Бетономешалка (также бетономешалка ) — это устройство, которое однородно смешивает цемент , заполнитель (например, песок или гравий) и воду для образования бетона . Типичная бетономешалка использует вращающийся барабан для смешивания компонентов. Для работ меньшего объема часто используются переносные бетономешалки, чтобы бетон можно было изготовить на строительной площадке, давая рабочим достаточно времени для использования бетона до того, как он затвердеет. Альтернативой машине является ручное смешивание бетона. Обычно это делается в тачке; однако несколько компаний недавно начали продавать модифицированные брезентовые покрытия для этой цели.
Бетономешалка была изобретена промышленником из Колумбуса, штат Огайо, Гебхардтом Йегером. [1]
Один из первых бетоносмесителей был разработан в 1900 году TL Smith в Милуоки . Смеситель уже имел все еще распространенную базовую конструкцию с наклоняемым коническим барабаном (в то время как двойной конус) с лопастями. 9 февраля 1904 года Ричард Бодлендер, изобретатель из Бреслау, Германия, запатентовал первую переносную бетономешалку. [2] Эта бетономешалка работала на конной тяге и называлась «Миксер для раствора». Она работала, заменяя передние колеса большим барабаном, который удерживал большие лопасти для перемешивания цемента. [3] В 1925 году по крайней мере два смесителя, построенных 25 лет назад, все еще использовались (серийные номера 37 и 82). Smith Mascot по сути имеет ту же конструкцию, что и небольшие смесители, используемые сегодня. В 1920-х годах компания TL Smith Company в Милуоки построила самые большие в мире бетономешалки. Смесители этой компании использовались, например, для строительства плотины Уилсона (шесть 2-ярдовых и две 4-ярдовых бетономешалки, на тот момент крупнейшая единичная установка самых больших бетоносмесителей в мире), первого стадиона Университета штата Огайо и плотины казначейства . [4] Роско Ли получил патент в 1934 году на свою конструкцию транзитной бетономешалки. Эта конструкция позволяла превращать новые грузовики в бетономешалки, используя кран для установки барабана на заднюю часть грузовика. [3] Это было дешевле, чем цементовоз, предназначенный только для перевозки цемента, и позволяло использовать грузовики для других целей. [2] Бетономешалки продолжали совершенствоваться. Недавно было опубликовано исследование, подробно описывающее прямую имитационную модель энергосберегающей бетономешалки с использованием гидравлической технологии на основе технологии Matlab/Simulink. [5]
Сегодняшний рынок все больше требует постоянной однородности и короткого времени смешивания для промышленного производства готового бетона , и тем более для сборного/предварительно напряженного бетона. Это привело к совершенствованию технологий смешивания для производства бетона. Были разработаны различные типы стационарных смесителей, каждый из которых имеет свои собственные сильные стороны, ориентированные на различные части рынка производства бетона. Наиболее распространенные смесители, используемые сегодня, делятся на три категории:
Все стили микширования имеют свои собственные сильные и слабые стороны, и все они используются во всем мире с разной степенью популярности.
Специальные бетономешалки (транзитные миксеры ) предназначены для смешивания бетона и его транспортировки на строительную площадку. Они могут быть загружены сухими материалами и водой, при этом смешивание происходит во время транспортировки. Их также можно загружать с «центральной смесительной» установки; при этом процессе материал уже смешан перед загрузкой. Бетоносмеситель поддерживает жидкое состояние материала посредством перемешивания или вращения барабана до доставки. Эти грузовики имеют внутреннюю турбину, которая проталкивает смешанный бетон вверх против силы тяжести внутри барабана. Внутренняя часть барабана бетоносмесителя оснащена спиральной лопаткой . В одном направлении вращения бетон проталкивается глубже в барабан. Это направление вращения барабана во время транспортировки бетона на строительную площадку. Это известно как «загрузка» миксера. Когда барабан вращается в другом направлении, винтовое устройство Архимеда «выгружает» или выталкивает бетон из барабана. Оттуда он может попадать на желоба, чтобы направлять вязкий бетон непосредственно на строительную площадку. Если грузовик не может подъехать достаточно близко к месту, чтобы использовать желоба, бетон может быть выгружен в бетононасос , подключенный к гибкому шлангу, или на конвейерную ленту, которая может быть удлинена на некоторое расстояние (обычно на десять или более метров). Насос обеспечивает средства для перемещения материала в точные места, многоэтажные здания и другие места с недопустимым расстоянием. Для размещения бетона также используются ковши, подвешенные к кранам. Барабан традиционно изготавливается из стали, но на некоторых новых грузовиках в качестве меры по снижению веса используется стекловолокно. Большинство цементовозов весят значительную часть пустого, что означает, что они имеют очень большой вес тары. Законы США о весе в соответствии с Федеральной формулой моста (FBF) требуют, чтобы трехосный грузовик с готовой бетонной смесью весил 48 000 фунтов (22 000 кг) или меньше. Это оставляет только 18 000 фунтов (8 200 кг) для перевозки бетона, поскольку 30 000 фунтов (14 000 кг) — это вес тары грузовика. [7]
Для грузовиков с "задней разгрузкой" требуются как водитель, так и "обходчик" для управления грузовиком и желобом вперед и назад для укладки бетона способом, подходящим для подрядчика. Более новые грузовики с "передней разгрузкой" имеют элементы управления внутри кабины грузовика, что позволяет водителю перемещать желоб во всех направлениях. Первый смеситель с передней разгрузкой, запатентованный в 1974 году, был спроектирован и построен Royal W. Sims из Холладея, штат Юта, США.
Бетономешалки оснащаются двумя и более осями. Наиболее распространены четырех-, пяти- и шестиосные грузовики, количество которых определяется грузоподъемностью и местным законодательством, регулирующим допустимые нагрузки на дороге.
Оси необходимы для равномерного распределения нагрузки, обеспечения работы на дорогах с ограничением по весу и снижения износа на обычных дорогах. Двух- или трехосный грузовик зимой, когда ограничения по весу на дорогах снижены, не имеет полезной грузоподъемности во многих юрисдикциях. В других областях для работы могут потребоваться дорогостоящие разрешения.
Дополнительные оси, отличные от тех, которые используются для рулевого управления («рулевые») или трансмиссии («приводы»), могут быть установлены между рулевыми колесами и приводами или позади приводов. Бетоносмесители обычно имеют несколько рулевых осей, что обычно приводит к очень большим радиусам поворота. Для облегчения маневрирования дополнительные оси могут быть « подъемными осями », что позволяет им подниматься над землей, чтобы они не царапали (не волочились вбок по земле) на крутых поворотах или не увеличивали радиус поворота транспортного средства. Оси, установленные позади приводов, известны как « опоры » или «оси-усилители» и часто оснащены для вращения в противоположную сторону от рулевой оси, чтобы уменьшить царапанье и автоматически подниматься, когда грузовик переключается на заднюю передачу.
В некоторых юрисдикциях, например, в провинции Квебек, где даже шестиосные грузовики с трудом справляются с перевозкой полезного груза, используются комбинированные бетоносмесители с прицепом, в которых бетоносмеситель устанавливается на прицепе, а не на шасси грузовика. [ необходимо разъяснение ]
Бетономешалки обычно не выезжают далеко от своего завода, так как бетон начинает застывать, как только он оказывается в грузовике. Многие подрядчики требуют, чтобы бетон был на месте в течение 90 минут после загрузки. Некоторые грузовики в сухом климате оснащены возможностью добавления воды в виде распылителя во время поездки, особенно при длительных поездках. Если грузовик сломается или по какой-то другой причине бетон затвердеет в грузовике, рабочим может потребоваться залезть в бочку с отбойными молотками [8] или компании придется сдать всю бочку на слом. [ необходима цитата ] [9]
Стивен Степанян подал заявку на патент на первый автобетоносмеситель в 1916 году. [10]
Грузовики весят от 9 100 до 14 000 килограммов (от 20 000 до 30 000 фунтов) и могут перевозить около 20 000 килограммов (40 000 фунтов) бетона, хотя в настоящее время используются различные размеры автобетоносмесителей. Наиболее распространенная вместимость грузовика составляет 10 кубических ярдов (7,6 м 3 ).
Скорость большинства бетономешалок в Великобритании ограничена 90 километрами в час (56 миль в час).
Вариантом стандартной перевозки бетона является бетоносмесительный прицеп (или цементный прицеп). Эти небольшие версии автобетоносмесителей используются для доставки коротких партий бетона. Они имеют бетоносмесительный барабан емкостью от 0,76 до 1,34 кубических метров (от 1 до 1,75 кубических ярдов). Тележки обычно тянутся за пикапом и дозируются из более мелких систем дозирования. Система смесительного прицепа популярна среди пунктов проката и мест продажи строительных материалов, которые используют их для поставки готовой смеси своим постоянным клиентам.
Дозированные бетоновозы или мобильные объемные бетоносмесители содержат ингредиенты для бетона и воду, которые необходимо смешать в грузовике на рабочей площадке для изготовления и доставки бетона в соответствии с необходимым количеством.
Для небольших работ, таких как ремонт жилых помещений, реконструкция или проекты любительского масштаба, обычно не требуется много кубических ярдов бетона. Мешковый цемент легко доступен в небольших партиях, а заполнитель и вода легко доступны в небольших количествах для небольшой рабочей площадки. Для обслуживания этого рынка мелкосерийного бетона доступны многие типы небольших переносных бетономешалок.
Типичная переносная бетономешалка использует небольшой вращающийся барабан для смешивания компонентов. Для небольших работ бетон, произведенный на строительной площадке, не теряет времени на транспортировку, что дает рабочим достаточно времени, чтобы использовать бетон, прежде чем он затвердеет.
Переносные бетономешалки могут работать на бензиновых двигателях, хотя чаще всего они приводятся в действие электродвигателями, работающими от стандартной сети.
Эти бетономешалки далее подразделяются на основе их механизма загрузки. Цемент, песок и другие заполнители загружаются в гидравлический бункер, а затем высыпаются в смесительный барабан для окончательного смешивания. Их можно выгрузить, наклонив барабан. В бетономешалках с ручной подачей цемент, песок и другие заполнители добавляются в смесительный барабан вручную. Оба этих типа бетономешалок популярны в строительных работах в Африке, некоторых странах Ближнего Востока и на Индийском субконтиненте.
Самозагружающиеся бетоносмесители — это уникальные машины, предназначенные для дозирования, смешивания и транспортировки бетона. Они состоят из вращающегося барабана, установленного на раме шасси с кабиной оператора, оснащенной загрузочным ковшом.
Оператор самозагружающихся бетоносмесителей дозирует и вводит ингредиенты, необходимые для смешивания бетона (цемент, каменные заполнители и т. д.) в барабан с помощью загрузочного ковша. Барабан обычно реверсивного типа, наклонного типа или комбинированного типа. Заданный объем воды выгружается в барабан через водораздаточный узел. Смесь вращается со скоростью смешивания внутри барабана до тех пор, пока бетон не выгрузится через установленный желоб.
Самозагружающиеся бетоносмесители подходят для строительных площадок, где отсутствуют бетонные заводы, подземные условия не подходят для автобетоносмесителей или рабочая сила недостаточна или ограничена. Области применения включают городское и сельское строительство, обслуживание бетонных покрытий, строительство мостов и туннелей, строительство городских автомагистралей, строительство фундаментов, национальных оборонных объектов, строительство высокоскоростных железных дорог и т. д.
Правильная эксплуатация бетоносмесителей является одной из самых больших проблем безопасности в строительных зонах. Рабочие, чьи задачи связаны с обработкой бетона, в настоящее время [ когда? ] насчитывается более 250 000 человек. Более 10 процентов этих рабочих, 28 000 человек, получили производственную травму или заболели, а 42 человека умерли всего за один год. [ когда? ] [ где? ] [11] [12] [13]
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )