Wytwarzanie mieszanki betonowej - proces wykonywany na placu budowy lub w wyspecjalizowanym zakładzie produkcyjnym - betonowni - obejmujący następujące działania:
dozowanie składników mieszanki betonowej
mieszanie
wyładunek na środki transportu
Działania pomocnicze:
magazynowanie i transport składników
działania kontrolne
Prymitywne warunki wytwarzania mieszanki na placu budowy
Dotyczy niewielkich ilości mieszanki, niższych klas betonu - do B15, wykonywanych głównie w mieszarkach wolnospadowych.
Dozowanie cementu - wagowe - pełnymi workami, tzn. ustalanie receptury na 1 worek cementu
Dozowanie kruszywa - objętościowe - np. liczba łopat
Dozowanie wody - objętościowe, praktycznie - do konsystencji
Produkcja przemysłowa mieszanki betonowej:
W betonowni produkującej mieszankę towarową
Na placu budowy w betonowni tymczasowej lub przejezdnej
Rodzaje betonowni
I Podział pod względem układu
- jednostopniowe ( inaczej - pionowe, wieżowe) - jeden stopień transportu wewnątrzprodukcyjnego, tzn: składniki mieszanki są dostarczane w wyniku jednej operacji na najwyższą kondygnację betonowni, skąd grawitacyjnie przemieszczają się przez poprzez dozatory do mieszarki i (po wymieszaniu) na środek transportu
- wielostopniowe ( dwu- lub trzy- stopniowe) - dwa lub trzy stopnie transportu wewnątrzprodukcyjnego
II Podział pod względem konstrukcji
- betonownie stałe - posadowione na ciężkiej konstrukcji wsporczej (fundamenty), przewidziane jako wytwórnie pracujące w tym samym miejscu przez wiele lat, nastawione na masową produkcję mieszanki towarowej
<jeśli układ jednostopniowy - zawsze stała>
- betonownie przestawne (tymczasowe) - konstrukcja lekka, przystosowana do szybkiego montażu w różnych warunkach, układ najczęściej dwustopniowy, mogą być lokalizowane na placu budowy (duże zapotrzebowanie na mieszankę) lub jako tymczasowe wytwórnie mieszanki towarowej
- betonownie przejezdne (typu "mobile") - możliwe do zlokalizowania na każdym placu budowy, zespół dozująco - mieszający na podwoziu kołowym + silosy na składniki
URZĄDZENIA W BETONOWNI
Urządzenia wykorzystywane przy składowaniu materiałów
CEMENT
Silosy walcowe o średnicach 5-10 m i pojemności 100 - 1500t
Konstrukcja silosów - stalowa, (rzadko - żelbetowa - w stałych)
Rozładunek silosów:
grawitacyjny - nachylenie ścian leja 10 - 15o
pneumatyczny - nachylenie ścian leja 60 - 65o
Dodatkowe wyposażenie silosów
urządzenia kontrolne do pomiaru wypełnienia
wibratory na ściankach leja do wspomagania rozładunku
KRUSZYWO
Plac składowy o utwardzonym podłożu
Zasobniki, silosy
Plac składowy: różne rozwiązania
Pryzmy (hałdy) różnego kształtu
zasieki: wachlarzowe, boksy
Zasobniki: o przekroju prostokątnym, otwarte, dobrze gdy
zadaszone, mogą być podzielone na komory,
zamknięte kratą
Silosy: zamknięte, o przekroju kołowym lub prostokątnym,
podzielone na komory, wyposażone w miernik
wypełnienia
DOMIESZKI
Kontenery, hoboki - usytuowane w ocieplonym pomieszczeniu - domieszki nie mogą przemarzać!
Urządzenia transportu wewnętrznego składników mieszanki
CEMENT Transport:
- do silosa - transport pneumatyczny układem rurociągów
- z silosa do dozatora - transport mechaniczny - przenośnik ślimakowy
- z dozatora do mieszarki - mechaniczny - przenośnikiem ślimakowym lub grawitacyjny - bezpośrednio do mieszarki
KRUSZYWO
W obrębie placu składowego - ładowarki, łopaty mechaniczne, przenośniki taśmowe
W obrębie węzła betoniarskiego - przenośniki taśmowe i kubełkowe, kosze zasypowe przejezdne (z wciągarką), najazdowe dozowniki wagowe
DODATKI i DOMIESZKI
Składowanie w opakowaniach transportowych w pomieszczeniach zamkniętych
Domieszki - transport do dozatora - pompowy z użyciem pompy cyrkulacyjnej
Dodatki sypkie - zazwyczaj transport ręczny do mieszarki
Urządzenia dozujące
W warunkach przemysłowych wytwarzania mieszanki:
dozowanie składników suchych musi być wykonywane wagowo
Dozowanie składników ciekłych (woda,
domieszki) może być wykonywane zarówno
wagowo jak i objętościowo - częściej
objętościowo
CEMENT
Dozowniki wagowe oparte na układach dźwigniowych, sprężynowych lub na czujnikach tensometrycznych
Dozownik składa się z: zasuwy wlotowej, pojemnika, układu wagowego, zasuwy wylotowej
Najczęściej - dozowniki o pracy cyklicznej; dozowniki o pracy ciągłej możliwe tylko przy ciągłej produkcji mieszanki
Sterowanie - ręczne, półautomatyczne, automatyczne
KRUSZYWO
Dozowniki wagowe - rozwiązania podobne jak w przypadku cementu
Ważące przenośniki taśmowe - umieszczone pod zasobnikami kruszywa, oparte na systemie tensometrycznym, ważące narastająco (sumująco) kolejne kruszywa składowe i zasypujące je do mieszarki
Ważące dozowniki najazdowe - ważą kolejno kruszywa składowe i poruszają się dzięki wyciągarce, zasypując kruszywo do mieszarki
WODA i DOMIESZKI
Dozowniki przepływowe - "wodomierze" z systemem zaworów odcinających
Dozowniki wagowe - zbiornik z układem ważącym i system zaworów
Dozowniki objętościowe, zbiornikowe- mało dokładne - zbiornik z zaworem najczęściej pływakowym
Urządzenia do mieszania mieszanki betonowej
Betoniarka - składa się z zespołu podstawowego (mieszającego) - mieszarki oraz zespołów uzupełniających, w tym - zespołu sterującego, kosza zasypowego, układu wyładowczego, konstrukcji wsporczej
Rozwiązania techniczne:
- betoniarki wolnospadowe
mieszarki o działaniu wymuszonym
BETONIARKI WOLNOSPADOWE - mieszanie w bębnach obracających się wokół osi poziomej lub ukośnej. Ścianki wewnętrzne mogą mieć wbudowane ciągłe łopatki o linii śrubowej - podnoszenie i spadanie materiału przesuwającego się wzdłuż osi betoniarki
Stosowane tylko przy wykonywaniu mieszanek o konsystencji plastycznej i półciekłej, w warunkach prymitywnych - do uzyskiwania betonów niskich klas
uchylne
nieuchylne dwukierunkowe (nawrotne)
nieuchylne z rynną wysypową (o pracy okresowej lub ciągłej)
Stosowane pojemności - 50 - 250 dm3
MIESZARKI O DZIAŁANIU WYMUSZONYM
- mieszanie poprzez mieszadła poruszające się w mieszalniku mieszarki ( misa lub koryto). Misa może się także obracać. Spotykane pojemności - od 0,5 do 3 m3; prędkość obrotów ok. 20 - 50 obr/min.
Mieszarki o osi pionowej
z nieruchomym mieszalnikiem
z ruchomym mieszalnikiem
przeciwbieżne: przeciwny kierunek obrotów mieszadeł i mieszalnika
współbieżne: ten sam kierunek obrotu mieszadeł i mieszalnika
Podział pod względem konstrukcji mieszadeł:
turbinowe: mieszadła obracają się tylko względem osi mieszalnika
planetarne: mieszadła obracają się względem osi mieszalnika i dodatkowo każda łopatka względem własnej osi
turbinowo - planetarne: tylko jedna łopatka obraca się względem osi własnej, pozostałe - względem osi mieszalnika
Mieszarki o osi poziomej ( korytowe):
jednowałowe
dwuwałowe
Mają nieruchomy mieszalnik i łopatki zamocowane sztywno na obracającym się wale ( jednym lub dwóch); zazwyczaj duże pojemości -2-3m3
Charakterystyka mieszarek
cykl pracy = czas produkcji jednego zarobu
= napełnianie+mieszanie+wyładunek
pojemność mieszarki
geometryczna Vg - objętość mieszalnika
robocza Vr ~= 0,55Vg - objętość suchych składników maksymalnego zarobu
użyteczna Vu ~= 0,7Vr - objętość gotowej mieszanki z jednego zarobu (niezagęszczonej)
wydajność mieszarki
Q = 0,001* Vr*n*α*Sw
n - liczba cykli pracy na godzinę
α - wspólczynnik zmiany objętości Vu/Vr = ok.0,7
Sw - współczynnik wykorzystania czasu pracy (czas efektywnej pracy do czasu zmiany roboczej)