Конструкция барабана бетоносмесителя: обеспечение стабильного качества смеси во время длительных перевозок

Стратегия вращения барабана: баланс между перемешиванием, расслоением и гидратацией

Поддержание целостности смеси во время транспортировки требует точного контроля вращения барабана. Неправильная скорость может привести к расслоению материала или преждевременной гидратации — оба фактора снижают прочность конструкции при доставке.

Оптимальные диапазоны оборотов для предотвращения расслоения и преждевременного схватывания

Барабан на бетоносмесительной машине обычно вращается со скоростью от 2 до 6 оборотов в минуту во время движения. Если барабан вращается слишком медленно — менее 2 об/мин, материалы начинают оседать и расслаиваться. Но если превысить 6 об/мин, возникает другая проблема: более крупные фракции отбрасываются к стенкам и отделяются от жидкого состава. Особые виды бетона требуют ещё более бережного обращения. Например, самоуплотняющийся бетон предпочтительно поддерживать в диапазоне 3–4 об/мин. А как насчёт гидратации? Это тоже важно. Когда машины стоят на месте или двигаются так медленно, что барабан едва вращается, бетон начинает схватываться быстрее, особенно в жаркие дни при температуре выше 30 градусов Цельсия. С другой стороны, если барабан вращается слишком быстро, всё это движение создаёт дополнительное тепло, из-за чего смесь схватывается быстрее, чем планировалось.

Постоянное низкоскоростное перемешивание против периодического высокоскоростного: обоснованные компромиссы

Поддержание медленного вращения около 1-2 об/мин снижает энергопотребление примерно на 15%, но есть нюанс. Смесь может начать расслаиваться и со временем потерять однородность. С другой стороны, кратковременные периоды более быстрого перемешивания при 4-5 об/мин способствуют равномерному распределению частиц по всей массе, что особенно важно при длительных перевозках, превышающих 90 минут. Однако существует и компромисс: каждый раз, когда мы увеличиваем скорость, гидравлическая система испытывает дополнительную нагрузку на 20–30%, из-за чего детали изнашиваются быстрее. Что показали полевые испытания? Наилучший результат даёт комбинированный подход. Постоянное перемешивание на низкой скорости большую часть времени и двухминутные интервалы интенсивного перемешивания каждый час или около того. Это предотвращает расслоение бетона, не изнашивая слишком сильно оборудование. Большинство подрядчиков отмечают, что такой метод позволяет сохранять смеси в соответствии со стандартами ASTM C94 почти для всех поставок, занимающих менее двух часов в пути.

Геометрия внутреннего барабана: конструкция лопастей и контроль потока для обеспечения постоянной однородности

Оптимизация угла наклона винтовой линии и шага для осевого перемещения и равномерного сдвига

Угол установки лопастей бетоносмесителя оказывает большое влияние на перемещение бетона при транспортировке. Углы в диапазоне примерно от 25 до 35 градусов наиболее эффективны для продольного перемещения материала вдоль оси барабана, предотвращая при этом чрезмерное радиальное расслоение, которое приводит к проблемам с расслоением. Такая конфигурация обеспечивает оптимальный баланс между осаждением материала под действием силы тяжести и его разбрасыванием под действием центробежной силы. Когда лопасти имеют переменный шаг по длине, это помогает бороться с расслоением, особенно заметным в более жидких смесях, где тяжелые частицы стремятся оседать вниз. Некоторые компьютерные модели показывают, что такие конструкции лопастей могут повысить эффективность процесса смешивания примерно на 15 процентов по сравнению с неудачными решениями. Кроме того, производители используют ещё один приём: лопасти разной глубины лучше адаптируются к изменению консистенции смеси со временем, обеспечивая равномерное перемешивание без образования нежелательных участков с избыточной концентрацией воды.

Влияние конфигурации шнека на сохранение осадки в чувствительных бетонных смесях

Форма и конструкция шнеков играют важную роль в том, насколько хорошо бетонные смеси сохраняют осадку, когда содержат такие материалы, как зола-уноса, микрокремнезём или различные полимеры. При использовании шнеков с неглубокими витками удобоукладываемость остаётся лучше, поскольку такие конструкции уменьшают силы сдвига, вызывающие миграцию воды через смесь. Испытания по стандарту ASTM C94 показывают, что осадка остаётся стабильной в пределах половины дюйма даже спустя 90 минут транспортировки. Однако при более крутых углах шнека ситуация существенно меняется. Такие конфигурации, как правило, ускоряют потерю осадки примерно на 20% в бетонах, модифицированных полимерами. Также важно правильно подобрать зазор между шнеком и стенкой барабана. Большинство специалистов рекомендуют выдерживать это расстояние около 3–5% от общего диаметра барабана. Это создаёт достаточное скольжение между компонентами, чтобы предотвратить нежелательное уплотнение, но при этом сохраняется надлежащее перемешивающее действие. Для самоуплотняющегося бетона (SCC) достижение этого баланса становится критически важным, поскольку чрезмерное перемешивание может разрушить вязкость смеси и уничтожить её способность самостоятельно уплотняться.

Снижение деградации, вызванной транспортировкой: синергия времени, температуры и перемешивания

Триада времени, температуры и перемешивания и соответствие стандарту ASTM C94 при доставке товарного бетона

Поддержание бетона в хорошем состоянии во время транспортировки зависит от одновременного соблюдения трёх факторов: продолжительности движения, внешней температуры и интенсивности вращения барабана. Если автобетоносмесители слишком долго добираются до места доставки, смесь начинает разрушаться и расслаиваться. При повышении температуры выше примерно 25 градусов Цельсия (около 77 по Фаренгейту) химические реакции внутри ускоряются настолько, что бетон может начать схватываться преждевременно. С другой стороны, если барабан вращается недостаточно, компоненты смеси оседают. Однако чрезмерно быстрое вращение также создаёт проблемы, поскольку центробежная сила может повредить структуру смеси. Эти вопросы подробно рассматриваются в стандарте ASTM C94, который устанавливает конкретные рекомендации, которым производители должны следовать при правильной транспортировке.

• Сроки доставки : 90 минут после замешивания или до 300 оборотов барабана
• Сохранение осадки : Не менее 75% от начального значения при прибытии
• Контроль Температуры : Смеси поддерживаются в диапазоне 10–32 °C (50–90 °F)

Оптимальное решение включает непрерывное перемешивание на низких оборотах (2–6 об/мин) в сочетании с терморегулированием — например, теплоизолированные барабаны или охлаждающие добавки в жарком климате — чтобы предотвратить снижение вязкости и обеспечить соответствие прочности на сжатие проектным требованиям. Такой комплексный подход снижает количество отбракованных партий на 18%.