Приготовление бетонной смеси или строительного раствора заключается в том, чтобы путем механического перемешивания из различных компонентов получить однородную смесь с равномерным распределением отдельных зерен и обволакиванием их вяжущим веществом.

Для приготовления бетонных и растворных смесей применяют смесительные машины, основным узлом которых является смесительный барабан (чаша) определенной вместимости. Процесс приготовления смесей состоит из ряда последовательно выполняемых операций: загрузки в смесительную машину отдозированных компонентов — вяжущих и заполнителей, перемешивания компонентов с добавлением определенной дозы воды и выгрузки из машины готовой смеси бетона или раствора.

Смесительные машины классифицируются:
а) по назначению — на бетоносмесители для приготовления бетонных смесей и растворосмесители для приготовления растворных смесей (строительных растворов);
б) по способу перемешивания материалов в смесительном барабане — с перемешиванием при свободном падении материалов (гравитационные) и с принудительным перемешиванием;
в) по характеру работы — периодического (цикличного) и непрерывного действия;
г) по форме смесительного барабана — с грушевидным, двухконусным, чашевидным и корытообразным с лопастными горизонтальными валами;
д) по способу установки — на передвижные и стационарные.

Перемешивание при свободном падении материалов производится во вращающемся относительно горизонтальной или наклонной оси барабане, на внутренней поверхности которого укреплены лопасти (рис. 12.1,а); лопасти непрерывно захватывают, поднимают и сбрасывают вниз потоки компонентов смеси, при столкновении которых происходит смешивание.

Рис 12. 1. Схемы перемешивания материалов в смесительных машинах

Частота вращения барабанов гравитационных смесителей не превышает 20 об/мин во избежание возникновения больших центробежных сил, препятствующих свободной циркуляции потоков смеси внутри барабана.

Принудительное перемешивание. материалов производится лопастным валом (рис. 12,б), ротором с лопастями (рис. 12. 1,0), двумя лопастными валами (рис. 12. 1,г), вращающимися в неподвижном барабане или чаше.

В смесительных машинах периодического действия загрузка компонентов, их перемешивание и выгрузка готовой смеси производятся определенными порциями, причем очередная порция компонентов загружается в смеситель только тогда, когда из него будет выгружена уже приготовленная порция раствора или бетонной смеси.

В смесительных машинах непрерывного действия поступление компонентов в смесительный барабан, их перемешивание и выгрузка готовой смеси производятся одновременно и непрерывно.

Основным параметром смесительных машин цикличного действия является объем готовой смеси, получаемый за один замес, а машин непрерывного действия — часовая производительность по приготовленной смеси (в м3/ч).

Бетоносмесители. Отечественная промышленность выпускает: а) передвижные и стационарные бетоносмесители цикличного действия — гравитационные с объемом готового замеса 65—3000 л и принудительного действия с объемом готового замеса (165—1000 л; б) бетоносмесители непрерывного действия с принудительным перемешиванием материалов производительностью 15—60 м3/ч и гравитационные производительностью 120 м3/ч; все они выполняются стационарными, за исключением бетоносмесителя первого типоразмера.

Высокопроизводительные стационарные бетоносмесители применяют при оборудовании автоматизированных бетонных заводов, предназначенных для снабжения товарным бетоном крупных строек и рассчитанных на длительную эксплуатацию, а передвижные— для приготовления бетонных смесей непосредственно в построечных условиях и на бетоносмесительных узлах небольшой производительности.

На строительстве водопроводно-канализационных сооружений, и систем теплогазоснабжения применяются передвижные цикличные гравитационные и принудительного действия бетоносмесители с объемом готового замеса 65 и 165 л, а также передвижные бетоносмесительные установки производительностью 5 ма/ч. Передвижные бетоносмесители устанавливают вблизи строящихся сооружений и временных складов цемента, песка, гравия или щебня. Гравитационные цикличные бетоносмесители предназначены для приготовления пластичных бетонных смесей. Основными узлами передвижного гравитационного бетоносмесителя с объемом готового замеса 65 л (рис. 12. 2) являются грушевидный смесительный бара рис. 12.2. К внутренней поверхности барабана прикреплены три сменные смесительные лопасти, которые помимо смешивания компонентов способствуют быстрой выгрузке готовой бетонной смеси из барабана. Смесительный барабан приводится во вращение от двигателя (электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания) через клиноременную передачу и двухступенчатый редуктор; причем барабан жестко закреплен на тихоходном валу редуктора.

При загрузке исходными материалами и их смешивании барабан наклонен к горизонту под углом 12°, а при выгрузке готовой смеси-—под углом 40°. Выгружают готовую смесь, опрокидывая вращающийся барабан-отверстием вниз.

В бетоносмесители с объемом готового замеса 65 л материал загружают вручную, они не имеют вододозировочных устройств и способны выдавать до 3 м3/ч смеси при частоте вращения барабана 23 об/мин и мощности двигателя 0,6 кВт.

Рис. 12.3. Цикличный гравитационный бетоносмеситель с объемом готового замеса 165 л: а — общий вид; б — кинематическая схема

Передвижной гравитационный бетоносмеситель с объемом замеса 165 л (рис. 12. 3) оборудован ковшовым (скиповым) подъемником с индивидуальным приводом для загрузки отдозированных сухих компонентов смеси в барабан и вододозировочным устройством для отмеривания дозы воды на замес.

Смесительный барабан грушевидной формы имеет одно загрузочно-выгрузочное отверстие. К внутренним стенкам барабана прикреплены смешивающие лопасти. Барабан жестко закреплен на выходном валу трехступенчатого цилиндро-конического редуктора с приводом от фланцевого электродвигателя. Механизм вращения барабана смонтирован в траверсе. Травесру, а вместе с ней и смесительный барабан в положение загрузки, перемешивания, выгрузки поворачивают вокруг горизонтальной оси вручную при помощи штурвала через одноступенчатый редуктор. Удержание барабана в различных положениях обеспечивается фиксирующим устройством.

Перемешивание компонентов производится при наклонном положении оси барабана, а выгрузка готовой смеси — путем опрокидывания вращающегося барабана отверстием вниз. Загрузка сухих компонентов в смесительный барабан производится скиповым загрузочным ковшом. Подъем и опускание ковша осуществляются с помощью лебедки, установленной на раме машины и состоящей из двух подъемных барабанов, закрепленных на горизонтальном валу, самотормозящегося червячного редуктора и фланцевого электродвигателя. На барабанах, скиповой лебедки закреплены концы стального каната, охватывающего загрузочный ковш. При навивании каната на барабаны ковш с компонентами поднимается по направляющим рамы в крайнее верхнее положение и разгружается в смеситель путем опрокидывания. Привод механизма подъема . ковша имеет два концевых выключателя, автоматически отключающих электродвигатель в крайних положениях ковша.

Бетоносмеситель выдает до 6 м3 смеси в час, имеет частоту вращения смесительного барабана 20 об/мин и мощность электродвигателя привода вращения барабана 1,0 кВт.

Гравитационные цикличные бетоносмесители с большим объемом готового замеса (от 330 л и выше) выполняются стационарными с наклоняющимися грушевидными и двухконусными смесительными барабанами и гидравлическим или пневматическим приводом механизма опрокидывания барабана. Они используются в бетоносмесительных установках с механизированной загрузкой составляющих бетона.

Цикличные бетоносмесители принудительного действия предназначены для приготовления мелкозернистых и жестких бетонных смесей, а также различных строительных растворов.

Рис. 12.4. Принципиальные схемы цикличных бетоносмесителей принудительного действия

Принцип действия роторных бетоносмесителей (рис. 12. 4, а) основан на перемешивании смеси вращающимся ротором с лопастями в кольцевом смесительном пространстве неподвижной чаши. Лопасти прикреплены к ротору с помощью амортизаторов на разном удалении от оси вращения, а их рабочие поверхности расположены под различными углами к траектории движения лопастей. Такая схема установки лопастей, создающих при своем движении продольные и поперечные потоки смешиваемых компонентов, обеспечивает интенсивное и качественное перемешивание смеси любой консистенции.

В планетарно-роторных смесителях (рис. 12. 4, б) перемешивание компонентов смеси осуществляется также в неподвижной чаше лопастным ротором и дополнительно лопастями, вращающимися в противоположную сторону относительно собственной оси, движущейся вокруг оси ротора.

Роторные и планетарно-роторные бетоносмесители разгружаются через люк в днище чаши, закрываемый во время пер.емеши-вания затвором.

На рис. 12. 5 показана кинематическая схема передвижного роторного бетоносмесителя с объемом готового замеса 165 л. Бетоносмеситель состоит из неподвижной чаши, смесительного роторного устройства, скипового подъемника, электропривода и вододозировоч-ного оборудования.

Внутренняя поверхность чаши футерована износостойкой сталью. В донной части чаши имеется разгрузочный люк, перекрываемый затвором.

Рис. 12.5. Кинематическая схема роторного бетоносмесителя с объемом готового замеса 165 л

Вращение вертикальному валу смесительного устройства 8 сообщается от фланцевого электродвигателя через клиноременную передачу и двухступенчатый цилиндрический редуктор. Вал ротора служит также для привода барабана 4 лебедки скипового подъемника. На барабан с винтовыми канатонаправляющими канавками навиваются две ветви каната, охватывающего ковш. Барабан лебедки сидит на валу свободно и соединяется с ним при подъеме ковша фрикционной конусной муфтой, сблокированной с ленточным тормозом (т. е. при включении муфты тормоз выключается, и наоборот). В верхнем крайнем положении при опрокидывании ковш воздействует на рычаг А, выключающий фрикционную муфту и включающий тормоз. После выгрузки в чашу смесителя ковш под действием собственной силы тяжести опускается вниз. Управление муфтой и тормозом осуществляется также через систему рычагов рукоятью Б. Дозатор воды и затвор чаши управляются соответственно рукоятями В и Г.

Передвижные роторные бетоносмесители с объемом готового замеса 165 л имеют диаметр смесительной чаши 1250 мм, частоту вращения ротора 31—35 об/мин и мощность электродвигателя привода 4,5—5,5 кВт. Роторные; цикличные бетоносмесители с объемом готового замеса 330 и 500 л аналогичны по конструкции описанной выше машине и отличаются от нее диаметромсме-сителя, числом лопастей и мощностью приводного электродвигателя. Они выполняются стационарными и входят в комплект бето-носмесительных установок.

Бетоносмесители с принудительным перемешиванием материалов непрерывного действия предназначены для приготовления жестких и подвижных бетонных смесей с максимальной крупностью заполнителя 40 мм, а также всевозможных растворов. Отечественные принудительные бетоносмесители непрерывного действия (рис. 12.6) однотипны по конструкции и различаются производительностью, размерами и формами рабочих органов.

Рис. 12.6. Двухвальный бетоносмеситель непрерывного действия: а — общий вид; б — кинематическая схема

Они состоят из горизонтально расположенного барабана корытообразного сечения, внутри которого расположены два лопастных вала, вращающихся с одинаковой угловой скоростью в различных направлениях. Литые стальные лопасти валов расположены по винтовым линиям, что обеспечивает передвижение перемешиваемых компонентов смеси вдоль оси смесителя и равномерное распределение их между собой. Отдозированные сухие и жидкие исходные компоненты поступают непрерывным потоком в смеситель через загрузочный лоток. Готовая смесь выгружается с противоположной стороны смесителя через разгрузочный затвор.

Привод лопастных валов смесителя осуществляется от электродвигателя через клиноременнуто передачу и двухступенчатый цилиндрический редуктор. Вращение второму валу передается открытой зубчатой парой. Частота вращения валов составляет 40—65 об/мин.

Двухвальные смесители входят в комплект бетоносмесительных установок непрерывного действия производительностью, 30 и 60 м3, однако они могут работать и циклически. При .непрерывном процессе затвор открыт постоянно, а при цикличном — на период разгрузки. Бетоносмееительные установки производительностью 5 м3/ч выпускаются передвижными и применяются для приготовления низкомарочных бетонов и строительных растворов на рассредоточенных объектах с небольшими объемами работ. Установки большей производительности — стационарные.

Растворосмесители предназначены для приготовления строительных растворов (цементных, известковых, глиняных, гипсовых, шлаковых и сложных) при выполнении каменных, изоляционных, штукатурных, монтажных и кровельных работ на строительстве коллекторов и туннелей, сетевых колодцев и камер, дымовых труб, газорегуляторных, насосных и фильтровальных станций, водонапорных башен, резервуаров, отстойников и других сооружений.

Принцип действия растворосмееителей основан на принудительном перемешивании компонентов раствора в барабане (чаше) горизонтальным или вертикальным лопастным валом (лопастные растворосмесители) или лопастным ротором, вращающимся с большой угловой скоростью в неподвижном баке (турбулентные растворосмесители).

Отечественная промышленность выпускает лопастные растворосмесители с объемом готового замеса 30, 80, 250 л и турбулентные с объемом замеса 65, 800 и 1800 л. Все модели лопастных растворосмесцтелей и турбулентный смеситель с объемом готового замеса 65 л выполняются передвижными и используются как самостоятельные машины. Турбулентные растворосмесители с объемом готового замеса 800 и 1800 л выполняются стационарными и входят в комплект автоматизированных растворных узлов.

Передвижные растворосмесители, применяемые на объектах с небольшими объемами работ, используют также для приготовления специальных огнеупорных и изоляционных растворов, при монтаже и ремонте котельных агрегатов и тепловых коммуникаций, футеровке дымовых труб и др.

При небольшой потребности в растворе (до 2,5—3,0 м3/ч) применяют лопастные и турбулентные передвижные смесители с объемом готового замеса до 80 л. Эти растворосмесители не имеют устройств для дозирования и механической загрузки компонентов.

Турбулентный растворосмеситель с объемом готового замеса 65 л (рис. 12.7) предназначен для приготовления подвижных растворов различного назначения, мастичных и эмульсионных смесей, а также пластичных бетонных смесей с заполнителями крупностью до 30 — 40 мм. Смеситель представляет собой неподвижный бак 4, внутри которого установлен ротор 5, получающий вращение от электродвигателя 6 через клиноременную передачу

IБак и электродвигатель смонтированы на корытообразном основании. Исходные материалы, загружаемые в бак сверху, попадают в ротор, представляющий собой колесо с лопатками. При вращении ротора с частотой 550 об/мин лопатки отбрасывают составляющие смеси к стенкам конической части бака. Две лопасти, прикрепленные к стенкам бака, тормозят круговое движение смешиваемой массы и, направляя смесь вверх по спирали, образуют в баке спиральные потоки.
Интенсивное движение материалов позволяет получать смесь большой однородности за относительно малое время. Продолжительность перемешивания после
окончания загрузки не превышает 30 с.

Рис. 12.7. Передвижной турбулентный

Управление крышкой осуществляется рукоятью 8 через рычажное устройство. Производительность смесителя по готовому раствору составляет 2,0—2,6 м3/ч, мощность двигателя 3,0 кВт.

На рис. 12. 8 показана кинематическая схема лопастного растворосмесителя с объемом готового замеса 80 л. Машина имеет три основных узла: чашу-тачку, представляющую собой цилиндрическую чашу, смонтированную на тачке смеситель II, состоящий из вертикального лопастного вала, фланцевого элек
тродвигателя, трехступенчатого цилиндрического редуктора, неподвижной лопасти и ограждения; тележку III, имеющую колеса, фиксаторы-ловушки для установки чаши-тачки и шкаф электрооборудования. При вращении лопастного вала, смещенного относительно центра чаши, движущаяся смесь ув
лекает за собой чашу, вращающуюся вокруг своей оси в опоре. Частота вращения чаши регулируется отклонением неподвижной лопасти, шарнирно соединенной с корпусом редуктора привода. Лопасть создает нужное направление потоков смеси и способствует лучшему перемешиванию компонентов.

Привод шарнирно подвешен к раме одноосной тележки III, что позволяет поднимать лопастной вал по окончании цикла перемешивания и перемещать чашу с готовым замесом на тачке. Рабочее положение лопастей фиксируется упором.

В комплект растворосмесителя входят две сменные чаши-тачки которые попеременно используются в качестве барабана-смесителя и емкости готового раствора на месте укладки.

Техническая производительность смесителя составляет 1,2— 15 м3/4, продолжительность цикла перемешивания — 1,5—2 мин, частота вращения лопастного вала—*67 об/мин, чаши — 12 об/мин, мощность электродвигателя — 1,5 кВт.

Рис. 12.8. Кинематическая схема лопастного растворосмесителя с объемом готового замеса 80 л

Передвижной лопастной растворосмеситель с объемом готового замеса 250 л состоит из барабана полуцилиндрической формы с затвором, смесительного устройства, скипового подъемника, системы водопитания с дозировочным устройством и привода. Все узлы растворосмесителя смонтированы на сварной раме, снабженной ходовой частью.

Перемешивание компонентов смеси осуществляется горизонтальным валом (рис. 12. 9) с восьмью лопастями лопаточного типа. Лопастной вал, установленный в подшипниках барабана, приводится во вращение от электродвигателя через клиноременную передачу и двухступенчатый цилиндрический редуктор. От промежуточного вала редуктора через цепную передачу и конусный фрикцион получает вращение вал с двумя барабанами механизма подъема ковша.

При включении конусного фрикциона на барабаны лебедки навиваются канаты, поднимая загруженный отдозированными сухими составляющими ковш по направляющим швеллерам в крайнее верхнее положение, где путем опрокидывания производится разгрузка ковша в смесительный барабан. При опрокидывании ковш своим днищем давит на кулак и поворачивает его вместе с валом на некоторый угол. При этом выключается конусный фрикцион и включается тормоз, вследствие чего вращение барабанов прекращается. Для опускания пустого ковша под загрузку ослабляют натяжение ленты тормоза поворотом рукояти. После загрузки сухих компонентов в барабан подается из вододозировочного устройства определенная порция воды или известкового молока. Готовая порция раствора выгружается через люк. Люк закрывается во время работы растворосмесителя рычажным затвором с пневмоприводом. Техническая производительность растворосмесителя составляет 10 м3/ч при частоте вращения смесительного вала 34 об/мин и мощности электродвигателя 5,5 кВт.