Классификация смесительных установок ЦБЗ

Смесительные установки по ряду параметров классифицируются следующим образом.

По временным особенностям приготовления смесители бывают циклического и непрерывного действия.

По способу перемешивания смеси: свободного перемешивания; принудительного; вибрационного.

В зависимости от компоновки оборудования установки делятся на башенного и партерного типа (по аналогии с АБЗ). В плане бетоносмесители могут компоноваться по линейной и гнездовой схеме. При гнездовой установке несколько смесителей располагают вокруг общей оси и один комплект расходных бункеров и дозаторов может обслуживать несколько смесителей. При линейной схеме число бункеров и дозаторов увеличивается до числа смесителей.

Прогрессивным решением при любой компоновке является использование готовых конструкций и блоков, позволяющих легко монтировать и демонтировать ЦБЗ. Примером блочного цементобетонного завода-автомата служит завод БМБЗ-60 производительностью 60 м³/ч (завод мон тируется в течение четырех дней).

Рис. 1. Схема технологического процесса приготовления смеси на установках непрерывного действия: 1 – склады каменных материалов; 2 – расходные бункеры; 3 – маятниковые ленточные дозаторы; 4 – собирающий конвейер; 5 – наклонный транспортер (галерея); 6 – емкость и дозатор воды; 7 – емкость и дозатор цемента; 8 – мешалка непрерывного действия

Рис. 2. Схема технологического процесса приготовления цементобетонной смеси в установке циклического действия: 1 – склады каменных материалов; 2 – конвейер (подземная и наклонная галереи); 3 – поворотная разделительная воронка; 4 – подача цемента; 5 – бункер для материалов; 6 – дозаторы; 7 – подача и дозирование воды; 8 – приемное и распределительное устройство; 9 – подача и дозирование химических добавок; 10 – мешалка циклического действия; 11 – бункер-накопитель

Основной технологической операцией при приготовлении цементобетонной смеси является перемешивание компонентов. Эффективность перемешивания зависит от вида бетонной смеси, её подвижности, последовательности подачи компонентов при перемешивании, продолжительности перемешивания, типа смесителя.

Для перемешивания применяют три способа перемешивания: свободное, принудительное и вибрационное.

Гравитационные бетоносмесители представляют собой барабан, вращающийся относительно горизонтальной или наклонной оси с закрепленными на его поверхности лопастями. У этих смесителей процесс смесеобразования происходит в результате столкновения потоков компонентов, свободно падающих с лопастей под действием силы тяжести.

Гравитационные смесители относительно просты по конструкции, надежны в эксплуатации и долговечны. Рациональной областью их применения является приготовление подвижной крупнозернистой смеси, используемой в монолитных конструкциях. Основной недостаток гравитационных смесителей заключается в малой эффективности при приготовлении наиболее экономичных по расходу цемента малоподвижных жестких смесей, которые налипают на лопасти и плохо выгружаются. Кроме того, у гравитационных смесителей имеются и ограничения возможности увеличения производительности путем интенсификации процессов перемешивания.

Бетоносмесители принудительного действия получили за последнее время наибольшее распространение. В отличии от гравитационных смесителей у этих механизмов потоки смешиваемой массы создаются движущимися внутри смесителей лопастями. Принудительные смесители являются более универсальными и пригодны для приготовления любых смесей. Ещё далеко не исчерпаны резервы повышения производительности этих смесителей за счет улучшения технических параметров.

К преимуществам бетоносмесителей принудительного действия можно отнести: высокую производительность (вдвое больше, чем у гравитационных); возможность приготовления любой смеси с высокой однородностью консистенции; полную выгрузку смеси после замеса; меньший перепад высот между уровнем загрузки и разгрузки; безопасность обслуживания (т.к. вращающиеся части находятся внутри барабана).

Недостатками этих смесителей являются: относительная сложность конструкции; более интенсивный износ рабочих органов; большая удельная мощность (примерно 0,01 кВт/л емкости смесителя, что в 3 раза больше, чем у гравитационных барабанов).

При виброперемешивании смеси она подвергается комплексному воздействию перемешивающих органов и вибрации. смесь под влиянием тиксотропных изменений переходит в разжиженное состояние, поэтому виброперемешивание даже очень жестких смесей обеспечивает их однородность. Вибрация осуществляется собственно барабаном или вибрирующими лопастями или вибраторами, помещенными в обычный смеситель. Виброперемешивание значительно повышает прочность цементобетона (при сжатии на 20-25 %, при изгибе – на 10-20 %). Происходит это за счет более равномерного перемешивания смеси и процесса механоактивации заполнителей и цемента.

При перемешивании возможны несколько вариантов последовательности введения компонентов смеси, но наилучший эффект достигается при следующей последовательности: вначале перемешивают щебень с частью воды, после предварительного их перемешивания подают цемент и затем оставшуюся часть воды и песка. Различные химические добавки вводят с водой. Продолжительность перемешивания можно сократить если вначале перемешать всухую щебень, песок и цемент, а затем добавить воду. Однако все преимущества этого способа теряются из-за того, что в этом случае значительно увеличиваются затраты энергии на перемешивание сухой смеси и сильно изнашивается рабочее оборудование (особенно у смесителей принудительного действия).

Качество бетонной смеси очень сильно зависит от продолжительности перемешивания и увеличивается с увеличением времени. Минимальное время перемешивания зависит в основном от емкости бетономешалки (при заданной подвижности смеси) и ориентировочно составляет (в летних условиях: до 250 л – 60 с; 425-500 л – 90 с; до 1200 л – 120 с; до 2400 л – 150 с).

Современные бетоносмесители выпускаются следующих типоразмеров (по емкости готового замеса, л): 65 (СБ-116А, СБ-101, СБ-43); 165 (СБ-30, СБ-80); 330 (СБ-16); 375 (СБ-35); 500 (СБ-91, СБ-108); 800 (СБ-10В, СБ-62); 1200 (СБ-93); 2000 (СБ-103).

Типовые бетоносмесительные установки для приготовления смесей имеют производительность: передвижные – 5 (СБ-61) и 16 (СБ-70-1) м³/ч; стационарные – 30 (СБ-37, СБ-75), 60 (СБ-78), 120 (СБ-109) и 240 (СБ-118) м³/ч.

При циклическом способе производства бетонной смеси 30-50 % времени цикла затрачивается на вспомогательные операции, загрузку компонентов в смеситель и выгрузку готовой смеси.

В смесителях непрерывного действия эти операции совмещены во времени и в основном благодаря этому повышается их производительность. Кроме того, при подаче материалов в смеситель непрерывного действия они расположены одним слоем (слоеный пирог), следовательно затраты энергии и времени на их перемешивание вдвое меньше, чем в циклических смесителях.

Однако, как уже упоминалось (по аналогии с АБЗ) непрерывные технологические процессы приготовления бетонной смеси особенно эффективны при укладке больших объемов бетонной смеси одного вида и марки. Часто менять рецептуру смеси весьма трудно, т.к. приходится перестраивать работу не только смесителя, но и всех дозаторов.

Бетоносмесительные установки непрерывного действия выпускаются преимущественно партнерного типа с линейным расположением расходных бункеров.