Mikä on kiviaineen annostelun vaikutus betonin valmistuskustannuksiin?

Kiviaineen annostelun tarkkuuden vaihtelu aiheuttaa muutoksia betonin osa-aineiden suhteisiin ja sitä kautta syntyy laadunvaihtelua. Koska betonin tulee aina täyttää normien ja asiakkaiden vaatimukset, kompensoidaan tuotannon laadunvaihtelu tekemällä ylilaatua. Usein tämä tarkoittaa ylimääräisen sementin lisäämistä reseptiin.

Sementti on betoninvalmistuksen kallein raaka-aine, joten sementin lisääminen kasvattaa betonin valmistuskustannuksia. Saat säästöjä, kun rupeat kiinnittämään aktiivisesti huomiota niihin asioihin jotka vaikuttavat betonin tuotannon laadunvaihteluun ja rupeat poistamaan laadunvaihtelun syitä. Käyn tässä blogikirjoituksessa läpi asioita, jotka vaikuttavat kiviaineen annostelun tarkkuuteen ja annan muutamia vinkkejä miten tarkkuutta voi parantaa.

Annostelulaitteen vaikutus tarkkuuteen

Kiviainesta annostellaan yleisimmiten luukuilla tai täry-/hihnasyöttimillä.

Annosteluluukku

Annosteluluukkujen toiminta perustuu painovoimaan. Kiviainessiilon pohjassa oleva luukku avataan ja kiviaines alkaa tippumaan kiihtyvällä nopeudella luukun alla olevalle vaa’alle. Luukulla annosteltaessa päästään helposti suureen hetkelliseen annostelukapasiteettiin. Hyvään annostelutarkkuuteen pääseminen on haastavaa, koska annosteltaessa luukulla tarkkuuteen vaikuttavat useat asiat, kuten

• Miten suuri luukku on fyysisesti; suuri luukku edesauttaa kiviaineksen virtausta ulos siilosta. Liian suuri virtaus puolestaan vaikeuttaa hyvään annostelutarkkuuteen pääsemistä. Liian pieni luukku voi aiheuttaa materiaalin holvaamista ja heikentää kiviaineksen virtausta.
• Siilon fyysinen rakenne ja kiviaineksen virtausominaisuudet vaikuttavat siihen miten tasaisesti kiviaines lähtee virtaamaan ulos siilosta. Pahimmassa tapauksessa kiviaines holvaa siiloon, tai tapahtuu hetkellisiä virtauspiikkejä, jotka heikentävät merkittävästi annostelutarkkuutta.
• Annosteltavan kiviaineksen määrä vaikuttaa annostelutarkkuuteen. Eri annoskoilla ilmassa olevan materiaalin matka vaa’alle vaihtelee. Tämä aiheuttaa sen että automatiikan on haastavaa määrittää ilmassa olevaa määrä (jälkivalumaa), ja annosteluun tulee tästä epävarmuudesta virhettä.

Tarvittavaan kapasiteettiin nähden hyvin mitoitetulla ja suunnitellulla luukulla päästään normien mukaiseen annostelutarkkuuteen. Jos luukkuannostelussa on liikaa kapasiteettia ja tarkkuuden kanssa ongelmia, voidaan tilannetta parantaa rajoittamalla luukun avautumista tai vaikuttamalla luukun avautumis- ja sulkeutumisnopeuteen. Hyvällä ennustavalla automatiikalla pystytään myös parantamaan perinteisen luukkuannostelun tarkkuutta.

Täry- ja hihnasyötin

Syöttimellä kiviaines annostellaan moottoritoimisesti vaakasuoraan tapahtuvan liikkeen avulla. Tällöin kivainessiilon muoto tai kiven valumisominaisuudet eivät vaikuta merkittävästi syöttimen kapasiteettiin.  Syöttimen rakenteella pystytään rajoittamaan kiviainesvirtaus tasaiseksi. Usein syöttimissä on säätöpelti tai vastaava ratkaisu virtauksen säätämiseksi. Tasaisen ja säädettävän virtauksen avulla päästään helposti hyvään annostelutarkkuuteen. Syötinratkaisuissakin annosteltavan kiviaineksen määrän vaihtelu vaikuttaa annostelutarkkuuteen, aivan kuten luukulla annosteltaessa.

Vertailtaessa annostelulaitteita voidaan todeta että syöttimellä päästään varmemmin parempaan annostelutarkkuuteen kuin luukulla. Syöttimellä materiaalivirtaus on tasaista ja syöttimen toiminta ei ole yhtä riippuvainen materiaalin virtausominaisuuksista tai kiviainesiiloston rakenteesta.

Vaaka ja vaa’an punnituselektroniikka kiviaineen annostelussa

Vaakoja on monen muotoisia ja näköisiä. Annostelutarkkuuden kannalta on oleellista, että vaaka on toimintakunnossa. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että vaa’an kunnossapidosta ja puhdistamisesta on huolehdittu asianmukaisesti ja että vaaka toimii tarkasti koko mittausalueella. Betonivalmistuksen normit edellyttävät jatkuvaa vaakojen oikean toiminnan seuraamista ja kalibroinnin säännöllistä tarkastamista, joten tästä asiasta ollaan hyvin tietoisia ja valveutuneita.

Punnituselektroniikan ominaisuudet vaikuttavat annostelutarkkuuteen. Laitteita on markkinoilla paljon, ja niiden ominaisuudet eroavat toisistaan. Annostelutarkkuuteen vaikuttavia ominaisuuksia ovat muun muassa:

• Laitteen ilmoitettu mittaustarkkuus kertoo kuinka pieniä muutoksia vaa’alla elektroniikka pystyy luotettavasti havaitsemaan. Mitä tarkempi laite, sitä parempi.
• Laitteen mittausnopeus kertoo kuinka nopeasti laite pystyy käytännössä prosessoimaan mittausdataa. Koska annostelu on jatkuvasti painoa vaa’alle lisäävä tapahtuma, on mittausnopeudella suuri merkitys annostelutarkkuuteen. Nopeampi laite on parempi.
• Onko punnitusvahvistimen liityntä betoniasemaa ohjaavaan automaation digitaalinen vai analoginen. Digitaalinen liityntä on yleisesti nopeampi ja tarkempi kuin analoginen liityntä.

Annostelukapasiteetin mitoittaminen

Alan ihmisten kanssa keskustellessani törmään usein ajatukseen, että mitä nopeampi kivaineen annostelu on, sitä paremmin tuotantoprosesi toimii. Kokonaisuuden kannalta on merkityksellistä vain sillä, että jokaisen vaa’an annostelu on säädetty koko prosessin hitaimman vaiheen vauhdin mukaiseksi. Betonin valmistuksessa hitain vaihe on yleensä sekoittamisen ja sekoittimen tyhjentämisen yhteenlaskettu aika. Eli sekoittimen sykli määrää tarvittavan annostelukapasiteetin. Kun annosteluprosessi on mitoitettu oikein sekoittimen syklin mukaan, on helpompaa päästä hyviin annostelutarkkuuksiin.

Loppusanat

Kävin tässä blogissa läpi asioita jotka vaikuttavat kiviaineksen annostelutarkkuuteen. Toivottavasti sait tästä ajatuksia miten voit pienentään tuotannon laadunvaihtelua ja saada sitä kautta kustannussäästöjä.

Tecwill Oy on kehittänyt huipputarkkoja punnitusratkaisuja jo yli kahdenkymmen vuoden ajan. Tecwill lentävässä punnituksessa kiviaines annostellaan hihnasyöttimillä alla pyörivälle kuljetinjärjestelmälle, joka mahdollistaa tasaisen jälkivaluman sekä isoilla että pienillä annoksilla. Annosteluprosessia ohjaa oppiva ja ennakoiva WillControl -ohjausjärjestelmä, joka säätää annostelun kapasiteettia portaattomasti taajuusmuuttajien avulla. Näin saavutetaan huipputarkka ja nopea punnitus kaikilla materiaaleilla, kaikissa tilanteissa!

Mitkä asiat vaikuttavat betoniaseman tuotantokapasiteettiin tai -kustannuksiin? Lue lisää valmisbetoniaseman kunnostuksesta ja tuotantovolyymin kasvattamisesta täältä.

Kaipaatko luotettavaa ja asiantuntevaa betoniaseman toimittajaa?