Конструкція барабана бетонозмішувального автомобіля: забезпечення стабільної якості суміші під час тривалих перевезень

Стратегія обертання барабана: баланс між перемішуванням, розшаруванням та гідратацією

Збереження цілісності суміші під час перевезення вимагає точного контролю обертання барабана. Неправильна швидкість загрожує розшаруванням матеріалу або передчасною гідратацією — обидва фактори погіршують структурну міцність після доставки.

Оптимальні діапазони обертів на хвилину для запобігання розшаруванню та передчасному твердінню

Барабан на автобетонозмішувачі зазвичай обертається зі швидкістю від 2 до 6 обертів на хвилину під час руху. Якщо барабан обертається занадто повільно — менше 2 об/хв, матеріали починають осідати та розділятися. Але якщо перевищити 6 об/хв, трапляється інша негараздна річ: більші фракції викидаються на стіни барабана й відокремлюються від мокрої суміші. Особливі види бетону потребують ще обережнішого поводження. Візьмемо, наприклад, самоуплотнювальний бетон, який краще за все почувається в діапазоні 3–4 об/хв. А як щодо гідратації? Це теж важливо. Коли автомобілі стоять або рухаються надто повільно, і барабан ледве обертається, бетон починає швидше тверднути, особливо в спекотні дні з температурою понад 30 градусів Цельсія. З іншого боку, якщо барабан обертається надто швидко, весь цей рух створює додаткове тепло, що призводить до прискореного тверднення, ніж планувалося.

Постійне перемішування на низьких обертах проти періодичного на високих: емпіричні компроміси

Підтримання повільного руху на рівні приблизно 1-2 об/хв зменшує споживання енергії на 15%, але є один нюанс. Змішана маса може починати осідати у певних місцях і втрачати однорідну консистенцію з часом. Навпаки, короткі інтенсивні цикли перемішування зі швидкістю 4-5 об/хв допомагають рівномірно розподілити частинки по всьому об'єму суміші, що особливо важливо під час тривалих перевезень понад 90 хвилин. Але є й недолік: кожного разу, коли ми збільшуємо швидкість, гідравлічна система отримує додаткове навантаження на 20-30%, що призводить до швидкого зносу компонентів. Що ж показали польові випробування? Найкращий результат дає поєднання обох методів. Переважно працювати безперервно на низькій швидкості, періодично роблячи кожну годину приблизно двоххвилинний цикл інтенсивного перемішування. Це запобігає розшаруванню бетону, не завдаючи надмірної шкоди обладнанню. Більшість підрядників вважають, що цей метод дозволяє зберігати суміші в межах стандартів ASTM C94 практично для всіх поставок, які тривають менше двох годин у дорозі.

Геометрія внутрішнього барабана: конструкція лопаті та контроль потоку для постійної однорідності

Оптимізація кута та кроку гвинтової лінії для осьової подачі та рівномірного зсуву

Кут, під яким встановлені лопаті бетономішалки, суттєво впливає на рух бетону під час транспортування. Кути між приблизно 25 і 35 градусами найкраще сприяють переміщенню матеріалу вздовж осі барабана, одночасно запобігаючи надмірному радіальному розтіканню, що призводить до розшарування. Таке налаштування забезпечує оптимальний компроміс між осіданням матеріалу під дією сили тяжіння та його розподілом під дією відцентрової сили. Коли лопаті мають змінний крок по довжині, це допомагає запобігти проблемам шаруватості, особливо помітним у більш рідких сумісях, де важчі частинки мають тенденцію осідати вниз. Деякі комп'ютерні моделювання показують, що такі конструкції лопатей можуть зробити процес змішування приблизно на 15 відсотків ефективнішим у порівнянні з поганим виконанням. І є ще один прийом, який використовують виробники: лопаті змінної глибини краще пристосовуються до зміни консистенції суміші з часом, забезпечуючи рівномірне змішування без утворення неприємних зон, де надмірно зосереджується вода.

Вплив конфігурації шнека на збереження осадки в чутливих бетонних сумішах

Форма та конструкція гвинтів відіграють важливу роль у збереженні осідання бетонних сумішей, коли вони містять матеріали, такі як летюча зола, дим частинки кремнезему або різні полімери. При використанні гвинтів із неглибокими спіраллю робочі характеристики зберігаються краще, оскільки такі конструкції зменшують зсувні зусилля, що призводять до міграції води через суміш. Випробування за стандартами ASTM C94 показують, що осідання залишається стабільним у межах приблизно півдюйма навіть після 90 хвилин транспортування. Зовсім інша ситуація складається при більш крутому куті нахилу гвинта. Такі конфігурації мають тенденцію прискорювати втрату осідання приблизно на 20% у бетонах, модифікованих полімерами. Має значення також правильний зазор між гвинтом і стінкою барабана. Більшість експертів рекомендують утримувати цей простір на рівні приблизно 3–5% від загального діаметра барабана. Це створює достатній ковзний зазор між компонентами, щоб запобігти небажаному ущільненню, але при цьому забезпечує належну дію перемішування. Для самоуплотнювальних бетонів (SCC) знаходження цього балансу стає критичним, оскільки надмірне збурення може фактично порушити в'язкість суміші та зруйнувати її здатність самостійно ущільнюватися.

Зменшення деградації, спричиненої транспортуванням: синергія часу, температури та перемішування

Тріада час–температура–перемішування та відповідність стандарту ASTM C94 для постачання бетону заводського виробництва

Збереження бетону в належному стані під час транспортування залежить від правильного поєднання трьох факторів: тривалості руху, зовнішньої температури та інтенсивності обертання барабана. Якщо автомобілі надто довго доставляють суміш, вона починає руйнуватися й розшаровуватися. Якщо температура піднімається вище приблизно 25 градусів Цельсія (близько 77 за Фаренгейтом), хімічні реакції всередині прискорюються настільки, що бетон може затвердіти раніше часу. З іншого боку, якщо барабан обертається недостатньо швидко, матеріали осідають у суміші. Але й надмірне обертання створює проблеми, оскільки сила обертання може пошкодити структуру суміші. Ці аспекти детально описані в стандартах ASTM C94, які містять конкретні рекомендації, яких мають дотримуватися виробники під час належного поводження з бетоном під час транспортування.

• Обмеження часу доставки : 90 хвилин після замішування або до 300 обертів барабана
• Збереження рухливості бетонної суміші : Мінімум 75% від початкового значення на момент прибуття
• Контроль температури : Суміші підтримуються в діапазоні 10–32 °C (50–90 °F)

Оптимальне запобігання забезпечується постійним перемішуванням при низьких обертах (2–6 об/хв) разом із термокеруванням — наприклад, теплоізольованими барабанами або охолоджувальними добавками в гарячому кліматі — щоб запобігти руйнуванню в'язкості та забезпечити міцність на стиск згідно з вимогами проекту. Такий трикомпонентний підхід зменшує кількість відхилених партій на 18%.