PL220663B1

PL220663B1 - Industrial manufacture of concrete mix

Info

Publication number: PL220663B1
Application number: PL400182A
Authority: PL
Inventors: Bronisław Brózda; Paweł Brózda; Sławomir Ślósarz; Bartosz Kopia
Original assignee: Kbs Beton Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2015-11-30
Also published as: PL400182A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przemysłowego wytwarzania mieszanki betonowej w zautomatyzowanej wytwórni betonu, mieszanki o dokładnie wymaganym dla danej receptury stosunku wodno-cementowym.The subject of the invention is a method of industrial production of a concrete mix in an automated concrete factory, a mix with the exact water-cement ratio required for a given recipe.

Podstawowym parametrem właściwości betonu jako materiału na obciążone konstrukcje budowlane jest wytrzymałość, zależna od uzyskanej mikrostruktury produktów hydratacji, porowatości stwardniałego zaczynu, a głównie od występującego w nim rzeczywistego stosunku wodnocementowego. Ilość wody w zaczynie cementowym stanowi sumę ilości wody zaadsorbowanej w kruszywie i wody zarobowej, dodanej podczas procesu mieszania. W większości przypadków kruszywo składowane jest na otwartej przestrzeni, poddane oddziaływaniu bardzo zróżnicowanych warunków atmosferycznych, ilości opadów i występujących temperatur. Warunki te w sposób istotny rzutują na ilości wody wchłoniętej w pory kruszywa i wody powierzchniowej. Ogólnie można stwierdzić, że wysoką wytrzymałość wykazują betony o niskim masowym stosunku wodno-cementowym w zakresie w/c=0,22 do 0,25, a przy stosowaniu szczególnych warunków produkcji i formowania obniżonym nawet do ok. 0,15. Dokładny pomiar on-line ilości wody zawartej w kruszywie i na tej podstawie określenie wymaganej ilości wody zarobowej stanowi o jakości betonu i jest podstawowym problemem technicznym dla tej technologii.The basic parameter of the properties of concrete as a material for loaded building structures is strength, depending on the obtained microstructure of hydration products, porosity of the hardened grout, and mainly on the actual water-cement ratio present in it. The amount of water in the cement slurry is the sum of the amount of water adsorbed in the aggregate and the mixing water added during the mixing process. In most cases, the aggregate is stored in an open space, subjected to a wide variety of atmospheric conditions, amounts of rainfall and temperatures. These conditions significantly affect the amount of water absorbed in the pores of aggregate and surface water. In general, it can be stated that high strength is demonstrated by concretes with a low water-cement mass ratio in the range of w / c = 0.22 to 0.25, and with the use of special production and forming conditions, even reduced to about 0.15. Accurate on-line measurement of the amount of water contained in the aggregate and on this basis determining the required amount of mixing water determines the quality of concrete and is the basic technical problem for this technology.

Znany jest zautomatyzowany sposób produkcji mieszanek betonowych przedstawiony w rozdziale 10.3 „Techniki regulacji ilości wody zarobowej w betonie”, skryptu autorstwa dr hab. inż. Józefa Jasiczaka, „Technologie budowlane II”, Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań 2003 r.. Opisany sposób polega na zestawianiu wymaganego składu chemicznego przez kolejne wagowe dozowanie na przenośnik zbiorczy zasadniczych składników sypkich według receptury mieszaniny, z jednoczesnym pomiarem w czasie rzeczywistym wilgotności każdego z dozowanych składników, zwłaszcza kruszywa. Uzyskane informacje kierowane są do układu sterowania wspomaganego oprogramowanym komputerem, który na podstawie receptury i zmierzonej ilości wody zaadsorbowanej w składnikach wylicza i steruje zadozowaniem odpowiedniej ilości wody zarobowej, stanowiącej o uzyskaniu wymaganego stosunku wodno-cementowego. Pomiary on-line wilgotności dokonuje się czujnikami potencjometrycznymi, zabudowanymi w pobliżu dna każdego ze zbiorników.There is an automated method for the production of concrete mixes presented in chapter 10.3 "Techniques for adjusting the amount of mixing water in concrete", a script written by dr hab. Eng. Józefa Jasiczak, "Building Technologies II", Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań 2003. The described method consists in compiling the required chemical composition by consecutive weighing on the bulk conveyor of basic loose ingredients according to the mixture recipe, with simultaneous real-time measurement of the moisture of each of the dosed ingredients, especially aggregate. The obtained information is directed to the control system supported by a software computer, which, on the basis of the recipe and the measured amount of water adsorbed in the components, calculates and controls the dosing of the appropriate amount of mixing water, which determines the required water-cement ratio. On-line humidity measurements are made with potentiometric sensors installed near the bottom of each tank.

Istota sposobu wytwarzania mieszanki betonowej według niniejszego wynalazku polega na tym, że pomiary wilgotności składników wykonuje się przy pomocy dwóch czujników do ciągłego, bezkontaktowego pomiaru on-line, na warstwie materiału grawitacyjnie opadającej z bębna końcowego przenośnika zbiorczego. Czujniki skierowane są osiami promieniowania odpowiednio na górną i dolną powierzchnię opadającej warstwy, przy czym są one przesunięte wzdłuż warstwy tak, by ich strefy promieniowania nie nakładały się na siebie. Pomiar wilgotności materiału od strony górnej i dolnej powierzchni warstwy opadającej na przesypie pozwala zwiększyć dokładność pomiaru poprzez uśrednienie wyników.The essence of the method for producing a concrete mix according to the present invention consists in the fact that the measurements of the moisture of the components are carried out by means of two sensors for continuous, non-contact on-line measurement, on the material layer falling by gravity from the final drum of the collecting conveyor. The sensors are directed with the radiation axes on the upper and lower surfaces of the falling layer, respectively, they are shifted along the layer so that their radiation zones do not overlap. Measurement of material moisture from the top and bottom surface of the falling layer on the transfer allows to increase the accuracy of the measurement by averaging the results.

Korzystnym jest, by wilgotność składników określana była spektrometrycznymi czujnikami absorpcji w bliskiej podczerwieni NIR.It is preferred that the moisture of the ingredients is determined by NIR near infrared absorption spectrometric sensors.

Również korzystnym jest, aby masa dozowanych składników sypkich określana była na przenośniku zbiorczym, o konstrukcji wagi taśmowej.It is also preferable that the mass of the dosed powders is determined on a collecting conveyor constructed as a belt weigher.

Sposób według wynalazku wyjaśniony jest na podstawie uproszczonego schematu wytwórni betonu, pokazanego na rysunku.The method according to the invention is explained on the basis of the simplified diagram of the concrete plant shown in the drawing.

Składniki sypkie mieszanki dozowane są ze zbiorników na przenośnik zbiorczy P o konstrukcji wagi taśmowej, przykładowo tensometrycznej. Dozowanie sterowane z układu sterowania US zgodnie z ustalonym składem mieszanki, prowadzone jest z jednoczesnym ciągłym pomiarem on-line masy oraz pomiarem wilgotności przy pomocy bezkontaktowych czujników C, korzystnie absorpcji w bliskiej podczerwieni NIR. Dwa takie czujniki C zabudowane są w strefie za bębnem końcowym przenośnika zbiorczego P tak, że skierowane są odpowiednio na górną i dolną powierzchnię warstwy materiału opadającego grawitacyjnie z bębna końcowego przenośnika P. Strefy promieniowania czujników C nie zachodzą na siebie. Oprogramowanie komputera wspomagającego układ sterownia US na podstawie receptury, oraz zmierzonej ilości wody zaadsorbowanej w składnikach wylicza i steruje dozownikiem D ilości wody zarobowej wprowadzonej do mieszarki M podczas procesu homogenizacji. Otrzymana mieszanka betonowa ma dokładnie wymagany parametr stosunku wodno-cementowego.The loose components of the mixture are dosed from the tanks to the collective conveyor P with a belt weigher structure, for example with a strain gauge. Dosing controlled by the US control system in accordance with the predetermined mixture composition, is carried out with simultaneous continuous on-line measurement of the mass and measurement of moisture by non-contact C sensors, preferably NIR absorption in the near infrared. Two such sensors C are installed in the area behind the end drum of the collecting conveyor P, so that they are directed towards the upper and lower surfaces of the layer of material falling by gravity from the end drum of the conveyor P, respectively. The radiation zones of the sensors C do not overlap. Based on the recipe and the measured amount of water adsorbed in the components, the software of the computer supporting the US control system calculates and controls the dispenser D of the amount of mixing water introduced into the mixer M during the homogenization process. The obtained concrete mix has exactly the required parameter of the water-cement ratio.

Claims

1. The method of industrial production of concrete mix, consisting in compiling the required chemical composition by consecutive dosing to the collective conveyor of the essential components of the loose mix, with the simultaneous real-time measurement of the amount and moisture of each of the dosed components, especially aggregate, and on their basis determining them in a software computer control system for the total amount of water adsorbed in the components and the necessary amount of mixing water that will have to be supplied to the mixer to obtain the required water-cement ratio, characterized in that the measurements of the moisture content of the components are performed on the material layer falling by gravity from the final drum of the collecting conveyor (P ), with the help of two sensors (C) for continuous, non-contact on-line measurement, directed with the radiation axes on the upper and lower surfaces of the falling layer, respectively, with the sensors (C) being shifted along the layer so that their zones are radially they did not overlap.

2. The method according to p. The process of claim 1, wherein the moisture of the components is determined by NIR near infrared spectrometric (C) absorption sensors.

3. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the mass of the dosed powders is determined on a collecting conveyor (P) of a belt weigher structure.