Завод КПД с цехом НС, выпускаемых по конвейерной технологии

 

Тема: ²Завод КПД с цехом НС, выпускаемых по конвейерной технологии.

Пгод = 55 тыс. м3 в год.

 

 

 

Содержание

 

Введение

1. Номенклатура выпускаемых изделий

2. Сырьевые материалы

2.1 Портландцемент

2.2 Заполнители для бетона

2.3 Вода

2.4 Добавки

3. Выбор способа производства

3.1 Поточно-агрегатный способ производства

3.2 Стендовый способ производства

3.3 Кассетный способ производства изделий

3.4 Конвейерный способ производства железобетонных изделий

4.Технологические расчёты

4.1 Режим работы предприятия

4.2 Расчёт состава бетонов

4.2.1 Расчёт состава керамзитобетона М150

4.2.2 Расчёт состава тяжёлого бетона

4.2.3 Расчёт усреднённо-условного состава бетона

4.3 Проектирование бетоносмесительного цеха

4.3.1 Склад цемента

4.3.2 Склад заполнителей

4.3.3 Бетоносмесительный узел

4.4 Подбор оборудования

4.5 Определение площади цеха

5. Проектирование арматурного цеха

6. Склад готовой продукции

7. Организация контроля качества при производстве бетона и железобетонных изделий

Список литературы

 

Введение

 

Современное строительство немыслимо без  бетона. 2 млрд. м3 в год - таков сегодня  мировой объем его применения. Это один из самых массовых строительных материалов, во многом определяющий уровень  развития цивилизации. Вместе с тем, бетон - самый сложный искусственный  композиционный материал, который может  обладать совершенно уникальными свойствами. Он применяется в самых разных эксплуатационных условиях, гармонично сочетается с окружающей средой, имеет  неограниченную сырьевую базу и сравнительно низкую стоимость. К этому следует  добавить высокую архитектурно-строительную выразительность, сравнительную простоту и доступность технологии, возможность  широкого использования местного сырья  и утилизации техногенных отходов  при его изготовлении, малую энергоемкость, экологическую безопасность и эксплуатационную надежность. Именно поэтому бетон, без  сомнения, останется основным конструкционным  материалом и в обозримом будущем.

Последние десятилетия двадцатого века ознаменовались значительными достижениями в технологии бетона. В эти годы появились и  получили широкое распространение  новые эффективные вяжущие, модификаторы для вяжущих и бетонов, активные минеральные добавки и наполнители, армирующие волокна, новые технологические  приемы и методы получения строительных композитов. На рубеже столетия существенно  обогатились наши представления  о структуре и свойствах бетона, о процессах структурообразования, появилась возможность прогнозирования  свойств и активного управления характеристиками материала, успешно  развивается компьютерное проектирование бетона и автоматизированное управление технологическими процессами.

Все это  позволило не только создать и  освоить производство новых видов  бетона, но и значительно расширить  номенклатуру применяемых в строительстве материалов: от суперлегких теплоизоляционных (с плотностью менее 100 кг/м3) до высокопрочных конструкционных (с прочностью на сжатие около 200 МПа). Сегодня в строительстве применяется более тысячи различных видов бетона, и процесс создания новых бетонов интенсивно продолжается. Бетон широко используется в жилищном, промышленном, транспортном, гидротехническом, энергетическом и других видах строительства.

В новом  веке теория, технология и практика применения бетона получат дальнейшее развитие, сохранив за ним ведущее  положение среди строительных материалов. Бетон, являясь наиболее ярким представителем более широкого класса материалов —  строительных композитов гидратационного твердения, проектируемых на единой материаловедческой основе, дает новый импульс для создания гибридных, слоистых, тонкостенных, профильных и других видов строительных конструкций нового поколения. В послевоенные годы создаются новые виды вяжущих веществ и бетонов, начинают широко применяться химические добавки, улучшающие свойства бетона, совершенствуются способы проектирования состава бетона и его технология.

В начале девяностых годов производство сборного и монолитного бетона и железобетона значительно сократилось, но в последнее время наметился новый рост производства, возросло разнообразие видов бетона и изделий из него, появились новые технологии.

Возрождение Казахстана потребует дальнейшего развития технологии бетона и производства сборного и монолитного бетона как наиболее массового строительного материала.

Основными направлениями при этом будут  следующие:

- разработка  и организация производства эффективных  видов вяжущих веществ, в том  числе композиционных, арматурной  стали, качественных заполнителей, различных видов химических добавок  и их комплексов, активных минеральных  компонентов;

- разработка  и внедрение в строительство  новых прогрессивных видов изделий  и конструкций с использованием  разнообразных бетонов и совместного  использования бетона и других  материалов, в том числе слоистых, гибридных и композиционных изделий  и конструкций;

- дальнейшее  совершенствование технологии производства  сборных и монолитных бетонных  и железобетонных изделий и  конструкций путем внедрения  более эффективных и интенсивных  технологических процессов, высокопроизводительного  и надежного оборудования, системы  контроля и управления технологией  и качеством готовой продукции,  в том числе с широким использованием  компьютеров и автоматизированных  систем управления производством;

- развитие  способов прогнозирования свойств  и проектирования многокомпонентных  бетонов с целью обеспечения  их высокого качества, в том  числе способов компьютерного  проектирования бетона;

- применение  ресурсосберегающих и безотходных  технологий, расширение использования  вторичных продуктов и отходов  промышленности и энергетики, а  также материалов от разборки  зданий и сооружений;

- более  широкое применение ячеистых  бетонов и композитов, в первую  очередь с целью повышения  теплозащиты зданий и сооружений;

- расширение  производства разнообразных сухих  смесей различного назначения, использование  всех достижений строительного  материаловедения и резервов  производства с целью экономии  материальных, энергетических и  трудовых ресурсов и создания  конкурентоспособной отечественной  продукции для замещения импортных  аналогов. [1].

 

1. Номенклатура  выпускаемых изделий

 

Таблица 1.1

Номенклатура  продукции в %

Железобетонные изделия	Потребность для строительства  крупнопанельных жилищно-гражданских  зданий
Элементы фундамента	10
Плиты перекрытия	30
Лестничные марши	15
Стеновые панели	45

 

Таблица 1.2

Техническая характеристика изделий

Наименование изделия	Марка изделия	Размеры, мм			Класс/Марка бетона	Масса, кг
		L	B	H
Плиты железобетонные ленточных фундаментов	ПК 63.15-8АтVт (АтIV)	6280	1490	220	В7,5/М100	2950
Плиты перекрытия железобетонные многопустотные	ФЛ 8.16-1(2)	800	1600	300	В15/М200	840
Лестничный марш	ЛМ-1 13.305.1	2796	1050	242	В22,5/М300	3025
Трёхслойные стеновые панели	Ш.4Н-79 ПС1(2 окна)	5980	3400	180	В15/М150	4070

 

Рисунок 1.1. Плиты железобетонные ленточных  фундаментов ПК 63.15-8АтVт (АтIV)

 

Рисунок 1.2. Плиты перекрытия железобетонные многопустотные ФЛ 8.16-1(2)

 

Рисунок 1.3. Лестничный марш ЛМ-1 13.305.1

 

Рисунок 1.4. Трёхслойные стеновые панели Ш.4Н-79 ПС1(2 окна)

 

2. Сырьевые  материалы

 

В строительстве  широко используют бетоны, приготовленные на цементах или других неорганических вяжущих веществах. Эти бетоны обычно затворяют водой. Цемент и вода являются активными составляющими бетона; в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий  зерна заполнителей в единый монолит.

Заполнители значительно уменьшают деформации бетона при твердении и тем  самым обеспечивают получение большеразмерных  изделий и конструкций. В качестве заполнителей используют преимущественно  местные горные породы и отходы производства (шлаки и др.). Применение этих дешевых  заполнителей снижает стоимость  бетона, так как заполнители и  вода составляют 85...90%, а цемент 10...15% от массы бетона. Для снижения плотности  бетона и улучшения его теплотехнических свойств используют искусственные  и природные пористые заполнители.

Для регулирования  свойств бетона и бетонной смеси  в их состав вводят различные химические добавки и активные минеральные  компоненты, которые ускоряют или  замедляют схватывание бетонной смеси, делают ее более пластичной и  удобоукладываемой, ускоряют твердение  бетона, повышают его прочность и  морозостойкость, регулируют собственные  деформации бетона, возникающие при  его твердении, а также при  необходимости изменяют и другие свойства бетона.

 

2.1 Портландцемент

 

Наиболее  широкое применение в производстве бетона получил портландцемент.

Портландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде (лучше всего) или  на воздухе. Он представляет собой порошок  серого цвета, получаемый тонким помолом  клинкера с добавкой гипса. Клинкер  получают путем равномерного обжига до спекания тщательно дозированной сырьевой смеси, содержащей около 75 ... 78 % СаСО3 .Для получения цемента высокого качества необходимо, чтобы его химический состав, а, следовательно, и состав сырьевой смеси были устойчивы.

Прочность цемента при сжатии колеблется от 30 до 60 МПа. Соответственно прочность  балочек на изгиб составляет 4,5...6,5 МПа. Цементы с прочностью от 30 до 40 МПа относят к марке 300, с прочностью 40...50 МПа к марке 400 и т. д. В строительстве применяют цементы марок 300, 400, 500, 550, 600. Повышение прочности цемента на 1 МПа приводит к снижению расхода цемента на 2 ... 5 кг/м3, причем более заметное снижение наблюдается в высокопрочных бетонах. Если предположить, что учет активности цемента позволяет использовать в расчетах данные о прочности цемента на 2 ... 4 МПа более высокие, чем по его марке, то это будет обеспечивать экономию цемента 5 ... 20 кг/м3 бетона.

Цементная промышленность выпускает в основном цементы М400 ... 550, а по особому  заказу - М600.

В бетонах  желательно применять цементы с  пониженной нормальной густотой. Портландцемент имеет тонкий помол: через сито № 008 должно проходить не менее 85 % общей массы цемента. Средний размер частиц цемента составляет 15 ... 20 мкм. Истинная плотность портландцемента без добавки составляет 3,05 ... 3,15 г/см3. Насыпную плотность портландцемента при расчете состава бетона условно принимают в уплотненном состоянии 1,3 кг/м3.

Портландцемент не содержит в своем составе минеральных добавок, кроме гипса. Чисто клинкерный портландцемент без добавок применяют для высокопрочных бетонов, в производстве сборного железобетона, особенно предварительно напряженных конструкций, при строительстве в особых условиях — на Севере и в районах с сухими жарким климатом.

В качестве вяжущего вещества в данном проекте используют портландцемент Новотроицкого цементного завода (г.Новотроицк ) марки 400. Портландцемент должен удовлетворять требованиям ГОСТ 10178-90.

Тонкость  помола определяется просеиванием на сите №008 (ГОСТ 6613-86), остаток на сите не более 15%. По стандарту требуется, чтобы начало схватывания наступало  не ранее, чем через 45 мин, а конец  схватывания не позднее, чем через 10 часов с момента затворения цемента для конструктивно-теплоизоляционного бетона 2500-3000 см2/г.

 

Таблица 2.1

Химический  состав клинкера

SiO2	АL203	Fе20,	СаО	Мg0	SO3	ппп
8,96	20,82	4,29	39,88	0,36	1,01	6,5

 

Таблица 2.2

Минералогический  состав

С3S	С2S	С3A	С4АF
45,2	19,22	13,01	14,6

 

Коэффициент насыщения - 0,80

Силикатный  модуль - 1,80

Глиноземистый модуль -1,48

Свободного  СаО, % - 0,45

Содержание  МgО должно быть не более 5%.

 Для регулирования сроков схватывания при помоле к клинкеру добавляют 1,5 - 3,5% гипса от массы цемента. Истинная плотность портландцемента без добавки 3,05 - 3,15 г/см3; плотность портландцемента при расчете состава бетона условно принимается в уплотненном состоянии 3 кг/м3.

 

2.2 Заполнители для бетона

 

Заполнители занимают в бетоне до 80% объема. Стоимость  заполнителя составляет 30 ... 50% (а иногда и более) от стоимости бетонных и железобетонных конструкций, поэтому применение более доступных и дешевых местных заполнителей в ряде случаев позволяет снизить стоимость строительства, уменьшает объем транспортных перевозок, обеспечивает сокращение сроков строительства.

В бетоне применяют крупный и мелкий заполнитель. Крупный заполнитель (более 5 мм) подразделяют на гравий и щебень. Мелким заполнителем в бетоне является. Большинство исследователей считают более эффективным непрерывный  зерновой состав заполнителей, так  как хотя смеси с прерывистым  составом при исключении фракций  средних размеров и обеспечивают меньшую пустотность смеси, однако в них подвижность мелких зерен, защемленных между крупными, ограничена и для получения определенной подвижности бетонной смеси толщина обмазки зерен цементным тестом должна быть более толстой, чем в смесях с непрерывным зерновым составом, причем это происходит в условиях, когда возрастает объем мелкой фракции, а следовательно, и удельная поверхность заполнителя.

Природный песок - представляет собой образовавшуюся в результате выветривания горных пород рыхлую смесь зерен (крупностью 0,14- ... 5 мм) различных минералов входящих в состав изверженных (реже осадочных) горных пород. При отсутствии природного песка применяют песок, получаемый путем дробления твердых горных пород. Для бетона наиболее пригоден крупный песок, содержащий достаточное количество средних и мелких зерен. При такой комбинации зерен объем пустот будет малым, а площадь поверхности зерен - небольшая. Наиболее вредна примесь глины, так как она, обволакивая зерна песка, препятствует сцеплению с цементным камнем. От глинистых примесей песок очищают тщательной промывкой. Органические примеси, например, гумусовые допускаются только в очень ограниченном количестве, так как.

 

Таблица 2.3

Характеристика  песка

 

Наименование месторождения	Плотность, кг/м3	Насыпная плотность, кг/м3	Модуль крупности	Пустотность, %	Содержание глинистых  примесей
Чилисайский карьер	2,63	1,7	2,16-3,03	33-35	0,5-1

 

 

Щебнем - называют материал, полученный в результате дробления камней из горных пород. Щебень имеет остроугольную форму. Для приготовления бетона лучше всего использовать щебень, близкий по форме к кубу или тетраэдру; плоская форма значительно хуже, так как она легко ломается. Форма щебня зависит от структуры каменной породы и типа камнедробильной машины.

Наиболее  широко в строительстве применяют  известняковый и гранитный щебень.Для обычного бетона можно применять щебень, прочность которого выше заданной марки (класса) бетона, заполнителя или обжигом в печах кипящего слоя (для керамзитового песка).

В качестве крупного заполнителя для тяжелого бетона применяют щебень из горных пород. Фракции 20-40, 10-20,5-10 мм.

 

Таблица 2.4

Зерновой  состав фракционного щебня

Размер отверстий сит, мм	Днаим. 5мм	Днаиб. 10мм	0,5Днаим+Днаиб		Днаиб.
			Для 1ой фракции	Для смеси
Полные остатки, %	95-100	90-100	40-80	50-70	0-10

 

 

Таблица 2.5

Характеристика  щебня

Наименование месторождения	Вид строительного камня	Запасы , тыс. м3	Физико-технические показатели
			Rсж, МПа	ρ, кг/м3	ρн, кг/м3	Мрз., цикл	Вт, %
Белогорское  с. Белогорка	гранит	16299	61,4-123,4	2670	1350	200	0,05

 

Лёгкие  заполнители - для приготовления  легких бетонов используют различные  виды пористых заполнителей: искусственные - керамзит, аглопорит, перлит, шлаковую пемзу и др. и естественные - туф, пемзу и т. д. В последнее время для особо легких бетонов все шире используют вспученные гранулы полистирола.

 

2.3 Вода

 

Для затворения бетонной смеси используют воду от городских сетей. Требования к воде для затворения бетонных смесей приведены в ГОСТе 29732-79. В воде не должно быть примесей нефтепродуктов, сахаров, фенолов, жиров и органических кислот. Содержание растворимых солей допускается в воде для изготовления железобетона с ненапрягаемой арматурой не более 5000 мг/л, в том числе сульфатов не более 2700 мг/л, для бетона предварительно напрягаемых конструкций соответственно не более 2000 и 600 мг/л, водородный показатель рН должен находиться в пределах от 4 до 9.

 

2.4 Добавки

 

Для регулирования  свойств бетона, бетонной смеси и  экономии цемента применяют различные  добавки. Их подразделяют на два вида: химические добавки, вводимые в бетон  в небольшом количестве (0,1 ... 2% от массы цемента) и изменяющие в нужном направлении свойства бетонной смеси и бетона, и тонкомолотые добавки (5 ... 20% и более), использующиеся для экономии цемента, получения плотного бетона при малых расходах цемента и повышения стойкости бетона. Применение химических добавок является одним из наиболее универсальных, доступных и гибких способов управления технологией бетона и регулирования его свойств.

Пластификаторы - бетонных смесей начали широко применяться в 40 ... 50-х годах, и сегодня они занимают ведущее место среди химических добавок, применяемых в технологии бетона. В качестве пластифицирующих добавок широко используют поверхностно-активные вещества (ПАВ), нередко получаемые из вторичных продуктов и отходов химической промышленности. ПАВ делятся на две группы:

I группа - пластифицирующие добавки гидрофильного типа, способствующие диспергированию коллоидной системы цементного теста и тем самым улучшающие его текучесть;

2 группа - гидрофобизирующие добавки, вовлекающие в бетонную смесь мельчайшие пузырьки воздуха. Молекулы поверхностно-активных гидрофобных добавок, адсорбируясь на поверхности раздела воздух - вода, понижают поверхностное натяжение воды и стабилизируют мельчайшие пузырьки воздуха в цементном тесте. Добавки 2 группы, имея основным назначением, регулирование структуры и повышение стойкости бетона, обладают при этом заметным пластифицирующим эффектом.

 Из добавок I группы наиболее широко известна сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ). Эта добавка представляет собой кальциевые соли лигно-судьфоновых кислот. Получают ее в виде жидкости из сульфитных щелоков, образующихся при переработке целлюлозы. В обычных бетонах в качестве пластификатора широко используют СДБ.

СДБ повышает подвижность бетонной смеси, ее однородность, текучесть при перекачивании  насосом, способствует сохранению удобоукладываемости смеси во времени, позволяет за счет уменьшения расхода воды сократить на 8...12% расход цемента, либо при неизменном расходе цемента понизить водоцементное отношение и несколько повысить прочность бетона, его водонепроницаемость и морозостойкость. СДБ несколько замедляет твердение бетона в раннем возрасте, поэтому при производстве сборного железобетона ее применяют в сочетании с допластифицирующие и др. В этом случае добавку классифицируют по наиболее выраженному эффекту действия.

 

3. Выбор способа производства

 

3.1 Поточно-агрегатный  способ производства

 

При поточно-агрегатном способе производства процессы формования, твердения и распалубки изделий  выполняются на специализированных постах, входящих в состав технологического потока. Каждый пост оборудован соответствующими машинами и механизмами, а формы  и изделия перемещаются от одного поста к другому с помощью  мостового крана или кран-балки.

По этому  способу формы с изделиями, перемещаясь  по потоку, могут останавливаться  не на всех рабочих постах, а только на тех, которые нужны для изготовления изделий данного типа. При этом время остановки на каждом посту  может быть различным. Оно зависит  от времени, необходимого для выполнения данной технологической операции. Это  дает возможность создавать на одной  и той же линии посты с разным технологическим оборудованием, изготавливать  одновременно несколько видов изделий, относительно легко переходить с  одного типа изделий к другому. Отсутствие принудительного ритма перемещения  форм позволяет на одном посту  производить несколько операций, технологические посты при этом укрупняют, агрегируется оборудование, а число перемещений форм сокращается.

На поточно-агрегатных линиях с формовочными постами формы  на виброплощадку подают с помощью формоукладчиков. В состав технологической линии входят: формовочный агрегат с бетоноукладчиком, установка для заготовки и электрического нагрева или механического натяжения арматуры, формоукладчик, камеры твердения, участки распалубки, остывания изделий, их доводки или отделки, технического контроля. А так же площадки под текущий запас арматуры, закладных деталей, утеплителя, складирования резервных форм, их оснастки и текущего ремонта, а также стенд для испытания готовых изделий.

Производительность  поточно-агрегатной технологической  линии определяется продолжительностью цикла формования изделий, который  в зависимости от вида и размеров формуемых изделий может колебаться в широких пределах (5-20 мин).

Достоинства:

- Возможность  изготовления широкой номенклатуры  изделий с меньшими капитальными  затратами по сравнению с конвейерной  технологией;

- Более  гибкая и маневренная технология  в отношении использования технологического  и транспортного оборудования, в режиме тепловой обработки, что важно при выпуске изделий большой номенклатур;

- Высокий  съем продукции с 1 м3 пропарочной  камеры.

Недостатки:

1. Отсутствие  автоматизации технологических  операций.

2. Недостаточная  механизация формовочных постов.

3. Много  крановых операций.

 

3.2 Стендовый способ производства

 

При стендовом  методе изготовления все операции по подготовке комплектации форм, формованию и тепловой обработке изделий  производятся на стационарных стендах, к которым подаются все необходимые  материалы и формующее оборудование. При этом специализированные звенья рабочих вместе с необходимыми механизмами, последовательно перемещаясь от стенда к стенду, выполняют весь комплекс формовочных операций.

Тепло-влажностная  обработка изделий производится путем подачи теплоносителя (пара) в  паровую рубашку формы. Открытая поверхность изделия накрывается  колпаком или паронепроницаемой  пленкой для предотвращения излишнего испарения и разрыхления верхнего слоя бетона.

Различают стенды для формования изделий и  конструкций в горизонтальном и  вертикальном положении, а также  стенды универсальные и специализированные, длинные и короткие.

Универсальные стенды рассчитаны на изготовление различных  видов изделий в зависимости  от парка форм на заводе. Специализированные стенды ориентированы на выпуск определенного  сортамента близких по типу и размерам изделий.

1. Стендовый способ рекомендуется в тех случаях, когда габариты и масса конструкций превышают размеры и грузоподъемность виброплощадок и мостовых кранов.
2. Армирование изделий не позволяет уплотнять изделия на виброплощадке и требует применения глубинных и навесных вибраторов.

На длинных  стендах можно формовать длинномерные линейные конструкции с напряженным  армированием, длина стенда достигает 75-222 м. Короткие стенды рассчитаны на одно изделие, а по ширине - на два и  более.

Достоинства:

 Возможность  выпуска изделий широкой номенклатуры  при относительно несложно» переоборудовании.

 Простота  и универсальность оборудования.

 Гибкость  технологии на коротких стендах,  преимущественно 
в вибротермоформах, в 2-4 раза повышает оборачиваемость форм, 
снижает трудоемкость формования.

Недостатки:

Стендовый способ производства требует больших  производственных площадей, усложнения механизации и автоматизации, высоких  трудозатрат.