БСУ должен обеспечивать:
- Общий объем готовой конструкционной бетонной смеси должен составлять не менее 30м³/час. Объем планетарного смесителя 2,25/1,5 м³.
- Применяемые в БСУ смесители должны соответствовать международному стандарту ISO 18650, а смесители немецкого производства стандарту DIN 459 (Примечание 2).
- Приготовление бетонных смесей должно быть в соответствии ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия», что обеспечивается посредством:
использования весовых дозаторов дискретного действия, выполненных в соответствии с ГОСТ 10223-97 «Дозаторы весовые дискретного действия. Общие технические требования»; периодические поверки дозаторов должны выполняться в соответствии с ГОСТ 8.523-2004 «Государственная система обеспечения единства измерений. Дозаторы весовые дискретного действия. Методика поверки» (Примечание 3);
применения бетоносмесителей, обеспечивающих утвержденную последовательность загрузки в работающую бетономешалку: щебень, затем песок, затем (через 5-10 с) цемент, а затем (через 10 с) вода затворения вместе с пластификатором;
обеспечения подготовки и постоянного перемешивания в общей емкости пластификатора (разведенного с водой 1/10), а также обеспечения отдельного дозирования, с последующим перемешиванием с водой затворения (точность дозирования 1%);
обеспечения подачи дополнительной воды затворения под давлением через общую систему распыления в смеситель;
обеспечения дозирования добавочной воды затворения объемом 1,2,3,4,5 литров (с основной погрешностью равной 1%) с последующей подачей этой воды под давлением в смеситель через систему распыления;
применения системы контроля нижних критических уровней инертных материалов и цемента (с погрешностью не более 2%);
применения общей емкости подогрева воды в зимнее время и контроля температуры бетонной смеси в смесителе с отражением этого показателя на дисплее;
автоматическим управлением процессом приготовления бетонных смесей, исключающим влияние человеческого фактора.
4.Наличие в программном обеспечении АСУ ТП БСУ инструментов, позволяющих осуществить анализ качества приготавливаемых бетонных смесей посредством получения выборки о произведенных замесах, содержащих информацию по требуемой и фактической дозировке каждой компоненты, значений приведенной мощности потребляемой смесителем, значениях температуры бетонной смеси (см. Приложение 5).
5.Данные о приведенной мощности необходимо вывести на отдельный дисплей (с прорисовкой кривых, отражающих этот показатель во времени), с возможностью просмотра этих кривых при совмещении на одном графике. Должны быть выделены отметки (цветом) значений достаточного времени перемешивания и необходимой подвижностим бетона в графической форме и в виде таблиц.
6. Контроль и поддержание необходимой температуры инертных материалов для бетонной смеси в зимнее время года.
7. Наличие в программном обеспечении АСУ ТП БСУ средства дистанционного контроля и диагностики работы БСУ посредством подключения через защищенный интернет-канал; программное обеспечение АСУ ТП БСУ осуществляет логирование факта заказа бетонной смеси, а также фактов внесений корректировок оператором линии безопалубочного виброформования в рецепты выполняемых заданий на БСУ.
8. Беспроводной пост заказа бетонной смеси (БПЗБ) располагается на формовочной машине, представляет собой панельный компьютер, собранный в шкафу с wi-fi передатчиком и блоком питания. БПЗБ предназначен для автоматизации и исключения влияния человеческого фактора в процессах взаимодействия между персоналом линии формовки и оператором БСУ.
Функции БПЗБ формовочной машины:
- возможность контроля доступа персонала к функциям поста;
- отображение статуса работы БСУ;
- отображение списка рецептов, разрешенных к производству для данной формовочной машины;
- создание задания на производство требуемого количества бетонной смеси по выбранному рецепту;
- отображение процесса выполнения задания с вычерчиванием кривой изменения величины нагрузки в процессе перемешивания бетона;
- оперативное внесение корректировок в рецепт текущего, выполняемого на БСУ задания.
Примечание 1.
Для производства ЖБ изделий с использованием российской технологической линии безопалубочного виброформования необходимо БСУ со скиповым подъемником и планетарной бетономешалкой объемом 2250/1500 см3.
Примечание 2.
Бетономешалка должна осуществлять перемешивание сухой смеси песка, щебня и цемента объемом 21000см3 без остановки.
Бетономешалка должна иметь возможность тонкой регулировки зазоров между лопастями и броней с точностью до 1 мм.
Примечание 3.
Погрешность дозирования исходных материалов весовыми дозаторами цикличного и непрерывного действия не должна превышать для цемента, воды, сухих химических добавок, рабочего раствора жидких химических добавок ±1%, а для инертных заполнителей ±2%.
Примечание
Программное обеспечение БСУ должно обеспечивать построение каждого графика (см. Рис.1) зависимости на отдельном дисплее с определением, а также нескольких (см. Рис.2) одновременно:
а) времени достаточного перемешивания (с);
б) достижения необходимой подвижности (НП, Ампер или КВт) для каждого замеса.
Измерение силы тока в бетономешалке необходимо производить 50 раз\с, усредняя эту величину с точностью до 0,01. Индикация должна показывать устойчивую и различимую величину на экране дисплея.
Рис.1. Измерение величин силы тока в Амперах (по вертикали) и времени перемешивания в секундах бетонной смеси при ОК=3,0 см, в планетарной бетономешалке производительностью (2250\1500 см3).
Время достаточного перемешивания = 90 с. При силе тока = 37,0 А.
Рис.2. Необходимая подвижность (НП) бетонных смесей соответствует разным величинам ОК. Для достижения НП нужно разное время перемешивания.
| НП достигнуто на 141 с. при величине силы тока = 46,1 А; | ||
| 2) средний график: при ОК = 2,1 см | ||
| НП достигнуто на 126 с при величине силы тока =40,4 А; | ||
| 3) нижний график: при ОК= 3,0 см | ||
| НП достигнуто на 90 с. при величине силы тока=37 А. Один из главных факторов, влияющих на качество работы бетоносмесительного узла, это качество бетономешалки. |
Критерии выбора бетономешалки, рассчитанной на подготовку бетона для российской технологии безопалубочного формования ЖБ изделий. Центральное место в БСУ – это выбор бетономешалки. Наиболее популярные бетономешалки — планетарные, двухвальные, одновальные, тарельчатые и гравитационные.
Тарельчатые бетоносмешалки
Тарельчатые бетономешалки используются, в основном, для перемешивания товарного бетона. Они очень надежные и недорогие. Но для качественного перемешивания жесткого бетона им необходимо в 3-4 раза больше времени, чем двухвальным и планетарным бетономешалкам.
Еще больше времени для перемешивания жесткой смеси необходимо гравитационным бетономешалкам.
По этой причине производительность тарельчатых и гравитационных бетономешалок при перемешивании жестких смесей резко падает и их использование становится нерентабельным.
Двухвальная лопастная
Двухвальная бетономешалка бетономешалка. со спиралевидными лопастями
Двухвальная лопастная бетономешалка непрерывного действия не подходит к использованию в технологии безопалубочного формования.
Для технологии непрерывного виброформования подходят только планетарные и двухвальные бетономешалки «прерывистого» действия.
В данной технологии используется щебень минимальной фракции от 5 мм и поэтому зазор между лопаткой и броней бетономешалки должен быть не более 4 мм. Его превышение приводит к «закусыванию» мелкой фракции щебня при движении лопастей.
«Закусывание» щебня при перемешивании бетонной смеси, приводит к неравномерному вращению валов и возникновению больших перепадов величин нагрузки на мотор бетономешалки. Это затрудняет получение необходимой точности в измерении мощности, основная погрешность которой должна составлять не более 0,1А.
Но у двухвальных бетономешалок точность регулировки до 1 мм обеспечить невозможно ввиду полукруглой формы брони. Это видно на этой фотографии. А на планетарной бетономешалке зазор с такой точностью выставить проще, и это связано с плоской поверхностью нижней брони, с особенностями регулировки зазоров скребков.
На рисунке: Планетарный смеситель, вид изнутри. Можно точно регулировать высоту и наклон скребка.
Выбор качественной бетономешалки для обеспечения работы технологии непрерывного виброформования железобетонных изделий имеет свои особенности и требования. Их несоблюдение приводит к увеличению затрат времени на осуществление подбора бетонной смеси, к снижению общей производительности и к задержкам, а зачастую и невозможности выхода производства ЖБИ на проектную мощность.
Основная характеристика любого БСУ — это производительность готовой бетонной смеси в единицу времени. Обычно все фирмы эту величину показывают только как теоретически-максимальную производительность для товарного бетона.
При подготовке же конструкционного бетона максимальная производительность БСУ будет в два раза меньше, чем производительность по товарному бетону. Например, БСУ со смесителем объемом 2250\1500 литров, имеющее производительность по товарному бетону 60 м3/час, по конструкционной смеси будет иметь производительность не более 30 м3/час.
Для планирования получения необходимого количества жесткой бетонной смеси для линии безопалубочного формования практикам необходимо знать не теоретически-максимальную, а реальную производительность, величина которой должна быть уменьшена на коэффициент 0,8 (см. Примечания).
Теоретическая и реальная производительность БСУ с различными видами смесителей (объем 2250/1500 л)
| Различные виды смесителей | Тарельчатые смесители | Двухвальные или планетарные смесители | |||||||
| Различные виды подъемников | Скиповый подъемник | Конвейер | Скиповый подъемник | Конвейер | Скиповый подъемник | Конвейер | Скиповый подъемник | Конвейер | |
| Виды бетонной смеси | Товарный бетон | Жесткий бетон | Товарный бетон | Жесткий бетон | |||||
| Длительность каждого цикла | |||||||||
| 1. | Загрузка инертных материалов | 15 | 40 | 15 | 40 | 15 | 40 | 15 | 40 |
| 2. | Загрузка цемента (в один «прием») | 15 | 15 | 15 | 15 | ||||
| 3. | Загрузка цемента (в два «приема») | 20 | 20 | 20 | 20 | ||||
| 4. | Загрузка жидкости в один прием | 5 | 5 | 5 | 5 | ||||
| 5. | Загрузка жидкости с использование системы «распыления» | 15 | 15 | 15 | 15 | ||||
| 6. | Перемешивание товарного бетона (ГОСТ 7473-94) | 50 | 50 | 40 | 40 | ||||
| 7. | Перемешивание «жесткой бетонной смеси» | 240 | 240 | 110 | 110 | ||||
| 8. | Выгрузка перемешанной смеси | 15 | 15 | 20 | 20 | 15 | 15 | 20 | 20 |
| 9. | Итого, время 1 цикла (теоретически) | 100 | 125 | 310 | 335 | 90 | 115 | 180 | 05 |
| 10. | Количество циклов в 1 час. | 36 | 29 | 12 | 11 | 40 | 31 | 20 | 18 |
| 11. | Теоретическая производительность м³/час | 54 | 43 | 17 | 16 | 60 | 47 | 30 | 26 |
| 12. | «Реальная» производительность м³/час с учетом коэффициента 0,8 (см. Примечания) | 43 | 35 | 14 | 13 | 48 | 38 | 24 | 21 |
| Примечания: | ||||||
| 1. Коэффициент «реальной» производительности (0,8) учитывает неизбежные простои, возникающие в работе БСУ. | ||||||
| 2. Время загрузки смесителя при длине конвейера 20 м = 40 секунд, а при большей длине увеличивается до 50 секунд. 3. Обычно величина максимальный нагрузки на мотор бетоносмесителя рассчитывается исходя из удельного веса и максимальной нагрузки при перемешивании товарного бетона. Жесткие бетоны по удельному весу превышают показатели товарного бетона и с учетом своей повышенной вязкости оказывают нагрузку на мотор смесителя. Поэтому, на практике, зачастую приходится снижать (на 10-20%) объем загрузки бетоносмесителя для успешного перемешивании жесткого бетона. Это также может снижать реальную производительность БСУ. | ||||||
| 4.»Зимняя» производительность БСУ уменьшается до 75% по сравнению с производительностью «в летнее» время. |
Авторским коллективом AО «Строительные Технологии и Машины» в составе Копша С.П. и Заикин В.А, под редакцией эксперта РАН, д.т.н., профессора Львовича К.И. подготовлено Методическое пособие «Подбор состава бетонной смеси для российской технологии изготовления преднапряженных железобетонных изделий методом непрерывного виброформования на длинных стендах«.
В Методическом пособии подробно рассказывается об основных методиках подбора составов бетонных смесей.
По вопросам приобретения Методического пособия и за консультациями просим обращаться:
+7 903 722 02 98
stm-moscow@mail.ru
Виктор Александрович Заикин