«Бетоносмесительная установка непрерывного действия с годовой производительностью 200000м³»

В российском бетоноведении под высококачественными бетонами понимают легко укладываемые бетоны на гидравлических вяжущих, сочетающие высокие показатели прочностных свойств (классы по прочности на сжатие от В 40 и выше до В 90, что соответствует маркам по прочности М600-М1200 и более) и темпов твердения (прочность в возрасте суток естественного твердения не менее 25-30 МПа) с требуемыми показателями строительно-технических свойств, в том числе:

• водонепроницаемость W 12 и выше;

• морозостойкость F 400 и выше;

• истираемость не более 0,3-0,4 г/с м² ;

• водопоглощение 1-2,5 мас %;

• высокая сопротивляемость проникновению хлоридов;

• высокая газонепроницаемость;

• регулируемые показатели деформативности (в том числе компенсация усадки бетона в возрасте 14-28 сут естественного твердения).

Впервые в отечественной практике строительства были получены и применены высокопрочные и быстротвердеющие бетоны с прочностью на сжатие до 200 МПа, сочетающие высокие показатели морозостойкости (F 1000 и выше) и водонепроницаемости (W 20 и более) со стабильностью объема и повышенной стойкостью к различным агрессивным воздействиям и высокими декоративными свойствами. Разрабатывались данные бетоны специалистами НИИЖБа совместно с привлеченными организациями.

В 1985-1998 гг. разработаны:

— теоретические основы получения эффективных высококачественных бетонов различного назначения и повышения эксплуатационной надежности путем управляемого структурообразования на всех этапах производства за счет использования композиционных вяжущих веществ, применения комплексных химических модификаторов и активных минеральных компонентов;

— полифункциональные химические модификаторы бетона различного назначения (суперпластификаторы, пластификаторы, регуляторы твердения и структуры бетона и др.), оптимизированы составы и условия их применения в зависимости от требуемого технического эффекта и способа введения, в том числе при приготовлении бетонных смесей или на стадии получения композиционных вяжущих;

— составы, технология применения широкой гаммы активных минеральных компонентов, в том числе конденсированного микрокремнезема и расширяющих добавок, используемых как при приготовлении бетонных смесей, так и при получении композиционных вяжущих и предназначенных для снижения расхода клинкерного компонента, повышения прочностных характеристик и коррозионной стойкости бетонов, повышения их водостойкости и трещиностойкости, компенсации усадочных деформаций и регулирования процессов структурообразования;

— составы и технология получения композиционных вяжущих, предусматривающая механохимическую активацию компонентов в присутствии полифункциональных модификаторов и минеральных добавок с целью придания цементному камню специальных свойств: высокой прочности (от 60 до 120 МПа), ускоренных темпов твердения, высоких показателей по морозостойкости, сульфатостойкости, отсутствия деформаций усадки и др.

Впечатляет перечень объектов, на которых были применены высококачественные бетоны. Так, например, созданы промышленные образцы технологических комплексов, осуществлено опытное и опытно-промышленное внедрение, а также промышленное освоение различных видов бетонов, в том числе при изготовлении мостовых строений и монолитных конструкций транспортных сооружений из бетонов с повышенными эксплуатационными характеристиками из архитектурного бетона, декоративных плитных изделий из высокопрочных бетонов, при производстве сборных железобетонных конструкций специальной и общестроительной номенклатуры по беспропарочной технологии Высококачественные бетоны широко применяются при строительстве монолитных и сборно-монолитных специальных сооружений, покрытий аэродромов, взлетно-посадочных полос, монолитных конструкций стартовых комплексов для космических систем и других специальных объектов.

Следует подчеркнуть, что разработанная технология позволяет быстро осуществить диверсификацию производства и перейти на выпуск социально значимой продукции, что позволит обеспечить безопасность зданий и сооружений, повысить их архитектурную выразительность.

За 1985-1998 гг. в строительстве различных гражданских объектов и специальных сооружений с использованием новых бетонов изготовлено и применено более 1 млн. м² железобетонных конструкций и монолитного железобетона.

Экономический эффект разработки ученых определяется снижением материалоемкости, уменьшением энерго- и трудозатрат и применением техногенных отходов, значительным увеличением долговечности, и, как следствие, увеличением срока межремонтной эксплуатации и снижением эксплуатационных расходов, связанных с функционированием зданий и сооружений и с проведением ремонтных работ, что стало возможным благодаря обеспечению высоких, ранее недостижимых показателей эксплуатационной надежности бетона.

Представляется, что начатый рядом российских организаций комплекс работ имеет хорошую ближайшую перспективу. Развитие транспортного строительства, освоение новых месторождений нефти и газа, в том числе на морских шельфах в условиях воздействия соленых вод, волновых и ветровых нагрузок, увеличение объемов использования подземных пространств и строительство подземных «мини-городов», архитектурный железобетон — вот неполный, но весьма характерный перечень рациональных областей применения новых бетонов.

В настоящее время каждая категория потребителей бетоносмесительных машин приобретает специфические модели, выбор которых зависит от объемов и условий работ. При этом основными параметрами выбора являются производственная вместимость смесителя, энергоемкость процесса смешивания, надежность и долговечность машины, ее цена. Оптимизировать эти параметры можно лишь в случае создания теоретически и технически обоснованного типоразмерного ряда выпускаемых смесителей, что имеет место у зарубежных фирм, выпускающих, например, землеройную технику (Кomatsu, Саtеrрillar и др.). Создание такого ряда бетоносмесительных машин позволяет оптимизировать структуру их парка и выпускать их в строгом соответствии с потребностями строительной индустрии, развитие которой непосредственно связано с общественным развитием. При этом производителям бетоносмесителей не потребуются дополнительные затраты на проектирование и изготовление новых машин, находящихся в данном типоразмерном ряду, ибо их конструктивно-технологические параметры геометрически и физически подобны.

Используя известные критерии подобия Рейнольдса, Фруда, Вебера, Эйлера, нами получены зависимости для определения в геометрически подобных смесителях таких параметров, как: мощность, масса, частота вращения и др. Используя найденные зависимости, построен типо-размерный ряд роторных бетоносмесителей. Полученные расчетным путем на основе теории подобия параметры смесителей могут быть откорректированы применительно к более конкретным условиям работы и требованиям потребителя.

Организация производства бетоносмесительных машин данного типоразмерного ряда позволит осуществлять их выпуск в соответствии с конкретными нуждами потребителя и, тем самым, совершенствовать структуру парка машин, под которой следует понимать количественное соотношение между машинами (бетоносмесителями) одного и того же назначения, но разными по своим производственным характеристикам. От того, насколько это соотношение удовлетворяет потребностям предприятий строительной отрасли, во многом зависит эффективность использования техники и стоимость выполняемых ею работ.

Сравнивая бетоносмесительное оборудование отечественных и зарубежных производителей, можно констатировать следующее. Прежде всего, известно, что все бетоносмесители по способу смешивания делятся на два класса: со свободным смешиванием материалов (гравитационные) и с принудительным. Известно, что гравитационные смесители наиболее целесообразно использовать для приготовления более пластичных смесей, т.е. смесей, имеющих меньшее удельное сопротивление при их смешивании; для приготовления же жестких бетонных смесей наиболее эффективны смесители с принудительным смешиванием материалов.

В целом же относительно этих двух классов смесителей следует отметить, что смесители с принудительным смешиванием любых материалов обеспечивают приготовление смесей более высокого качества по степени однородности. И это связано не только с тем, что в этих смесителях смешиваемые компоненты подвергаются механическому воздействию со стороны смешивающего устройства, а главное, с тем, какое количество этих воздействий в единицу времени обеспечивает смешивающее устройство.

Учитывая вышесказанное, нами в свое время была предложена классификация бетоносмесителей в зависимости от количества, рода и характера изменения во времени составляющих движений компонентов смеси под воздействием смешивающего устройства.

Для определения количества составляющих движений компонентов составляется принципиальная схема смешивающего устройства и схема возможных движений компонентов при их смешивании. Схема устройства ориентируется в пространстве по координатным осям x, y, z, на которые проецируются возможные движения смешиваемых компонентов. При ориентации координатных осей принимается, что ось z совпадает с осью вращательного движения смешивающего устройства либо параллельна ей. При ориентации осей x и y следует по возможности стремиться совместить их направления с одним из направлений движения смешиваемых компонентов, исключая, таким образом, появление новой составляющей движения, фиктивно повышающей класс способа смешивания.

Анализ существующих конструкций бетоносмесителей, согласно предложенной классификации, позволяет определить потенциальные возможности конструкции смешивающего устройства и в основном определить область применения.

Так, наименьший эффект при смешивании следует ожидать в бетоносмесителях со свободным смешиванием материалов, в которых смешиваемые компоненты имеют лишь две составляющие движения, а

● Автоматическое (штатный режим работы) и ручное управление процессом приготовления бетонных (растворных) смесей.

● Управление дозировочным, смесительным оборудованием, подъёмными устройствами (скипы, транспортёры подъёма), устройствами ускорения выгрузки, если такие имеются в наличии.

● Визуализация состояния технологического оборудования и параметров

процесса.

● Возможность просмотра диаграмм работы оборудования.

● Постоянный контроль функционирования исполнительных механизмов с выдачей сообщений о возникших нештатных ситуациях и неисправностях.

● Выполнение необходимых технологических блокировок для исключения аварийных ситуаций дозировочно_смесительного оборудования.

● Блокировка ошибочных команд оператора.

● Многорецептурное приготовление смесей.

● Параллельное дозирование нового и перемешивание предыдущего замеса

с целью сокращения времени выполнения заявок.

● Загрузка содержимого дозаторов в смеситель по заданному регламенту выгрузки (если в силу принятой технологической схемы невозможна одновременная выгрузка всех дозаторов в смеситель, применяется заданная последовательность разгрузки дозаторов).

● Возможность задания индивидуальных регламентов выгрузки компо_

нентов смесей из дозаторов в смесители для каждого класса продукции.

● Возможность задания в зависимости от вида продукции индивиду_

альных технологических параметров и характеристик оборудования: времени перемешивания, времени выгрузки из смесителя, вместимостисмесителя.

● Корректировка количества дозируемой по рецепту воды и инертных

компонентов (щебня, гравия, песка т.п.) с учётом их влажности.

● Наличие широкой номенклатуры производимых смесей, в том числе и жёстких смесей с водоцементным отношением 0,30…0,41, для производства которых необходимо круговое впрыскивание воды в бетоносмеситель и выполнение ряда других специальных условий.

● Стабилизация водоцементного отношения по СВЧ_влагомеру.

● Возможность оперативного ввода оператором отклонения от рецепта воды как для всей заявки, так и для отдельных замесов (данная опция полезна в ситуации резкого изменения влажности наполнителей).

● Возможность изменения рецептур, параметров системных и технологических настроек с учётом прав доступа пользователя к функциям системы.

● Регистрация вмешательств в процесс автоматического управления, фиксация изменений рецептур, системных и технологических параметров.

● Учёт дозирования компонентов в ручном режиме, защита от хищений компонентов.

● Формирование архивов отгрузок, расхода, событий и распечатка соответствующих отчётов.

● Контроль давления воздуха в магистрали, выдача сообщений о падении давления ниже допустимой величины с приостановкой процесса отгрузки.

● Контроль уровней материала в бункерах и цементных силосах.

● Контроль и поддержание температуры горячей воды, контроль темпера_

туры бетонной смеси.

● Управление загрузкой инертных компонентов и цемента в бункеры дозаторов.

● Обеспечение многолетней безотказной работы в режиме двух_ или трёхсменной эксплуатации.

Данным требованиям не отвечает большинство производимых в нашей стране БСУ, в которых до сих пор используются релейно_контактные схемы, давно забытые на Западе. С другой стороны, именно соответствие этим требованиям даёт возможность конкурировать с ведущими западными фирмами. В конечном итоге способность вести равную конкурентную борьбу с лидерами мирового рынка является главным показателем уровня фирмы и качества производимого ею оборудования.

7. Бауман В.А, Клушанцев Б.В.Мартынов В.Р. Механической оборудование продприятий строительных материалов, изделий и конструкции.М, Машиностроение ,1975

8. Тимофеев В.А и др. Оборудование асфальто бетонных заводов, и эмульсионных баз. М Машиностроение, 1989

9. Сапожников И.Я Машины и аппараты промышленности строительных материалов. М Машгиз, 1961

10. Лапир Ф.А. Механическое оборудование заводов сборного железобетона. М. Машиностроение, 1965