PL220663B1 - Sposób przemysłowego wytwarzania mieszanki betonowej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przemysłowego wytwarzania mieszanki betonowej w zautomatyzowanej wytwórni betonu, mieszanki o dokładnie wymaganym dla danej receptury stosunku wodno-cementowym.

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.

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.

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.

Korzystnym jest, by wilgotność składników określana była spektrometrycznymi czujnikami absorpcji w bliskiej podczerwieni NIR.

Również korzystnym jest, aby masa dozowanych składników sypkich określana była na przenośniku zbiorczym, o konstrukcji wagi taśmowej.

Sposób według wynalazku wyjaśniony jest na podstawie uproszczonego schematu wytwórni betonu, pokazanego na rysunku.

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.

Claims (3)

1. Sposób przemysłowego wytwarzania mieszanki betonowej, polegający na zestawianiu wymaganego składu chemicznego przez kolejne dozowanie na przenośnik zbiorczy zasadniczych składników sypkich mieszaniny, z jednoczesnym pomiarem w czasie rzeczywistym ilości i wilgotności każdego z dozowanych składników, zwłaszcza kruszywa, oraz na ich podstawie ustalaniu w oprogramowanym komputerze układu sterowania łącznej ilości wody zaadsorbowanej w składnikach i koniecznej ilości wody zarobowej, jaka będzie musiała być dostarczona do mieszarki dla uzyskania wymaganego stosunku wodno-cementowego, znamienny tym, że pomiary wilgotności składników wykonuje się na warstwie materiału grawitacyjnie opadającej z bębna końcowego przenośnika zbiorczego (P), przy pomocy dwóch czujników (C) do ciągłego, bezkontaktowego pomiaru on-line, skierowanych osiami promieniowania odpowiednio na górną i dolną powierzchnię opadającej warstwy, przy czym czujniki (C) przesunięte są wzdłuż warstwy tak, by ich strefy promieniowania nie nakładały się na siebie.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wilgotność składników określana jest spektrometrycznymi czujnikami (C) absorpcji w bliskiej podczerwieni NIR.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że masa dozowanych składników sypkich określana jest na przenośniku zbiorczym (P), o konstrukcji wagi taśmowej.