Типы и состав бетоносмесительных установок (БСУ)
Приготовление бетонной смеси осуществляется в бетоносмесительных узлах и установках, которые классифицируют по следующим признакам:
- По принципу работы - циклическое и непрерывное действие.
- По назначению - производство товарного бетона, производство товарного раствора, производство на технологию, общая (комбинированная).
- По компоновке оборудования в вертикальной плоскости - установки с одноступенчатой схемой (башенный тип) и двухступенчатой схемой (с рядным складом заполнителей). При одноступенчатой схеме все агрегаты скомпонованы по одной вертикальной оси. Все компоненты бетонной смеси, однократно поднятые в раздаточные бункера, далее проходят через дозаторы, бетоносмесители, раздаточный узел гравитационным путем. Эта схема получила наибольшее распространение на заводах ЖБК и ЖБИ. При двухступенчатой применяют двукратный подъем материала. Сам же цех расчленяют на две части. В первой дозировочное отделение с приемными бункерами, во второй смесительное отделение и раздаточные бункера.
- По компоновке бетоносмесителей в горизонтальной плоскости - установки линейные (однорядные и двухрядные) и гнездовые.
На практике можно встретить только линейную однорядную схему размещения смесителей, т.к. даже при комбинированной работе установки, достаточно 1-4 смесителей для поддержания производительности до 500 м3/час. Бетонные заводы с одним смесителем обычно используются при работе с однотипными составами бетона или раствора. А при необходимости выпуска разных составов на установке используется 2 и более бетоносмесителя.
При гнездовом расположении смесителей один комплект дозаторов обслуживает три или четыре бетоносмесителя, расположенные вокруг вертикальной оси здания. Каждая секция (гнездо) имеет один групповой раздаточный бункер для компонентов, который обслуживает все смесители. Выгрузка бетонной смеси осуществляется в общий или индивидуальный бункер для каждого смесителя. Гнездовая схема по сравнению с линейной требует меньше площади, снижает расходы по строительству и эксплуатации. Гнездовая схема, как уже говорилась ранее, не нашла широкого применения и рекомендуется для применения на специальных бетонных заводах, ЖБК и ЖБИ предприятиях.
Любой бетонный завод, не зависимо от используемой схемы размещения, должен обеспечивать весь технологический процесс приготовления бетонной смеси, который включает в себя следующие операции: прием, хранение, дозирование и смешивание компонентов, выдача бетонной смеси и в ряде случаев её транспортирование. Для этого любой бетонный завод должен включать: расходные бункера заполнителей, расходные силоса цемента (вяжущих), расходные емкости для жидкости и хим.добавок, дозирующее оборудование и бетоносмеситель.
Бункера заполнителей.
Как уже было описано ранее, заполнитель подают в расходные бункера бетоносмесительной установки фронтальным погрузчиком (при рядной схеме размещения бункеров) или наклонным ленточным конвейером (униф.). В расходных бункерах осуществляется не только накопление материала для его дальнейшего дозирования, но и при необходимости оттаивание и прогрев.
Силоса цемента.
В расходные силоса производится пневмотранспортом или вертикальными и наклонными шнеками. В силосах и расходных силосах устанавливаются датчики уровня, обеспечивающие контроль за уровнем цемента.
Дозировочное оборудование.
Необходимо помнить всегда, что от точности дозирования зависит соответствие фактического состава бетона заданному. Точность дозирования в значительной степени влияет на коэффициент вариации и соответственно на расход таких дорогостоящих материалов как цемент и ряд хим.добавок. Важнейшими показателями для дозаторов является:
Погрешность дозирования, которая не должна превышать 1-2,5% для разных компонентов;
Повторяемость состава готовой бетонной смеси.
Применяемые дозаторы классифицируют:
по режиму работы на дозаторы циклического и непрерывного действия;
по способу управления на дозаторы с ручным, дистанционным и автоматическим управлением;
по способу измерения на массовые и объемные.
На бетонных заводах применяют в основном дозирование по массе, так как из-за различной степени уплотняемости сыпучих материалов объемное дозирование обеспечивает точность ±5-10%. Для весового дозирования применяют тензометрические датчики, обеспечивающие высокую точность взвешивания. На старых заводах ЖБК и ЖБИ можно встретить динамометрические и гидравлические устройства, у которых очень низкая точность измерения и они уже морально устарели. Но дозировочное оборудование это не только взвешивающие устройства, но также различные исполнительные и питающие устройства с различными датчиками положения. Именно эти устройства отвечают за точность расхода материала, ведь мало взвесить, надо ещё вовремя остановить процесс дозирования.
В большинстве случаев на бетоносмесительных установках с рядным расположением бункеров применяется следующие схемы дозирования:
- Заполнители из расходных бункеров, через горловины, поочередно засыпаются в скип или ленточный питатель, которые установлены (подвешены) на тензодатчики. Далее отдозированный материал в скипе или по конвейерной ленте поступает к смесителю;
- Цемент из силосов по трубчатому наклонному или горизонтальному шнеку подается в емкость, которая установлена (подвешена) на тензодатчики. Далее под действием силы гравитации отдозированный цемент поступает в бетоносмеситель;
- Аналогично цементу дозируются и подаются сухие хим.добавки;
- Жидкость и жидкие хим.добавки стандартно подаются из расходных емкостей насосами и дозируются в одном общем или раздельных баках. Далее под действием силы гравитации происходит слив воды в дозатор. В ряде случаев на жидкости применяются насосы-дозаторы, обеспечивающие объемное дозирование. Лично нами они не используются по ряду причин, в т.ч. из-за возможной потери точности.
Общей чертой всех дозаторов бетонного завода является ступенчатый принцип дозирования - сначала «грубо-быстро» и затем «медленно-точно».
Современная система дозирования бетонного завода должна отвечать нескольким требованиям:
- Быть точной, погрешность дозирования не должна превышать 1-2,5%;
- Быть быстрой, в среднем процесс дозирования не должен превышать 45сек;
- Быть надежной, часто одна дозировочная линия обслуживает 2 смесителя и её поломка приведет к полной остановке обоих смесителей;
- Быть простой в управлении. Присутствие человеческого фактора при дозировании на протяжении многих десятилетий приводило к значительному ухудшению коэффициента вариации. Но современные системы управления (АСУ) обеспечивают минимальное вмешательство человека в процесс работы не только дозировочного оборудования, но и всего бетонного завода.
Более подробная информация по дозировочному оборудованию представлена в статье «Современные технологии дозирования»
Для непрерывного дозирования компонентов бетонной смеси применяют ленточные, маятниковые, тарельчатые, барабанные, вибролотковые и шнековые питатели, в которых дозирование происходит за счет изменения скорости (интенсивности колебаний) основного дозирующего органа или сечения слоя поступающего материала.
Бетоносмеситель.
Задача смешивания - равномерно распределить все компоненты по объему, чтобы проба, взятая из любого места бетонной смеси, имела один и тот же состав.
В любом бетонном заводе смеситель - это сердце процесса. Сегодня на рынке присутствует множество производителей смесителей, но не всегда их продукция отвечает простым требованиям:
В любом бетонном заводе смеситель - это сердце процесса. Сегодня на рынке присутствует множество производителей смесителей, но не всегда их продукция отвечает простым требованиям:
- Качество перемешивания. Или другими словами гомогенность готовой смеси. Этот фактор оказывает значительной влияние на коэффициент вариации и на качество бетона.
- Скорость (интенсивность) перемешивания. Время перемешивания обычно не должна превышать 60 сек. Многие товарные бетоны готовы к использованию уже через 30-40 сек. А падение интенсивности перемешивания негативно сказывается на производительности бетонного завода.
- Надежность в эксплуатации. Именно надежность стала критическим показателем для многих бетоносмесителей, т.к. в процессе перемешивания смеситель воспринимает огромные нагрузки. Показателями надежности можно считать - жесткость рамы и правильность её геометрических форм, выполнение приводов, качество использованных сталей и их толщина.
- Простота в обслуживании. Быстрый и легкий доступ к большинству узлов и агрегатов смесителя. При этом в расчет принимаются не только быстроизнашиваемые детали, но и уплотнения, привода.
На бетонных заводах и установках нашли применение различные типы бетоносмесителей:
- Гравитационные. Морально и технически устарели, скорость и качество перемешивания значительно уступают конкурентам и не соответствуют современным требованиям.
- Роторные. На протяжении многих десятилетий был основным смесителем на большинстве заводов в России и до сих пор сохраняет свой статус самого востребованного. Ярким примером данного смесителя можно считать СБ-138. Он обеспечивает вполне достойное качество-скорость перемешивания и обладает хорошими эксплуатационными свойствами
- Планетарно-роторные. Например СБ-242-8М. Смесители с таким принципом перемешивания не нашли широкого применения в России, хотя в экономически развитых странах они широко применяются. Данным смесителям свойственна высокая скорость и качество перемешивания, хорошие эксплуатационные показатели. Недостатком можно считать сложность доступа к элементам привода по сравнению с роторными смесителями.
- Одновальные. Данные смесители по многим показателям уступают планетарно-роторным и двухвальным смесителям, хотя и превосходят роторные смесители по качеству перемешивания. Эффективность применения данных смесителей весьма невысока, т.к. основные недостатки - жесткость корпуса и уплотняющие элементы вала, могут доставлять много неприятностей. И если стоит задача качественно и быстро смешивать бетон, то мы рекомендуем обратить внимание на планетарно-роторные или двухвальные смесители, которые значительно эффективнее позволят работать бетонному заводу.
- Двухвальные (Двухвалковые). Если данный смеситель спроектирован и изготовлен правильно, то его можно считать лидером по качеству и скорости перемешивания. Принципиальным недостатком данных смесителей является затрудненный доступ к внутренним элементам, что сказывается на скорости и удобстве обслуживания.
Режим перемешивания. Качество бетонной смеси зависит от порядка загрузки компонентов и длительности перемешивания. При перемешивании тяжелые частицы под действием силы тяжести стремятся переместиться вниз, а легкие - вверх. Исходя из этого, при перемешивании тяжелых бетонных смесей крупный заполнитель целесообразно вводить в последнюю очередь или одновременно с другими твердыми компонентами, а при перемешивании легкобетонных смесей крупные фракции необходимо загружать в первую очередь.
Длительность перемешивания определяется условиями достижения однородности бетонной смеси во всех ее частях. Продолжительность перемешивания, как правило, определяется опытным путем для конкретных составов. При этом критерием перемешивания считают коэффициент вариации прочности образцов определенной серии. Для установления оптимума строят кривую зависимости коэффициента вариации от продолжительности перемешивания. Оптимальным временем перемешивания считают период, после которого дальнейшее перемешивание не приводит к снижению коэффициента вариации.
В зимнее время продолжительность перемешивания часто увеличивают на 20-25%. Кроме того, бетонная смесь после перемешивания должна иметь температуру 20-25 град., но не менее 5 град. Для обеспечения этого компоненты бетонной смеси предварительно нагревают. При выдаче бетонной смеси с температурой 25-45 град., необходимо подогреть воду до 40-80 град., песок до 20-60 град., щебень до 20-40 град.
Всё выше перечисленное необходимо учитывать при выборе бетонного завода, в противном случае Вам придется подстраивать свои желания под возможности производства.
