Betonomieszarki w walce o trwałość i ładowność

Kompletne zabudowy betonomieszarek montowane są na odpowiednio do tego skonfigurowanych podwoziach samochodów ciężarowych – na zdjęciu betonomieszarka Putzmeister P9-20 zamontowana na podwoziu Volvo Trucks w firmie Alltech (fot. Alltech)

Betonomieszarki samochodowe poddawane są ekstremalnym obciążeniom eksploatacyjnym wynikającym z silnych właściwości ściernych przewożonego betonu, jego dużego ciężaru właściwego oraz nie zawsze delikatnych warunków użytkowania na placu budowy.

Transport mieszanki betonowej odgrywa bardzo istotną rolę w całym procesie technologicznym betonowania ze względu na obecność wielu czynników, które mogą powodować obniżenie jakości mieszanki podczas transportu.

Podstawowe podzespoły konstrukcyjne betonomieszarki samochodowej: 1. podwozie samochodu, 2. mieszalnik (bęben), 3. zespół napędowy, 4. układ zasypowo-spustowy, 5. wspornik przedni, 6. wspornik tylny, 7. zbiornik i układ wodny, 8. sterowanie hydrauliczne, 9. rama pomocnicza, 10. rynny przedłużające (fot. Schwing Stetter)
Powszechnym problemem firm zajmujących się transportem betonu gotowego z bardzo twardym kruszywem jest zużycie łopatek i bębnów betonomieszarek (fot. SSAB)

Betonomieszarki samochodowe dostępne są w wielu różnych konfiguracjach, a klasyfikuje się je głównie ze względu na pojemność (ładowność) mieszalnika. Znaczenie mają również takie parametry operacyjne, jak szybkości podawania, szybkość rozładunku i wydajności mieszania. Bardzo ważna jest wytrzymałość i trwałość konstrukcji zabudowy. Nie bez znaczenia są również cechy podwozia – jak najniższa masa własna, duża nośność osi czy osiągi silnika i zużycie paliwa.

Wysoka jakość powierzchni blach Hardox sprawia, że spawanie sekcji bębna betonomieszarki jest łatwiejsze, a po zewnętrznej stronie polakierowana powierzchnia wygląda naprawdę dobrze (fot.SSAB)

Mieszalnik – obrotowe serce
Na rynku najczęściej spotykane są betonomieszarki tradycyjne, wyposażone w zamknięty obrotowy mieszalnik, w którym przewożone są gotowe mieszanki betonowe. Technicznie rzecz biorąc, betonomieszarka działa, obracając bęben, aby wymieszać składniki. Na dzisiejszym rynku zapotrzebowanie na beton o jednolitej strukturze w przemysłowej produkcji gotowych mieszanek betonowych i prefabrykatów wymusza stałe ulepszenia w technologii mieszania betonu dowożonego na miejsce budowy.

Fot. SSAB

Za mieszanie betonu w trakcie transportu odpowiada mieszalnik. W jego wnętrzu spiralnie ukształtowane łopatki powodują mieszanie mieszanki betonowej podczas jazdy. Przy dużych robotach fundamentowych, pod warunkiem że odległość od wytwórni betonu do miejsca budowy nie jest zbyt duża (typowo 5–7 km), wykorzystywane są niekiedy wywrotki samochodowe, w których beton przewozi się bez mieszania, nie obniżając jego właściwości.

Układ zasypowo-spustowy ze stali Hardox z pokryciem Duroxite zapewnia dłuższą żywotność i mniej czynności konserwacyjnych (fot. SSAB)

W ujęciu historycznym mieszalniki budowane na samochodach ciężarowych były od zawsze rozwijane – zwiększała się objętość bębna, co oznacza, że podwozie ciężarówki musiało być coraz bardziej wytrzymałe. Po podwoziach 2- i 3-osiowych rozpoczęto zabudowywanie betonomieszarek na naczepach. Dopiero w latach 90. możliwe było, dzięki nowym przepisom, umieszczenie betonomieszarki na 4-osiowym podwoziu, co zaowocowało większymi korzyściami użytkowymi. Od tego czasu betonomieszarki o pojemności 9 m³ na podwoziach 4-osiowych stały się najczęściej sprzedawanym typem.

W starszych modelach do rozładunku betonu używa się prostej zasady „przechyl i wylej”. Zsyp łączy się z portem, a beton wypływa (lub wylewa się − w zależności od jego konsystencji) z mieszalnika w miejsce przeznaczenia. Zwykle kierowca ciężarówki obsługuje maszynę i odpowiednio ustawia rynnę zsypową. Niektóre betonomieszarki samochodowe wyposaża się w podnośnik hydrauliczny, który w razie potrzeby może przechylić bęben mieszalnika (podobnie jak w wywrotce), ułatwiając tym samym rozładunek. W betonomieszarkach objętościowych i modelach z mieszalnikami nowszych generacji do przemieszczania betonu z mieszalnika wykorzystywana jest pompa montowana w przedniej lub tylnej części pojazdu. Sterowanie może być mechaniczne, elektromechaniczne, hydrauliczne lub czysto elektroniczne. W nowoczesnych konstrukcjach do sterowania i monitorowania pracy pomp i innych komponentów wykorzystywane są komputery pokładowe.

Remont generalny zużytego mieszalnika może być pracochłonny i kosztowny – lepiej zawczasu dbać o utrzymanie go w czystości (fot. Truck World)

Beton – trudny przeciwnik
Transport mieszanki betonowej na plac budowy powinien być realizowany tak, aby nie doszło do jej segregacji (większe kamienie opadają na dno, lżejsza zaprawa cementowa wypływa ku górze), zanieczyszczenia, zmiany składu czy obniżenia temperatury poza granice określone w wymaganiach technologicznych. To, czy dojdzie do zmian w składzie mieszanki betonowej – czy nastąpi rozpoczęcie procesu wiązania – zależy przede wszystkim od czasu transportu i temperatury. Dopuszczalny czas transportu gotowej mieszanki zależy od takich czynników, jak konsystencja i temperatura mieszanki betonowej, temperatura zewnętrzna. Ważny jest również jej skład i zastosowane domieszki. W branży typowo przyjmuje się, że transport gotowej mieszanki w temperaturze otoczenia do 15°C nie powinien przekraczać 1,5 h, w temperaturze do 30°C czas ten skraca się do 0,5 h.

Wnętrze mieszalnika można wyczyścić, wykorzystując specjalistyczne wysokociśnieniowe systemy myjące z wsuwanymi do wnętrza bębna lancami z dyszą obrotową (fot. Hopkins)

Problemy związane z transportem betonu na place budów to nie tylko ograniczony czas dojazdu na miejsce i możliwa segregacja przewożonej mieszanki. Beton jest tak lepki i wiąże tak szybko, że pozostawia osad w mieszalniku po każdym rozładunku. Po podaniu betonu – opróżnieniu mieszalnika – w jego wnętrzu pozostaje niewielka ilość betonu. Można wypłukać wnętrze, przepuszczając wodę przez bęben, gdy się obraca, a nawet myć od wewnątrz mieszalnik pod ciśnieniem. Ale niemal zawsze pozostają resztki betonu i wysychają. Przy niedokładnym oczyszczaniu mieszalnika warstwy pozostałości nakładają się na siebie i z czasem staje się to problemem, zmniejszając pojemność mieszalnika i zwiększając jego ciężar. Na rynku dostępne są specjalne zestawy odczynników chemicznych ułatwiających oczyszczanie mieszalnika, są również myjnie wysokociśnieniowe do bębnów i całej instalacji. Ale ostatecznie beton będzie nawarstwiał się do momentu, w którym jedyną realną alternatywą jest mechaniczne usuwanie złogów betonu. Wiele firm radzi sobie z tym samodzielnie, wysyłając pracownika, który po wejściu przez otwór rewizyjny do wnętrza mieszalnika młotem pneumatycznym usunie utwardzony beton.

Popularne betonomieszarki CIFA SLX Light Line montowane na podwoziach 3-osiowych oferowane są z mieszalnikami o pojemności nominalnej 8 m3, a zamontowanie na podwoziu 4-osiowym pozwala na zwiększenie pojemności nominalnej mieszalnika do 9−10 m3 (fot. CIFA)

W walce o trwałość i ładowność
Beton jest bardzo ciężki. Duża partia mieszanki przewożona betonomieszarką może ważyć nawet ponad 13,5 t. Przy ograniczeniach wynikających z dopuszczalnej masy całkowitej pojazdu zwiększenie ładowności staje się więc priorytetem. Betonomieszarki najnowszych generacji uzyskują coraz większą ładowność dzięki redukcji ich masy własnej – dotyczy to zarówno podwozia, jak i zabudowy. Wielu producentów konstruuje betonomieszarki, bazując na konstrukcji modułowej, co oprócz łatwego dopasowania pojemności mieszalnika do potrzeb klienta, umożliwia również elastyczny montaż opcji i akcesoriów takich jak schowki, uchwyty lub dodatkowe rynny zsypowe, w różnych pozycjach. Stałej poprawie ulega również ergonomia i bezpieczeństwo obsługi.

Firma B&R Betonomieszarki zajmuje się kompleksową produkcją mieszalników do każdego rodzaju zabudowy i każdej pojemności oraz sprzedażą wszystkich podzespołów do betonomieszarek (fot. B&R Betonomieszarki)

Powszechnym problemem firm zajmujących się transportem betonu gotowego z bardzo twardym kruszywem jest zużycie łopatek i bębnów betonomieszarek. Również rynna wyładowcza używana podczas podawania mieszanki betonowej jest – podobnie jak mieszalnik – elementem poddawanym w trakcie eksploatacji intensywnym procesom zużycia tarciowego. Zwiększenie trwałości tych komponentów betonomieszarek stało się możliwe dzięki wprowadzeniu do ich konstrukcji nowoczesnych materiałów konstrukcyjnych. Bęben mieszalnika, w tym spiralne płytki i paski ochronne, są wykonywane z wysokojakościowych stali o podwyższonej odporności na ścieranie, jak np. SSAB Hardox 400, Hardox 450. Również rynny wykonywane są ze stali Hardox 450, co pomaga przedłużyć ich żywotność.

Zabudowa UltraEco z linii Swing Stetter Light Line, ważąc zaledwie 3250 kg, w połączeniu z optymalnym wagowo podwoziem pozwala na efektywne przewożenie do 8 m³ świeżego betonu; stal Hardox 400 o grubości 3 mm wykorzystywana w budowie ścian bębna zapewnia optymalną odporność na ścieranie, z kolei taśma ze stali Hardox 500 o szerokości 60 mm i grubości 6 mm używana jest jako zabezpieczenie krawędzi ostrzy. Redukcja masy dzięki cieńszym ścianom bębna ze stali Hardox umożliwia zwiększenie o około 0,5 m³ ilości transportowanego betonu w porównaniu ze standardową betonomieszarką (fot. Schwing Stetter)

Mieszalniki o większej pojemności (12–16 m3) muszą być ze względów wytrzymałościowych wykonywane z grubszych blach – tym samym stają się bardzo ciężkie, co powoduje większe zużycie opon, negatywnie wpływa na zużycie paliwa i powoduje wolniejszy transport betonu na plac budowy. Lepsza stal pozwala też na zmniejszenie ciężaru i wydłużenie żywotności bębna. Wraz z wprowadzeniem przez SSAB do oferty blach Hardox 500 Tuf, jako arkuszy trudnościeralnych o większej twardości niż Hardox 400 i Hardox 450, możliwe stało się zastosowanie cieńszych blach, co redukuje jeszcze bardziej masę bębna, a opcjonalnie wykorzystanie blach o tej samej grubości co dotychczas pozwala wydłużyć czas pracy bębna.

Betonomieszarki najnowszych generacji uzyskują coraz większą ładowność dzięki redukcji ich masy własnej – dotyczy to zarówno podwozia, jak i zabudowy. Mniejsza masa własna pojazdu to również niższe zużycie paliwa podczas jazdy bez ładunku (fot.Volvo Trucks)

W przypadku zastosowań, w których występuje silne lub ekstremalne zużycie tarciowe oraz uderzenia o niskiej lub umiarkowanej energii, producent stali Hardox – firma SSAB może zaproponować produkty nakładkowe z linii Duroxite. Są one przeznaczone do najbardziej ekstremalnych sytuacji związanych ze zużyciem ściernym, uderzeniowym, cieplnym i erozyjnym. Skutecznie zapobiega zużyciu dzięki gwarantowanym właściwościom utrzymywanym do 75% grubości nakładki.

W betonomieszarkach Liebherr cały bęben, w tym spiralne płytki i paski ochronne, są wykonane ze specjalnej stali LICRO 500, wyjątkowo odpornej na zużycie dzięki dużej proporcji chromu i szczególnie twardego węglikoazotku tytanu. Producent zwraca również szczególną uwagę na kwestię czyszczenia mieszalnika: krawędzie podatne na zabrudzenia zostały wyprostowane, zwiększono udział gładkich powierzchni – rezultatem jest mniejsza podatność na zabrudzenia i łatwiejsze czyszczenie (fot. D. Piernikarski)