|
В России на объектах дорожного строительства широко используются бетоносмесительные установки непрерывного и циклического действия в сборно-разборном и мобильном исполнении производства ОАО «Бетонмаш» (Украина) и ОАО «345-й мехзавод» (Россия).
Сборно-разборные бетоносмесительные установки непрерывного действия с принудительным перемешиванием ОАО «Бетонмаш» предназначены для приготовления жестких и малоподвижных бетонных смесей с крупностью каменных материалов до 70 мм.
![]() |
![]() |
Все технологическое, контрольно-измерительное оборудование установок непрерывного действия со свободным перемешиванием, а также системы автоматики и управления размещены по отдельным мобильным блокам, выполненным в виде полуприцепов и оборудованным колесными парами для транспортирования их тягачами. Блочная конструкция позволяет сократить время монтажа и демонтажа на дорожно-строительном объекте и упростить перемещение установок автомобилями.
ОАО «345-й механический завод» выпускает бетоносмесительные установки циклического действия в стационарном и мобильном исполнении производительностью от 25 до 50 м3/ч.
Малогабаритная бетоносмесительная установка предназначена для приготовления бетонных и растворных смесей, а также может быть использована в качестве приобъектной бетоносмесительной установки. Установка представляет собой сборно-разборную конструкцию из двух блоков полной заводской готовности.
За рубежом для производства бетонных смесей широко используют передвижные и мобильные бетоносмесительные установки, чаще всего циклические с принудительным перемешиванием, обеспечивающие более точное дозирование компонентов и требуемые свойства бетонных смесей по однородности и объему вовлекаемого воздуха.
Стационарные бетоносмесительные установки, занимающие мало площади, используются в городских условиях или рядом со строительством дорог либо взлетно-посадочных полос аэродромов.
Заслуживают внимания бетоносмесительные установки таких известных фирм и компаний, как Tecwill (Финляндия); Liebnerr, Elba- werk GmbH, Lintec (Германия); ORU, группы IWER GROUP (Италия), Terex (США) и др.
Фирмой Tecwill (Финляндия) выпускаются мобильные бетоносмесительные установки Cobra партерного типа производительностью от 60 до 120 м3/ч. Они легко транспортируются и собираются благодаря шарнирному соединению и передвижному переносному фундаменту, изготовленному из металлических балок. Установка перевозится как одно целое железнодорожным и автомобильным транспортом. В бетоносмесительных установках Cobra используются планетарный или двухвальный смеситель. Возможно оснащение бетоносмесителя системой для измерения влажности щебня и песка и точности дозирования воды.
Для бетоносмесительных установок Cobra не требуются массивные фундаменты. Съемный пандус для подачи каменных материалов поставляется вместе с бетоносмесительными установками. Бетоносмесительную установку можно располагать на неровной поверхности.
Для обогрева бункеров каменных материалов и производства «горячего» бетона возможно оснащение системой обогрева Turbo, что обеспечивает производство бетонной смеси в зимнее время.
Отличительным свойством бетоносмесительных установок типа ESM (Elba Supermobilanlage) компании Elba-Werk является возможность монтажа на строительной площадке всего за одну — три смены.
Заводы серии ESM — отдельные блоки, предварительно смонтированные на заводе-изготовителе, непосредственно на участке монтируются на стальные рамы. Рама и собственный противовес обеспечивают конструкции устойчивость без использования бетонных фундаментов.
Представляет интерес также бетоносмесительные установки фирмы Lintec (Германия), выполненные по модульно-вертикальной схеме, в которой все блоки полностью размещены в морских контейнерах, что обеспечивает не только быстрый монтаж, но и низкие транспортные расходы, отказ от бетонных фундаментов. Система управления установок — микропроцессорная.
Среди стационарных бетоносмесительных установок зарубежного производства следует выделить вертикальные установки башенного типа Zenith фирмы ORU (Италия), обеспечивающие более значительные объемы непрерывного производства бетона по сравнению с бетоносмесительными установками партерного типа.
Система нагрева каменных материалов и воды позволяет обеспечивать выпуск бетонной смеси зимой при температуре —30 °С. Для обеспечения выпуска бетонной смеси с температурой +20 °С на выходе бетоносмесительная установка комплектуется парогенератором.
работа бетоносмесительной установки в автоматическом режиме обеспечивается программно-логическим контролем, позволяющим контролировать загрузку каменных материалов и одновременно работу двух смесителей при изготовлении разных составов бетонной смеси.
32.5. Особенности организации складов каменных материалов и цемента
На ЦБЗ организуют склады каменных материалов и цемента. Одним из основных сооружений, определяющим общую компоновку производственного предприятия, являются склады каменных материалов.
Склады каменных материалов притрассовых ЦБЗ, для которых характерна доставка материалов автотранспортными средствами, отличаются небольшим запасом материалов, обеспечивающим работу смесительной установки в течение пять — десять смен. Подача материалов к установке осуществляется бульдозером. Подача каменных материалов непосредственно в расходные бункеры установок осуществляется одноковшовыми пневмоколесными погрузчиками или передвижным ленточным конвейером в комплексе с одноковшовыми погрузчиками.
Склады каменных материалов прирельсовых ЦБЗ классифицируются по технологии работы, конструкции загрузки склада и его разгрузки при подаче материалов в расходные бункеры установок и заводов, способам хранения каменных материалов и типу емкостей.
По технологии работы и способам выгрузки различают склады с гравитационной выгрузкой при применении саморазгружающихся вагонов и принудительной выгрузкой при использовании машин сталкивающего или черпающего типа.
По конструкции систем загрузки емкостей хранения склады могут быть:
— с приемными устройствами и комплексом машин и оборудования для штабелирования материалов;
— без приемных устройств с непосредственной подачей каменных материалов из вагонов в емкости хранения;
— с применением комплекса машин, обеспечивающих выполнение одновременно операций выгрузки и штабелирования.
По способу хранения каменных материалов склады подразделяются на открытые площадки и закрытые склады для хранения материалов; по типу емкостей — на штабельные, бункерные, полубункерные, безэстакадные, эстакадные и силосные.
Оборудование прирельсовых складов каменных материалов должно обеспечивать прием каменных материалов из полувагонов, платформ, саморазгружающихся вагонов при выполнении следующих требований:
— продолжительности разгрузки вагонов любых типов в сроки, установленные нормами МПС (двенадцать 60-тонных вагонов за 1 ч 20 мин);
— раздельному приему и выдаче каменных материалов различных сортов;
— механизации трудоемких работ;
— созданию безопасных и нормальных санитарно-гигиенических условий работы обслуживающего персонала.
В настоящее время на прирельсовых производственных базах получили распространение склады каменных материалов с приемными устройствами в виде подрельсовых бункеров с радиально- штабелирующими конвейерами; с использованием самоходного разгрузчика ТР-2; повышенного железнодорожного пути на железобетонной эстакаде.
Широкое применение для разгрузки каменных материалов повышенных путей объясняется простотой строительных конструкций склада и отсутствием технологического оборудования.
Главное преимущество склада каменных материалов с повышенными путями — значительный фронт разгрузки нескольких вагонов с увеличенным количеством разгрузочных бригад. Однако при разгрузке каменных материалов по этой технологии происходит их смешение, что вызывает необходимость дополнительной дорогостоящей сортировки. Кроме того, большая протяженность склада (300.500 м) и разгрузка каменных материалов на обе стороны железной дороги приводят к усложнению технологических процессов складской переработки, увеличению площади покрытия, используемой под склад, а также к значительному увеличению длины подземных галерей или использованию дефицитного технологического транспорта для погрузочноразгрузочных работ.
В последние годы в России разработаны и внедрены прирельсовые склады каменных материалов вместимостью 9.70 тыс. м3 с подрельсо- вым бункером и радиально-штабелирующим конвейером (рис. 32.6).
Для разгрузки железнодорожных платформ широко применяют специальные разгрузчики периодического действия. Формирование веерных штабелей складов каменных материалов производится радиально-штабелирующими конвейерами (РШК-20 и РШК-30).
Высота штабелирования — 7,5 м и 10,5 м. При больших грузооборотах на ЦБЗ применяются комплекты оборудования производительностью 500.700 т/ч, включающие радиально-штабелирующие конвейеры РШК-40 и приемные бункерные устройства. При этом высота штабелирования составляет 20 м.
Управление технологическим оборудованием приемного устройства для разгрузки вагонов и трактом подачи каменных материалов в склад осуществляется из кабины оператора.
Большое распространение на складах каменных материалов ЦБЗ получили передвижные ленточные транспортеры. Они предназначены для перемещения каменных материалов в горизонтальном направлении и под углом до 20о к линии горизонта.
![]() | ![]() |
Для подачи каменных материалов от склада к установкам ЦБЗ наиболее целесообразно использовать одноковшовые фронтальные погрузчики на пневмоколесном ходу.
Используемые на складе каменных материалов автопогрузчики забирают материал из штабеля, перемещают его на необходимое расстояние и высыпают в расходный бункер. Когда загрузочное отверстие бункера расположено высоко, каменные материалы подаются погрузчиками в приемные бункеры загрузочных транспортеров, а оттуда в расходные бункеры блока дозирования смесительных установок. В этих целях сооружают наклонные въезды (пандусы) с горизонтальной площадкой для маневрирования автопогрузчиков.
Каменные материалы, перевозимые в железнодорожных платформах и полувагонах при отрицательной температуре, смерзаются и теряют свои сыпучие свойства. Наиболее экономичным способом восстановления сыпучести каменных материалов является использование вибрационных и бурофрезерных рыхлительных машин.
При выгрузке материалов из полувагонов через нижние люки или другими способами остатки материалов составляют до 15.20%.
Для механизации процесса удаления из полувагонов остатков каменных материалов разработан и внедрен ряд машин и оборудования трех типов: вибрационные, динамические, механические.
При проектировании складов цемента должно быть обеспечено выполнение следующих требований:
— создание возможности приема цемента в нормативные сроки из железнодорожных вагонов и автоцементовозов;
— размещение складов вблизи бетоносмесительного отделения ЦБЗ на оптимальном расстоянии от компрессорной станции;
— обеспечение транспортного подъезда к силосным емкостям;
— возможность дальнейшего расширения склада путем пристройки дополнительных силосов;
— раздельное хранение цемента по видам и маркам;
— применение для транспортирования порошкообразных материалов средств пневмотранспорта;
— предотвращение снижения активности материалов.
По месту расположения склады подразделяются на прирельсовые и притрассовые; по конструкции — на амбарные, бункерные, силосные. Коэффициент использования площадей складов амбарного и бункерного типа составляет 0,2.0,6; а силосных складов — в пределах 0,9...1,0.
Амбарные и бункерные склады в настоящее время не отвечают требованиям, предъявляемым к складам цемента. Для них характерны значительные объемы строительно-монтажных работ, большая трудоемкость строительства, почти полное отсутствие мобильности и ин- вентарности.
Прирельсовые склады (рис. 32.7) рассчитаны на прием цемента из железнодорожных вагонов и автотранспортных средств. Состав оборудования позволяет выгружать цемент из специальных вагонов- цементовозов и крытых вагонов. Вагоны бункерного типа выгружаются в приемный бункер, а из него с помощью пневмоподъемника в силосы.
Притрассовые склады включают силосные емкости и два помещения в виде металлических каркасов, огороженных щитами. Одно из помещений предназначено для пульта управления и комплекта оборудования для очистки сжатого воздуха; в другом расположено оборудование для управления выдачей цемента.
Цемент выдается из силосов с помощью донных выгружателей, а затем в зависимости от дальности транспортирования направляется в пневмовинтовой подъемник или пневмовинтовой насос.
Во всех силосах предусмотрены аэрационные сводообрушающие устройства в виде аэродорожек, а также сигнализаторы уровня. Для очистки воздуха, выходящего из силосов при загрузке, смонтированы два рукавных фильтра со встряхивающим устройством.
Для выгрузки из крытых вагонов цемента и минерального порошка широко применяют пневматические разгрузчики. Они подразделяются на разгрузчики всасывающего, всасывающе-нагнетательного и нагнетательного действия.
Отличительной особенностью пневматических разгрузчиков нагнетательного и всасывающе-нагнетательного действия от разгрузчиков всасывающего действия является возможность подачи пылевидных материалов на высоту до 35 м непосредственно в силос склада.
Разгрузчик всасывающе-нагнетательного действия (рис. 32.8) состоит из самоходного заборного устройства, гибкого материалопрово- да, осадительной и смесительной камер, вакуум-насоса с электродвигателем и шкафа с электрооборудованием.
Для вертикального транспортирования цемента из межрельсовых приемных бункеров в силосы склада используются пневматические винтовые подъемники, состоящие из приемной камеры, консольного напорного шнека, смесительной камеры с аэроднищем, обратного клапана, сварной рамы и электродвигателя.
| ![]() |
Рис. 32.8. Схема пневматического разгрузчика всасывающе-нагнетательного действия: 1 — самоходное заборное устройство; 2 — материалопровод; 3 — сигнализатор уровня; 4 — осадительная камера; 5 — продувочное устройство; 6 — воздухопровод; 7 — вакуум-насос; 8 — смесительная камера |
Подача цемента по вертикали (на высоту до 35 м) аэрированного цемента происходит в результате избыточного давления, создаваемого компрессором.
Для транспортирования цемента и минерального порошка от силосов склада в расходные бункеры смесительных установок применяются при дальности подачи до 20 м — винтовые контейнеры, до 150 м — струйные насосы, до 400 — пневмовинтовые насосы, до 500 и более — камерные насосы.
Одним из недостатков пневматических винтовых насосов является низкий срок службы быстроходных напорных шнеков. Износ значительно увеличивается при повышении давления в смесительной камере.
Пневматический винтовой насос (рис. 32.9) состоит из приемной камеры 1, напорного быстроходного шнека 3, который приводится от электродвигателя 11, бронзовой гильзы 2, смесительной камеры 4 с обратным грузовым клапаном 5, эжекционной насадки с соплом 10 для подачи сжатого воздуха через микропористую перегородку 9 в смесительную камеру.
Пневматические камерные насосы предназначены для транспортирования сыпучих материалов на расстояние до 1000 м. Такой насос состоит из одного или нескольких герметически закрывающихся резервуаров, каждый из которых имеет сверху загрузочное отверстие. Резервуары оснащаются системами воздухопроводов и контрольноизмерительными приборами.
Рис. 32.9. Схема пневматического винтового насоса: 1 — приемная камера; 2 — гильза; 3 — напорный шнек; 4 — смесительная камера; 5 — обратный клапан; 6 — конфузор; 7 — смесительный участок; 8 — диффузор; 9 — микропористая перегородка аэроднища; 10 — сопло; 11 — электродвигатель |
Камерные насосы (рис. 32.10) относятся к пневмотранспортному оборудованию циклического действия. По способу выгрузки камерные насосы бывают с верхней и нижней подачей материала.
Рис. 32.10. Камерный насос склада: 1 — клапан для сброса воздуха; 2 — загрузочный патрубок; 3 — затвор; 4 — пружинная подвеска; 5 — смотровой люк; 6 — аэроднище |
32.6. Автоматизация технологических процессов приготовления цементобетонной смеси
Такие важные свойства бетонных смесей, как однородность и удо- боукладываемость, в основном определяются методом перемешивания, точностью дозирования компонентов, автоматизацией процесса производства.
Автоматизация производства бетонных смесей позволяет существенно повысить качество готовой продукции, устраняет погрешности производства, связанные с ошибками оператора.
На бетоносмесительных установках и заводах автоматизации подлежат следующие основные процессы и операции:
— прием исходных материалов из транспортных средств, их хранение и переработка, в том числе распределение по отсекам, бункерам, силосам и подача к расходным бункерам;
— дозирование компонентов бетонной смеси с определением влажности каменных материалов и возможность приготовления не менее 30 различных составов бетонной смеси без переналадки оборудования и средств автоматизации;
— перемешивание и выдача готовой смеси в транспортные средства с регулированием ее параметров для повышения однородности.
В настоящее время при автоматизации технологических процессов на бетоносмесительных установках и ЦБЗ при их модернизации широкое применение находят средства автоматизации на новой элементной базе, в том числе с применением микропроцессорных средств и тензометрических датчиков.
Системы автоматизации технологических процессов приготовления бетонных смесей с применением микропроцессорной техники имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными: простота перестройки системы с пульта управления за счет изменения программы в микроЭВМ (при замене технологического оборудования и изменении условий производства); наличие информации о неисправностях работы технологического оборудования для приготовления смесей и тестирование отдельных элементов самих систем управления; информации о технологическом процессе, контроле и учете материалов, выдаче бетонной смеси и работе с потребителем; оптимизация технологических процессов в целях уменьшения расхода цемента и снижения брака за счет точности дозирования; регистрация объективной технико-экономической информации (учет производительности, простоев, брака, расхода компонентов и др.); высокая надежность.
В последнее время на современных бетоносмесительных установках применяется управление, основанное на использовании промышленных контроллеров. Системы управления, построенные на основе промышленных контроллеров, удовлетворяют практически всем требованиям, предъявляемым к бетонным смесям, включая задание регламентов загрузки в бетоносмеситель, адаптацию к скорости высыпания компонентов, учет влажности каменных материалов и выдерживание водоцементного отношения бетонной смеси.
Современные автоматизированные системы бетоносмесительных установок оснащены программами многопараметрического проектирования состава бетонной смеси, контроля их качества и коррекции состава смеси при изменении характеристик исходных материалов (активности цемента, гранулометрического состава, влажности заполнителей и бетонной смеси).
Компьютеризированная система современных бетоносмесительных установок обеспечивает высокую точность дозирования компонентов, однородность и стабильность состава получаемой смеси. Система удовлетворяет целому ряду технических требований, к числу которых в первую очередь следует отнести:
— возможность автоматического и ручного управления приготовления бетонных смесей;
— реализацию двухстадийного режима загрузки каменных материалов (грубое дозирование в начале и точное в конце загрузки);
— управление дозировочными, смесительными и подъемными устройствами;
— корректировку количества дозируемой по рецепту воды и каменных материалов с учетом их влажности;
— стабилизацию водоцементного отношения;
— регистрацию вмешательства в процесс автоматического управления, фиксацию изменений рецептур, системных и технологических параметров;
— контроль за уровнем материалов в бункерах и цементных сило- сах, давлением воздуха в магистрали, температурой воды и бетонной смеси;
— обеспечение многолинейной безотказной работы в режиме двух- или трехсменной работы.
32.7. Транспортирование бетонных смесей
Бетонную смесь с ЦБЗ транспортируют в автомобилях-самосвалах, автобетоновозах или автобетоносмесителях. Максимальное время транспортирования бетонной смеси при температуре воздуха до 20 °С составляет 60 мин, а при температуре до 30 °С — 30 мин. При превышении указанных пределов отмечается ухудшение удобоукладывае- мости и удобообрабатываемости бетонной смеси и усиливается опасность снижения качества бетонного покрытия.
При транспортировании бетонная смесь должна быть защищена от атмосферных осадков, замораживания, высушивания, а также от вытекания цементного раствора (брезентом, многослойной мешковиной). Подвижную бетонную смесь не рекомендуется перевозить автомобилями-самосвалами: это приводит к потерям бетонной смеси и снижению ее качественных показателей. При ее транспортировании в россии и за рубежом все больше используются автобетоновозы и автобетоносмесители. Автобетоновозы являются более экономичными видами транспорта, чем автобетоносмесители. Однако область их применения, так же как и автомобилей-самосвалов, ограничена технологическими пределами.
В отличие от обычных автомобилей-самосвалов кузов автобетоновоза выполнен в форме гондолы с круто наклоненной задней стенкой. Угол наклона к горизонту кузова достигает 80°, а задней стенки — 48°. Кузов располагается на шасси автомобиля в зоне минимальной вибрации рамы, что предполагает сохранность транспортируемой бетонной смеси от расслоения и разбрызгивания.
Для предохранения смеси от воздействия атмосферных осадков и ветра кузов сверху закрывается крышкой, а от воздействия отрицательных температур — имеет двойную обшивку с зазором между ее листами.
Бетоновозы различают по вместимости при загрузке, способу разгрузки, типу автомобиля или тягача, скорости движения.
Автобетоносмесители используют для приготовления бетонной смеси в процессе транспортирования к месту укладки от ЦБЗ, где их загружают отдозированными составными порциями сухих смесей и водой. Автобетоносмесители можно использовать в качестве бетоновозов с побуждением смеси при транспортировании на большие расстояния.
Основные узлы автобетоносмесителя: шасси автомобиля, рама в сборе, смесительный барабан, загрузочно-разгрузочное устройство, бак для подачи воды, привод смесительного барабана и система управления приводом.
Вращение барабана в пути с частотой 3.5 об./мин предотвращает расслоение смеси, при этом вместимость барабана используется на 80%, а при перевозке сухой смеси — на 60.70%. Автобетоносмесители при утеплении цистерны могут перевозить бетонную смесь при температуре —20 °С.
Автобетоносмесители различают по объему готового замеса, высоте разгрузки, частоте вращения смесительного барабана, типу автомобиля.
32.8. Особенности работы цементобетонного завода зимой и в жарком климате
В период производства бетонных смесей при температуре воздуха ниже 5 °С и минимальной суточной температуры ниже 0 °С следует применять специальные меры по обеспечению требуемого качества бетона.
При приготовлении на ЦБЗ бетонной смеси в зимних условиях ее компоненты подогревают. Бетонная смесь, приготовленная на подогретых материалах, медленно остывает, что способствует более быстрому нарастанию прочности бетона. При этом цемент не подогревается. Каменные материалы в момент загрузки в бетоносмеситель должны иметь положительную температуру, а вода для затворения не ниже +25 °С. Температура бетонной смеси назначается с учетом те- плопотерь при транспортировании. Наибольшая допустимая температура при выходе ее из бетоносмесителя в зависимости от вида цемента обычно составляет 25.45 °С.
Воду и каменные материалы подогревают при помощи пара, электрической энергии или при небольших объемах в сушильных печах.
Зимой следует применять цементы, обеспечивающие повышенное тепловыделение твердеющего бетона за счет протекания процессов гидратации цемента (быстротвердеющие цементы).
Продолжительность перемешивания бетонной смеси увеличивается примерно в 1,5 раза по сравнению с летними условиями. В бетоносмеситель рекомендуется сначала подавать горячую воду, затем засыпать каменные материалы и в последнюю очередь — цемент.
После перерыва в работе барабан бетоносмесителя обогревается паром или горячей водой. Температура и качество бетонной смеси должны регулярно контролироваться лабораторией. Помещение ЦБЗ для работы в зимнее время утепляют. Для приготовления подогретых бетонных смесей используют мобильные и инвентарные бетоносмесительные установки. Отличие их от обычных установок состоит в усложнении процесса управления комплексом оборудования, связанным с необходимостью учета дополнительных факторов (температуры воды, цемента, щебня и песка). Использование микропроцессорной техники обеспечивает автоматическое управление приготовлением бетонной смеси по заданным алгоритмам с учетом необходимых корректировок, вводимых при изменении компонентов смеси.
Применяется также и способ холодного бетонирования, при котором в бетонную смесь вводятся противоморозные добавки для предотвращения замерзания воды в бетоне при его выдерживании без обогрева.
При эксплуатации технологического оборудования для приготовления бетонных смесей в условиях жаркого климата следует учитывать его специфические особенности, к которым в первую очередь следует отнести высокую температуру воздуха и низкую его влажность, высокую солнечную радиацию.
Приготовление бетонной смеси осуществляют в бетоносмесителях гравитационного и принудительного действия. При приготовлении бетонных смесей на пористых заполнителях с высоким расходом цемента (более 350 кг/м3) целесообразно использование бетоносмесителей принудительного действия.
Для обеспечения сохраняемости удобоукладываемости бетонной смеси используют химические добавки, обладающие замедляющим действием. Подобным действием обладает ряд пластифицирующих и водоредуцирующих добавок, вводимых в определенных дозировках, например ЛСТ, ЛПМ. Имеются и специальные добавки — замедлители. Для повышения сохраняемости удобоукладываемости важное значение имеют свойства цемента (сроки схватывания, наличие признаков ложного схватывания) и обеспечение возможно более низкой температуры бетонной смеси. Снижение начальной температуры бетонной смеси достигается, как правило, путем уменьшения температуры ее компонентов.
Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 28 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |