Беларусь

Россия

Казахстан

OHSAS 18001 ISO 9001 Год основания 1991
Проектирование
Разработка технических решений
Комплексная реконструкция и перевооружение
Законченные комплектные решения

Опыт по техническому перевооружению предприятий строительной индустрии

Кротиков А. Б. , заместитель генерального директора, ЗАО «ЭЛТИКОН» г. МоскваАвтор: Кротиков А. Б. , заместитель генерального директора, ЗАО «ЭЛТИКОН» г. Москва

Опубликовано: Сборник "Бетон и железобетон" N2, 2009

Основанная в г. Минске в 1991 году группа компаний «ЭЛТИКОН» за 17 лет по состоянию на начало 2009 года реализовала 403 проекта в строительной и перерабатывающей отраслях промышленности. Имея в штате около 100 высококвалифицированных специалистов: конструкторов, технологов, программистов, инженеров-наладчиков, электронщиков, группа компаний разрабатывает и реализует комплексные программы реконструкции, осуществляя шеф-монтаж технологического оборудования и монтаж систем автоматики под ключ.

Значительными факторами, влияющими на развитие строительной отрасли России, в последнее время являются: существенное изменение технического состояния предприятий-производителей строительных материалов, создание новых производств и внедрение передовых архитектурно-строительных систем.

В жилищном и промышленном строи­тельстве набор необходимых строи­тельных материалов зависит от вы­бранной архитектурно-строительной си­стемы и проектного решения. Перечислим современные архитектурно-строительные системы и применяемые в них материалы для конструктивной основы зданий:

  • каркасное домостроение (колонны; ри­гели; плиты перекрытий; мелкоштучные стеновые изделия, в том числе облицовоч­ные; утеплитель);
  • крупнопанельное домостроение (стено­вые панели; несущие конструкции; плиты пустотного настила);
  • монолитное домостроение (бетон, укла­дываемый в съемную или несъемную опа­лубку; облицовочные стеновые материа­лы; утеплитель);
  • кирпичное и мелкоблочное домострое­ние (мелкоштучные стеновые изделия; пли­ты пустотного настила);
  • деревянное домостроение (бревна или брус, в том числе профилированный).

ОАО «Трансинжстрой», г. Москва. Краткий перечень работ: реконструкция с полной заменой технологического оборудования и автоматизация завода по производству бетона промбазы Управления механизации ОАО «Транс­инжстрой» в г. Одинцово, Московская область (включая следующие технологические переделы: БСУ №.1, БСУ №.2, склад цемента №.1, склад цемента №.2, склад инертных заполнителей), а также поставка, монтаж и ввод в эксплуа­тацию рециклинговой установки утилизации жидких отходов производстваВ постсоветский период в нашей стране строительные технологии претерпели зна­чительные изменения. Если в 60.-.80.е годы преобладало отличающееся высокой техно­логичностью крупнопанельное домостроение (большие элементы изготавливались на за­воде, их везли на стройплощадку и там мон­тировали), то в девяностые годы произошел переход от индустриального строительства к кустарным технологиям. Благодаря появ­лению большого количества дешевой ра­бочей силы стали больше строить из кирпи­ча и монолитного бетона. Но такое произ­водство экономически эффективно только при низких зарплатах. А по мере социально-экономического развития общества строи­тели становятся средним классом и, значит, должны иметь возможность достойно зара­батывать. Как следствие возникает необхо­димость индустриализации в строительстве, то есть минимизации человеко-часов, затра­чиваемых на строительство дома. Что не озна­чает возврата к крупнопанельному жилью. В Западной Европе от этой технологии от­казались еще в семидесятые годы. Там эво­люция панельного домостроения выгляде­ла следующим образом. Наиболее широ­кое распространение эта технология полу­чила по окончании второй мировой войны. В то время нужно было много строить, чтобы дать людям крышу над головой. Были введе­ны в строй крупные домостроительные ком­бинаты, существовал государственный заказ, и за счет больших объемов строительства острота жилищной проблемы была в основ­ном снята. Что произошло потом? Государ­ство стало меньше вкладывать в строитель­ство, и люди начали сами решать, какое жи­лье им покупать. И оказалось, что им нужно разнообразие. Одни хотели жить в коттеджах, другие - в блокированных домах, третьи - в малоэтажных комплексах. Обеспечить столь широкий спектр запросов крупнопанельному домостроению было не по силам. В услови­ях рынка, без поддержки государства круп­ные заводы не смогли поддерживать свою за­грузку. И в семидесятые годы в европейском домостроении произошла смена технологи­ческого уклада: от крупнопанельного к мел­косборному строительству. Но индустри­альный характер отрасли сохранился. Дома по.прежнему собирали из деталей, изготов­ленных на заводе, но при этом резко увели­чилась номенклатура выпускаемых изделий. С определенной долей условности можно ска­зать, что если крупнопанельный дом собирал­ся из двадцати деталей, то мелкосборный - из ста. Большое число производителей стали делать отдельные детали дома.

В отличие от крупнопанельного домо­строения новые строительные техноло­гии являются открытыми системами. Они сопрягаются друг с другом, легко модифи­цируются, имеют потенциал для развития, способны быстро реагировать на измене­ния покупательских предпочтений и появ­ление разного рода инноваций. И конечно, новые строительные системы дали больше свободы архитекторам: дома стали непохо­жими друг на друга, с большим разнообра­зием фасадов и планировок.

Фасадные панели по.прежнему активно используются, но это уже совсем другие панели, принципиально отличные от при­меняемых в крупнопанельном домостро­ении: ненесущие, выполненные из различ­ных материалов, легкие, теплые, с разноо­бразной отделкой вплоть до меди. Сегодня архитектор может выбирать не из несколь­ких, а многих сотен предложений. Система мелкосборного домостроения подразуме­вает большое количество производителей, способных быстро откликаться на потреб­ности рынка и столь же быстро поставлять готовые изделия. Благодаря чему каждая стройка становится уникальной.

 

Эффективное домостроение


Эффективное домостроение1. Колонна сборная ЖБ
2. Плиты пустотные ЖБ
3. Монолитные несущие и связевые ригели
4. Диафрагмы жесткости
5. Панели шахт грузопассажирских лифтов
6. Лестничные марши
7. Облицовка стен вибропрессованным камнем

 

 

Многие недостатки, такие, как однообразие планиро­вочных решений и архитек­турная невыразительность, огромная номенклатура при­меняемых в строительстве конструкций, ограничение пролета между опорными элементами (как правило, не более 6х6.м), исключе­ны на современных домо­строительных комбинатах при строительстве сборно-монолитных зданий. У таких зданий, по сравнению с па­нельными, удельный расход металла ниже на 32.%, желе­зобетона - на 35.%, стои­мость строительства короб­ки здания - на 24.%. Сборно-монолитные здания включают несущий пространственный каркас, образованный колон­нами со свободным шагом и дисками перекрытий, а так­же поэтажно опертые на пе­рекрытия наружные стены. Причем количество элементов коробки зда­ния ограничено восемью-десятью наимено­ваниями: колонны сечением 0,4х0,4.м высо­той на 1.-.2 этажа, сваи сечением 0,35х0,35.м длиной до 14.м, плиты пустотного настила длиной до 12.м, панели шахт грузопассажир­ских лифтов, диафрагмы жесткости, вентиля­ционные блоки, лестничные марши.

Эффективное домостроениеПоэтажно опертые стены (наружные и пе­регородочные) возводятся из вибропрессо­ванных мелких камней или кирпича. Теплои­золяция наружных стен осуществляется с по­мощью пенополистирольных или минерали­зованных плит или ячеистобетонных блоков плотностью 350.-.400.кг./.куб. м. Для огражде­ния каркаса зданий могут использоваться и панели, если технология их изготовления предусматривает возможность изменения габаритов (главным образом длины).

Строительство включает обустройство свайного поля для отдельных блок-секций с заливкой ростверков фундаментов со ста­канами, расстановку сетки ко­лонн и их фиксацию опалуб­кой шириной 0,6.м. Опалубка изготавливается, как правило, из финской фанеры, поддер­живается двумя брусами и ме­таллическими лесами. Вместо фанерной опалубки можно использовать тонкий желе­зобетонный ригель толщиной 0,1.м с выступающей армату­рой, связывающей его с моно­литной частью ригеля.

Опалубка или тонкий ри­гель устанавливаются меж­ду колоннами. На них укла­дываются плиты пустотного настила, из­готовленные методом безопалубочного формования, которые могут быть любой длины. Они имеют высокую несущую спо­собность при пониженном вдвое расходе металла. Между торцами плит, отстоящих друг от друга на 40.см, вставляется арма­турный каркас. Бетонная смесь не только заполняет пространство ригеля, но и за­ходит в заглушенные пустоты плит на глу­бину 100.-.150.мм, образуя шпонки.

Монолитный ригель (в случае приме­нения фанерной опалубки) располагается внутри перекрытия. Он выступает из потол­ка, и в этом месте целесообразно ставить перегородку, монтировать подвесной по­толок или осветительные приборы. Одним словом, такая конструкция обеспечивает гибкость планировочных решений.

Несущая способность каркаса значи­тельно повышается за счет защемления (распора) нижней зоны плит пустотного настила. Кроме того, при пролете более шести метров плиты раздвигаются и меж­ду ними вставляется и бетонируется пло­ский арматурный каркас. В результате по­вышается жесткость перекрытия и можно возводить здания с шагом колонн 9х9.м. В зданиях со скрытым ригелем внутрен­ние перегородки могут быть возведены в любом месте. Такая возможность также обеспечивает многообразие планировоч­ных решений.

Для наружной облицовки стен могут ис­пользоваться цветные или серые (без вве­дения красителя) вибропрессованные кам­ни. В последнем случае фасады необходимо красить. Общая стоимость наружных стен снижается на 25.-.30.%.

Реконструкция бетоносмесительных узлов

Ключевым звеном современного до­мостроительного комбината, имеющего в своем составе:Мнемосхема АСУ «Бетон-iPC»
  • технологическую линию для безопалу­бочного формования плит пустотного на­стила, балок и других преднапряженных железобетонных изделий;
  • технологическую линию для вибропрес­сования мелкоштучных изделий из бетона: стеновых блоков, тротуарных плит, борто­вых камней;
  • участок формования железобетонных элементов пространственного каркаса - колонн и ригелей, а также диафрагм жестко­сти, лифтовых шахт, лестничных маршей;
является современный бетоносмеситель­ный узел, который должен соответствовать следующим критериям:
  1. высокая степень автоматизации, и в том числе - компьютерный контроль за агре­гатами, потреблением сырья и выпуском продукции;
  2. высокая точность дозирования ком­понентов бетонной смеси (1.% для цемен­та или извести, воды, химических добавок и пигментов и 2.% для инертных материа­лов - песка и щебня);
  3. быстродействие смесителя при высо­кой однородности смеси (необходимо пере­мешивание во встречных потоках);
  4. возможность автоматической коррек­ции состава смеси при изменении влажно­сти инертных заполнителей;
  5. широкая номенклатура производимых смесей, и в том числе возможность готовить жесткие смеси с водоцементным отношением 0,30.-.0,35, для чего необходимо круговое впры­скивание воды в бетоносмеситель и выполне­ние ряда других специальных условий;
  6. безотказная многолетняя работа в режи­ме двух- или трехсменной эксплуатации.

Производство жестких бетонных смесей слож­нее, чем выпуск раствора и товарного бетона. Время перемешивания: в серийных отечествен­ных смесителях с вертикальным валом - до че­тырех минут, в двухвальных смесителях - две минуты; в итальянских планетарных и двухваль­ных горизонтальных - до полутора минут (наше предпочтение на стороне двухвальных).

Автоматизация бетоносмесительного производства

Система автоматического управления тех­нологическими процессами бетоносмеситель­ного узла компании «ЭЛТИКОН» обеспечивает следующие функции:Смесительное отделение БСУ
  1. прием заявок на приготовление смесей (местный от терминала оператора, дистан­ционный от постов заказа смесей и удален­ный по каналу локальной сети при работе в составе распределенной системы управ­ления крупным предприятием);
  2. корректировка рабочих рецептов в ре­альном масштабе времени в зависимости от влажности заполнителей (1.-.2 канала из­мерения влажности);
  3. прямое цифровое управление весодо­зирующим оборудованием (3.-.7.многокомпо­нентных дозаторов любого типа) с адаптаци­ей к скоростным характеристикам матери­альных потоков и состоянию оборудования, а также с предоставлением возможности ра­ботать в зоне как отрицательных, так и поло­жительных допусков дозирования;
  4. прямое цифровое управление оборудо­ванием смесительного отделения (1.-.2.сме­сителя любого типа) с контролем загрузки смесителя и объективным определением завершения процесса смешивания;
  5. прямое цифровое управление трактами подачи сырья в расходные бункеры;
  6. прямое цифровое управление тракта­ми выдачи готового продукта;
  7. объективный первичный учет и реги­страция расхода сырья и выхода готовой продукции;
  8. учет и регистрация выполнения зая­вок на приготовление смесей;
  9. регистрация действий оперативно­го персонала;
  10. регистрация состояния основного технологического оборудования;
  11. поддержка протоколов обмена опе­ративной и нормативно-справочной ин­формацией по каналам RS-485 и Ethernet при работе в составе распределенной си­стемы управления предприятием.

Реконструкция складов цемента

Мнемосхема АСУ Цемент-iPCБесперебойную работу бетоносмеситель­ного узла, получение паспортной производи­тельности обеспечивают также техническое перевооружение и автоматизация складов це­мента и складов инертных материалов.
АСУ складом цемента предназначена для контроля управления оборудованием складов цемента различных объемов и кон­фигураций (в том числе с приемным устрой­ством разгрузки вагонов-хопперов) в авто­матическом, полуавтоматическом и ручном дистанционном режимах работы.

В состав типовой комплектной поставки тех­нологического оборудования склада входят:

  • датчики уровня заполнения емкостей склада и бункеров-потребителей (порого­вые и следящие);
  • фильтры очистки выходящего воздуха с системой автоматической очистки;
  • управляемые переключатели потока цемента;
  • пневмокамерные насосы в комплекте с клапанами, затворами, датчиками дав­ления и уровня;
  • вентиляторы и фильтры системы аспи­рации приемного устройства;
  • вспомогательные манометры контроля давления воздуха в управляющей и пере­качивающей пневмосетях;
  • пульты требования загрузки бункеров-потребителей.
  • АСУ склада цемента выполняет следую­щие функции:
  • постоянный контроль уровней заполнения емкостей склада и бункеров-потребителей;
  • автоматическое выполнение процессов перекачивания цемента.

При этом обеспечиваются:

Склад цемента 6000.т, ОАО «Северная Заря» г. Москва (12 силосов, приемное устройство на 2 вагона, 20 пневмокамерных насо­сов, 8 бункеров-потребителей)
  • выбор источников и приемников по ука­занию оператора или автоматически с уче­том марок цемента и уровней заполнения;
  • установка механизмов пе­реключения потока в тре­буемые положения (подго­товка трассы) с включением звонков предпусковой сиг­нализации;
  • запуск работы насосов в ци­клическом режиме и кон­троль их функционирова­ния до окончания перека­чивания;
  • контроль состояния трассы и всех необходимых условий во время перекачивания, ав­томатический останов про­цесса и выдача сообщений оператору в случае обнару­жения откло­нений;
  • прекращение процес­са перекачивания по коман­де оператора, или по запол­нению емкости приемника, либо опустошению емкости источника;
  • продувка использовав­шихся участков трассы для осво­бождения от материала;
  • учет выполнения опера­ций перекачивания (журнал работы) с фиксацией време­ни, марки цемента и уровней заполнения в начале и в кон­це перекачивания.

Система обеспечивает:

  • возможность одновре­менной синхронной работы нескольких насосов на одну выходную трассу для увели­чения производительности;
  • одновременное независимое выполне­ние нескольких процессов перекачивания на непересекающихся участках трассы.

Реконструкция складов инертных материалов. Оборудование для размораживания и обогрева

Склады инертных материалов на действу­ющих комбинатах ЖБИ, как правило, тре­буют технического перевооружения и ав­томатизации. Первоначальное их состоя­ние обычно выглядит следующим образом: они открыты для всех атмосферных осад­ков, отсутствуют перегородочные стенки между фракциями и самое основное - нет эффективных систем по размораживанию и прогреву инертных материалов. Только реконструкция таких складов и современ­ные системы обогрева инертных матери­алов позволяют получить требуемое каче­ство бетона и паспортную производитель­ность бетоносмесительного узла.

При реконструкции бетонных заводов для прогрева (размораживания) инертных материалов хорошо зарекомендовали себя эффективные и быстрые энергоустановки Sim-Matic (на базе генератора горячего воз­духа Simun). Отказ от централизованного па­роснабжения и переход на такие современ­ные системы прогрева перегретым возду­хом позволяют уменьшить стоимость одной Гкал тепла в два-три раза. Система обогрева инертных материалов, реализованная на ба­зе энергоустановки типа Sim-Matic, проста в использовании и не требует участия опе­ратора (работает в автоматическом режиме), что само по себе исключает ошибки управ­ления. Она реализована на исключительно надежном панельном промышленном ком­пьютере фирмы Advantech с установлен­ной операционной системой Windows XP Embedded, имеет простой, интуитивно по­нятный интерфейс. Система имеет локаль­ную автоматику управления подачей горя­чего воздуха в расходные бункеры склада инертных материалов, что позволяет исполь­зовать ее как самостоятельно, так и в системе производства бетона. Богатое разнообразие вариантов комплектации энергоустановки Sim-Matic позволяет подобрать состав обо­рудования для каждой задачи. При постав­ке системы Sim-Matic учитываются местные условия, такие как потребности по обогре­ву, по нагреву технической воды, приемных и расходных бункеров. В результате заказ­чик получает индивидуально разработан­ную и укомплектованную для его бетонно­го завода систему обогрева.

Генератор горячего воз­духа Simun конструктивно включает в себя систему труб с большой площадью теплообмена, по которым циркулируют продукты сго­рания жидкого или газоо­бразного топлива с темпе­ратурой в камере сгорания около 1000 °C. После про­хождения по системе труб и охлаждения вследствие теплообмена газы выводятся в атмосферу посредством вы­пускной трубы. Система труб теплообменника изолирова­на теплоизоляционными па­кетами из минеральной ваты для уменьшения теплопотерь. Для забора воздуха, идущего на обогрев, устанавливается центробежный электровен­тилятор, который втягивает атмосферный воздух и нагне­тает его в генератор, где воз­дух проходит вдоль наружной поверхности теплообменни­ка. Температура воздушного потока постепенно увеличи­вается, и затем нагретый до 200.-.300 °С чистый воздух до­ставляется к потребителям.

Структурная схема прогрева (размораживания) инертных материалов на складе заполнителей, а также окончательной подготовки инертных материалов и подогрева воды с использованием энергоустановки Sim-MaticСтруктурная тепловая схема завода по производству товарного бетона и железобетонных изделий.

Современные системы адресной доставки бетона

3-кубовый кюбель системы адресной доставки бетона ООО «Строитель плюс» г. ЯрославльСвязующим звеном между бетоносмеси­тельным узлом и производственным цехом комбината ЖБИ является система адресной доставки бетона. Существующие системы - это неавтоматизированные СМЖ-телеги с дон­ной выгрузкой, с очень низкой скоростью передвижения. В некоторых случаях узлы доставки бетона не имеют не только постов заказа бетона, но и элементарных концевых выключателей в местах выгрузки бетона, а так­же индикации положения шибера.

Современные автоматизированные си­стемы адресной доставки бетона могут иметь следующую комплектацию и харак­теристики:

У односекционного бетоносмесительно­го узла (два бетоносмесителя):
  1. одна поперечная телега с нижним че­люстным затвором, которая принимает бе­тон с первого или второго смесителя и пе­регружает его в соответствующий кюбель или воронку (лоток) непосредственной вы­грузки товарного бетона в автомиксер;
  2. один или два продольных кюбеля для бы­строй доставки в производственный цех на конкретную точку выгрузки, в зависимости от сигнала АСУ c поста заказа бетона;
  3. портал или полупортал со своим кюбе­лем, который принимает бетон от продоль­ного кюбеля и выдает его на формовщик, находящийся на одной из дорожек (напри­мер, пролета формования пустотных плит безопалубочным способом);
  4. кюбельные трассы могут быть как мо­норельсовыми, так и бинарными; прямоли­нейными и с углами поворота; электроснаб­жение осуществляется с помощью троллей­ной системы питания;
  5. продольные кюбели имеют линейную скорость от 1 до 4.м./.сек, внутренний объем от 1 до 3 куб. м, и благодаря регулируемому электроприводу, состоящему из асинхрон­ного двигателя и преобразователя частоты, осуществляется плавный разгон и торможе­ние, а также прохождение прямолинейных участков на номинальной скорости.

Двухсекционный бетоносмесительный узел (4 бетоносмесителя) комплектует­ся двумя поперечными телегами и мо­жет иметь от 2 до 4 продольных кюбелей. Основными критериями определения ко­личества кюбелей, их внутреннего объема, номинальной линейной скорости передви­жения и других параметров системы адрес­ной подачи бетона являются номенклату­ра и объем формуемых изделий, а также производительность формующих линий. АСУ адресной доставки бетона полностью взаимосвязана с АСУ бетоносмесительно­го узла. Оператор, который управляет при­готовлением бетона на БСУ, может не толь­ко видеть на своем мониторе все действия узлов адресной подачи бетона, но и управ­лять данной системой.

Оборудование для рециклинга бетона

Операторская ООО «Строитель плюс» г. ЯрославльАктуальным направлением в последнее время становится рециклинг (ресайклинг) бетона. С помощью рециклинговых уста­новок появляется возможность не только уйти от загрязнения территории комбина­та ЖБИ, но и получить экономию цемента за счет использования в приготовлении бетона шламовой воды. Данные установ­ки принимают остатки бетона после про­мыва автомиксеров, бетоносмесителей, кюбелей, формующих агрегатов и разде­ляют их на две фракции - твердые мате­риалы (фракции 0,15.-.50.мм) и шламовую воду с включениями (фракции 0.-.0,15.мм).  В дозировочное отделение бетоносмеси­тельного узла устанавливается специаль­ный дозатор шламовой воды. Подавая спе­циальным насосом шламовую воду в такой дозатор и используя ее при приготовлении бетона, можно получить 12.-.20.% экономии цемента. Данная установка и весь рециклин­говый узел работают в автоматическом ре­жиме, поскольку являются частью системы АСУ ТП бетоносмесительного узла. Реци­клинговая установка может иметь произ­водительность по промыву автомиксеров от 5 до 20 шт../.час.

Начавшийся в 4 квартале 2008 года фи­нансовый кризис сильно осложнил развитие строительной отрасли России. Но те пред­приятия - производители бетона и железо­бетона, которые осуществили техническое перевооружение и внедрение новых техно­логий в докризисный период, имеют более устойчивое положение на рынке.

В качестве примера можно привести сло­ва генерального директора одного из за­водов ЖБИ в Сибири: «Я по натуре не пес­симист и не оптимист. Я реалист. Поэто­му понимаю, что будет еще хуже. Но мы в какой.то степени к этому кризису под­готовились. Честно говоря, мне казалось, что коллапс начнется в 2009 году, но жизнь внесла свои коррективы. Я даже не знаю те­перь, то ли я сознательно готовился к этой ситуации, то ли предчувствовал, но мы за­благовременно реализовали на заводе программы по ресурсосбережению, осу­ществили серьезную модернизацию. Ре­зультат не заставил себя ждать. У нас, на­пример, два подразделения теперь работа­ют на новом оборудовании - растворный и бетонный цеха. Там установлены компью­теры, все управление автоматизировано, численность персонала сведена к мини­муму. Если до октября 2008 года в одном только бетонном цехе работало полсот­ни человек, то теперь эти цеха, включая складские помещения, обслуживают всего семнадцать человек. Мы изменили режим работы и пересмотрели загрузку по всему заводу. Оказалось, что у нас некоторые со­трудники, по сути, без дела болтались. Так что произошедшее на заводе сокращение кадров связано не только с уменьшением количества рабочих мест, но и с проведен­ными техническими и организационными мероприятиями, благодаря которым мы, помимо прочего, еще и существенно по­высили производительность труда. Это очевидный факт.»

Другой пример грамотного планиро­вания и управления бетонным заводом в одном из областных центров Приволж­ского федерального округа. Реконструк­ция и автоматизация первой секции БСУ (2 бетоносмесителя) завода были завер­шены инженерами-наладчиками «ЭЛТИКОН» к 1 декабря 2008 года. Благодаря ново­му технологическому оборудованию и АСУ «Бетон-iPC» за 3 последующих (кризисных!) месяца завод увеличил на 50.% отгрузку то­варного бетона более высокого качества, и это в условиях снижения регионального рынка бетона примерно в 2 раза. При этом была оптимизирована штатная структура предприятия с 70 до 50 человек. С 1 квар­тала 2009 года на заводе начался второй этап полного технического перевооруже­ния и автоматизации предприятия: вто­рая секция БСУ - для производства кон­струкционного бетона, внедрение системы по размораживанию и обогреву инертных материалов, системы адресной доставки бетона и др.

Стабилизация водоцементного отношения бетона с помощью влагомеров немецкой фирмы FRANZ LUDWIG

При производстве бетонных из­делий необходимо гарантировать заданные качественные параметры, для чего необходимо точно замерять и дозировать влажность всех инерт­ных, используемых при производстве. В данном случае доступно два типа систем измерения влажности - изме­рение влажности в заполнителях и из­мерение влажности всех компонентов в смесителе.

Существуют следующие методы определения влажности:

  • прямой метод, основанный на уда­лении из образца влаги и измерении его массы до и после ее удаления;
  • косвенный метод, в котором опре­деление влажности основано на из­мерении физических, электрических, химических и механических свойств образца. Наибольшее распростране­ние получили электрические способы определения влажности: кондуктоме­трические (или резистивные), осно­ванные на измерении электрического сопротивления образца при прохож­дении постоянного тока, и диэлько­метрические (или емкостные и микро­волновые), основанные на измерении диэлектрических свойств материала в электромагнитном высокочастот­ном поле.

Вариант монтажа зондаВ бетонном производстве хорошо зарекомендовал себя микроволно­вый метод определения влажности. При использовании данного метода не требуется наличие пробоотборни­ков, измерения не являются поверх­ностными, а охватывают большую массу материала, метод имеет высо­кую скорость измерений, высокую точность и достоверность результа­тов.

Прибор, реализующий данный принцип измерения, действует сле­дующим образом. Под действием СВЧ-поля молекулы воды (диполи) начинают совершать колебательные и вращательные движения, ориенти­руясь с частотой поля по его электри­ческим линиям. Благодаря этому опре­деленная часть энергии поглощается. При расчете отношения учитывается как поглощенная, так и излученная мощность. Это отношение отражает пропорциональное содержание влаги в материале.Разработанный метод определения отношения обнаруживает устойчи­вость к помехам, так как колебания мощности, вызванные, например, изменениями температуры или есте­ственным старением элемента, по­стоянно компенсируются в самом зон­де, так как оба изменения появляются как в числителе, так и в знаменателе отношения. Как правило, микроволно­вые измерительные датчики работают в диапазоне 433,92 МГц или 2,45 ГГц, имеют сравнительно низкую потребля­емую мощность - менее 10 Вт, низкую излучаемую мощность - менее 10 МВт, и конструктивно выполнены в виде единого блока (измерительной голов­ки), в котором содержатся и излучатель, и приемник. «ЭЛТИКОН» в сотрудниче­стве с компанией Franz Ludwig GmbH, Германия, которая действует на рынке разработки и производства систем из­мерения влажности уже 35 лет, про­изводит внедрение и установку узлов измерителей влажности, являющихся важной частью АСУ «Бетон-iPC».

Микроволновые зонды измерения влажности производства компании Franz-LudwigВариант монтажа зонда - в бункере сыпучих материалов. Влажность мате­риала по всему объему бункера носит достаточно неравномерный характер, например, после засыпки бункера мате­риалом с открытой площадки хранения большая влажность будет вверху, а по­сле достаточно длительного перерыва в работе сверху влажность становит­ся минимальной, в то время как снизу может быть перенасыщение влагой. В данном случае место установки зонда следует выбирать в месте выпуска ма­териала непосредственно над заслон­кой затвора, а сами измерения прово­дить в момент дозирования, чем будет обеспечиваться наибольшая точность определения влажности практически всего объема материала, дозируемого порциями в результате техпроцесса. Оптимальные давление и истечение измеряемого материала достигаются при установке зонда в середине потока под углом 45°.
Однако в условиях бетонного про­изводства монтаж измерительного зонда в бункере не всегда приемлем: количество бункеров сыпучих мате­риалов может достигать двух и более на один смеситель, и монтаж зондов в каждом из них ведет к существен­ным материальным затратам и услож­нению системы АСУ. Как выход - монтаж зонда измерения влажности или на конвейере-дозаторе, или не­посредственно в дозаторе материала. Но и в этом случае происходит учет только начальной влажности сыпучих компонентов смеси и не принимается во внимание один из самых важных ее составляющих - цемент, каждая мар­ка которого имеет собственное влаго­поглощение, и по этому фактору идет различие не только между марками, но и различие по одной марке в зависи­мости от производителя цемента.

Поэтому при производстве бетона оптимальным местом выбора установ­ки зонда измерения влажности являет­ся смеситель. Все материалы (песок, ще­бень, цемент, химдобавки) дозируются и загружаются в смеситель. Проводит­ся сухой замес, время которого задано и зависит от времени гомогенизации для конкретного смесителя. По окон­чании сухого замеса проводится изме­рение влажности смеси. Далее, исходя из начальных данных (водоцементный показатель, количество цемента, объем замеса, номер рецепта), рассчитывается необходимое количество воды, которое дозируется в смеситель, и проводится влажный замес бетона. Место установ­ки зонда выбирается в зависимости от типа смесителя. В смесителе плане­тарного типа или с круглым корытом зонд, как пра­вило, устанав­ливается в дно, в смесителе Ай­риха - в боковой лемех или на спе­циальный кре­пежный стержень. В смесителях с од­ним или двумя го­ризонтальными валами зонд мон­тируется в боко­вой стенке.

При данном способе измере­ний происходит учет не отдель­ных компонен­тов, а всех состав­ляющих в целом, что позволяет до­биться стабиль­ных результатов при каждом за­месе. Это особен­но важно при ис­пользовании современных технологий про­изводства ЖБИ, работающих с жесткими или полужесткими бе­тонными смесями с низким водосо­держанием, использующимися в про­изводстве высокопрочных изделий, отличающимися повышенной морозо­стойкостью и водонепроницаемостью, а также при производстве тротуарной плитки методом вибропрессования.

В настоящее время системы измере­ния влажности, построенные на основе монтажа зонда в смеситель и подклю­чения к системе автоматизированного управления, успешно работают на мно­гих предприятиях, например РУП «Спецжелезобетон» г. Микашевичи, ООО «ЭКО» г. Ярославль, ООО «Ев­роБЕТОН» г. Киров, ЗАО «Аэродром­строй» г. Ялуторовск, ЗАО «Рузский дом» пос. Тучково МО, ООО «Жил­строй» г. Пенза, ООО «Строитель плюс» г. Ярославль, а также более чем у 40 предприятий-производителей бето­на и железобетона.

Микроволновые зонды измерения влажности производства компании Franz-Ludwig, Германия, зарегистри­рованы в Государственном реестре средств измерений под №.28748.-.05, допущены к применению в Россий­ской Федерации и имеют сертификат об утверждении типа средств измере­ний №.20060, выданный федеральным агентством по техническому регулиро­ванию и метрологии.

Литература.

  1. АСУ процессами приготовления бетон­ных смесей. Журнал «СТА», №.1./.1996.
  2. Пахоменко А., Починчук Н., Шипи­цин С. Автоматизированная система управ­ления технологическим процессом произ­водства бетонных смесей. Журнал «СТА», №.1./.2005.

Статья в формате PDF
Статья в формате PDF