→ Бетонная смесь
Классификация дозаторов бетона
Количество материалов, входящих в состав бетонной смеси или строительного раствора, должно соответствовать заданному рецепту. Согласно СНиП III-15-76 погрешность в дозировании (отмеривании) компонентов перед поступлением их в смесители не должна превышать следующих значений по массе:
цемент и порошковые добавки заполнители вода и жидкие добавки...
Заданные дозы материалов отмеривают дозаторами.
По характеру работы дозаторы делятся на цикличные и непрерывного действия.
Цикличные дозаторы отмеривают заданную массу или объем порции материала, загружаемого в мерный бункер, и после разгрузки повторяют цикл.
Дозаторы непрерывного действия выдают непрерывным потоком материал с заданным значением производительности.
По методу дозирования материалов дозаторы разделяют на объемные, весовые и объемно-весовые.
Объемные дозаторы сыпучих материалов наиболее просты по конструкции, но уступают весовым по точности дозирования. Объясняется это влиянием изменения состояния материала (влажности, крупности фракций, плотности), а также влиянием способа загрузки материалов в мерную емкость (интенсивности загрузки, высоты падения и степени уплотнения). Точность дозирования снижается с увеличением крупности материалов, интенсивности загрузки и высоты их падения.
Объемные дозаторы жидкости в отличие от объемных дозаторов сыпучих материалов обеспечивают более точную дозировку, так как плотность жидкостей при постоянной температуре изменяется незначительно.
Объемные дозаторы сыпучих материалов применяются на отдельно стоящих смесителях и смесительных установках небольшой производительности, а объемные дозаторы жидкостей применяют более широко.
Весовые дозаторы отличаются сложной конструкцией, стоимость их выше, но они обеспечивают более высокую точность дозирования. Весовое дозирование сыпучих и жидких материалов широко применяют на всех современных установках различной производительности.
Объемно-весовые дозаторы предназначены для дозирования одного компонента по объему с соблюдением суммарной массы двух компонентов. Применяют их на установках по приготовлению бетонной смеси с пористыми заполнителями (керамзитом). В этом случае керамзит дозируют по объему, но с обязательным обеспечением заданной массы двух заполнителей, например керамзита и песка вместе взятых. Дозируют эти материалы в такой последовательности: сначала отмеривают заданный объем керамзита, взвешивают его, дополняя песок до заданной суммарной дозы песка и керамзита.
По способу управления дозаторы подразделяются на три группы: с ручным, полуавтоматическим дистанционным и автоматическим управлением.
При ручном управлении цикличных дозаторов открывают и закрывают впускные и выпускные затворы вручную. В случае управления дозаторами непрерывного действия вручную производительность изменяют, регулируя высоту слоя материала или скорость его движения.
При полуавтоматическом дистанционном управлении цикличными дозаторами загрузку, дозирование и выгрузку материалов производят с пульта управления. Оператор, наблюдая за стрелками циферблатных указателей, управляет исполнительными механизмами загрузки и выгрузки мерника дозатора с помощью соответствующих кнопок, ключей, тумблеров. В дозаторах непрерывного действия дистанционное регулирование их производительности осуществляют с пульта.
При а в т ом этическом управлении загрузка, дозирование и выгрузка материалов на цикличных дозаторах и изменение производительности дозаторов непрерывного действия происходят без участия оператора по системе автоматического регулирования (САР).
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.
74 75 76 77 78 79 ..Дозировочная аппаратура (дозаторы) для бетонной смеси
Компоненты бетонной смеси (цемент, песок, гравий или щебень, а также
спецдобавки) должны быть отмерены в строго определенных количествах.
Дозирование (отмеривание) компонентов производится при помощи различного
типа дозаторов цикличного и непрерывного действия. По методу дозирования
материалов дозаторы разделяют на объемные и весовые. Объемный метод
дозирования, являясь значительно более простым, не обеспечивает
надлежащей точности дозирования сухих компонентов, так как объемная
масса заполнителей и, в частности, песка сильно колеблется в зависимости
от его влажности, а цемента и других порошкообразных материалов - от
степени их уплотненности. Весовой метод дозирования с точки зрения
применяемой аппаратуры более сложен, чем объемный, но обеспечивает
высокую точность дозирования независимо от физического состояния
материала.
Дозирование материалов, применяемых для приготовления гидротехнических
бетонных смесей, производится только по весу с точностью: по цементу и
воде ±1% и по заполнителям ±2%.
Весовая дозировочная аппаратура может быть классифицирована по роду
отвешиваемого материала и по системам загрузки, отвешивания и
управления.
По роду отвешиваемого материала бывают дозаторы для цемента,
заполнителей, воды и пластифицирующих добавок.
По системе загрузки весовые дозаторы разделяют на:
а) загружаемые гравитационным путем; впуск и регулирование потока
материала, поступающего в мерный сосуд, производится в этих дозаторах с
помощью секторного или шиберного затвора;
б) загружаемые с помощью специальных питателей; между выпускным люком
бункера и мерником в этих дозаторах ставится питающий механизм -
шнековый, барабанный, лотковый или вибрационный.
По системе отвешивания весовые дозаторы разделяют на индивидуальные,
предназначенные для взвешивания только одного сорта материала, и
групповые -для взвешивания нескольких сортов материала.
По системе управления весовые дозаторы разделяются на дозаторы с ручным
(непосредственным) и дистанционным управлением. В первом случае операции
с загрузочным затвором (для впуска в дозатор материала) и разгрузочным
(для выдачи взвешенной дозы материала) производят вручную рычагами
управления; при дистанционном управлении все эти операции выполняют с
пульта управления.
Весовые дозаторы могут быть с неавтоматическим и автоматическим взвешиванием. В дозаторах с неавтоматическим взвешиванием оператор следит за весом насыпаемого из бункера материала по шкале циферблатного указателя и по достижении нужного веса закрывает загрузочный затвор. В дозаторах с автоматическим взвешиванием оператор только открывает загрузочный затвор, а закрывается он по достижении нужного веса материала автоматически.
Основные эксплуатационные характеристики дозаторов различных типов цикличного действия приведены в табл. 24.
Таблица 24.
Дозаторы цикличного действия (рис. 216) имеют обычно весовой механизм рычажного типа и независимо от конструкции состоят из загрузочного устройства, весового бункера, разгрузочного устройства, весового механизма с циферблатным указателем, аппаратуры управления затвором и весовыми механизмами.
Рис. 216. Принципиальная схема дозатора цикличного действия
Для контроля и наблюдения за процессом взвешивания параллельно со шкальными коромыслами к грузоприемным рычагам подключаются циферблатные указательные приборы с секторной или с круговой шкалой. Первые устанавливаются на дозаторах с ручным управлением, вторые (с круговой шкалой) - на автоматических дозаторах. На современных автоматизированных дозаторах устанавливаются счетчики числа отвесов, которые иногда снабжаются самопишущими приборами, регистрирующими на ленте каждый отвес материала.
Число порционных весовых дозаторов и их размеры определяются составом бетонной смеси и количеством установленных бетоносмесителей. Автоматические дозаторы применяют на бетонных заводах с гнездовым расположением бетоносмесителей, а дозаторы с ручным управлением - на заводах при линейном расположении бетоносмесителей с индивидуальными бункерами для компонентов.
Из числа выпускаемых отечественной промышленностью наиболее прогрессивными дозаторами цикличного действия являются электротензометрические и фотоэлектрические дозаторы.
Электротензометрический дозатор цикличного действия (рис. 217) с программным управлением предназначен для последовательного взвешивания двух компонентов (песка и крупного щебня, песка и мелкого щебня, щебня двух фракций и т. д.) в одном ковше.
Рис. 217. Схема электротензометрического дозатора:
1 - рама; 2 - электромагнитный питатель; 3 - электродинамометрический
элемент; 4 - весовая рычажная система; 5 - ковш; 6 - циферблатный
указательный прибор
Он состоит из рамы, электромагнитных питателей, электродинамических элементов, весовой рычажной системы, ковша и циферблатного указательного прибора.
Работа дозатора основана на использовании тензоэффекта, заключающегося в изменении омического сопротивления тензометра в зависимости от величины прилагаемой на него нагрузки. В качестве датчиков системы автоматики применяют проволочные преобразователи (тензометры), наклеенные на упругие элементы, на которых подвешен ковш дозатора. Деформация упругого элемента линейно зависит от прилагаемой нагрузки (веса). Процесс дозирования (электротензометрического взвешивания) состоит из воздействия поступающего в ковш материала на тензодатчики (упругие элементы с тензометрами), с последующим преобразованием этого воздействия в электрическую величину в ее использования для срабатывания элементов системы автоматического управления.
Управление дозатором производится с пульта управления, на передней шкале которого смонтированы электроизмерительные приборы, световое контрольное табло, программное устройство, пусковые кнопки, сигнальные лампы и т. д. Световое табло обеспечивает визуальный контроль правильности считывания программы, записанной на перфокарте, которая вкладывается в программное устройство. Надписи на экране табло соответствуют шифру на перфокарте и просматриваются лишь при включенных лампочках.
На бетоносмесительных заводах и установках непрерывного действия дозирование материалов производится при помощи дозаторов непрерывного действия, которые могут быть объемными и весовыми.
Работа дозаторов объемного типа основана на принципе обеспечения постоянства объема на одинаковых по длине участках непрерывного потока отдозированного материала. Точность дозирования объемными дозаторами может быть обеспечена стабильностью площади поперечного сечения и скорости потока материала. Однако при изменении параметров самого материала- его влажности, плотности, гранулометрического состава - объемные дозаторы без специальной системы регулирования не могут обеспечить высокую точность дозирования.
Объемные дозаторы непрерывного действия могут быть ленточные, лотковые, тарельчатые, вибрационные и др.
Для непрерывного объемного дозирования воды (или жидкости в виде, например, пластифицирующих добавок) применяют различного типа водомерные баки, вододозирующие счетчики и водомеры, работающие по схеме постоянного напора в расходном баке (или трубопроводе) с регулировкой дозы воды изменением проходного отверстия или работающие при помощи счетчиков расхода воды, подключаемых к водопроводной сети и автоматически отключающих подачу воды после отмеривания заданной дозы.
Работа весовых дозаторов основана на принципе обеспечения постоянства веса на одинаковых по длине участках непрерывного потока отдозированного материала. Весовые дозаторы имеют устройства, которые дают возможность регулировать интенсивность потока материала при изменении его параметров. Однако в конструктивном отношении весовые дозаторы являются более сложными, чем объемные.
По принципу действия весовые дозаторы непрерывного действия подразделяют на: а) одноступенчатые, сочетающие в одном агрегате устройства для взвешивания и регулирования подачи транспортируемого материала, и б) двухступенчатые, в которых эти устройства разделены и являются самостоятельными элементами.
Одноступенчатые дозаторы выполняются с регулированием дозы путем изменения скорости ленты весового транспортера или за счет изменения погонной нагрузки весового транспортера при неизменной его скорости. Двухступенчатые дозаторы выполняются с ленточными или с электромагнитными вибрационными питателями и с тензометрическим весовым устройством.
Бетон представляет собой искусственный каменный материал, получаемый из смеси вяжущих веществ, воды и заполнителей после ее формования и затвердевания. Строительные растворы не имеют в своем составе крупных заполнителей. До формования эти тщательно смешанные компоненты называют соответственно бетонной смесью и строительным раствором.
Приготовление бетонных смесей и строительных растворов состоит из дозирования компонентов и их перемешивания. Для дозирования применяют дозаторы, а для перемешивания - смесительные машины или смесители.
Рис.5
Дозаторы бывают объемными и весовыми. Первыми дозаторами материалы дозируют по объему, а вторыми - по массе. Объемные дозаторы более просты, но менее точны из-за непостоянства плотности и влажности дозируемых сыпучих материалов и условий заполнения мерных емкостей. Их применяют обычно для дозирования воды. Для дозирования сыпучих материалов их используют только в условиях строительных площадок для смесителей с объемом готового замеса до 250 л.
Рис. 6
По режиму работы различают дозаторы цикличные (порционные) и непрерывного действия. В порционных дозаторах материал дозируется в мерном или весовом бункере, а в дозаторах непрерывного действия материал подают в смесители непрерывным потоком с заданной производительностью. Управляют дозаторами автоматически или полуавтоматически с пульта управления.
Рис. 7
машина строительство дорожный бетонный
Дозаторы непрерывного действия для сыпучих материалов представляют собой какой-либо питатель или сочетание питателей, в которых автоматически с требуемой точностью поддерживается заданная производительность. Независимо от конструктивных особенностей дозаторы непрерывного действия включают в себя питатель, измерительное устройство производительности и САР.