По продолжительности действия бетонные заводы разделяются на стационарные, полустационарные (инвентарные) и передвижные. Стационарные заводы обычно рассчитываются на длительную, практически постоянную работу на одном месте. Полустационарные заводы устраиваются сборно-разборными и работают на одном месте обычно от одного года до трех лет. Передвижные заводы имеют небольшую производительность и могут в течение одного строительного сезона перемещаться с одного объекта на другой.

По принципу работы они разделяются на заводы циклического и непрерывного действия. Наиболее совершенными и производительными являются заводы непрерывного действия. По устройству и управлению заводы могут быть неавтоматизированными, когда все агрегаты управляются вручную, частично автоматизированными, где автоматизировано управление некоторыми главными операциями технологического процесса, например дозированием материалов, и полностью автоматизированными. В последнем случае процесс приготовления бетона осуществляется по заданной программе с соблюдением определенной дозировки материалов, времени перемешивания и т. д. Здесь имеет место так называемая обратная связь, при которой установленный для контроля качества продукции специальный агрегат, при обнаружении отклонения бетона от заданных норм автоматически изменяет параметры технологического процесса.

Первой технологической операцией бетонного завода является прием исходных материалов: цемента, песка и щебня, а также организация их хранения. При доставке цемента в специальных саморазгружающихся вагонах его разгружают в специальные приемные бункера закрытого транспорта. Здесь для перемещения цемента по горизонтали на короткие расстояния служат шнековые устройства. Из приемных бункеров цемент поступает на склад. Если цемент привозится в вагонах навалом, то его выгрузка производится специальными разгрузчиками. Последние за счет создаваемого вакуум-насосом разрежения засасывают цемент специальным заборным устройством.

Для разгрузки песка и щебеночных материалов служат специальные разгрузочные машины, рабочими органами которых является скребок или скребковый транспортер.

Складирование песка и щебня обычно производится как в открытых складах, так и в складах бункерного типа, а для хранения цемента служат специальные склады силосного типа. Общий вид инвентарного силосного склада представлен на рис. 196. Здесь для хранения цемента служат две’ силосных башни, которые при перебазировании завода перевозятся в сборе. Склад рассчитан на загрузку цемента как из автоцементовозов, так и при помощи сжатого воздуха. Выдача цемента производится через шиберный затвор и в аэрожелоб. После этого цемент элеваторами подается в верхний аэрожелоб и далее в смесительное отделение (цех) завода.

Для транспортирования цемента в пределах завода широкое применение получил различного вида пневмотранспорт. При этом для горизонтального транспорта часто применяются аэрожелоба. Здесь цемент смешивается с капиллярно-распыленным воздухом, в результате чего приобретает высокую подвижность и текучесть. Движение цемента по аэрожелобу происходит под действием силы тяжести при незначительных углах наклона оси аэрожелоба (3—7°) к горизонту. Желоб состоит из кожуха, который вдольоси разделен керамической перегородкой (рис. 197). Цемент из силосного склада поступает в верхнюю часть желоба и смешивается с воздухом, который нагнетается вентилятором и просачивается сквозь керамическую перегородку. Воздух выходит в нижней части желоба через матерчатые фильтры. Скорость движения цемента в зависимости от угла наклона оси желоба находится в пределах 0,7—1,3 м/сек.

На несколько большие расстояния по горизонтали (до 200 м), а также вверх по вертикали (до 25—30 м) цемент может подаваться специальным пневмотранспортом. Здесь цемент перемещается вначале шнековым устройством, а затем в смесительной камере смешивается с воздухом, который подается при давлении 2—4 am. Цементо-воздушная смесь далее следует к месту разгрузки по трубам. Воздух из этой системы выходит через специальные фильтры, где и очищается от цемента. Щебень и песок обычно подаются транспортерами.

Наиболее важной частью завода являются дозирующее и смесительное отделения. Качество бетонной смеси во многом определяется точностью дозирования ее составляющих. Особенно важна точность дозировки цемента и воды. В настоящее время на заводах дозирование щебня, песка и цемента, как правило, производится весовой аппаратурой. Дозирование воды может производиться объемными аппаратами. Весовые дозаторы могут иметь ручное или автоматическое управление. На заводах циклического действия они обычно представляют собой подвешиваемый к рычажным Еесам мерник, который наполняется материалом из расположенного нед ним бункера. Подача материала из последнего регулируется открытием специального затвора. При автоматическом управлении такое регулирование производится специальным механизмом.

На заводах непрерывного действия поступление материалов в смесительное отделение производится непрерывным потоком. Установленные здесь дозаторы автоматически поддерживают подачу постоянного количества материала в единицу времени. В настоящее время разработан ряд типовых проектов бетонных заводов разной производительности, которые в основном и используются. Поэтому проектирование главным образом сводится к привязке по месту типового завода. Здесь разрабатываются фундаменты и транспортные линии, выбирается расположение складов и т. п.

При разработке типовых проектов бетонных заводов следует ориентироваться на проверенное и хорошо зарекомендовавшее себя оборудование. Оборудование и его тип (бетоносмесители, дозирующие устройства, транспортные средства и т. п.) выбираются по заданной производительности завода на основании утвержденных норм выработки. Когда необходимая производительность может быть достигнута установкой одного большого бетоносмесителя или двух менее производительных бетоносмесителей, то предпочтение отдают последнему варианту, так как в случае непредвиденных технических неполадок, завод, хотя и при уменьшенной производительности, все же сможет давать продукцию. Вместе с тем число установленных агрегатов не должно быть излишне большим, так как в противном случае будет трудно подавать к ним материалы и организовать их техническое обслуживание. Поэтому при больших производи-тельностях завода лучше выбирать меньшее количество более производительных агрегатов.

После выбора оборудования приступают к его компоновке. Заводы могут иметь горизонтальную (партерную) и вертикальную (башенную) компоновку. В первом случае оборудование размещается на большей производственной площади, примерно на одном уровне в порядке, определяемом технологическим процессом. Здесь при переходе от одного агрегата к другому материал может подниматься и опускаться несколько раз.

При вертикальной компоновке все оборудование и аппаратура расположены в одной башне. Материал, будучи однажды поднятым в расходные бункера, далее перемещается вниз по отдельным операциям технологического процесса. Перемещения происходят под действием собственного веса. Такие заводы занимают небольшую площадь, но зато имеют значительную высоту (до 30 м).

Схема размещения оборудования на заводе башенного типа видна из рис. 198. Здесь фракции щебня и песок поочередно подаются транспортом в расходные бункера. Загрузка этих бункеров производится через распределительное устройство. Цемент подается пневмотранс-портной установкой в специальные бункера. После дозирования составляющие бетона, через загрузочное устройство направляются в один из бетоносмесителей. После перемешивания бетонная смесь поступает в раздаточный бункер, а затем в автотранспорт, которым и доставляется к месту его укладки. Емкость раздаточного бункера или его отсеков должна быть кратной емкости транспортных средств.

На заводах такого типа можно выделить следующие четыре отделения, которые расположены на отдельных этажах башни:
1) надбункерное, где находятся агрегаты пневмотранспортной установки цемента, распределительное устройство и транспортер;
2) дозировочное, в котором расположены бункера и дозаторы;
3) смесительное, где установлены бетономешалки и
4) раздаточное, в котором расположен раздаточный бункер. Этот завод относится к предприятиям циклического действия.

На рис. 199 изображена схема бетонного завода непрерывного действия. Здесь, так же как и в предыдущем случае, материалы, необходимые для изготовления бетона, подаются транспортером в расходные бункера. Однако в отличие от завода циклического действия здесь установлены дозаторы непрерывного действия, которые автоматически дозируют составляющие бетона — обычно три фракции щебня, песок и цемент, и подают их на сборный транспортер. В результате последний несет на себе несколько слоев различных материалов, соотношение между площадями поперечных сечений которых точно соответствует составу бетона. Сборный транспортер доставляет эти материалы в бетономешалку непрерывного действия, из которой готовая бетонная смесь непрерывно поступает в раздаточный бункер, а оттуда в транспортные средства. Заводы подобного типа обычно имеют высокую производительность (100—120 м3/ч) и являются стационарными.

Необходимость иметь достаточно большой запас материалов, рассчитанный на работу заводов в течение 15—20 дней, обусловливает наличие довольно больших складов песка и щебеночных материалов, под которые отводится значительная площадь. Операции складирования и подачи этих материалов в расходные бункера должны быть полностью механизированы. На открытых складах штабеля щебня имеют линейное протяжение или секторное расположение. Последнее предпочтительнее, так как при этом экономится площадь и облегчается подача материала на наклонный главный транспортер, которым он затем транспортируется в расходные бункера. Для обеспечения подачи материала со склада в расходные бункера под штабелями располагают траншеи, в которых размещают вспомогательные транспортеры. Последние предназначены для подачи отдельных фракций щебня и песка на главный транспортер. Траншеи перекрывают настилом, который затем убирают по мере разработки штабеля. Из штабеля на вспомогательный транспортер материал поступает под действием собственного веса и частично подается бульдозером.

Подача материала из открытых штабелей на главный транспортер может также осуществляться через загрузочный бункер ковшовыми погрузчиками, экскаваторами с грейдерным ковшом и другими аналогичными средствами.

На стационарных и полустационарных заводах большой производительности, рассчитанных на круглогодичную работу, хранение щебня и песка производится в бункерных складах, так как в открытых штабелях эти материалы в зимнее время смерзаются, что сильно осложняет работу завода. В этих случаях траншея с транспортером располагается под бункером, что и обеспечивает полную механизацию подачи щебня и песка в дозировочное отделение завода.

На автоматизированных бетонных заводах применяется целый ряд автоматических устройств. Так, степень наполнения бункера контролируется специальными указателями уровня. В настоящее время разработан целый ряд датчиков для контроля уровня сухих сыпучих материалов, которые по принципу устройства могут быть подразделены на механические (мембранные, колокольные, моторные), электрические (электродные и емкостные) и радиоактивные (позиционной системы и следящей системы).

В мембранных датчиках мембрана прогибается под давлением материала и замыкает электрические контакты. Колокольный датчик представляет собой защищенный прочным стальным грушевидным корпусом контактный механизм. Датчик подвешивается внутри бункера. При наполнении последнего он отклоняется от вертикального положения, и контактный механизм переключает контакты сигнализации. Моторный датчик имеет синхронный электродвигатель, который при помощи гибкого вала и муфты связан с контактным устройством. Гибкий вал опускается в бункер на заданный уровень. При наполнении последнего материал защемляет гибкий вал и при этом муфта обеспечивает замыкание контактов, которые находятся на связанной с прибором качающейся траверсе.

Электрические электродные датчики подают сигнал при замыкании двух электродов. Такое замыкание производится материалом при заполнении им бункера. Ввиду того, что материал связан с заземленным бункером, то связь датчика устраивается обычно однопроводной. Емкостные датчики основаны на изменении их емкости при заполнении бункера материалом.

Радиоактивные датчики состоят из источника и приемника излучения, расположенных друг против друга. При заполнении пространства между ними каким-либо материалом интенсивность излучения, которая регистрируется приемником, резко снижается, что и служит сигналом о наполнении бункера.
Применяемые на бетонных заводах автоматические весовые дозаторы могут быть подразделены на однофракционные и многофракционные, а также на дозаторы циклического и непрерывного действия. Многофракционные дозаторы производят последовательное дозирование отдельных составляющих бетонной смеси, что несколько удлиняет цикл работы. На заводах циклического действия применяются однофракционные или многофракционные дозаторы циклического действия, а на заводах непрерывного действия — однофракционные дозаторы непрерывного действия.

Дозаторы циклического действия могут быть основаны на применении электропневматической или фотоэлектронной систем. В обоих случаях необходимая точность и высокая производительность дозатора обеспечивается тем, что отвешивание порции материала производится в два приема: сначала производится так называемое грубое взвешивание, когда отмеряется примерно 90% необходимого количества материала, а затем наступает фаза точного взвешивания.

На рис. 200 представлен общий вид и схема электропневматического дозатора. Здесь весовой мерник, в котором отвешивается требуемая порция материала, подвешен к рычагам, соединенным со шкальными коромыслами. Последние расположены в весовом шкафу. Во взвешивании каждый раз участвует одно из шкальных коромысел, а наличие нескольких позволяет последовательно осуществлять дозирование различных фракций щебня и песка. Нужные дозы каждой фракции устанавливаются передвижением по коромыслам гирь. Неучаствующие во взвешивании коромысла заперты арретизами, которые дистанционно управляются пневмо-цилиндрами. Нагрузка от весового бункера при помощи рычагов передается циферблатному указателю и затем через передаточный рычаг — главному коромыслу. Последнее связано с каждым из шкальных коромысел и несет на себе ртутный переключатель, который имеет два контакта — для грубого и точного взвешивания. Контакты замыкаются и размыкаются в зависимости от того, какое положение имеет главный рычаг — наклонное или горизонтальное.

В электрическую цепь вместе с ртутными переключателями включены электровоздушные клапаны, которые производят впуск или выпуск воздуха из полостей пневмоцилиндров, и в зависимости от этого последние открывают или закрывают заслонку бункера, откуда материал поступает в весовой мерник. Когда вес материала достигает примерно 90% нужной дозы, главное коромысло выпрямляется, и один из контактов ртутного переключателя разрывает цепь электровоздушного клапана, и пневмоцилиндр, прикрывая затвор, снижает интенсивность подачи материала.

В дозаторах, устроенных на основе фотоэлектрических систем, интенсивность подачи материала в мерник регулируется фотоэлементом. При освещении последнего прямым светом происходит интенсивная подача материала, а по достижении «грубого веса» фотоэлемент начинает освещаться отраженным светом, поэтому интенсивность подачи материала снижается и прекращается совсем, когда по достижении точного веса освещение фотоэлемента прекращается.

Дозаторы непрерывного действия могут быть одноступенчатого и двухступенчатого типа. Одноступенчатые дозаторы сочетают в одном агрегате устройство для взвешивания материала и регулирования его подачи (рис. 201, а), а двухступенчатые факторы для взвешивания и регулирования материала снабжены самостоятельными агрегатами (рис. 201, б).

дозатора обычно устраивается с подвижной заслонкой (рис. 201, а), которая тем или иным способом связана с весовым коромыслом. Дозаторы с регулированием скорости подачи материала обычно устраиваются одноступенчатыми. У них в зависимости от давления транспортера на коромысло весов регулируется скорость движения его ленты. Двухступенчатые Дозаторы устраивают с регулированием площади сечения потока материала на транспортере, которое осуществляют путем изменения скорости поступления его через подающий механизм — шнек или вибратор. Последние при помощи электрических, а часто и механических передаточных звеньев связаны с весовым коромыслом. При избыточном весе скорость вращения шнека или интенсивность работы вибратора снижаются, а при недостатке в весе повышаются.

Весовой транспортер может опираться на коромысло весов через весовой ролик или быть полностью подвешенным к весовому рычагу. В первом случае на чувствительный элемент—ролик передается часть веса несущей ветви транспортера, а во втором случае на весовой рычаг передается весь вес транспортера. Системы с весовым роликом не обеспечивают высокой точности взвешивания ввиду того, что длина участка ленты, воспринимаемой роликом, непостоянна и зависит от величины прогиба ленты, ее упругости, высоты слоя и гранулометрии дозируемого материала. Имеет место еще промежуточный случай, когда на чувствительный элемент передается половина или какая-либо постоянная часть веса транспортера (рис. 201, б). Такие системы называют дозаторами с консольным весовым транспортером.

Взвешивание может быть механическим, где для этой цели служат рычажные весы (рис. 201, а), и производимым различного рода электрическими датчиками. Механическое взвешивание обладает инерционностью, и, кроме того, точность работы этой системы снижается из-за того, что при этом меняется угол наклона транспортера, что особенно имеет место в консольных конструкциях и в системах с чувствительным роликом.

Взвешивание при помощи электрических датчиков безынерционно и потому при хорошо отработанной конструкции датчика и отлаженной системе вспомогательных электрических устройств (усилителей, регуляторов и т. д.) может быть достигнута высокая точность взвешивания. Электрические датчики могут быть тензометрическими и индуктивными.

Схема двухступенчатого дозатора непрерывного действия с тензометрическими весами представлена на рис. 201, б. Здесь сила тяжести весового транспортера распределяется между опорной призмой и призмой тензометрического датчика. Материал из воронки подается на транспортер шнековым устройством И, которое приводится в действие электродвигателем постоянного тока. Лента транспортера движется с постоянной скоростью. При изменении веса материала соответственно меняются и обороты шнекового устройства. Для этого тензодатчиком регулируется сила тока в обмотке возбуждения электродвигателя.

Изменение дозы материала в случае дозаторов как циклического, так и непрерывного действия может производиться дистанционно путем введения в систему дополнительных устройств. При дистанционном управлении груз на коромысле весов перемещают при помощи следящей системы или действие груза заменяют силой электромагнита. Для нагружения коромысла весов применяют также аппараты, использующие давление сжатого воздуха, или гидравлические устройства.

Полностью автоматизированные бетонные заводы с программным управлением обычно работают по следующей технологической схеме. Составляющие бетона — песок и щебень — поступают в закрытый склад траншейного типа, а цемент — в склад силосного типа. Песок и щебень разных фракций поочередно подаются на транспортер, который распределяет их по бункерам. Подача этих материалов автоматизируется. С этой целью в каждом бункере устанавливаются указатели уровня. По наполнении бункера подается сигнал, и транспортер переключается на подачу другого сорта материала уже в следующий бункер. Одновременно в соответствующее положение устанавливается поворотная воронка. Степень наполнения бункеров постоянно автоматически контролируется. Аналогичным образом производится подача цемента. Песок и щебень дозируются автоматическими дозаторами непрерывного действия. Отдозированные материалы направляются в бетоносмеситель непрерывного действия, а оттуда через скопной бункер — в автомобиль-самосвал, который автоматически взвешивается. По его наполнении до заданного веса подача смеси прекращается и автомобиль получает сигнал на выезд.

Требуемый состав смеси кодируется перфорированием на специальной карточке, которая закладывается в программное устройство, которое, дистанционно управляет дозаторами.

Стационарные, а в некоторых случаях и полустационарные бетонные заводы часто переводятся на круглогодичную работу. Для этих целей завод должен быть приспособлен для работы в зимнее время.

Зимняя работа бетонного завода осложнена тем, что ввиду низкой температуры воздуха, если не принять к тому надлежащих мер, на складах смерзаются составляющие бетона — песок и щебень. Кроме того, перемешивание сухой смеси с водой в бетономешалке становится практически невозможным.

Для того чтобы обеспечить работу завода в зимних условиях, предпринимается ряд мер:
1) производится предварительный подогрев воды до температуры 80 —95° С, а при необходимости и минеральных составляющих бетона до температуры 40—60” С;
2) в качестве добавок к бетону применяются растворы солей (хлористого натрия или хлористого кальция);

Рис. 202. Схемы обогрева минеральных составляющих бетона: а — на складе дымовыми газами; б — в установке для подогрева песка

3) бетоносмесительные установки утепляются специальными щитами, а внутри башни завода устанавливаются водяное или калориферное отопление;
4) утепляются водопроводная и паропроводные системы завода и т. п.

В некоторых случаях в зимнее время завод переходит на приготовление так называемого холодного бетона, т. е. бетона с повышенным содержанием солей. Этот бетон приготовляется на неутепленных автоматизированных заводах или установках с обязательным местным электрообогревом всех электровоздушных клапанов.

Во всех случаях рекомендуется производить отопление траншей, в которых размещены ленточные транспортеры. Для того чтобы снова разделить смерзшиеся мелкие фракции щебня и песка, их рекомендуется пропускать через виброгрохот.

Оттаивание и подогрев щебня и песка может производиться на складе закрытым паром, т. е. так называемым сухим способом при помощи уложенных на площадке по бокам транспортерной траншеи и под ней плоских и объемных вертикальных регистров; при этом регистры устанавливаются попарно с шагом в 1 м. Давление пара в регистрах составляет 2,5—3 кГ/см2. Здесь тепло пара передается обогреваемому материалу через стенку трубы. Затем тепло распространяется ввиду теплопроводности минеральных частиц и воздуха. Длина участка обогрева определяется производительностью завода. Опыт показывает, что за 15—20 ч каменный материал и песок прогреваются в слое высотой 2—3 м над регистрами. Штабели материалов для уменьшения теплоотдачи сверху должны быть прикрыты брезентом или щитами.

Применяется также прогрев материала продувкой через него дымовых газов (рис. 202, а). При этом материал складируется на складе полубун
керного типа, который снабжен транспортерной траншеей. Дымовые газы, смешанные с воздухом, при температуре 200—250 из специальной топки нагнетаются вентилятором в расположенный вдоль бункера раздаточный короб, из которого они проходят сквозь толщу материала, подогревают его и выходят в атмосферу. Здесь может быть налажена циркуляция дымовых газов. Для этого в нижних частях стенок бункера прокладываются всасывающие короба.

Опыт применения различных способов обогрева показал, что при производительности завода, равной 100 м3/сутки, требуется иметь длину склада при обогреве дымовыми газами около 20 м, а при обогреве паровыми регистрами — около 30 м. Коэффициенты полезного действия здесь близки соответственно 0,7 и 0,5. Таким образом, обогрев дымовыми газами, с точки зрения тепловых затрат, оказывается более выгодным.

Составляющие бетона и особенно песок могут обогреваться в выпускаемых для этой цели промышленностью сушильных барабанах (рис. 202, б). Здесь ковшовым элеватором материал подается в сушильный барабан. С противоположной стороны расположена топка. Дымовые газы удаляются в расположенную на противоположной стороне барабана дымовую коробку. Таким образом, нагрев и сушка материалов здесь устроены на принципе противотока. Производительность такой установки в случае нагрева песка составляет 35—50 ж-1ч. Нагрев материалов в таких установках как по производительности, так и по расходу топлива является более эффективным, чем в случае нагрева их непосредственно на складе.

Значения коэффициентов теплопередачи и к. п. д. нагревательных устройств армированных покрытий, а также покрытия с предварительным напряжением). В этом случае в комплект входят дополнительные машины для раскладки и предварительного напряжения арматуры.

Рис. 203. Общая схема процесса строительства цементнобетонного покрытия:
1,8 — самосвал; 2 — бульдозер; 3 — уплотняющая машина; 4, 13— автомобильный кран; .5 — поливочная машина; б — профилировочная машина: 7 — распределитель бетонной смеси; 8 — бетоноотделочная машина; 10 — нарезчик швов; 11 — тент; 12 — машина для розлива эмульсии

По типу рабочего органа различают фрезерные и ножевые профилировщики на пневмоколесном или гусеничном ходу. Ножевые профилировщики снабжаются уплотняющим вибрационным брусом. При этом отпадает необходимость в рельс-формах и машинах для их укладки и транспортирования. Дорожная бетономешалка на гусеничном ходу выполняет функции приготовления и укладки бетонной смеси.

Современные комплекты основных машин являются самоходными машинами на рельсовом или гусеничном ходу. Имеются также машины на колесном ходу, прицепные или перемещаемые вручную. Все основные машины обычно имеют регулировку ширины укладываемой полосы. Управление рабочими органами — механическое или гидравлическое.

Отечественная промышленность выпускает комплект машин на рельсовом ходу, состоящий из профилировщика оснований, распределителя бетона, бетоноотделочной машины, нарезчика швов и комплекта рельс-форм.

Рис. 204, Рельс-форма:
1 — стальной листовой фасонный лист; 2 — узкоколейный рельс; 3 — удерживающий штырь; 4 — опорная коробка

Рельс-формы являются основанием, по которому перемещаются машины основного комплекта, а также служат опалубкой для укладываемой бетонной смеси. Они собираются йз звеньев длиной по 4 м. Поперечное сечение рельс-формы изображено на рис. 204.

С помощью автокранов производится раскладка рельс-форм вдоль полосы строящегося покрытия. Подготовка основания и точная установка рельс-форм — весьма трудоемкая операция, от качества выполнения которой полностью зависит ровность покрытия. Машина для установки рельс-форм (рис. 205) полностью механизирует этот трудоемкий процесс. Она производит планировку песчаного подстилающего слоя, уплотняет подстилающий слой, укладывает и стыкует звенья и закрепляет их металлическими штырями.

Профилировочные машины служат для разработки корыта в целинном грунте и профилирования его подошвы, разравнивания и уплотнения насыпного подстилающего слоя, а также могут быть использованы для профилирования стабилизированного основания.

Рис. 205. Машина для установки рельс-форм:
1 — механизм вертикального подъема; 2 — планировщик-виброуплотнитель; 3 — установочная балка; 4 — механизм привода каретки; 5 — электромолоток; 6 — оптический механизм, 7 — подвижная опора; 8 — кран; 9 — каретка крана; 10 — механизм горизонтального перемещения

Принципиальные схемы профилировочных машин представлены на рис. 206. Рабочим органом профилировщика ножевого типа является отвал с профилирующим ножом. При движении машины производится срезание и частичное перераспределение грунта. Механизм подъема и опускания отвала позволяет регулировать величину заглубления. Максимальное заглубление от поверхности, рельс-формы 500 мм.

Рис. 206. Принципиальные схемы профилировочных машин: а — ножевой; б — фрезерной:
1 — отвал с профилирующим ножом; 2 — уплотняющий вибробрус; 3 — ходовые катки; 4 — рельс-формы; 5 — передние балансирные тележки; 6 — фрезерный барабан; 7 — наклонные профилирующие ножи; 8 — горизонтальный скребковый транспортер; 9 — задние балансирные тележки

В профилировочной машине Д-239 рабочим органом является фрезерный барабан и подгребальные ножи. Грунт, вырезанный ножами, отбрасывается по профилирующему ножу на горизонтальный лоток скребкового транспортера. Подъемом и опусканием рамы регулируется глубина резания грунта.
Выбор параметров и расчет профилирующих машин проводится аналогично землеройным машинам.

Конструкция и расчет укладчиков цементнобетонной смеси и бетоноотделочных машин даны в следующем разделе.

Нарезчики швов служат для создания продольных и поперечных швов в монолитном покрытии с целью предупреждения образования в нем трещин, связанных с температурными деформациями покрытия в процессе твердения бетока и эксплуатации покрытия.

Нарезание шва может производиться как в свежеуложенном бетоне до момента начала его схватывания, так и в затвердевшем бетоне через 8—12 я после укладки.

В качестве рабочего органа нарезчика шва в свежеуложенном бетоне используется плоский или дисковый вибронож, вибрационный сошниковый нож и полосовой конический вибронож. Виброножи применяются для нарезки поперечных швов, вибродиски — для создания продольных швов. Однако этими рабочими органами не удается получить высокого стабильного качества кромки шва. В процессе работы необходима ручная доводка кромок шва.

Нарезка швов в затвердевшем бетоне производится специальными машинами, оборудованными дисками. В качестве абразивного материала используют электрокорунд, карбид кремния и технический алмаз. Процесс образования шва основан на принципе резания бетона абразивным кругом. При ширине шва 8—Юлш скорость нарезки одним кругом достигает 15 м1ч. Для увеличения производительности на машине устанавливают до 16 абразивных дисков, производительность при этом достигает 500 м в смену.

На рис. 207 представлен общий вид однодиско-вого нарезчика швов в затвердевшем бетоне. Привод диска осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу. Для охлаждения рабочего органа установлен центробежный насос, который подает воду под кожух диска.

Комплект машин снабжается оборудованием для заполнения швов специальной мастикой. Заливщик швов производит подогрев, перемешивание и распределение мастики вдоль шва через раздаточную трубу с насадкой. Заливщик швов выполняется в виде ручной тележки на обрезиненных колесах, в некоторых случаях он является дополнительным оборудованием нарезчиков швов.

Для предохранения свежеуложенного бетона от высыхания и растрескивания на его поверхность наносят влагонепроницаемую пленку этиленового лака, битумной эмульсии или другой жидкости. Распределитель пленкообразующих жидкостей выполняется в виде дополнительного оборудования на нарезчике швов в свежеуложенном бетоне или в виде специальной машины, входящей в комплект бетоноукладочных машин.

Укладчики цементнобетонной смеси. Распределители цементнобетона служат для приема бетонной смеси из транспортирующих средств и укладки ее по дорожному основанию слоем заданной толщины.

По принципу действия распределители-бетоноукладчики делятся на машины непрерывного и периодического действия. Основным преимуществом укладчиков непрерывного действия является их высокая производительность. Однако они требуют более четкой организации работ по доставке и предварительному распределению смеси перед распределителем. Достоинством укладчиков периодического действия является простая организация работ и высокая точность регулирования толщины укладываемого слоя.

Бетоноукладчики выполняются, как правило, самоходными. В зависимости от условий работы на распределителях устанавливаются гладкие одно- или двухребордные сменные приводные колеса.

Рис. 208. Бункерный распределитель с низкорасиоложенным распределительным ковшом

По типу рабочего органа все укладчики делятся на бункерные, шне-ковые, лопастные и ковшовые. Бункерные распределители являются машинами периодического действия, а шнековые, лопастные и ковшовые — непрерывного действия.

Рабочим органом бункерного распределителя (рис. 208) является бункер, при перемещении которого бетон через разгрузочное отверстие вытекает на подготовленное основание и распределяется нижней кромкой бункера. Эта операция производится во время стоянки машины. Для укладки следующей поперечной полосы машина передвигается вперед и процесс повторяется.

По принципу загрузки смеси в распределительный бункер различают распределители с непосредственной загрузкой смеси в бункер (рис. 209, а и б) и с загрузкой через специальный загрузочный ковш, который может принимать смесь как с полотна дороги, так и с обочины (рис. 209, в). Для регулировки толщины распределяемого слоя бункер снабжается механизмом подъема. Емкость и размеры бункера выбираются из условия приема порции смеси из самосвалов или других загрузочных средств (ковш дорожной бетономешалки, бадья и т. п.).

Бункерные укладчики с непосредственной загрузкой из самосвалов с боковой разгрузкой (рис. 209, б) имеют низко расположенный распределительный бункер, длина которого должна быть больше длины кузова самосвала.

Бункерные укладчики с загрузочным ковшом (рис. 209, в) могут принимать смесь из обычных самосвалов с задней разгрузкой. Перегрузочный ковш может быть расположен как в передней части укладчика, так и сбоку. Распределительный бункер может быть с затвором или бездонным. Бункеры с низким расположением, предназначенные для приема бетонной смеси из самосвалов с боковой разгрузкой, обычно выполняются бездонными. Корпус бункера имеет поперечные диафрагмы для повышения его прочности и жесткости.

Рабочим органом шнекового распределителя (рис. 209, г) являются шпеки, расположенные в передней части машины. При равномерном движении машины вперед вращающиеся шнеки разравнивают бетонную смесь предварительно выгруженную из транспортных средств на дорожное основание. Непосредственно за шнеками расположена профилирующая заслонка, которая срезает избыток бетонной смеси и придает уложенному слою соответствующий поперечный профиль.

При укладке покрытий большой ширины необходимо придавать поверхности покрытия двухскатный, односкатный или плоский профиль. Получение различного профиля обеспечивается углом наклона рельсов распределительного бункера или соответствующей конфигурацией профилирующей заслонки или шнека. Односкатный профиль достигается установкой рельс-форм на различных уровнях.

В качестве привода рабочих органов, механизмов управления и передвижения используются двигатели внутреннего сгорания. Для улучшения ходовых качеств все ходовые колеса являются приводными.

В бункерных распределителях (рис. 210, а) смесь вытекает из бункера и распределяется его нижней кромкой. Усилие, необходимое для перемещения распределительного бункера, складывается из сопротивления перерезания столба смеси, сопротивления, связанного с перемещением бункера подпор смеси, что позволяет реализовать усилие, необходимое для перемещения бетона шнеком поперек укладываемой полосы. Дополнительное перемешивание бетонной смеси шнеками повышает качество покрытия.

Регулирование толщины слоя производится подъемом и опусканием шнеков. Механизмом подъема шнеков также регулируется и поперечный профиль будущего покрытия. Реверсирование вращения шнеков и независимый привод каждого шнека позволяют равномерно распределять материал по всей ширине покрытия.

В лопастных распределителях (рис. 209, д) рабочий орган представ-ляет собой плоскую или изогнутую лопасть или ковш. Совершая возвратно-поступательное движение поперек полосы, рабочий орган разравнивает смесь, предварительно уложенную на основание покрытия. Лопасть имеет независимый привод поворота и в любой точке может изменить угол наклона. Специальное устройство поворачивает лопасть в крайних положениях таким образом, что устраняется скопление бетонной смеси у рельс-форм. Правильное сочетание скоростей перемещения всей машины и рабочего органа позволяет получить гладкую поверхность требуемого профиля.

Шнековые и лопастные укладчики часто снабжаются вибрационным брусом для предварительного уплотнения уложенной бетонной смеси.

Распределители можно разделить на машины с постоянной или переменной шириной распределения. Изменение ширины распределяемого слоя производится регулированием ширины рамы. Для этой цели в раме машины предусматриваются сменные вставки различной длины. Иногда поперечные балки рамы устраиваются телескопическими. Регулирование ширины укладываемого слоя особенно необходимо при строительстве бетонных покрытий в городских условиях.
по рельсам, и инерционного сопротивления, развивающегося при трогании бункера с места.

Сопротивление, необходимое для перемещения самого распределителя, складывается из сопротивления передвижению всей машины с учетом преодоления уклона и сопротивления сил инерции при трогании с места.

В машинах с профилирующим брусом (рис. 210, б) распределение осуществляется перемещением призмы смеси самим рабочим органом по ходу машины и в поперечном направлении с помощью шнека, лопасти или ковша. Таким образом, при работе шнекового укладчика бетонная смесь, находящаяся перед укладчиком, распределяется шнеком в поперечном направлении. Окончательное профилирование покрытия осуществляется профилирующими заслонками, которые перемещают перед собой призму бетонной смеси.

Суммарное сопротивление передвижению шнекового укладчика складывается из сопротивления передвижению машины, двигающейся по рельс-формам, сопротивления перемещению призмы бетонной смеси перед профилирующими заслонками и сопротивления, возникающего при распределении бетона шнеком.

При движении лопасти ковшового (лопастного) укладчика мощность затрачивается на преодоление сопротивлений поперечному перемещению бетонной смеси, передвижению ковша (лопасти), установленного на специальной каретке, и передвижению самого укладчика.
.
Машины для отделки цементнебетонных покрытий. Бетоиоотделочные машины предназначены для разравнивания, профилирования, уплотнения и отделки бетонной смеси при строительстве цементнобетонных покрытий. Бетоноотделочная машина входит в комплект машин по строительству бетонных дорог, аэродромов и промышленных площадок и следует непосредственно за бетоноукладчиком.

В зависимости от типа бетоиоотделочные машины могут обрабатывать бетонную полосу шириной 2,5—9 м односкатного или двухскатного профиля и толщиной 15—30 см за один или несколько проходов. Для выполнения основных рабочих операций бетоноотделочная машина снабжена рядом рабочих органов.
В качестве разравнивающего органа используются лопастной вал, шнек или плоский отвал, представляющий собой брус, совершающий горизонтальные качательные движения большой амплитуды в направлении, перпендикулярном движению машины. Уплотняющий орган может быть выполнен в виде трамбующего бруса, трамбующих молотков или вибрационного бруса. Широкое распространение получили вибрационные брусья, особенно с вибраторами высокой частоты, что позволяет укладывать жесткие бетонные смеси.

Для окончательной отделки, т. е. для выравнивания и выглаживания бетонной поверхности, используют выглаживающую ленту или брус, которым придают качательные движения в горизонтальной плоскости, а также выглаживающие плиты с вертикальными высокочастотными колебаниями малой амплитуды.

По количеству рабочих органов бетоиоотделочные машины можно разделить на машины:
1) с одним рабочим органом, выполненным в виде вибрационного или трамбующего бруса (рис. 211, а);
2) с двумя рабочими органами — уплотняющим и выглаживающим брусьями (рис. 211, б);
3) с тремя рабочими органами — разравнивающим, уплотняющим и выглаживающим брусьями (рис. 211, в).
4) с четырьмя и более рабочими органами. В этом случае отдель-. ные операции сразу выполняются несколькими рабочими органами (рис. 211, г).

По ходовому оборудованию бетоиоотделочные машины можно разделить на колесные, передвигающиеся по рельс-формам, и гусеничные, которые перемещаются непосредственно по предварительно уплотненному основанию. Бетоиоотделочные машины на гусеничном ходу заменяют ряд машин комплекта на рельсовом ходу и при этом не требуют большого количества рельс-форм и трудоемких работ, связанных с их укладкой. Однако для гусеничных отделочных машин не полностью решена проблема укладки слоя с необходимой ровностью покрытия. Регулирование продольного и поперечного уклона покрытия здесь осуществляется с помощью специальной автоматической системы, связанной с базовым устройством, в качестве которого может быть предварительно укладываемый на обочине шаблон или натянутая струна. При устройстве многополосного покрытия в качестве копира может быть использована первая полоса покрытия.

Бетоиоотделочные машины на гусеничном ходу даже при наличии хорошо отлаженной автоматики требуют для своей работы ровного и достаточно жесткого основания. Поэтому эти машины дают высокую ровность покрытия только в случаях, когда бетонное покрытие укладывается не на слой песка, как обычно, а на хорошо уплотненное стабилизированное или гравийное основание.

Бетоиоотделочные машины на рельсовом ходу передают на рельс-формы как свой вес, так и возникающие при работе нагрузки, которые бывают довольно значительными. Под действием нагрузок грунт под рельс-формами деформируется в особенности около стыков, что ухудшает ровность получаемого покрытия. Это в большей степени имеет место при короткой базе машины. Поэтому для повышения ровности покрытия базу следует удлинять. Размещение вибробруса по диагонали, т. е. под углом к направлению движения, создает условия для получения более ровного покрытия.

По конструкции рамы бетоиоотделочные машины делятся на машины с постоянной и переменной шириной укладываемой полосы. Регулирование осуществляется с помощью телескопической рамы или вставок. Возможность изменения ширины укладываемой полосы имеет важное значение при строительстве городских дорог.

По способу перемещения эти машины разделяют на самоходные и несамоходные, перемещаемые с помощью ручного привода. Ручной привод используется только в легких машинах с одним рабочим органом и широкого распространения не получил.

На рис. 212 представлен общий вид бетоноотделочной вибромашины с тремя рабочими органами. В качестве разравнивающего органа использован лопастной вал, подвешенный к основной раме на рычагах, позволяющих регулировать толщину бетонной смеси. Уплотняющий орган выполнен в виде сменного вибрационного бруса.

Рис. 212. Вибрационная бетоноотделочная машина:
1 — двигатель внутреннего сгорания; 2 — лопастной вал; 3 — выглаживающий брус; 4 — уплотняющий вибрационный брус

Выглаживающий орган выполнен в виде вибрационного бруса, который кроме вибрационных движений совершает еще поперечные колебания с приводом от специального кривошипно-шатунного механизма.

Привод всех механизмов осуществляется от двигателя внутреннего сгорания. Вибраторы выглаживающего бруса приводятся в движение асинхронным электродвигателем, питание которого осуществляется от специального генератора.

Основным рабочим органом бетоноотделочной машины является вибробрус. Он расположен в средней части бетоноотделочной машины. Поперечный разрез бруса с подвеской показан на рис. 213. На верхней плоскости металлоконструкции рамы установлены вибраторы и опоры приводных валов. По краям бруса располагается механизм упругой подвески, состоящий из 2С резиновых амортизаторов 6. Вибробрус к раме машины подвешивается с помощью наклонной тяги, шарнира и вертикальной тяги. Тяга верхним своим концом с помощью цапфы крепится на основной раме машины и служит для восприятия горизонтальных внешних сил, действующих на вибробрус.

Корпус вибробруса представляет собой металлоконструкцию, состоящую из двух продольных швеллеров, верхних и нижних листов и деревянной обшивки по бокам.

Через шарнир подвеска бруса соединена с кривошипно-шатунным механизмом вертикальных качаний бруса, которые создают дополнительное уплотняющее воздействие на бетонную смесь и кроме того облегчают на-ползание бруса на призму бетонной смеси.

Рис. 213. Вибробрус с подвеской: 1 — корпус вибробруса; 2 — шарнир; 3 — наклонная тяга; 4 — вибратор;
5 — вертикальная тяга; 6 — анброизолятор

Поставленные исследования и многолетний опыт применения бетоно-отделочных машин показывает, что при имеющих место в современных машинах удельных статических давлениях для окончательного уплотнения необходимо, чтобы время вибрирования было не менее 15 сек при уплотнении пластичных бетонов и 15—30 сек при уплотнении жестких бетонов.

В некоторых конструкциях бетоноотделочных машин вибрация рабочим органам сообщается от нескольких электромеханических дебалансных виброэлементов. В этом случае всегда необходимо иметь синхронную работу этих виброэлементов. В большинстве случаев синхронизация обеспечивается наличием жесткой кинематической связи между отдельными виброэлементами.

Жесткость брусьев бетоноотделочных машин оказывает существенное влияние на характер распределения колебаний бруса по длине. По данным В. Г. Клементьева и М. И. Эстрина за норму жесткости можно принять стрелу прогиба, образующуюся под действием собственного веса. При расчете этот брус рассматривается как балка на двух опорах.