Betongblandare behövs för många jobb, och måste komma dit snabbt för att se till att blandningen hälls innan den stelnar. iStockphoto/Thinkstock De flesta anläggningsmaskiner är lätta att förstå. Kranar flyttar saker upp och ner. Dumper lastas upp, flytta ut och lossa. Bulldozers push och graders betyg. Det enda undantaget från detta är den ödmjuka cementblandaren, älskad av barn, hatad av hastiga förare, och missförstås av de flesta utanför hytten på 30, 000 pund (13, 608 kilogram) tappar.
Medan betong har funnits i en eller annan form sedan innan romarna byggde Appian Way, transitmixern är ett barn från 1900 -talet. Men ny uppfinning eller inte, mixern är här för att stanna.
Missförståndet börjar med namnet. Vad folk kallar en cementblandare är känt inom byggbranschen som en betongblandare och finns i ett stort antal typer, storlekar och konfigurationer för att hantera de många uppgifter som ställs inför det varje dag. Att behöva fylla så många roller betyder att maskinen är dynamisk, ändra form och form som behoven hos de människor som också använder konkreta förändringar.
I den här artikeln kommer vi att undersöka några av de viktigaste typerna av blandare, från den traditionella trumformade färdigblandade transitmixern till den mindre vanliga men växande i popularitet volymetrisk mixer, i huvudsak en betonganläggning på hjul. Hur cementblandare fungerar och varför de fungerar som de gör är en fascinerande kombination av gammal och ny teknik. Du kommer aldrig att se en cementblandare på samma sätt igen.
Men innan vi börjar, låt oss klargöra skillnaden mellan cement och betong. När det gäller bakning, skillnaden mellan betong och cement är skillnaden mellan mjöl och ett bröd. Betong är en generisk term för en blandning av aggregat - vanligtvis sten eller grus, vatten och cement. Modern cement är en komplex blandning av finmalda mineraler, och går under det generiska namnet "portland". Betong tillverkas genom att kombinera de tre ingredienserna i en mixer, om mixern står stilla eller kör på vägen, och vattnet absorberas av cementet, som sedan binder samman aggregatet, skapa betong.
Innehåll
Stephen Stepanian utvecklade och ansökte om att få patent på den första motoriserade transiteringsblandaren 1916, i ett försök att byta ut den hästdragna betongblandaren som då användes. Träpaddlar krossade blandningen när vagnhjulen svängde, men designen var av begränsad användning - den var krånglig och långsam. Det samma, dock, kan sägas om motorer och lastbilar under den perioden. Men vid 1940 -talet, motorer och lastbilsramkonstruktion klarade av behovet av ett robust fordon som kunde transportera tusentals kilo vått, eller avstängd, betong. När byggboomen efter andra världskriget gick i full gång, mixerbilar kom till sin rätt.
Den stora trumblandaren som ses på vägar idag har inte förändrats mycket från Stepanians vision om en bättre betongtransportör. Mobila transiteringsblandare är ett mix-and-match-urval av motorer, lastbilsram och roterande mixer. Blandaren är liknande, fast större i skala, än de mindre som finns på byggarbetsplatser. En stor motor, separat från motorn, roterar trumman på lastbilskroppen, och en serie blad eller en skruv som drivs av samma motor håller aggregatet, vatten och cement i ständig rörelse. Detta förhindrar att den förblandade betongen stelnar, även om klockan ofta tickar för att få lasten till byggarbetsplatsen, vägsträcka eller parkeringsplats. De flesta cementtillverkare föreslår att man håller tiden mellan blandning och hällning högst 90 minuter. Det är ännu bättre att få det till webbplatsen på mindre än en timme.
Eftersom tekniken har förändrats, så har den grundläggande mixerdesignen. Medan många transiteringsblandare fortfarande har roterande trummor, de flesta tar inte bara upp en mängd våt cement och transporterar det. De få som fortfarande gör det går huvudsakligen till vägar där det är möjligt att hälla blandningen direkt.
De flesta transiteringsblandare har en separat vattentank i lastbilen. Den snurrande trumman håller de torra ingredienserna, aggregat- och cementblandning under större delen av resan. När föraren befinner sig inom några mil från platsen, vatten tillsätts för att skapa betong färsk för leverans.
Detta anses vara "batch" -leverans av färdigblandad betong, blanda ingredienser från platsen och transportera dem där de behövs. Tekniska framsteg har gjort det möjligt att blanda betong på arbetsplatsen, även om transiteringsblandare fortfarande är fältets arbetshäst.
Volymetriska och uppmätta blandare blir allt vanligare. Båda typerna är i huvudsak anpassade betonganläggningar på plats. Separata tankar av aggregat, cement och vatten finns i en lastbil med en dator ansluten till skruvar och pumpar. På sidan, kunden kan beställa en specifik typ av betong (det finns mer än ett dussin) som kan blandas av lastbilen.
Volymetriska och uppmätta blandare används ofta under höghus och kan kopplas ihop med pumptruckar för att leverera betong mer än 15 våningar över marken.
Det konkreta förflutnaNågon form av betong - blandningen av ett bindemedel, aggregat och vatten - har funnits sedan dynastierna hos de egyptiska faraonerna när vatten, sand och kalk blandades för att användas som murbruk i byggnadsdelar av pyramiderna. Romarna använde också en form av betong för att konstruera sina akvedukter, Colosseum och andra större konstruktioner. Forskare på 1800 -talet började experimentera och perfekta hydrauliskt cement , vilket är vad byggbranschen fortfarande använder idag. Namnet på portlandcement kom från Isle of Portland, utanför den engelska kusten, där avlagringar av mineralkomponenter som används i modern betong först hittades och isolerades kemiskt. År 1908, Thomas Edison experimenterade med att bygga prefabricerade betonghus i Union, N.J. De flesta av dessa hus står fortfarande och används. Sedan finns det den berömda dammarna Hoover och Grand Coulee, byggdes 1936, som står bland världens underverk.
Medan betong finns i förvirrande olika typer, en sak är säker - den är tung. En stor mängd betong kan väga mer än 30, 000 pund (13, 608 kg), inte räkna vikten av själva lastbilen, allt från 10, 000 till 30, 000 pund (4, 536 till 13, 608 kilo). För en lastbil att dra den vikten, det måste vara kraftfullt. Och för att få den belastningen över den tuffa terrängen på en byggarbetsplats, lastbilen måste vara tuff.
Lastbilarna finns i tre separata delar - motor, ram och mixer. De flesta lastbilsföretag tillhandahåller motor och ram, med bekvämligheter som sträcker sig från sovhytt till datornavigering. Blandaren, eller volymetrisk växt , läggs till vid ett senare tillfälle. Mix-and-match-metoden för att bygga lastbilar syftar till att ge ett företag-spendera allt från $ 30, 000 till mer än $ 100, 000 - en ny lastbil byggd på beställning. Varje företag har specifika önskemål och behov och kräver en lastbil skräddarsydd för dem. Till exempel, vissa kan behöva en lastbil med en tyngre motor och en lättare trumma, som kunde tas bort vid ett senare tillfälle och förvandlas till en soptunnare med några ändringar.
De flesta lastbilsmotorer sträcker sig från 250 till 300 hästkrafter, beroende på applikationen. Vissa företag erbjuder motorer med mer än 400 hästkrafter. Hästkraft är ett mått på makt, en motors "oomph, "med andra ord." oomph "levereras vanligtvis av en dieselmotor, tillverkas oftast av Cummins eller Caterpillar. Dieselmotorer ger mer vridmoment vid lägre motorvarvtal än en liknande gasmotor, vilket gör dem idealiska för låg hastighet, kraftfulla applikationer som bogsering eller dragning. Dieslar är också att föredra för sin livslängd - många kan gå en miljon mil (1, 609, 000 kilometer) eller mer med rutinunderhåll - liksom deras robusthet.
Till skillnad från gasmotorer, dieselmotorer arbetar med kompressionständning och kräver ett tungt motorblock för att klara de enorma krafter som spelas inuti dem. Samma kompressionständning betyder motorfunktionen med ett högre kompressionsförhållande inom cylindrarna, och därmed producera mer kraft. Den kraften översätts till vridmoment, eller rotationskraft, genom specialväxel i växellådan - blandare har allt från 7 till 18 växlar och kan vara manuella eller automatiska, och skillnader.
De flesta betongbilar producerar var som helst från 1, 000 till 3, 000 fotpund vridmoment. Vad betyder detta, i lekmannas termer, är en betongbil som aldrig kommer att slå en gatubil vid en kvarts mil, men det kommer att kunna bryta igenom betongkrasch i slutet utan att få ett varv i varvtalet och fortsätta.
Gasmotorer utvecklar vridmoment vid högre varvtal än dieselmotorer. Den som någonsin har bogserat en båt eller släp bakom ett gasdrivet fordon har upplevt behovet av att trycka på gaspedalen för att ta sig uppför en kulle. Dieselmotorer, på grund av deras design, ger faktiskt bättre vridmoment vid lägre varv per minut. Så att sakta ner på en kulle ger faktiskt mer vridmoment.
Men även en lastbil med mest effekt och vridmoment kan inte styra en 60, 000-plus-pund last enkelt. Det är där lastbilens axlar kommer in, och dessa spelar en större roll än att bara hålla hjulen och däcken på rätt plats.
De flesta av de nyare lastbilarna är utrustade med levande axlar. Levande axlar är i allmänhet icke-drivaxlar och är utrustade med luftbromsar. Dessa bromsar kan användas för att styra lastbilen. Det finns vanligtvis minst tre axlar bakom hytten, även om vissa större volymetriska blandare kan ha upp till sex. Några av dessa axlar lyfts och sänks för att fördela lastens vikt och last.
Den avgörande faktorn för lastbilstyp är en given stats brolagar. Varje stat sätter viktbegränsningar för broövergångar på konstruktionsfordon. Entreprenörer som bryter mot dessa lagar får böter och påföljder, och varje stat har olika lagkrav, inklusive många som kräver a broaxel , eller en extra axel från baksidan av lastbilen som används för att ytterligare fördela vikten vid korsningar.
Blandar med popkulturMullret och morrandet av mixerbilar, med den skenbara magin att hälla cement, har lett maskinen till att spela en roll i flera barns shower och blivit populära leksaker. Den kanske mest anmärkningsvärda mixertrucken är Tumbler, en gul och grön lastbil med i serien "Bob the Builder". Patrick, en annan transitmixer, gjorde ett kort framträdande i "Thomas and Friends" -videorna, baserat på karaktären Thomas the Tank Engine, hävdade att han var den viktigaste utrustningen på byggarbetsplatsen. Maskinerna lär sig att de alla måste arbeta tillsammans för att få jobbet gjort och den ena är inte viktigare än den andra.
Alla blandare utnyttjar kraften, vridmoment och viktfördelning för att få betongen till platsen, men att få ut den ur lastbilen är där du kommer att se skillnader i lastbilsdesign.
Det mesta av mixerflottan, särskilt äldre batchmodellbilar, använder en enkel tipp-och-häll-metod för att få ut betongen ur mixern. En ränna fäster vid en port och betongen suger (eller häller, beroende på dess konsistens) ur mixern till projektet. Vanligtvis, föraren av lastbilen driver maskinen och riktar rännan. Många transittblandare är kopplade till en hydraulisk lyftsäng som kan tippa trumman, liknande en dumper, om det behövs.
Andra lastbilar, många av dem volymetriska och de nyare transiteringsblandarna, Använd en pump för att flytta betongen från lastbilen till projektet. Pumparna, vanligtvis kolvpumpar fram och tillbaka, kan monteras på fram- eller baksidan av lastbilen. Att ha pumpen framför gör att föraren kan manövrera till en del av arbetsplatsen och styra betongen inifrån hytten. Kontrollerna kan vara mekaniska, elektromekanisk, hydrauliskt eller rent elektroniskt. Nyare lastbilar använder fler omborddatorer för att övervaka pumpar och andra komponenter i blandarna.
Innan betongen pumpas eller hälls, ett antal enklare maskiner samverkar för att förhindra att betongen sätter sig, och blanda till och med betongen på platsen. Några av de äldre delarna av flottan, som tidiga blandare, använde paddlar för att röra betongen och hålla den från att "lägga sig ut, "eller separera i dess komponentdelar. Denna teknik har i stor utsträckning ersatts av användning av skruvar och fenor. Inuti en traditionell satsblandare finns en koncentrisk serie fenor med ett litet korkskruvmönster. Trummans rotationsriktning pressar den våta betongen i blandarens baksida. När mixern kommer till platsen, föraren vänder maskinens riktning för att trycka ut den från mixern till rännan. Därifrån, gravitationen gör resten.
Volymetriska blandare använder skruvar för att flytta betong. Dessa liknar bladen i satsblandaren men mindre. Inuti mixern, en operatör matar in data i mixern och flera skruvar matar aggregat och cement tillsammans. Vatten tillsätts till blandningen och större skruvar blandar komponenterna.
Arkimedes skruvDen grekiska matematikern, ingenjör och uppfinnare Archimedes krediteras för att ha uppfunnit en pump som använde en lång, spiralformad skruv som roterar inuti ett slutet rör för att lyfta vatten från en källa dit det önskades. Skruvpumpen är i huvudsak ett lutande plan, en av de enkla maskinerna, krökt runt en central axel. Denna idé ledde till utvecklingen av skruvar för att flytta torra ingredienser, och fenorna i en korkskruvform för att styra vätskor. Dessa maskiner används i stor utsträckning vid bearbetning och blandning av betong vid anläggningar och i volymblandare, liksom i traditionella transiteringsblandare.
Betong är så viskös och stelnar så snabbt att det lämnar rester efter varje last. Så småningom måste någon med en jackhammer klättra in i trumman för att rengöra den. iStockphoto/Thinkstock "Att bryta upp är svårt att göra" är mer än en sångtext till ägare av betongbilar. Den enkla sanningen i saken är, när den sista av betongen sipprar ut ur trumman eller droppar ur pumpen, lastbilen är inte tom. En liten mängd betong finns alltid kvar i lastbilen, speciellt i trumblandare. Du kan tvätta ut lastbilen, kör vatten genom trumman medan den roterar och till och med högstvätt inuti. Men lite betong finns alltid kvar. Och det torkar. Nästa resa är lite mer kvar. Och det torkar. Över tid, detta blir ett problem, minska volymen på mixern och dess kapacitet.
Flera företag erbjuder förbehandlingar, kemiska och sura bad och högtryckstvättar för trummor och interiörer. Men till sist, betongen kommer att bygga till en punkt där det enda lönsamma alternativet är mekanisk borttagning. Många mindre företag hanterar detta på egen hand, skicka in en arbetare med en hammare för att slita ut den härdade betongen. Det här jobbet, i stort sett okänd utanför byggfältet, fick sina 15 minuters berömmelse under ett avsnitt av Discovery Channels serie "Dirty Jobs", som skickade värden Mike Rowe att arbeta med Jim's Chipping Service, ett av få företag som specialiserat sig på rengöring av härdad betong. Dessa högspecialiserade fordon är viktiga för byggbranschen och det ser inte ut som att de försvinner någon gång snart. Men hur kommer cementblandare att se ut i framtiden? Läs vidare för att ta reda på det.
Dessa högspecialiserade fordon är viktiga för byggbranschen och det ser inte ut som att de försvinner när som helst snart. Men hur kommer cementblandare att se ut i framtiden? Läs vidare för att ta reda på det.
Vad framtiden ser ut för betongblandaren är oklart. Liksom många branscher, betong blir "grön". Tillverkarna av volymetriska betongblandare säger att deras produkter är mer miljövänliga eftersom de sparar bränsle genom att blanda material på byggarbetsplatsen - lastbilarna behöver inte köra sina motorer för att förhindra att betongen stelnar. Dessutom, lastbilsförare kan bara skapa den mängd betong som behövs för att slutföra ett jobb - det sparar inte bara material, men denna metod förhindrar också dumpning av överflödig betong [källa:Modern Contractor Solutions].
Lastbilstillverkaren Peterbilt experimenterar med trycklufts "push" -system. Lastbilen skulle startas med tryckluft, och när den nådde en viss hastighet, dieselmotorn skulle sparka in. Eftersom en motor kräver en större mängd bränsle för att övervinna tröghet, att få fart med relativt billig tryckluft skulle visa bränslebesparingar över tid. Denna teknik som utvecklas riktar sig nu till lastbilar i innerstaden snarare än till större lastbilar som blandare.
IVECO Trucks of Australia arbetar för att perfekta en komprimerad naturgas (CNG) motor för tung lastbil. CNG -lastbilarna har jämförbar körsträcka, men släpp 40 procent mindre koldioxid än diesel och naturgasen är billigare än diesel [källa:IVECO]. Liksom många av den nya generationens motorsystem, CNG är ihopkopplat med toppmodern elektronik som är utformad för att få ut det mesta av varje bränsletank.
För mer information om anläggningsutrustning och tillhörande teknik, få de konkreta fakta från länkarna på nästa sida.
