Intenzív betonkeverés

• 
• 

Részletek

2007. december 03. hétfő, 00:00

 

A betonipar vitathatatlanul legkiemeltebb vezérgépei a betongyárak, ezeken belül is a keverõk. Mind a transzportbeton-elõállítók, mind a vasbetontermék-elõregyártók elsõsorban hatékony, jó minõségű keverést és minél nagyobb kapacitást várnak el a keverõgépektõl.

Ez a két szempont gyakorta ellentmond egymásnak, különösen ha a legújabb generációs adalékszerekkel készítik a betonokat, melyeket hagyományos keverõgépekben a szokásos keverési idõnél tovább szükséges keverni a megfelelõ hatásmechanizmus eléréséhez.

A megoldás a nagy sebességű, intenzív betonkeverés, melyre egyedülálló keveréstechnológiát fejlesztett ki a svéd Fejmert.

Új keverő konstrukció

A keverõgépgyárat 1940-ben alapították betonipari berendezések gyártására. Akkoriban a betonkeverés egyetlen módja a gravitációs keverés és az ezt megvalósító ejtõdobos betonkeverõk voltak. Erik Fejmert évekig tartó fejlesztõmunkájának köszönhetõen 1953-ban megszületett, majd sorozatgyártásúvá érett a világ elsõ kényszerkeverési elven működõ tányérkeverõje. A betonipar részérõl hamarosan akkora érdeklõdés jelentkezett az újfajta keverõgépek iránt, hogy a kis svéd üzem nem gyõzte a megrendeléseket teljesíteni. Az 1950-es évek végén már számos helyen gyártották az új keverõ konstrukciót a svéd licensz alapján. Ezekbõl a licensz gyártmányokból fejlõdött ki több, napjainkban elismert tányérkeverõ típus.

Természetesen a fejlesztés nem állt meg. Az elmúlt 50 évben folyamatosan fejlesztették keverõiket és továbbra is élenjárók maradtak a tányérkeverõk tökéletesítésében. Kifejlesztették a kifejezetten intenzív keverésre tervezett, nagy rotorsebességű „Aktivátort”.

Aktivátor

Az elnevezés utal arra, hogy ezeket a keverõket kifejezetten a cement kötési tulajdonságainak „aktiválására”, azaz intenzívebb kihasználására tervezték. Az aktivátorhatást nagy rotorsebességgel, nagyszámú keverõlapát alkalmazásával és a lapátszögek megfelelõ megválasztásával érik el. Példának válasszuk a vasbetontermék-elõregyártó üzemekben kiválóan alkalmazható S-1500 típusú keverõt, mely keverésenként 1000 liter tömörbeton elõállítására képes, 2 × 22 kW motorteljesítményével ideális földnedves és öntömörödõ betonok keveréséhez is. Az S-1500 típusú keverõ rotor fordulata 24,27 ford./perc, melynél a legkülsõ lapátcsúcs sebessége 3,47 m/sec értékre adódik.

A beton keverésénél alapvetõen az összetevõk homogén elkeverését akarjuk elérni, az intenzív keverõknél ezen felül a cement kötési tulajdonságainak optimális kihasználására is törekszünk. Itt kerül elõtérbe a nagy rotorsebesség, mivel a nagy sebesség révén biztosítható a cementszemcsék teljes hidratációja. A nagy sebességgel intenzív súrlódást hozunk létre, nem csak a keverõlapátok és a cementszemcsék között, de az adalékszemek és a cementszemcsék között is. Ily módon a lehetõ legnagyobb vízmennyiség beépülését tesszük lehetõvé a cementszemcsékbe, aminek következtében egy jól bedolgozható betonkeveréket érünk el. Valójában a cementszemcsék egyfajta nedves õrlése történik, ami lehetõvé teszi a víz számára, hogy a cementszemcse belsejébe hatoljon és ezzel a cement kötési tulajdonságait a lehetõ legnagyobb mértékben kihasználhassuk.

A cement kémiai összetétele csak vízzel való érintkezéskor változik meg, olyan új tulajdonságokat hozva létre, mint a cementszemcse felületén keletkezõ „fogókarocskák”, melyekkel a cement beágyazza magát a kavicsvázba és létrehozza a betonnak nevezett tömör maszszát. Egy hagyományos, „lassú járású” keverõben sok cementszemcse száraz klinker marad, és így nem járul hozzá a beton minõségének és bedolgozhatóságának javításához.

A nagy lapátsebesség további elõnye, hogy a kisebb szilárdságú adalékszemek már a keverés közben eltörnek, nem maradnak meg potenciális gyenge pontoknak az elkészült betonszerkezetben vagy termékben.

A nagy lapátsebesség tehát pozitív hatású a beton keverésénél, de önmagában még nem elegendõ a megkívánt homogenitás eléréséhez. Szükséges a lapátszám, -alak, méret és beállítások összehangolása is a megfelelõ átkeverés eléréséhez.

Ha más keverõkkel hasonlítjuk össze, azt találjuk, hogy a Fejmert-keverõben van a legnagyobb számú lapát. A lapátkialakítás talán a legkritikusabb része a keveréstechnológiának, amit különösen nehézzé tesz, hogy az elérni kívánt cél nem olyan egyszerű, amit elsõ ránézésre el lehetne dönteni. Ha nem megfelelõ méretű, alakú vagy helyzetű lapátokkal keverünk, akkor a lapátok csak keresztülhasítanak a betontömegen valódi keveredési hatás kifejtése nélkül, esetleg a lapátok túl nagy ellenállást fognak kifejteni, és így magukkal ragadják a betontömeget körbe forgatva a keverõtérben keveredés nélkül. Az elérendõ keverési mód a keresztülhasító és magával húzó hatások megfelelõ kombinációja, ahol a keverõlapátok haladási irányba esõ vetületi felülete helyesen aránylik az alkalmazott lapátszámmal.

Így eljutunk a vízszintes és függõleges síkú keveredéshez, ami azt jelenti, hogy a lapátok állásszöge olyan kell hogy legyen, hogy az anyagnak kellõképpen kell egyidejűleg a vízszintes és a függõleges síkban is mozognia. Ezen túlmenõen mozgató hatásnak kell érvényesülnie belülrõl kifelé és viszont a keverõtérben. Rombusz alakú külsõ és belsõ keverõlapátok, pontosan pozicionálva és szögbe állítva, melyek egy ellenáramú keverési hatást fejtenek ki, az anyagot görgetve és egymásra torlasztva egy tökéletes keverékké. A keverési intenzitás jellemzésére az idõegység alatt megmozgatott anyagmennyiséget használjuk. Az S-1500 keverõ keverési intenzitása 1500 kg megmozgatott anyagtömeg másodpercenként, vagy 45 000 kg a 30 másodperces keverési idõ végéig, azaz a teljes anyagtömeget 19-szer mozgatja át egy keverési ciklus alatt.

Rendelkezésre állnak konkrétan mért homogenitás vizsgálati eredmények is. A vizsgálatokat a svéd SMS 769 és SMS 770 jelű vonatkozó szabványok szerint végezték, a mért értékek a táblázatban láthatóak.

Az intenzív keverés további elõnyei a várható betonszilárdság növekedés, illetve az ezzel elérhetõ cementmegtakarítás. Bár a lehetséges cementmegtakarításra vonatkozóan nem végeztek vizsgálatokat, a keverõket használó üzemeltetõktõl pozitív visszajelzéseket kaptak e téren is.

Joggal merülhet fel a kérdés, hogy a nagy rotorsebesség nem okozza-e a keverõ kopóelemeinek túlságosan gyors elhasználódását. A kellõen hosszú élettartam speciális anyaghasználattal érhetõ el. A keverõlapátok anyaga nagy kopásállóságú acélöntvény, a keverõteknõ fenékbélése 12 mm vastag Hardox 400 kopólemez, a palást anyaga pedig rugóacél. A Fejmert intenzív keverõinek széles gyártmánypalettája ideálisan alkalmas üzemi rekonstrukciók során az elõregyártó üzemi keverõk cseréjére, illetve célszerűen felhasználható egyedi betongyárak keverõiként.