Интенсификация смешивания компонентов бетонной смеси

Для равномерного распределения компонентов смеси в общем объеме замеса необходимо сообщить им такие траектории движения, которые обеспечивали бы наибольшую возможность их пересечения. Это возможно в том случае, когда зерна и частицы различных материалов имеют различные по направлению, скорости и характеру изменения во времени движения.

В противном случае будет не смешивание, а перенос материала, т. е. транспортирование. Движение частиц материала в корпусе смесителя можно представить как сочетание поступательного и вращательного движения вокруг какой-то оси в пространстве в определенный момент. Смешение можно характеризовать как процесс, состоящий в том, что из зернистых материалов образуется гомогенная смесь. Однородность приготовленной смеси характеризуется тем, что любая проба, взятая в объеме, достаточно большом по сравнению с размерами самого крупного зерна заполнителя, имеет один и тот же состав. Для создания гомогенной смеси необходимо, чтобы траектории отдельных компонентов пересекались с орбитами других компонентов. Чем больше частиц вовлекаются в такое движение, тем интенсивнее процесс перемешивания. Качество перемешивания, определяемое равномерностью распределения исходных материалов между собой, зависит от относительной скорости рабочих органов смесителей и смеси, объема смешиваемого материала и времени перемешивания. Бетоносмеситель может быть признан хорошим, если он удовлетворяет всем или большинству перечисленных условий.

Гравитационные смесители менее совершенны с позиции высокого качества перемешивания при приготовлении малоподвижных смесей. Дальнейшим усовершенствованием гравитационных смесителей является некоторое усложнение их конструкции и создание центробежно-гравитационных машин непрерывного действия. При работе такого смесителя компоненты из дозаторов поступают непрерывным потоком через винтовой питатель внутрь смесительного барабана. Под действием центробежных сил смешиваемые компоненты прижимаются к внутренней поверхности барабана и, вращаясь вместе с ним, доходят до ножей скребков, ножи скребков снимают материал со стенки барабана и сбрасывают вниз. Процесс повторяется до получения однородной готовой смеси, которая непрерывным потоком выгружается из смесителя. В таком смесителе можно получать смеси любой консистенции.

Эта конструкция окажется более выгодной по сравнению с традиционными гравитационными бетоносмесителями, Дальнейшее совершенствование приготовления смесей в бетоносмесителях принудительного действия возможно за счет использования раздельного способа приготовления смеси, при котором первоначально приготовляется растворная составляющая и в последующем смешивается с крупным заполнителем, что приводит к усложнению конструкции бетоносмесителя.

Более эффективный способ раздельного перемешивания применен в установке для двухстадийного перемешивания смеси. Процесс приготовления смеси происходит следующим образом: первоначально при быстроходной передаче в смеситель подают отдозированный мелкий заполнитель, цемент и воду. Материалы смешиваются при высоких линейных скоростях лопастей. После окончания предварительного высокоскоростного перемешивания открывают разгрузочный затвор дозатора крупного заполнителя. Скорость вращения лопастного вала переключают с большей на меньшую. По окончании перемешивания смесь выгружается в накопительный бункер. Установка автоматизирована. Качество перемешивания значительно повышается:

К категории смесителей принудительного действия относятся турбулентные смесители, но с большим расходом энергии на перемешивание. Процесс смешивания подобен воздействию на смешиваемую среду рабочего колеса центробежного насоса.

Новый способ — использование акустической активации цемента отдельным активатором цикличного или непрерывного действия с подачей цементного теста через дозатор в смеситель.

Для приготовления мелкозернистых смесей можно использовать струйные смесители. Принцип действия основан на перемешивании компонентов смеси под действием сжатого воздуха через отверстия вращающихся в барабане валов со штуцерами. Качество смеси повышается, но конструкция смесителя усложняется, увеличивается расход энергии на приготовление замеса.

Наиболее эффективным и уже получившим широкое применение на производстве является предварительный разогрев бетонной смеси путем подачи пара в корпус смесителя. Особенно эффективен этот способ при зимнем бетонировании и на заводах ЖБИ, где процесс тепловлажностной обработки изделий значительно снижается и ускоряется оборот форм.