Реферат: Бетоносмесительное отделение для цеха по производству плит аэродромных и дорожных покрытий произ
Все эти факторы определяют доминирующее применение бетона и железобетона в строительстве.
По уровню технических и экономических показателей и по объемам применения бетон и железобетон существенно превосходит другие строительные материалы. Поэтому технико-экономический эффект от практического применения той или иной разработки может быть весьма ощутим. Так, исследования норвежских специалистов, проведенные недавно, показали, что финансирование исследований в области бетонов высоких технологий (было проанализировано 130 проектов, где использован такой бетон) дало прибыль за период 1984—2000 гг., в 19раз превышающую первоначальные затраты [1].
Ежегодно для строительства новых, ремонта и восстановления существующих дорог тратится огромное количество материалов. Важнейшим фактором снижения стоимости строительства автомобильных дорог и повышения эффективности капитальных вложений является применение местных дорожно-строительных материалов повышенной долговечности, в том числе с использованием техногенных отходов.
Для повышения конкурентоспособности цементобетонных покрытий по сравнению с асфальтобетонными покрытиями необходимо совершенствовать дорожный бетон, технологию строительства и конструкции покрытий на его основе. При этом, с одной стороны, требуется повышение долговечности (срока службы), с другой — снижение материалоемкости и стоимости конструкций [2].
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
В бетонных покрытиях дорог и аэродромов основными расчетными напряжениями являются напряжения от изгиба, так как покрытие работает на изгиб, как плита на упругом основании. Поэтому надо обеспечивать требуемую прочность бетона на растяжение при изгибе, а также достаточную прочность на сжатие и морозостойкость [6].
К более совершенным разновидностям дорожного бетона следует отнести высокопрочный бетон, основной расчетной характеристикой которого является прочность при растяжении и изгибе. Под высокопрочным дорожным бетоном понимается разновидность дорожного бетона с нормированным объемом вовлеченного воздуха, отличающаяся более высоким классом по прочности при растяжении и изгибе, низким водоцементным отношением и капиллярно-пористой структурой, обеспечивающей высокую долговечность бетона [2].
Совершенствование технологии изготовления бетона и железобетона на современном этапе не представляется возможным без применения химических добавок. Вводимые в состав бетона добавки (массовая доля 0,01—3%) существенно изменяют свойства бетонной смеси, снижают ее способность к расслаиванию, обеспечивают необходимую скорость загустевания. Химические добавки могут ускорить твердение бетона в нормальных условиях и в процессе термообработки, обеспечить ему повышенную морозостойкость, водонепроницаемость, прочность, коррозийную стойкость. Их рациональное применение изменило технологию транспортирования и укладки бетонной смеси, сделало этот процесс механизированным и менее трудоемким, значительно сократило время набора технологической или отпускной прочности бетона и, следовательно, сократило срок изготовления конструкций, что, в конечном счете, позволило увеличить производительность технологической линии. Химические добавки дали возможность целенаправленно вести технологический процесс производства железобетонных конструкций для определенных условий эксплуатации с требуемой морозостойкостью, водонепроницаемостью и коррозионной стойкостью. Они обеспечивают возможность существенной экономии цемента.
Суперпластификатор С-3 является одной из специальных отечественных химических добавок для бетонов, производимой методом химического синтеза. Добавка прошла лабораторные испытания, получила все необходимые сертификаты и занимает одну из лидирующих позиций среди аналогичной продукции, так как обладает стабильным качеством.
В экспериментальных работах была доказана возможность замены цемента марки 500 на марку 400 в бетонных смесях с суперпластификатором С-3 без снижения прочности бетона. При правильной работе с суперпластификатором С-3 можно добиться увеличения водонепроницаемости бетона на 1—2 марки, иногда даже на 3.
Присутствие в бетоне этого суперпластификатора обусловливает формирование более прочной и плотной структуры бетона, что обеспечивает повышенные показатели марочной прочности, водонепроницаемости, морозостойкости, что приводит к увеличению сроков эксплуатации бетона, повышению долговечности конструкций.
Эффективность действия добавки проявляется на начальной стадии изготовления бетона и конструкций, на каждом этапе формирования бетона, получения готового изделия или конструкции.
Использование суперпластификаторов, в частности добавки С-3, в технологии бетона и железобетона позволяет снизить трудозатраты при укладке бетона на 10-60%, повысить прочность бетона на 30—70%, снизить водонепроницаемость в 2—3 раза, сократить расход цемента на 15-20%. При этом обеспечивается повышение морозостойкости, общей коррозийной стойкости бетона и качества изделий. Срок службы металлических форм для изготовления сборного железобетона увеличивается в 1,5—2 раза. В целом по приведенным затратам экономия за счет применения суперпластификаторов в технологии бетона и железобетона оценивается в 90—300 р. на 1 м3 бетона [3].
Также было рассмотрено получение быстротвердеющего высокопрочного бетона повышенной долговечности путем комплексного модифицирования структуры бетона добавками различного функционального назначения, в частности водоредуцирующего и гидрофобизируюшего действия. Результаты этих испытаний высокопрочного бетона на прочность, водонепроницаемость и морозостойкость подтверждают, что на практике можно получить бетон класса 80-100 требуемой морозостойкости на стандартных, рядовых материалах (портландцементе марки ПЦ 500, на гранитном щебне и кварцевом песке) при использовании комплексной добавки суперпластификаторов С-3, PAV-29 и высокоплотной опоки.
Применение высокопрочного бетона позволяет сократить сроки строительства, повысить эффективность строительства, стойкость кромок покрытия на швах против скалывания при наезде транспортных средств, увеличить срок службы дорожных и аэродромных цементных покрытий из высокопрочного бетона не только по условиям прочности, но и по морозостойкости[2].
При использовании химических добавок без ухудшения свойств бетона можно уменьшить до 25% расход цемента, сэкономить в среднем более 18 кг условного топлива, уменьшить 2 – 2,5 раза энергоемкость приготовления бетонной смеси и сократить энергозатраты при формовании изделий на 36 – 42%.
В широких пределах (от 0,11 до 1,02 кг условного топлива) изменяется энергоемкость приготовления бетонной смеси.
При перемешивании бетонной смеси необходимо обеспечить сплошное обволакивание цементным тестом поверхности зерен заполнителя и равномерное распределение раствора в массе крупного заполнителя. В зависимости от вида заполнителей и бетона и характера приготовления применяют различные способы перемешивания составляющих. Перемешивание со свободным падением материалов происходит в медленно вращающихся, чаще всего наклоняющихся смесительных барабанах, на стенках которых изнутри имеются изогнутые лопасти. Перемешивание со свободным падением применяют для подвижных смесей с крупным заполнителем плотных пород. Этот простой и экономичный способ, однако, для жестких бетонных смесей непригоден, так как не обеспечивает достаточной однородности смеси даже при увеличении продолжительности перемешивания. Перемешивание в смесителях принудительного действия осуществляется с помощью вращающихся лопастей, насаженных на горизонтальные или вертикальные валы. В этих случаях перемешивание материалов происходит по более сложным траекториям, что повышает однородность бетона.
Смесители бывают цикличного и непрерывного действия. К первым относят противоточные лопастные смесители, а ко вторым – одно- и двухвальные смесители. Эффективно применение турбулентных смесителей с неподвижной чашей лопастями, вращающимися на осевом валу, а также смесителей с барабаном, вращающимся на центральном валу, и лопастями, вращающимися в барабане вокруг своих осей [5].
Модернизация действующих и разработка новых БСУ занимается «Тензо-Микс». Многие действующие бетоносмесительные установки изношены, а требования к производительности и качеству изготавливаемых бетонных смесей значительно возросли. Очевидно, что модернизация действующих БСУ требует значительно меньших средств, чем строительство новых. Она позволяет намного улучшить характеристики установок по сравнению с действующими и, следовательно, повысить качество выпускаемой бетонной смеси, привести ее в соответствие с установленными требованиями; обеспечить соблюдение рецептуры бетонной смеси и технологии производства бетона; увеличить производительность установки и расширить номенклатуру производимых смесей; повысить экономию сырья и энергоресурсов.
Модернизация БСУ заключается в основном в установке новых электронных весовых дозирующих систем и объединении всех дозаторов в локальную сеть с помощью многофункционального контроллера и компьютера. Уже существующие весовые емкости на БСУ оснащаются новыми автоматическими заслонками и клапанами, шкафами электронного и пневматического управления. Возможно дополнительное оснащение техническими и программными средствами автоматизированного управления в составе новейших АСУ ТП. При необходимости устанавливается новое технологическое, транспортное и аспирационное оборудование — современные бетоносмесители, дозирующие шнеки; монтируются контрольно-измерительные приборы и датчики. Возможна также поставка вибрационного, оборудования для улучшения сыпучести материалов.
В последнее время становится актуальным контроль загрузки склада цемента. С этой целью используются различные датчики уровня цемента, а для определения его массы в силосах — электронные весовые устройства ТВЭУ-100 Г. Для защиты от ветровых нагрузок используются антиопрокидывающие устройства в составе узлов встройки тензодатчиков. При модернизации бункеров инертных материалов-заполнителей с ленточными питателями применяются датчики типа С2 со стандартными узлами встройки типа ШС.
Чтобы минимизировать остановки технологического процесса при замене бункеров, они устанавливаются на датчики сжатия типа К2 с простейшим узлом встройки.
ЗАО «ВИК «Тензо-М» разработало и осуществило серийный выпуск новых мобильных всесезонных автоматизированных бетоносмесительных установок производительностью 30 м3 /ч АБСУ-30 серии «Тензо-Микс» (рисунок 1).
Рисунок 1 – Автоматизированная бетоносмесительная установка АБСУ-30 «Тензо-Микс»
1 – склад цемента; 2 – бетоносмеситель;3 – блок дозаторов;4 – наклонный конвейер;5 – расходные бункера для инертных материалов заполнителей (песок, щебень);6 – дозатор – конвейер инертных материалов заполнителей (песок, щебень)
Конструкция этой современной, построенной по блочно-модульному принципу БСУ обеспечивает ее быстрый и легкий запуск в течение 7 дней, а также надежность работы в автоматическом режиме при круглогодичной эксплуатации.
Загрузка цемента производится из цементовоза в склад вместимостью 120 т. Цемент, вода и добавки поступают в блок дозаторов и после блока дозаторов — в бетоносмеситель. Заполнители загружаются в расходные бункера погрузчиком, который перемещается по пандусу. Инертные материалы-заполнители подаются из расходных бункеров через заслонки на дозатор-конвейер, который подает материалы на наклонный транспортер, передающий его в смеситель. При необходимости вместо наклонного транспортера может быть установлен скип. После перемешивания инертных материалов, цемента, воды и добавок в бетоносмесителе бетонная смесь выгружается в автобетоносмеситель или автосамосвал.
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП) производства бетона выполнена по принципу встраиваемых систем и изготовлена на базе промышленного контроллера и весовых терминалов собственного производства. Она обеспечивает управление технологическим процессом производства бетона, отображение процесса в реальном времени, учет расхода исходных материалов (цемента, песка, щебня, воды, добавок) и произведенного товарного бетона. В установке предусмотрен контроль потребляемой мощности электродвигателя бетоносмесителя и контроль влажности заполнителей. Эта современная надежная система дозирования и управления технологическим процессом, разработанная нашей компанией, является главной отличительной особенностью автоматизированной установки АБСУ-30 серии «Тензо-Микс» [4].