

Смесители непрерывно; о действия.

Бетоносмесители непрерывного действия гравитационные (рис. 11.6). В смесителях этого типа перемешивание происходит так же, как и в смесителях циклического действия, со свободным падением, но лопасти внутри барабана расположены так, что при вращении барабана бетон перемещается от одного места загрузки к другому концу, где выгружается смесь. Длина барабана подбирается такой, чтобы перемешивание смеси происходило в соответствии с техническими требованиями.

Такой бетоносмеситель состоит из барабана 1 с лопастями, установленного на роликах 5. Барабан получает вращение от электродвигателя 2 через редуктор 3 и зубчатое колесо 4. Загружаются материалы через лоток. При диаметре барабана 1600мм и длине 4м производительность составляет 130 м³/ч, что равняется

производительности четырех бетоносмесителей емкостью 2400л. Мощность смесителя 40 кВт, энергоемкость 0,3 кВт-ч/мЗ. Смеситель целесообразно применять на крупньк гидростроительствах.

Рис. 11.6 Гравитационный бетоносмеситель непрерывного действия.

Бетоносмесители непрерывного действия с принудительным перемешивание мл В корпусе 3 смесителя (рис. 11.7) помещены два вала 4 с лопастями 5, вращающимися в противоположных направлениях. Валы приводятся во вращение от электродвигателя / через редуктор 2. Материалы загружаются через бункер в одном конце барабана и по мере перемешивания перемещаются к другому концу, откуда выгружаются. Длина валов с лопастями и корпуса барабана делается такой, чтобы качество перемешивания смеси соответствовало техническим требованиям. Бетоносмесители выпускаются производительностью 5—60 м³/ч, мощностью соответственно 4,5 -н 40 кВт и энергоемкостью от 0,75 кВт-ч/мЗ для смесителей большой производительности и до 1 кВт-ч/мЗ для смесителей малой производительности. Энергоемкость этих смесителей больше, чем смесителей свободного перемешивания и принудительного перемешивания циклического действия. По конструкции эти бетоносмесители сложнее, чем смесители со свободным падением.

Рис. 11.7 Бетоносмеситель (растворосмеситель) непрерывного действия с принудительным перемешиванием и корытообразным барабаном: а - общий вид; б - кинематическая схема привода.

Производительность (м³/ч) смесителей цикличного действия определяют по формуле:

П=Vzk_Bk_n,

где V- вместимость смесителя по загрузке , м³; Z - число замесов в час; к_в - коэффициент выхода смеси (к. = 0,6 ... 0,65 - для бетонной смеси; к_в = 0,75...0,85 - для растворов); к_я - коэффициент использования смесителя во времени.