Misturadores de concreto são necessários para muitos trabalhos, e tem que chegar lá rapidamente para garantir que a mistura seja derramada antes de endurecer. iStockphoto / Thinkstock A maioria dos equipamentos de construção é fácil de entender. Guindastes movem as coisas para cima e para baixo. Os caminhões basculantes carregam, saia e descarregue. Empurrão de escavadeiras e niveladoras. A única exceção a isso é o humilde misturador de cimento, amado pelas crianças, odiado por motoristas apressados, e incompreendido pela maioria das pessoas fora da cabine dos 30, 000 libras (13, 608 quilogramas) gigantes.
Embora o concreto já existisse de uma forma ou de outra desde antes de os romanos construirem a Via Ápia, o misturador de trânsito é um filho do século XX. Mas invenção recente ou não, o mixer está aqui para ficar.
O mal-entendido começa com o nome. O que as pessoas chamam de misturador de cimento é conhecido na indústria da construção como misturador de concreto e vem em um grande número de tipos, tamanhos e configurações para lidar com as muitas tarefas definidas antes de cada dia. Essa necessidade de preencher tantas funções significa que a máquina é dinâmica, mudando a forma e a forma conforme as necessidades das pessoas que usam o concreto mudam também.
Neste artigo, examinaremos alguns dos principais tipos de mixers, do tradicional misturador de trânsito em forma de tambor para o misturador volumétrico menos comum, mas com popularidade crescente, essencialmente uma planta de concreto sobre rodas. Como funcionam os misturadores de cimento e por que funcionam dessa forma é uma combinação fascinante de tecnologia antiga e nova. Você nunca mais verá uma betoneira da mesma maneira.
Mas antes de começarmos, vamos esclarecer a diferença entre cimento e concreto. Em termos de panificação, a diferença entre concreto e cimento é a diferença entre farinha e pão. Concreto é um termo genérico para uma mistura de agregado - geralmente pedra ou cascalho, água e cimento. Moderno cimento é uma mistura complexa de minerais finamente moídos, e atende pelo nome genérico de "portland". O concreto é feito combinando os três ingredientes em um misturador, se o mixer está parado ou dirigindo na estrada, e a água é absorvida pelo cimento, que então liga o agregado, criando concreto.
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Stephen Stepanian desenvolveu e solicitou a patente do primeiro misturador motorizado de trânsito em 1916, em um esforço para substituir a betoneira puxada por cavalos usada na época. Pás de madeira agitavam a mistura conforme as rodas do carrinho giravam, mas o design era de uso limitado - era pesado e lento. O mesmo, Contudo, poderia ser dito dos motores e caminhões durante aquele período. Mas na década de 1940, motores e construção de chassis de caminhão atenderam à necessidade de um veículo robusto capaz de transportar milhares de libras de umidade, ou não definido, concreto. À medida que o boom da construção após a Segunda Guerra Mundial estava em pleno andamento, os caminhões betoneiras ganharam vida.
O grande misturador de tambor visto nas estradas hoje não mudou muito da visão de Stepanian de um caminhão de concreto melhor. Misturadores de trânsito móveis são uma seleção combinada de motor, quadro de caminhão e misturador giratório. O mixer é semelhante, embora maior em escala, do que os menores encontrados em canteiros de obras. Um grande motor, separado do motor, gira o tambor na carroceria do caminhão, e uma série de lâminas ou um parafuso movido pelo mesmo motor mantém o agregado, água e cimento em movimento constante. Isso evita que o concreto pré-misturado assente, embora o tempo muitas vezes esteja correndo para levar a carga ao canteiro de obras, seção da estrada ou estacionamento. A maioria dos fabricantes de cimento sugere que o tempo entre a mistura e o vazamento seja de, no máximo, 90 minutos. É ainda melhor colocá-lo no local em menos de uma hora.
Conforme a tecnologia mudou, o mesmo aconteceu com o design básico do misturador. Embora muitos misturadores de trânsito ainda tenham tambores rotativos, a maioria não simplesmente pega uma carga de cimento úmido e a transporta. Os poucos que ainda se dirigem principalmente para locais de estradas onde é possível despejar a mistura imediatamente.
A maioria dos misturadores de trânsito tem um tanque de água separado no caminhão. O tambor giratório mantém os ingredientes secos, agregado e mistura de cimento durante a maior parte da viagem. Quando o motorista está a poucos quilômetros do local, água é adicionada para criar concreto fresco para entrega.
Isso é considerado entrega em "lote" de concreto pré-misturado, misturar ingredientes fora do local e transportá-los para onde forem necessários. Avanços na tecnologia tornaram possível misturar concreto no local de trabalho, embora os misturadores de trânsito ainda sejam o carro-chefe do campo.
Misturadores volumétricos e medidos estão se tornando mais comuns. Ambos os tipos são essencialmente plantas de concreto personalizadas no local. Tanques de retenção separados de agregado, cimento e água estão contidos em um caminhão com um computador conectado a brocas e bombas. No local, o cliente pode solicitar um tipo específico de concreto (são mais de uma dúzia) que pode ser misturado no caminhão.
Os misturadores volumétricos e medidos são freqüentemente usados durante a construção de arranha-céus e podem ser combinados com caminhões pumper para entregar concreto a mais de 15 andares acima do solo.
O passado concretoAlguma forma de concreto - a mistura de um aglutinante, agregado e água - existe desde as dinastias dos faraós egípcios quando a água, areia e cal foram misturados para usar como argamassa em seções de construção das pirâmides. Os romanos também usaram uma forma de concreto na construção de seus aquedutos, o Coliseu e outras construções importantes. Cientistas em 1800 começaram a experimentar e aperfeiçoar cimento hidráulico , que é o que a indústria da construção ainda usa hoje. O nome do cimento portland veio da Ilha de Portland, ao largo da costa Inglesa, onde os depósitos dos componentes minerais usados no concreto moderno foram encontrados pela primeira vez e isolados quimicamente. Em 1908, Thomas Edison estava fazendo experiências com a construção de casas de concreto pré-moldado em Union, N.J. Muitas dessas casas ainda estão de pé e sendo usadas. Depois, há as famosas barragens Hoover e Grand Coulee, construído em 1936, que se encontram entre as maravilhas do mundo.
Embora o concreto venha em uma variedade desconcertante de tipos, uma coisa é certa - é pesado. Um grande lote de concreto pode pesar mais de 30, 000 libras (13, 608 quilogramas), sem contar o peso do próprio caminhão, em qualquer lugar a partir de 10, 000 a 30, 000 libras (4, 536 a 13, 608 quilogramas). Para um caminhão carregar esse peso, tem que ser poderoso. E para obter essa carga sobre o terreno acidentado de um canteiro de obras, o caminhão tem que ser resistente.
Os caminhões vêm em três partes distintas - motor, quadro e misturador. A maioria das empresas de caminhões fornece o motor e a estrutura, com amenidades que vão desde cabina longa até navegação por computador. O mixer, ou planta volumétrica , é adicionado posteriormente. A abordagem combinada para a construção de caminhões visa dar a uma empresa - gastando algo em torno de US $ 30, 000 a mais de $ 100, 000 - um novo caminhão feito sob encomenda. Cada empresa tem desejos e necessidades específicos e exige um caminhão feito sob medida para eles. Por exemplo, alguns podem precisar de um caminhão com um motor mais pesado e um tambor mais leve, que poderia ser removido posteriormente e transformado em um caminhão de lixo com algumas modificações.
A maioria dos motores de caminhão variam de 250 a 300 cavalos de potência, dependendo da aplicação. Algumas empresas oferecem motores com mais de 400 cavalos de potência. Potência é uma medida de poder, o "oomph" de um motor, "em outras palavras. O" oomph "é geralmente fornecido por um motor a diesel, mais comumente fabricado pela Cummins ou Caterpillar. Os motores a diesel produzem mais torque em RPMs do motor mais baixas do que um motor a gás semelhante, tornando-os ideais para baixa velocidade, aplicações de alta potência, como reboque ou içamento. Os motores diesel também são preferidos por sua longevidade - muitos podem ir por um milhão de milhas (1, 609, 000 quilômetros) ou mais com manutenção de rotina - bem como sua robustez.
Ao contrário dos motores a gás, os motores a diesel operam com ignição por compressão e requerem um bloco de motor pesado para suportar as tremendas forças em jogo dentro deles. Essa mesma ignição por compressão significa que o motor funciona com uma taxa de compressão mais alta dentro dos cilindros, produzindo assim mais energia. Esse poder é traduzido em torque, ou potência rotacional, por meio de engrenagens especiais na transmissão - os misturadores têm de 7 a 18 marchas e podem ser manuais ou automáticos, e diferenciais.
A maioria dos caminhões de concreto produz em qualquer lugar a partir de 1, 000 a 3, 000 libras-pé de torque. O que isto significa, em termos leigos, é que um caminhão de concreto nunca superará um bonde em uma corrida de quatrocentos metros, mas será capaz de romper a barreira de concreto no final sem um defeito na rotação do motor e continuar.
Os motores a gás desenvolvem torque em RPMs mais elevados do que os motores a diesel. Qualquer pessoa que já rebocou um barco ou trailer atrás de um veículo movido a gasolina sentiu a necessidade de pressionar o pedal do acelerador para subir uma colina. Motores a diesel, por causa de seu design, realmente produzem melhor torque em rotações mais baixas por minuto. Portanto, desacelerar em uma colina realmente fornece mais torque.
Mas mesmo um caminhão com mais potência e torque não pode controlar um 60, Carga de mais de 000 libras com facilidade. É aí que entram os eixos do caminhão, e estes desempenham um papel maior do que simplesmente manter as rodas e pneus em seus lugares corretos.
A maioria dos caminhões mais novos é equipada com eixos dinâmicos. Eixos vivos geralmente não são eixos motrizes e estão equipados com freios a ar. Esses freios podem ser usados para ajudar a dirigir o caminhão. Normalmente existem pelo menos três eixos atrás da cabine, embora alguns misturadores volumétricos maiores possam ter até seis. Alguns desses eixos são levantados e abaixados para ajudar a distribuir o peso do caminhão e da carga.
O fator que define o tipo de caminhão são as leis de pontes de um determinado estado. Cada estado impõe restrições de peso para travessia de pontes em veículos de construção. Os empreiteiros que violarem essas leis enfrentam multas e penalidades, e cada estado tem diferentes requisitos legais, incluindo muitos que exigem um eixo da ponte , ou um eixo extra na parte de trás do caminhão usado para distribuir ainda mais o peso ao fazer as travessias.
Misturando-se com a cultura popO barulho e resmungo de caminhões betoneiras, com a aparente magia de derramar cimento, levou a máquina a desempenhar um papel em vários shows infantis e se tornar brinquedos populares. Talvez o caminhão betoneira mais notável seja o Tumbler, um caminhão amarelo e verde apresentado na série "Bob the Builder". Patrick, outro misturador de trânsito, fez uma breve aparição nos vídeos "Thomas and Friends", baseado no personagem Thomas the Tank Engine, alegando que ele era o equipamento mais importante do canteiro de obras. As máquinas aprendem que todos precisam trabalhar juntos para fazer o trabalho e um não é mais importante do que o outro.
Todos os misturadores aproveitam o poder, distribuição de torque e peso para levar o concreto ao local, mas tirá-lo do caminhão é onde você verá as diferenças nos designs dos caminhões.
A maior parte da frota de misturadores, especialmente os modelos de caminhões de lote mais antigos, usa um método simples de despejar e despejar para retirar o concreto do misturador. Uma rampa se conecta a uma porta e o concreto escorre (ou derrama, dependendo de sua consistência) do mixer para o projeto. Usualmente, o motorista do caminhão opera o maquinário e aponta a rampa. Muitos misturadores de trânsito são acoplados a uma cama de elevação hidráulica que pode inclinar o tambor, semelhante a um caminhão basculante, se necessário.
Outros caminhões, muitos deles volumétricos e os mais novos misturadores de trânsito, use uma bomba para mover o concreto do caminhão para o projeto. As bombas, bombas de pistão normalmente alternativas, pode ser montado na parte dianteira ou traseira do caminhão. Ter a bomba na frente permite que o motorista manobre até uma seção do local de trabalho e direcione o concreto de dentro da cabine. Os controles podem ser mecânicos, eletromecânico, hidráulico ou puramente eletrônico. Os caminhões mais novos estão empregando mais computadores de bordo para monitorar as bombas e outros componentes dos misturadores.
Antes que o concreto seja bombeado ou derramado, uma série de máquinas mais simples atuam em conjunto para evitar que o concreto endureça, e até misturar o concreto no local. Algumas das partes mais antigas da frota, como os primeiros mixers, usaram pás para agitar o concreto e evitar que ele "se acomodasse, "ou separando-se em suas peças componentes. Esta tecnologia foi amplamente substituída pelo uso de brocas e aletas. Dentro de um misturador de lote tradicional há uma série concêntrica de aletas com um leve padrão de saca-rolhas. A direção do giro do tambor esmaga o concreto úmido em na parte de trás da batedeira. Quando a batedeira chega ao local, o motorista inverte a direção da máquina para empurrá-la para fora do misturador para a rampa. De lá, a gravidade faz o resto.
Os misturadores volumétricos usam brocas para mover o concreto. São semelhantes às lâminas do misturador batch, mas menores. Dentro do mixer, um operador alimenta dados para o misturador e várias brocas alimentam agregado e cimento juntos. Água é adicionada à mistura e brocas maiores misturam os componentes.
Parafuso de ArquimedesO matemático grego, engenheiro e inventor Arquimedes é creditado por inventar uma bomba que usava uma longa, parafuso helicoidal girando dentro de um tubo fechado para elevar a água de uma fonte até o local desejado. A bomba de parafuso é essencialmente um plano inclinado, uma das máquinas simples, enrolado em torno de um eixo central. Essa ideia levou ao desenvolvimento de brocas para mover ingredientes secos, e as barbatanas em forma de saca-rolhas para direcionar os líquidos. Essas máquinas são amplamente utilizadas no processamento e mistura de concreto em fábricas e em misturadores volumétricos, bem como em misturadores de trânsito tradicionais.
O concreto é tão viscoso e endurece tão rapidamente que deixa resíduos após cada carga. Eventualmente, alguém com uma britadeira deve entrar no tambor para limpá-lo. iStockphoto / Thinkstock "Romper é difícil de fazer" é mais do que uma letra de música para proprietários de caminhões de concreto. A simples verdade da questão é, uma vez que o último pedaço de concreto goteja para fora do tambor ou goteja para fora da bomba, o caminhão não está vazio. Uma pequena quantidade de concreto sempre permanece dentro do caminhão, especialmente em misturadores de bateria. Você pode lavar o caminhão, deixe correr água pelo tambor enquanto ele gira e lave o interior com pressão. Mas sempre sobra um pouco de concreto. E seca. A próxima viagem resta um pouco mais. E seca. Hora extra, isso se torna um problema, reduzindo o volume do mixer e sua capacidade.
Várias empresas oferecem pré-tratamentos, banhos químicos e ácidos e lavagens de alta pressão para tambores e interiores. Mas eventualmente, o concreto vai construir até um ponto onde a única alternativa viável é a remoção mecânica. Muitas empresas menores lidam com isso sozinhas, enviar um trabalhador com uma britadeira para retirar o concreto endurecido. Este trabalho, amplamente desconhecido fora do campo da construção, conseguiu seus 15 minutos de fama durante um episódio da série "Trabalhos Sujos" do Discovery Channel, que enviou o apresentador Mike Rowe para trabalhar com o Jim's Chipping Service, uma das poucas empresas especializadas em limpeza de concreto endurecido. Esses veículos altamente especializados são essenciais para o negócio da construção e não parece que vão desaparecer tão cedo. Mas como serão os misturadores de cimento no futuro? Leia mais para descobrir.
Esses veículos altamente especializados são essenciais para o negócio da construção e não parece que vão desaparecer tão cedo. Mas como serão os misturadores de cimento no futuro? Leia mais para descobrir.
O que o futuro reserva para o misturador de concreto não está claro. Como muitas indústrias, concreto está ficando "verde". Os fabricantes de misturadores volumétricos de concreto dizem que seus produtos são mais ecológicos porque economizam combustível ao misturar materiais no canteiro de obras - os caminhões não precisam ligar seus motores para evitar que o concreto endureça. Além disso, os operadores de caminhão podem criar apenas a quantidade de concreto necessária para terminar um trabalho - isso não apenas economiza materiais, mas esse método também evita despejar o excesso de concreto [fonte:Modern Contractor Solutions].
O fabricante de caminhões Peterbilt está experimentando sistemas de "pressão" de ar comprimido. O caminhão seria ligado usando ar comprimido, e quando atingiu uma certa velocidade, o motor diesel entraria em ação. Como um motor requer uma quantidade maior de combustível para superar a inércia, aumentar a velocidade com ar comprimido relativamente barato mostraria economia de combustível ao longo do tempo. Essa tecnologia em desenvolvimento agora é voltada para caminhões de entrega no centro da cidade, em vez de caminhões maiores, como misturadores.
A IVECO Trucks of Australia está trabalhando para aperfeiçoar um motor a gás natural comprimido (CNG) para uso em caminhões pesados. Os caminhões CNG têm quilometragem comparável, mas libera 40% menos dióxido de carbono do que o diesel e o gás natural é mais barato que o diesel [fonte:IVECO]. Como muitos dos sistemas de motor de nova geração, O CNG é combinado com eletrônicos de última geração projetados para obter o máximo de cada tanque de combustível.
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