Betoniera
Una betoniera (anche betoniera ) è un dispositivo che combina in modo omogeneo cemento , aggregato (ad esempio sabbia o ghiaia) e acqua per formare il calcestruzzo . Una tipica betoniera utilizza un tamburo rotante per mescolare i componenti. Per lavori di volume più piccolo, vengono spesso utilizzate betoniere portatili in modo che il calcestruzzo possa essere prodotto in cantiere, dando ai lavoratori tutto il tempo per utilizzare il calcestruzzo prima che si indurisca. Un'alternativa alla macchina è la miscelazione manuale del calcestruzzo. Questo di solito viene fatto in una carriola; tuttavia, diverse aziende hanno recentemente iniziato a vendere teloni modificati a questo scopo.
Betoniera
La betoniera è stata inventata dall'industriale Gebhardt Jaeger di Columbus, Ohio .
Una delle prime betoniere fu sviluppata nel 1900 da TL Smith a Milwaukee . Il miscelatore presentava già la struttura di base ancora comune con un tamburo conico inclinabile (all'epoca doppio cono) con pale. Il 9 febbraio 1904, la prima betoniera portatile fu brevettata da Richard Bodlaender, un inventore di Breslavia, in Germania. [2] Questa betoniera era trainata da cavalli e chiamata 'Maltatrice'. Funzionava sostituendo le ruote anteriori con un grande tamburo che conteneva grandi pale per mescolare il cemento. [3] 1925, almeno due miscelatori, costruiti 25 anni fa, erano ancora in uso (numeri di serie 37 e 82). Lo Smith Mascot in sostanza ha la stessa costruzione dei piccoli mixer utilizzati oggi. Negli anni '20 la TL Smith Company di Milwaukee costruì le betoniere più grandi del mondo. Sono stati utilizzati i miscelatori di questa azienda e. G. per la costruzione della diga Wilson (sei betoniere da 2 iarde e due da 4 iarde, all'epoca la più grande installazione singola delle più grandi betoniere del mondo), del primo stadio della Ohio State University e dell'Exchequer Dam . [4] Roscoe Lee ottenne un brevetto nel 1934 per il suo progetto di betoniera da transito. Questo design ha consentito di trasformare i nuovi camion in betoniere utilizzando una gru per posizionare un tamburo sul retro del camion. [3] Era meno costoso di un camion di cemento dedicato solo al trasporto di cemento e consentiva di continuare ad adattare i camion utilizzati per altre cose. [2] Le betoniere hanno continuato ad avanzare. Recentemente è stata pubblicata una ricerca che descrive in dettaglio un modello di simulazione avanzata di una betoniera a risparmio energetico che utilizza la tecnologia idraulica basata sulla tecnologia Matlab/Simulink. [5]
Miscelatori industriali
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Il mercato odierno richiede sempre più omogeneità costante e tempi di miscelazione brevi per la produzione industriale di calcestruzzo preconfezionato , e ancor più per calcestruzzo prefabbricato/precompresso. Ciò ha portato al perfezionamento delle tecnologie di miscelazione per la produzione di calcestruzzo. Sono stati sviluppati diversi stili di betoniere stazionarie, ciascuno con i propri punti di forza intrinseci, destinati a diverse parti del mercato della produzione di calcestruzzo. I mixer più comuni utilizzati oggi rientrano in tre categorie:
Miscelatori a doppio albero, noti per la loro miscelazione ad alta intensità e tempi di miscelazione brevi. Questi miscelatori vengono generalmente utilizzati per calcestruzzo ad alta resistenza, RCC e SCC, generalmente in lotti di 2–6 m 3 (2,6–7,8 cu yd).
Miscelatori ad asse verticale, più comunemente utilizzati per calcestruzzo prefabbricato e precompresso. Questo tipo di miscelatore pulisce bene tra un lotto e l'altro ed è preferito per calcestruzzo colorato, lotti più piccoli (tipicamente 0,75–3 m 3 o 0,98–3,92 cu yd) e punti di scarico multipli. All'interno di questa categoria, le betoniere stanno perdendo popolarità a favore delle più efficienti mescolatrici planetarie (o controcorrente), [6] poiché l'azione di miscelazione aggiuntiva aiuta nella produzione di miscele di calcestruzzo più critiche (consistenza del colore, SCC, ecc.).
Miscelatori a tamburo (miscelatori a tamburo con inversionee miscelatori a tamburo inclinabile), utilizzati dove vengono prodotti grandi volumi (dimensioni dei lotti di 3–9 m 3 o 3,9–11,8 cu yd). Questo tipo di miscelatore è capace di elevate produzioni.
Tutti gli stili di mixer hanno i loro punti di forza e di debolezza intrinseci e sono tutti utilizzati in tutto il mondo con vari gradi di popolarità.
Autocarri e rimorchi
Autocarri per il trasporto di betonaggio
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Schema di funzionamento di un'autobetoniera
Specialicamionper il trasporto del calcestruzzo (betoniere in transito) vengono realizzati per miscelare il calcestruzzo e trasportarlo al cantiere. Possono essere caricati con materiali secchi e acqua, con miscelazione che avviene durante il trasporto. Possono essere caricati anche da un impianto “central mix”; con questo procedimento il materiale è già stato miscelato prima del carico. Il camion di betonaggio mantiene lo stato liquido del materiale attraverso l'agitazione, o la rotazione del tamburo, fino alla consegna. Questi camion hanno una turbina interna che spinge il calcestruzzo miscelato contro la gravità all'interno del tamburo. L'interno del tamburo di un'autobetoniera è dotato di una lamaa spirale . In una direzione di rotazione, il calcestruzzo viene spinto più in profondità nel tamburo. Questa è la direzione in cui viene ruotato il tamburo durante il trasporto del calcestruzzo al cantiere. Questo è noto come "caricare" il mixer. Quando il tamburo ruota nella direzione opposta, la disposizione a vite di Archimede "scarica" o spinge il calcestruzzo fuori dal tamburo. Da lì può passare sugli scivoli per guidare il calcestruzzo viscoso direttamente sul luogo di lavoro. Se il camion non riesce ad avvicinarsi abbastanza al sito per utilizzare gli scivoli, il calcestruzzo può essere scaricato in una pompa per calcestruzzo , collegato a un tubo flessibile, o su un nastro trasportatore che può essere esteso per una certa distanza (in genere dieci o più metri). Una pompa fornisce i mezzi per spostare il materiale in posizioni precise, edifici a più piani e altri luoghi con distanze proibitive. Per posizionare il calcestruzzo vengono utilizzate anche ben sospese alle gru. Il tamburo è tradizionalmente realizzato in acciaio, ma su alcuni camion più recenti è stata utilizzata la fibra di vetro come misura di riduzione del peso. La maggior parte dei camion di cemento pesano molto a vuoto, il che significa che hanno una tara molto pesante. Le leggi federali sul peso ai sensi della Federal Bridge Formula (FBF) richiedono che un camion di calcestruzzo preconfezionato a tre assi pesi 48.000 libbre o meno. Ciò lascia solo 18.000 libbre di calcestruzzo da trasportare, poiché 30.000 libbre è la tara del camion. [7]
Autocarro Terex Advance a scarico frontale con tre assi sollevabili di cui un asse aggiunto
Questa betoniera Kayaba Rocket consegna calcestruzzo in Giappone
I camion con "scarico posteriore" richiedono sia un conducente che uno "scivolista" per guidare il camion e lo scivolo avanti e indietro per posizionare il calcestruzzo nel modo adatto all'appaltatore. I camion più recenti con "scarico frontale" sono dotati di comandi all'interno della cabina del camion per consentire al conducente di spostare lo scivolo in tutte le direzioni. Il primo miscelatore a scarico frontale, brevettato nel 1974, è stato progettato e costruito da Royal W. Sims di Holladay, Utah, Stati Uniti.
Le betoniere sono dotate di due o più assi. I camion a quattro, cinque e sei assi sono i più comuni, il numero è determinato dal carico e dalla legislazione locale che regola i carichi consentiti su strada.
Gli assali sono necessari per distribuire il carico in modo uniforme, consentire il funzionamento su strade con peso limitato e ridurre l'usura sulle strade normali. Un camion a due o tre assi durante l'inverno, quando i limiti di peso su strada sono ridotti, non ha un carico utile utilizzabile in molte giurisdizioni. Altre aree potrebbero richiedere permessi costosi per operare.
Assi aggiuntivi diversi da quelli utilizzati per lo sterzo ("sterzi") o la trasmissione ("trasmissioni") possono essere installati tra gli sterzo e le trasmissioni, o dietro le trasmissioni. I mixer hanno comunemente anche più assi sterzanti, che generalmente si traducono in raggi di sterzata molto ampi. Per facilitare le manovre, gli assi aggiuntivi possono essere "assi sollevabili", che consentono loro di essere sollevati da terra in modo che non sfreghino (vengono trascinati lateralmente sul terreno) nelle curve strette o aumentano il raggio di sterzata del veicolo. Gli assali installati dietro le trasmissioni sono noti come "assi aggiunti" o "assi ausiliari" e sono spesso attrezzati per girare in direzione opposta all'asse sterzante per ridurre lo sfregamento e sollevarsi automaticamente quando il camion viene inserito in retromarcia.
Le betoniere combinate con rimorchio per trattore in cui la betoniera è installata su un rimorchio anziché sul telaio di un camion vengono utilizzate in alcune giurisdizioni, come la provincia del Quebec, dove anche i camion a sei assi avrebbero difficoltà a trasportare un carico utile. [chiarimento necessario]
Le betoniere generalmente non si allontanano molto dallo stabilimento, poiché il calcestruzzo inizia a solidificare non appena si trova nel camion. Molti appaltatori richiedono che il calcestruzzo sia pronto entro 90 minuti dal caricamento. Alcuni camion nei climi secchi sono dotati della possibilità di aggiungere acqua sotto forma di spray durante il viaggio, soprattutto nei viaggi lunghi. Se il camion si rompe o per qualche altro motivo il cemento si indurisce nel camion, i lavoratori potrebbero dover entrare nel barile con martelli pneumatici [8] oppure l'azienda deve demolire l'intero barile. [citazione necessaria] [9]
Stephen Stepaniandepositò una domanda di brevetto per la prima autobetoniera nel 1916. [10]
I camion pesano da 20.000 a 30.000 libbre (da 9.070 a 13.600 kg) e possono trasportare circa 40.000 libbre (18.100 kg) di calcestruzzo, sebbene attualmente siano in uso autobetoniere di diverse dimensioni. La capacità del camion più comune è di 10 iarde cubi (7,6 m 3 ).
La maggior parte delle betoniere nel Regno Unito è limitata a una velocità di 56 miglia orarie (90 km/h).
Betoniere Rimorchi
Una variante del trasporto standard del calcestruzzo è il rimorchio di miscelazione del calcestruzzo (o cemento). Queste versioni piccole di camion per trasporto misto vengono utilizzate per fornire brevi carichi di calcestruzzo. Hanno un tamburo di betonaggio con una capacità compresa tra 1 e 1,75 metri cubi (0,76 e 1,34 m 3 ). I carrelli vengono solitamente trascinati dietro un camioncino e raggruppati da sistemi di dosaggio più piccoli. Il sistema di miscelazione con rimorchio è popolare tra i cantieri di noleggio ei depositi di materiali da costruzione, che li utilizzano per fornire calcestruzzo preconfezionato alla loro base di clienti abituali.
Camion di calcestruzzo dosato
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Camion di calcestruzzo dosato
Articolo principale:betoniera volumetrica
I camion di calcestruzzo dosati o le betoniere volumetriche mobili contengono ingredienti concreti e acqua da miscelare sul camion in cantiere per produrre e consegnare il calcestruzzo in base alla quantità necessaria.
Betoniere da cantiere e portatile
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Questa betoniera/malta portatile è dotata diruotee linguetta di traino per poter essere trainata da un autoveicolo e spostata manualmente all'interno del cantiere, e la suarotazioneè alimentata dallacorrente elettrica di rete. La leva consente di versare il calcestruzzo/malta in unacarriola.
Un modello obsoleto di una betoniera su piccola scala. Questi mixer più vecchi sono pesanti e non possono essere spostati così facilmente. Sono ancora autoalimentati con motori elettrici.
Per lavori più piccoli, come riparazioni residenziali, ristrutturazioni o progetti su scala hobbistica, di solito non sono necessari molti metri cubi di cemento. Il cemento in sacchi è facilmente disponibile in piccoli lotti e gli aggregati e l'acqua possono essere facilmente ottenuti in piccole quantità per i piccoli cantieri. Per servire questo mercato del calcestruzzo di piccoli lotti, sono disponibili molti tipi di piccole piastrelle portatili.
Una tipica betoniera portatile utilizza un piccolo tamburo rotante per mescolare i componenti. Per i lavori più piccoli, il prodotto concreto in cantiere non perde tempo nel trasporto, dando ai lavoratori tutto il tempo necessario per effettivamente prima che si indurisca.
Le betoniere portatili possono essere alimentate da motori a benzina, anche se è più comune che siano alimentate da motori elettrici che utilizzano la corrente di rete standard.
Queste betoniere vengono ulteriormente suddivise in base al loro meccanismo di caricamento. Cemento, sabbia e altri aggregati vengono caricati in una tramoggia ad azionamento idraulico e quindi versati nel tamburo di miscelazione per la miscelazione finale. Possono essere scaricati inclinando il tamburo. Nelle betoniere ad alimentazione manuale, cemento, sabbia e altri aggregati vengono aggiunti manualmente direttamente nel tamburo di miscelazione. Entrambi questi tipi di betoniere sono popolari nelle attività di costruzione in Africa, in alcuni paesi del Medio Oriente e nel subcontinente indiano.
Betoniere autocaricanti
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Due betoniere (Arutua)
Le betoniere autocaricanti sono macchine uniche progettate per dosare, miscelare e trasportare il calcestruzzo. Sono costituiti da un tamburo rotante montato su un telaio montato su cabina, azionato dall'operatore, dotato di benna di carico.
L'operatore delle betoniere autocaricanti dosa e introduce nel tamburo gli ingredienti necessari alla miscelazione del calcestruzzo (cemento, inerti lapidei, ecc.) utilizzando la benna di carico. Il tamburo è solitamente di tipo reversibile, inclinabile o una combinazione di entrambi. Un volume predeterminato di acqua viene scaricato nel tamburo tramite un'unità di erogazione dell'acqua. La miscela viene fatta ruotare a velocità di miscelazione all'interno del tamburo finché il calcestruzzo non viene scaricato attraverso uno scivolo attrezzato.
Le betoniere autocaricanti sono adatte per i cantieri edili in cui gli impianti di betonaggio non sono disponibili, le condizioni di calpestio non sono adatte per le autobetoniere o la disponibilità di manodopera è scarsa o limitata. Le applicazioni includono l'edilizia urbana e rurale, la manutenzione delle pavimentazioni in calcestruzzo, la costruzione di ponti e tunnel, la costruzione di autostrade a livello comunale, la costruzione di fondazioni, strutture di difesa nazionale, la costruzione di ferrovie ad alta velocità, ecc.
Codice operativo
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Il corretto funzionamento delle betoniere è uno dei maggiori problemi di sicurezza nelle zone di costruzione. Lavoratori le cui mansioni sono legati alla lavorazione del calcestruzzo attualmente [quando? ] numero più di 250.000. Oltre il 10% di questi lavoratori, 28.000, hanno subito infortuni o malattie legate al lavoro e 42 sono morti in un solo anno.