Дозування складових і перемішування бетонної суміші

Дозування складової бетонної суміші і їхнє перемішування є головними операціями технологічного комплексу безпосереднього одержання бетонної суміші. Ці операції виконуються в бетонозмішувальному відділенні. Крім дозувального і змішувального устаткування, бетонозмішувальна установка має у своєму складі видаткові бункера, що забезпечують своєю ємністю запас матеріалів не менше, ніж на 2 год. роботи змішувальних машин, а також механізми для прийому заповнювачів і цементу зі складів і розподіли їх по відповідних відсіках бункерів. Таким чином, бетонозмішувальне відділення повинно мати у своєму складі чотири основних помешкання по своєму функціональному призначенню: помешкання приймання матеріалів; бункерів; дозувальної апаратури і змішувачів; допоміжним п’ятим надається помешкання видачі бетонної суміші з бетономішалок на транспортні засоби. Всі ці помешкання можуть бути розташовані вертикально (вертикальна схема компонування бетонозмішувального відділення) або щаблями (партерна схема), наприклад помешкання прийому матеріалів і бункерів (1-я щабель) і помешкання дозаторів, змішувачів і видача бетонної суміші (2-я щабель). Неважко зауважити, що при вертикальній схемі компонування устаткування матеріали тільки один разів піднімаються на верхній поверх бетонозмішувального відділення, а потім гравітаційно, під власною вагою проходять бункера, дозатори і надходять у змішувач. Партерна схема викликає дворазовий підйом матеріалів; відрізняючись меншими капітальними витратами; вона, проте, істотно поступається вертикальній схемі в обслуговуванні, можливості максимальної механізації і повної автоматизації. На заводах залізобетонних виробів вертикальна (або одноступінчата) схема компонування бетонозмішувальної установки прийнята в якості основний, один із варіантів її з напівавтоматичним керуванням показаний на рис.1.3. Партерна схема бетонозмішувальних установок застосовується на заводах малої потужності, в основному обслуговуючий будівельний майданчик і на тимчасових полігонах.

Дозування компонентів бетонної суміші. Повна відповідність проекту дозування вихідних компонентів бетонної суміші є визначальним чинником якості бетону і виробів із нього. Тому особливу важливість набуває ступінь точності дозувальної апаратури, що, власне, і явилося причиною повної відмови на сучасних заводах від застосування об’ємних дозаторів із точністю до ±5-10% і використання вагових дозаторів, що забезпечують точність дозування по цементі ±0, 5-1% і по заповнювачах ±1-2%.

По режимі роботи дозатори підрозділяються на періодичної і безупинної дії. Перші обслуговують відповідно змішувачі періодичної дії, другі – безупинного. Дозатори періодичної дії по обсязі дозування відповідають ємностям бетонозмішувачів і маркуються по розмірі останніх. Марка комплекту вагових автоматичних дозаторів АДУБ; їхнє виконання по ємності аДУБ-425, аДУБ-1200 і аДУБ-2400. У цей комплект входять дозатори для цементу АВДЦ, для заповнювачів АВДИ і для рідин АВДЖ. Дозатори аВДИ-425 і аВДИ-1200 мають дві ємності для наступного зважування двох видів або двох фракцій заповнювачів, а дозатор аВДИ-2400 – однофракційний. Дозатори для цементу мають одну ємність, але сконструйовані таким чином, що дозволяють зважувати цемент будь-якої з двох марок, що знаходяться в суміжних бункерах. Дозатори АВДЖ також пристосовані для послідовного зважування води і рідких добавок.

Перемішування бетонної суміші здійснюється в бетонозмішувачах. Відрізняються вони режимом роботи – періодичного (циклічного) або безупинної дії, ємністю і принципом перемішування – гравітаційні і примусового перемішування.

Рис.1.3. Одноступінчата автоматизована бетонозмішувальна установка з двома бетонозмішувачами: 1 – стрічковий конвеєр подачі заповнювачів; 2 – поворотна лійка для розподілу заповнювачів по бункерах; 3 – автоматичний вагової дозатор для заповнювачів; 4 – автоматичний вагової дозатор для цементу; 5 – ваговий дозатор для рідин (добавок); 6 – приймальна лійка матеріалів із дозаторів із перекидним клапаном для почергового напрямку матеріалів у два бетонозмішувачі; 7 – бетонозмішувач; 8 – бункер видачі бетонної суміші; 9 – бак для води з трубопроводом; 10 – фільтр очищення повітря, що витискується з бункерів при їхньому заповненні; 11 – роздавальний клапан для води з пневмоприводом; 12 – обрушувач склепінь піску; 13 – аераційний устрій цементу, що обрушує свод; 14 – ерліфт подачі цементу; 15 – цементопровод подачі цементу в бункера.

Перемішування в гравітаційних змішувачах (рис.1.4) досягається за рахунок обертання барабана 3, постаченого лопатами. Матеріал піднімається, а потім вільно падає, досягнувши верхнього крайнього положення, перемішуючись при цьому. Ступінь перемішування залежить такою уявою від кількості підйомів (перелопачувань) матеріалу. А тому що лінійна швидкість обертання барабана не повинна перевищувати визначену, щоб відцентровою силою матеріали не виявилися притиснутими до барабана, то зі збільшенням діаметра барабана або ємності змішувача, тривалість перемішування суміші зростає приблизно в такій же залежності, як зростає ємність.

Рис.1.4. Бетонозмішувач циклічної дії гравітаційного перемішування: 1 – рама; 2 – траверса для шарнірного закріплення барабана; 3 – змішувальний барабан; 4 – привід обертання барабана; 5 – механізм нахилу барабана; 6 – механізм завантаження барабана.

При своєму падінні зерна заповнювачів впроваджуються в бетонну суміш, поліпшуючи цим перемішування. З збільшенням ваги зерен ефект падіння зростає й істотно зменшується при легких пористих заповнювачах або при перемішуванні дрібнозернистих бетонів. Також важко досягається в гравітаційних змішувачах необхідна якість перемішування жорстких бетонних сумішей через значну грузькість цементного тіста. На підставі відзначених чинників, що впливають на якість перемішування, гравітаційні змішувачі можуть бути рекомендовані для перемішування рухливих грубозернистих сумішей важких бетонів.

Послідовність завантаження матеріалів у змішувач циклічної дії рекомендується така: спочатку подається 15-20% води, потрібної на заміс, а потім цемент і заповнювачі, одночасно заливаючи воду, що залишилася. Добавки (якщо їх застосовують) подають у змішувач у виді водяного розчину, потім завантажують цемент і після короткочасного перемішування для одержання однорідного цементного тіста вводять заповнювачі.

Гравітаційні змішувачі безупинної дії мають горизонтально розташований барабан із привареними до нього лопатами. Лопати встановлені так, що при обертанні барабана матеріали, безупинно що завантажуються з однієї сторони барабана, також безупинно переміщаються в протилежну сторону, перемішуючись при цьому.

Змішувачі безупинної дії відрізняються високою продуктивністю 30-120 м³/ч, низькою металоємністю і потребують невеличкої площі цеху. Проте якість перемішування суміші в них низьке. Вони негожі для перемішування високомарочних бетонів. Вони використовуються при безупинному бетонуванні й одержанні бетонів невисоких марок. Їх установлюють тільки на потужних бетонних заводах.

Перемішування в змішувачах примусової дії провадиться обертовими лопатами, установленими на горизонтальному або вертикальному валі. Змішувач із горизонтальним валом відрізняється простотою конструкції і являє собою коритоподібну ємність, у котрої завантажені матеріали енергійно перелопачуються обертовими лопатами, що одночасно переміщають зворотно-поступально матеріали по осі корита, що ще більш підвищує якість перемішування. Такі змішувачі особливо ефективні при перемішуванні дрібнозернистих (розчинних) сумішей, чому вони одержали ще назву розчинозмішувачі. Ці змішувачі дозволяють одержати і якісну бетонну суміш із значними, але легкими заповнювачами і їх широко використовують для готування легкобетонних сумішей.

На принципі перемішування і переміщення матеріалів обертовими лопатами в нерухомій ємності заснована робота змішувача безупинної дії з примусовим перемішуванням. Але вони знаходять обмежене застосування, обслуговуючи переважно вібропрокатні безупинно чинні стани. Продуктивність таких змішувачів 12-15 м³/ч.

Бетонозмішувачі примусового перемішування з лопатами на горизонтальному валі знаходять основне застосування для готування жорстких сумішей і сумішей на пористих заповнювачах. Вони можуть успішно використовуватися і для одержання рухливих сумішей, забезпечуючи у усіх випадках високу якість перемішування. Схема такого змішувача показана на рис.1.5.

Рис.1.5. Схема змішувача примусової дії протиточного перемішування матеріалів: 1 – чаша; 2 – нерухомі гребені; 3 – лопатки; 4 – вал хрестовин кріплення лопаток.

Принцип дії його заснований на протиточному примусовому перемішуванні матеріалів. Протиток забезпечується обертанням чаші 1 в одну, а валів 4 із лопатками 3 у протилежну сторону. Для безупинного напрямку матеріалів під лопатки змішувач постачається нерухомими гребками 2. Ємність протиточних змішувачів 500 і 1000 л, продуктивність відповідно 7, 5 і 15 м³/год.