О компании

Продукция


Основные модификации растворобетонных узлов блочно-модульной компоновки

Статья напечатана в журнале «Мир дорог», июль 2015 г.

Авторы: С.Н. Леонович, А.И. Ольгомец, В.Ю. Гуринович, С.Л. Карпович

Белорусский национальный технический университет

В статье рассмотрена новая разработка БНТУ: растворобетонные комплексы блочно-модульной конструкции. Блочно-модульный принцип состоит в том, чтобы разбить всю технологическую цепочку по производству бетонных и растворных смесей на отдельные участки (модули), каждый из которых выполняет отдельные функции и может использоваться отдельно, независимо от других. Далее набирают комплект, таких модулей для обеспечения производства бетонов и растворов. Представлены конструкции основных модулей технологической цепочки по приготовлению бетонных смесей: бетоносмесительный модуль, модуль хранения и подачи инертных, модуль хранения и подачи цемента, а также ряд дополнительных вспомогательных модулей: модуль подачи бетона, модуль приготовления химических добавок, модуль операторской и подготовки и подачи воздуха. Приведены две основные модификации растворобетонных узлов, разработанных по блочно-модульному принципу с использованием основных модулей. Одна является стационарным вариантом растворобетонного комплекса, обладающего высокой производительностью, значительными запасами инертных материалов и цемента, возможностью работы в зимний период за счет утепления и системы подогрева воды и инертных материалов. Вторая является перебазируемым вариантом позволяющим перевозить установку с места на место, за счет сокращения времени монтажа и демонтажа, и наладить производство бетонных смесей в непосредственной близости с объектом строительства. Это позволяет сократить расходы на транспортировку бетона к месту укладки, а так же снизить вероятность ухудшения потребительских свойств бетонной смеси, что в свою очередь снижает окончательную стоимость объекта строительства и повышает качество строительства.

Введение.

В зависимости от требований заказчика блочно-модульная схема позволяет скомпоновать растворобетонные комплексы (РБК) любой конфигурации, значительно сократить расходы на транспортирование и монтаж. Сборка готовых модулей с максимальным насыщением оборудованием в условиях производства позволяет повысить качество монтажа и надёжную работу оборудования, облегчает сборку и транспортировку готовых модулей.

Блочно-модульный принцип. Блочно-модульная система инвентарных бетонных заводов обеспечивает быстроту монтажных и пусконаладочных работ, резко сокращая сроки ввода. Исходя из этого, исходная тенденция проектирования состоит в распространении блочно-модульного принципа не только на бетонный завод, но и на все бетонное хозяйство, включая компрессорную, механические мастерские, конструкции подштабельных галерей. Каждый блок (модуль) проектируется в размер морского контейнера, что способствует его легкой перевозке любым видом транспорта. Доставка модулей к месту монтажа осуществляется с помощью самых распространенных полуприцепов – еврофур, как на открытых полуприцепах, так и на затентованных. При сборке бетонного завода блочно-модульной компоновки не используется сварка, все блоки и узлы крепятся на разъемных болтовых соединениях. Время монтажа сокращено за счет использования штепсельной коммутации электросистемы, а также фланцевых и гибких шланговых соединений трубопроводов.

Развитие блочно-модульных растворобетонных узлов (РБУ) позволяет объединить достоинства как стационарных, так и мобильных РБУ. Данный тип оборудования, имея свою нишу, пока еще не представлен на рынке бетоносмесительных узлов в РБ. При правильном маркетинге возможно значительно увеличить долю блочно модульных РБУ в общем числе установок, продаваемых на территории нашей республики. Вторым преимуществом блочно-модульной компоновки является полная комплектация отдельных модулей на заводе-изготовителе, что исключает проведение дополнительных работ по монтажу (прокладка кабелей, отопление и др.) и позволяет свести к минимуму пусконаладочные работы. Важной является и гибкость компоновки, поскольку каждый модуль - это законченное изделие и выполняет отдельную функцию: можно скомпоновать завод необходимой конфигурации и производительности.

Основные блоки (модули), входящие в состав РБУ. В ходе разработки различных модификаций растворобетонных комплексов блочно-модульной компоновки были выделены и разработаны отдельные универсальные модули, используемые во всех модификациях растворобетонных комплексов.

Бетоносмесительный модуль. Представляет собой сварной каркас (рис. 1) 3000×2500×2600 мм. Рама бетоносмесительного модуля представляет собой сварную пространственную конструкцию, которая нижней частью посредством болтового соединения крепится к каркасу, а в верхнюю часть вкручиваются три тензометрических датчика. Сверху в каждый тензодатчик вкручен опорный винт. На опорные винты опирается бетоносмеситель принудительного действия БП-1500.

Для дозировки цемента и инертных материалов предусмотрены специальные весовые дозаторы на тензодатчиках. В момент, когда дозаторы заполняются требуемым количеством цемента или инертных материалов, тензодатчики подают сигнал в общую электросистему и подача прекращается.

Модуль хранения инертных материалов. Представляет собой рамный каркас размерами 12000×2500×2600 мм, в котором размещены подряд расположенные три бункера инертных материалов, весовой конвейер подачи инертных материалов, кубовая емкость для хранения воды, система дозирования воды и ХД (рис. 2).

Бункеры инертных материалов служат для хранения заполнителей различных фракций. Подача инертных материалов в бункеры осуществляется фронтальным погрузчиком. Бункеры к каркасу крепятся жестко на сварку. В зависимости от комплектации, бункеры могут комплектоваться: решетками, крышками с ручными лебедками, модулем наращивания и регистрами обогрева. В передней части каждого бункера установлен электрический вибратор ИВ-99Б для обрушения слежавшегося материала.

Под бункерами инертных материалов  установлен весовой ленточный конвейер, который транспортирует и дозирует песок и щебень, совместно с бетоносмесителем образует единую весоизмерительную систему.

Модуль хранения цемента. Склад цемента является технологическим оборудованием и предназначен для хранения цемента. Общий вид склада цемента приведен на рис. 3. РБК может комплектоваться  складом цемента на 16 или 32 т., либо емкостью на 1,5 м³ для разгрузки цемента в мешках. По требованию заказчика могут быть разработаны и изготовлены силосы цемента объемом, отличным от указанных.

Склад цемента представляет собой металлическую емкость (силос), установленную на опорах. Снабжен системой загрузки, фильтром, затвором, лестницей, ограждениями и шнековым питателем.

Модификации растворобетонных комплексов блочномодульной компановки. Стационарный вариант универсального РБК блочно-модульной компоновки – это полностью укомплектованные производства  бетона с большой мощностью, которые производят смеси как для собственных нужд, так и для выдачи товарного бетона. К основным достоинствам стационарных РБК можно отнести большие объемы выпускаемых бетонных и растворных смесей. Использование на стационарном РБК больших по объему складов цемента и заполнителей позволяет не зависеть от их поставок и обеспечивать бесперебойную работу бетоносмесительной установки в течение длительного периода времени.

Недостатком стационарных РБК является сравнительно длительный срок ввода комплекса в эксплуатацию. Это связано с тем, что стационарный завод занимает значительную площадь и представляет собой капитальное строение. Это требует выполнения на должном уровне конструкторской и проектной документации. Монтаж занимает длительное время ввиду индивидуальности каждого собираемого комплекса.

С целью сокращения сроков разработки конструкторской и проектной документации, а также монтажа была разработана концепция блочно-модульной компоновки, согласно которой стационарный РБК собирается из отдельных конструктивно и функционально законченных модулей (типовых частей), которые выполняют основную технологическую цепочку по выпуску бетонорастворных смесей, могут быть дополнены отдельными нетиповыми модулями, проектируемыми под конкретные нужды заказчика. При таком варианте компоновки при серийном производстве РБК конструкторская документация разрабатывается только на нетиповые узлы, что значительно сокращает время разработки самого РБК.

Пример стационарного РБК, который выполнен по блочно-модульной схеме, приведен на рис. 4.

РБК блочно-модульной компоновки данной модификации имеет габаритные размеры в плане 40,5×7,6 м, высоту по бетоносмесительному модулю 8,8 м и высоту по силосам цемента 14,9 м. Состоит РБК из четырех модулей (рис. 4). Дополнительно поставляются модуль хранения и приготовления химических добавок (как жидких, так и порошкообразных), модуль операторской.

Мощность РБК составляет 40 м³/ч. Установленная мощность оборудования, потребляющего электроэнергию, - 100 кВт. Предназначен для заводов ЖБК и КПД, а также производственных баз. Основные технико-экономические показатели РБК представлены в табл.1.

 

Таблица 1 - Технико-экономические показатели стационарного РБК

Параметр

Показатель

Производительность, м3

40

Исполнение, тип

Блочно-модульное

Управление, тип

Автоматическое с возможностью ручного

Тип смесителя

Тарельчатый, одновальный БП1500

Объем по загрузке, л

1500±150

Объем по выгрузке, л:

бетонной

растворной

 

1000±100

1100±110

Крупность заполнителя (не более), мм

70

Бункеры инертных материалов, м3

3×20

Бункеры для цемента, м3

2×26

Объем емкости для воды, м3

1×3

Объем емкости для ХД, м3

3×1

Предел взвешивания/погрешность, кг:

инертных материалов

цемента

воды и ХД

 

2100/±2,1

600/±6

300/±3

Габаритные размеры, мм:

длинна

ширина

высота

 

40500

7600

14900

Общее энергопотребление, кВт

100

Представленный на рис. 4 стационарный вариант РБК блочно-модульной компоновки был разработан по заданию ГНТП для ГУ «Дирекция строительства атомной станции» на закупку технологических линий для получения товарного бетона и раствора на объекте «Объединенная пионерная производственная база строительства АЭС в г.п. Островец Гродненской обл.».

Вариант перебазируемого универсального РБК предназначена для заводов ЖБК и КПД, а также производственных баз и строительных площадок для приготовления конструкционных тяжелых бетонных смесей по СТБ 1035 - 96 и растворных смесей по СТБ 1307 - 2002 различных видов и марок.

РБК имеет габаритные размеры в плане 17,540×2,550 м, высоту по бетоносмесительному модулю и модулю хранения инертных материалов 2,600 м и высоту по силосам цемента 8,515 м. Растворобетонный комплекс состоит из четырех модулей (рис. 5). Все модули данного РБК являются типовыми и аналогичны модулям из стационарной модификации за исключением модуля подачи бетонной смеси. Отличаются эти модификации отсутствием наклонной галереи подачи заполнителей, что делает данный вариант менее металлоемким и способным к перебазированию.

Фактическая производительность растворобетонного комплекса по выпуску тяжелых бетонных и растворных смесей составляет 35 м³/ч. Установленная мощность оборудования, потребляющего электроэнергию, составляет 52 кВт. Технико-экономические показатели перебазируемого комплекса приведены в табл.2.

 

Таблица 2 - Технико-экономические показатели перебазируемого РБК

Параметр

Показатель

Производительность, м3

35

Исполнение, тип

Блочно-модульное

Управление, тип

Автоматическое с возможностью ручного

Тип смесителя

Тарельчатый, одновальный БП1500

Объем по загрузке, л

1500±150

Объем по выгрузке, л:

бетонной

растворной

 

1000±100

1100±110

Крупность заполнителя (не более), мм

70

Бункеры инертных материалов, м3

3×7

Бункеры для цемента, м3

2×26

Объем емкости для воды, м3

1×1

Объем емкости для ХД, м3

3×1 (дополнительный модуль)

Предел взвешивания/погрешность, кг:

инертных материалов

цемента

воды и ХД

 

3000/±3

600/±6

300/±3

Габаритные размеры, мм:

длинна

ширина

высота

 

17540

2550

8515

Напряжение питания, В

380

Общее энергопотребление, кВт

52

 

Достоинствами такой модификации РБК являются меньшая, по сравнению со стационарными, занимаемая площадь; возможность перемещения данного узла на другой объект строительства; быстрый монтаж и демонтаж. Однако, по сравнению со стационарным вариантом, он имеет сниженную производительность. Данная модификация универсального РБК блочно-модульной компоновки была разработана по заданию ГНТП и внедрена на производственной базе КУП «Брестский городской ремонтно-строительный трест» и используется для приготовления тяжелых бетонных смесей и строительных растворов при температуре воздуха от минус 25 °С до плюс 40 °С.

Процесс приготовления бетонных смесей и строительных растворов на стационарном и перебазируемом РБК состоит из следующих основных технологических переделов:

• дозирование инертных материалов на ленточном конвейере-дозаторе;

• подача центробежным насосом по трубопроводам ХД и воды из расходных емкостей в совмещенный дозатор;

• подача цемента шнековым питателем в дозатор;

• подача отдозированной части заполнителей в бетоносмеситель;

• перемешивание сырьевых компонентов и выдача готовой бетонной смеси в автобетоносмеситель (автосамосвал).

Для обеспечения бесперебойной работы РБК в условиях необходимо организовать хранение нормативного запаса сырьевых компонентов. Для хранения нормативного запаса инертных материалов на стройплощадке или производственных базах организуется открытый штабельный склад, разделенный на отсеки. Для средней производительности РБК в 35 м³/ч необходим склад емкостью ориентировочно 1600 м³, общей площадью при высоте складирования заполнителей до 5м – 400 м².

Возможны два варианта поставки и хранения цемента: поставка цемента автоцементовозами или в биг-бэгах. В первом случае РБК комплектуются расходными силосами. Обычно силосы изготавливают габаритными для транспортирования автотранспортом, емкостью до 60 т. Число силосов для хранения цемента, прежде всего, определяется ритмичностью поставки цемента, а также рецептурой приготавливаемых бетонных и растворных смесей. Во втором случае РБК комплектуются модулем для растарки биг-бэгов, который представляет собой емкость с системой подачи цемента в дозатор (шнековый питатель или пневмокамерный насос).

Для размещения расходных емкостей воды и ХД, а также системы воздухоснабжения исполнительных механизмов и электрощита РБК комплектуются дополнительными модулями. Автоцементовозы, доставляющие цемент, разгружаются в модуль хранения цемента по маркам. Самосвальный автотранспорт, привозящий инертные материалы, разгружается в соответствующие отсеки открытого штабельного склада по фракциям. Инертные материалы (песок, щебень) с отсеков склада в модуль растворобетонного комплекса доставляются ковшовым автопогрузчиком.

Одним из важнейших факторов, влияющих на эксплуатационные показатели здания. его стойкость и долговечность, является качество приготовления бетонной смеси, которое, в свою очередь, зависит от точности дозирования компонентов бетонной смеси. В настоящее время законодательно закреплен способ дозирования компонентов бетонной смеси по массе, при котором необходимое количество того или иного компонента взвешивается в дозаторах, после чего попадает в бетоносмеситель. За процесс  дозирования и подачи компонентов бетонной смеси отвечает система автоматического    дозирования    и    управления    (АСДУ).    Программой    предусмотрена возможность работы по рецептам, заданным оператором и хранящимся в памяти. Также программа позволяет вручную внести корректировку в рецепт, в частности изменить количество воды, с учетом влажности инертных материалов. Отдозированные компоненты бетонной смеси подаются в смеситель: песок и щебень - поочередно конвейером, цемент, вода и ХД - самотеком из дозаторов, которые расположены над   смесителем.   Программа   АСДУ   позволяет   задавать   время   перемешивания,   что необходимо для обеспечения однородности бетонной смеси.

Завершается процесс приготовления бетонной . смеси выгрузкой в автобетоносмесители. Для стационарного РБК высота выгрузки является постоянной величиной, равной 4100 мм, что позволяет беспрепятственно загружать автобетоновозы. Для загрузки автосамосвалов предусмотрен поворотный лоток-удлинитель, позволяющий опустить высоту выгрузки до 2800 мм. В перебазируемом варианте РБК использован модуль подачи бетонной смеси конвейером. Высота выгрузки посредством подъемника может изменяться от 400 до 4000 мм.

Вывод

Блочно-модульная концепция заключается в разработке нескольких основных функционально и конструктивно законченных модулей технологической цепочки по выпуску растворных и бетонных смесей. На основе этих базовых модулей комплектуется завод заданной конфигурации и производительности путем добавления нетиповых блоков. Конструкторская и проектная документация разрабатывается только на нетиповые модули, что значительно сокращает стоимость и время разработки растворобетонных узлов. Представленные модификации растворобетонных заводов блочно-модульной компоновки успешно внедрены на действующих производствах.

Литература

1. Афанасьев, А.А. Бетонные работы / А.А. Афанасьев. – Москва, Высшая школа, 1991. – с. 31, 56-60.

2. Хаютин, Ю.Г. Монолитный бетон / Ю.Г. Хаютин. – Москва, Стройиздат, 1991. – с. 45-50.

3. Гуринович В.Ю Обоснование решений по комплексной реконструкции производства / Гуринович В.Ю., Леонович С.Н // Вестник БНТУ: Архитектура и строительство. – Минск, 2010. - № 5, с 47-49

4. Баженов Ю.М. Проектирование предприятий по производству строительных материалов и изделий / Ю.М. Баженов, - Москва, Издательство АСВ, 2005, - 472с.

5. А.С. Стаценко Технология  бетонных работ. – 2-е изд., испр. – Минск. 2006. – 239 с

6. Борщев, В.Я. Оборудование для переработки сыпучих материалов / Д.Ю. Снежков, С.Н. Леонович, Ю.И. Лагун // Строительная наука и техника. – № 3 (24). – 2009. – с. 46-52.

7. Леонович С.Н., Основные аспекты экономической эффективности мобильных растворобетонных установок / С.Н. Леонович, С.Л. Карпович // «Перспективы развития новых технологий в строительстве и подготовке инженерных кадров» сборник научных статей, Гродно ГрГУ им. Я.Купалы 2010, с 325-330.

8. Леонович С.Н., Способы снижения стоимости стационарных растворобетонных установок  / С.Н. Леонович, С.Л. Карпович // «Перспективы развития новых технологий в строительстве и подготовке инженерных кадров» сборник научных статей, Гродно ГрГУ им. Я.Купалы 2010, с 330-333.

9. Гуринович В.Ю., Ольгомец А.И. «Перспективы приобъектного приготовления бетонных смесей с использованием мобильных растворобетонных комплексов» Главный инженер в строительстве №1, Минск. – 2013

10. Гуринович В.Ю., Ольгомец А.И. «Основные модификации растворобетонных узлов блочно-модульной компоновки» Главный инженер в строительстве №10, Минск. – 2013

 

Рис. 1 - Бетоносмесительный модуль:

1- выгружной лоток; 2- загружной лоток; 3-бетоносмеситель;

4-дозатор цемента; 5-каркас; 6-дозатора воды

 

Рис. 2 – Модуль хранения инертных материалов:

1-рамный каркас;   2-конвейер-дозатор; 3-бункер инертных;

4-емкость для воды

Рис. 3 – Общий вид модуля хранения цемента:

1-силос;  2-труба задувки цемента; 3-опорная рама силоса;

 4-фильтр; 5-лестница; 6-верхнее ограждение силоса

 

Рис.  4 - Общий вид стационарного растворобетонного комплекса:

1-модуль хранения цемента; 2-бетоносмесительный модуль;

3-модуль подачи инертных материалов; 4-модуль хранения инертных материалов

 

Рис. 5 - Общий вид перебазируемого растворобетонного комплекс:

1-модуль хранения цемента; 2-бетоносмесительный модуль;

3-модуль хранения инертных материалов

 

 

№ п/п

Ф.И.О.

Ученая степень и звание

Место работы и занимаемая должность

Адрес для переписки

Номера телефонов

Эл. адрес

1

Леонович Сергей Николаевич

д.т.н, профессор

БНТУ, Зав. кафедрой ТСП

г.Минск

пр-т Независимости, 150, БНТУ, уч. корпус № 15, Строительный факультет, ауд. 1301

+375 (29) 665 99 42

+375 (17) 295 96 76 

sleonovich@mail.ru

2

Ольгомец Александр Иванович

аспирант

БНТУ, аспирант

г.Минск

пр-т Независимости, 67 к 511

+375 (29) 333 81 22

+375 (17) 269 44 98 

olgomets@alexandr.by

3

Гуринович Виталий Юрьевич

Младший преподаватель

БНТУ, Зав. лабораторией

НИЛ ПГС

г.Минск

ул. Скорины 25/1, БНТУ, уч. корпус № 16, ауд. 512

+375 (29) 708 57 17

+375 (17) 268 86 65 

gurinovich28@rambler.ru

4

Карпович Сергей Леонидович

соискатель

ООО "Випротех", директор

г.Минск

ул. Фогеля, 7 к 103

+375 (29) 147 95 02

+375 (17) 269 47 92 

viprotex@mail.ru