Процесс приготовления бетонной смеси включает в себя операции по приему и складированию составляющих материалов (цемента и заполнителей), дозированию и перемешиванию с водой, а также выдаче готовой бетонной смеси на транспортные средства.
Обычно бетонную смесь приготовляют на централизованных бетонных заводах или на приобъектных инвентарных (передвижных) бетоносмесительных установках (рис.3). Основными техническими средствами, смонтированными на бетоносмесительных заводах и установках, являются расходные бункеры с распределительными устройствами, дозаторы, бетоносмесители, системы внутренних транспортных средств и коммуникаций, раздаточный бункер. Указанное технологическое оборудование может быть скомпоновано по одноступенчатой (вертикальной, или башенной) и двухступенчатой (партерной) схеме. При вертикальной, или башенной схеме размещения оборудования составляющие материалы бетонной смеси (вяжущие, заполнители, вода) поднимаются в верхнюю точку технологического процесса один раз и далее перемещаются вниз под действием собственной силы тяжести, а при партерной, т е. двухступенчатой подъем происходит дважды. Наиболее компактны и экономичны башенные установки, но из-за значительной высоты (до 35 м) усложняется их монтаж.
Смесь соответствующих материалов является основой для изготовления бетонов. Качество получаемой продукции обеспечивается правильным подбором составляющих смесь компонентов, точной дозировкой этих компонентов и тщательным их перемешиванием.
Машины для перемешивания материалов носят название бетоносмесительных.В процессе перемешивания компоненты смеси равномерно распределяются по всему объему. Эффективность работы машины оценивается степенью полученной однородности смеси за определенное время её перемешивания.
Приготовление смеси состоит из следующих операций: дозировки материалов, входящих в состав смеси; загрузки смесительной машины составляющими материалами; перемешивания материалов; выгрузки готовой смеси.
Необходимое количество бетонов и растворов, удовлетворяющее растущей потребности современного строительства, и их высокое качество могут быть достигнуты только при комплексной механизации и автоматизации всех операций процесса приготовления смеси.
Комплексно-механизированные установки для приготовления бетонов обеспечивают наибольшую производительность и лучшие технико-экономические показатели.
Производство строительных работ требует не только приготовления бетонов, но и средств их доставки к местам потребления.
Способ доставки бетонов и растворов от смесительной установки к месту их укладки и необходимое для этого оборудование выбирают в зависимости от характера сооружения, общего объема укладываемой смеси, суточной потребности в смеси, высоты ее подъема и дальности горизонтального перемещения. При любом способе транспортирования смесь должна предохраняться от расслаивания на составные части.
В большинстве случаев при выполнении больших объемов бетонных работ на строительной площадке экономически целесообразно транспортировать бетонную смесь по трубам при помощи бетононасосов, обеспечивающих перемещение бетона на сравнительно небольшие расстояния в пределах строительной площадки. При необходимости транспортирования бетона от центральных бетонных установок на удаленные строительные объекты лучшими транспортными средствами, обеспечивающими сохранение качества бетона, являются автобетоновозы и автобетоносмесители.
По характеру работы смесительные машины делятся на машины цикличного (периодического) действия и машины непрерывного действия (рис.4).
В смесительных машинах цикличного действия перемешиваемые материалы загружаются отдельными порциями (замесами), причем каждая новая порция составляющих может быть загружена в барабан лишь после выгрузки из него предыдущего готового замеса. Такой способ работы позволяет регулировать длительность цикла перемешивания в зависимости от состава смеси! и дает возможность точно дозировать материалы для каждой порции. Эти машины обеспечивают высокое качество приготовляемой смеси и потому широко применяются в установках любой производительности.
В смесительных машинах непрерывного действия (рис.4в) загрузка барабана, перемешивание и выгрузка готовой смеси ведутся одновременно и непрерывно.
По исполнению смесительные машины могут быть передвижными и стационарными.
Передвижными выполняются цикличные смесители с небольшим объемом замеса. Легкие и мобильные, на колесном ходу, они предназначаются для объектов с малым объемом работ. Стационарные смесительные машины применяются на заводах и установках большой производительности.
По способу перемешивания материалов в смесительном барабане различают: гравитационные смесители; смесители с принудительным перемешиванием.
В гравитационных смесителях материалы; перемешиваются во вращающемся барабане, на внутренней поверхности которого укреплены лопасти. При вращении барабана материал захватывается и поднимается лопастями, а затем благодаря действию гравитационных сил ссыпается вниз. Форма и расположение лопастей придают потоку падающего материала нужное направление и создают встречные потоки, повышая этим эффективность перемешивания. Траектория движения материала во вращающемся цилиндрическом барабане показана на рис.4а пунктирной линией.
Достоинства гравитационных смесителей — простота конструкции, небольшой расход энергии и возможность перемешивания смести с крупным твердым заполнителем. Их недостаток — большая длительность перемешивания и невозможность достижения однородности массы при перемешивании жестких и мелкозернистых смесей. Поэтому гравитационные смесители применяют только для приготовления пластичных бетонов.
В смесителях принудительного перемешивания (рис.4 в, г, д)смесь приготовляется благодаря принудительному движению лопастей в массе материала. Перемешивание лопастями позволяет такие смесители применять для приготовления смесей любой консистенции.
В зависимости от состава смеси и назначения смесители принудительного перемешивания имеют различное конструктивное исполнение.
Корытообразные смесители непрерывного действия (рис. 4 в)для бетонов и растворов имеют плоские лопасти, образующие на валу прерывистую винтовую линию. Качество перемешивания смеси при непрерывном режиме работы обеспечивается, если смесь будет находиться в смесителе заданное время, что достигается при определенном соотношении между длиной корыта, угловой скоростью вала и схемой установки лопастей. Роторные смесители (рис. 4 г)представляют собой два концентрических неподвижных цилиндра (внешний и внутренний), образующих между собой рабочую зону, в которой вращаются по окружностям различных радиусов лопасти, укрепленные на общем роторе. Планетарно-роторные смесители (рис. 4 д)отличаются от роторных наличием двух встречных движений лопастей. Ротор вращает в кольцевой рабочей зоне валы с лопастями, а лопасти одновременно вращаются на своих валах, создавая дополнительные вихревые потоки смеси.
В качестве главного параметра цикличных бетоно- и растворосмесителей принят объем готового замеса, выраженный в литрах Соотношение объема готовой смеси и суммарного объема сухих компонентов, загружаемых для одного замеса, составляет для бетонов - 0,65.
Для свободного перемешивания компонентов смеси в гравитационных смесителях геометрический объем их барабанадолжен примерно в 3 раза превышать объем смеси.
Для смесительных машин непрерывного действия в качестве главного параметра принята их производительность, выраженная в м3/ч.
Описание конструкции и работа смесителей представлены на рисунках 5, 6, 7 и 8.
