Le betoniere sono necessarie per molti lavori, e devi arrivare rapidamente per assicurarti che il composto venga versato prima che si rapprenda. iStockphoto/Thinkstock La maggior parte delle attrezzature per l'edilizia è facile da capire. Le gru spostano le cose su e giù. I camion ribaltabili caricano, uscire e scaricare. Bulldozer a spinta e livellatrici. L'unica eccezione a questo è l'umile betoniera, amato dai bambini, odiato dagli automobilisti che vanno di fretta, e frainteso dalla maggior parte delle persone al di fuori del taxi degli anni '30, 000 libbre (13, 608 chilogrammi) colossi.
Mentre il cemento esiste in una forma o nell'altra da prima che i romani costruissero la Via Appia, il mixer di transito è un figlio del 20 ° secolo. Ma invenzione recente o no, il mixer è qui per restare.
L'equivoco inizia con il nome. Ciò che le persone chiamano betoniera è noto nel settore edile come betoniera ed è disponibile in un gran numero di tipi, dimensioni e configurazioni per gestire le numerose attività che gli vengono prefissate ogni giorno. La necessità di ricoprire così tanti ruoli significa che la macchina è dinamica, cambiando forma e forma anche come le esigenze delle persone che utilizzano il cambiamento concreto.
In questo articolo esamineremo alcuni dei principali tipi di mixer, dal tradizionale miscelatore da transito preconfezionato a forma di tamburo al miscelatore volumetrico meno comune ma in crescente popolarità, essenzialmente un impianto di calcestruzzo su ruote. Come funzionano le betoniere e perché funzionano in questo modo è un'affascinante combinazione di vecchia e nuova tecnologia. Non vedrai mai più una betoniera allo stesso modo.
Ma prima di iniziare, chiariamo la differenza tra cemento e calcestruzzo. In termini di panificazione, la differenza tra cemento e cemento è la differenza tra farina e pane. Calcestruzzo è un termine generico per un mix di aggregati, di solito pietra o ghiaia, acqua e cemento. Moderno cemento è una miscela complessa di minerali finemente macinati, e va sotto il nome generico di "portland". Il calcestruzzo si ottiene unendo i tre ingredienti in un miscelatore, se quel mixer è fermo o sta guidando lungo la strada, e l'acqua viene assorbita dal cemento, che poi lega insieme l'aggregato, creare cemento.
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Stephen Stepanian sviluppò e fece domanda per brevettare il primo miscelatore di transito motorizzato nel 1916, nel tentativo di sostituire la betoniera trainata da cavalli in uso all'epoca. Le pale di legno agitavano la miscela mentre le ruote del carro giravano, ma il design era di utilità limitata:era ingombrante e lento. Lo stesso, però, si potrebbe dire dei motori e dei camion di quel periodo. Ma negli anni '40, motori e la costruzione del telaio del camion hanno soddisfatto la necessità di un veicolo robusto in grado di trasportare migliaia di libbre di bagnato, o disinserito, calcestruzzo. Mentre il boom edilizio successivo alla seconda guerra mondiale entrava in pieno svolgimento, le autobetoniere si sono messe in proprio.
La grande betoniera vista oggi sulle strade non è cambiata molto dalla visione di Stepanian di un miglior dumper per calcestruzzo. Le autobetoniere mobili sono una selezione combinata di motori, telaio del camion e mescolatore rotante. Il mixer è simile, anche se di dimensioni maggiori, rispetto a quelli più piccoli che si trovano nei cantieri. Un grande motore, separato dal motore, ruota il tamburo sul cassone del camion, e una serie di lame o una coclea alimentata dallo stesso motore mantiene l'aggregato, acqua e cemento in continuo movimento. Ciò impedisce al calcestruzzo premiscelato di fare presa, anche se spesso il tempo stringe per portare il carico in cantiere, tratto di strada o parcheggio. La maggior parte dei produttori di cemento suggerisce di mantenere il tempo tra la miscelazione e il versamento al massimo di 90 minuti. È ancora meglio arrivare al sito in meno di un'ora.
Poiché la tecnologia è cambiata, così ha il design di base del mixer. Mentre molte autobetoniere hanno ancora tamburi rotanti, la maggior parte non prende semplicemente un carico di cemento umido e lo trasporta. I pochi che ancora lo fanno si dirigono principalmente nei cantieri stradali dove è possibile versare immediatamente la miscela.
La maggior parte delle autobetoniere ha un serbatoio dell'acqua separato nel camion. Il tamburo rotante mantiene gli ingredienti secchi, miscelazione di aggregati e cemento durante la maggior parte del viaggio. Quando il conducente si trova a poche miglia dal sito, l'acqua viene aggiunta per creare calcestruzzo fresco per la consegna.
Questa è considerata consegna "in batch" di calcestruzzo preconfezionato, mescolando gli ingredienti fuori sede e trasportandoli dove sono necessari. I progressi tecnologici hanno reso possibile la miscelazione del calcestruzzo in cantiere, anche se le autobetoniere sono ancora il cavallo di battaglia del settore.
I miscelatori volumetrici e dosati stanno diventando sempre più comuni. Entrambi i tipi sono essenzialmente impianti di calcestruzzo personalizzati in loco. Serbatoi di raccolta separati di aggregato, cemento e acqua sono contenuti in un camion con un computer agganciato a coclee e pompe. Al sito, il cliente può ordinare un tipo specifico di calcestruzzo (ce ne sono più di una dozzina) che può essere miscelato dal camion.
I miscelatori volumetrici e misurati vengono spesso utilizzati durante la costruzione di grattacieli e possono essere abbinati a autopompe per consegnare calcestruzzo a più di 15 piani dal suolo.
Il passato concretoUna qualche forma di cemento - il mix di un legante, aggregato e acqua - esiste fin dalle dinastie dei faraoni egiziani quando l'acqua, sabbia e calce sono state mescolate per essere utilizzate come malta nella costruzione di sezioni delle piramidi. I romani usavano anche una forma di cemento nella costruzione dei loro acquedotti, il Colosseo e altre importanti costruzioni. Gli scienziati nel 1800 iniziarono a sperimentare e perfezionare cemento idraulico , che è ciò che l'industria delle costruzioni utilizza ancora oggi. Il nome del cemento Portland deriva dall'isola di Portland, al largo della costa inglese, dove sono stati trovati e isolati chimicamente i depositi dei componenti minerali utilizzati nel calcestruzzo moderno. Nel 1908, Thomas Edison stava sperimentando la costruzione di case prefabbricate in cemento a Union, N.J. La maggior parte di quelle case sono ancora in piedi e vengono utilizzate. Poi ci sono le famose dighe di Hoover e Grand Coulee, costruito nel 1936, che stanno tra le meraviglie del mondo.
Mentre il cemento arriva in una gamma sconcertante di tipi, una cosa è certa:è pesante. Un grande lotto di calcestruzzo può pesare più di 30, 000 sterline (13, 608 chilogrammi), senza contare il peso del camion stesso, ovunque da 10, 000 a 30, 000 sterline (4, 536 a 13, 608 chilogrammi). Per un camion per trasportare quel peso, deve essere potente. E per portare quel carico sul terreno accidentato di un cantiere, il camion deve essere duro.
I camion sono disponibili in tre parti separate:motore, telaio e miscelatore. La maggior parte delle aziende di camion fornisce il motore e il telaio, con servizi che vanno dalla cabina letto al computer di navigazione. Il miscelatore, o impianto volumetrico , viene aggiunto in un secondo momento. L'approccio mix-and-match alla costruzione di camion mira a dare a un'azienda - spendendo ovunque da $ 30, 000 a più di $ 100, 000 -- un nuovo camion costruito su ordinazione. Ogni azienda ha esigenze e desideri specifici e richiede un camion su misura per questi. Per esempio, alcuni potrebbero aver bisogno di un camion con un motore più pesante e un tamburo più leggero, che potrebbe essere rimossa in un secondo momento e trasformata in un bidone della spazzatura con poche modifiche.
La maggior parte dei motori dei camion va da 250 a 300 cavalli, a seconda dell'applicazione. Alcune aziende offrono motori con più di 400 cavalli. Potenza è una misura di potere, la "grinta" di un motore " in altre parole. La "grinta" è solitamente fornita da un motore diesel, più comunemente prodotto da Cummins o Caterpillar. I motori diesel producono più coppia a un numero di giri inferiore rispetto a un motore a gas simile, rendendoli ideali per le basse velocità, applicazioni ad alta potenza come il traino o il trasporto. I diesel sono anche preferiti per la loro longevità:molti possono percorrere un milione di miglia (1, 609, 000 chilometri) o più con la manutenzione ordinaria, nonché la loro robustezza.
A differenza dei motori a gas, i motori diesel funzionano utilizzando l'accensione per compressione e richiedono un blocco motore pesante per resistere alle tremende forze in gioco al loro interno. Quella stessa accensione per compressione significa che il motore funziona con un rapporto di compressione più elevato all'interno dei cilindri, producendo così più potenza. Quella potenza si traduce in coppia, o potere di rotazione, attraverso speciali ingranaggi nella trasmissione - i miscelatori hanno da 7 a 18 marce e possono essere manuali o automatici, e differenziali.
La maggior parte dei camion per calcestruzzo produce da 1, 000 a 3, 000 piedi per libbra di coppia. Cosa significa, in parole povere, è un camion di cemento non batterà mai un tram in una corsa di un quarto di miglio, ma sarà in grado di sfondare la barriera di cemento alla fine senza un blip nel regime del motore e andare avanti.
I motori a gas sviluppano una coppia a regimi più elevati rispetto ai motori diesel. Chiunque abbia mai rimorchiato una barca o un rimorchio dietro un veicolo a gas ha sperimentato la necessità di premere il pedale dell'acceleratore per risalire una collina. motori diesel, a causa del loro design, effettivamente producono una coppia migliore a bassi giri al minuto. Quindi rallentare su una collina fornisce effettivamente più coppia.
Ma anche un camion con la massima potenza e coppia non può controllare un 60, Carico di oltre 000 libbre con facilità. È qui che entrano in gioco gli assi del camion, e questi svolgono un ruolo più importante rispetto al semplice mantenimento di ruote e pneumatici nelle posizioni corrette.
La maggior parte dei camion più recenti è dotata di assali mobili. Assali vivi sono generalmente assali non motori e sono dotati di freni ad aria compressa. Questi freni possono essere usati per aiutare a sterzare il camion. Di solito ci sono almeno tre assi dietro la cabina, sebbene alcuni miscelatori volumetrici più grandi possano averne fino a sei. Alcuni di questi assali vengono sollevati e abbassati per aiutare a distribuire il peso del camion e del carico.
Il fattore determinante nel tipo di camion sono le leggi sui ponti di un determinato stato. Ogni stato pone restrizioni sul peso dell'attraversamento del ponte sui veicoli da costruzione. Gli appaltatori che infrangono tali leggi sono soggetti a multe e sanzioni, e ogni stato ha requisiti legali diversi, compresi molti che richiedono a asse del ponte , o un assale extra dalla parte posteriore del camion utilizzato per distribuire ulteriormente il peso durante gli incroci.
Mescolare con la cultura popIl rombo e il brontolio delle autobetoniere, con l'apparente magia del cemento colato, ha portato la macchina a svolgere un ruolo in diversi spettacoli per bambini e a diventare giocattoli popolari. Forse il camion betoniera più notevole è Tumbler, un camion giallo e verde presente nella serie "Bob the Builder". Patrizio, un altro mixer di transito, ha fatto una breve apparizione nei video di "Thomas and Friends", basato sul personaggio di Thomas the Tank Engine, sostenendo che era l'attrezzatura più importante del cantiere. Le macchine imparano che hanno bisogno di lavorare insieme per portare a termine il lavoro e che una non è più importante dell'altra.
Tutti i mixer sfruttano la potenza, distribuzione della coppia e del peso per portare il calcestruzzo in cantiere, ma tirarlo fuori dal camion è dove vedrai le differenze nei design dei camion.
La maggior parte della flotta di mixer, soprattutto vecchi modelli di camion in lotti, utilizza un semplice metodo punta e versa per estrarre il calcestruzzo dal miscelatore. Uno scivolo si attacca a una porta e il cemento trasuda (o versa, a seconda della sua consistenza) dal mixer al progetto. Generalmente, l'autista del camion aziona il macchinario e punta lo scivolo. Molte autobetoniere sono accoppiate ad un pianale sollevatore idraulico che può ribaltare il tamburo, simile a un camion ribaltabile, se necessario.
Altri camion, molti dei quali volumetrici e le nuove autobetoniere, utilizzare una pompa per spostare il calcestruzzo dal camion al progetto. Le pompe, pompe a pistoni solitamente alternative, può essere montato sulla parte anteriore o posteriore del camion. Avere la pompa davanti consente al conducente di manovrare in una sezione del cantiere e dirigere il calcestruzzo dall'interno della cabina. I comandi possono essere meccanici, elettromeccanico, idraulico o puramente elettronico. I camion più recenti utilizzano più computer di bordo per monitorare le pompe e altri componenti dei miscelatori.
Prima che il calcestruzzo venga pompato o versato, un certo numero di macchine più semplici agiscono di concerto per impedire al calcestruzzo di fare presa, e persino mescolare il calcestruzzo nel sito. Alcune delle parti più antiche della flotta, come i primi mixer, usato le pale per mescolare il cemento e impedirgli di "sistemarsi, " o separando nei suoi pezzi componenti. Questa tecnologia è stata in gran parte sostituita dall'uso di coclee e alette. All'interno di un miscelatore discontinuo tradizionale c'è una serie concentrica di alette con un leggero disegno a cavatappi. La direzione di rotazione del tamburo schiaccia il cemento bagnato in il retro del mixer Quando il mixer arriva in cantiere, l'autista inverte la direzione della macchina per spingerla fuori dal miscelatore allo scivolo. Da li, la gravità fa il resto.
I miscelatori volumetrici utilizzano coclee per spostare il calcestruzzo. Sono simili alle lame del miscelatore batch ma più piccole. All'interno del miscelatore, un operatore inserisce i dati nel miscelatore e diverse coclee alimentano insieme l'aggregato e il cemento. L'acqua viene aggiunta alla miscela e le coclee più grandi mescolano i componenti.
Vite di ArchimedeIl matematico greco, all'ingegnere e inventore Archimede è attribuita l'invenzione di una pompa che utilizzava un lungo, vite elicoidale rotante all'interno di un tubo chiuso per sollevare l'acqua da una sorgente a dove era voluto. La pompa a vite è essenzialmente un piano inclinato, una delle macchine semplici, arricciato attorno ad un asse centrale. Questa idea ha portato allo sviluppo di coclee per spostare gli ingredienti secchi, e le alette disposte a cavatappi per dirigere i liquidi. Queste macchine sono ampiamente utilizzate nella lavorazione e miscelazione del calcestruzzo negli impianti e nelle betoniere volumetriche, così come nelle tradizionali autobetoniere.
Il calcestruzzo è così viscoso e si fissa così rapidamente da lasciare residui dopo ogni carico. Alla fine qualcuno con un martello pneumatico deve salire nel tamburo per pulirlo. iStockphoto/Thinkstock "Breaking up is hard to do" è più di un testo di una canzone per i proprietari di camion di cemento. La semplice verità della questione è, una volta che l'ultimo cemento fuoriesce dal tamburo o gocciola fuori dalla pompa, il camion non è vuoto. Una piccola quantità di cemento rimane sempre all'interno del camion, soprattutto nei mixer a tamburo. Puoi lavare il camion, far scorrere l'acqua attraverso il tamburo mentre ruota e persino lavare a pressione l'interno. Ma un po' di cemento resta sempre. E si asciuga. Il prossimo viaggio è rimasto un po 'di più. E si asciuga. Col tempo, questo diventa un problema, riducendo il volume del mixer e la sua capacità.
Diverse aziende offrono pretrattamenti, bagni chimici, acidi e idropulitrici per fusti e interni. Ma alla fine, il calcestruzzo creerà fino a un punto in cui l'unica alternativa praticabile è la rimozione meccanica. Molte aziende più piccole gestiscono questo da sole, mandando un operaio con un martello pneumatico a scrostare il cemento indurito. Questo lavoro, in gran parte sconosciuto al di fuori del campo delle costruzioni, ha ottenuto i suoi 15 minuti di fama durante un episodio della serie "Dirty Jobs" di Discovery Channel, che ha mandato l'ospite Mike Rowe a lavorare con il Jim's Chipping Service, una delle poche aziende specializzate nella pulizia del cemento indurito. Questi veicoli altamente specializzati sono essenziali per il settore delle costruzioni e non sembra che se ne andranno presto. Ma come saranno le betoniere in futuro? Continuate a leggere per scoprirlo.
Questi veicoli altamente specializzati sono essenziali per l'attività di costruzione e non sembra che se ne andranno presto. Ma come saranno le betoniere in futuro? Continuate a leggere per scoprirlo.
Cosa riserva il futuro alla betoniera non è chiaro. Come molte industrie, il cemento sta diventando "verde". I produttori di betoniere volumetriche affermano che i loro prodotti sono più rispettosi dell'ambiente perché risparmiano carburante mescolando i materiali in cantiere:i camion non devono accendere i motori per evitare che il calcestruzzo si fissi. Inoltre, gli operatori di camion possono creare solo la quantità di calcestruzzo necessaria per finire un lavoro:non solo questo fa risparmiare materiali, ma questo metodo impedisce anche lo scarico di calcestruzzo in eccesso [fonte:Modern Contractor Solutions].
Il produttore di autocarri Peterbilt sta sperimentando sistemi "push" ad aria compressa. Il camion verrebbe avviato utilizzando aria compressa, e quando ha raggiunto una certa velocità, il motore diesel entrerebbe in funzione. Poiché un motore richiede una maggiore quantità di carburante per superare l'inerzia, metterlo in funzione con aria compressa relativamente poco costosa mostrerebbe un risparmio di carburante nel tempo. Questa tecnologia in via di sviluppo è ora destinata ai camion per le consegne dei centri urbani piuttosto che ai camion più grandi come le betoniere.
IVECO Trucks of Australia sta lavorando per perfezionare un motore a gas naturale compresso (CNG) per l'uso su autocarri pesanti. I camion a metano hanno un chilometraggio comparabile, ma rilascia il 40% in meno di anidride carbonica rispetto al diesel e il gas naturale è meno costoso del gasolio [fonte:IVECO]. Come molti dei sistemi motore di nuova generazione, Il metano è abbinato a un'elettronica all'avanguardia progettata per ottenere il massimo da ogni serbatoio di carburante.
Per ulteriori informazioni sulle attrezzature per l'edilizia e sulle tecnologie correlate, ottenere i fatti concreti dai collegamenti nella pagina successiva.
