Строительные машины и оборудование, справочник






Приготовление бетонной смеси


Категория:
   Технология и организация железобетонных конструкций


Приготовление бетонной смеси

Завод применяет быстротвердеющее портландцемент марки БТЦ и 500, поставляемый Николаевским цементным заводом. Этот цемент является эффективным для производства железобетонных изделий без тепловой обработки или с сокращенным циклом про-паривания. О высоком качестве цемента этих марок свидетельствует график зависимости прочности бетона от Ц1В (рис. 20). Для этого цемента характерно интенсивное нарастание прочности в возрасте 1 — 3 суток благодаря содержанию СзА и C3S в сумме не менее 60-65% (из них C3S в пределах 50-60% и С3А — 8-12 %), повышенной добавке гипса и тонкому помолу цемента (удельная поверхность по Това-Рову 4000-5000 см21г).

Завод получает с Академического карьера Калининской области гранитный гравий с объемным весом 1,5 -1,6 т/м3 и удельным весом 2,6 г/см3.

Загрязненность илисто-глинистыми примесями составляет 0,5- 1,5%, водопоглощаемость 1,1 — 1,3%. Гравий выдерживает 25-кратное замораживание.



Щебень гранитный завод получает также с Академического карьера. Объемный вес щебня 1,4-1,5 т/м3 и удельный вес 2,6 г/см3. Загрязненность глинистыми примесями от 1 до 2%, водопоглощаемость 1,1-1,3%; щебень выдерживает 25-кратное замораживание.

Песок завод получает из Тучковского карьера. Объемный вес песка при естественной влажности 1,2-1,3 т/м3 и удельный вес 2,6 г/см3.

Загрязненность песка илисто-глинистыми примесями составляет от 1 до 3%.

Рис. 1. График зависимости прочности бетона от ЩВ 1 — БТЦ; 2 — цемент марки 500 Николаевского завода; 3 — пластифицированный цемент марки 500 Белгородского завода

Гранулометрический состав песка приведен ниже.

Стоимость 1 м3 заполнителей, получаемых заводом (франко-за-вод): песка — 2 р. 39 к.; щебня — 5 р. 85 к. и гравия — 4 р. 53 к.

Исходными данными при подборе состава бетона являются:
– марка цемента по предварительному паспорту;
– отпускная прочность бетона в конструкции или изделии и проектная марка бетона;
– условия твердения бетона; требуемая подвижность или удобоукладываемость бетонной смеси;
– наибольшая крупность зерен гравия или щебня;
– условная водопоглощаемость крупного заполнителя;
– объемный вес крупного заполнителя; удельный вес и модуль крупности песка.

Оптимальный режим пропаривания изделий выбирается исходя из условия обеспечения 70% прочности бетона от проектной в течение наименьшего срока пропаривания с соблюдением установленных производственных норм расхода цемента.

При подборе состава бетона учитывается, что не вся вода, вводимая в замес, участвует в образовании цементного камня, так как часть воды поглощается крупным заполнителем и поэтому при определении В/Ц, а также абсолютного объема бетона она исключи ется из общего количества воды, вводимой в замес. Для упрощения количество воды, которое поглощается щебнем или гравием в 1 мъ бетона, принимается равным 1,15 л/м3 на каждую 0,1% условной водопоглощаемости.

После определения расходов материалов на 1 м3 бетона рассчи гывают их количество на пробный замес. При пробном замесе корректируют окончательный расход воды на 1 м3 бетона, который соответствует заданной подвижности бетонной смеси. Воду добавляют порциями по 2-3% от заданного количества, а песок и ще беив (гравий) — по 3-5% от их веса.

Прочность бетона определяют испытанием на сжатие трех контрольных кубов сразу после пропаривания. По результатам пробных замесов вносят соответствующие изменения в первоначальный состав бетона.

Дозировку составляющих бетона рассчитывают на замес и не редают в бетоносмесительный цех. Данные о дозировках (под номерами) хранятся у оператора дозировочного отделения, который выдает бетон. Лаборатория два раза в смену отбирает пробы бетона с каждого конвейера, определяет удобоукладываемость бетонной смеси по упрощенному методу (в форме 20X20X20 см) и изготовляет контрольные кубы (за смену 27 кубов размером 10XI0X XI0 см). Пробы отбирают в начале и в середине смены. Контрольные кубы испытывают сразу после выхода из пропарочной камеры и результаты испытаний сообщают в ОТК.

Работниками завода совместно с молодыми специалистами АН СССР были начаты эксперименты по сокращению расхода цемента ы сроков тепловлажностной обработки железобетонных изделий.

Были проведены многочисленные опыты по выбору соответствующих добавок п определению их оптимального количества, в результате которых в качестве добавки была выбрана окись кальция, взятая в количестве 1% от веса цемента. Опыты проводились на бетонных образцах размерами 10X10X10 см; бетон марки 200, режим тепловлажностной обработки 4 + 8 + 4 = 16 ч, расход цемента для контрольных замесов — 280 кг/м3, а для замесов с добавкой СаО — 230 кг/м3, т.е. на 17% меньше. Было проделано более 100 опытов. При введении СаО наблюдалось быстрое загустевание бетонной смеси и резкое снижение ее удобоукладываемости. Для устранения подобных явлений применили добавку сульфитно-спиртовой барды. Определено оптимальное количество добавки с.с.б. — 0,03% от веса цемента. Введением в бетонную смесь 1% СаО и 0,03% сульфитно-спиртовой барды было достигнуто повышение прочности бетона на 15-17%.

Серия контрольных испытаний, проведенных в лаборатории на бетонных кубах в течение длительного времени (июль 1959 г. — апрель 1961 г.), подтвердила предложенный рецепт: прочность бетонных кубов, изготовленных из смеси с сокращенным расходом цемента, 1% СаО и 0,03% с.с.б., была в среднем на 10% выше прочности кубов из серийного бетона. После 28-суточной выдержки прочность опытного бетона также составила 105-110% от прочности бетона без добавок.

Положительные результаты лабораторных опытов позволили перейти к испытанию в производственных условиях при изготовлении плит топа НУ-59-20. Песок, цемент, щебень и гравий для замеса отвешивались обычным образом и поступали в бетономешал ку принудительного действия. Чтобы не нарушать технологический процесс производства плит, добавки после тщательного перемешивания вводили вместе с водой из промежуточной емкости. Водоцементное отношение, время перемешивания, так же как и остальные технологические параметры, были те же, что и для серийных плит. Для каждой плиты определяли удобоукладываемость бетонной смеси и прочность бетона. Прочность трех кубов измеряли в день выхода их из пропарочной камеры (одновременно с плитами), остальных — в день испытания плит. Кубы испытывали по общепринятой методике, а плиты — на специальном стенде, где давление передавалось равномерно на всю поверхность изделия с помощью сжатого воздуха. Нагрузку увеличивали постепенно, ступенями по 100 кГ/м2, с интервалом в 5 мин. Под нагрузкой 500 кГ/м2 каждую плиту выдерживали 20 мин. При давлении от 570 до 650 кГ/м2 на плитах появлялись поперечные волосные трещины. При давлении 960-1000 кГ/м2 (по существующим нормам- это максимальная нагрузка разрушения для плит данного типа) плиту выдерживали 9-10 мин. Дальнейшее увеличение нагрузки вплоть до разрушения плиты производилось ступенями по 100 кГ/м2 с интервалом в 3 мин. Стрелу прогиба фиксировали индикаторы в средней точке с каждой стороны плиты. Для сравнения аналогично испытывали и серийные плиты. Разрушающая нагрузка для опытных плпт всегда превосходила разрушающую нагрузку для серийных плпт (или была равна ей) и минимум в 1,4 раза превышала допустимую. Прочность опытных бетонных кубов оказалась на 10-15% выше прочности кубов из серийного бетона; укладываемость опытного бетона — в пределах нормы. По истечении 25 суток относительные величины прочности кубов и плит из опытного и серийного бетонов не изменились.

Производственные испытания показали, что введение в бетон СаО позволяет уменьшить количество цемента в смеси, при этом прочность бетона не снижается, однако возрастает жесткость смеси и несколько ухудшается удобоукладываемость. Добавление с.с.б. и бетонную смесь повышает ее пластичность и улучшает удобоукла

дываемость. Оптимальными величинами доба вок, позволяющими сократить расход цемента на 17%, являются для СаО-1%, а для с.с.б. — 0,03%.

Силами работников завода была сконструирована, изготовлена л смонтирована специальная опытно-промышлен ная установка для дозирования окиси кальция и сульфптно-спиртовов барды и введения их в бетонную смесь.

Производительность установки — 150 л смеси за 3-4 мин, что обеспечивает подачу добавок на 3 замеса. Объем бака для окиси кальция -1 м3, вместимость — 500-600 кг окиси кальция. Объем нижнего смесительного бака — 225 л, верхнего расходного — 460 л. Бак для с.с.б. вмещает 50 л. Дозатор окиси кальция может подавать за один раз от 1 до 5,5 кг СаО, дозатор с.с.б. — от 100 до 1000 см3 с.с.б.

Схема установки показана на рис. 2. Установка состоит из бункера окиси кальция, дозатора окиси кальция, бачка супь фитно-спиртовой барды, дозатора с.с.б., нижнего смесительного бачка, клапана наполнения нижнего бачка водой, запорного клапана нижнего бачка, насоса с электродвигателем верхнего смесительного бачка и крана подачи смеси на весы.

Верхний и нижний смесительные бачки оборудованы мешалками. Привод мешалок — от электродвигателей.

Верхний и нижний бачки соединены с поплавковыми камерами. Положение поплавков в камерах определяет в соответствии с автоматикой управления перекачку смеси из нижнего бачка и верхний или наполнение нижнего бачка водой. Привод всех клапанов осуществляется пневмоцилиндрами, питаемыми от воздуш ной магистрали завода.

Рис. 2. Установка для дозирования окиси кальция и сульфитно-спиртовой барды

При установке рукоятки управления на положение «автоматика» срабатывает электропневматический клапан, воздух поступает в соответствующий пневмоцилиндр и открывается клапан наполнения нижнего бака водой. Наполнение бака продолжается до тех нор, пока поплавок не дойдет до верхнего уровня, и груз, связанный тросом с поплавком, не замкнет контакты концевого выключателя. После этого клапан закрывается. Затем включаются дозаторы окиси кальция и с.с.б. Если запас смеси в верхнем бачке достаточен, то в обоих бачках работают мешалки, которые включаются и отключаются периодически на 2-3 сек с интервалами в 5 — 7 сек. Когда поплавок верхней поплавковой камеры опустится ниже определенного уровня, включаются контакты кла пана, а также электродвигателя насоса, и приготовленная смесь из нижнего бачка перекачивается в верхний. Выключение электродвигателя и клапана происходит в момент, когда поплавок нижнего бачка доходит до нижнего уровня. Одновременно включается клапан, и цикл повторяется.

Внедрение в производство указанного выше метода изготовления бетона с добавками СаО и с.с.б. позволит заводу экономить до 7000-7500 т цемента в год.

Бетоносмесительный узел на заводе представляет собой шестиэтажное здание, расположенное в центре главного корпуса симметрично по отношению к формовочным цехам.

Инертные материалы со склада заполнителя подаются к расходным бункерам надбункерното отделения 15-ю транспортерами общей протяженностью 533 м.

Цемент из силосов подается в расходные бункера по труба-м 0 200 мм с помощью пневмовинтового насоса Павшинского завода производительностью 50 т цемента в час.

В надбункерном отделении установлено шесть расходных бун коров для конвейерного производства, из которых два бункера емкостью 30 т каждый предназначены для цемента, один бункер — для гравия, один — для щебня и два — для песка.

Бункера для заполнителей имеют емкость 25 м3 каждый.

Из расходных бункеров материалы для приготовления бетона подаются в автоматические весовые дозаторы типа ДЦ-300, ДИ-1200 и ДВ-300. Цикл взвешивания длится 60 сек. Погрешность дозировки не превышает 2%.

Взвешенные компоненты бетонной смеси через сборный бункер попадают в бетономешалки принудительного действия типа С-356 емкостью 1000 л (рпс. 22). Бетономешалка состоит из рамы, станин, смесительной чаши, привода, мешалок и разгрузочного устройства. Рама сварная, на ной смонтированы 4 опорных ролика, на которых установлена смесительная чаша.

Смесительная чаша изготовлена из листовой стали, в ее дне имеется отверстие для выдачи готового бетона. К смесительной чаше приварен зубчатый венец. Привод бетономешалки крепится к станинам, расположенным с обеих сторон рамы.

На крестовине мешалки, на одном из держателей закреплена длинная лопасть, которая служит для выгребания массы из-под крестовины и перемешивания бетона в центре чаши. Воздух в нижнюю полость пневмоцилиндра разгрузочного устройства подводится от сети давлением 3,5 атм, а в верхнюю полость от сети давлением 4-7 атм через электровоздушный клапан. Система кнопочных выключателей, сблокированных между собой, обеспечивает нормальное открывание и закрывание разгрузочных устройств.

Емкость такой бетономешалки 1000 л, диаметр чаши 2200 мм, число оборотов 6. 7 об/мин\ производительность по проекту 15 м3/ч, фактическая — более 19,5 м3/ч; мощность электродвигателя 15 кет, вес агрегата 4,5 т.

Рис. 3. Бетономешалка принудительного действия 1 — рама; 2 — смесительная чаша; 3 — привод; 4 — неподвижные гребни; 5 — мешалка; 6 — очистной гребок; 7 — разгрузочное устройство

Бетономешалки G356 отличаются хорошими эксплуатационными качествами. Бетонная смесь получается однородной. Как показали исследования, ее однородность повысилась с 0,6-0,65 при перемешивании в бетономешалках со свободным падением до 0,7- 0,8 при использовании бетономешалок принудительного действия.

Из 1455 образцов бетона М 200 в 28-суточном возрасте 1000 (или 68%) имела нормальную прочность, 365 (или 28%) имели повышенную прочность и 90 (или 6,3%) имели пониженную прочность.

Эксплуатация бетономешалок G356 показала, что они имеют также и конструктивные недостатки. Непрочным оказался ряд узлов, в том числе опорные катки, конические шестерни, грибкодержатели. В настоящее время завод-изготовитель на основе выявленных недостатков вносит необходимые изменения в конструкцию бетономешалок.

Приготовленная бетонная смесь поступает на транспортерные ленты шириной 650 мм и подается к посту формования. Длина транспортеров от узла выдачи до технологических бункеров 18 м. Транспортеры расположены горизонтально и под углом от 8 до 30°. Скорость движения ленты 1 -1,2 м/сек. Бетонная смесь, двигаясь по транспортерной ленте, не теряет однородности и подвижности и не расслаивается. По пути транспортирования бетонная смесь попадает в специальные бункера для взвешивания. Предел ‘взвешивания 2500 кг, точность до 2,3%. Благодаря взвешиванию бетонной смеси полностью ликвидированы потери бетона и обеспечен проектный вес конструкций.

На заводе процессы приготовления бетонной смеси и выдачи ее на конвейеры автоматизированы.

Существовавшая ранее схема имела существенные недостатки Оператор дозировал материалы в два приема — грубая отвесна и точная довеска, на что уходило много времени. Пневматический привод секторных затворов расходных бункеров заполнителей и затворов дозаторов работал по принципу противодавления, т.е. с одной стороны воздушного цилиндра подавался редуцированный воздух под давлением 3-3,5 атм. Чтобы преодолеть это давление и совершить рабочий ход цилиндра, надо было подать воздух под давлением 6,5 — 7 атм. При понижении этого давления и небольшом заедании приводного механизма пневмопривод отказывал в работе, что приводило к простою оборудования. Кроме того, часто выходили из строя ртутные конечные выключатели, установленные на секторных затворах. Существовавшая электроблокпровка схем дозировочного и смесительного отделений не обеспечивала точных показаний световой сигнализации при опорожнении бетономешалки и давала ложное разрешение на загрузку в нее материалов. Подача готовой бетонной смеси на конвейер требовала затраты дополнительного труда, так как связь дозировочного отделения с формовочным была не оперативна.

Оператор, выдающий бетон, передавал заказ по телефону в дозировочное отделение, вследствие чего оператор дозировочного отделения много времени затрачивал на телефонные переговоры по приему заказов.

Рис. 4. Весовые устройства для взвешивания бетона а — схема; б — общий вид; 1 — циферблат весов; 2 — стойка; 3 — система рычагов: 4 — бункер прямоугольный; 5 — бункер конусный; 6 — шибер; 7 — бункер бетоно укладчика; 8 — транспортер; 9 — направ ляющий лоток

Согласно заказу, оператор но выдаче бетона включал электро привод транспортерных лент, и бетон поступал в технологический бункер одного из конвейеров. Такая схема управления транспортерами готовой бетонной смеси была несовершенной. Имели место несогласованные действия оператора по дозированию с оператором по выдаче бетона.

В смесительном отделении на двух бетономешалках были заняты два моториста. Прежняя электросхема создавала неудобства в работе по обслуживанию оборудования, требовала большого количества людей, вызывала простои оборудования и снижала производительность труда.

На заводе была разработана система автоматического управления дозирования материалов, приготовления бетонной смеси и подачи ее на конвейеры. Основой автоматики является дистанционное управление, внедрение которого позволило автоматизировать пуск н остановку электроприводов транспортерных лент, бетономешалок, а также дозировать материалы. Автоматическая сигнализация точно и своевременно отражает рабочее состояние механизмов.

Предусмотрено автоматическое программное управление процессом приготовления бетонной смеси. Системы управлений дозировочного, смесительного отделений и узла выдачи бетона в технологические бункера конвейеров связаны между собой электро-блокировкой.

Дозировочное отделение имеет три схемы управления: дистанционное — по заказу конвейеров, местное автоматическое-с пульта дозировочного отделения и местное — наладочное.

Смесительное отделение имеет две схемы управления: автоматическое — дистанционное и местное.

Линии выдачи бетона на конвейеры имеют также две схемы управления — автоматическое и местное наладочное.

В настоящее время автоматическая схема внедрена заводом на всех трех конвейерах и работает безотказно. Ею предусмотрено управление работой дозировочного и смесительного отделений, загрузка материала в бетономешалку и выгрузка бетонной смеси на транспортерную ленту, а также подача бетонной смеси в технологические бункера.

Перевод секторных затворов расходных бункеров инертных материалов на одно давление позволил взвешивать материалы за один прием с точностью до 1% при дозировании цемента и до 1,5% при дозировании заполнителей. Вода взвешивается точно.

С внедрением новой схемы решен вопрос электроблокировки и сигнализации системы загрузки двух замесов в одну бетономешалку. Пневматический привод типа КПМ-10 секторных затворов расходных бункеров заполнителей переведен на одно давление. Ртутные конечные выключатели секторных затворов и затворов дозаторов заменены конечными выключателями ВК-211. Смонтирована и внедрена новая схема заказа бетона непосредственно с конвейеров в дозировочное отделение.

Автоматизация работы дозировочного отделения и узла выдачи бетона дала возможность высвободить 6 рабочих (трех операторов узла выдачи бетона и трех мотористов бетономешалок), ввести строгий режим перемешивания бетонной смеси, улучшила качество приготовления бетона, облегчила труд рабочих, улучшила условия их труда и снизила затраты на приготовление бетона.

Читать далее:

Категория: - Технология и организация железобетонных конструкций

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины