История развития смесителей

Если бетон в той или иной форме был известен со времен строительства Римлянами Аппиевой дороги (между Римом и Капуей), то передвижной бетоносмеситель - дитя 21 века.

Прежде всего необходимо разобраться с терминами. Очевидной представляется разница между цементом и бетоном, но все же по аналогии с производством хлеба различие между ними такое же, как между мукой («цемент») и буханкой хлеба («бетон»). Бетон -- это общее обозначение сочетания наполнителя -- обычно камня или гравия, воды и цемента. А то, что обычно называют бетонным смесителем (бетономешалкой) в строительной индустрии известно, как смеситель с опрокидным барабаном, который выпускается различных видов, размеров и конфигурации. Автобетоносмеситель - это смеситель, установленный на автомобильное шасси.

В 1916 году Стефен Степанян запатентовал первую механизированную, которая должна была заменить конную бетономешалку, использовавшуюся в то время. Деревянные лопасти перемешивали смесь, во время вращения колес телеги. Конструкция имела ограниченное применение - она была нескладной и медленной. В принципе, так же можно охарактеризовать двигатели и шасси того времени. К 1940-ым годам двигатели и конструкции рам тележек быстро вышли на уровень, когда они в состоянии перемещать тысячи тонн не схватившегося бетона. А так как строительный бум, последовавший после Второй мировой войны, быстро набирал обороты, бетоновозы прочно вошли в жизнь.

Барабанный автобетоносмеситель, который мы видим на дорогах сегодня, не особо изменился по сравнению с конструкцией Степаняна: как правило, автономный двигатель вращает барабан на кузове грузовика, в котором установлен винт (лопасти) за счет чего наполнитель, вода и цемент находятся в движении. Постоянная подвижность сохраняет готовую бетонную смесь от твердения, расслоения, а герметичная конструкция барабана предохраняет смесь еще и от попадания внешних загрязнений и влаги.

По мере того, как менялась технология, менялась и конструкция автобетоносмесителя. Большинство традиционных автобетоносмесителей имеют вращающиеся барабаны, в который загружают уже затворенную водой смесь и транспортируют до объекта. При таком подходе смесь необходимо разгрузить на объекте не позднее чем через два часа (в идеале 45 минут).

В США, например, существует и другая категория автобетоносмесителей - с отдельными резервуарами для воды. Большее время в пути цемент, наполнители и другие ингредиенты (добавки) перемешиваются в сухом виде. И только в нескольких километрах от пункта назначения, водитель добавляет воду в барабан из резервуара. Это промежуточный вариант между размещением завода на строительной площадке и доставкой уже готовой бетонной смеси, однако он находит свое применение.

Еще один экзотический тип бетоносмесителей - волюметрические и дозирующие бетоносмесители. Оба типа в основном представляют из себя локальные товарные бетонные предприятия. Отдельные баки хранения для наполнителей, цемента и воды расположены на автомобильном шасси. Все оборудование (шнеки, насосы и пр.) контролируется при помощи бортового компьютера. Таким образом, на этой базе можно достичь определенной гибкости в производстве бетонов различных марок. Вольюметрические и дозирующие бетоносмесители часто используют в строительстве высотных домов и обычно в паре с автобетононасосами.

Советские конструкторы, создававшие первые автобетоносмесители, опирались на зарубежный опыт. Большое влияние на отечественную бетоно-транспортную технику оказали американские машины. Уже в начале прошлого века в США уделяли большое внимание вопросу транспортировки бетонной смеси без снижения ее качественных показателей. Первоначально выпускавшиеся в Соединенных Штатах многообразные устройства для перевозки готовой бетонной смеси и отдельно для приготовления бетонной смеси из загруженных компонентов в пути, к середине 30-х годов получили унифицированное оформление. Для этого американские фирмы - производители оборудования для механизации строительных работ стали устанавливать на шасси грузовиков герметически закрываемые горизонтальные барабаны, вращающиеся вокруг своей оси. Внутрь барабана загружалась бетонная смесь, которая перемешивалась при помощи лопастей внутри барабана.

В 1935-1936 гг. в США начали выпускать унифицированные машины, как их тогда называли, автобетономешалки-развозки, предназначенные не просто для транспортировки смеси, но и для ее приготовления в пути.

В 1935 году в СССР по инициативе треста "Союзстроймеханизация" была развернута техническая подготовка производства автобетономешалок и автобетоноразвозок. Ленинградский институт механизации строительства изготовил проекты двух машин, из которых одна была специализирована для перевозки готового бетона, а другая - для приготовления в пути.

В 1936 и 1937 гг. серия этих машин в количестве 15 штук была изготовлена и пущена в эксплуатацию. Конструктивные недостатки и низкое качество изготовления, вкупе с отсутствием базы для производства таких машин, вынудили трест "Союзстроймеханизация" прекратить их выпуск.

К 1937 году в США четко определилась тенденция к унификации в одной машине обоих видов ее назначения: для перевозки и для приготовления бетонной смеси. Эти обстоятельства побудили трест "Союзстроймеханизация" поставить производство унифицированных машин более совершенной конструкции.

Рис. 1. Первый советский серийный автобетоносмесиель СССМ-738/С-49 на шасси ЯГ-6

В 1938 году, после двухгодичной подготовительной работы, на Киевском заводе "Красный экскаватор" Главстроймаша начался серийный выпуск унифицированных автобетономешалок-развозок (далее - автобетоносмесителей) модели СССМ-738/С-49 на шасси автомобиля ЯГ-6. Первый советский серийный автобетоносмеситель имел смесительный барабан полезной емкостью 1,5 м3, бак для воды на 240 + 40 л (соответственно, для приготовления бетонной смеси и промывки барабана), привод барабана осуществлялся от коробки отбора мощности базового автомобиля. Заметим, что из двух первых экземпляров автобетоносмесители, изготовленных на "Красном экскаваторе", один был на шасси ЯГ-6, другой - на ЗИС-6.

Органы управления реверсивной муфтой, муфтой переключения редукции трансмиссии и включением фрикциона были вынесены на отдельный пост управления у разгрузочного отверстия барабана. Включение коробки отбора мощности, а также включение фрикциона могли осуществляться непосредственно из кабины на ходу, так же как и управление краном водяного бака.

Рис. 2. Версия бетоносмесителя на базе ЗИС-6

При всех своих достоинствах, в первую очередь это доставка однородной бетонной смеси на объект, новинка оказалась не без недостатков. Главным изъяном являлось отсутствие индивидуального приводного двигателя для смесительного барабана. Мощности 73-сильного мотора ЗИС-5, установленного на базовом автомобиле ЯГ-6, не хватало для обеспечения должного режима вращения барабана, при подключении которого автомобиль терял скорость и динамику разгона. Да и перемешивание происходило неравномерно, скорость вращения барабана напрямую зависела от степени открытия дроссельной заслонки карбюратора. А блокировка двух сцеплений одной педалью требовала от водителя недюжинной силы. И это далеко не полный перечень минусов, количество которых явно перевешивало имеющиеся плюсы. По сравнению с американским аналогом фирмы "Рэнсом", который принимал участие в сравнительных испытаниях, наш автобетоносмеситель показал худшее качество перемешивания за большее время. Также он оказался более тяжелым, хотя первоначальный вес надстройки и удалось снизить с 2450 до 1840 кг. Оборудование на зарубежных машинах такой же емкости весило на 300-500 кг меньше. При сравнении производительности и экономичности отечественных самосвалов и автобетоносмесителей, последние по этим параметрам проигрывали.

Кроме автобетоносмесителя СССМ-738, выпускавшегося заводом "Красный экскаватор", в тот период существовала еще одна модель, изготавливавшаяся в Ленинграде совместными усилиями Ленинградского института механизации строительства и 16-го Стройтреста. Автобетоносмеситель АБ-38 базировался на шасси трехосного грузовика ЗИС-6. Несмотря на то, что ЗИС-6 обладал меньшей грузоподъемностью, чем ЯГ-6, на нем устанавливался смесительный барабан большего объема (полный - 4 м3, полезный - 2,2 м3). По отзывам эксплуатационников, конструкция АБ-38 оказалась лучше, чем СССМ-738. Основной недостаток этой машины - пониженная скорость передвижения, что обусловлено перегрузкой шасси.

Следующий этап развития конструкций отечественных автобетоносмесителей пришелся на послевоенный период.

Рис. 3. Послевоенный С-269 на шасси ЗИС-150

В конце 40-х годов ВНИИстройдормаш разработал проект автобетоносмесителя С-269 на шасси грузовика ЗИС-150. Опытный образец машины изготовил московский завод "Дормашина". В отличие от довоенных конструкций, новинка имела ряд принципиальных отличий: смесительный барабан был не цилиндрическим, а грушевидной формы, и устанавливался не горизонтально, а под углом 17° к горизонту. Его полезная емкость была чуть выше, чем у предшественника СССМ-738, - 1,6 м3 водяной бак также увеличенной вместимости: 270 + 80 л. Неизменным остался тип привода барабана, как и прежде, он осуществлялся от коробки отбора мощности базового автомобиля, что являлось существенным недостатком. По сравнению с СССМ-738, автобетоносмеситель С-269 прибавил в весе почти на полтонны, его надстройка весила 2308 кг. Правда, после доработки машина стала более легкой, масса модернизированного варианта С-306 равнялась 2185 кг.

Тем же предприятием был выпущен более тяжелый автобетоносмеситель С-224 на шасси ЯАЗ-200. Конструкция барабана, загрузочных и разгрузочных устройств, а также водяных коммуникаций была аналогична машине С-269. Полезная емкость смесительного барабана по выходу готовой смеси при загрузке сухими материалами составляла 2 м3, а по загрузке готовой бетонной смесью - 2,4 м3. Несколько большее значение имел угол наклона барабана к горизонту - 20 °. Принципиальным отличием от С-269 был индивидуальный привод барабана от двигателя ГАЗ-МК мощностью 30 л.с. Неудобство состояло в том, что мотор базового автомобиля был дизельным, а приводного - бензиновым.

Рис. 4. Первый отечественный автобетоносмеситель С-224 с автономным двигателем на базе ЯАЗ-200.

К сожалению, история не донесла до нас сведений о том, насколько велик был выпуск автобетоносмесителей на базе автомобилей ЗИС-150 и ЯАЗ-200, и вообще изготовлялись ли они серийно. Лишь в конце 60-х годов отечественная промышленность освоила серийное производство автобетоносмесителей.

Во второй половине 60-х годов ВНИИстройдормаш разработал проекты двух автобетоносмесителей - С-942 (СБ-58) на шасси КрАЗ-258 и С-1036 (СБ-69) на шасси МАЗ-505Б, выпуск которых был налажен в 1968-1969 гг. Славянским заводом строительных машин.

Рис. 5. С-942 - третье поколение советских автобетоносмесителей

На новых машинах в целом сохранились компоновочные решения, принятые на отечественных моделях, разработанных в конце 40-х годов, которые соответствовали устоявшимся мировым тенденциям. Однако, в кинематике было существенное отличие - на всех предыдущих машинах зубчатый венец барабана получал вращение непосредственно от шестерни выходного вала редуктора, на новинках передача была цепной. Смесительный барабан у обеих машин приводился в действие от дизельного двигателя Д-37МСЗ, мощностью 40 л.с. Соответственно грузоподъемности базового шасси, полезная вместимость смесительного барабана С-942 равнялась 3,2 м3, С-1036 - 2-2,5 м3. Автобетоносмеситель С-1036, в отличие от С-942, имел более широкие возможности, обусловленные конструкцией смесительного барабана: он мог приготавливать не только подвижные бетонные смеси, но и жесткие.

Рис. 6. Ранняя версия С-1036 на шасси МАЗ-503Б (слева) и более поздний вариант С-1036Б на шасси МАЗ-5549

Советские конструкторы не останавливались на достигнутом. Уже в начале 70-х годов ВНИИстройдормаш разработал усовершенствованные автобетоносмесители СБ-92 емкостью 4 м3 на базе КрАЗа и СБ-83 емкостью 4,5-5 м3 - на полуприцепе к автомобилю МАЗ-504.

Рис. 7. СБ-92 характеризовался повышенной скоростью разгрузки бетонной смеси

В 1972 году СБ-92 был принят к производству Славянским заводом строительных машин. От С-942 его отличала большая вместимость смесительного барабана, более мощный 50-сильный приводной мотор Д-37С-1, а также конструкция барабана. Для повышения темпа разгрузки бетонной смеси угол наклона оси барабана к горизонту уменьшили с 18° до 15°. Внутреннее оперение барабана получило винтовые лопасти плоского профиля, расположенные перпендикулярно к коническим поверхностям барабана. С освоением автомобильной промышленностью во второй половине 70-х годов автомобиля КамАЗ-5511, Славянский завод начал выпуск на его базе модификации бетоносмесителя СБ-92-1 вместимостью 4 м3.

Рис. 8. СБ-92В-1 - модификация на базе КамАЗа

В середине 70-х годов ежегодный объем производства автобетоносмесителей в СССР составлял несколько сотен, например, в 1973 году было изготовлено 253 машины, в 1974 году - 340. Однако, строительная отрасль требовала гораздо большего количества. На тот момент единственным производителем такой техники в Советском Союзе являлся Славянский завод строительных машин, мощностей которого явно недоставало. Поэтому советским правительством в 1973 году было принято решение о строительстве нового завода автобетоновозов в городе Туймазы Башкирской АССР. Строительство началось весной 1976 года. Параллельно строился Туймазинский опытно-экспериментальный завод строительных машин, где 5 ноября 1977 года был выпущен первый опытный образец автобетоновоза СБ-113. 28 января 1980 года вышел приказ Минстройдоркоммаша о слиянии двух заводов. Эта дата считается официальной точкой отсчета истории Туймазинского завода автобетоновозов. Только за первый год работы заводчане выпустили 81 автобетоносмеситель СБ-92, 15 автобетононасосов СБ-126 и 166 авторастворовозов СБ-89. Техника, выпускаемая Туймазинским заводом, поставлялась как отечественным, так и зарубежным потребителям: в Болгарию, Кубу, Анголу, Вьетнам, Сирию, Венгрию, Китай, Индию.

Рис. 9. Плод совместного сотрудничества компании "Штеттер" и Каменского опытного механического завода

Бурное развитие производства автобетоносмесителей в Советском Союзе пришлось на 80-е годы, благодаря вводу Туймазинского завода автобетоновозов и началу лицензионного выпуска техники немецкой фирмы "Штеттер" на Каменском опытном механическом заводе в 1979 году и на Пушкинском ремонтно-механическом заводе в 1980 году. Правда, основная масса техники, производимой Каменским и Пушкинским заводами, отправлялась за рубеж. В ФРГ советские предприятия поставляли металлоконструкции смесительной установки, а для местного рынка в сравнительно небольшом количестве выпускались комплектные автобетоносмесители. Например, Каменский завод в ту пору выпускал порядка 1000 комплектов установок для зарубежного рынка и 200 машин для нужд советских строителей.

Рис. 10. На СБ-159 использовался гидравлический привод барабана (на снимке модификация СБ-159В)

Тем временем советские конструкторы продолжали создавать собственные разработки. В 1980-1981гг. Славянский завод строительных машин по проекту ВНИИстройдормаш создал автобетоносмеситель СБ-130 и унифицированный с ним автобетоновоз СБ-132 на шасси полуприцепа, работающего в паре с тягачом КамАЗ-5410. Барабан имел внушительный объем - 8 м3 и привод от собственного дизеля Д-145Т. Но главное отличие от всех предыдущих машин заключалось в использовании гидравлического привода барабана вместо тяжелой и сложной механической трансмиссии. Новая приводная схема нашла применение на дальнейших отечественных разработках - 6-кубовом автобетоносмесителе СБ-127 на шасси КрАЗ-6505 (1982 г.), 5-кубовом СБ-159 на шасси КамАЗ-5511 (1983 г.), а также на более поздних машинах.

2. Классификация смесительного оборудования

Получение бетона или раствора со свойствами, отвечающими предъявляемым к ним требованиям, может быть обеспечено совокупностью таких факторов, как качественные исходные компоненты, хорошо и надежно работающее смесительное и дозировочное оборудование.

К процессу смешивания предъявляются следующие основные требования: равномерное распределение исходных материалов между собой, сдирание с зерен вяжущего неактивных поверхностных пленок, предупреждение образования комков и пустот в смеси и предупреждение измельчения зерен заполнителей.

Качество смешивания устанавливается равномерностью распределения компонентов между собой и зависит от относительной скорости рабочих органов смесителя и смеси, объема приготовляемого материала и продолжительности процесса.

С целью равномерного распределения компонентов в общем объеме замеса частицам материалов необходимо сообщить такие траектории движения, которые обеспечивали бы наибольшую возможность их пересечения.

Перемещению частиц материалов, входящих в смесь, противодействуют силы инерции, а также силы внутреннего трения (трение частиц материала друг о друга) и силы внешнего трения (трение частиц материала о корпус и лопасти смесителя). Как показали исследования , абсолютная величина первых сил на порядок выше последних. Кроме того, при смешивании преодолеваются силы тяжести, стремящиеся опустить зерна материалов вниз и способствующие их расслоению.

В процессе смешивания из различных по размеру, форме и происхождению материалов образуется однородная смесь, характеризующаяся, тем, что любая проба, взятая в объеме, большем, чем размеры самого крупного зёрна, должна иметь один и тот же состав.

В отечественной практике исторически сложилась классификация смесительных машин для приготовления строительных смесей, в основу которой положен

технологический признак: деление их на бетоносмесители и растворосмесители.

Несмотря на то, что в технологии и оборудовании для приготовления строительных смесей с момента возникновения такой классификации произошли значительные изменения, они существуют и поныне.

Сложившееся положение создает определенные трудности как для строителей и работников промышленности сборного железобетона, так и для машиностроителей и работников НИИ и КБ.

Как известно, большинство нефтеносных районов Западной Сибири и еще целый ряд крупных регионов нашей страны практически не располагают залежами крупных заполнителей и вынуждены работать на привозных заполнителях (что крайне неэкономично) или цементно-песчаных бетонах (без крупного заполнителя),т.е., по существу, растворах. Однако приготовляют такие смеси, как правило, в бетоносмесителях.

Европейским комитетом по строительному оборудованию в основу классификации цикличных смесительных машин положен не технологический, а конструктивный признак самого смесителя, а именно: форма корпуса и расположение смесительных валов.

По этому признаку смесители могут быть классифицированы следующим образом (рис. 1):

гравитационные (барабанные) ;

принудительного действия:

тарельчатые с вертикально расположенными смесительными валами;

лотковые с горизонтально расположенными смесительными валами.

На рис. 1 представлена классификация наиболее широко известных смесительных машин, нашедших практическое применение. Из всего парка смесительных машин, находящихся в эксплуатации, примерно 3/4 занимают барабанные (гравитационные) смесители, а остальная часть падает на тарельчатые и лотковые смесители (принудительного действия). Годовая производительность, приходящаяся на 1 л полезного объема смесителя, составляет для малых моделей (менее 500-- 750 л) - 3,5 м³ /л; для больших - 10 м³ /л.

Рис 11. Классификация смесительных машин.

Трудоемкость производства 1 м³ смеси на малых моделях смесителей равна 2,5-3 чел.-ч/м³ , на больших -- 1--1,5 чел.-ч/м³ .

Выпускаемое в настоящее время смесительное оборудование в ряде случаев не отвечает возросшим потребностям строительства и строительной индустрии; отсутствуют смесители для приготовления бетонных смесей на пористых заполнителях вместимостью 1000--1200 л. Турбулентные (тарельчатые) смесители не обеспечивают приготовления качественных смесей на пористых заполнителях плотностью 1000--1300 кг/м³ . Кроме того, процесс приготовления и измельчения в таких смесителях зависит от ряда факторов и не поддается контролю и регулированию.

Необходимо создание и освоение новых универсальных смесителей принудительного действия лоткового типа, пригодных для приготовления как бетонных смесей на пористых заполнителях, так и арболита.

В стране начинает находить применение фибробетон -- бетон, армированный различными волокнами (металлическими, стеклянными, капроновыми, полипропиленовыми, базальтовыми и др.), имеющий определенные преимущества перед бетоном с традиционным армированием. Как показали исследования и опытно-промышленное внедрение, приготовление таких смесей в серийно выпускаемых смесителях в ряде случаев невозможно.

Для этих целей Специальным проектно-конструкторским объединением Оргтехстром МПСМ ЛатвССР была разработана и выпущена опытная партия спирально-вихревых смесителей (безлопастных смесителей с гибким корпусом).

Чтобы повысить срок службы серийно выпускаемых смесителей и улучшить санитарно-гигиенические условия работы обслуживающего персонала (снижение уровня звукового давления), необходимо начать работы по замене наиболее изнашивающихся стальных элементов смесителей на полимеррезиновые. Зарубежный опыт свидетельствует о том, что подобная замена позволяет увеличить срок службы деталей в 3--4 раза и снизить уровень звукового давления на 10--15 дБ.

Назрела необходимость в разработке смесителей повышенной вместимости до 4,5--6 м³ для гидротехнического, дорожного строительства и в ряде случаев заводов сборного железобетона.

Из схемы видно, что среди гравитационных (барабанных) смесителей у нас совсем не производятся смесители с вводным лотком и реверсивные. Наиболее производительными при достаточно высоком качестве приготовляемой смеси являются опрокидные смесители за счет сокращения времени разгрузки готовой смеси.

У нас полностью отсутствуют также тарельчатые смесители с вращающимся корпусом. Выпускавшиеся ранее смесители этого типа С-371, С-355 и С-356 вместимостью соответственно 250, 500 и 1000 л в настоящее время сняты с производства, хотя на некоторых заводах ЖБИ они еще продолжают эксплуатироваться.

Среди смесителей принудительного действия тарельчатые смесители с неподвижным корпусом занимают ведущее место и производятся в достаточном количестве.

До настоящего времени лотковые двухвальные смесители в СССР не производились, хотя потребность в таких смесителях у нас значительная. Их применение необходимо при приготовлении бетонных смесителей на пористых заполнителях, арболите и других подобных материалах. В настоящее время изготовлен опытный образец такого смесителя с объемом готового замеса 1 м³ (СБ-163). Необходимо также создание гравитационных смесителей с вместимостью по загрузке 7--10 м³ и принудительного действия -- 4--6 м³ .

Бетоносмесители принудительного действия тарельчатого типа по сравнению с гравитационными смесителями обладают более высоким качеством смеси, производительностью, в 2--3 раза большей скоростью вращения, в 3--4 раза большей энергоемкостью, однако и в 7--8 раз большим износом лопастей и в 3--4 раза -- износом корпуса.

3. Перспективы развития смесителей

В последнее время появились оригинальные конструкции смесителей для приготовления вязко-пластичных строительных сред, а также выполнено немало работ, посвященных анализу технико-экономических показателей различных смесителей. Объектами сравнения являлись гравитационные смесители и смесители принудительного действия.

Наилучшими показателями обладают лотковые двухвальные смесители, позволяющие приготовлять смеси с относительно низким В/Ц при наибольшей крупности заполнителей 100--180 мм, наименьшей продолжительностью смешивания и выгрузки готовой смеси. Энергоемкость их ниже тарельчатых, но выше, чем гравитационных смесителей. Наибольшая вместимость по загрузке 3,5-- 5 м³ . Это подтверждают сравнительные испытания, проведенные в ФРГ , пяти типов смесителей: тарельчатых с вращающимся корпусом вместимостью 500--750 и 1000--2000 л, лотковых двухвальных аналогичных вместимостей и гравитационных вместимостью 500 л. Результаты проведенного анализа показывают, что из числа испытанных смесителей наилучшими данными обладают лотковые двухвальные смесители вместимостью 2000 л, так как коэффициент вариации отклонения отдельных компонентов от средних значений у них (за исключением фракции 16--22 мм) не выходят за пределы 5%; с увеличением вместимости смесителя равномерность распределения компонентов между собой улучшается во всех случаях; равномерность распределения компонентов в тарельчатых смесителях хуже, чем в лотковых; по-видимому, это связано с тем, что в тарельчатых смесителях имеется значительная разность скоростей на периферии и в центральной части, а также с тем, что при этом возникают центробежные силы, способствующие расслоению смеси; в отличие от сложившегося ранее представления о том, что при смешивании наиболее трудно равномерно распределяется вода, данные опыты показали, что наименее равномерно распределяются крупные фракции; увеличение продолжительности смешивания свыше 60-90 с не во всех случаях приводит к более равномерному распределению компонентов; исходя из указанного положения следует признать, что оптимальная продолжительность смешивания в зависимости от конкретных условий должна быть для гравитационных смесителей 90--180 с, тарельчатых -- 60--180 с и лотковых -- 30-90 с.

По данным Института строительства Венгрии лотковые двухвальные смесители с двумя горизонтальными валами по сравнению с тарельчатыми смесителями роторного типа позволяют снизить энергоемкость на 20% и сократить расход цемента на 50 кг/м³ . Применение двухвальных лотковых смесителей по сравнению с тарельчатыми смесителями позволяет снизить энергоемкость до 45%, а расход цемента -- до 11%.

Как показывает многолетняя практика эксплуатации тарельчатых смесителей, они достаточно хорошо себя зарекомендовали на приготовлении бетонных смесей на плотных заполнителях и цементно-песчаных смесях. Приготовление смесей на пористых заполнителях плотностью 1000--12000 кг/м³ и менее в тарельчатых смесителях сопровождается увеличением времени смешивания до 5--7 мин, образованием перед вращающимися лопастями призм материала, перемещающихся вместе с лопастями, и всплытием легких фракций заполнителей.

В настоящее время находят ограниченное применение турбулентные (тарельчатые) смесители для приготовления бетонных смесей на пористых заполнителях. При этом приводятся данные о благоприятном воздействии на качество смесей этого процесса, обусловленное избирательным дроблением слабых зерен пористых заполнителей при больших частотах вращения рабочего органа.

Сравнительные испытания и обследования заводов, приведенные ВНИИжелезобетоном, показали, что конструкционно-теплоизоляционный бетон на пористых заполнителях, приготовленный в турбулентных смесителях, обладает низкой однородностью, имеет плотность, равную или большую, чем такой же бетон, приготовленный по традиционной технологии с применением керамзитового песка. Однородность конструктивного керамзитобетона марок 150--200, приготовленного в турбулентных смесителях, выше, однако расходы цемента не отличаются от средних нормативных для бетонов тех же марок, приготовленных по обычной технологии. Продолжительность смешивания должна составлять 1,5--2 мин.

Технология приготовления бетонов на пористых заполнителях с применением турбулентных смесителей не получила значительного распространения в связи с конструктивными недостатками турбулентного смесителя (его нельзя использовать в качестве измельчителя-дробилки, требуется коренная переработка конструкции); сложностью эксплуатации, связанной с частой наплавкой или заменой быстроизнашивающихся узлов и деталей, в частности ротора; повышенной энергоемкостью приготовления, обусловленной, во-первых, большой частотой вращения ротора и, во-вторых, увеличенной продолжительностью процесса (вместо рекомендуемых авторами 30 с, необходимо 90--120 с); невозможностью приготовления смесей с удобоукладываемостью ниже 7 см осадки конуса по ГОСТ 6508-81.

В НИИ железобетон не рекомендует включать турбулентные смесители в проекты заводов КПД и ЖБИ по выпуску ограждающих конструкций из конструкционно-теплоизоляционного керамзитобетона.

Опыт эксплуатации лотковых одновальных смесителей (растворосмесителей СМ-290) показал, что на них с успехом можно приготовлять легкобетонные смеси различной плотности за нормируемый отрезок времени. В зарубежной практике для приготовления бетонных смесей на пористых заполнителях используются лотковые одновальные и двухвальные смесители.

Имевшееся ранее представление о том, что в лотковых смесителях из-за заклинивания крупных зерен заполнителей между вращающимися жесткопосаженными лопастями и корпусом нельзя приготовлять смеси с крупностью заполнителей более 40 мм, не верно. По данным фирмы "Arbau" (ФРГ), если в тарельчатых смесителях с объемом готового замеса 250--300 л допускается наибольшая крупность заполнителя 70 мм, 500 л -- 80 мм, 750-- 1200 л - 85 мм и 1000-1500 л - 100 мм, то в лотковых двухвальных с объемом готового замеса 1000-1500 л допускается наибольшая крупность заполнителя 120 мм, 2000--3000 л -150 мм и 3500 л - 180 мм.

Для приготовления черных дорожных и цементно-бетонных смесей для строительства дорог используют, в основном, лотковые двухвальные смесители.[6]

4. Гравитационные смесители