Бетон қоспасын дайындаудың технологиялық үрдісінің қысқаша сипатталуы

Циклдік мөлшерлеудің ерекшелігі: жабдықтар  тек бір илеуден келесі илеуге дейін толтырылып, жұмыс істейді. Сондықтан, циклдік принципті қолданған кезде бір илеуден келесі илеуге дейін жедел түрде қажеттілікке байланысты бетонның маркасын өзгертуге болады. Қазіргі кезде бетон араластырғыш цехтер циклдік принцип бойынша жұмыс ітеп тұр.

Бұл жұмыста  бетонды қоспаны дайындаудың  циклдік принципі қарастырылады.

Материалдарды араластыру әдісі бойынша бетон  араластырғыштар гравитациялы (еркін  түсу) машиналар мен материалдарды  мәжбүрлі араластыру машиналары болып  бөлінеді. Гравитациялы бетон араластырғыштарда материалдар ішкі бетінде қалақшар орналасқан барабан ішінде сол барабанның айналуы кезінде араластырылады. Бұл жағдайда қалақшалар қозғалу кезінде қоспаның құрамдас бөліктерін іліп алады да, белгілі бір биіктікке көтереді. Құлаған кезде олар араластырылады.

Мәжбүрлі  әрекетті бетон араластырғыштарда  материалдар валға қадалған қалақшалар қозғалысы арқылы қозғалмайтын барабан  ішінде араласады.

Бетон араластырғыш қондырғыларда екі негізгі технологиялық  схема қолданылады: құрамдас бөліктер материалдарын бір рет биіктікке  көтеріетін биктік әдіс (бір сатылы). Келесі араластырулар төмен тартқыш күш ісерінен жүреді.

В3 сұлбасында бүгінгі күнгі бетон араластырғыш цехтің негізгі технологиялық жабдықталудың функциональдық сұлбасы көрсетілген. Сұлбада көрсетілгендей, технологиялық жабдықталу цехтің кеңістігінде тік, бірінің үстіне бірі орналасқан, яғни бұл жағдайда тік жиналған сұлба бейнеленген. Технологиялық жабдықтаудың орналасуы олардың өндірістік қызыметі бойынша орналасуын в қосымшасына сәйкес шартты түрде үш деңгейге бөлуге болады.

Бірінші деңгейде сәйкес тасымалдау жолдары  – цемент желісі, конвейер, құбыр  арқылы цемент, құм, әр түрлі фракциялы  щебень, су, химиялық үстемелер түсетін  мөлшерлегіш үсті бункерлер орналасқан.

Екінші  деңгейде – мөлшерлегіш бөлімде  мөлшерлегіштер орналасқан. Мөлшерлегіштердің ішінде мөлшерлегіш үсті бункерлерден келген бетонды қоспаның құрамдас бөліктерінің мөлшерленуі жүреді.

Үшінші  деңгейде бетонды қоспаның құрамдас бөліктерінің араласуы жүретін тікелей бетонды қоспаны дайындайтын бетон араластырғыштар орналасқан. Одан кейін, технология бойынша, дайын бетонды қоспа бетон араластырғыштан беру бункерлер арқылы бетон тасушы арбашаларға түседі де, тұтынушыға барады. Бұндай технологиялық жабдықтаудың тік жиналуының артықшылығы: мөлшерлегіш үсті бункерлерден бастап, бетон тасушы арбашалармен бітетін бетонды қоспаны дайындау барысындағы барлық материал өзінің салмағының ауырлығының әсерінен өздігінен ағып тұрады.

Осындай қондырғыларда цементтің жіберілуі  пневматикалық әдіспен, ал аз қуатты қондырғылар үшін тік элеваторлар  көмегімен жүзеге асырылады. Мөлшерлегіш үсті бункерлер немесе шығыс бункерлер құрғақ құрамдас бөліктерінің 2 -4 сағаттық қоры ретіндегі аралық сыйымдылықтар болып табылады. Ол материалдар фракцияларының және толтырғыштар түрінің, сонымен қатар, цементтер маркасы мен басқа тұтқыр заттардың қажетті мөлшеріне сәйкес қалқалармен бөлінген аралықтардан құралады. Бункердің кез – келген аралығы босаған кезде оның толтырылуы басталады. Бұл жағдайда аралықтардың толтырылу кезіктілігі босалу кезектілігінен тәуелді болмайды. Бұндай аралықтардың аз саныннынң толтырылуының қатаң алгоритмі өндірістің жалпы ырғығын бұзбайды, және бункерлердің босауының кезектілігіне сәйкес толтырылу кезектілігін қатаң түрде сақтайтын автоматикалық коррекцияның шығаруына мүмкіндік береді.

Қоспаның  барлық материалдары алынғанан кейін, циклдік әрекетті автоматтандырылған мөлшерлегіштердің толтырылу үрдісі басталады. Мөлшерлегіштер қоспаның құрамдас бөліктерінің керекті шамасын қабылдағаннан соң, материалдар жіберілуі тоқтатылады да, қоспаның құрамдас бөліктері жима құйғышқа түседі. Сонымен қатар, су мен химиялық үстемелер өзінің мөлшергіштері арқылы жима құйғышқа түседі. Ары қарай барлық құрамдас бөліктер бетон араластырғышқа түседі. Қоспаның жақсы араласуы үшін мөлшерлегіштер бірнеше сатылы босатылады, бұл, өз алдында, қоспа материалдарының жима құйғышқа біртіндеп түсуін қамтамасыз етеді. Араластыру үрдісі біткен кезде дайын бетонды қоспа бетон араластырғыштан шығарылады да, үрдіс қайталанады.

Бетон араластырғыш цех келесідей сипаттамаларға ие болатын күрделі нысандардың  бірі болып табылады: технологиялық  үрдістің циклдік немесе үздіксіз қайталануы; бетон араластырғышта тармақтануы  мен бетон шығару тораптарында қайта  біріктірілуі; аралық сыйымдылықтардың бар болуы; бөлек, салыстырмалы түрде  жылдам жүретін үрдістер (судың және бункерлерден келген инертті материалдардың мөлшерлегіштерге ағуы); физика – техникалық пармаметрлер (температура, ылғалдық, тұтқырлық); технологиялық режимдерінің өзгеруіне әсер ететін едәуір кешігулер.

Одан  басқа, бетонды қоспаның сапасына әсер ететін мөлшерлеу мен араластыру үрдістерінің зор мағынасы бар. Бұл жағдайда мөлшерлеудің дәлділігі неғұрлым жоғары болса, араластыру үрдісі кезінде соғұрлым талаптардың қатаңдығы төмен болады. Кері жағдайда, бетон араластырғыштағы араластыру уақытын ұзартатын құрамдас бөліктерінің қосымша коррекциясы көмегімен бетон сапасын жақсарту қажеттілігі пайда болады.

Бетонды қоспаның араластырылу ұзақтығы оның қозғалғыштығынан және бетон араластырғыштың  көлеміне байланысты болады: неғұрлым бетонның қозғалғыштығы аз және бетон  араластырғыштың көлемі көп болса, соғұрлым араластырылудың оңтайлы  уақыты ұзақ болады.

Қарастырылып  отырған бетонды қоспаны дайындау үрдісінің ерекшеліктері мынандай сипатта болады:

• Бетон араластырғышқа түсетін материалдардың жіберілуінің мерзімділігі.
• Басқарылатын шамалардың өзгеруін туғызатын әсерлердің бар болуы.
• Басқарылатын әсер мен кіріс шамаларына қойылған шектеулердің бар болуы.
• Бетонды қоспаны дайындау үрдісінің динамикалық сипаттамаларының тұрақты болмауы.
• Басқару мен бақылау координатасы бойынша кешігудің болуы.

Бетонды қоспаны дайындау технологиялық  үрдісінің ерекшеліктері мен  оның техникалық амалдарды басқаруды  пайдалану мүмкіндіктері шартты түрде нысанға барабарлық (адекваттылық) үлгілер мен сол үлгілердің оңай жүзеге асырылуын қамтамасыз ететін алгоритмдері бар адаптивті үлгілердің қолдануын ескертеді.

2.  Темірбетон өнімін жасау  технологиялық үрдісінің үлкейтілген сұлбасы

Біз қарастырған  ТБӨЗ – де материалдар темір жол арқылы  және автотранспорт көмегімен әкелінеді. Ол материалдар заводқа келісімен өлшенеді де инертті материалдар мен цементтің жұмсалуы жобаланады. Өлшенгеннен кейін ол материалдар келесі  жерлерге түседі: инертті материалдар-инертті материалдар қоймасына, цемент- цемент қоймасына; қоймадан цехтарға таратылу жүреді.

Цемент  пен инертті материалдардың қоймаға  түсумен қатар онда арматура да түседі, ол арматура қоймасында сақталып, сол  жерден арматуралық қаңқа жасау  цехіне түседі.

Инертті  материалдар қоймасынан және цемент қоймасынан жартылайфабрикаттар бетон араластыру цехіне түседі, ол жерде бетон қоспасы және  тауарлы бетон (ерітінді)  дайындалады. Дайын бетон қоспасы №8 цехқа түседі, ол жерде науалар(лоток) жасалады,  №7 цехқа түскен бетоннан қысымдық кұбыры(напорные трубы) жасалады, №10 цех науа жасайды және №5 цех қысым құбырын жасайды. Дайын өнім термоөңдеуден өткеннен кейін , ол дайын өнім қоймасында  қолданушыға берілгенше сақталады . бетонараластырғыш  цехтардағы ерітінді(раствор) құрылыста қолданылады. Жөндеу цехі бүлінген құрылғыларды жөндеумен айналысады.

3.  Ылғалдылық өлшеу әдістері мен классификациясына шолу

Ылғалдылық  өндірісте және құрылыс материалдар  өндірісінде технологиялық процесстерді басқаруда және параметрлерді басқару  кезінде маңызды рөл атқарады. Өндірісте жиі руданың, концентраттардың және инертті материалдардың ылғалдылығын анализдеу керек. Бетон бұйма өндірісінде берілген мәндерді тұрақты ұстау керек. Бұл үшін барлық инертті материалдардың ылғалдылығын дәл өлшеу керек.

Соңғы жылдары  өңделетін материалдардың ылғал  мөлшері туралы ақпаратына негізделген, өндірістік процесстерді автоматты  басқару жүйелері жиі қолдануда. Мұндай жүйелер ауыл шаруашылығы, құрылыс, энегетика сияқты көптеген салаларға енгізілуде. Мұндай жүйен бетон өндірісіне енгізгенде белгілі қиыншылықтар пайда болады. Бетон қоспасының компаненттерінің ылғалдылығы туралы ақпарат алғанда, ылғал өлшегіштің кірісіне , ылғалдылықтан басқа, көптеген факторлар әсер етеді. Мысалы, материалдардың химиялық және  түйіршікметрлік құрамы, мүмкін болған электролиттердің қосындылары, айнымалы тығыздық, температураның ауытқуы, ылғалдылықтың біркелкілік емес таралуы, және т.б.

Бетонды заводтарға арналған автоматты ылғал  өлшегіштерге келесі талаптарды тұжырымдауға болады:

• өлшеу әдістерінің «байланыспаушылығы»;
• өлшеу әдісінің интегралдығы, яғни өлшеуіш сұлбалардың елеулі өзгеруінсіз, кең материал классына өзгеру мүмкіндігі;
• өлшемдердің үздіксіздігі;
• ылғал өлшегіштің тезәсерлігі
• материал ылғалдылығын интегралды бағалау, яғни өлшеу нәтижесінің, бақыланатын материалдың қабатының көлем координатасы бойынша ылғалдылықтың біркелкілігіне тәуелсіздігі;
• едәуір жоғары сезімталдығы;
• бетонды заводтардың эксплуатационды жағдайына жоғары сенімділігі;

Инертті материалдардың ылғалдылығын тура және жанама әдістермен өлшеуге болады.

Ылғалдылықты  анықтаудың тура әдісінде, лобороториялық анализдеу қолданылады: химиялық, дистиляционды, гидротермикалық, тепе-теңдікті. Бұл әдіс жоғары дәлдікпен сипатталады. Тура әдістің негізгі кемшілігі болып, материал сынамасының қажеттілігі, үрдстің ұзақтығы, периодтылығы болып табылады.

Ең көп  тараған әдіс кептіру (термогидравликалық) болып табылады. Бұл әдісте материалдың үлгісі қоршаған ортамен тепе-теңдікке жеткенше жылы-ауалық кептіріледі. Қоршаған ортамен тепе-теңдігін шартты түрде ылғалдың жоқтығын білдіреді. Практикада жылдамдатылған кептіру әдістері, яғни тұрақты салмаққа жетпейінше кептіру қолданылады. Бірінші әдісте, егер екі бірінен кейін бірі өлшенген үлгілер  бірдей немесе нәтижелері жақын болса, кептіру тоқтатылады. Кептіру жылдамдығы бірте-бірте төмендеткендіктен, үлгдегі барлық ылғал жоқ болады деп болжамдалады. Бұл әдіс шамамен бірнеше сағаттан бірнеше тәуілікке дейін уақыт алады. Тездетілген әдісте кептіру әлдеқайда аз уақыт алады.

Дистиляционды әдіс кезінде үлгі сумен араластырылмай, сұйықтық бар ыдыста ысытылады.судың  бөлінген буы, сұйықтықтан бөлінген бумен бірге айдауға ұшырайды да, мұздатқыш арқылы өтіп,  өлшегіш ыдыста конденсирленеді. Осы ыдыста судың массасы мен көлемі өлшенеді.

Экстракционды әдісте зерттелетін үлгіден ылғалды  су сіңіргіш сұйықтық арқылы шығарылады. Сонымен қатар, сұйық экстрактінің ылғалдылыққа тәуелді сипаттамалары анықталады: тығыздық, сыну көрсеткіші, қайнау мен қатаю температурасы және т.б.

4.  Толырғыштардың айнымалы ылғалдығы кезінде суды корректирлеу мәселесінің шешім жолдары

Бетонды қоспаны дайындау барысында толтырғыштардың  ылғалдығын ескеретін құрылғыларды жасау жұмыстары көптеген ғылыми – зерттеу институттарында баяғыдан бері жүргізілуде. Қазіргі уақытта бұл есептің негізгі екі шешім жолдары бар.

Бірінші бағыт толтырғыштар ылғалдығының экспрессті анықтамалардан алынған нәтижелерді  ескере отырып, енгізілетін судың  корректирлеу болып табылады. Бұндай анықтамалар үшін электрлік сипаттамаларды өлшеуде негізделгенәр түрлі жанама әдістер қолданылады. Олар анықтамаларды лезде істуге мүмкіндік беретін бетонды қоспаға енгізілетін судың мөлшерін автоматты түрде корректирлеу үшін ең тиімді болып табылады.

Бірақ толтырғыштардың  ылғалдылығын бағалаудың белгілі экспрессті әдістері араластыру үрдісі кезінде  бетонды қоспаға енгізілетін  судың мөлшерін корректирлеуге және бетонның беріктігі мен су – бетон  қатынасының бекітілген мәндерін, алдын  – ала берілген бетонды қоспаның қаттылығын (қандай жылдамдықпен бетонды  қоспа бөлек құрамдас бөліктерге қабаттанусыз және ажыраусыз пішінді  толтырады), немесе бетонды қоспаның тұтқырлығын (өзіннің массасыәсерінен  бетонды қоспаның шөгуі), темір –  бетон өнімдерін өндірудің индустриалды әдістері жағдайында аса қажетті  тұрақтылықты қамтамасыздандыруға  мүмкіндік бермейді.

Соңғы кездері  бункерлерден алынған құм мен  ірі толтырғыштар үлгілерін тәжірибелік  жағдайда экспрессті құрғату нәтижелер  бойынша судың мөлшерін корректирлеуге арналған құрылғы өңделіп, сынақталды. Бұл құрылғының кемшілігі құмның ылғалдығын анықтау уақыты 5 минут, яғни бетонды қоспаның иленуін дайындайтын циклдің ұзақтығын асауы болып табылады. Соған байланысты судың мөлшерін кейінгі илеуде корректирленеді.

Толтырғыштардың ылғалдығын анықтайтын электрлік экспрессті әдістер бетон қоспасына енгізілетін  судың мөлшерін қайта санайтын арнайы есептеуіш жабдықтардың болуын қажет  етеді.