|
|
Бетонные работы
§ 11. Приготовление бетонной смесиКачество бетонной смеси зависит от однородности перемешивания ее компонентов. Основная задача при перемешивании компонентов бетонной смеси — обеспечить равномерное распределение составляющих, т. е. получить однородную смесь. Главным условием хорошего перемешивания компонентов смеси является то, чтобы траектории движения частиц многократно пересекались. Это обеспечивает взаимное проникновение частиц, хорошее обволакивание крупного и мелкого заполнителей цементным тестом. По режиму работы различают бетоносмесители цикличного и непрерывного действия. В бетоносмесителях цикличного действия материал загружают порциями (замесами), готовый замес выгружают, и цикл повторяют. В бетоносмесителях непрерывного действия загрузка материалов и выход готовой продукции (бетонной смеси) происходят непрерывно. По принципу смешивания различают бетоносмесители гравитационного действия, основанные на свободном падении и смешивании материала, и принудительного перемешивания — на принудительном смешивании составляющих, а иногда и дополнительном вибрационном или турбулентном воздействии. В гравитационных бетоносмесителях на стенках смесительного барабана установлены лопасти, которые при вращении барабана поднимают смешиваемый материал вверх, откуда он под действием силы тяжести падает и проникает в нижние слои материала. Такие бетоносмесители выполняют опрокидными и неопрокидными. Из тех и других готовая смесь удаляется через разгрузочное отверстие. Наиболее распространены гравитационные смесители опрокидного, реверсивного и неопрокидного действия (рис. 18).
Рис. 18. Схема гравитационных смесителей: В бетоносмесителях принудительного перемешивания корпус смесителя остается неподвижным, а лопасти совершают вращательное движение и смешивают материал. В смесителях принудительного действия частицы смешиваемых материалов многократно перемещаются по сложным траекториям в лотках или горизонтальных чашах с помощью смешивающих устройств — движущихся лопастей, лопаток, скребков и кулачков, насаженных на горизонтальные или вертикальные приводные валы. Смесители принудительного действия имеют различные конструктивные решения и принципы работы (рис. 19).
Рис. 19. Схемы смесителей принудительного действия: По этим признакам их можно разделить на следующие группы: лопастные одно- и двухвальные с горизонтальным расположением валов вдоль смесительного лотка корытообразной или цилиндрической формы (рис. 19, а — в); прямоточные с вертикально расположенными валами и неподвижной чашей (рис. 19, г — е); противоточные с неподвижной горизонтальной чашей (рис. 19, ж) и чашей, вращающейся в направлении, противоположном вращению вертикального вала со смесительными устройствами (рис. 19, з — к); роторные турбулентного типа (рис. 19, л) с вертикальным валом и планетарно-роторные (рис. 19, м) с вертикальным валом, на котором закреплены неподвижные лопасти и планетарный механизм с дополнительными вращающимися лопастями. Гравитационные смесители получили более широкое распространение по сравнению со смесителями принудительного действия. Они отличаются конструктивной простотой, меньшей металло- и энергоемкостью, но процесс перемешивания в них более длительный (в 1,5...2 раза), чем в бетоносмесителях принудительного действия. Использование бетоносмесителей принудительного перемешивания для приготовления жестких смесей, смесей с повышенным содержанием цемента, мелкозернистых бетонов не только ускоряет процесс, но и повышает физико-механические характеристики бетонов. По конструктивному исполнению бетоносмесители бывают стационарные и передвижные. Стационарные бетоносмесители более производительны и рассчитаны на длительный срок эксплуатации. Их устанавливают на заводах. Передвижные бетоносмесители используют для приготовления бетонной смеси на строительной площадке или в непосредственной близости от нее. Бетоносмесители цикличного действия. Гравитационные бетоносмесители передвижные (СБ-ЗОГ и СБ-16Г) и стационарные (СБ-91 А и СБ-153А, СБ-162) применяют для приготовления подвижных бетонных смесей. По форме смесительного барабана они бывают грушевидные с одним отверстием для загружения барабана и выгрузки готовой смеси и двухконусные бетоносмесители с одним отверстием для загрузки, а другим — для выгрузки смеси. Первые устанавливают вертикально, а вторые — наклонно. Бетоносмеситель СБ-ЗОГ (рис. 20) объемом готового замеса 165 л состоит из рамы 1, смесительного барабана 2 с механизмом вращения и опрокидывания 3, загрузочного ковша 4 с механизмом подъема и опускания 5, дозатора воды 6 и пульта управления 7.
Рис. 20. Бетоносмеситель СБ-ЗОГ: Смесительный барабан представляет собой цилиндрическо-коническую обечайку, внутри которой укреплено три лопасти. Барабан укреплен на выходном валу редуктора с помощью шпоночного соединения. Привод барабана состоит из электродвигателя и трехступенчатого редуктора. Ковш, заполненный (дозированно) сыпучими материалами, поднимают по направляющим и, поворачивая, выгружают в смесительный барабан. Затем включают механизм вращения и одновременно заливают определенным количеством воды. Для этой цели на раме установлен дозатор турбулентного типа. Дозу воды определяют визуально по стрелке дозатора. У бетоносмесителя СБ-91Д опрокидной барабан выполнен из двух полых конусов, соединенных цилиндрической обечайкой. Внутри конусов укреплены лопасти. Барабан установлен на траверсе, которая при опрокидывании перемещается вместе с ним. Составляющие поступают в барабан из дозаторов через одно отверстие, а выгружаются через противоположное. Объем готового замеса 500 л. Бетоносмеситель СБ-153А с объемом готового замеса 1000 л также состоит из опрокидного смесительного барабана в виде емкости из двух конусов, соединенных цилиндрической обечайкой. Внутри барабана укреплены шесть лопастей. Все технологические операции (опрокидывание барабана при выгрузке готовой смеси, возврат в рабочее положение) осуществляются с помощью пневмопривода, барабан вращается от электродвигателя. Стационарные бетоносмесители принудительного перемешивания (СБ-169, СБ-146А, СБ-138Б) выполняются с объемом готового замеса соответственно 250, 300 и 1000 л. Бетоносмеситель СБ-146А состоит из неподвижного цилиндрического корпуса — чаши, ротора со смесительными лопастями, крышки, редуктора, затвора, пневмоцилиндров, пульта управления двигателем. Кольцевое смесительное пространство чаши защищено изнутри сменной броней, что позволяет существенно продлить срок службы смесителя. В днище корпуса имеется секторное отверстие для выгрузки смеси, закрываемое затвором. Затвор открывается и закрывается пневмоцилиндром. В крышке чаши имеется загрузочный патрубок для раздельной загрузки инертных материалов и цемента, смотровой люк и труба для залива воды. На корпусе закреплены держатели смесительных лопастей и очистные скребки. Внутренний и наружный очистные скребки жестко закреплены на роторе. В отличие от прежних модификаций держатели лопастей соединяются с корпусом с помощью торсионов. Торсионная подвеска лопастей предохраняет ротор и редуктор от поломок при заклинивании крупных кусков материала. Бетоносмеситель работает следующим образом. При вращающемся роторе загружаются сухие составляющие смеси (дозированно) и одновременно по трубе подается заданная доза воды. Материалы перемешиваются до получения однородной массы. Продолжительность перемешивания 50 с. Бетоносмеситель СБ-138Б конструктивно аналогичен смесителю СБ-146А, имеет объем готового замеса 1000 л и используется на бетонных заводах и заводах по производству сборного железобетона. Бетоносмеситель принудительного действия СБ-16У предназначен для приготовления бетонных смесей с крупностью заполнителя до 70 мм с объемом готового замеса 250 л. Он состоит из рамного основания, привода ротора, привода скипового подъемника, выгрузного устройства, системы питания, ковша и крышки. Конструктивная особенность бетоносмесителя заключается в применении принципиально нового смесительного органа торсионного типа, представляющего собой свободно движущийся четырехзвенник, к которому присоединены кронштейны смешивающих лопастей и шарнирно закрепленный очистной скребок. Такая конструкция позволяет ликвидировать подклинивание смеси при перемешивании, что снижает мощность привода, повышает износостойкость лопастей и брони, увеличивает срок службы привода редуктора. Принцип работы состоит в следующем: дозированные составляющие смеси подаются ковшом скипового подъемника в чашу. Одновременно в смесь вводится необходимое количество воды. Лопасти ротора, внедряясь в смесь, перемешивают ее по круговой траектории к периферии или к центру чаши, а также в вертикальном направлении по глубине. Бетоносмесители непрерывного действия выполняют гравитационными или принудительного перемешивания. Гравитационные представляют собой вращающийся вокруг продольной оси горизонтальный цилиндр с укрепленными на его внутренней поверхности лопастями. С одного торца бетоносмесителя непрерывно загружают компоненты смеси, а с другого готовая к употреблению бетонная смесь выгружается или в транспортные средства или в специальный бункер-накопитель. Бетоносмеситель СБ-109А (рис. 21) предназначен для приготовления бетонной смеси подвижностью 1...10 см по осадке конуса. Бетоносмеситель состоит из барабана 6, загрузочной воронки 5, подвешенной к балке 4, рамы 7, роликовой опоры 8, разгрузочной воронки 9у спиц 10, вала 11, подшипников 12, привода 1, кожуха 2 и лопастей 3.
Рис. 21. Бетоносмеситель СБ-109А: Смесительный барабан представляет собой цилиндрическую обечайку диаметром 1600 мм, сваренную из листовой стали, внутренняя поверхность которого облицована бронированными плитами. Для обеспечения однородного перемешивания на внутренней поверхности барабана расположено 48 лопастей. Рабочая поверхность лопастей покрыта износостойким материалом. Барабан имеет три точки опоры: две из них через бандаж на роликовые опоры 8, третьей опорой служит подшипник 12, в котором вращается приводной вал 11. Барабан приводится в действие от электродвигателя через редуктор и вал 11у соединенный с барабаном тремя спицами 10, присоединенными к обечайке барабана 6 и к валу 11. Образовавшиеся окна между спицами служат разгрузочными отверстиями, по которым бетонная смесь проходит к разгрузочной воронке. Разгрузочное пространство бетоносмесителя защищено кожухом 2, прикрепленным к раме 7. Загрузочная воронка выполнена так, что позволяет свободно проходить материалам без образования сводов и пробок. Для доступа в смесительный барабан воронка сделана откатной на роликах, перемещаемых по балке. Бетоносмеситель СБ-75А (рис. 22) состоит из корпуса 6У внутри которого расположены два вала 7 с лопастями 4 специальной формы. Валы с лопастями, совершая встречное движение, хорошо смешивают материалы. При перемещении составляющих вдоль корпуса образуется готовая бетонная смесь, которая выдается через разгрузочное отверстие в транспортные средства.
Рис. 22. Бетоносмеситель СБ-75А: Для приготовления смеси повышенной однородности при минимальной продолжительности смешивания разработана новая конструкция двухвального бетоносмесителя СБ-163 с объемом готового замеса 1000 л. Она отличается высокой производительностью (50 циклов работ в час) и высоким качеством приготовления смеси. Продолжительность перемешивания зависит от конструкции бетоносмесителя, вида применяемых материалов, технологических требований, предъявляемых к смеси, и определяется ГОСТ 7473—85. При недостаточной продолжительности перемешивания бетонная смесь получается неоднородной и соответственно снижаются физико-механические свойства бетона. Слишком длительное перемешивание ухудшает качество смеси вследствии измельчения заполнителей, а иногда и расслоения материалов в смеси. Целесообразно в каждом конкретном случае экспериментально определять продолжительность перемешивания и только в крайних случаях руководствоваться обобщенными данными (табл. 5). Таблица 5. Продолжительность, с, перемешивания
В цикличных смесителях принудительного перемешивания продолжительность перемешивания бетонных смесей с осадкой конуса до 6 см на плотных заполнителях в среднем 60...90 с; при увеличении осадки конуса до 10 см — 30...45 с, для бетонных смесей с показателем жесткости 20...30 с цикл перемешивания увеличивают до 120..180 с. Зависимость указателя качества бетона от продолжительности перемешивания определяют в лабораториях путем контрольных испытаний. Контроль за продолжительностью перемешивания осуществляют с помощью специальных датчиков, регистрирующих однородность перемешивания смеси. Разработаны эффективные методы турбулентного и вибрационного перемешивания, основанные на беспорядочном движении частиц не только в направлении движения, но и перпендикулярно потоку. На базе этих принципов создаются новые смесительные агрегаты высокой производительности, обеспечивающие повышение физико-механических свойств бетонов на 10...15%. Для приготовления бетонных смесей на пористых заполнителях минимальная продолжительность перемешивания выше, чем для бетонов на плотных заполнителях. Так, для приготовления смесей подвижностью до 3 см цикл перемешивания в бетоносмесителях объемом 500...1000 л составляет 150...180 с, для смесей с осадкой конуса 3...8 см - 120...150 с, 8...12 см - 75...135 с. Для смесей плотностью 1000...1400 кг/м3 продолжительностью перемешивания на 1/3 выше, чем для смесей плотностью 1700 кг/м3. Для приготовления смесей на пористых заполнителях необходимо использовать бетоносмесители принудительного перемешивания. Для получения более однородных бетонных смесей на пористых заполнителях производится их предварительная обработка путем водонасыщения или пропитки растворами химических добавок. В зависимости от вида пористого заполнителя применяют орошение, замачивание, насыщение при перемешивании в воде и вакуум-пропитку. Орошение производится для пористых заполнителей из керамзитового, шунгизитового гравия плотностью до 600 кг/м3, аглопорита и шлаковой пемзы, известнякового щебня, керамзитового, перлитового и пемзового песков с помощью специальных оросительных установок. Они состоят из опрыскивающего устройства и площадки для складирования с наклонным бетонным основанием для стока воды. Заполнители складируются в штабель и в течение 2...3 сут опрыскиваются водой. Опрыскивание прекращается, как только начинается сток воды по наклонному основанию. Замачивание пористых заполнителей производится в открытых емкостях, заполненных водой. Для предотвращения всплытия зерен заполнителя на поверхность материала укладывают стальную сетку с ячейкой 5х5 мм таким образом, чтобы над ее поверхностью находился слой воды не менее 25 см. Перемешивание пористого заполнителя в воде осуществляется в бетоносмесителях непосредственно в процессе приготовления бетонной смеси. Количество воды, вводимой в бетоносмеситель, принимается равной сумме 2/3 воды затворения бетонной смеси и объема воды, необходимого на водонасыщение заполнителя. Наиболее эффективным способом водонасыщения пористых заполнителей является пропитка их в вакуум-установках, где в очень короткие сроки достигается наибольшая степень насыщения. Конструктивная схема вакуум-установки (рис. 23) состоит из вакуум-камеры 3 с приемным бункером У, разгрузочной емкости 5, бака для воды 7, вакуумного и гидравлического насосов 8, 9, размещенных на опорной раме 10. Для обеспечения работоспособности системы используется загрузочный клапан 2, создающий герметизацию бункера, пневмоцилиндра 4 для открывания и закрывания разгрузочного устройства, а также пульта управления 11.
Рис. 23. Схема вакуум-установки для пропитки пористых заполнителей: Пропитка водой или раствором химических добавок осуществляется в следующем порядке. Пористый заполнитель поступает в приемный бункер 1, затем с помощью открывания загрузочного клапана 2 направляется в вакуум-камеру. В камере создается с помощью вакуумного насоса 9 разрежение. Затем в камеру подается расчетное количество воды или раствора химических добавок. При достижении необходимой степени насыщения разрежение снимается и насыщенный заполнитель перегружается в разгрузочную емкость 5, где выдерживается при атмосферном давлении.
|
|
|