Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Бетоносмесительное отделение для цеха по производству санитарно-технических кабин производительностью 40 тыс.м3 в год

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Магнитогорский государственный технический университет

им. Г.И. Носова

Кафедра «Строительных материалов и изделий»

КУРСОВАЯ РАБОТА

Д.АС.270106. 011.КР.08.ПЗ

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

на тему: Бетоносмесительное отделение для цеха по производству санитарно-технических кабин производительностью 40 тыс.м3 в год

Исполнитель_______________________

(Подпись, дата)

Руководитель______________________

(Подпись, дата)

Магнитогорск

2008

СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ

По влиянию на развитие мировой цивилизации изобретение железобетона смело можно поставить в один ряд с открытием электричества или появлением авиации. Недаром их практическое применение в странах Европы и Северной Америки началось примерно одновременно. Ежегодное производство бетона на земном шаре превышает 2 млрд. м3. Никакой другой продукт производственной деятельности не изготавливается в таких объемах.

На комиссии экспертов Европейского союза были разработаны критерии, которым должны отвечать наиболее прогрессивные строительные материалы. К основным критериям относятся:

•минимальное изъятие природных ресурсов при производстве строительных материалов и максимальное использование попутных продуктов (отходов) других отраслей;

•высокая прочность и долговечность;

•сочетаемость с другими видами материалов;

• перерабатываемость для строительных или иных нужд;

•экономичность;

•высокие эстетические и архитектурные качества;

•экологическая безопасность при производстве и эксплуатации.

Этим критериям в наибольшей степени соответствует бетон.

Эффективно могут использоваться при производстве бетона отходы энергетики, металлургии, камнедобычи, деревообработки и др. Неограниченно могут перерабатываться для производства бетона отходы бетонного лома, образующегося при сносе аварийных и морально устаревших зданий.

Все эти факторы определяют доминирующее применение бетона и железобетона в строительстве.

По уровню технических и экономических показателей и по объемам применения бетон и железобетон существенно превосходит другие строительные материалы. Поэтому технико-экономический эффект от практического применения той или иной разработки может быть весьма ощутим. Так, исследования норвежских специалистов, проведенные недавно, показали, что финансирование исследований в области бетонов высоких технологий (было проанализировано 130 проектов, где использован такой бетон) дало прибыль за период 1984—2000 гг., в 19раз превышающую первоначальные затраты [1].

В настоящее время сборный железобетон остаётся основным строительным материалом. Значительно увеличивается объем применения железобетона в жилищном, гражданском и транспортном строительстве. Особенно сильно развивается крупнопанельное и объемно-блочное домостроение, возрастает производство предварительно напряженных конструкций, изделий из легких бетонов на пористых заполнителях и специальных железобетонных конструкций.

Широкому применению сборного железобетона в строительстве способствуют:

1) универсальность свойств железобетонных изделий, варьируя технологические приемы и материалы;

2) высокая индустриализация изготовления и монтажа конструкций, что позволяет резко сократить сроки и затраты труда в строительстве и, по существу, свести строительство зданий и сооружений к высокомеханизированному их монтажу;

3) возможность значительного расширения производства сборного железобетона за счет использования больших запасов сырьевых материалов (песка, щебня, гравия, вяжущих веществ и искусственных пористых заполнителей), а также различных отходов производства (металлургических и топливных шлаков, золы и т. д.). Кроме того, применение сборного железобетона позволяет экономить такие дефицитные материалы, как сталь и древесину.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

Приготовление бетонных смесей на заводах ЖБИ производят на специальных бетоносмесительных узлах (БСУ), бетоносмесительных цехах или бетоносмесительных отделениях.

В состав БСУ входят: склады заполнителей, вяжущих, добавок, устройства для их подготовки, надбункерное, бункерное, дозаторное, смесительное отделения, отделение выдачи готовой смеси, система автоматики и необходимые транспортные средства.

На БСУ производятся следующие основные процессы и операции:

- прием и обработка исходных материалов (хранение и переработка, сортировка и распределение по отсекам, бункерам, силосам, резервуарам, при необходимости подогрев, размораживание, оттаивание);

-подача к расходным бункерам;

- определение влагосодержания материалов;

- дозирование;

-смешивание;

-выгрузка готовой смеси;

-регулярная очистка рабочих поверхностей и полостей от налипших материалов и смеси и их регенерация.

БСУ классифицируются по ряду признаков. По назначению:

-центральные районные бетонные и растворные заводы;

-приобъектные бетонные и растворные заводы;

-бетоносмесительные узлы заводов сборного железобетона;

-установки сухих смесей. По принципу работы:

-цикличного действия (загрузка, смешивание и выгрузка проводятся периодически, причем каждая последующая порция загружается только после выгрузки предыдущей);

-непрерывного действия (загрузка, смешивание и выгрузка проводятся непрерывно).

По годовому объему производимой смеси: малой производительности (до 100 тыс. м ), средней (100 - 300 тыс. м ) и большой (свыше 300 тыс. м ) в год.

По компоновке оборудования:

-одноступенчатые (высотные), в которых исходные материалы поднимаются однократно, а затем под действием силы тяжести опускаются. Технологический процесс приготовления бетонной смеси состоит из четырех последовательных стадий: приемки, аккумулирования и дозировки компонентов, приготовления и выдачи бетонной смеси. На данной схеме предусмотрена операция механохимической активации цемента;

- двухступенчатые (партерные), в которых исходные сыпучие материалы поднимаются дважды. Первоначально в расходные бункера и вторично из них после дозирования в смесители. После дозирования составляющие подают конвейерами или скиповыми подъемниками. Такая компоновка требует больше механизмов, производственных площадей и обслуживающего персонала.

В настоящее время одноступенчатую компоновку технологического оборудования используют, как правило, на БСУ большой производительности, а двухступенчатую — на установках малой производительности.

По схеме расположения смесительных машин в плане:

-линейные однорядные, когда для каждой смесительной машины, необходим один комплект дозаторов с расходными бункерами, и двухрядные, когда один комплект расходных бункеров и дозаторов обслуживает две смесительные машины;

-гнездовые, когда вокруг вертикальной оси предприятия устанавливают 3-5 смесительных машин, обслуживаемых поочередно одним комплектом дозаторов.

По способу управления производственными процессами: на механизированные, автоматизированные и заводы-автоматы.

На механизированных установках основные технологические процессы по транспортированию, погрузочно-разгрузочным операциям осуществляются машинами, управляемыми, как правило, вручную. На автоматизированных установках и в цехах все операции подачи, перегрузки, дозирования исходных материалов, приготовления и выгрузки готовых смесей полностью автоматизированы. Управление этими процессами производится дистанционно при визуальном наблюдении за течением технологического процесса. В системе автоматики предусмотрены автоблокировка и сигнальная связь. На заводах-автоматах все процессы полностью автоматизированы.

Приготовление бетонных смесей в БСУ происходит следующим образом. Прием материалов со склада и распределения по бункерам осуществляются в верхнем надбункерном этаже. Здесь размещаются разгрузочные устройства и приводы наклонных ленточных транспортеров и вертикальных ковшовых элеваторов, а также распределительные устройства - поворотные воронки для заполнителей, короткие шнеки для распределения цемента и других порошкообразных материалов по бункерам. При пневматическом транспорте цемента в надбункерном этаже располагают циклоны и матерчатые фильтры для последующей очистки воздуха от цементной пыли. Цемент, отделенный от воздуха, поступает в расходные бункеры.

Расходные бункеры разделены на отсеки по числу исходных материалов или отдельно дозируемых фракций заполнителей. Углы наклона днищ расходных бункеров обычно больше углов естественного откоса соответствующего материала и равны 50° для крупных, 55° для мелких заполнителей, около 60° для цемента.

Течки бункеров оборудуются секторными затворами, а также питателями, например, короткими шнековыми или барабанными для цемента и порошкообразных добавок. Под каждой течкой располагается дозатор, соответствующий данному материалу.

Склады заполнителей заводов ЖБИ могут быть различных типов в зависимости от вида транспорта, способа приема, хранения и выдачи заполнителя. Склады могут быть открытыми и закрытыми, а в зависимости от способа складирования и хранения заполнителей - штабельные, полубункерные и силосные (кольцевые и линейные). Штабельные и полубункерные склады могут быть оборудованы эстакадами, подземными галереями и т.д.

Тип склада заполнителей и их запас, а также применяемое оборудование должны обеспечить бесперебойную работу завода в течение всего года. Хранение заполнителей на складе производится по видам, фракциям и сортам в отдельных ёмкостях или путём устройства разделительных стенок.

Штабельные склады открытого типа отличаются малым использованием объема склада (всего 15 - 25%). У полубункерного, бункерного и особенно силосных складов это показатель значительно выше (до 75 - 90%). Кроме того у склада закрытого типа меньше удельных капитальных вложений, теплопотерь, расхода тепла на подогрев и размораживание заполнителя, и более низкая с/б переработки 1 м3 заполнителя.

Склады силосного типа рекомендуются для хранения легких пористых заполнителей и порошкообразных добавок микронаполнителей. В зонах с высоким уровнем грунтовых вод (на некоторой площади Магнитогорска) целесообразнее применять бункерные склады закрытого типа, устраиваемые в искусственном насыпном грунте. Помимо ухода от проблем, связанных с грунтовыми водами, подъем уровня бункера на 2 - 3 м позволяет сократить длину транспортной галереи, а следовательно уменьшить общую площадь предприятия. В целом же наибольшее распространение в стране получили прилельсово-штабельные полубункерные склады закрытого типа. Типовые склады вмещают от 3 до 9 м3 заполнителей и разделены по длине на 7 - 12 секций. Секции оборудованы вибролотковыми питателями, паровыми регистрами для оттаивания и нагрева заполнителей в зимний период. Подача материалов на склад и со склада БСУ производится системой горизонтальных и наклонных лотковых лент транспортера, соединенных перегрузочными устройствами [1,2,3].

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Бетон

Проектная марка бетона по прочности на сжатие В15

Значение нормируемой отпускной прочности бетона кабин следует принимать равным 70 % класса или марки бетона по прочности на сжатие. При поставке кабин в холодный период года допускается повышать значение нормируемой отпускной прочности бетона, но не более 80 % класса или марки бетона по прочности на сжатие

Арматурные и закладные изделия

Характеристики исходных материалов

Цемент.

Цемент должен удовлетворять требованиям ГОСТ 10178-85 "Портландцемент и шлакопортландцемент".

Характеристика портландцемента (М400):

-тонкость помола должна быть такой, чтобы при просеивании пробы цемента сквозь сито с сеткой № 008 проходило не менее 85% от массы просеиваемого цемента:

-массовая доля ангидрида серной кислоты в цементе должна составлять не менее 1% и не более 3,5% от массы цемента;

-предел прочности при сжатии после пропаривания равен 270 (кгс/см2) или 27 МПа;

-предел прочности цемента при изгибе в возрасте 28 сут. Равен 5,4 МПа;

-начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин.,а конец не позднее 10 ч от начала затворения;

-насыпная плотность цемента: рн = 1,0 т/м .

Песок.

Песок должен удовлетворять требованиям ГОСТ 8736-93

Характеристика песка:

-песок кварцевый (Мк =1,5), группа песка - мелкий;

-содержание в песке пылевидных и глинистых частиц не должно превышатьЗ, а содержание глины в комках 0,35 соответственно;

-песок должен обладать стойкостью к химическому воздействию щелочей цемента;

- песок не должен содержать посторонних засоряющих примесей;

- величина удельной эффективной активности естественных радионуклидов (АЭфф) должна быть до 370 Бк/кг;

-полный остаток на сите № 063 равен 10;

-насыпная плотность песка - рн = 1,64 т/м3.

Вода.

Вода должна удовлетворять требованиям по ГОСТ 23732-79 Характеристика воды:

-содержание в воде органических поверхностно-активных веществ, Сахаров или фенолов, каждого, не должно быть более 10 мг/л;

-вода не должна содержать плёнки нефтепродуктов, жиров, масел;

-окисляемость воды не должна более 15 мг/л;

-водородный показатель воды (рН) не должен быть менее 4 и более 12,5;

-вода не должна содержать также примесей в количествах, снижающих прочность и морозостойкость пенобетона.

Щебень.

Используется щебень крупностью 20 мм.

Характеристика щебня:

1Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в крупном заполнителе не должно превышать 35% по массе.

2 Морозостойкость крупных заполнителей должна быть не ниже нормированной марки бетона по морозостойкости.

3Допустимое содержание пород и минералов, отнесенных к вредным примесям в заполнителях:

-аморфные разновидности диоксида кремния, растворимого в щелочах (халцедон, опал, кремень и др.) - не более 50 ммоль/л;

-сера, сульфиды, кроме пирита (марказит, пирротин и др.) и сульфаты (гипс, ангидрит и др.) в пересчете на SO3 - не более 1,5% по массе для крупного заполнителя и 1,0% по массе - для мелкого заполнителя;

-пирит в пересчете на SO3 - не более 4% по массе;

-слоистые силикаты (слюды, гидрослюды, хлориты и др., являющиеся породообразующими минералами) - не более 15% по объему для крупного заполнителя и 2% по массе - для мелкого заполнителя;

-свободное волокно асбеста - не более 0,25% по массе;

-уголь - не более 1% по массе.

Добавка (ЛСТ).

ЛСТ представляет собой отход при переработки сульфитно-целлюлозного щелока на заводах гидролизной промышленности. Исходный продукт - сульфидно-целлюлозный щелок - является в свою очередь отходом при производстве целлюлозы из древесины сульфитным способом. ЛСТ представляет собой кальциевые соли лигносульфоновых кислот с примесью редуцирующих и минеральных веществ.

Пластическое действие ЛСТ объясняется тем, что частицы, адсорбируясь на цементных зёрнах, образуют на их поверхности защитные адсорбционные плёнки гидрофильного характера. Эти пленки препятствуют сцеплению гидратирующих зерен цемента и их агрегации с образованием хлопьев и переводят, таким образом, структуру цементно-водной суспензии из коагуляционной в пептизационную. При этом уменьшается сопротивление цементного теста сдвигу и повышается пластичность свежеотформованных растворных и бетонных смесей. С увеличением пластичности улучшается подвижность и удобообрабатываемость и снижается водопотребность этих смесей.

Добавку вводят в размере 0,2% от массы цемента.

Для расчёта принимаем санитарно-техническую кабину 1СК25л-Т ГОСТ 18048-80, марка цемента 400 (класс бетона В15), подвижностью 1-4 см по СНиП 3.09.01-85.

На 1 м3 готовых изделий необходимо:

Цемент – 320 кг

Песок – 700 кг

Щебень – 1150 кг

Вода – 190 кг

ρ=2360 кг/м3

2.2 Расчёт производственной программы бетоносмесительного цеха и потребности в сырье

Расход материала в единицу времени представлен в таблице 2.

Таблица 2 - Расход материала в единицу времени

Наименование показателя	Программа выпуска
Наименование показателя		год	сутки	смена	час
Бетонная смесь(с учёт потерь при транспортировании и формовании - 1,5%,а т.ж. с учётом некондиционных изделий -0,7%)	40000*1,022 = = 40880	40880/260= =157,2	157,2/2= = 78,6	78,6/8 = = 9,8
Цемент, т/м3	13081,6/13081,6	50,3/50,3	25,2/25,2	3,15/3,15
Щебень, т/м3	47012/31341,3	180,8/120,5	90,4/60,27	11,3/7,5
Песок, т/м3	28616/19077,3	110/73,4	55/36,6	6,8/4,5
Вода,м3/м3	7767,2/7767,2	29,8/29,8	14,9/14,9	1,9/1,9
ЛСТ (0,2%)	26,163	0,1	0,05	0,0063

Насыпная плотность по ОНТП: рц = 1 т/м3, рп = 1,5 т/м3, рщ = 1,5 т/м3 [5].

2.3 Расчёт складов вяжущих, заполнителей и химических добавок. Определение параметров и выбор основного оборудования цеха.

Количество бетоносмесителей с V готового замеса бетонной смеси 500 л (V по загрузке 750 л) определяется по формуле:

Где Qг - годовая производительность;

Кр - коэффициент резерва производства (1,2);

V6c - объем смеси (по загрузке), л;

m - коэффициент выхода смеси в плотном теле (0,67);

п - расчётное кол-во замесов в час [5];

Тф - годовой фонд рабочего времени в сут (253);

tч – число рабочих часов в сутки(16);

Кн – коэф. учитывающий неравномерность потребления и выдачи товарной смеси(0,8);

Кн/ - суточный коэф. неравномерности выдачи смеси(0,5-0,8);

Ки – коэф использования оборудования в смену(0,85).

Принимаем 2 бетоносмесителя СБ 146 Б:

габаритные размеры:2500*2330*1800 мм,

m=2750 кг,

Р=22 кВТ,

давление в пневмонасосе - 0,4-0,6 МПа,

установленная мощность – 83 кВТ,

производительность – 120 м3 в год[5].

Для подбора дозаторов определяем расход материала на замес:

Ц= V6c*Ц=0,5*320=160 кг/з;

Щ=0,5*1150=575 кг/з;

П=0,5*700=350 кг/з;

В=0,5*190=95 кг/з.

По данным расхода материала на замес принимаются следующие дозаторы:

Для цемента – АД – 400 – 2БС

Таблица 3 — Техническая характеристика

Предел взвешивания, кг

Вместимость бункера,

м3

Цикл дозирования, с

Класс точности

Погрешность дозирования, %

Р в пнев-мосмеси-тели, МПа

Габариты, м

Масса, кг

наимень ший

наибольший

400

0,75

0,4 - 0,6

3,92x1,3x3,07

1575

Для щебня -АД-800-БЩ

Таблица 4 — Техническая характеристика

Предел взвешивания, кг

Вместимость бункера,

м3

Цикл дозирования, с

Класс точности

Погрешность дозирования, %

Р в пнев-мосмеси-тели, МПа

Габариты, м

Масса, кг

наимень ший

наибольший

200

800

0,78

0,4 - 0,6

1,71x1,04x2,89

565

Для песка - АД - 500БП

Таблица 5 - Техническая характеристика

Предел взвешивания, кг

Вместимость бункера,

м3

Цикл дозирования, с

Класс точности

Погрешность дозирования, %

Р в пнев-мосмеси-тели, МПа

Габариты, м

Масса, кг

наимень ший

наибольший

100

500

0,58

0,4 - 0,6

1,71x1,04x2,51

500

Для воды - АД - 200 - 2БЖ

Таблица 6 - Техническая характеристика

Предел взвешивания, кг

Вместимость бункера,

м3

Цикл дозирования, с

Класс точности

Погрешность дозирования, %

Р в пнев-мосмеси-тели, МПа

Габариты, м

Масса, кг

лпимень ший

наибольший

200

0,3

0,4 - 0,6

1,65x1,16x2,35

475

Суммарная вместимость бункера для материала определяется по формуле:

Vщ=7,5*4/0,8=37,5 м3 ;

Vц=3,15*2/0,8=7,88 м3 ;

Vп=4,5*2/0,8=11,25 м3 ;

Vв=1,9*2/0,95=4 м3 .

Где Мi - часовой расход материала, м3 /час (в таблице 2);

N3 - кол-во часов, на которые создаётся запас материала в расходные бункера [5];

Кзап - коэффициент заполнения бункера (0,8 - 0,9).

На основании произведённого расчёта можно принять типовую автоматическую секцию БСУ с индексом 409-2841.86, оборудованную 2-мя бетоносмесителями СБ 146-Б. Часовая производительность принятой установки, указанная в технических характеристиках, составляет 30 м3 в час.

Склад цемента.

Вместимость склада цемента:

Вц= т

Где Qгод - годовая производительность предприятия, м (40880 м3 /год);
Ц - усреднённый расход цемента (0,320);

Тц - запас цемента на складе при поступлении, расчётные рабочие сутки (8 суток)[5];

1,011 - коэффициент, учитывающий потери при разгрузке и транспортных операциях;

0,8 - коэффициент заполнения силоса;

Тр - количество рабочих суток в году при разгрузке цемента ж/д транспортом (365 суток) [5].

По результатам расчёта необходимая вместимость склада - принимается типовой проект, количество и вместимость силосов и др. показатели складов. Также принимаем разгрузчик цемента, пневматический насос, пневматический винтовой подъёмник и 2 аэрожёлоба.

Таблица 7 - Склад цемента

Показатели	Индекс
Показатели		409-29-62
Тип	прирельсовый
Вместимость, т	360
Силосы: вместимость, т кол-во	60 6
Годовой грузооборот, тыс. т	17,3
Производительность при выдаче цемента, т/ч
Пневматическим насосом	20
Пневматическим винтовым подъемником в автотранспорт	45
Установленная мощность электродвигателей, кВт	52,8/60,8*
Расход сжатого воздуха при выдаче	10,5

Пневматический винтовой насос К - 287С

Таблица 8 - Технические характеристики К-287С

Показатели	Значения
Производительность, т/ч	10
Дальность подачи, включая высоту 30 м, м	200
Расход сжатого воздуха, м3/мин	9
Диаметр цементопровода, мм	100
Мощность электродвигателя, кВт	13
Габариты, м	2,83x0,52x0,6
Масса, кг	925

Пневматический винтовой подъемник ТА - 19

Таблица 9 - Технические характеристики ТА-19

Показатели	Значения
Производительность, т/ч	60
Высота лодачи, м	35
Рабочее давление в смесительной камере, МПа	0,12
Расход сжатого воздуха, м3/мин	8
Мощность электродвигателя, кВт	22
Габариты, м	2,150,710,92
Масса, кг	625
Внутренний диаметр цементопровода, мм	130
Диаметр винта, мм	150

Бетоносмесительное отделение для цеха по производству санитарно-технических кабин производительностью 40 тыс.м3 в год 📙 Курсовая → 🆔 37538