Дозирование растворных и бетонных смесей. Дозирование составляющих для бетонных смесей, виды дозаторов. Требования к бетону, качество и однородность
Бетонные смеси заданных составов получают при точном дозировании (отмеривании) составляющих (цемента, заполнителей, воды и добавок) перед поступлением в бетоносмеситель.
Сыпучие исходные материалы для бетонной смеси дозируют по массе (кроме пористых заполнителей, отмеряемых по объему с коррекцией по массе). Жидкие составляющие дозируют по массе или объему. Погрешность дозирования цемента, воды, сыпучих и жидких добавок не должна превышать ±2%, заполнителей ±2,5% по массе
Промышленность выпускает три серии весовых дозаторов исходных материалов бетонной смеси и раствора:
первая серия ВДБ: ДЦ-100; ДЖ-Ю0; ДИ-500 к смесителям с объемом готового замеса 165 л; ДЦ-200, ДЖ-200; ДИ-1200 к смесителям с объемом готового замеса 330...500 л;
вторая серия АВД: АВДИ-425М; АВДЦ-425М; АВДЖ-425/ 1200М к смесителям готового замеса 330...500 л; АВДИ-1200М;
АВДЦ-1200М к смесителям с объемом готового замеса 800... 1000 л; АВДИ-2400М; АВДЦ-2400М; АВДЖ-2400М к смесителям с объемом готового замеса 1600...2000 л;
третья серия ДБ: АД-500 БП; АД-500-2БП; АД-500-БЩ; АД-800-2БЩ; АД-800-2БК; АД-200-2БЖ; АД-400-2БЦ к смесителям с объемом готового замеса 500 л; АД-800-БП; АД-1600-2БП; АД-800-БЩ; АД-1600-2БЩ; АД-1600-2БК; АД-400-2БЖ; АД-1600- 2БЦ к смесителям с объемом готового замеса 800... 1000 л; АД-2000-БП; АД-2500-БЩ; АД-500-2БЖ к смесителям с объемом готового замеса 1600...2000 л, где А - автоматический, Б - бетон,. В - весовой, Д - дозатор, Ж - жидкость, И - инертные, К - керамзит, М-модернизированный, П - песок, Ц - цемент, Щ - щебень, 2 - двухфракционный.
Различают дозаторы цикличного и непрерывного действия. Цикличные дозаторы отвешивают заданные порции компонентов смеси на один замес бетоносмесителя и после разгрузки повторяют цикл. Дозаторы непрерывного действия подают материал непрерывным потоком с заданной производительностью.
Управление дозаторами может быть автоматическое, дистанционное (с пульта станции управления) и местное (на дозаторах).
Цикличные дозаторы выпускают комплектно. В комплект входят дозаторы цемента, заполнителей и жидкости. Комплекты дозаторов изготовляют в двух исполнениях: для бетоносмесительных установок партерного типа и для бетонных заводов и установок башенного типа.
Для партерных установок выпускают два комплекта дозаторов: ВДБ-250 для смесителей вместимостью по загрузке 250 л и ВДБ- 500/750 для смесителей вместимостью 500 и 750 л с аппаратурой для автоматического управления.
В комплект ВДБ-250 входят дозаторы заполнителей ДИ-500, цемента ДЦ-100 и жидкости ДЖ-Ю0; в комплект ВДБ-500/750 - дозаторы заполнителей ДИ-1200, цемента ДЦ-200 и жидкости ДЖ-200.
Дозаторы заполнителей ДИ-500 и ДИ-1200 предназначены для последовательного дозирования четырех фракций заполнителей и выполнены в виде весового устройства, на которое опирается ковш скипового подъемника бетоносмесительной установки. Заполнители взвешиваются непосредственно в ковше скипового подъемника.
Все цикличные дозаторы состоят из грузоприемного ковша или бункера, весовой системы с указанием массы для визуального контроля дозирования и питателя, подающего материал из расходных бункеров бетоносмесительной установки в грузоприемиый ковш.
Дозатор жидкости ДЖ-Ю0 (68) состоит из иерав- иоплечего сдвоенного рычага i, опирающегося с помощью призм на раму 2. Один конец рычага 1 связан тягой с пружинным циферблатным указателем массы 3, а к другому концу на двух призмеи- ных опорах подвешен грузоприемный ковш 5. Ковш снабжен
впускным и выпускным 4 затворами клапанного типа с диафраг- менным пневмоприводом 6 и преобразователем контроля положения затворов.
Дозатор цемента ДЦ-100 полностью унифицирован с дозатором жидкости и отличается только конструкцией впускного и выпускного затворов. Для цемента применены поворотные затворы дроссельного типа.
Дозатор жидкости ДЖ-200 отличается от дозатора ДЛ^-100 размерами грузоприемиого ковша.
Дозатор цемента ДЦ-200 отличается от дозатора ДЦ-100 размерами грузоприемиого ковша и соотношением плеч сдвоенного рычага.
Для бетонных заводов и установок башенного типа выпускают два ком п л екта автом атиче- ских весовых дозаторов типа ДБ: для смесителей вместимостью по загрузке 1500 (1200) л и 750 (500) л. Комплекты состоят из дозаторов и станций управления дозировочно-смесительным отделением бетонного завода.
В комплект для смесителей вместимостью 1500 (1200) л входят дозаторы цемента АД-600-2БЦ, жидкости АД-400-2БЖ, двухфрак- ционный для песка АД-1600-2БП, двухфракциониый для щебня АД-1600-2, однофракционный для песка АД-800-БП, однофракци- онный для песка АД-800-БП, однофракционный для щебня АД-800- БЩ, для керамзита и песка АД-1600-2БП.
В комплект для смесителей вместимостью 750 (500) л входят дозаторы цемента АД-400-2БЦ, жидкости АД-200-2БЖ, двухфракциониый для песка АД-500-2БП, двухфракциониый для щебня АД-800-2БЩ, однофракционный для песка АД-500-БП, однофракционный для щебня АД-500-БЩ.
Дозаторы можно комплектовать циферблатными указателями различных типов, которые могут взвешивать до трех или до шести марок бетона без переналадки.
Дозаторами управляют в автоматическом, дистанционном и местном режимах. Перед началом работы на циферблатных указателях дозаторов устанавливают величины предварительной и точной массы для каждой из доз. На пульте станции управления выбирают рецепт, режим работы и включают дозаторы.
При работе в дистанционном режиме команды иа загрузку и разгрузку дозаторов, загрузку расходных бункеров, загрузку и разгрузку смесителей подает оператор с пульта станции управления.
Местный режим применяют при наладке дозаторов.
Дозаторы загружают питающими устройствами в двух режимах- грубой и тонкой подачи материала с автоматическим переключением режимов с помощью бесконтактных преобразователей циферблатного указателя. Разгружаются дозаторы под действием пиевмоцилиидра грузоприемиого устройства, после чего цикл повторяется.
Дозатор цемента АД-600-2БЦ (69) состоит из рамы 3, двух винтовых питателей 14, 16, рычажного механизма, грузоприемиого устройства, циферблатного указателя 11 и подставки 10, в которой размещены пульт местного управления и пиевмо- оборудование. Впускные воронки 1, 15 оборудованы секторными затворами, перекрываемыми при переходе на режим досыпки. Выпускные воронки питателей оборудованы заслонками, управляемыми пневмоцилиидрами. Грузоприемиое устройство выполнено в виде цилиндрического бункера 7 объемом 0,98 м3, подвешенного на четырех тягах 6, 12 к рычажному механизму, и снабжено выпускным затвором 9, управляемым пневмоцилиндром 8.
Чтобы уменьшить пыление, тракт для прохождения цемента закрыт мягкими рукавами 13.
У дозатора цемента АД-400-2БЦ объем цилиндрического бункера составляет 0,75 м3.
Дозатор жидкости АД-4С0-2БЖ состоит из каркаса, трех мембранных клапанов, рычажного механизма, грузоприемиого устройства, циферблатного указателя, подставки под циферблатный указатель и сливной воронки. Питателями служат три мембранных клапана: два с условными проходами 150 и 50 мм для работы в режиме доливки и один для жидких добавок. Грузоприемиое устройство выполнено в виде цилиидрокоиического ковша объемом 0,47 м3.
У дозатора жидкости АД-200-2БЖ объем грузоприемиого устройства составляет 0,3 м3.
Дозаторы песка, щебня (гравия) бывают однофрак- циоиными (АД-800-БП, АД-800-БЩ, АД-500-БП, АД-500-БЩ), рама которых снабжена одним питателем, и двухфракциоиными (АД-1600-2БП, АД-1600-2БЩ, АД-500-2БП, АД-800-2БЩ) с двумя питателями.
Питатель представляет собой воронку, перекрытую секторным затвором с приводом от пиевмоцилиидра. Грузоприемиое устройство выполнено в виде цилиндрического бункера объемом 0,78 м3 у дозаторов АД-800-БП и АД-800-БЩ; 0,58 м3 у дозаторов АД-500-БП и АД-500-БЩ (ДБЩ-500); 1,27 м3 у дозаторов АД-1600- 2БП и АД-1600-2БЩ; 0,81 м3 у дозаторов АД-500-2БП и АД-800- 2БЩ.
В дозаторах АД-1600-2БК и АД-800-2БК, предназначенных для дозирования керамзита и песка по объемно-весовому принципу, вначале дозируется керамзит, объем которого задается частотой вращения лопастного питателя, затем песок с учетом суммарной массы керамзита и песка.
Кроме рассмотренных комплектов дозаторов для дозирования воды применяют дозаторы ДВК-40, которыми оснащают бетоносмесители вместимостью 250 и 500 л по загрузке. Дозатор ДВК-40 представляет собой водомер, устанавливаемый на трубопроводе, подающем воду в смеситель. Дозатор может работать в цикличном или непрерывном режиме. При цикличном режиме воду дозируют, наблюдая за движением стрелки по шкале циферблата. Отмерив необходимую дозу, перекрывают воду пробковым краном.
Весовые дозаторы непрерывного действия предназначены для непрерывного дозирования заполнителей и цемента на автоматизированных бетоносмесительных установках и заводах иепрерыв- ного действия, которые рассчитаны на выдачу от 30 до 240 м3/ч бетонной смеси. Каждый весовой дозатор непрерывного действия включает в себя питатель, подающий материал из расходного бункера бетоносмесительиой установки; измерительное устройство, определяющее массу материала в потоке определенной длины,
систему автоматического регулирования величины и скорости потока, т. е. производительности дозатора. К весовым дозаторам заполнителей относятся дозаторы СБ-26А, СБ-110.
Дозатор СБ-26А (70) предназначен для непрерывного дозирования заполнителей бетонной смеси (песка, щебня и гравия) на бетоносмесительиых установках СБ-75. Максимальный размер зерен дозируемого материала должен быть не более 40 мм. Дозатор состоит из воронки-питателя 1, весового конвейера с приводом и рычажной системы. К воронке крепят подвески 2 призмеииых опор о, на которых подвешен конвейер.
Весовой конвейер состоит из двух щек 13, натяжного 8 и приводного 10 барабанов, промежуточной передачи, ленты 9 шириной 650 мм и связующих деталей, образующих раму. Ленту натягивают винтами 7.
Привод конвейера включает в себя вариатор 14 с редукториой приставкой и электродвигателем и цепную передачу 12. Рычажная система состоит из связи, рычага /5, призмениой опоры 3, подвижной заслонки 5 и перемещаемых грузов 6.
Материал из расходного бункера поступает через вороику-пита- тель на ленту весового конвейера. Высоту слоя материала на ленте устанавливают подвижной и неподвижной заслонками.
Конвейер с материалом на ленте уравновешивается противовесами с грузами. Вариатор устанавливает необходимую скорость ленты, а следовательно, и производительность дозатора. При отклонении массы материала, проходящего на ленте, от заданной конвейер выходит из уравновешенного состояния и рычаги, связанные с ним, открывают или закрывают заслонкой выходное отверстие загрузочной воронки. Высота слоя материала на ленте изменяется до тех пор, пока масса материала не станет равна заданной. Когда конвейер опускается (при увеличении массы материала), высота слоя уменьшается, а когда поднимается (при уменьшении массы материала), высота слоя увеличивается.
Производительность дозатора может изменяться от 8 до 40 т/ч в зависимости от скорости движения ленты.
Дозатор СБ-110 (71) предназначен для дозирования заполнителей с максимальным размером зерен до 70 мм на бето- носмесительных установках производительностью до 60 м3/ч. На воронке-питателе 1 дозатора закреплены кронштейны 2 шарнирной опоры 10, на которой подвешен конвейер. Второй опорой конвейера служит преобразователь усилия 4. Ширина ленты конвейера 800 мм.
Материал поступает из расходного бункера через воронку-питатель 1 на ленту весового конвейера. Масса материала иа ленте воспринимается преобразователем усилия 4. При изменении нагрузки иа весовой конвейер деформируется динамометрическое кольцо и перемещается связанный с ним плунжер преобразователя 4. Напряжение, снимаемое с преобразователя, поступает в систему автоматического регулирования, вырабатывается сигнал, пропорциоиальиый нагрузке иа ленте, и скорость движения ленты изменяется. Электрическая схема дозатора обеспечивает автоматическое регулирование величины, пропорциональной произведению скорости движения ленты конвейера на массу материала на ленте, т. е. производительности дозатора.
Кроме автоматического режима работы схема предусматривает дистанционную установку производительности с помощью кнопок, а также возможность установки автоматического потенциометра для записи производительности. Производительность дозатора можно изменять от 5 до 50 т/ч. К весовым дозаторам цемента относится дозатор СБ-71А.
Дозатор СБ-71А (72) состоит из двухбарабаниого питателя У, весового конвейера 12 и системы автоматического регулирования производительности.
Цемент питателем 1 подается иа ленту 7 весового конвейера 12, который связан с корпусом питателя шарнирной опорой Р. Второй
опорой конвейера служит преобразователь усилия 3, шариирно соединенный с кронштейном 2, закрепленным на воронке, и кронштейном 4, закрепленным на щеках весового конвейера.
Привод двухбарабаииого питателя и ленты конвейера общий и состоит из электродвигателя, цепного пластинчатого вариатора с дистанционным управлением и цепных передач.
Весовой конвейер включает в себя натяжной (ведомый) и приводной барабаны, промежуточную передачу S, ленту 7 и связующие детали, образующие раму. Подшипники ведомого барабана 10 перемещают, а ленту натягивают винтами 1L
Для предотвращения пыления весовой конвейер оснащен герметизированным ограждением 5.
Принципиальная схема дозатора построена таким образом, что постоянная производительность его поддерживается автоматически системой регулирования величины, пропорциональной произведению скорости движения ленты конвейера на массу материала, находящегося на ней.
Производительность дозатора регулируют в пределах от 4 до 25 т/ч предварительной установкой задания по шкале указателя.
Объемные дозаторы обеспечивают постоянный объем сыпучего материала на одинаковых по длине участках конвейера при постоянных площади поперечного сечения и скорости движения потока материала.
Чтобы на погрешность дозирования не влияло изменение влажности, плотности, зернового состава материала, объемные дозаторы оснащены специальной системой регулирования.
Объемные дозаторы непрерывного действия - ленточные для заполнителей и винтовые для цемента - применяют на бетоиорас- творосмесительиых установках непрерывного действия производительностью 5 м3/ч.
На этих же установках, а также на бетоносмесительных установках производительностью 120 и 240 м3/ч для дозирования воды применяют бак, в котором поддерживается постоянный уровень воды. Из бака вода поступает через дозировочный вентиль с градуированным проходным сечением в бетоносмеситель. Изменяя величину проходного сечения дозировочного вентиля, регулируют расход воды в соответствии с заданным составом бетонной смеси.
Для дозирования воды на бетоносмесительных установках непрерывного действия производительностью 30 и 60 м3/ч предназначены насосы-дозаторы СБ-32 и СБ-34 с дистанционным управлением производительностью соответственно 6 и 12 м3/ч.
Дозатор для бетонных смесей относится к области строительства, а именно к оборудованию для производства строительных изделий малых форм. Он включает приемный резервуар(1) с выходным отверстием, снабженным затворным устройством, которое выполнено в виде съемной передвижной двухпозиционной камеры (3), состоящей из боковых стенок и внутренней перегородки. Камера размещена на неподвижном днище (6) с возможностью перемещения по нему и соединена с кривошипно-шатунным механизмом (9). Днище прикреплено к приемному резервуару штырями с крепежными элементами (10). На них надеты трубки (11), длина которых больше высоты камеры (3). Между штырями с крепежными элементами (10) расстояние больше ширины камеры (3). Под краями днища (2), расположенными по ходу движения камеры(3), прикреплены наклонные желоба (7, 8). Устройство надежное, не сложное в изготовлении и эксплуатации, обеспечивает вариативность дозирования и ускоряет этот процесс. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Заявляемая полезная модель относится с области строительства, а именно к оборудованию для производства строительных материалов и изделий и может быть использована при изготовлении строительных изделий малых форм таких, например, как бордюры, облицовочная и тротуарная плитка, черепица, небольшие скульптурные изделия и т.п. из формовочных бетонных смесей на основе цемента.
Известно, что при изготовлении малых форм широко используются бетонные смеси. При этом для каждого отдельного вида изделия требуется свое определенное ее количество, отмеряемое дозаторами. Существует множество различных конструкций дозаторов для бетонных смесей. Смотри, например, журнал «Механизация строительства» №11, М., 1999, с.20-21, патенты на изобретения России №№2267401 опубл. 10.01.06., 2263574 опубл. 10.11.05, 2008618 опубл. 28.02.94 и другие.
Наиболее близким к заявляемому является дозатор по патенту на изобретение России №2008618 опубл. 28.02.94. Этот дозатор включает рабочую емкость с патрубком для ввода-вывода смеси, напорный резервуар, регулирующий орган в виде силового цилиндра с исполнительным механизмом в виде электропневмоклапана, соединительные трубопроводы с запорным элементом, установленным в месте стыка трубопроводов и патрубка емкости. Дозатор снабжен весовыми датчиками с индикаторной стрелкой и рычажным механизмом, выполненным в виде основного и дополнительного двухплечих рычагов, регулирующий орган - в виде силового цилиндра, шток которого жестко связан с маховиком привода запорного элемента, а патрубок выполнен в виде гофрированного эластичного рукава, причем одно из плеч рычагов кинематически связано друг с другом посредством тяги, другие плечи
рычагов жестко связаны соответственно с корпусом емкости и индикаторной стрелкой, а весовые датчики подключены к исполнительному механизму. Тяга выполнена с возможностью регулировки ее длины посредством соединительной муфты, а дополнительный рычаг снабжен регулируемым противовесом, размещенным между его плечами.
Конструкция приведенного дозатора для бетонных смесей сложная, т.к. включает множество узлов и деталей, следовательно, дорогостоящая и не достаточно надежная. Кроме того, этот дозатор предусматривает взвешивание смесей, что удлиняет процесс как за счет самого взвешивания, так и последующей регулировки - добавления или убавления смеси.
Технической задачей заявляемого решения является упрощение и удешевление конструкции, повышение ее надежности при сохранении точности дозирования, а также сокращение времени процесса дозирования.
Эта задача решается за счет того, что в дозаторе для бетонных смесей, включающем приемный резервуар с выходным отверстием, снабженным затворным устройством, это устройство выполнено в виде съемной передвижной двухпозиционной камеры, состоящей из боковых стенок и внутренней перегородки, разделяющей камеру на две секции. Эта камера размещена на неподвижном днище с возможностью перемещения (скольжения) по нему и соединена с кривошипно-шатунным механизмом, служащим для ее возвратно-поступательного движения в горизонтальной плоскости. Днище прикреплено к приемному резервуару штырями с крепежными элементами, на которые надеты трубки, длиной больше высоты камеры, служащие для обеспечения свободного скольжения камеры по днищу. При этом крепежные элементы расположены на расстоянии большем ширины камеры, а под расположенными по ходу движения камеры сторонам днища
прикреплены наклонные желоба, служащие направляющими при выгрузке бетонной смеси в формы, размещаемые на транспортере, установленном под дозатором. При этом формы на ленте конвейера размещают в два ряда, а выбор высоты съемной камеры зависит от количества бетонной смеси, требуемой для изготовления изделий.
Технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом дозаторе предусмотрено дозирование раствора не по весу, а по объему. При объемном дозировании не требуется «подгонки» нужного количества раствора, т.к. оно точно дозируется камерой в зависимости от объемов ее секций. При этом использование камеры из двух секций, осуществляющей возвратно-поступательное движение, загружаемых и освобождаемых одновременно попеременно делает процесс быстрее. Данная конструкция несложна в изготовлении и не дорога. В ней нет сложных узлов и деталей, она надежна и при необходимости ее несложно отремонтировать.
На фиг.1 изображен дозатор для бетонных смесей с расположенным под ним транспортером в разрезе с размещенными на нем формами.
Этот дозатор состоит из приемного резервуара для бетонной смеси 1 с основанием с выходным отверстием 2. 3 - двухсекционная камера с емкостями для смесей 4 и 5, а 6 - расположенное под камерой неподвижное днище, с прикрепленными к нему желобами 7 и 8. 9 - кривошипно-шатунный механизм, соединенный с камерой 3, а 10 - крепежный элемент, соединяющий неподвижное днище 6 с основанием приемного резервуара 2. 10 - крепежные элементы, на которые надеты трубки 11. 12 - транспортер и на нем установлены формы 13.
Устройство работает следующим образом. На транспортере 12 ориентированно под выходы бетонной смеси из обоих желобов в два ряда устанавливают формы и включают его. Включают привод кривошипно-шатунного механизма 9. Камера 3 начинает совершать возвратно-поступательное
движение и одна из ее секций, которая находится в положении, когда ее низ закрыт днищем 6, подходит под выходное отверстие основания 2 приемного бункера 1 и загружается бетонной смесью. Затем камера перемещается в обратном направлении, загруженная секция выдвигается из области днища и смесь по направляющему желобу выгружается в форму, расположенную на транспортере 12 (с соответствующей стороны). В это же время аналогично загружается вторая секция камеры, которая при следующем перемещении камеры выгрузится по другому желобу в форму, расположенную на другой стороне конвейера. Далее процесс повторяется, т.е. бетонная смесь попеременно поступает в одну из секций камеры и разгружается из них в формы на транспортере. Цикл повторяется многократно до выработки раствора или отключения привода кривошипно-шатунного механизма.
При необходимости замены камеры на другую (при изготовлении изделий с иным требуемым объемом бетонной смеси) ее отсоединяют от кривошипно-шатунного механизма, вынимают и вставляют камеру с секциями нужной высоты (объема). Соответственно изменяют расстояние между основанием 2 и днищем с помощью крепежных элементов нужной длины, на которые надевают соответствующие трубки, организовывая свободное перемещение замененной камеры.
Таким образом, с помощью предлагаемого дозатора можно заполнять формы одновременно в два потока, что ускоряет процесс изготовления изделий. Т.к двухсекционная камера сменная, можно менять и устанавливать камеры разного объема и даже можно установить камеру с разными объемами секций, что даст возможность изготавливать изделия разных объемов одновременно, т.е. обеспечивает вариативность. При этом в конструкции не предусмотрены сложные узлы и детали, что способствует ее длительной и надежной эксплуатации. Обслуживание устройства простое и не требует особых специальных навыков.
Дозатор для бетонных смесей, включающий приемный резервуар с выходным отверстием, снабженным затворным устройством, отличающийся тем, что затворное устройство выполнено в виде съемной двухпозиционной двухсекционной камеры, состоящей из боковых стенок и внутренней перегородки, разделяющей камеру на две секции, установленной на неподвижном днище с возможностью перемещения по нему и соединенной с кривошипно-шатунным механизмом, служащим для осуществления возвратно-поступательного перемещения камеры в горизонтальной плоскости, днище прикреплено к приемному резервуару штырями с крепежными элементами, на которые надеты трубки большей длины чем высота камеры, служащие для обеспечения свободного горизонтального перемещения камеры, при этом расстояние между крепежными элементами больше ширины камеры, а под краями днища, расположенными по ходу движения камеры, прикреплены наклонные желоба для подачи раствора в формы, находящиеся на транспортере.
Назначения и состав смесительной машины. Классификация смесительных машин. Назначение дозатора и их классификация. Типы, основные параметры и конструктивные схемы бетоносмесителей и растворосмесителей циклического и непрерывного действия. Производительность смесителей. Необходимость и способы уплотнения бетонных смесей.
Смесители
В зависимости от вида смеси их подразделяют на:
1) растворосмесители (для штукатурных, кладочных, отделочных растворов);
2) бетоносмесители (для бетонных смесей – обычных, сухих, керамзитобетонных, ячеистых, особо тяжелых и др.);
3) стационарные – в составе заводов, комбинатов ЖБИ;
4) перебазируемые – для объектов с небольшими объемами работ;
6) цикличные;
7) непрерывного действия.
Цикличные и непрерывного действия – это деление по режиму работы. По принципу смешивания компонентов:
8) гравитационные;
9) принудительные;
10) комбинированные.
В цикличных смесителях исходные компоненты смешиваются отдельными порциями. И главный параметр – вместимость смесительного барабана. Промышленность выпускает: бетоносмесители от 100 до 4500 л; растворосмесители – от 40 до 1500 л.
В смесителях непрерывного действия – компоненты поступают непрерывно и непрерывно выдается готовая смесь.
Гравитационный смеситель состоит из смесительного барабана на опорных стойках, внутри лопасти, их вращение электродвигателем с зубчатой передачей. Для загрузки барабан устанавливают пневмоцилиндром наклонно горловиной вверх. Разгрузка опрокидыванием пневмоцилиндром. Продолжительность рабочего цикла (загрузка, перемешивание, выгрузка) – 90-150 с. Просты в устройстве и обслуживании, способность приготовлять смесь с крупными (до120…150 мм) заполнителями.
Смесители принудительного действия для смесей любой подвижности и жесткости с крупностью заполнителя не более 70 мм. Они с вращающимися лопастными валами (вертикальными и горизонтальными).
Роторные смесители – массовые, с вертикальными валами, повышенной скорости, для жестких смесей.
Смесители непрерывного действия – производительность до 30 м 3 /ч (горизонтальный двухвальный – компоненты смеси непрерывным потоком подают в корыто, в котором вращаются навстречу друг другу валы с лопастями.
Техническая производительность определяется: объемом смеси, перемещаемой в единице времени в осевом направлении. Зависит от: размера лопастей, угла их установки, частоты их вращения.
ДозаторыОни бывают объемными и весовыми, т.к. материал дозируют по объему и по массе. Объемные более просты, но менее точные из-за непостоянства плотности и влажности дозируемых сыпучих материалов и условий заполнения мерных емкостей. По режиму работы различают цикличные (порционные) и дозаторы непрерывного действия. В первых материал дозируется в мерном или весовом бункере, во вторых – материал подают в смесители непрерывным потоком. Управляют ими автоматически с пульта управления.
Рассмотрим принцип работы порционного дозатора. Их применяют для порционного автоматического взвешивания цемента, заполнителей, химических добавок, воды и выдачи отвешенных порций в смесители. Компоненты дозируют поочередно, загружая весовой бункер сначала крупным, а затем более мелки материалом. Такие дозаторы различаются пределом взвешивания, зависящим от вместимости весового бункера и др. параметров.
В качестве питателей применяют при дозировании:
1-песка, щебня и т.п. – ленточные конвейеры, различных конструкций затворы;
2-цемента – аэрожелоба, шнековые и барабанные питатели;
3-жидкостей – затворы с необходимой герметичностью.
Дозатор непрерывного действия – это какой-либо питатель или сочетание питателей, в которых автоматически с требуемой точностью поддерживается заданная производительность. Он включает в себя: 1-питатель; 2-измерительное устройство производительности; 3-систему автоматического регулирования (САР).
Для дозирования заполнителей применяют универсальные дозаторы, стабилизирующие произведение массы материала на ленте питания на скорость ее движения.
Для дозирования жидкостей используют компактные дозаторы турбинного типа на базе расходомеров воды, которые могут работать как циклично, так и непрерывно (т.е. в разных режимах).
Растворо- и бетоносмесительные установки и заводы
Процесс производства таких смесей – это ряд последовательных механизированных и автоматизированных операций. Включает:
1 - погрузочно-разгрузочные работы при приеме и хранении материалов на складах;
2 – их хранение;
3 – подогрев в зимнее время;
4 – транспортирование компонентов смесей в расходные бункера смесительного узла;
5 – дозирование;
6 – перемешивание;
7 – выгрузка готовой смеси;
8 – аспирация;
9 – обеспыливание линий;
10 – вентиляция помещений.
Эти операции составляют технологическое содержание работы всех установок и заводов с законченным, расчлененным и комбинированным технологическими циклами.
Продукция: с законченным циклом – готовая смесь; с расчлененным – сухая смесь; с комбинированным – готовая и сухая.
В зависимости от назначения, мощностей и особенностей объектов – потребителей различают: 1-стационарные; 2-приобъектные; 3-передвижные смесительные установки.
Их классифицируют по режиму процесса приготовления смесей (периодического и непрерывного действия) и по технологической схеме компоновки оборудования (высотные и двухступенчатые). Высотные – компактны, лучше автоматизированные, но дороже.
Бетононасосные установки
Это комплекты устройств для транспорта бетонных смесей по трубам к местам их укладки.
В их состав входит: 1-бетононасос; 2-комплект бетоноводов; 3-расприделительные механизмы – манипуляторы.
Достоинства: 1-подача смеси в труднодоступные места; 2-регулирование интенсивности подачи смеси; 3-исключения расслоения и защита от осадков; 4-меньшая загрязненность площадки.
Недостатки: 1-дорого; 2-необходимость промывки и очистки системы при остановке в работе; 3-необходимость высокой квалификации обслуживающего персонала.
Бетононасосы квалифицируют по:
а) по режиму работы: с периодической или непрерывной подачей смеси;
б) по типу привода: с гидравлическим или механическим;
в) по мобильности: стационарные, передвижные.
Бетононасосы с периодической подачей смеси могут быть одно- и двухцилиндровыми. Широко применяются двухцилиндровые поршневые бетононасосы с гидравлическим приводом.
Бетононасосы непрерывного действия (шланговые или перистальтические).
Перистальтика (от греч. peristaltikos – обхватывающий, сжимающий) – волнообразное сокращение стенок полых трубчатых органов (кишок, желудка, мочеточников), способствующее продвижению их содержимого к выходным отверстиям.
В таких насосах рабочий процесс всасывания из бункера и нагнетания бетонной смеси в бетоновод осуществляется за счет упругой деформации гибкого шланга, уложенного на жесткий ложемент, при перекатывании по нему роликов на цепи, приводимой звездочкой.
При этом бетонная смесь всасывается в шланг вслед за перемещающимся роликом под действием разряжения внутри шланга при его упругом восстановлении после прохода ролика и выталкивается в бетоновод передним фронтом бегущей волны сжатия шланга.
Достоинства: простое исполнение и обслуживание, пониженный расход энергии (равномерная подача смеси).
Недостатки: высокие требования к составам и подвижность смесей; небольшое давление, ограничивает дальность подачи; малый срок службы гибкого шланга на участке рабочей камеры (замена через 2-3 тыс. м 3 перекачки смеси).
Область применения: для перекачки тощих бетонных смесей; смесей с гравийным заполнителем для устройства бетонных стяжек покрытий. Подача до 60 м 3 /ч, на высоту до 39 м с давлением до 3,5 МПа по шлангу n125 мм. Подача бетонной смеси к месту укладки по бетоноводу из стальных труб, соединенных замками.
Бетононасосы устанавливают на прицепы, автомобили, оборудованные распределительными стрелами. Стрела служит опорой бетоноводу и концевому раздаточному шлангу. Они бывают сборные, телескопические, шарнирно-сочлененные из 2х и более звеньев общей длиной до 40 м. Шарнирно-сочлененные более просты и маневренны. Раскладываются под разными углами (это позволяет без перемонтажа бетоновода направлять концевой шланг в любую точку в пределах зоны обслуживания стрелы).
Машины и оборудование для укладки и распределения бетонной смеси
Применяют краны с бадьями, ленточными конвейерами, виброжелобами, самоходной бетоноукладки, оборудование трубопроводного транспорта. До 85% общего объема бетонной смеси – это строительные краны с поворотными и неповоротными бадьями (бункерами).
Поворотные бадьи. Грузоподъемность от 1,25 до 5т. Загрузка с бетоновоза, разгрузка открыванием затвора.
Неповоротные – грузоподъемность от 1,25 до 2,5 т. На корпусе устанавливают вибратор. Оборудование для уплотнения бетонной смеси
При укладке бетонной смеси разравнивают и уплотняют для получения бетона с морозостойкой, водонепроницаемой и прочной структурой. Надо удалить из смеси воздух. Его объем достигает 10-15% в пластичных смесях и 40-50% в жестких. Наиболее эффективен способ уплотнения – вибрирование, реже применяют вакуумирование.
По способу воздействия на бетонную смесь различают следующие вибраторы:
1-внутренние (глубинные) (наиболее эффективно и распространено) – погруженные в смесь передают ей колебания вибронаконом, корпусом;
2-наружные (используют редко) – прикрепляют к опалубке для передачи через нее колебаний бетонной смеси;
3-поверхностные – устанавливают сверху на уложенную, передают колебания через рабочую площадку (для плит, полов, в=20 см).
Их различают по способу создания колебаний:
1 – с вращающимися дебалансами;
2 – с возвратно-поступательным движением массы.
Первые – могут быть одновальными (круговые колебания) и двухвальными (направленные колебания). Приводятся в действие электродвигателями (электромеханические), пневмодвигателями (пневматические) и ДВС.
Вторые – имеют электромагнитный привод (электромагнитные вибраторы).
Широко применяют в строительстве переносные электромеханические вибраторы с круговыми колебаниями. Реже пневмовибраторы (шум, большая энергоемкость).
Различают по частоте колебаний их корпуса:
1 – низкочастотные (2800-3500 колебаний в минуту);
2 – среднечастотные (3500-9000 мин -1);
3 – высокочастотные (10000-20000 мин -1) – для уплотнения мелкозернистых смесей в тонкостенных СК.
Глубинные вибраторы применяют при бетонировании крупногабаритных или густонасыщенных арматурой ЖБК (фундаментов, стен, плит, колонн, свай) при стендовом способе производства ЖБИ. Они бывают:
1 – ручные (массой до 25 кг). Недостаток – небольшой радиус действия и небольшая производительность;
2 – подвесные в виде пакетов из 3-5 шт на одной траверсе.
У ручных вибраторов электродвигатель (трехфазный с короткозамкнутым ротором) встроен в корпус (наконечник) или вынесен (соединен с дебалансом рабочего наконечника гибким валом). Рабочий наконечник – это герметически закрытый цилиндрический корпус с дебалансом внутри него.
Для тонкостенных ЖБИ – планетарные вибраторы. Вибрация создается планетарно обкатывающимся бегунком относительно сердечника или втулки.
Для уплотнения бетонной смесей средней подвижности толщиной до 20 см бетонных покрытий и в дорожном строительстве применяют
Площадочные вибраторы и виброрейки.
Вакуумирование – при устройстве полов толщиной до 300 мм путем удаления из бетонной смеси части воды с одновременным уплотнением под действием атмосферного давления через отсасывающие плиты. Оборудование – вакуум-агрерат, вакуум-маты, виброрейка, затирочная машина.
Вакуум-агрегат состоит из вакуумного бака и гидробака с вакуум-насосом.
Вакуум-мат – фильтрующее полотнище с отверстиями, объемно-провилированной пластмассовой сеткой и верхним герметизирующим матом с рукавом для отвода водовоздушной смеси. Вакуум-матом накрывают обработанный виброрейкой участок пола и включают вакуум-насос.
Дозирование включает в себя отбор составляющих бетон компонентов из промежуточных складов и подачу их к смесителю. Эти производственные этапы, первоначально протекавшие независимо друг от друга, объединяются сейчас в единыи процесс вследствие технического усовершенствования автоматизированных высокопроизводительных смесителей. Попробуем изложить проблему дозирования составляющих смеси, которое может служить причиной более значительного нарушения степени однородности качества бетона, чем их отбор и транспортирование. Дозирование может производиться по массе или по объему, при этом последнее используется сравнительно редко.
Требования к бетону, качество и однородность
Качество и однородность бетона, а следовательно, и его прочность в большой степени зависят от точности дозирования материалов. Благодаря статистическими методами оценки качества бетона дозирование становятся управляемым и характеризуется лишь незначительным отклонением от средней величины, вследствие чего достигается ощутимый экономический эффект (экономия цемента).
Для практики строительства считается допустимым дозировать составляющие бетона с точностью до 3% по массе. Фактические отклонения иногда бывают значительно больше. Если попытаться определить, как сказываются ошибки дозирования па качестве бетона, то можно столкнуться с трудностями из-за того, что все три компонента могут иметь отклонения в большую или меньшую сторону. Если, например, содержание цемента уменьшится на 3%, а содержание воды возрастет на 3%, то В/Ц увеличится на 6%. При этом прочность бетона марки 300 уменьшится почти на 4 МПа.
Рассмотрим две причины, вызывающие ошибки при дозировании: значительные колебания влажности заполнителя и изменения насыпной объемной массы. При преимущественно открытом хранении влажность заполнителя особенно сильно колеблется под влиянием погодных факторов, и даже в закрытых складах влажность распределяется неравномерно. Так как раздельное высушивание стоит дорого, то можно с помощью данных таблица 1. рассчитать у указанные колебания, которые могут быть значительны, особенно для мелких зерен заполнителя.
Таблица 1. Точность дозирования, причины ошибок и их влияние на свойства бетона
| Ошибочно отдозированные компоненты | Влияние на свойства |
||
| Цемент | Регулирование с ошибками, неудовлетворительное или дефектное оборудование дозаторов |
свежеприготовленной бетонной смеси |
|
| Вода | 1. Как п. 1 при цементе |
Очень |
Очень сильное, в пределах зависимости прочности бетона от водоцементного отношения |
| Заполнитель мелкие зерна | 1. Как п. 1 при цементе |
Вследствие изменяющегося состава цементного теста (водосодержания) |
Как и в случае цемента и воды — очень сильно; сверх тогр, влияние вследствие расслоения и недостаточного уплотнения |
| крупные зерна | 1. Как п. 1 при цементе |
Незначительное |
Незначительное |
| Добавки | 1. Как п. 1 при цементе |
Очень сильное при BV, LPV и передозировке |
Сильное, при отклонении от оптимума — снижение прочности |
При изготовлении бетона необходимо такое дозирование воды, которое правильно учитывает для каждого замеса собственную влажность заполнителя.
Объемная насыпная масса заполнителя в основном зависит от его зернового состава и влажности (рис. 2). Поскольку сущность объемного дозирования состоит в подаче одного и того же объема материала, то это, несмотря на точность замеров, влечет за собой значительные ошибки вследствие колебаний влажности и зернового состава.
Это справедливо для объемного дозирования с помощью мерных ковшей и вагонеток или ленточных дозаторов. Поэтому объемное дозирование по сравнению с весовым используется крайне редко.
На очередность дозирования составляющих наряду с видом применяемой техники дозирования существенно влияет выбор технологии бетона. Следует стремиться к тому, чтобы: предварительное перемешивание заполнителя различных фракций осуществлялось уже во время транспортирования к смесителю;
по возможности предотвратить пыление цемента;
предотвратить комкование цемента при затворении водой и благодаря своевременной подаче цемента и воды получить однородное цементное тесто.
На практике эти требования могут быть выполнены, если заполнитель и цемент дозируют одновременно и затем через короткое время смешивают с водой. Однако в реальных условиях к моменту подачи цемента часть заполнителя уже отдозирована.
Если же составляющие дозируются только последовательно, то имеет значение очередность их подачи. Оптимальный вариант: сначала подается крупный заполнитель, затем мелкий, потом цемент и вода.
Добавки в бетон вводят в очень небольшом количестве. Добавка PR17, например, при обычной дозировке (0,7% в пересчете от массы цемента) составляет около 0,2— 0,3% объема бетона. Хотя ошибки в’ дозировании добавок, повидимому, не так ярко проявляются в бетонной смеси, как ошибки дозирования воды, цемента и заполнителя, они
все же могут привести к неприятным последствиям. Вот почему предъявляются высокие требования к надежности устройств по дозировке добавок.
Точность дозирования гю объему в настоящее время достигает 5%.
Состав смеси и его корректировка
Необходимое количество заполнителя, цемента и воды дозируют исходя из расчетного состава смеси. Если их дозируют непосредственно в смеситель, то его номинальный размер служит емкостью по отношению к промежуточным подъемным или взвешивающим ковшам.
Для смесителя объемом 500 л следует, например, умножить расчетный состав смеси на коэффициент 500:1000=0,5 и 0,67. Тогда общий коэффициент составит 0,5-0,67=0,33. Таким образом получают производственный (рабочий) состав при абсолютно сухих заполнителях (табл. 2). Поскольку заполнитель практически всегда влажный, следует, как это показано в табл. 6, вычислить возможную ошибку в дозировании, которая появится, если не учитывать среднее содержание влаги:
навеска 123 кг=8,6 кг воды+ + 114,4 кг песка фр. 0/2;
навеска 153 кг = 4,6 кг воды + + 148,4 кг гравия фр. 2/8;
навеска 340 кг=3,4 кг воды + +336,6 кг щебня фр. 8/32.
Особенно отрицательно сказывается на качестве изделий возросшее на 8,6+4,6+3,4=16,6 л количество воды в смеси. При этом водоцементное отношение увеличивается с 0,47 до 0,6, что соответствует потере прочности бетона до 25%.
При учете средней влажности заполнителя (см табл. 6, последняя колонка) этот источник ошибки удается практически ликвидировать,
При большем отклонении от средних значений производственный состав соответственно изменится. До сих пор задача заключалась в том, чтобы от замеса к замесу корректировать только количество воды (см. 2.3.4).
Таблица 2. Пример перехода от лабораторного состава к производственному (рабочему)
Составляющие |
Лабораторный состав, |
Производственный состав для 500-л смесителя |
|||
Коэффициент |
без учета влажности кг/замес |
средняя влажность заполнителя, % |
с учетом влажности, кг/замес |
||
56—8,6—4,6— 3,4 ⇒39 |
|||||
Гравий 2/8 |
|||||
Щебень 8/32 |
|||||
Дозирование цемента и заполнителя
Для дозирования обоих твердых материалов используют различные устройства соответствующей производительности и принципа действия
(табл. 7), область применения которых определяется прежде всего их технологичностью и производительностью. При этом не всегда можно одновременно добиться высокой производительности и хорошей точности дозирования. Общее время дозирования должно соответствовать циклу перемешивания, ни в коем случае не снижая производительность. Чтобы требования, предъявляемые к составу, соответствовали высокой точности дозирования, необходимо в первую очередь стремиться к выпуску дозировочных устройств (весов, бункеров) с различными показателями. Так, если, например, 140 кг цемента дозировать на 1000-кг весах, то это весьма отрицательно скажется на точности дозирования. Точность дозирования повысится, если отдельные составляющие на местах взвешивания в подъемных ковшах (последовательная дозировка) каждый раз отмерять с помощью элеваторных подвесных весов или весов ленточного дозатора (рис. 13—
Весы требуют особого внимания Указатель массы быстро движется под действием поступающей в весо вой бункер массы материала Откло нения указателя тем выше, чем боль ше скорость подачи материала Мелким дозированием с незначительной скоростью подачи достигается желаемая точность всего процесса дозирования и в случае корректировки со става Необходим также систематический контроль дозирующих приборов и механизмов по данным нзгото. вителя и с помощью анализа свежеприготовленной бетонной смеси.
Таблица 3. Ход процесса дозирования и оценка некоторых дозаторов для цемента и заполнителя
Вид дозировки |
Порядок дозирования составляющих |
Возможная |
Общая продолжи-тельность дозирования |
Преимущественное применение |
|
Ковшовые весы |
Последовательно в весовую емкость |
Смесительные установки на стройке. Стационарные смесительные установки |
|||
Стационарные смесительные установки |
|||||
Передвижные весы |
|||||
Подвесные бункерные весы |
Одновременно или последовательно, дозатор для каждого |
Незначи- |
Короткая |
Небольшие смесители. Смесительные установки на стройке |
|
Большие смесительные установки |
|||||
Ленточные весы |
|||||
Значительная |
При небольшом количестве выпускаемого бетона, без особых требований |
||||
По объему |
Мерная емкость |
||||
Шнековый дозатор |
Применяется еще редко |
||||
Ленточный дозатор |
Непрерывно, каждый компонент подается на ленту отдельно |
Короткая |
Большие стационарные установки. Применяется еще редко |
Объемное дозирование по причинам, изложенным в предыдущих разделах, теряет свое значение и допускается лишь для второстепенных целей, если при этом достигается приблизительно такая же точность, как при дозировании по массе. Объемное дозирование целесообразно при дозировании легкого заполнителя вследствие отсутствия влаги в его зернах.
Дозирование воды
Дозирование воды для новейших смесительных установок дистанционного управления производится, как правило, так же, как и дозирование сыпучих материалов, при помощи водяных часов или по массе. При этом производственный состав, в основе которого лежат измеренная средняя влажность заполнителя и рассчитанное количество воды, дозируется как постоянное значение (см. табл. 2, последняя колонка). Недостаток этого способа состоит в том, что случайные колебания влажности заполнителя от замеса к замесу могут оказаться неучтенными.
Чтобы избежать значительных ошибок, нужно систематически наблюдать за содержанием воды и при колебаниях влажности несколько раз в день корректировать постоянное значение. В последние годы во многих странах ведутся работы над усовершенствованием автоматических дозаторов воды, которые должны регулировать подачу воды при каждом замесе в зависимости от конкретного содержания влаги в заполнителях.
Автоматические дозаторы производят измерения влажности заполнителя либо вблизи люка бункера (непосредственное измерение влажности), либо в смесителе. В последнем случае такие дозаторы используют в качестве выходного параметра показатели свежеприготовленного бетона. В первом случае непосредственно определяется (на небольшой вычислительной машине) и соответственно дозируется требующееся недостающее количество воды, во втором — свежеприготовленный бетон. При этом его заранее выбранные свойства изменяются следом за увеличивающимся количеством воды (например, диэлектрическая проницаемость бетона, консистенция или планируемая производительность смесителя). В таком случае при достижении определенной предельной величины подача воды прекращается.
Используемые системы приборок различаются широтой использования, эксплуатационной надежностью и конструктивной сложностью. Часто помехи, не имеющие отношения к приборам (колебание давления или загрязнение водопроводных магистралей, дефектные электромагнитные клапаны), приводят к ошибкам н к снятию приборов с эксплуатации. Однако анализ качества бетона, получаемого при введении автоматических дозаторов воды, доказывает возможность значительного снижения разброса величины и, как следствие этого, — экономии цемента в размере 10—30 кг/м 3 .
Опытный квалифицированный оператор может непосредственно наблюдать процесс смешения составляющих бетонной смеси и дозировать количество воды до необходимой консистенции смеси. Такое корректирование количества воды затворения по виду смеси хотя и критикуют, однако зачастую это едва ли не единственная возможность немного улучшить качество продукции.
Дозирование добавок
Добавки вводят вручную в виде порошка или чаще в виде жидкости. Утепленное запасное хранилище для жидких добавок, гарантирующее неизменность их качества, должно быть оборудовано мешалкой или циркуляционным устройством. Для опытов и кратковременного применения достаточно использовать калиброванный дозатор и каждый замес обеспечивать добавкой, вводимой вручную. При постоянном применении в производстве удобный надежный дозатор с последовательной регулируемой подачей представляет собой составную часть смесительной установки. Так как добавку, как правило, дозируют к массе цемента, то стремятся установить такую связь, которая будет изменяться пропорционально каждому изменению подачи цемента. Чтобы достичь равномерного распределения добавки в готовой смеси без увеличения времени перемешивания, нужно вводить добавку большей частью или полностью с водой затворения, что иногда производят через дозатор в трубопроводе, подводящем воду к смесителю во время дозировки воды.