62 Гидротранспорт. Порционный и непрерывный способы подачи бетонной смеси.
Применительно к гидротранспорту твердый материал по гранулометрическому составу подразделяют на кусковой размером частиц более 2…3 мм, грубодисперсный – о,15…2 мм и тонкодисперсный – менее 0,15…0,2 мм. Механизм взаимодействия твердых частиц крупнозернистого материала и взвесенесущего жидкостного потока идентичен пневмотранспортному потоку.
Однако между ними имеется и существенное различие: при гидротранспорте разница в плотностях транспортирующего потока и транспортируемого материала значительно меньше, чем при пневмотранспорте; велико различие транспортирующих сред и по вязкости. Оба эти обстоятельства существенно влияют на скоростные характеристики потока и потери напора (а, следовательно, и энергозатраты) в транспортных системах. Так, гидротранспорт возможен при значительно меньших скоростях потока, чем пневмотранспорт.
Структурные и динамические характеристики потока определяются зерновым составом твердой фазы и физико-химическим сродством жидкости и твердого материала.
Трубопроводный транспорт бетонных и растворных смесей имеет свою специфику. Подача бетонной смеси от бетоносмесительного отделения к постам укладки по трубам на расстояния до 250 м практикуется, например, на заводах с кассетной технологией. Она имеет ряд преимуществ: при подаче по трубам нет потерь бетона, создаются благоприятные санитарно-гигиенические условия труда, трубопроводы занимают мало места.
Вместе с тем трубопроводный транспорт имеет и свои недостатки: пластичные смеси с осадкой конуса 8 см и выше подвержены расслаиванию; жесткие смеси требуют повышенного расхода сжатого воздуха, установки для их транспортирования менее надежны и нередко выходят из строя.
При введении в поток чистой жидкости твердой фазы симметричное скоростное поле нарушается. Вдоль вертикального диаметра горизонтального гидропровода максимум скорости при определенных условиях перемещается с геометрической оси в верхнюю половину трубы (рис 4.15, а).
(а) – мелкозернистая взвесь;
(б) – крупнозернистая взвесь
Рисунок 4.15 – Положение
гидродинамической оси (1) по отношению к геометрической
оси (2) и величина гидродинамического радиуса (R'1, R'2, …, R'n) при изменении скорости взвесенесущего потока
Наиболее экономично осуществлять транспортирование гидровзвеси при скорости потока, близкой к минимальной. При этом общая потеря напора невелика, и затраты на перемещение твердого материала максимальны.
Различают два способа подачи бетонной смеси: порционный и непрерывный. При порционном способе бетонная смесь загружается в камерный питатель и давлением воздуха транспортируется по бетоноводу до места укладки. Разновидностью этого способа является разделение в трубопроводе каждой порции бетона воздушными прослойками (рис. 4.16).
1 – лопасти смесителя; 2 – выходное отверстие; 3 – бетоновод; 4, 5 – воздуховоды
Рисунок 4.16 – Принципиальная схема порционной транспортировки бетонной смеси
При такой порционной транспортировке бетонной смеси, в отличие от транспортирования единичной порции без ее разделения на более мелкие, резко сокращается расход воздуха. Разделение порции бетонной смеси, поступающей в трубопровод, производится следующим образом: лопасти смесителя 1 при вращении перекрывают выходное отверстие нагнетательного резервуара 2, на короткое время препятствуя поступлению смеси в бетоновод 3. Сжатый воздух в нагнетательный резервуар и бетоновод подается постоянно по воздуховодам 4 и 5.
При непрерывном способе подачи порция бетонной смеси из питателя воздухом вытесняется в бетоновод, освобождая питатель для следующей порции. Каждая выдавливаемая порция смеси продвигает по бетоноводу предыдущую. При этом, естественно, давление воздуха должно быть значительно выше, чем при порционном способе, так как необходимо продвинуть всю массу бетона, находящегося в бетоноводе.