Машини для транспортування бетонних сумішей і розчинів

Приготовані бетонні суміші й розчині на будівельні об’єкти транспортують автобетоновозами, спеціально обладнаними автосамоскидами, авто бетонозмішувачами, встановленими у кузовах вантажних автомобілів неповоротними баддями, стрічковими конвеєрами, поворотними баддями, а також за допомогою бетоно- та розчинонасосів, пневмонагнітачів і спеціального обладнання. При транспортуванні бетону суміш слід захищати від атмосферних опадів, заморожування та висушування, розшарування і втрат води.

Доставка бетонної суміші автобетоновозом включає такі технологічні операції: завантаження готової суміші на заводі, закривання кузова кришкою, власне транспортування, розвантаження суміші шляхом перекидання кузова, очищення його внутрішньої поверхні, повернення у початкове положення для поїздки за новою порцією суміші.

Автобетоновози виготовляють із збуджувачем для перемішування суміші в дорозі і без нього – для перевезення малопластичних сумішей.

Автобетоновози (рисунок 16.4, а) складається з виготовленого в формі гондоли кузова 3 без прямокутних пазух із круто нахиленою задньою стінкою, яка встановлена на шасі автомобіля 1. Надрамник 9 зварної конструкції є основою для шарнірно з’єднаного з ним кузова 3 та опорною частиною (у вигляді кульової опори 8) для елескопісного гідроциліндра 7 піднімання кузова. Гідроциліндр 7 з’єднаний трубопроводом із шестеренчастим насосом, що рухається від коробки передач автомобіля.

Для обмеження кута піднімання кузова гідропривод, оснащений механічно з’єднаним із гідроциліндром 7 гідроклапаном керування, що спрацьовує при досягненні граничного кута повороту гідроциліндра (кузова). Ввімкнення гідропривода, піднімання кузова і керування пневмоциліндром 2 виконують з кабіни автомобіля.

Кришку 4 над завантажувальною горловиною відкривають і закривають пневмоциліндром 2, який приводиться в рух стиснутим повітрям, що забирається за допомогою пневморозподільника від гальмової пневматичної системи автомобіля. Кришка 6 над розвантажувальним отвором шарнірами з’єднана з кузовом. Вона складається з горизонтальної і похилої частин, шарнірно з’єднаних між собою. У відведеному від кузова стані кришка фіксується. Її відкривають і закривають за допомогою важільно-пружиних механізмів. Механізм повернення 5 містить канат і пружину, які запобігають перекиданню кузова і повертають після розвантаження в транспортне положення.

Днище й бічні стінки кузова подвійні, із теплоізоляційною перегородкою, решта покрита утепленою покрівлею. Між подвійними стінками кузова можуть циркулювати вихлопні гази автомобіля, рівномірно прогріваючи суміш узимку.

Закритий кузов захищає суміш від атмосферних опадів, несприятливих температур навколишнього повітря, сонячної радіації та запобігає випарюванню вологи з бетонної суміші.

Рисунок 16.4 – Машини для транспортування бетонних сумішей і розчинів:

а – автобетоновоз: 1 – шасі автомобіля; 2 – пневмоциліндр, 3 – кузов, 4,6 – кришки; 5 – механізм повернення, 7 – телескопічний гідроциліндр,8 – кульова опора; 9 – надрамник, б – авторозчиновоз: 1 – розвантажувальний пристрій, 2 – рукоятка, 3 – засув, 4 – паливний бак, 5 – привод, 6 – коробка відбору потужності, 7 – кришка, 8 – лопаті, 9 – цистерна, 10 – платформа, 11 – гвинт.

Для транспортування рухомих готових бетонних сумішей від бетонних заводів і бетонозмішувальних установок, приготування їх при транспортуванні чи на будівельному майданчику та видачі споживачу використовують мобільні авто змішувачі.

Порівняно з автобетоновозами автобетонозмішувачі більш ефективні, але дорожчі. Конструкції машин на базі шасі автомобілів КрАЗ-25861 та КамАЗ-5511 типу Сб-159 і Сб-92-1а з об’ємом готового замісу 4 та 5 м³ використовують для транспортування бетонної суміші від заводу на об’єкт. Уніфікований змішаний барабан грушоподібної форми автобетонозмішувачів виготовлений у вигляді зрізаних конусів.

Всередині змішувального барабана встановлено дві гвинтові лопаті, що забезпечують перемішування бетонної суміші. Змішувальний барабан має два люки, через які можна здійснювати аварійне розвантаження. Приймальний лотік охоплює вихідний отвір змішувального барабана і спрямовує суміш на розвантажувальний лотік.

Технологічне обладнання автобетонозмішувачів (рис. 16.5) змонтовано на рамі 7. У машин типу СБ-159 воно містить змішувальний барабан 4, який обладнаний воронкою 5 для завантажування суміші та лотком 6 для її розвантаження. Обертання барабану надає привод 11, 10 і ланцюгова передача 9. вода з баку 3 відцентровим насосом подається в барабан 4 трубопроводами через дозатор 8. Роботу машини регулюють за допомогою органів керування та блока контрольно-вимірювальних приладів.

Повний цикл роботи машини складається з таких операцій: завантаження змішувача готової або сухою сумішшю; подача води в бак; подача в змішувач порції води, перемішування або збуджування бетонної суміші при русі автобетонозмішувача чи після прибуття його на об’єкт; розвантаження суміші; промивання змішувача і лотків; повернення машини до місця завантаження.

Рис.16.5 – Авто бетонозмішувач:

1 – шасі; 2 – паливний бак; 3 – бак для води; 4 – барабан, 5 – завантажувальна воронка, 6 – розвантажувальний лотік, 7 – рама, 8 – дозатор; 9 – ланцюгова передача; 10 – редуктор, 11 – двигун.

Перемішувати суміш доцільно при частоті обертання 0,15-0,17 с^-1, тривалість перемішування залежить від класу і складу бетонної суміші і становить 20-30 хв. Значну частину бетонної і розчинної суміші подають до місць бетонування і укладання у поворотних баддях, які розміщені в зоні роботи крана. Готові суміші доставляють автобетоновозами, авторозчиновозами, автосамоскидами й розвантажують у ківш – поворотну баддю, яку потім краном подають до місця укладання суміші.

Для подавання малорухомої бетонної суміші використовують стрічкові конвеєри з гладкою або рифленою стрічкою.

Щоб запобігти розшаруванню при перевантаженні з однієї секції конвеєра на іншу та при розвантаженні, суміш слід подавати вертикально у воронку або хобот. Кут нахилу гладкої стрічки конвеєра не повинен перевищувати для бетонної суміші рухомістю до 4 см при підніманні - 18°, при опусканні - 12°, а при рухомості суміші 4-6 см – відповідно 15 і 7°.

При зведенні монолітних споруд подача бетонної суміші бетоноукладальними комплексами насосного типу порівняно з подачею її стрічковими конвеєрами та кранами в баддях більш технологічна. Але при цьому способі треба ретельно підбирати матеріал для приготування лекгоперекачуваної суміші, крім того, своєчасно очищувати бетонопровід та насосну установку від залишків суміші після роботи або при тривалих переривах.

Для подачі суміш по горизонтальному бетонопроводу на відстань до 800 м, а по вертикальному до 100 метрів використовують бетононасоси. Застосування сучасних бетононасосних установок дозволяє механізувати робочі операції з укладання бетонної суміші в конструкції, а також прискорити бетонування та підвищити продуктивність, якість роботи.

Бетононасоси класифікують за: мобільністю – на стаціонарні, пересувні; режимом роботи – періодичної (поршневі) та безперервної (шлангові) дії; кількістю бетонотранспортних циліндрів - одно- і двоциліндрові; типом приводу – гідравлічні й механічні.

Основні параметри бетононасосів: продуктивність (м³/год) і максимальний робочий тиск, МПа.

Таблица 16.1. Основні характеристики бетонопроводів

Промисловість випускає бетононасоси з подачею 10, 20, 40, 60 м³/год. Для бетонування об’єктів з об’ємом до 10000 м³ придатні стаціонарні бетононасоси продуктивністю 40 м³/год і більше з діаметром бетонопроводу 200 мм. (таблиця 16.1). При бечуванні залізобетонних густо армованих і тонкостінних конструкцій при об’ємі суміші 1000-2000 м³ використовують стаціонарні бетононасоси продуктивністю 20 м³/год .Частіше застосовують для подачі бетонрої суміші компактні двоциліндрові бетононасоси з гідравлічним приводом (рисунок 16.6а), оснащені швидкодіючим пристроєм перемикання напрямом руху поршня та роздільних пристроїв клапанів, що забезпечує безперервне подавання бетонної суміші до бетонопроводів під тиском 3-12 МПа. Поршні бетонотранспортних циліндрів 6 під час роботи пересуваються у протилежних напрямках: один із поршнів всмоктує суміш із циліндра 6, з бункера 4, в цей час другий поршень нагнітає її через поворотну трубу.

Ця труба є частиною завантажувального бункера шиберного пристрою 2 й керована гідроциліндрами. Вона почергово з’єднує порожнини бетонотранспортних циліндрів 6 під час засмоктування із завантажувальним бункером, а при нагнітанні – з бетонопроводом. Керуючі кулачки штоків гідроциліндрів 10 у крайних положеннях поршнів впливають на розподільні клапани блока керування 9 і подають в автоматичному режимі команду на реверсування робочих гідроциліндрів та поворот труби шиберного пристрою. Заповнений водою резервуаар 8 системи промивання зєднаний зі штоковими порожнинами бетонотранспортних циліндрів 6.

Рисунок 16.6 – Бетононасоси:

а – поршневий гідравлічний: 1 – напірний патрубок; 2 – шиберний пристрій; 3 – грати; 4 – завантажувальний бункер; 5 – циліндро-порщнева група; 6 – бетонотранспортний циліндр; 7 – рукоятка зливної кришки; 8 – промивальний резервуар; 9 – блок керування; 10 – гідроциліндр; 11 – водяний насос; б – шланговий: 1 – корпус; 2 – кришка; 3 – ролик; 4 – ротор; 5 – шланг; 6 – бетонопровід; 7 – бункер; 8 – змішувач.

Для приймання готової рухомої бетонної суміші від автобетонозмішувачів чи перевантаженого бенкера і подавання її в горизонтальному та вертикальному напрямах до місця укладання за допомогою стріли або інвентарного бетоновоза передбачено виносний пульт.

При перекачуванні розчинів і бетонних сумішей в основному на пористих заповнювачів використовують шлангові бетононасоси (див. рисунок 16.6, б) продуктивністю 30-40 м³/год. Максимальна відстань транспортуваня по горизонталі й вертикалі відповідна 400 і 60 м.

Бетонна суміш надходить до бетонопроводу 6 з нейлонового або гумового шланга 5 при безперервному обертанні ротора 4 з двома об гумованими роликами 3, які притискують його до стінок корпусу 1 із бічними кришками 2. Ротор діє від гідромотора, закріпленого на корпусі редуктора. У всмоктуючій частині шланга 5 створюється розрідження за рахунок пружного відновлення його форми і здійснюється всмоктування сумші з бункера 7, обладнаного лопатевим змішувачим 8.

Шлангові бетононасоси прості за конструкцією і експлуатацією. Виготовляють насоси продуктивністю 1-6 м³/год.

Автобетононасоси типу БН 80-20 (рис. 16.7) із чотирьох ступінчатою подачею (9; 15; 30 і 60 м³/год) складається з шасі 13 автомобіля КрАЗ-258Б1 з кабіною 2, бетононасоса 9, розподільної стріли 4 завдовжки 20 м, задніх і передніх 12 виносних опор, завантажувального бункеру 7 із лопатевим змішувачем

Поворотна розподільна стріла 4 складається з основи, опорно-поворотного пристрою, три шарнірно з'єданих ланок, уздовж яких прокладено бетонопровід з кінцевим розподільним шлангом, і гідропривід, оснащений пристроєи, що перешкоджає самовільному опусканню стріли.

Важіль керування коробкою відбору потужності 3, розміщений у кабіні 2, перемикає автобетононасос на роботу в режимі руху автомобіля, при якому коробка 3 вимикається. У режимі роботи бетононасоса, коли трансмісія вимикається, а вмикається коробка відбору потужності 3, електрообладнання бетононасоса та регулятор частоти обертання двигуна автомобіля.

Бетонопровід 5 оснащений патрубком 6 для зливання пускового розчину.

Рисунок 16.7 – Автобетононасос:

1 – регулятор частоти обертання двигуна; 2 – кабіна; 3 – коробка відбору потужності; 4 – розподільна стріла; 5 – бетонопровід; 6 – патрубок; 7 – завантажувальний бункер; 8, 12 – гідрофіковані опори; 9 – бетононасос; 10 – рама; 11 – насосна станція; 13 – шасі автомобіля.

Розчинонасоси бувають безпоршневі й поршневі (плунжерні). Плунжерні застосовуються частіше. Їх поділяють на діафрагмові, в яких плунжер впливає на розчин через проміжну рідину, і без діафрагмові, в яких плунжер стискається з перекачувальним розчином.

Діафрагмові розчинонасоси (рисунок 16.8, а) продуктивністю 2-6 м³/год призначені для транспортування розчину з осадкою конуса більш 7 см на відстань 10-200 м по горизонталі та 20-40 по вертикалі. Робочий тиск досягає до 1,8МПа.

Рисунок 16.8 – Розчинонасоси:

а – діафрагмовий: 1, 3 – всмоктувальний і нагнітальний кульові клапани; 2 – робоча камера; 4 – повітряний ковпак; 5 – розчинопровід; 6 – заливний пристрій; 7 – запобіжний клапан; 8 – плунжер; 9 – водяний циліндр; 10 – діафрагма; б – без діафрагмовий плунжерний: 1 – манометр, 2 – повітряний ковпак; 3, 12 – нагнітальний і всмоктувальний кульові клапани; 4, 5 – робоча і промивальна камери; 6 – поршень; 7 – шток; 8 – електродвигун; 9 – редуктор; 10 – шатун; 11 – циліндр.

Розчин у робочу камеру 2 з діафрагмою 10 і всмоктувальним 1 та нагнітальним 3 клапанами надходить знизу з приймального бункера під дією вакууму, який створюється у робочій камері при русі плунжера 8 вправо. При русі плунжера 8 вліво, впливаючи на воду, він вигинає всередину робочої камери діафрагму 10. Вона виштовхує розчин через відкритий нагнітальний клапан у повітряний ковпак 4, з’єднаний з розчином 5. Клапан впускний у цей час закритий. Запобіжний клапан 7 з'єднує порожнину водяного циліндра 9 із заливним пристроєм 6 при перевищенні робочого тиску, що попереджує аварійний вихід насоса з ладу. Привод насоса складається з електродвигуна, зубчатої передачі і шатуна, закріпленого на валу.

Ці насоси мають просту конструкцію, компактні, в них мала вага, вони довговічні. Серед недоліків: низький робочий тиск, невеликі довжина і висота транспортування, неможливість подавання жорстких чи малорухомих сумішів.

Цих недоліків позбавлений бездіафрагмовий розчинонасос (рисунок 16.8, б). Їх подача 1-6 м³/год. Найбільша відстань транспортування по горизонталі 300 м, по вертикалі – 100 м. Вони перекачувають розчині з осадкою конуса 7 см і більше.

Бездіафрагмовий розчинонасос має розміщений у заповненій водою промивальній камері 5 циліндр 11 з поршнем 6; робочу камеру 4 з всмоктувальним 12 і нагнітальним 3 кульовими клапанами; повітряний ковпак 2 з монометром 1; привод поршня – електродвигун 8 та редуктор 9. Поршневий шток 7 і шатун 10 з'єднані через крейцкопф, що забезпечує прямолінійний зворотно-поступальний рух поршня.

Технічна продуктивність, м³/год, поршневих (плунжерних) бетоно- і розчинонасосів становить:

,

де D, S – відповідно діаметр і хід поршня (плунжера), м; – коефіцієнт обємного наповнення ( =0,75…0,85), n – кількість ходів за 1 с.

Для транспортування дрібнозернистих твердих бетоних сумішей і розчинів на відстань до 150 м по горизонталі і 30 м по вертикалі при подачі 2,5-7,5 м³/год використовують пневмонагнітачі.

Пневмонагнітач (рисунок 16.9) містить бак з кришкою 3, дозувально-змішувальнох лопаті 6, встановлені на оснащеному приводом 1 валу 7, крани 4, 8, 9 і 11, запобіжний клапан 5, розчинопровід 10 і гаситель 12. Під час роботи бак 2 через воронку заповнюють розчином, закривають кришкою 3 і стиснутим повітрям, що надходить з компресора в бак, і розчинопроводом через крани 4, 8, 9 та 11 по розчинопроводу 10 суміш транспортується до місця укладання. У розчинопроводі утворюється потік матеріалу, який складається з порцій суміші і проміжних прошарків повітря. Гаситель 12 зменшує швидкість руху суміші та її випускання, забезпечуючи рівномірну подачу транс портового матеріалу.

Переваги пневмонагнітача такі: проста конструкція, надійність у роботі, легке очищення обладнання, наприкінці роботи, висока мобільність. Недоліки – підвищена енергоємність, потреба в компресорі, значні витрати стиснутого повітря.

Технічну продуктивність, м³/год, обчислюють за формулою

,

де V – геометрична місткість бака, м³; – коефіцієнт наповненн бака; – тривалість робочого циклу, с; t₁ – час завантаження в бак та розвантаження споживачу, с, t₂ – час на транспортування бетонної суміші.

Рисунок 16.9 – Пневмонагнітач:

1 – привод; 2 – бак; 3 – кришка; 4, 8, 9, 11 – крани; 5 – запобіжний клапан; 6 – лопаті; 7 – вал; 10 – розчинопровід; 12 - гаситель