بچینگ پلانت بتن یا ایستگاه تولید بتن برای تولید بتن با کیفیت بالا در کاربردهای مختلف ساختمانی مانند ساختمانها، جادهها، پلها، فرودگاهها و بسیاری موارد دیگر استفاده میشود. کارخانه بتن، همچنین به عنوان بچ پلانت یا بچینگ پلانت یا بچینگ پلانت بتن شناخته میشود، تجهیزاتی است که ترکیبات مختلفی را برای تشکیل بتن ترکیب میکند. برخی از این ورودیها شامل آب، هوا، مواد افزودنی، ماسه، سنگدانه (سنگ، شن و غیره)، افزودنیهای مختلف (خاکستر بادی، دود سیلیس، سرباره) و سیمان میباشد.
این بخش، مواد مختلفی را برای ساخت بتن مخلوط می کند. این مواد شامل آب، هوا، سنگدانهها، سیمان، خاکستر بادی و افزودنیها هستند. این ایستگاه شامل بخشهای مختلفی از جمله مخلوط ساز، دپوی سنگدانهها، سیلوی سیمان، بچینگ پلانت مخزن، کنتور اندازهگیری آب و تراک میکسرها میباشد. بچینگ پلانت بتن ماشینی است که در آن مواد تشکیل دهنده بتن به طور همگن مخلوط میشوند تا بتن با مقاومت و کیفیت مطلوب به دست آید. این ایستگاه را می توان به صورت مرطوب یا خشک استفاده کرد و دارای طیف گستردهای از پیکربندیها و انواع تولید از جمله مخلوط آماده، پیش ساخته و پیش تنیده، مخلوط مرکزی و RCC میباشد.
کارگاههایی هستند که بتن را با مقیاس صنعتی یا تحت شرایط ویژه تهیه کرده و به مصرفکننده عرضه میکنند.در پروژههای بزرگ عمرانی مانند راهسازی، سد سازی و برج سازی پیمانکاران بیشتر تمایل به احداث یک ایستگاه تولید بتن با مقیاسی متناسب با نیاز پروژه در منطقهٔ عملیاتی خود دارند. هزینهٔ ساخت و راه اندازی یک ایستگاه به نسبت خریداری بتن مورد نیاز از یک کارگاه تولیدی معمولاً با صرفه تر است. در مدیریت ایستگاه تولید بتن علاوه بر مباحث تئوری و آزمایشگاهی پیرامون بتن و تکنولوژی و طرح اختلاط آن مباحث دیگری مانند تولید بهینه، مدیریت زمان، مهندسی سیستم، حسابداری و بازاریابی نیز مطرح اهمیت دارد.
از مقاله دوم: در یک ایستگاه تولید بتن، همه عناصر را به غیر از آب در ایستگاه تولید بتن یکپارچه می کند. این مخلوط سپس در یک کامیون آماده که کامیون حمل بتن نامیده می شود، آزاد می شود. سپس آب به ترکیب موجود در کامیون اضافه میشود و در راه انتقال به محل مخلوط می شود.
یک ایستگاه تولید بتن تعداد کمی یا اکثر عناصر فوق از جمله آب را در یک منطقه مرکزی مخلوط میکند. مخلوط حاصل پس از آن به محل انتقال داده میشود. کارخانههای اختلاط مرکزی با کارخانههای مخلوط آماده متفاوت هستند، زیرا به مشتری نهایی خروجی ثابتتری ارائه میدهند.
بچینگ پلانتها بر اساس چندین فاکتور میتوانند طبقهبندی شوند. در زیر، چندین روش متداول برای طبقهبندی بچینگ پلانتها آورده شده است:
بچینگ پلانت تر (Wet Batching Plant): در این نوع بچینگ پلانت، مواد خام شامل آب، سیمان، ماسه، سنگدانه و افزودنیها به صورت مایع یا تر ترکیب میشوند. میکسر در این نوع پلانت دارای شافت چرخان است که مواد را به طور یکنواخت با هم مخلوط میکند. بچههای بتن آماده در این نوع پلانت به صورت مایع و آماده برای ریختن در قالبها تولید میشوند.
بچینگ پلانت خشک (Dry Batching Plant): در این نوع بچینگ پلانت، مواد خام به صورت خشک و جدا از هم ترکیب میشوند. مواد خشک شامل سیمان، ماسه، سنگدانه و افزودنیها است. در این نوع پلانت، میکسر از دستگاههای خشک کننده برای ترکیب مواد استفاده میکند. مواد خشک در دستگاههای خشک کننده تا رسیدن به رطوبت مشخصی خشک میشوند و سپس به میکسر منتقل میشوند. در مرحله بعد، آب به مواد خشک اضافه میشود تا بتن تشکیل شود. بچههای بتن در این نوع پلانت به صورت خشک و در قالبهای ذخیره شده تولید میشوند و قبل از استفاده باید با اضافه کردن آب مجدداً ترکیب شوند.
بچینگ پلانت ثابت (Stationary Batching Plant): این نوع بچینگ پلانت به صورت ثابت نصب میشود و معمولاً برای پروژههای بزرگ و پایدار مورد استفاده قرار میگیرد. آنها دارای ظرفیت بالا هستند و مواد خام را در سیستمهای انتقال به میکسر منتقل میکنند. این نوع پلانت معمولاً دارای سیستمهای کنترل پیشرفته و امکانات جانبی مانند سیستم جابجایی مواد خام است.
بچینگ پلانت سیار (Mobile Batching Plant): این نوع بچینگ پلانت به صورت قابل حمل و قابل جابجایی طراحی شده است. آنها دارای یک سیستم حمل و نقل مجزا هستند که به آنها امکان جابجایی سریع و آسان در محل کار میدهد. این پلانتها برای پروژههای کوچکتر و موقتی استفاده میشوند و میتوانند در محل ساخت و ساز یا در سایتهای منعطف مورد استفاده قرار گیرند.
بچینگ پلانت دستی (Manual Batching Plant): در این نوع بچینگ پلانت، عملیات ترکیب مواد خام به صورت دستی توسط کارگران صورت میگیرد. این پلانتها معمولاً برای پروژههای کوچک و ساده مورد استفاده قرار میگیرند و برای تولید بتن با حجم کمتر مناسب هستند.
بچینگ پلانت پیشرفته (Advanced Batching Plant): این نوع بچینگ پلانتها با استفاده از فناوریهای پیشرفته و سیستمهای هوشمند طراحی شدهاند. آنها دارای سیستمهای کنترل خودکار و نرمافزارهای پیشرفته هستند که به کنترل دقیق و هماهنگی بهتر در تولید بتن کمک میکنند. این پلانتها معمولاً در پروژههای بزرگ و پیچیده با توجه به نیازهای دقیق و کیفیت بالا مورد استفاده قرار میگیرند.
هر نوع بچینگ پلانت دارای ویژگیها و مزایا و معایب خود است و بر اساس نیازهای پروژهای خاص، انتخاب مناسبی خواهد بود. در نهایت، انتخاب نوع مناسب بچینگ پلانت بستگی به اندازه پروژه، محل کار، نیازهای تولید، ظرفیت مورد نیاز و سایر عوامل مرتبط دارد.
تفاوت اصلی بین بچینگ پلانت تر و بچینگ پلانت خشک در روش تهیه و مخلوط کردن بتن است. در ادامه به توضیح این دو نوع بچینگ پلانت میپردازم:
در بچینگ پلانت تر، مواد اولیه بتن مانند سیمان، آب، شن و ماسه به صورت مایع و رطوبت دار تهیه و مخلوط میشوند. این نوع بچینگ پلانت شامل مخازن ذخیره سیمان و مواد سایره، میکسر بتن، سیستم توزیع آب و سیستم کنترل خودکار است. مواد اولیه به صورت مایع وارد میکسر بتن شده و در آنجا به خوبی مخلوط میشوند. بتن تهیه شده سپس به صورت مایع تخلیه و استفاده میشود.
در بچینگ پلانت خشک، مواد اولیه بتن به صورت خشک و بدون رطوبت تهیه و مخلوط میشوند. در این نوع بچینگ پلانت، مواد اولیه مانند سیمان، شن، ماسه و سایر مواد، به صورت جداگانه در مخازن ذخیره میشوند و در موقع تولید بتن بهطور متوالی به میکسر بتن منتقل میشوند. در میکسر بتن، آب به مواد اولیه اضافه میشود و مخلوط کامل میشود. بتن تهیه شده در این روش نیازمند اضافه کردن آب به موقعیت مورد نیاز برای استفاده نهایی است.
بچینگ پلانت تر و بچینگ پلانت خشک هر دو مزایا و معایب خود را دارند و استفاده از هر یک بسته به نیازهای و شرایط پروژه مورد نظر است. بچینگ پلانت تر معمولاً برای پروژههای بزرگ و نیازمند حجم بالای بتن استفاده میشود، در حالی که بچینگ پلانت خشک برای پروژههای کوچکتر و نیازمند انعطافپذیری بیشتر در ترکیب بتن مناسب است.
بچینگ دراگلاینی (Dragline Batching) یک روش خاص برای بچینگ بتن در محیط ساخت و ساز است. در این روش، از دراگلاین به عنوان وسیلهای برای تهیه و مخلوط کردن مواد اولیه بتن استفاده میشود.
در بچینگ دراگلاینی، مواد اولیه شامل سیمان، ماسه، سنگدانه و آب در مخازن مجزا قرار داده میشوند. سپس دراگلاین برای برداشت مواد اولیه از مخازن به کار میرود. دراگلاین با استفاده از لولهها و سیستمی از نوارهای نقاله، مواد را به طور دقیق و با نسبت مشخصی از هر ماده، به مکان مخلوط کننده بتن منتقل میکند.
مزیت اصلی بچینگ دراگلاینی استفاده از دراگلاین برای انتقال مواد اولیه به صورت مستقیم و دقیق است. این روش معمولاً در پروژههای بزرگ ساختمانی و عمرانی استفاده میشود، زیرا به دلیل ظرفیت بالای دراگلاین، میتواند حجم بزرگی از مواد را به صورت سریع و کارآمد حمل و مخلوط کند.
بچینگ دراگلاینی بهبود قابل توجهی در دقت و دقت بچینگ بتن، صرفهجویی در زمان و هزینهها و افزایش بهرهوری در عملیات بچینگ بتن به ارمغان میآورد. با این حال، نیاز به تجهیزات و ساختارهای خاصی دارد و برای پروژههای کوچکتر ممکن است کارآیی مقرون به صرفهای نباشد.
بچینگ لاینربین (Scraper Batching) نیز یک روش دیگر برای بچینگ بتن در صنعت ساخت و ساز است. در این روش، از لاینربین به عنوان وسیلهای برای حمل و مخلوط کردن مواد اولیه بتن استفاده میشود.
در بچینگ لاینربین، مخازن جداگانهای برای نگهداری سیمان، ماسه، سنگدانه و آب استفاده میشود. مواد اولیه از مخازن با استفاده از لاینربین به مکان مخلوط کننده بتن منتقل میشوند. لاینربین با حرکت و انتقال مواد اولیه به صورت متوالی و در نسبت مشخصی، آنها را به مکان مخلوط کننده میرساند.
مزیت اصلی بچینگ لاینربین استفاده از لاینربین برای حمل مواد اولیه به صورت مستقیم و متوالی است. این روش معمولاً در پروژههای بزرگتر ساختمانی و عمرانی استفاده میشود، زیرا لاینربین قادر است حجم بزرگی از مواد را به صورت سریع و کارآمد حمل و مخلوط کند.
بچینگ لاینربین نیز بهبود قابل توجهی در دقت و دقت بچینگ بتن، صرفهجویی در زمان و هزینهها و افزایش بهرهوری در عملیات بچینگ بتن را به ارمغان میآورد. با این حال، مانند بچینگ دراگلاینی، نیاز به تجهیزات و ساختارهای خاصی دارد و برای پروژههای کوچکتر ممکن است کارآیی مقرون به صرفهای نباشد.
مخلوط ساز یا بچینگ پلانت در حقیقت هستهٔ اصلی یک ایستگاه تولید بتن را تشکیل میدهد. مخلوطساز با استفاده از پمپهای تعبیه شده بر روی دستگاه سیمان را سیلو و سنگدانهها را از دپو، با نسبتهای مشخص به داخل دیگ بتن ریخته و با استفاده از پمپ آب، مقدار معین عبوری از کنتور آب را نیز به داخل دیگ هدایت کرده، در دیگ این مواد با یکدیگر ترکیب شده و از قسمت تخلیه به داخل مسیر همزن ریخته میشود. ظرفیت تولیدی مخلوطسازها بر اساس حجم دیگ آن بیان میگردد. سه مدل متداول، بچینگ پلانتهای با حجم دیگ 5/0، 75/0 و۱ متر مکعب میباشد.
از نظر اصطلاح معمول در کارگاهها، سنگدانههای مورد استفاده در تولید بتن به سه گروه ماسه، شن نخودی و شن بادامی طبقهبندی میشوند. در ایستگاه تولید بتن هر یک از این مصالح باید کاملاً جدا از یکدیگر ذخیره گردند. در هنگام ساخت بتن، اختلاط سنگدانهها با نسبت دقیق و مشخصی صورت میگیرد.
در مناطق سردسیر سنگدانهها را در سیلوی ویژهای نگهداری میکنند تا از سرد شدن مصالح و یخزدگی آنها جلوگیری شود. اما بهطور معمول سنگدانهها به صورت دپو شده و در کنارهٔ ایستگاه انباشته میگردند. برای جدا نمودن سنگدانههای مختلف از دیوار حایل استفاده میشود.
این دیوارهای حایل در قسمت پشت بچینگ پلانت به صورت شعاعی احداث میشوند تا بتوانند حداقل سه ناحیهٔ جداگانه برای دپوی ماسه، شن نخودی و شن بادامی فراهم کنند. مقادیر شن و ماسه مورد نیاز با استفاده از دراگ لاین به سمت سامانه پیمانه کن منتقل میشود. دراگلاین جرثقیل ثابتی است که بر روی دستگاه بچینگ پلانت نصب شده و با استفاده از دکل خود تا شعاع قابل توجهی توانایی حمل مصالح به بچینگ پلانت را دارد. شعاع دسترسی در دراگلاینهایی که بر روی بچینگ پلانتهای متداول در ایران نصب میشوند حدود ۱۶ متر است.
برای نگهداری سیمان مورد استفاده در ساخت بتن مورد استفاده قرار میگیرد. به شکل استوانههای نسبتاً بلندی هستند که به وسیله پایههای فلزی بر روی فنداسیون بتنی نصب میشوند. ظرفیت سیلوهای متداول سیمان در ایران ۳۰۰ تن میباشد. تعداد سیلوهای موجود در ایستگاه تولید بتن به میزان تولید بتن در آن کارگاه بستگی دارد.
که هستهٔ اصلی یک ایستگاه تولید بتن است. در بچینگ پلانت با استفاده از پمپهای تعبیه شده بر روی دستگاه، سیمان از سیلوها و سنگدانه از دپو، با نسبتهای مشخص به داخل دیگ بتن ریخته میشود. با استفاده از پمپ آب، نیز مقدار معینی از آب به داخل دیگ هدایت میشود. در دیگ این مواد با یکدیگر ترکیب شده و از قسمت تخلیه به داخل تراک میکسر ریخته میشود. ظرفیت تولیدی بچینگ پلانتها بر اساس حجم دیگ آن بیان میگردد. در مدلهای متداول در ایران، بچینگ پلانتها با حجم دیگ 5/0، 75/0و ۱ متر مکعب میباشند
برای تولید بتن، مخزن آب در کنار بچینگ پلانت قرار میگیرد و آب به وسیلهٔ پمپ آب به داخل دیگ بچینگ پلانت هدایت میشود. کنتور آب وظیفهٔ اندازهگیری میزان هدایت آب به داخل دیگ را دارد. ظرفیت مخازن هم بر اساس نوع و مقیاس ایستگاه تولیدی بتن متفاوت است، اما بهطور تقریبی برای یک کارگاه مشخص حدود ده هزار لیتر آب در یک روز کاری مورد نیاز است.
میکسرها مخازن نگهداری بتن هستند که بر روی کامیونی تعبیه میشوند و با سرعت زاویهای مشخصی حول محور مرکزی خود میچرخند. به کامیون و میکسر نصب شده بر آن تراک میکسر (به انگلیسی Concrete Transport (Truck گفته میشود. تراک میکسرها در بخش مخصوصی در زیر بچینگ پلانت قرار میگیرند و از آنجا بتن از دیگ بتن به داخل کامیون تخلیه میشود. تراک میکسر با محور مایل و نصب شده روی کامیونها دو نوع هستند، یکی از انتها ودیگری از جلو تخلیه میگردد. تراک میکسر تخلیه از جلو معمولاً ناودانی تلیه به صورت هیدرولیکی از داخل اتاق راننده برای ریختن بتن در محل هدایت میشود. نوع از جلو مخلوط کن گرانتر از نوع دوم است ولی مشخص نیست کدام نوع به هر حال اقتصادی تر است.
تهیه بتن آماده در محل ساخت و ساز فرآیندی زمان بر است. میتوان هزینه ساخت و ساز را با استفاده از بچینگ پلانت برای پروژه کاهش داد. زمانی که از بچینگ پلانت بتن استفاده میشود تولید و تحویل در چند دقیقه انجام میشود. چندین مزیت از بچینگ پلانت بتن برای کارگران ساختمانی و پروژههای ساخت و ساز وجود دارد که این مزایا عبارتند از:
زمان اضافه کردن افزودنیها به بچینگ پلانت (Batching Plant) معمولاً در مرحلهٔ مخلوط کردن بتن است. زمان دقیق اضافه کردن هر افزودنی وابسته به نوع افزودنی و روش تولید بتن استفاده شده است. در ادامه، زمان اضافه کردن برخی از افزودنیهای معمول به بتن را مشاهده میکنید:
1. افزودنیهای شیمیایی (مانند پیشترکیبها و پلاستیسایزرها): این نوع افزودنیها معمولاً به مواد آبی بتن اضافه میشوند. زمان اضافه کردن آنها معمولاً قبل از اضافه کردن سیمان به آب است. این افزودنیها باید به آب اضافه شوند و به خوبی مخلوط شوند تا از عملکرد صحیح آنها در بتن اطمینان حاصل شود.
2. افزودنیهای معدنی (مانند فیبرها و سیلیس فیوم): این نوع افزودنیها معمولاً به مواد خشک بتن اضافه میشوند. زمان اضافه کردن آنها معمولاً در مرحلهٔ مخلوط کردن مواد خشک (مانند سنگدانهها و سیمان) است. آنها با مواد خشک دیگر مخلوط میشوند تا توزیع یکنواخت آنها در بتن انجام شود.
مقاله مرتبط: میکروسیلیس چیست
3. افزودنیهای تغذیهای (مانند رنگدهندهها و مواد ضد یخ): این نوع افزودنیها معمولاً در مرحلهٔ نهایی مخلوط کردن بتن، پس از اضافه کردن سیمان و آب، اضافه میشوند. آنها به بتن اضافه میشوند تا خواص خاصی مانند رنگ، مقاومت در برابر یخبندان و غیره را به بتن ببخشند.
مهم است به دستورالعملهای تولید کننده افزودنیها و دستورالعملهای مربوط به بچینگ پلانت رعایت شود.
مقاله مرتبط: افزودنی بتن و انواع آن
تامین آب بچینگ پلانت
تامین آب برای بچینگ پلانت (Batching Plant) یکی از موارد حیاتی است که برای تهیه بتن در آن نیاز است. در زیر تعدادی روش برای تامین آب در بچینگ پلانت را بررسی خواهیم کرد:
در هر صورت، برای تامین آب برای بچینگ پلانت، لازم است نیازهای آبی مورد نیاز برای تهیه بتن را به دقت ارزیابی کرده و روش مناسبی را برای تامین آب انتخاب کنید. همچنین، در نظر داشته باشید که کیفیت آب نیز باید با استانداردهای مورد نیاز برای تهیه بتن سازگار باشد.
اتوماسیون و کنترلر بچینگ پلانت نقش مهمی در عملکرد و کارایی این سیستمها دارند. زیرا با استفاده از این تکنولوژیها، عملیات تولید بتن به صورت خودکار و دقیقتر صورت میگیرد. در ادامه به توضیح اتوماسیون و کنترلر بچینگ پلانت میپردازم:
اتوماسیون بچینگ پلانت:
اتوماسیون بچینگ پلانت شامل استفاده از سیستمهای الکترونیکی و نرمافزارهای مرتبط است که فرآیند تولید بتن را به صورت خودکار کنترل میکنند. این سیستمها قادر به کنترل و مانیتورینگ مواردی مانند تهیه و مخلوط کردن مواد اولیه، تزریق آب، تنظیمات دما، تحویل بتن و غیره هستند. با استفاده از اتوماسیون بچینگ پلانت، دقت و دقت در عملیات تولید بتن افزایش مییابد و احتمال خطاها کاهش مییابد.
کنترلر بچینگ پلانت:
کنترلر بچینگ پلانت نوعی واحد کنترلی است که مسئولیت کنترل و مدیریت اجزای مختلف بچینگ پلانت را برعهده دارد. این کنترلرها میتوانند با استفاده از سنسورها، پردازشگرها و واحدهای کنترلی متصل به تجهیزات مختلف مانند میکسر بتن، بندهای ذخیره، نوار نقاله و غیره، عملیات تولید بتن را کنترل کنند. آنها قادر به تنظیم پارامترهای مختلف مانند زمان مخلوط کردن، نسبت مواد اولیه، تزریق آب و دما هستند. همچنین، کنترلر بچینگ پلانت میتواند اطلاعات و دادههای تولید بتن را ذخیره و مانیتور کند تا بررسی و تجزیه و تحلیل عملکرد سیستم صورت گیرد.
استفاده از اتوماسیون و کنترلر بچینگ پلانت بهبود قابل توجهی در کیفیت بتن، دقت در مواد اولیه، بهرهوری بالا و کاهش هدررفت مواد بتن، صرفهجویی در زمان و هزینهها و افزایش انعطافپذیری در تولید بتن به ارمغان میآورد.
نگهداری، توزین و انتقال سیمان در بچینگ پلانت (Batching Plant) به عنوان یکی از مواد اصلی در تهیه بتن بسیار حائز اهمیت است. در زیر، فرایند نگهداری، توزین و انتقال سیمان در بچینگ پلانت را بررسی خواهیم کرد:
در هر مرحله از فرایند نگهداری، توزین و انتقال سیمان در بچینگ پلانت، دقت و توجه بالا بسیار مهم است. علاوه بر این، تجهیزات و سیستمهای استفاده شده برای نگهداری و انتقال سیمان باید مطابق با استانداردها و راهنماهای مربوطه باشند تا به بهرهوری بالا و کیفیت بتن مطلوب دست یابید.
