С потребностью повысить качество бетонной смеси сталкиваются многие производители. Такой запрос формируется, в первую очередь, самим рынком – меняются потребности потребителей бетона, внедряются новые технологии, применение которых обеспечивает более высокие показатели качества.
Помимо качества компонентов бетонной смеси важную роль играет и качество производственного процесса. Выделим основополагающие факторы:
1. Качество смешивания
2. Точность дозирования
3. Соблюдение водоцементного соотношения
4. Автоматизация процесса приготовления смеси
Фактор смешивания бетонной смеси. Оптимальным решением для приготовления высококачественной бетонной смеси для ЖБИ изделий является планетарный бетоносмеситель. За счет планетарных звезд и боковых скребков осуществляется более интенсивное перемешивание всего объема смеси и исключается возникновение мертвых зон. Такая схема перемешивания позволяет менее чем через 30 секунд после добавления воды получить качественный бетон практически любых марок.
Существует несколько немаловажных нюансов в оснащении бетоносмесителей:
- установка аспирационного фильтра с автоматической системой встряхивания для предотвращения запыленности помещений и потерь цемента;
- установка канала подачи воды по всей площади чаши бетоносмесителя, что сокращает время перемешивания;
- установка датчика влажности;
- станция промывки высокого давления.
Следующий фактор — точность дозирования. Без соблюдения заданной рецептуры и точности дозирования невозможно получить стабильную смесь с заданными характеристиками, такими как подвижность, водоцементное соотношение и т.д.
Для достижения высокой точности дозирования должны быть заменены или приведены в соответствие следующие узлы БСУ:
- исполнительные механизмы
- группа весовых дозаторов
- система аэрации, аспирации, сводообрушения
- пускорегулирующая аппаратура
- воздухоподготовка
- вспомогательные датчики давления, температуры, уровня и т.д.
- металлоконструкции
Поскольку в приготовлении бетона повсеместно используются высококонцентрированные химдобваки с объемом дозирования от 100 мл до 2 литров на куб готовой смеси, важно установить высокоточный дозатор химдобавок. Например, дозатор химических добавок ТТС-LCA-5 оснащен высокоточным тензодатчиком с узлами встройки и системой промывки. Причем объем воды, участвующий в промывке колбы дозатора, учитывается в рецепте.
Также важно установить автономный компрессор и систему воздухоподготовки.
Автономный компрессор, обслуживающий БСУ, нужен для того, чтобы не использовать основную высокомощную компрессорную станцию, необходимую прежде всего для приемки и перекачки цемента и для работы других цехов предприятия. Что обеспечивает автономность и энергоэффективность работы БСУ.
С целью исключения потерь цемента советуем применить фильтры с автоматической очисткой и аварийными клапанами сброса давления.
Ведь в трубу улетают самые «сливки» – самые мелкодисперсные и активные частицы цемента. По статистике при перекачке цемента в расходные бункеры потери составляют от 2 до 5%.
К примеру, при средней производительности 84 000 куб.м бетона в год и расходе цемента 300 кг на куб бетона потери цемента в 3% составят 756 т в год.
Соблюдение водоцементного соотношения. Для получения стабильных свойств бетонной смеси от замеса к замесу необходимым является контроль водоцементного соотношения при помощи датчика влажности. Однако, на практике многие предприятия столкнулись с негативным опытом использования датчика влажности. Это происходит по той причине, что контроль водоцементного соотношения в автомате возможен только при проведении целого комплекса мероприятий. Недостаточно просто купить и установить датчики влажности.
Для корректной работы датчика влажности нужно провести следующий комплекс мероприятий:
- Градуировка показаний датчика влажности заполнителей применительно к модулю крупности
- Первоначальная корректировка рецептур
- Организация системы промывки бетоносмесителя и утилизации отходов промывки
- Установка специальной очистной лопатки на бетоносмесителе
- Контроль за износом очистной лопатки и брони
- Применение АСУ процессом приготовления бетонной смеси, которая позволяет синхронизировать и визуализировать работу датчиков влажности и всех исполнительных механизмов в динамике
- Определение подвижности смеси в лабораторных условиях и присвоение каждому рецепту полученных значений
Как правило, многие предприятия сталкиваются с проблемой влажности песка при приготовлении бетонов. Проблема заключается в колебании значений влажности в течение рабочей смены от 2 до 8% в виду погодных условий и организации склада. То есть тот рецепт, который работал еще с утра через несколько часов уже не является корректным.
Датчик влажности позволяет в режиме реального времени отслеживать значения влажности песка, а АСУ корректирует рецептуру замеса в автоматическом режиме.
В бетоносмеситель устанавливается микроволновый датчик влажности совместно с автономной системой долива воды, оснащенной высокоточным расходомером и клапаном. В результате получаем автоматическую корректировку подвижности смеси без участия оператора. Для более эффективной работы датчика влажности смесители были оборудованы дополнительной прорезиненной лопаткой для постоянной очистки.
Очень важно отметить, что корректировка по всем компонентам производится в рамках текущей заявки.
Для корректного считывания показаний датчика влажности необходима регулярная промывка чаши бетоносмесителя. С целью утилизации возникающих отходов от промывки важно установить систему рециклинга. Данная система используется также для утилизации отходов при промывке бетоновозных телег и автомиксеров. Кроме того, регулярная промывка бетоносмесителя значительно продлевает срок службы брони и лопаток.
При этом возникает вопрос, куда девать шламовую воду. Для этого в дозаторном отделении можно установить дозатор шламовой воды, оснащенный системой промывки. Насос, установленный в шлам-бассейне, подает воду в дозатор. Затем отдозированная шламовая вода идет на приготовление бетонной смеси.
За счет использования в рецептуре шламовой воды, при эффективной работе лаборатории и технологов возможна экономия цемента до 10%.
Твердые отходы также могут быть вторично использованы на производстве.
Отдельно хочется отметить экономику данного мероприятия. Даже минимальная ошибка в дозировании воды в 10 л - ведет к потере 30 кг цемента, если сохранять заданную прочность. Причем чем ниже водоцементное соотношение, тем к большим потерям ведет ошибка. Таким образом, перерасход цемента без использования датчиков влажности по 30-40 кг на 1 куб бетонной смеси в России в порядке вещей, особенно осенью и весной.
Перейдем к следующему фактору, это автоматизация процесса приготовления смеси. Чтобы избежать частых производственных ошибок, связанных с человеческим фактором, очень важна автоматизация и диспетчеризация производства. Прежде всего при построении автоматизированной системы управления нужно согласовать схему взаимодействий всех участников процесса приготовления бетона и внутреннюю логистику предприятия.
Во-вторых, при построении архитектуры АСУ разрабатывается функциональная схема БСУ, работа каждого исполнительного механизма синхронизируется и отлаживается как игра оркестра, исполняющего классическую симфонию.
В заключении важно отметить, что обеспечение высокого качества бетонной смеси — это результат не только безотказной службы оборудования и корректной работы АСУ, но и результат культуры производства, неразрывно связанной с квалификацией сотрудников.
В ходе такого комплексного подхода по совершенствованию системы управления производственным процессом, можно решить следующие задачи:
- Увеличение производительности БСУ
- Сокращение потерь материалов
- Повышение энергоэффективности предприятия
- Исключение человеческого фактора и оптимизация кадрового состава
- Учет расхода материалов и выпускаемой продукции
- Повышение экологичности производства
- Решение проблемы утилизации бетонных отходов
- Повышение надежности работы оборудования и минимизация простоев.
