Бетонозмішувачі, розчинозмішувачі, вапногасники
Бетонні та розчинні суміші отримують в результаті ретельного перемішування складових компонентів.
Змішувачі, що застосовуються на будівельних майданчиках, класифікуються за такими ознаками.
За способом перемішування — гравітаційні змішувачі, в яких використовується вільне падіння матеріалів всередині барабанів, що обертаються, і змішувачі з примусовим змішуванням компонентів, в яких перемішування здійснюється за рахунок обертання змішувальних валів з лопатями всередині нерухомого або обертового барабана. У лопатевих змішувачах досягається більш висока якість перемішування, проте вони складні, дорожчі в експлуатації та можуть працювати тільки з компонентами дрібних розмірів. Їх застосовують переважно для приготування розчинів. Для приготування бетонних сумішей при ремонтно-будівельних роботах переважно використовують гравітаційні змішувачі.
За режимом роботи розрізняють змішувачі періодичної та безперервної дії. Під час будівництва та ремонту будівель використовують змішувачі періодичної дії з циклом, що складається з операції відмірювання компонентів, їх завантаження, змішування та вивантаження готової суміші.
За конструкцією змішувачі бувають стаціонарні, переносні, пересувні, самохідні (на шасі автомобіля). Перший тип змішувачів зазвичай застосовують на заводах, їх конструкція забезпечує безперервну роботу та тривалу експлуатацію машини.
Гравітаційні змішувачі складаються з барабана з механічними приводами його обертання, перекидання для розвантаження та ковша (скіпу) для завантаження компонентів. На рамі встановлено мірний бак для води та інші вузли. Гравітаційні змішувальні барабани можуть мати грушоподібну та циліндричну форму. У процесі перемішування дрібні компоненти займають простір між середніми, а середні, у своючергу, між великими. Тому обсяг готової продукції значно зменшується порівняно з насипною масою.
У СРСР випускаються гравітаційні змішувачі періодичної дії, що мають обсяг за готовим замісом - 65, 165, 330, 800, 1600 л, а завантаження відповідно-100, 280, 500, 1200, 2400 л. Відношення обсягу готової суміші до обсягу завантажених наповнювачів називається коефіцієнтом виходу. Цей коефіцієнт для бетонних сумішей дорівнює 0,65…0,7, а розчинів — близько 0,8.
Мал. 7.1. Пересувний гравітаційний бетонозмішувач з об'ємом готового замісу 165 л: а - загальний вигляд; б - кінематична схема
На рис. 7.1 а представлений пересувний гравітаційний змішувач з грушоподібним барабаном, з об'ємом замісу 165 л (продуктивність 6 м3/год, потужність приводу 1 кВт, маса 1,3 т). Цей змішувач використовується в умовах будівельних майданчиків, тому його рама змонтована на двох лижах. Основною частиною змішувача є грушоподібний барабан, усередині якого укріплені змішувальні лопаті, що мають гвинтову форму. Барабан за допомогою цапфи укріплений на поворотній дугоподібній траверсі. Поворот траверси в підшипниках на рамі змішувача проводиться вручну оператором за допомогою штурвала, з'єднаного з траверсою через зубчасту зубну передачу. В результаті перекидання барабана 5 відбувається його розвантаження.
Привід обертання барабана (рис. 7.1 б) включає в себе електродвигун, конічно-циліндричний редуктор, вал, що проходить через порожнисту цапфу траверси, і гальмівний пристрій 8. Обертання барабана може здійснюватися при будь-якому положенні траверси. Для завантаження змішувача компонентами застосовується ківш (скіп), підйом-опускання якого здійснюється лебідкою. Лебідка включає електродвигун, черв'ячний редуктор і два барабани длянамотування сталевого каната.
Мал. 7.2. Змішувач із двоконусним барабаном: 1 — рама; 2 - напрямні ковша; 3 - завантажувальний ківш; 4 - редуктор; 5 - водозаправний бачок; - електродвигуни; 7 -кожух зубчастого вінця; 8 - змішувальний барабан; 9 - кришка завантажувального отвору; 10 - основа; 11 підтримуючі ролики; 12 - барабани підйому ковша; 13 - важіль вододозувального пристрою; 14 - поворотна траверса
Для своєчасної зупинки ковша у верхньому та нижньому положенні (щоб уникнути обриву каната або його сходу з барабана при послабленні натягу) лебідка має механізм, що відключає двигун за допомогою кінцевих вмикачів. На верхній балці рами змішувача встановлено дозатор води — бак із водомірним склом та трубопровід із триходовим краном управління подачі води.
Для приготування суміші в ківш завантажують компоненти, що пошарово складають, причому нижнім і верхнім шаром зазвичай є великий заповнювач. Після закінчення завантаження за допомогою лебідки ківш повільно перекидають і висипають матеріали в барабан змішувача, що обертається. Протягом декількох хвилин змішують компоненти в сухому вигляді, а потім поступово додавання води з дозатора.
Для вивантаження суміші барабан за допомогою штурвала перекидають у зворотний бік на кут, що забезпечує вихід суміші з барабана в попередньо поставлену ємність, при цьому потрібне одночасне обертання барабана, що розвантажується. Через 3-4 години роботи або після кожного замісу при значних інтервалах часу між замісами барабан промивають водою при одночасному обертанні і похитуванні його штурвалом.
Мал. 7.3. Пересувний розчинозмішувач: а — загальний вигляд; б - кінематична схема; 1 - ківш; 2 - барабан; 3 — важіль розвантажувального люка; 4 - люк; 5 -клинопасова передача; 6 - електродвигун; 7-редуктор; 8 - ланцюгова передача; 9-муфта приводу лебідки; 10 - барабани лебідки; 11 - важіль; 12 - бачок дозатора води; 13 - лопатевий вал
Бетонозмішувачі місткістю 330 л готової суміші зазвичай мають двоконусний барабан (рис. 7.2). Два усічені конуси з'єднані між собою циліндричною приставкою і мають два отвори. Для завантаження барабана служить отвір конуса меншої висоти, для розвантаження - отвір, що закривається кришкою. Змішувач забезпечений скіповим витягом, пристрій та робота якого аналогічні попередньому. Барабан обертається навколо своєї поздовжньої осі та може повертатися навколо поперечної. Привід обертання складається з електродвигуна та набору зубчастих коліс, останнє з яких змонтовано на циліндричній частині барабана.
Змішувальний барабан спирається своїм бандажом на опорні ковзанки та утримується двома парами верхніх та парою нижніх роликів. Ролики укріплені на траверсі, що охоплює нижню половину барабана змішувача. Траверса за допомогою двох цапфів закріплена на рамі і має можливість нахилятися для розвантаження барабана. Привід нахилу барабана складається з електродвигуна, двоступінчастого редуктора та кривошипно-шатунного механізму, з'єднаного з кронштейном траверси. Принцип дії змішувача аналогічний попередньому, його продуктивність-10 м3/год, потужність приводу - 2,8 кВт, маса-1,9 т; швидкість обертання барабана - 0,3 с-1.
Мал. 7.4. Пересувний турбулентний розчинозмішувач: 1 — клііоременяя передача; 2 - розвантажувальний люк з лотком; 3 - ручка затвора; 4 - змішувальний барабан; 5 - лопатевий ротор з лопатками; 6 - нерухомі лопаті; 7 - електродвигун; 8 - рама на полозах
Змішувачі примусового змішування служать для приготуваннябудівельних розчинів Основною частиною змішувача є нерухомий коритоподібний барабан і вал, що обертається, зі спіральною лопаттю. На ремонтно-будівельних роботах застосовують пересувні несамохідні розчинозмішувачі (рис. 7.3), що складаються з рами з колесами, на якій змонтований барабан і лопатевий змішувальний вал з електромеханічним приводом для його обертання. У нижній частині барабана є люк і лоток для розвантаження розчину транспортні засоби. Відкриття люка здійснюється вручну за допомогою важеля. Суміш завантажується скіпом, що має механічний привід двигуна лопатевого валу. Цей привід містить два барабани, на які намотується канат, з'єднаний зі скіпом. На вал барабанів насаджено зубчасту муфту включення його обертання за допомогою важеля. Для запобігання поломці підйомного механізму (при упорі скіпа в раму у верхньому положенні) на валу є зубчаста муфта граничного моменту.
Турбулентні змішувачі використовують для приготування шпаклівок, мастичних, емульсійних, лакофарбових та рухомих бетонних сумішей у невеликих кількостях. Вони вирізняються високою ефективністю змішування компонентів. Змішувачі такого роду (рис. 7.4) містять циліндричний барабан, встановлений вертикально. Всередині барабана вертикально змонтований вал, що має привід через клинопасову передачу від електродвигуна.
На валу укріплено кільце з лопатками. Через високу швидкість обертання валу процес змішування має турбулентний характер.
У нижній частині циліндричного барабана розташована конусна приставка, на якій змонтовано розвантажувальний пристрій у вигляді люка з кришкою для випуску готових матеріалів. Відкриття люка здійснюється підйомом важеля нагору.
Автобетонозмішувачі (рис. 7.5) використовують на будівельнихмайданчиках не тільки для доставки бетонної суміші, але й для роботи як стаціонарна або пересувна змішувальна установка. Вони виконуються як гравітаційного барабанного змішувача, змонтованого на шасі автомобіля. Барабан має гвинтові лопаті, прикріплені до внутрішньої поверхні. До торця барабана примикає обойма із завантажувальною лійкою та лотком для видачі суміші. На передній торцевій стіні барабана укріплена зірочка ланцюгової передачі, за допомогою якої через реверсований редуктор за допомогою окремого двигуна здійснюється обертання барабана.
Змішувальний барабан грушоподібної форми спирається на раму автомобіля бандажами та опорними катками. Змішувач обладнано баком для води місткістю 0,85 м3. Компоненти через вирву завантажують у барабан. Після закінчення змішування обертання барабана реверсують і готова суміш через розвантажувальний лоток видається споживачеві.
Рис, 7.5. Автобетонозмішувач: а - загальний вигляд; б - кінематична схема; 1 - водяний бак; 2 - барабан; 3 - лійка; 4 - редуктор; 5 - дизельний двигун; в - ланцюгова передача: 7 - цапфа; 8 - ролях; 9 - опорний бандаж; 10 - лопаті
Під час доставки суміші на значні відстані можливе обертання барабана та перемішування сухої суміші на ходу автомобіля. До моменту прибуття змішувача на об'єкт барабан додають воду, отримуючи готову суміш за короткий проміжок часу.
Розчинозмішувачі безперервної дії використовуються на великих будівельних майданчиках. Ці змішувачі мають продуктивність 5, 15, 30, 60 м3/год. Вони складаються з коритоподібного нерухомого барабана, в якому встановлені два лопатеві вали, що обертаються в різні боки під час роботи. Привід їх обертання включає клинопасові передачі редуктора і зубчасту передачу.Змішуються компоненти безперервно подаються на один кінець барабана, готова суміш виходить з іншого кінця. Для відмірювання наповнювачів, води, цементу застосовують дозатори. За конструкцією вони поділяються на вагові та об'ємні. Об'ємні використовуються для відмірювання води та складаються з вододозувального бачка, де є скло з нанесеними поділками. Відкривши кран подачі води до змішувача, оператор подає, спостерігаючи за поділами на склі, необхідну кількість води у змішувач.
Для відмірювання цементу та заповнювачів зазвичай застосовують вагові дозатори, так як об'ємне відмірювання дає велику похибку через значну відмінність щільності матеріалів залежно від їхньої вологості.
Ваговий дозатор періодичної дії з ручним керуванням складається з бункера із затвором, з'єднаним системою важелів із вагами. Матеріал в бункер подається до тих пір, поки стрілка терезів не досягне необхідного поділу.
Вапногасники застосовують для виробництва гашеного вапна, при якому основні процеси - це гідратація оксидів кальцію і магнію при з'єднанні цих речовин з водою. При гасінні вапна утворюється тонкий легкий порошок гідратного вапна. Теплота, що виділяється при цьому, викликає пароутворення, що сприяє розпушенню шматків вапна і перетворенню її в тонкий порошок з розмірами частинок 5 ... 20 мкм. Для проведення цієї реакції застосовують термохімічні вапногасники барабанного типу безперервної дії.
Термохімічний вапногасник (рис. 7.6) складається з барабана з бандажними кільцями, які спираються на ролики, що мають привід електродвигуна через редуктор. У передній частині барабана є завантажувальна лійка, а на протилежному боці барабана - трубопровід для подачі води, що проходить через центр барабана. Усі вузли машинизмонтовані на звареній рамі. Усередині барабана співвісно з ним змонтовано циліндр. Простір між циліндром і барабаном 6 заповнено охолоджувальною водою. Вона надходить із водопровідної мережі в барабан. Барабан у поперечній площині розділений гратчастою перегородкою. Вапно завантажується в першу половину барабана, в другій половині проводиться її помел за допомогою куль, що мелють, вільно перекочуються по стінках гратчастого барабана. Вапняне молоко з гратчастого барабана зливається в лоток 8, а з нього в ємність. Для видалення відходів у барабані є люк.
На будівельних майданчиках застосовуються вапногасники продуктивністю 1,5-2 т/год при частоті обертання барабана 10-12 хв-1.