Автоматизация технологического процесса производства бетонных смесей в смесителях циклического действия

• Автор: Ларкин, Игорь Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

1.1. Показатели качества бетонной смеси

1.2. Коррекция состава бетона в зависимости от качества исходных материалов

1.3. Особенности дозирования компонентов бетонной смеси

1.4. Свойства бетонной смеси в процессе ее приготовления

1.5. Методы определения подвижности и жесткости бетонной смеси Основные параметры несущей среды

1.6. Устройства контроля реологических свойств бетонной смеси

ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА 2. АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ПОДАЧИ СЫПУЧИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ В СМЕСИТЕЛЬ

2.1. Питатели сыпучих компонентов бетонной смеси
2.2. Устройства интегрирования расхода
2.3. Интеграторы расхода с нелинейными системами измерений
2.4. Структурная схема интегратора расхода с замкнутой системой измерений
2.5.0ценка технологических свойств интеграторов расхода типа СБ
2.6. Нелинейные измерительные схемы в отсутствие автоколебаний
2.7.Интеграторы расхода с линейными замкнутыми системами измерений
2.8. Интеграторы расхода с разомкнутыми системами измерений ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ СВОЙСТВ БЕТОННОЙ СМЕСИ
3.1 Измерение влажности и плотности компонентов бетонной смеси
3.2.Выбор способа измерения влажности заполнителей бетонной смеси
3.3 Задачи экспериментальных исследований
3.4. Методика тарирования влагомера
3.5. Разработка прибора для измерения влажности компонентов бетонных смесей
3.6. Измерение плотности потока
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3
ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА СМЕШИВАНИЯ КОМПОНЕНТОВ БЕТОННОЙ СМЕСИ
4.1. Смесительные машины составляющих бетонной смеси
4.2. Принудительные смесители
4.3. Механизм процесса смешивания
4.4. Уравнение процесса смешивания
4.5. Свойства функций Бесселя.
4.6. Ортогональность системы функций Бесселя.
4.7. Разложение функции в ряд Фурье по системе фОдо.
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНСИС 5 ТЕНЦИИ БЕТОННОЙ СМЕСИ В ПРОЦЕССЕ ЕЕ СМЕШИВАНИЯ
5.1 .Автоматическое определение консистенции бетонной смеси
5.2.Структурная схема прибора
5.3. Принципиальная схема консистиметра
5.4. Испытания консистометра на бетоносмесительной 5 установке СБ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА


Качество приготовляемой смеси зависит от физико-механических свойств исходных материалов, дозирования, порядка загрузки компонентов в смеситель, продолжительности смешивания, конструкции смесителя и ряда других факторов. Как правило, контроль качества на заводах сборного железобетона ограничивается испытаниями предварительно изготовленных образцов, т. Одним из основных технологических требований к системам управления производством бетонных смесей является необходимость автоматической оперативной коррекции рецептуры бетона (доз компонентов) в зависимости от влажности, гранулометрического состава и других характеристик, составляющих бетонной смеси. В полной мере требование коррекции состава, относится к бетонам на пористых заполнителях, к ячеистым и силикатным бетонам. Мгп^п +ЧЛ +МрГр1УГр)-Мф^. Мфц, Мфп, МфЩ, Мф, Гр, Мвод, Мдоб - подлежащая отвешеванию скорректированная масса (доза) соответственно цемента, песка, щебня, гравия воды, жидких добавок; Мрц, Мрп, Мрщ, Мр, Гр, Мвод, Мрлоб -рецептурная (заданная в расчете на сухие материалы) масса соответственно цемента, песка, щебня и гравия. Известны алгоритмы расчета состава бетонных смесей, учитывающие большой комплекс технологических характеристик, однако они до настоящего времени не получили реализации в системах автоматического управления приготовлением бетонных смесей в связи с невозможностью или чрезвычайной сложностью создания таких систем. Это обстоятельство связано в основном: с большим числом эмпирических коэффициентов, которые для конкретного производства трудно определить: с временным дрейфом этих коэффициентов; ограниченной областью применения некоторых алгоритмов и т. В качестве примера такого алгоритма можно привести разработанный Ю. У9-УЯ+0. В/Ц, равное Уп/С; ус - удельный вес цемента; ак - коэффициент в формуле Боломея; кс - активность цемента; кр - пластическая прочность смеси; Хт - прочность бетона при тепловой обработке; бу - объем пор в уплотненной бетонной смеси; С - абсолютный объем цемента; АСя -абсолютный объем продуктов гидратации цемента; К', К - значения жесткости по Вебеметру; гц - коэффициент смачивания зерен цемента; С' -скорректированный расход цемента; Уп - объем воды; К' - абсолютный объем заполнителей безпылевидных фракций; Р - расход песка; р -абсолютный объем песка; п - доля песка в смеси заполнителей по абсолютному объему; Б'кт - расход крупного заполнителя; Б - абсолютный объем крупного заполнителя; N - мощность привода виброплощадки; Ув -общее количество воды затворения. Алгоритм учитывает основные характеристики материала, условия твердения и режим формирования. К сожалению, обилие эмпирических констант и эмпирический характер структуры ряда формул крайне затрудняет применение этого алгоритма на практике. ВНИИжелезобетон и "Оргэнергостроем" [1]. Эти работы завершились разработкой алгоритма автоматического управления коррекцией состава, учитывающего большое число параметров, характеризующих свойства применяемых компонентов, заданные характеристики бетонной смеси и бетона, ее количество, а также показали, оценивающие стабильность технологии приготовления бетона и косвенным образом погрешности определения влажности заполнителей. Задаются требуемые по рецептуре дозы сухих фракций заполнителей: Э°| - требуемые прочности бетона и номинальная водопотребность смеси К°б, В1 о и объем замеса Уб. Д,° 1? Wj - влажность дозируемой З-й фракции; Ру - содержание чистой 1-й фракции в дозируемой ]-й фракции. Ц - рассчитываемая доза цемента; Ц/В - цементо-водное отношение; Ggi - доза i-й добавки (i = 1,2); Pgi - отношение активной дозы i-й добавки к дозе цемента (i = 1,2); Cgi - концентрация i-й добавки (i = 1,2). E*W. Взак - количество воды, содержащееся в дозируемых заполнителях, Вдоб - количество воды, содержащееся в дозируемых добавках; ВД -количество дозируемой воды. R°6 и ТП. Заслуживает внимания алгоритм автоматической коррекции состава бетонной смеси, предложенный в [], а также оригинальная структура устройства для его реализации. Сущность алгоритма для автоматической коррекции состава бетонной смеси заключается в следующем. Вначале по формулам (1.