Sådan fungerer cementblandere

Det meste byggeudstyr er let at forstå. Kraner flytter ting op og ned. Lastbiler læsses op, flytte ud og losse. Bulldozere skubber og sorterer. Den eneste undtagelse herfra er den ydmyge cementblander, elsket af børn, hadet af hurtige chauffører, og misforstået af de fleste mennesker uden for førerhuset på de 30, 000 pund (13, 608 kilogram) behemoths.

Mens beton har eksisteret i en eller anden form siden før romerne byggede Appian Way, transitmixeren er et barn fra det 20. århundrede. Men ny opfindelse eller ej, mixeren er kommet for at blive.

Misforståelsen begynder med navnet. Det, folk omtaler som en cementblander, er kendt i byggeindustrien som en betonblander og findes i et stort antal typer, størrelser og konfigurationer til at håndtere de mange opgaver, der stilles forud for det hver dag. Det behov for at udfylde så mange roller betyder, at maskinen er dynamisk, ændre form og form som behovene hos de mennesker, der også bruger konkrete ændringer.

I denne artikel undersøger vi nogle af de vigtigste typer blandere, fra den traditionelle tromleformede færdigblandede transitmixer til den mindre almindelige, men voksende i popularitet, volumetrisk mixer, hovedsageligt et betonværk på hjul. Hvordan cementblandere fungerer, og hvorfor de fungerer, som de gør, er en fascinerende kombination af gammel og ny teknologi. Du vil aldrig se en cementblander på samme måde igen.

Men inden vi begynder, lad os afklare forskellen mellem cement og beton. Med hensyn til bagning, forskellen mellem beton og cement er forskellen mellem mel og et brød. Beton er en generisk betegnelse for en blanding af aggregat - normalt sten eller grus, vand og cement. Moderne cement er en kompleks blanding af fintmalede mineraler, og går under det generiske navn "portland". Beton fremstilles ved at kombinere de tre ingredienser i en mixer, om denne mixer står stille eller kører ad vejen, og vandet absorberes af cementen, som derefter binder aggregatet sammen, skabe beton.

1. Mixer historie
2. Betonafgift på blanderen
3. Typer af cementblandere
4. Udfordringer til at vedligeholde cementblandere
5. Fremtiden for cementblandere

Mixer historie

Stephen Stepanian udviklede og ansøgte om at få patent på den første motoriserede transitmixer i 1916, i et forsøg på at udskifte den hestebetonede betonblander, der dengang blev brugt. Træpagaver væltede blandingen, da vognhjulene drejede, men designet var af begrænset brug - det var besværligt og langsomt. Det samme, imidlertid, kunne siges om motorer og lastbiler i den periode. Men i 1940'erne, motorer og lastbilkonstruktion indhentede behovet for et robust køretøj, der kunne trække tusindvis af kilo vådt, eller frakoblet, beton. Da bygningsboomen efter Anden Verdenskrig gik i fuld gang, mixer lastbiler kom til deres ret.

Den store tromleblander, der ses på veje i dag, har ikke ændret sig meget fra Stepanians vision om en bedre betonvogn. Mobile transitmixere er et mix-and-match-udvalg af motorer, lastbilramme og roterende mixer. Blanderen er ens, skønt større i omfang, end de mindre, der findes på byggepladser. En stor motor, adskilt fra motoren, roterer tromlen på lastbilkarosseriet, og en række blade eller en skrue drevet af den samme motor holder aggregatet, vand og cement i konstant bevægelse. Dette forhindrer den færdigblandede beton i at hærde, selvom uret ofte tikker for at få belastningen til byggepladsen, vejstrækning eller parkeringsplads. De fleste cementproducenter foreslår, at man maksimalt holder tiden mellem blanding og hældning til 90 minutter. Det er endnu bedre at få det til stedet på mindre end en time.

Efterhånden som teknologien har ændret sig, det samme har det grundlæggende mixer -design. Mens mange transitmixere stadig har roterende tromler, de fleste tager ikke bare en ladning våd cement op og transporterer den. De få, der stadig gør hovedet hovedsageligt til vejsteder, hvor det er muligt at hælde blandingen med det samme.

De fleste transitblandere har en separat vandtank i lastbilen. Den roterende tromle holder de tørre ingredienser, aggregat- og cementblanding i det meste af turen. Når chaufføren er inden for få kilometer fra stedet, vand tilsættes for at skabe beton frisk til levering.

Dette betragtes som "batch" levering af færdigblandet beton, blanding af ingredienser fra stedet og transporterer dem, hvor de er nødvendige. Fremskridt inden for teknologi har gjort det muligt at blande beton på arbejdspladsen, selvom transitblandere stadig er markens arbejdshest.

Volumetriske og doserede blandere bliver mere almindelige. Begge typer er hovedsageligt tilpassede betonanlæg på stedet. Separate beholdertanke af aggregat, cement og vand er indeholdt i en lastbil med en computer tilsluttet snegle og pumper. På stedet, kunden kan bestille en bestemt betontype (der er mere end et dusin), der kan blandes af lastbilen.

Volumetriske og doserede blandere bruges ofte under højhusbyggeri og kan parres med pumpervogne til at levere beton mere end 15 etager over jorden.

En eller anden form for beton - blandingen af ​​et bindemiddel, aggregat og vand - har eksisteret siden dynastierne i de egyptiske faraoer, da vand, sand og kalk blev blandet til brug som mørtel i bygningsafsnit af pyramiderne. Romerne brugte også en form for beton til at konstruere deres akvædukter, Colosseum og andre større konstruktioner. Forskere i 1800 -tallet begyndte at eksperimentere og perfektionere hydraulisk cement , hvilket er hvad byggeindustrien stadig bruger i dag. Navnet på portlandcement kom fra Isle of Portland, ud for den engelske kyst, hvor aflejringer af de mineralkomponenter, der anvendes i moderne beton, først blev fundet og kemisk isoleret. I 1908, Thomas Edison eksperimenterede med at bygge færdige betonhuse i Union, N.J. De fleste af disse huse står stadig og bliver brugt. Så er der de berømte Hoover- og Grand Coulee -dæmninger, bygget i 1936, der står blandt verdens vidundere.

Betonafgift på blanderen

Mens beton findes i en forvirrende række typer, en ting er sikkert - det er tungt. En stor portion beton kan veje mere end 30, 000 pund (13, 608 kg), ikke tælle vægten af ​​selve lastbilen, alt fra 10, 000 til 30, 000 pund (4, 536 til 13, 608 kg). For en lastbil at trække den vægt, det skal være kraftfuldt. Og for at få den belastning over det ujævne terræn på en byggeplads, lastbilen skal være hård.

Lastbilerne findes i tre separate dele - motor, ramme og mixer. De fleste lastbilfirmaer leverer motor og stel, med faciliteter lige fra sovekabine til computernavigation. Blanderen, eller volumetrisk plante , tilføjes på et senere tidspunkt. Mix-and-match tilgangen til at bygge lastbiler har til formål at give et firma-at bruge alt fra $ 30, 000 til mere end $ 100, 000 - en ny lastbil bygget på bestilling. Hvert firma har specifikke ønsker og behov og kræver en lastbil, der er skræddersyet til dem. For eksempel, nogle kan have brug for en lastbil med en tungere motor og en lettere tromle, som kunne fjernes på et senere tidspunkt og blive til en skraldespand med et par ændringer.

De fleste lastbilmotorer spænder fra 250 til 300 hestekræfter, afhængigt af applikationen. Nogle virksomheder tilbyder motorer med mere end 400 hestekræfter. Hestekræfter er et mål for magt, en motors "oomph, "med andre ord." Opheden "leveres normalt af en dieselmotor, oftest fremstillet af Cummins eller Caterpillar. Dieselmotorer producerer mere drejningsmoment ved lavere motoromdrejninger pr. Minut end en lignende gasmotor, hvilket gør dem ideelle til lav hastighed, applikationer med høj effekt som slæbning eller trækning. Diesels foretrækkes også på grund af deres levetid - mange kan gå en million miles (1, 609, 000 kilometer) eller mere med rutinemæssig vedligeholdelse - samt deres robusthed.

I modsætning til gasmotorer, dieselmotorer fungerer ved hjælp af kompressionstænding og kræver en tung motorblok for at modstå de enorme kræfter, der spiller i dem. Den samme kompressionstænding betyder motorfunktionen med et højere kompressionsforhold inden i cylindrene, derved producere mere strøm. Denne effekt oversættes til drejningsmoment, eller rotationskraft, gennem specielt gear i transmissionen - blandere har alt fra 7 til 18 gear og kan være manuelle eller automatiske, og forskelle.

De fleste betonvogne producerer alt fra 1, 000 til 3, 000 fod-pund moment. Hvad dette betyder, på lægmandens vilkår, er en betonbil aldrig vil slå en gadebil ved et kvartmil løb, men det vil være i stand til at bryde igennem betonspærre i enden uden et slag i motorens omdrejningstal og fortsætte.

Gasmotorer udvikler drejningsmoment ved højere omdrejninger pr. Minut end dieselmotorer. Enhver, der nogensinde har trukket en båd eller trailer bag et gasdrevet køretøj, har oplevet behovet for at trykke på gaspedalen for at komme op af en bakke. Dieselmotorer, på grund af deres design, faktisk producere bedre drejningsmoment ved lavere omdrejninger i minuttet. Så at bremse på en bakke giver faktisk mere drejningsmoment.

Men selv en lastbil med mest effekt og drejningsmoment kan ikke styre en 60, 000-plus-pund belastning med lethed. Det er her lastbilens aksler kommer ind, og disse spiller en større rolle end blot at holde hjul og dæk på deres rigtige steder.

De fleste af de nyere lastbiler er udstyret med levende aksler. Levende aksler er generelt ikke-drivaksler og er udstyret med luftbremser. Disse bremser kan bruges til at styre lastbilen. Der er normalt mindst tre aksler bag førerhuset, selvom nogle større volumetriske blandere kan have op til seks. Nogle af disse aksler løftes og sænkes for at hjælpe med at fordele lastbilens og lastens vægt.

Den afgørende faktor for lastbilstype er en given stats brolove. Hver stat lægger vægtbegrænsninger på brooverskridelser på anlægskøretøjer. Entreprenører, der bryder disse love, får bøder og sanktioner, og hver stat har forskellige lovkrav, herunder mange, der kræver en broaksel , eller en ekstra aksel bag på lastbilen, der bruges til yderligere at fordele vægten ved krydsning.

Rumlen og brokkeriet af mixerbiler, med den tilsyneladende magi ved at hælde cement, har fået maskinen til at spille en rolle i flere børns shows og blive populært legetøj. Måske er den mest bemærkelsesværdige mixerbil Tumbler, en gul og grøn lastbil med på serien "Bob the Builder". Patrick, en anden transitmikser, optrådte kort i videoerne "Thomas og venner", baseret på Thomas the Tank Engine -karakteren, hævdede, at han var det vigtigste udstyr på byggepladsen. Maskinerne lærer, at de alle skal arbejde sammen for at få arbejdet udført, og den ene er ikke vigtigere end den anden.

Typer af cementblandere

Alle blandere udnytter strøm, drejningsmoment og vægtfordeling for at få betonen til stedet, men at få det ud af lastbilen er, hvor du vil se forskelle i lastbildesign.

Det meste af mixerflåden, især ældre batchmodel lastbiler, bruger en simpel tip-and-pour metode til at få betonen ud af røremaskinen. En slisk fastgøres til en port, og betonen oser (eller hælder, afhængigt af dens konsistens) ud af røremaskinen til projektet. Som regel, føreren af ​​lastbilen betjener maskinen og retter sig mod renden. Mange transitblandere er koblet til en hydraulisk løfteseng, der kan vippe tromlen op, ligner en dumper, hvis det er nødvendigt.

Andre lastbiler, mange af dem volumetriske og de nyere transitblandere, brug en pumpe til at flytte betonen fra lastbilen til projektet. Pumperne, normalt stempelpumper frem og tilbage, kan monteres foran eller bag på lastbilen. At have pumpen foran gør det muligt for føreren at manøvrere til et afsnit af arbejdsstedet og lede betonen inde fra førerhuset. Betjeningen kan være mekanisk, elektromekanisk, hydraulisk eller rent elektronisk. Nyere lastbiler anvender flere kørecomputere til at overvåge pumper og andre komponenter i blanderne.

Inden betonen pumpes eller hældes, en række enklere maskiner fungerer sammen for at forhindre betonen i at sætte sig, og blander endda betonen på stedet. Nogle af de ældre dele af flåden, som tidlige blandere, brugte padler til at røre betonen og forhindre den i at "falde ud, "eller adskillelse i dets komponentstykker. Denne teknologi er stort set blevet erstattet af brugen af ​​snegle og finner. Inde i en traditionel batchmixer er en koncentrisk serie finner med et let proptrækkermønster. Trommens spinretning presser den våde beton ind i på mixerens bagside. Når mixeren ankommer til stedet, føreren vender maskinens retning for at skubbe den ud af mixeren til renden. Derfra, tyngdekraften gør resten.

Volumetriske blandere bruger snegle til at flytte beton. Disse ligner knivene i batchblanderen, men mindre. Inde i mixeren, en operatør føder data ind i mixeren og flere snegle fodrer aggregat og cement sammen. Vand tilsættes til blandingen, og større snegle blander komponenterne.

Den græske matematiker, ingeniør og opfinder Archimedes krediteres for at have opfundet en pumpe, der brugte en lang, spiralformet skrue, der roterer inde i et lukket rør for at løfte vand fra en kilde, hvor det var ønsket. Skruepumpen er i det væsentlige et skråt plan, en af ​​de enkle maskiner, krøllet rundt om en central akse. Denne idé førte til udviklingen af ​​snegle til at flytte tørre ingredienser, og finnerne sat i en proptrækkerform til at lede væsker. Disse maskiner bruges i vid udstrækning til forarbejdning og blanding af beton på anlæg og i volumetriske blandere, såvel som i traditionelle transitblandere.

Udfordringer til at vedligeholde cementblandere

"At bryde op er svært at gøre" er mere end en sangtekst til ejere af betonbiler. Den enkle sandhed i sagen er, når den sidste af betonen siver ud af tromlen eller dribler ud af pumpen, lastbilen er ikke tom. En lille mængde beton forbliver altid inde i lastbilen, især i tromleblandere. Du kan vaske lastbilen ud, før vand gennem tromlen, mens den roterer og endda højtryksvask indersiden. Men noget beton er altid tilbage. Og det tørrer. Den næste tur er lidt mere tilbage. Og det tørrer. Over tid, dette bliver et problem, reducere mængden af ​​mixer og dens kapacitet.

Flere virksomheder tilbyder forbehandlinger, kemiske og sure bade og højtryksrensninger til tromler og interiør. Men til sidst, betonen vil bygge til et punkt, hvor det eneste levedygtige alternativ er mekanisk fjernelse. Mange mindre virksomheder klarer dette på egen hånd, at sende en arbejdstager med en hammer ind for at chippe den hærdede beton ud. Dette job, stort set ukendt uden for byggefeltet, fik sine 15 minutters berømmelse under et afsnit af Discovery Channels serie "Dirty Jobs", som sendte værten Mike Rowe til at arbejde med Jim's Chipping Service, en af ​​de få virksomheder, der har specialiseret sig i rengøring af hærdet beton. Disse højt specialiserede køretøjer er afgørende for byggebranchen, og det ser ikke ud til, at de snart forsvinder. Men hvordan vil cementblandere se ud i fremtiden? Læs videre for at finde ud af det.

Disse højt specialiserede køretøjer er afgørende for byggebranchen, og det ser ikke ud til, at de snart forsvinder. Men hvordan vil cementblandere se ud i fremtiden? Læs videre for at finde ud af det.

Fremtiden for cementblandere

Hvad fremtiden bringer for betonblanderen er uklart. Ligesom mange brancher, beton bliver "grøn". Producenterne af volumenbetonblandere siger, at deres produkter er mere miljøvenlige, fordi de sparer brændstof ved at blande materialer på byggepladsen - lastbilerne behøver ikke at køre deres motorer for at forhindre betonen i at sætte sig. Ud over, lastbilførere kan kun oprette den mængde beton, der er nødvendig for at afslutte et job - det sparer ikke kun materialer, men denne metode forhindrer også dumpning af overskydende beton [kilde:Modern Contractor Solutions].

Lastbilproducenten Peterbilt eksperimenterer med tryklufts "push" -systemer. Lastbilen startes med trykluft, og når den nåede en bestemt hastighed, dieselmotoren ville sparke ind. Da en motor kræver en større mængde brændstof for at overvinde inerti, at få det op med hurtigere med relativt billig trykluft ville vise brændstofbesparelser over tid. Denne teknologi, der udvikler sig, er nu rettet mod indre lastbiler i stedet for større lastbiler som blandere.

IVECO Trucks of Australia arbejder på at perfektionere en komprimeret naturgas (CNG) motor til tung lastbilbrug. CNG -lastbilerne har sammenlignelig kilometertal, men frigiv 40 procent mindre kuldioxid end diesel, og naturgassen er billigere end dieselbrændstof [kilde:IVECO]. Ligesom mange af de nye generations motorsystemer, CNG er parret med state-of-the-art elektronik designet til at få mest muligt ud af hver tank brændstof.

For mere om entreprenørmateriel og relaterede teknologier, få de konkrete fakta fra linkene på den næste side.

Masser mere information

relaterede artikler

• 10 byggeprojekter, der brød banken
• Hvordan stemplet beton fungerer
• Sådan fungerer husbyggeri
• Sådan fungerer gaffeltrucks
• Sådan fungerer hydrauliske maskiner
• Hvordan fremstilles beton?

Flere store links

• Grundlæggende beton
• ConcreteRecycling.org

Kilder

• Dee betontilbehør. "Betonens historie (12 millioner f.Kr. til 540 e.Kr.) (25. januar, 2012) http://web.archive.org/web/20081220070259/http://www.deeconcrete.com/concretehistory1.html
• Flesher, Patti, talsmand for Portland Cement Association. Personligt interview foretaget 15. oktober, 2008.
• Giroux, David, kommunikationsdirektør for Peterbilt Motors Corporation. Personligt interview foretaget 15. oktober, 2008.
• HIT Entertainment. "Byggeren Bob. 2008. (25. januar, 2012) http://www.bobthebuilder.com
• HIT Entertainment. "Thomas og venner." 2008. (25. januar, 2012) http://www.thomasandfriends.com/usa/Thomas.mvc/Home
• IVECO. "Komprimerede naturgasdrevne agitatorer - IVECO og Boral fører an." Marts 2007. (25. januar, 2012) http://www.iveco.com.au/Pdfs/Press%20Kits/Boral.pdf
• Jackson, Kirk, ejer af Oregon-baserede Tanner Equipment Corporation. Personligt interview foretaget 14. oktober, 2008.
• Moderne entreprenørløsninger. "Volumetriske blandere:Den grønne løsning til beton." September 2008. (25. januar, 2012) http://www.moderncontractorsolutions.com/articlesdetail.php?id_articles=334&id_artcatg=3
• National Ready Mixed Concrete Association. (25. januar, 2012) http://www.nrmca.org
• Peterbilt Motors Company. (25. januar, 2012) http://www.peterbilt.com
• Portland Cement Association. (25. januar, 2012) http://www.cement.org
• Truck Mixers Manufacturers Bureau. (25. januar, 2012) http://www.tmmb.org
• Volumetric Mixer Manufacturers Bureau. (25. januar, 2012) http://www.vmmb.org