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 - 15^o

pneumatyczny - nachylenie ścian leja 60 - 65^o

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

1. cykl pracy = czas produkcji jednego zarobu

= napełnianie+mieszanie+wyładunek

2. 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)

3. 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)