Дозаторы бетонных смесей и растворов. Дозирование составляющих компонентов бетонной смеси

Одна из важнейших операций процесса приготовления бетонной смеси и раствора на – это дозирование составляющих: вяжущих, заполнителей и воды. Существует два метода дозирования материалов: по объему и по весу. При объемном дозировании порции материала отмеряются сосудами выверенной емкости (объемными дозаторами), состоящими из двух телескопических призм с двумя затворами; верхним, перекрывающим выпускной люк бункера, к которому подвешен дозатор, и нижним, служащим для опорожнения дозатора. Вдвигая нижнюю призму в верхнюю или выдвигая ее при помощи градуированных болтов, на которых она подвешена, можно изменять в определенных пределах порцию материала. Объемные просты по конструкции, но не дают достаточной точности дозирования, так как объемный вес исходных материалов (например, цемента и заполнителей) не представляет собой постоянную величину, а зависит от ряда их физических свойств: степени уплотненности, влажности, крупности зерен и т. п. Так, объемный вес цемента в зависимости от степени его уплотненности может изменяться в пределах до 50%; объемный вес песка в зависимости от степени влажности - в пределах до 35%; гравия и щебня в зависимости от зернового состава - до 30%. Поэтому официальные инструкции рекомендуют для цемента только весовое дозирование с допускаемой погрешностью в 1 - 2%. Заполнители, для которых точность дозирования установлена в пределах ± 3 - 5%, также предпочтительнее дозировать по весу, в особенности при объеме бетонных работ свыше 100 000 м3. Дозирование воды по объему имеет более широкое распространение, в частности у передвижных машин.

Наиболее простой объемный дозатор для воды представляет собой бачок с поплавком, отсекающим струю воды по достижении ею определенного, заранее намеченного уровня. Типовая конструкция дозатора для воды к бетономешалкам периодического действия с барабанами емкостью от 250 до 1 200 л и к - от 150 до 750 л. такова: водомерный бак подключается к водопроводной сети при посредстве трехходового крана. В верхней крышке бака устанавливается воздушный клапан с указателем наполнения, При открытии впускного водяного клапана трехходового крана (выпускной клапан при этом закрывается) вода из сети через питательно-сливную трубу поступает в бак, вытесняя при этом воздух через клапан. Достигнув клапана, вода поднимает его и разобщает водомерный бак с атмосферой, вследствие чего дальнейшее поступление воды в бак прекращается. После открытия выпускного водяного клапана вода из бака выливается по трубе (эффект сифона) в смесительный барабан, а воздушный клапан при этом опускается. Вытекание воды из бака продолжается до тех пор, пока ее уровень не достигнет отверстия на конце дозирующей трубки. При этом атмосферный воздух, засасываемый трубкой, попадает в колено сифона, происходит разрыв водяной струи, и слив воды прекращается. Устанавливая конец дозирующей трубки на разных уровнях, можно сливать из водомерного бака различные дозы, размеченные на шкале; поворот трубки осуществляется стрелкой. Дозаторы этой конструкции выпускаются емкостью от 40 до 200 л. Хотя вода с достаточной степенью точности может дозироваться по объему, однако там, где устанавливают весовые дозаторы для цемента и заполнителей, в целях унификации аппаратуры целесообразно дозировать по весу и воду. В зависимости от типа обслуживаемых бетономешалок - периодического или непрерывного действия -

Бетонные смеси заданных составов получают при точном дозировании (отмеривании) составляющих (цемента, заполнителей, воды и добавок) перед поступлением в бетоносмеситель.

Сыпучие исходные материалы для бетонной смеси дозируют по массе (кроме пористых заполнителей, отмеряемых по объему с коррекцией по массе). Жидкие составляющие дозируют по массе или объему. Погрешность дозирования цемента, воды, сыпучих и жидких добавок не должна превышать ±2%, заполнителей ±2,5% по массе

Промышленность выпускает три серии весовых дозаторов исходных материалов бетонной смеси и раствора:

первая серия ВДБ: ДЦ-100; ДЖ-Ю0; ДИ-500 к смесителям с объемом готового замеса 165 л; ДЦ-200, ДЖ-200; ДИ-1200 к смесителям с объемом готового замеса 330...500 л;

вторая серия АВД: АВДИ-425М; АВДЦ-425М; АВДЖ-425/ 1200М к смесителям готового замеса 330...500 л; АВДИ-1200М;

АВДЦ-1200М к смесителям с объемом готового замеса 800... 1000 л; АВДИ-2400М; АВДЦ-2400М; АВДЖ-2400М к смесителям с объемом готового замеса 1600...2000 л;

третья серия ДБ: АД-500 БП; АД-500-2БП; АД-500-БЩ; АД-800-2БЩ; АД-800-2БК; АД-200-2БЖ; АД-400-2БЦ к смесителям с объемом готового замеса 500 л; АД-800-БП; АД-1600-2БП; АД-800-БЩ; АД-1600-2БЩ; АД-1600-2БК; АД-400-2БЖ; АД-1600- 2БЦ к смесителям с объемом готового замеса 800... 1000 л; АД-2000-БП; АД-2500-БЩ; АД-500-2БЖ к смесителям с объемом готового замеса 1600...2000 л, где А - автоматический, Б - бетон,. В - весовой, Д - дозатор, Ж - жидкость, И - инертные, К - керамзит, М-модернизированный, П - песок, Ц - цемент, Щ - щебень, 2 - двухфракционный.

Различают дозаторы цикличного и непрерывного действия. Цикличные дозаторы отвешивают заданные порции компонентов смеси на один замес бетоносмесителя и после разгрузки повторяют цикл. Дозаторы непрерывного действия подают материал непрерывным потоком с заданной производительностью.

Управление дозаторами может быть автоматическое, дистанционное (с пульта станции управления) и местное (на дозаторах).

Цикличные дозаторы выпускают комплектно. В комплект входят дозаторы цемента, заполнителей и жидкости. Комплекты дозаторов изготовляют в двух исполнениях: для бетоносмесительных установок партерного типа и для бетонных заводов и установок башенного типа.

Для партерных установок выпускают два комплекта дозаторов: ВДБ-250 для смесителей вместимостью по загрузке 250 л и ВДБ- 500/750 для смесителей вместимостью 500 и 750 л с аппаратурой для автоматического управления.

В комплект ВДБ-250 входят дозаторы заполнителей ДИ-500, цемента ДЦ-100 и жидкости ДЖ-Ю0; в комплект ВДБ-500/750 - дозаторы заполнителей ДИ-1200, цемента ДЦ-200 и жидкости ДЖ-200.

Дозаторы заполнителей ДИ-500 и ДИ-1200 предназначены для последовательного дозирования четырех фракций заполнителей и выполнены в виде весового устройства, на которое опирается ковш скипового подъемника бетоносмесительной установки. Заполнители взвешиваются непосредственно в ковше скипового подъемника.

Все цикличные дозаторы состоят из грузоприемного ковша или бункера, весовой системы с указанием массы для визуального контроля дозирования и питателя, подающего материал из расходных бункеров бетоносмесительной установки в грузоприемиый ковш.

Дозатор жидкости ДЖ-Ю0 (68) состоит из иерав- иоплечего сдвоенного рычага i, опирающегося с помощью призм на раму 2. Один конец рычага 1 связан тягой с пружинным циферблатным указателем массы 3, а к другому концу на двух призмеи- ных опорах подвешен грузоприемный ковш 5. Ковш снабжен

впускным и выпускным 4 затворами клапанного типа с диафраг- менным пневмоприводом 6 и преобразователем контроля положения затворов.

Дозатор цемента ДЦ-100 полностью унифицирован с дозатором жидкости и отличается только конструкцией впускного и выпускного затворов. Для цемента применены поворотные затворы дроссельного типа.

Дозатор жидкости ДЖ-200 отличается от дозатора ДЛ^-100 размерами грузоприемиого ковша.

Дозатор цемента ДЦ-200 отличается от дозатора ДЦ-100 размерами грузоприемиого ковша и соотношением плеч сдвоенного рычага.

Для бетонных заводов и установок башенного типа выпускают два ком п л екта автом атиче- ских весовых дозаторов типа ДБ: для смесителей вместимостью по загрузке 1500 (1200) л и 750 (500) л. Комплекты состоят из дозаторов и станций управления дозировочно-смесительным отделением бетонного завода.

В комплект для смесителей вместимостью 1500 (1200) л входят дозаторы цемента АД-600-2БЦ, жидкости АД-400-2БЖ, двухфрак- ционный для песка АД-1600-2БП, двухфракциониый для щебня АД-1600-2, однофракционный для песка АД-800-БП, однофракци- онный для песка АД-800-БП, однофракционный для щебня АД-800- БЩ, для керамзита и песка АД-1600-2БП.

В комплект для смесителей вместимостью 750 (500) л входят дозаторы цемента АД-400-2БЦ, жидкости АД-200-2БЖ, двухфракциониый для песка АД-500-2БП, двухфракциониый для щебня АД-800-2БЩ, однофракционный для песка АД-500-БП, однофракционный для щебня АД-500-БЩ.

Дозаторы можно комплектовать циферблатными указателями различных типов, которые могут взвешивать до трех или до шести марок бетона без переналадки.

Дозаторами управляют в автоматическом, дистанционном и местном режимах. Перед началом работы на циферблатных указателях дозаторов устанавливают величины предварительной и точной массы для каждой из доз. На пульте станции управления выбирают рецепт, режим работы и включают дозаторы.

При работе в дистанционном режиме команды иа загрузку и разгрузку дозаторов, загрузку расходных бункеров, загрузку и разгрузку смесителей подает оператор с пульта станции управления.

Местный режим применяют при наладке дозаторов.

Дозаторы загружают питающими устройствами в двух режимах- грубой и тонкой подачи материала с автоматическим переключением режимов с помощью бесконтактных преобразователей циферблатного указателя. Разгружаются дозаторы под действием пиевмоцилиидра грузоприемиого устройства, после чего цикл повторяется.

Дозатор цемента АД-600-2БЦ (69) состоит из рамы 3, двух винтовых питателей 14, 16, рычажного механизма, грузоприемиого устройства, циферблатного указателя 11 и подставки 10, в которой размещены пульт местного управления и пиевмо- оборудование. Впускные воронки 1, 15 оборудованы секторными затворами, перекрываемыми при переходе на режим досыпки. Выпускные воронки питателей оборудованы заслонками, управляемыми пневмоцилиидрами. Грузоприемиое устройство выполнено в виде цилиндрического бункера 7 объемом 0,98 м3, подвешенного на четырех тягах 6, 12 к рычажному механизму, и снабжено выпускным затвором 9, управляемым пневмоцилиндром 8.

Чтобы уменьшить пыление, тракт для прохождения цемента закрыт мягкими рукавами 13.

У дозатора цемента АД-400-2БЦ объем цилиндрического бункера составляет 0,75 м3.

Дозатор жидкости АД-4С0-2БЖ состоит из каркаса, трех мембранных клапанов, рычажного механизма, грузоприемиого устройства, циферблатного указателя, подставки под циферблатный указатель и сливной воронки. Питателями служат три мембранных клапана: два с условными проходами 150 и 50 мм для работы в режиме доливки и один для жидких добавок. Грузоприемиое устройство выполнено в виде цилиидрокоиического ковша объемом 0,47 м3.

У дозатора жидкости АД-200-2БЖ объем грузоприемиого устройства составляет 0,3 м3.

Дозаторы песка, щебня (гравия) бывают однофрак- циоиными (АД-800-БП, АД-800-БЩ, АД-500-БП, АД-500-БЩ), рама которых снабжена одним питателем, и двухфракциоиными (АД-1600-2БП, АД-1600-2БЩ, АД-500-2БП, АД-800-2БЩ) с двумя питателями.

Питатель представляет собой воронку, перекрытую секторным затвором с приводом от пиевмоцилиидра. Грузоприемиое устройство выполнено в виде цилиндрического бункера объемом 0,78 м3 у дозаторов АД-800-БП и АД-800-БЩ; 0,58 м3 у дозаторов АД-500-БП и АД-500-БЩ (ДБЩ-500); 1,27 м3 у дозаторов АД-1600- 2БП и АД-1600-2БЩ; 0,81 м3 у дозаторов АД-500-2БП и АД-800- 2БЩ.

В дозаторах АД-1600-2БК и АД-800-2БК, предназначенных для дозирования керамзита и песка по объемно-весовому принципу, вначале дозируется керамзит, объем которого задается частотой вращения лопастного питателя, затем песок с учетом суммарной массы керамзита и песка.

Кроме рассмотренных комплектов дозаторов для дозирования воды применяют дозаторы ДВК-40, которыми оснащают бетоносмесители вместимостью 250 и 500 л по загрузке. Дозатор ДВК-40 представляет собой водомер, устанавливаемый на трубопроводе, подающем воду в смеситель. Дозатор может работать в цикличном или непрерывном режиме. При цикличном режиме воду дозируют, наблюдая за движением стрелки по шкале циферблата. Отмерив необходимую дозу, перекрывают воду пробковым краном.

Весовые дозаторы непрерывного действия предназначены для непрерывного дозирования заполнителей и цемента на автоматизированных бетоносмесительных установках и заводах иепрерыв- ного действия, которые рассчитаны на выдачу от 30 до 240 м3/ч бетонной смеси. Каждый весовой дозатор непрерывного действия включает в себя питатель, подающий материал из расходного бункера бетоносмесительиой установки; измерительное устройство, определяющее массу материала в потоке определенной длины,

систему автоматического регулирования величины и скорости потока, т. е. производительности дозатора. К весовым дозаторам заполнителей относятся дозаторы СБ-26А, СБ-110.

Дозатор СБ-26А (70) предназначен для непрерывного дозирования заполнителей бетонной смеси (песка, щебня и гравия) на бетоносмесительиых установках СБ-75. Максимальный размер зерен дозируемого материала должен быть не более 40 мм. Дозатор состоит из воронки-питателя 1, весового конвейера с приводом и рычажной системы. К воронке крепят подвески 2 призмеииых опор о, на которых подвешен конвейер.

Весовой конвейер состоит из двух щек 13, натяжного 8 и приводного 10 барабанов, промежуточной передачи, ленты 9 шириной 650 мм и связующих деталей, образующих раму. Ленту натягивают винтами 7.

Привод конвейера включает в себя вариатор 14 с редукториой приставкой и электродвигателем и цепную передачу 12. Рычажная система состоит из связи, рычага /5, призмениой опоры 3, подвижной заслонки 5 и перемещаемых грузов 6.

Материал из расходного бункера поступает через вороику-пита- тель на ленту весового конвейера. Высоту слоя материала на ленте устанавливают подвижной и неподвижной заслонками.

Конвейер с материалом на ленте уравновешивается противовесами с грузами. Вариатор устанавливает необходимую скорость ленты, а следовательно, и производительность дозатора. При отклонении массы материала, проходящего на ленте, от заданной конвейер выходит из уравновешенного состояния и рычаги, связанные с ним, открывают или закрывают заслонкой выходное отверстие загрузочной воронки. Высота слоя материала на ленте изменяется до тех пор, пока масса материала не станет равна заданной. Когда конвейер опускается (при увеличении массы материала), высота слоя уменьшается, а когда поднимается (при уменьшении массы материала), высота слоя увеличивается.

Производительность дозатора может изменяться от 8 до 40 т/ч в зависимости от скорости движения ленты.

Дозатор СБ-110 (71) предназначен для дозирования заполнителей с максимальным размером зерен до 70 мм на бето- носмесительных установках производительностью до 60 м3/ч. На воронке-питателе 1 дозатора закреплены кронштейны 2 шарнирной опоры 10, на которой подвешен конвейер. Второй опорой конвейера служит преобразователь усилия 4. Ширина ленты конвейера 800 мм.

Материал поступает из расходного бункера через воронку-питатель 1 на ленту весового конвейера. Масса материала иа ленте воспринимается преобразователем усилия 4. При изменении нагрузки иа весовой конвейер деформируется динамометрическое кольцо и перемещается связанный с ним плунжер преобразователя 4. Напряжение, снимаемое с преобразователя, поступает в систему автоматического регулирования, вырабатывается сигнал, пропорциоиальиый нагрузке иа ленте, и скорость движения ленты изменяется. Электрическая схема дозатора обеспечивает автоматическое регулирование величины, пропорциональной произведению скорости движения ленты конвейера на массу материала на ленте, т. е. производительности дозатора.

Кроме автоматического режима работы схема предусматривает дистанционную установку производительности с помощью кнопок, а также возможность установки автоматического потенциометра для записи производительности. Производительность дозатора можно изменять от 5 до 50 т/ч. К весовым дозаторам цемента относится дозатор СБ-71А.

Дозатор СБ-71А (72) состоит из двухбарабаниого питателя У, весового конвейера 12 и системы автоматического регулирования производительности.

Цемент питателем 1 подается иа ленту 7 весового конвейера 12, который связан с корпусом питателя шарнирной опорой Р. Второй

опорой конвейера служит преобразователь усилия 3, шариирно соединенный с кронштейном 2, закрепленным на воронке, и кронштейном 4, закрепленным на щеках весового конвейера.

Привод двухбарабаииого питателя и ленты конвейера общий и состоит из электродвигателя, цепного пластинчатого вариатора с дистанционным управлением и цепных передач.

Весовой конвейер включает в себя натяжной (ведомый) и приводной барабаны, промежуточную передачу S, ленту 7 и связующие детали, образующие раму. Подшипники ведомого барабана 10 перемещают, а ленту натягивают винтами 1L

Для предотвращения пыления весовой конвейер оснащен герметизированным ограждением 5.

Принципиальная схема дозатора построена таким образом, что постоянная производительность его поддерживается автоматически системой регулирования величины, пропорциональной произведению скорости движения ленты конвейера на массу материала, находящегося на ней.

Производительность дозатора регулируют в пределах от 4 до 25 т/ч предварительной установкой задания по шкале указателя.

Объемные дозаторы обеспечивают постоянный объем сыпучего материала на одинаковых по длине участках конвейера при постоянных площади поперечного сечения и скорости движения потока материала.

Чтобы на погрешность дозирования не влияло изменение влажности, плотности, зернового состава материала, объемные дозаторы оснащены специальной системой регулирования.

Объемные дозаторы непрерывного действия - ленточные для заполнителей и винтовые для цемента - применяют на бетоиорас- творосмесительиых установках непрерывного действия производительностью 5 м3/ч.

На этих же установках, а также на бетоносмесительных установках производительностью 120 и 240 м3/ч для дозирования воды применяют бак, в котором поддерживается постоянный уровень воды. Из бака вода поступает через дозировочный вентиль с градуированным проходным сечением в бетоносмеситель. Изменяя величину проходного сечения дозировочного вентиля, регулируют расход воды в соответствии с заданным составом бетонной смеси.

Для дозирования воды на бетоносмесительных установках непрерывного действия производительностью 30 и 60 м3/ч предназначены насосы-дозаторы СБ-32 и СБ-34 с дистанционным управлением производительностью соответственно 6 и 12 м3/ч.

Дозирование включает в себя отбор составляющих бетон компонентов из промежуточных складов и подачу их к смесителю. Эти производственные этапы, первоначально протекавшие независимо друг от друга, объединяются сейчас в единыи процесс вследствие технического усовершенствования автоматизированных высокопроизводительных смесителей. Попробуем изложить проблему дозирования составляющих смеси, которое может служить причиной более значительного нарушения степени однородности качества бетона, чем их отбор и транспортирование. Дозирование может производиться по массе или по объему, при этом последнее используется сравнительно редко.

Требования к бетону, качество и однородность

Качество и однородность бетона, а следовательно, и его прочность в большой степени зависят от точности дозирования материалов. Благодаря статистическими методами оценки качества бетона дозирование становятся управляемым и характеризуется лишь незначительным отклонением от средней величины, вследствие чего достигается ощутимый экономический эффект (экономия цемента).

Для практики строительства считается допустимым дозировать составляющие бетона с точностью до 3% по массе. Фактические отклонения иногда бывают значительно больше. Если попытаться определить, как сказываются ошибки дозирования па качестве бетона, то можно столкнуться с трудностями из-за того, что все три компонента могут иметь отклонения в большую или меньшую сторону. Если, например, содержание цемента уменьшится на 3%, а содержание воды возрастет на 3%, то В/Ц увеличится на 6%. При этом прочность бетона марки 300 уменьшится почти на 4 МПа.

Рассмотрим две причины, вызывающие ошибки при дозировании: значительные колебания влажности заполнителя и изменения насыпной объемной массы. При преимущественно открытом хранении влажность заполнителя особенно сильно колеблется под влиянием погодных факторов, и даже в закрытых складах влажность распределяется неравномерно. Так как раздельное высушивание стоит дорого, то можно с помощью данных таблица 1. рассчитать у указанные колебания, которые могут быть значительны, особенно для мелких зерен заполнителя.

Таблица 1. Точность дозирования, причины ошибок и их влияние на свойства бетона

При изготовлении бетона необходимо такое дозирование воды, которое правильно учитывает для каждого замеса собственную влажность заполнителя.
Объемная насыпная масса заполнителя в основном зависит от его зернового состава и влажности (рис. 2). Поскольку сущность объемного дозирования состоит в подаче одного и того же объема материала, то это, несмотря на точность замеров, влечет за собой значительные ошибки вследствие колебаний влажности и зернового состава. Это справедливо для объемного дозирования с помощью мерных ковшей и вагонеток или ленточных дозаторов. Поэтому объемное дозирование по сравнению с весовым используется крайне редко.

На очередность дозирования составляющих наряду с видом применяемой техники дозирования существенно влияет выбор технологии бетона. Следует стремиться к тому, чтобы: предварительное перемешивание заполнителя различных фракций осуществлялось уже во время транспортирования к смесителю;
по возможности предотвратить пыление цемента;
предотвратить комкование цемента при затворении водой и благодаря своевременной подаче цемента и воды получить однородное цементное тесто.
На практике эти требования могут быть выполнены, если заполнитель и цемент дозируют одновременно и затем через короткое время смешивают с водой. Однако в реальных условиях к моменту подачи цемента часть заполнителя уже отдозирована. Если же составляющие дозируются только последовательно, то имеет значение очередность их подачи. Оптимальный вариант: сначала подается крупный заполнитель, затем мелкий, потом цемент и вода. Добавки в бетон вводят в очень небольшом количестве. Добавка PR17, например, при обычной дозировке (0,7% в пересчете от массы цемента) составляет около 0,2— 0,3% объема бетона. Хотя ошибки в’ дозировании добавок, повидимому, не так ярко проявляются в бетонной смеси, как ошибки дозирования воды, цемента и заполнителя, они все же могут привести к неприятным последствиям. Вот почему предъявляются высокие требования к надежности устройств по дозировке добавок. Точность дозирования гю объему в настоящее время достигает 5%.

Состав смеси и его корректировка

Необходимое количество заполнителя, цемента и воды дозируют исходя из расчетного состава смеси. Если их дозируют непосредственно в смеситель, то его номинальный размер служит емкостью по отношению к промежуточным подъемным или взвешивающим ковшам.
Для смесителя объемом 500 л следует, например, умножить расчетный состав смеси на коэффициент 500:1000=0,5 и 0,67. Тогда общий коэффициент составит 0,5-0,67=0,33. Таким образом получают производственный (рабочий) состав при абсолютно сухих заполнителях (табл. 2). Поскольку заполнитель практически всегда влажный, следует, как это показано в табл. 6, вычислить возможную ошибку в дозировании, которая появится, если не учитывать среднее содержание влаги:
навеска 123 кг=8,6 кг воды+ + 114,4 кг песка фр. 0/2;
навеска 153 кг = 4,6 кг воды + + 148,4 кг гравия фр. 2/8;
навеска 340 кг=3,4 кг воды + +336,6 кг щебня фр. 8/32.
Особенно отрицательно сказывается на качестве изделий возросшее на 8,6+4,6+3,4=16,6 л количество воды в смеси. При этом водоцементное отношение увеличивается с 0,47 до 0,6, что соответствует потере прочности бетона до 25%.
При учете средней влажности заполнителя (см табл. 6, последняя колонка) этот источник ошибки удается практически ликвидировать,
При большем отклонении от средних значений производственный состав соответственно изменится. До сих пор задача заключалась в том, чтобы от замеса к замесу корректировать только количество воды (см. 2.3.4).

Таблица 2. Пример перехода от лабораторного состава к производственному (рабочему)

Дозирование цемента и заполнителя

Для дозирования обоих твердых материалов используют различные устройства соответствующей производительности и принципа действия
(табл. 7), область применения которых определяется прежде всего их технологичностью и производительностью. При этом не всегда можно одновременно добиться высокой производительности и хорошей точности дозирования. Общее время дозирования должно соответствовать циклу перемешивания, ни в коем случае не снижая производительность. Чтобы требования, предъявляемые к составу, соответствовали высокой точности дозирования, необходимо в первую очередь стремиться к выпуску дозировочных устройств (весов, бункеров) с различными показателями. Так, если, например, 140 кг цемента дозировать на 1000-кг весах, то это весьма отрицательно скажется на точности дозирования. Точность дозирования повысится, если отдельные составляющие на местах взвешивания в подъемных ковшах (последовательная дозировка) каждый раз отмерять с помощью элеваторных подвесных весов или весов ленточного дозатора (рис. 13—

Весы требуют особого внимания Указатель массы быстро движется под действием поступающей в весо вой бункер массы материала Откло нения указателя тем выше, чем боль ше скорость подачи материала Мелким дозированием с незначительной скоростью подачи достигается желаемая точность всего процесса дозирования и в случае корректировки со става Необходим также систематический контроль дозирующих приборов и механизмов по данным нзгото. вителя и с помощью анализа свежеприготовленной бетонной смеси.

Таблица 3. Ход процесса дозирования и оценка некоторых дозаторов для цемента и заполнителя

Объемное дозирование по причинам, изложенным в предыдущих разделах, теряет свое значение и допускается лишь для второстепенных целей, если при этом достигается приблизительно такая же точность, как при дозировании по массе. Объемное дозирование целесообразно при дозировании легкого заполнителя вследствие отсутствия влаги в его зернах.

Дозирование воды

Дозирование воды для новейших смесительных установок дистанционного управления производится, как правило, так же, как и дозирование сыпучих материалов, при помощи водяных часов или по массе. При этом производственный состав, в основе которого лежат измеренная средняя влажность заполнителя и рассчитанное количество воды, дозируется как постоянное значение (см. табл. 2, последняя колонка). Недостаток этого способа состоит в том, что случайные колебания влажности заполнителя от замеса к замесу могут оказаться неучтенными.

Чтобы избежать значительных ошибок, нужно систематически наблюдать за содержанием воды и при колебаниях влажности несколько раз в день корректировать постоянное значение. В последние годы во многих странах ведутся работы над усовершенствованием автоматических дозаторов воды, которые должны регулировать подачу воды при каждом замесе в зависимости от конкретного содержания влаги в заполнителях. Автоматические дозаторы производят измерения влажности заполнителя либо вблизи люка бункера (непосредственное измерение влажности), либо в смесителе. В последнем случае такие дозаторы используют в качестве выходного параметра показатели свежеприготовленного бетона. В первом случае непосредственно определяется (на небольшой вычислительной машине) и соответственно дозируется требующееся недостающее количество воды, во втором — свежеприготовленный бетон. При этом его заранее выбранные свойства изменяются следом за увеличивающимся количеством воды (например, диэлектрическая проницаемость бетона, консистенция или планируемая производительность смесителя). В таком случае при достижении определенной предельной величины подача воды прекращается. Используемые системы приборок различаются широтой использования, эксплуатационной надежностью и конструктивной сложностью. Часто помехи, не имеющие отношения к приборам (колебание давления или загрязнение водопроводных магистралей, дефектные электромагнитные клапаны), приводят к ошибкам н к снятию приборов с эксплуатации. Однако анализ качества бетона, получаемого при введении автоматических дозаторов воды, доказывает возможность значительного снижения разброса величины и, как следствие этого, — экономии цемента в размере 10—30 кг/м 3 .
Опытный квалифицированный оператор может непосредственно наблюдать процесс смешения составляющих бетонной смеси и дозировать количество воды до необходимой консистенции смеси. Такое корректирование количества воды затворения по виду смеси хотя и критикуют, однако зачастую это едва ли не единственная возможность немного улучшить качество продукции.

Дозирование добавок

Добавки вводят вручную в виде порошка или чаще в виде жидкости. Утепленное запасное хранилище для жидких добавок, гарантирующее неизменность их качества, должно быть оборудовано мешалкой или циркуляционным устройством. Для опытов и кратковременного применения достаточно использовать калиброванный дозатор и каждый замес обеспечивать добавкой, вводимой вручную. При постоянном применении в производстве удобный надежный дозатор с последовательной регулируемой подачей представляет собой составную часть смесительной установки. Так как добавку, как правило, дозируют к массе цемента, то стремятся установить такую связь, которая будет изменяться пропорционально каждому изменению подачи цемента. Чтобы достичь равномерного распределения добавки в готовой смеси без увеличения времени перемешивания, нужно вводить добавку большей частью или полностью с водой затворения, что иногда производят через дозатор в трубопроводе, подводящем воду к смесителю во время дозировки воды.

Дозировочная аппаратура (дозаторы) для бетонной смеси

Компоненты бетонной смеси (цемент, песок, гравий или щебень, а также спецдобавки) должны быть отмерены в строго определенных количествах. Дозирование (отмеривание) компонентов производится при помощи различного типа дозаторов цикличного и непрерывного действия. По методу дозирования материалов дозаторы разделяют на объемные и весовые. Объемный метод дозирования, являясь значительно более простым, не обеспечивает надлежащей точности дозирования сухих компонентов, так как объемная масса заполнителей и, в частности, песка сильно колеблется в зависимости от его влажности, а цемента и других порошкообразных материалов - от степени их уплотненности. Весовой метод дозирования с точки зрения применяемой аппаратуры более сложен, чем объемный, но обеспечивает высокую точность дозирования независимо от физического состояния материала.
Дозирование материалов, применяемых для приготовления гидротехнических бетонных смесей, производится только по весу с точностью: по цементу и воде ±1% и по заполнителям ±2%.
Весовая дозировочная аппаратура может быть классифицирована по роду отвешиваемого материала и по системам загрузки, отвешивания и управления.
По роду отвешиваемого материала бывают дозаторы для цемента, заполнителей, воды и пластифицирующих добавок.
По системе загрузки весовые дозаторы разделяют на:
а) загружаемые гравитационным путем; впуск и регулирование потока материала, поступающего в мерный сосуд, производится в этих дозаторах с помощью секторного или шиберного затвора;
б) загружаемые с помощью специальных питателей; между выпускным люком бункера и мерником в этих дозаторах ставится питающий механизм - шнековый, барабанный, лотковый или вибрационный.
По системе отвешивания весовые дозаторы разделяют на индивидуальные, предназначенные для взвешивания только одного сорта материала, и групповые -для взвешивания нескольких сортов материала.
По системе управления весовые дозаторы разделяются на дозаторы с ручным (непосредственным) и дистанционным управлением. В первом случае операции с загрузочным затвором (для впуска в дозатор материала) и разгрузочным (для выдачи взвешенной дозы материала) производят вручную рычагами управления; при дистанционном управлении все эти операции выполняют с пульта управления.

Весовые дозаторы могут быть с неавтоматическим и автоматическим взвешиванием. В дозаторах с неавтоматическим взвешиванием оператор следит за весом насыпаемого из бункера материала по шкале циферблатного указателя и по достижении нужного веса закрывает загрузочный затвор. В дозаторах с автоматическим взвешиванием оператор только открывает загрузочный затвор, а закрывается он по достижении нужного веса материала автоматически.

Основные эксплуатационные характеристики дозаторов различных типов цикличного действия приведены в табл. 24.

Таблица 24.

Дозаторы цикличного действия (рис. 216) имеют обычно весовой механизм рычажного типа и независимо от конструкции состоят из загрузочного устройства, весового бункера, разгрузочного устройства, весового механизма с циферблатным указателем, аппаратуры управления затвором и весовыми механизмами.

Рис. 216. Принципиальная схема дозатора цикличного действия

Для контроля и наблюдения за процессом взвешивания параллельно со шкальными коромыслами к грузоприемным рычагам подключаются циферблатные указательные приборы с секторной или с круговой шкалой. Первые устанавливаются на дозаторах с ручным управлением, вторые (с круговой шкалой) - на автоматических дозаторах. На современных автоматизированных дозаторах устанавливаются счетчики числа отвесов, которые иногда снабжаются самопишущими приборами, регистрирующими на ленте каждый отвес материала.

Число порционных весовых дозаторов и их размеры определяются составом бетонной смеси и количеством установленных бетоносмесителей. Автоматические дозаторы применяют на бетонных заводах с гнездовым расположением бетоносмесителей, а дозаторы с ручным управлением - на заводах при линейном расположении бетоносмесителей с индивидуальными бункерами для компонентов.

Из числа выпускаемых отечественной промышленностью наиболее прогрессивными дозаторами цикличного действия являются электротензометрические и фотоэлектрические дозаторы.

Электротензометрический дозатор цикличного действия (рис. 217) с программным управлением предназначен для последовательного взвешивания двух компонентов (песка и крупного щебня, песка и мелкого щебня, щебня двух фракций и т. д.) в одном ковше.

Рис. 217. Схема электротензометрического дозатора:
1 - рама; 2 - электромагнитный питатель; 3 - электродинамометрический элемент; 4 - весовая рычажная система; 5 - ковш; 6 - циферблатный указательный прибор

Он состоит из рамы, электромагнитных питателей, электродинамических элементов, весовой рычажной системы, ковша и циферблатного указательного прибора.

Работа дозатора основана на использовании тензоэффекта, заключающегося в изменении омического сопротивления тензометра в зависимости от величины прилагаемой на него нагрузки. В качестве датчиков системы автоматики применяют проволочные преобразователи (тензометры), наклеенные на упругие элементы, на которых подвешен ковш дозатора. Деформация упругого элемента линейно зависит от прилагаемой нагрузки (веса). Процесс дозирования (электротензометрического взвешивания) состоит из воздействия поступающего в ковш материала на тензодатчики (упругие элементы с тензометрами), с последующим преобразованием этого воздействия в электрическую величину в ее использования для срабатывания элементов системы автоматического управления.

Управление дозатором производится с пульта управления, на передней шкале которого смонтированы электроизмерительные приборы, световое контрольное табло, программное устройство, пусковые кнопки, сигнальные лампы и т. д. Световое табло обеспечивает визуальный контроль правильности считывания программы, записанной на перфокарте, которая вкладывается в программное устройство. Надписи на экране табло соответствуют шифру на перфокарте и просматриваются лишь при включенных лампочках.

На бетоносмесительных заводах и установках непрерывного действия дозирование материалов производится при помощи дозаторов непрерывного действия, которые могут быть объемными и весовыми.

Работа дозаторов объемного типа основана на принципе обеспечения постоянства объема на одинаковых по длине участках непрерывного потока отдозированного материала. Точность дозирования объемными дозаторами может быть обеспечена стабильностью площади поперечного сечения и скорости потока материала. Однако при изменении параметров самого материала- его влажности, плотности, гранулометрического состава - объемные дозаторы без специальной системы регулирования не могут обеспечить высокую точность дозирования.

Объемные дозаторы непрерывного действия могут быть ленточные, лотковые, тарельчатые, вибрационные и др.

Для непрерывного объемного дозирования воды (или жидкости в виде, например, пластифицирующих добавок) применяют различного типа водомерные баки, вододозирующие счетчики и водомеры, работающие по схеме постоянного напора в расходном баке (или трубопроводе) с регулировкой дозы воды изменением проходного отверстия или работающие при помощи счетчиков расхода воды, подключаемых к водопроводной сети и автоматически отключающих подачу воды после отмеривания заданной дозы.

Работа весовых дозаторов основана на принципе обеспечения постоянства веса на одинаковых по длине участках непрерывного потока отдозированного материала. Весовые дозаторы имеют устройства, которые дают возможность регулировать интенсивность потока материала при изменении его параметров. Однако в конструктивном отношении весовые дозаторы являются более сложными, чем объемные.

По принципу действия весовые дозаторы непрерывного действия подразделяют на: а) одноступенчатые, сочетающие в одном агрегате устройства для взвешивания и регулирования подачи транспортируемого материала, и б) двухступенчатые, в которых эти устройства разделены и являются самостоятельными элементами.

Одноступенчатые дозаторы выполняются с регулированием дозы путем изменения скорости ленты весового транспортера или за счет изменения погонной нагрузки весового транспортера при неизменной его скорости. Двухступенчатые дозаторы выполняются с ленточными или с электромагнитными вибрационными питателями и с тензометрическим весовым устройством.

Бетон представляет собой искусственный каменный материал, получаемый из смеси вяжущих веществ, воды и заполнителей после ее формования и затвердевания. Строительные растворы не имеют в своем составе крупных заполнителей. До формования эти тщательно смешанные компоненты называют соответственно бетонной смесью и строительным раствором.

Приготовление бетонных смесей и строительных растворов состоит из дозирования компонентов и их перемешивания. Для дозирования применяют дозаторы, а для перемешивания - смесительные машины или смесители.

Рис.5

Дозаторы бывают объемными и весовыми. Первыми дозаторами материалы дозируют по объему, а вторыми - по массе. Объемные дозаторы более просты, но менее точны из-за непостоянства плотности и влажности дозируемых сыпучих материалов и условий заполнения мерных емкостей. Их применяют обычно для дозирования воды. Для дозирования сыпучих материалов их используют только в условиях строительных площадок для смесителей с объемом готового замеса до 250 л.

Рис. 6

По режиму работы различают дозаторы цикличные (порционные) и непрерывного действия. В порционных дозаторах материал дозируется в мерном или весовом бункере, а в дозаторах непрерывного действия материал подают в смесители непрерывным потоком с заданной производительностью. Управляют дозаторами автоматически или полуавтоматически с пульта управления.

Рис. 7

машина строительство дорожный бетонный

Дозаторы непрерывного действия для сыпучих материалов представляют собой какой-либо питатель или сочетание питателей, в которых автоматически с требуемой точностью поддерживается заданная производительность. Независимо от конструктивных особенностей дозаторы непрерывного действия включают в себя питатель, измерительное устройство производительности и САР.