Завод по производству железобетонных напорных труб с металлическим сердечником

Введение 

    Бетонами  на основе неорганических вяжущих веществ  называют искусственные каменные материалы, получаемые в результате затвердевания  рационально подобранной, тщательно  перемешанной и уплотненной смеси. состоящей из минерального вяжущего вещества, воды, заполнителей. При необходимости в бетонные смеси могут вводиться специальные  добавки. Бетоны являются материалами, которые наиболее широко применяются в современном строительстве, особенно в сочетании со стальной арматурой – железобетон.

    Бетонная  смесь технологична, из нее можно изготовлять конструкции разных размеров и конфигураций, начиная с армоцементных конструкций толщиной в несколько сантиметров до массивных бетонных и железобетонных, применяемых в сборном, сборно-монолитном и монолитном строительстве разнообразных объектов.

    По  некоторым зарубежным сведениям  изготовление бетонных материалов связано  с меньшим расходом энергии по сравнению с производством стекла, кирпича, пластмасс и других материалов. Бетоны являются несгораемыми материалами, однако при действии высоких температур они растрескиваются. Недостатком бетонов является их низкая прочность при изгибающих и растягивающих нагрузках (в 7-15 раз меньше, чем при сжимающих нагрузках). Этот недостаток устраняется в железобетоне, в котором растягивающие и изгибающие усилия воспринимает арматура.

    Выбирая различные вяжущие вещества, заполнители, добавки, можно получить бетоны с  разнообразными свойствами.

    Неорганическое  вяжущее вещество и вода являются главными активными компонентами бетонной смеси, они вступают в химические реакции друг с другом и образовавшееся пластичное тесто обволакивает тонким слоем частицы заполнителей и наполнителей, затем такое тесто затвердевает и связывает зерна в монолит. Таким образом бетонная смесь превращается в искусственный каменный материал – бетон. Затвердевшее вяжущее в бетоне (микроконгломерат) служит матрицей, в которой располагается зерна заполнителей. В структуре бетона имеются поры (разных размеров в разном количестве) и капилляры. Они присутствуют в микроконгломерате, заполнителях, контактной зоне (на границе вяжущего с заполнителем).

      Масштабы  и темпы экономического развития страны во многом определяются темпами  и качеством капитального строительства, эффективностью капитальных вложений, превращением строительства в механизированный поточный процесс сборки и монтажа.

      Водоснабжение объектов промышленного, коммунального  и водохозяйственного назначения является важнейшей составной частью технической  политики в строительстве на современном  этапе.

      Важнейшее значение имеет создание новой технологии изготовления напорных железобетонных труб со стальным сердечником и мощностей для их производства.

      Потребность в напорных трубах водоснабжения  населенных пунктов и замене выходящих  из эксплуатации стальных труб составляет десятки тысяч километров. Из этого количества 65-70% составляют трубы диаметром 300-600мм. 

1 Технико-экономическое  обоснование района строительства 

1. Характеристика  района строительства

   Проектируемый завод находится в Карагандинской области. Город Караганда относится к числу резко континентальным городам. Длительность прогревания солнечных лучей 2300-2400 часов в год, наибольшее приходится на июль месяц. Через областной район проходит в основном три вида воздушных масс: арктической, полярной и тропической. Средняя годовая скорость воздуха составляет в основном 5,5м/с. Наибольшее приходится на март месяц (6,8м/с), а также февраль, декабрь (6,5м/с).

   Средняя температура января на северо-востоке -14,4 С, а на северо- западе -17,9 С. Самая холодная температура -35…-42 С. Средняя температура июля +20,4 С, самая высокая температура +40 С. Теплое время года 198 дней и менее.

   Наибольшая  влажность воздуха наблюдается в зимнее время. Средняя влажность в марте месяце 72…82%, в июле 50…58%. Объем атмосферного дождя 230…300мм. Продолжительность зимы в Карагандинской области 5…5,5 месяцев. Снег выпадает в середине ноября  и продолжается 120-150 дней.  

2. Сырьевая база и энергоресурсы

   Для производства изделий из бетона и  железобетона в проектируемом заводе применяются местные ресурсы. Сырьевые материалы доставляются на завод  железнодорожными и автотранспортными  дорогами. Для хранения цемента, крупного и мелкого заполнителя и арматуры в железобетонном заводе находятся механизированные склады.

   Так как Карагандинская область богата сырьевыми ресурсами сырье поступающее  на завод производится местными заводами. Это обеспечивает непрерывную работу завода. Акционерное общество «Караганда-цемент» находящееся в поселке Актау цементо-возными вагонами доставляемый железнодорожными или автомобильными путями применяем портландцемент марки 400. Песок доставляется из песчано-гравийного источника Кулагайыра железнодорожными или автомобильными путями. Щебень доставляется железнодорожным транспортом поставляемым акционерным обществом «Караганданеруд» в 12 км.

      Арматурной  сталью обеспечивает железнодорожными путями АО «Миттал-стилл Темиртау», расстояние 38 км. Обеспечение водой производится городскими трубопроводами.

      Добавка ЛСТ приготовляется в цехе изготовления добавок. Так как добавка ЛСТ (модифицированный лигносульфат) относится к 1 виду добавок является суперпластификатором. В основу ЛСТ входят лигносульфоновая кислота, полярные сульфоразделы и солевые смеси с карбонильными соединениями. Это смеси промышленных отходов.

      Работу электродвигателей, мостовых кранов, контрольно-измерительных приборов, освещаемость завода обеспечивает АО «Караганда-Жылу».

      На  производстве установлена подстанция трансформаторов, уменьшающая напряжение 380/220В. Напряжение 380В предназначено для электродвигателей, 220В для освещения и для работы других устройств.

      Для обеспечения водой применяются  готовые трубы для воды. Рассмотрены  условия обработки и повторного применения воды, определена техническая и бытовая пригодность воды. После обработки применяемой воды ее отправляют в емкость. На заводе есть удельное паросиловое хозяйство, в котором находится компрессор, обеспечивающий производственный цех теплом и паром. 
 

1.3 Технико-экономическое обоснование района строительства 

      Проектируемый завод находится в Караганде. В этом районе хорошо развита промышленность угля, металлургии, химии, машиностроении, строительства и т.д.

      Производственная  программа предприятия – это своевременный выпуск требуемого вида и типо - размера железобетонных изделий. Необходимость изделий сборного железобетона описывается развитием промышленного, бытового и сельскохозяйственного строительства.

      Трудовыми кадрами обеспечивает центр занятости населения г. Караганды и биржа труда принимаемая специалистов на конкурсном основании. На новом проектируемом заводе начнут работать местные инженеры. Это выпускники КарГТУ, ВУЗ г. Темиртау, политехнического колледжа. Студенты этих учебных заведении смогут проходить практику на заводе.

      На  заводе предусматривается специальная  программа труда и отдыха повышающая производительность труда. Данный завод  относится к специализированному  заводу производительностью 23 тыс. м . Он обеспечен современным оборудованием высокого производства. Применяются новейшие достижения, в технологии бетона приводящие к увеличению объема выпуска изделий, повышению их качества и понижению материальных, денежных и трудового расхода. Доставка сырья на завод осуществляется приемно-отпускными путями и загрузочно-отправными тупиками. Во время доставки сырья и отправки готового продукта автотранспортом применяются трассы Караганда-Павлодар, Караганда-Астана и Караганда-Алмата.  
 
 
 
 

2. Технологическая  часть 

     2.1 Номенклатура продукции  

     2.2.Характеристика  выпускаемой продукции 

    Изделия, выпускаемые на заводе, выбираются в соответствии с техническими условиями и стандартами.

    Номенклатура  продукции по марке и размеру выбирается для обеспечения производственной программы завода и по необходимости выпуска данного вида строительства. Здесь ведут расчет расход важных материалов (цемента, арматуры, бетона и др.), сложность изготовления, стоимость и другие.

     Данный  завод изготовляет изделия для  водопроводных сетей, т.е напорные трубы и канальные плиты.  

     2.3. Основные требования к выпускаемым  изделиям 

      Железобетонные  изделия и конструкции должны изготавливаться в соответствии с действующими стандартами. Железобетонные и бетонные изделия изготавливаются  по рабочим чертежам, описанные в стандарте «Бетонные и железобетонные изделия: общие технические требования» ГОСТ 18105-86 «Бетоны. Контроль и оценка однородности и прочности». Для изготовления железобетонных конструкций материалы и полуфабрикаты составляются по стандарту «Тяжелые бетоны: требования, предъявляемые к заполнителям» ГОСТ 10268-80. Для изготовления напорных железобетонных труб со стальным сердечником должен применяться портландцемент марки не ниже 400-500 по ГОСТ. 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия». Применение шлакопортландцемента, пуццоланового портландцемента, а также портландцемента с активными добавками не допускается.

      Бетон, материалы для его приготовления  и бетонные смеси должны удовлетворять  требованиям ГОСТ 26633-85. Коэффициент вариации прочности бетона в партии для плит высшей категории качества не должен быть более 9%.Водонепроницаемость бетона плит должна соответствовать марке по водонепроницаемости W6. Водопоглощение бетона плит не должно быть более 5% по массе.

      Для доставки железобетонных изделий потребителю производится по достижении разрешенной им прочности. Разрешенный предел прочности с согласия проектной организации и потребителя устанавливается выпускаемым заводом. Определение этого предела производится с учетом транспортного времени, времени монтажа, времени загрузки эксплуатационного груза. 

      Отклонение  от точного веса изделия не должно быть ±7% от рабочего чертежа, показанного на проекте. 

      Арматурные  изделия и закладные детали по ГОСТ 10922-75 должны соответствовать «Сварные арматурные изделия и закладные детали для

Таблица 2.1 – Номенклатура готовой продукции

Таблица 2.2 - Номенклатура готовой продукции 

      железобетонных конструкций: технические требования». Для долгого служения арматурные скелеты должны защищаться бетонным слоем, в зависимости от толщины изделия его толщина бывает до 1,3,5 мм.

      Стальные  закладные детали должны быть антикоррозионной защитой деталям изготовляемого изделия или конструкции.  

     2.4 Состав завода 

     В проектируемый завод железобетонных изделий входят: цех по формованию напорных труб, цех по формованию лотков и канальных плит, арматурный цех, главный промышленный корпус и бетоносмесительный цех с отделением для приготовления бетонной смеси. В арматурном цехе имеется арматурный склад. Позади главного корпуса есть открытый склад готовой продукции.  Склад цемента, заполнителей, добавок входит в цех перевозки сырья; паросиловой цех с топливным складом; электромеханический цех с механической мастерской и т.д. В административный отдел входят производственный, плановый отдел, бухгалтерия, столовая и медпункт. 

     2.5. Режим работы завода 

       Принятый в проекте режим работы  предприятия и его цехов служит  исходным материалом для расчета  технологических процессов производства.  Рабочий режим устанавливается  количеством рабочих суток за  год; количеством рабочих смен в сутки; продолжительность рабочей смены в часах, а также количеством часов в смену. 

      В этом разделе показан годовой  фонд рабочего времени: 

                                               Т = Т · К · П час,                                                 

         где Т – годовой фонд времени работы цеха или отделения в часах

         Т – количество рабочих суток в год.

         К – количество смен в сутки.

         П – продолжительность смены в часах. 

      Фонд рабочего времени для работы с двумя выходными с перерывами                                                                                                                                                                          

Т

      Фонд рабочего времени для работы с двумя выходными без перерывов.

Т

      Фонд  рабочего времени для работы дополнительных цехов в одну смену

Т

          Фонд рабочего времени приведен в 2.3 таблице

Таблица 2.3 Режим работы завода 

       2.6 Производительность завода 

       В этом разделе производится расчет производительности завода исходя из принятого режима работы. Производительность завода 23000м . При расчете производительности завода все программа разбивается по изделиям и маркам в процентах в зависимости от их надобности, принимается все производительность за 100%. Тогда процентное содержание железобетонных изделий по марке следующее. 

       Талица 2.4 Расчет производительности завода 

     Окончание таблицы 2.4. 

     2.7 Сырье и полуфабрикаты 

     Качество  бетона в большей части зависит  от используемых материалов. Правильный выбор материалов для бетона, учитывающий  как требования к бетону, так и  свойства самих материалов, имеет  большое значение в технологии бетона. При этом должна достигаться максимальная экономия цемента и трудовых затрат на производство бетона.

     На  планируемом предприятии в целях  изготовления железобетона применяют  три марки бетона:

     - тяжелый бетон марки 300, средняя  плотность в сухом виде 2500 кг/м³, подвижность 5…7 см, наибольшая крупность заполнителя не более 10-20 мм.