Бетоносмесительный цех завода железобетонных изделий производительностью 45000 м3 смесей в год

 

1 Характеристика  изделий 2

1.1 Плита перекрытия  ПБ 20-12-8 2

1.2 Лестничный  марш ЛМ - 2П ГОСТ 9818-85 3

1.3 Лестничная  площадка ЛП – 1П 4

2 Выбор материалов  для приготовления бетонной смеси 5

3 Расчет состава  бетонов и растворов 6

3.1 Расчет  состава бетона В20 для ПБ 20 –  12 – 8 6

3.2 Расчет  состава бетона В40 для ЛМ - 2П  и ЛП – 1П. 7

3.3 Расчет  состава раствора М150 8

3.3 Расчет  состава раствора М50 9

4 Определение  режима работы предприятия, годовой  и суточной потребности цеха  в заполнителях и вяжущих. 10

5 Выбор технологической  схемы производства 14

6 Выбор технологического  оборудования 15

6.1 Смесительное  отделение 15

6.2 Дозаторное  отделение 18

6.3 Бункерное  отделение 20

7 Бетонораздаточное  отделение 24

7.1 Расход  сжатого воздуха по цеху 24

7.2 Выбор оборудования  для очистки воздуха 25

8 Расчет складского  хозяйства 26

8.1 Склад заполнителей 26

8.2 Склад цемента 27

8.3 Расчет  конвейерного оборудования. 28

9 Основные  технико–экономические данные проектируемого  цеха 30

9.1 Список  оборудования цеха 30

9.2 Список  электродвигателей и расчет расхода  электроэнергии 31

9.3 Штаты цеха 32

Заключение 33

Библиографический список 34

 

 

 

1 Характеристика  изделий

1.1 Плита перекрытия  ПБ 20-12-8

Рисунок 1.1 – Схема плиты перекрытия

 

Таблица 1.1 – Характеристики ПБ 20-12-8

Плиты перекрытий стенловые ГОСТ 9561 - 91
Марка изделия	Размеры, мм			Объем, м3
	Длина (L)	Ширина (B)	Высота (H)
ПБ 20-12-8	1980	1197	220	0,528

 

 

 

1.2 Лестничный марш ЛМ - 2П ГОСТ 9818-85

Рисунок 1.2 – Схема лестничного  марша (ЛМ - 2П)

 

Таблица 1.2 – Характеристики ЛМ – 2П

Марка	Габаритные размеры, мм			Объем изделия, м3	Масса, т
	Длина (L)	Ширина (B)	Высота (H)
ЛМ – 2П	1661	1200	806	0,37	0,93

 

 

 

 

1.3 Лестничная площадка ЛП – 1П

Рисунок 1.3 – Схема лестничной площадки (ЛП - 1П)

 

Таблица 1.3 – Характеристики ЛП – 1П

Марка	Габаритные размеры, мм			Объем изделия, м3	Масса, т
	Длина (L)	Ширина (B)	Высота (H)
ЛМ – 1П	2820	1370	320	0,45	1,15

 

 

 

 

2 Выбор материалов  для приготовления бетонной смеси

В качестве вяжущего для ПБ 20-12-8 выбираем портландцемент по ГОСТ 10178-85 марки ПЦ400. Истинная плотность портландцемента 3100 кг/м³, а насыпная 1100 кг/м³. Для лестничных маршей и площадок ПЦ600,

В качестве крупного заполнителя для ПБ – 12 – 8, ЛМ – 2П, ЛП -1П принимаем гравий гранитный с пределом крупности 40 мм. Насыпная плотность крупного заполнителя 1380 кг/м³. Влажность материала 7 %. Средняя плотность 2810 кг/м³.

В качестве мелкого заполнителя для растворов  принимаем песок. Средняя плотность  мелкого заполнителя 2560 кг/м³. Влажность материала 7 %. Насыпная плотность 1240 кг/м³. Мелкий заполнитель для бетонных смесей отсев гранитный. Средняя плотность 2700 кг/м³. Влажность материала 7 %.  Насыпная плотность 1350 кг/м³.

 

 

 

3 Расчет  состава бетонов и растворов

Расчет  состава призван обеспечить заданные показатели свойств смесей при наименьшей стоимости материалов и наименьших, производительных затратах, с учетом технологических режимов изготовления изделий. Состав выражается в виде расхода  составляющих материалов по весу на 1 м³ смеси.

3.1 Расчет состава  бетона В20 для ПБ 20 – 12 – 8    

1. Определяем водоцементное  отношение.

, где                                   (2.1)

А –  коэффициент учитывающий качество заполнителя, принимаем А = 0.6,

R_ц – марка цемента по ГОСТ 1078-85, ПЦ400.

R_б – средняя кубиковая прочность в кгс/см².

 

2. Определяем расход воды по таблице 3.6 [1, с.11]

Для бетона класса В20 при максимальной крупности заполнителя 40 мм и жесткости смеси 5-10 с, расход воды составит 170 л/м³.

3. Расход цемента.

По формуле:

                                                    (2.2)

    _{Ц=170/0,51=333} кг/м³  

4. Расход гравия по методу абсолютных объемов.

, где                             (2.3)

α –  коэффициент раздвижки зерен  заполнителя, α =1,1 для жестких смесей

П_г – пустотность гравия,

      _{[2]                    (2.4)}

р_г – плотность гравия, р_щ = 2810 кг/м³.

γ_г – насыпная плотность гравия, равная 1380 кг/м³.

 кг/м³.

5. Расход мелкого заполнителя по методу абсолютных объемов.

 

Ц, П, В, Щ – расход цемента, песка, воды и гравия.

р_ц, р_г, р_о – плотность цемента, гравия и отсева.

_{П=(1000-(333/3.1+170+1342/2.81))*2,7=662} кг/м³.

Таблица 3.1
МАТЕРИАЛ	РАСХОД, кг/м3
ПЦ 400	333
Вода	170
Отсев	662
Гравий	1342

3.2 Расчет состава  бетона В40 для ЛМ - 2П и ЛП  – 1П.

Расчет аналогичен предыдущему

1. Определяем водоцементное отношение.

 

2) Определяем расход воды по таблице 3.6 [1, с.11]

Для бетона класса В40 при максимальной крупности заполнителя 40 мм и жесткости смеси 5-10 с, расход воды составит 170 л/м³.

3) Расход цемента.

    _Ц=170/0,55=309 кг/м³  

4) Расход гравия по методу  абсолютных объемов.

, где

α –  коэффициент раздвижки зерен  заполнителя, α =1,1 для жестких смесей

П_г – пустотность гравия,

 

р_г – плотность гравия, р_щ = 2810 кг/м³.

γ_г – насыпная плотность гравия, равная 1380 кг/м³.

 кг/м³.

5) Расход мелкого заполнителя  по методу абсолютных объемов.

_{П=(1000-(309/3.1+170+1342/2.81))*2,56=900} кг/м³

 

Таблица 3.2
МАТЕРИАЛ	РАСХОД, кг/м3
ПЦ 400	309
Вода	170
Песок	900
Гравий	1342

3.3 Расчет состава раствора М150

Поскольку раствор готовят без крупного заполнителя, расчет состава производим аналогично расчету мелкозернистого  бетона

1. Определяем расход В/Ц.

_{, где                            (2.5)}

А –  коэффициент учитывающий качество заполнителя, принимаем А=0,75,

R_ц – марка цемента, ПЦ400.

R –  средняя кубиковая прочность, кгс/см². R=150,

 

2. Определяем Ц/О по графику III.15 [1, с.290] в зависимости от В/Ц и подвижности (по расплыву конуса 20,5 см)

 

3. Определяем расход цемента

Ц=1000/(1/ρ_ц +В/Ц+n/ρ_о), где                                     (2.6)

n – соотношение между цементом и песком

 кг/м³

4. Расход воды

                                                   (2.7)

 л/м³

5. Расход песка

                                                        (2.8)

 

 

Таблица 2.3

МАТЕРИАЛ	РАСХОД, кг/м3
ПЦ400	292
Вода	222
Отсев	1752

3.3 Расчет состава  раствора М50

Поскольку раствор готовят без крупного заполнителя, расчет состава производим аналогично расчету мелкозернистого  бетона

6. Определяем расход В/Ц.

_{, где                            (2.5)}

А –  коэффициент учитывающий качество заполнителя, принимаем А=0,75,

R_ц – марка цемента, ПЦ400.

R –  средняя кубиковая прочность, кгс/см². R=50,

 

7. Определяем Ц/П по графику III.15 [1, с.290] в зависимости от В/Ц и подвижности (по расплыву конуса 20,5 см)

 

8. Определяем расход цемента

Ц=1000/(1/ρ_ц +В/Ц+n/ρ_п), где                                     (2.6)

n – соотношение между цементом и песком

 кг/м³

9. Расход воды

                                                   (2.7)

 л/м³

10. Расход песка

                                                        (2.8)

 

 

 

Таблица 2.3

МАТЕРИАЛ	РАСХОД, кг/м3
ПЦ400	222
Вода	232
Песок	1776

 

4 Определение режима  работы предприятия, годовой и  суточной потребности цеха в  заполнителях и вяжущих.

Режим работы бетоносмесительного цеха, работающего  с двумя выходными днями, принимаем  следующий:

• количество рабочих суток в году – 260
• количество рабочих суток при выгрузке сырья и материала с Ж\Д транспорта – 365
• количество рабочих смен – 2
• количество рабочих часов в году – 4168
• годовой фонд работы технологического оборудования: 260*0,95=247 суток [2].

Годовой расход материалов определяют по видам  и маркам, исходя из количества заданных видов бетона и раствора, а также  результатов расчета составов раствора и бетона.

Годовой объем  определяется с учетом потерь бетонной смеси, составляющих 0,5%.

V_г=45000+45000*0,005=45225 м³

 

 

 

 

Таблица 4.1 – Годовая производительность (с учетом потерь бетонной смеси) по отдельным маркам бетона и раствора

Класс (марка) бетона или  раствора	Объем бетонной смеси или  раствора
	%	м3
В20	75	33918
В40	25	11306
М150	80	36180
М50	20	9045

 

Таблица 4.3 – Расчет расхода материалов

Марка	Материал	Мт, т	Мп, т	Мпw, т
B20	ПЦ400	11295	11765	11765
	Гравий	45518	47913	51519
	Вода	5766	6069	6256
	Отсев	22453	23634	25412
B40	ПЦ400	3494	3640	3640
	Воды	1922	2023	2175
	Гравий	15172	15970	17172
	Песок	10175	10711	11766
M150	ПЦ400	10565	11005	11005
	Вода	8032	8454	9090
	Песок	63387	66723	68786
М50	ПЦ400	2008	2091	2091
	Вода	2099	2209	2375
	Песок	16064	16909	18181

 

Примечания:

М_т= Р_уд* V_г, т                                                          (4.1)

М_т- годовой теоретический расход материала, т

Р_уд- удельный расход материала, кг/м³

V_г- заданный годовой объем, м³

              М_п= М_т*100/(100-П), т                                                (4.2)

М_п- практический годовой расход материалов с учетом потерь, т

П- производственные потери, % (для заполнителей 5 %, для цемента 4 %)

М_п^w=М_п*100/(100-W), т                                                (4.3)

М_п^w- практический годовой расход материалов в состоянии естественной влажности, т

W- влажность материала, % (для заполнителей 7 %)

 

 

В ид	V, м3/ год	Расход на 1 м3, кг				Расход компонентов, т
						цемент			гравий			Песок (отсев)			вода
		Ц	Г	П(О)	В	час	сут	год	час	сут	год	час	сут	год	час	сут	год
B20	33918	333	1342	662	170	2,82	45,25	11765	12,4	198	51519	6,1	98	25412	1,50	24,06	6256
B40	11306	309	1342	900	170	0,875	14	3640	4,12	66	17172	2,8	45,25	11766	0,52	8,36	2175
M150	36180	292		1752	222	2,64	42,32	11005				16,5	264,6	68786	2,18	34,96	9090
М50	9045	222		1776	232	0,5	8,04	2091				4,37	70	18181	0,57	9,1	2375
ИТОГО						6,83	109,6	28501	16,5	264	68691	29,8	477,9	124145	4,77	76,48	19896

 

 

 

Таблица 4.4 – Ведомость  расхода материалов по маркам бетон

 

 

 

5 Выбор  технологической схемы производства

Технологическим процессом называется совокупность технологических операций, в процессе которых предмет труда изменяет форму, размеры и свойства. Правильно  организованный технологический процесс  является определяющей частью производственного  процесса и влияет, в конечном итоге, на производительность труда, количество и стоимость продукции.

Выбираем  одноступенчатую технологическую  схему производства бетонных смесей и растворов (рисунок 5.1).

Она характеризуется однократным  подъемом материала на необходимую  высоту и загрузкой его в расходные  бункера, расположенные на верхнем  этаже смесительного отделения. Перемещение материала из бункеров в дозаторы, а затем в смесительные агрегаты и расположенные под  ними устройства для готовой смеси  происходит под действием силы тяжести. Недостатком такой системы является большая высота здания.

Рисунок 5.1 – Технологическая  схема производства бетонной смеси

6 Выбор  технологического оборудования

6.1 Смесительное  отделение

Определяем  часовую производительность бетоносмесителей для каждой смеси отдельно по формуле (таблица 6.1):

Q_ч=k1*k2*k3*P_б/m*n, м³/ч                                               (6.1)

m –  число рабочих часов в сутки; m=16,

n –  число  рабочих дней в месяц; n=21,

k₁– коэффициент часовой неравномерности; k=1,4,

k₂– месячный коэффициент использования оборудования; k=1,2,

k₃– коэффициент учитывающий, что производительность бетоносмесительной установки, должна обеспечивать максимальную суточную потребность в бетонных и растворных смесях с резервом не менее 20 %; k₃=1,2,

Р_б – наибольшая планируемая месячная потребность в бетонной смеси, м³.

Q_ч= 0,006*P_б, м³/ч                                                     (6.2)

Таблица 6.1 – Требуемая  часовая производительность бетоносмесителей

Марка бетона	P б, м3	Qч ,м3/ч
В20	2826,5	16,959
В40	942,1	5,6256
М150	3015	18,09
М50	753,75	4,5225

Выбираем смесители и  определяем их производительность[2].

Таблица 6.2 – Виды смесителей и их производительность
Марка бетона	Тип смесителя	Объем готового замеса, м3
В20	СБ-146	0,5
В40	СБ-146	0,5
М150	СБ-146	0,6
М50	СБ-146	0,6

 

 

 

Определим объем замесов в течение часа

Q_см^ч=V*n*m*k_и, м³/ч                                                 (6.3)

V –  объем смесительного барабана  по загрузке,0,5 или 0,6 для раствора  м³;

n –  число замесов в час, 40 или 35 для раствора;

m –  коэффициент выхода бетона (для  бетонов 0,67, для растворов 0,8);

k_и – коэффициент использования во времени в час, k_и=0,91.

Q_см^{ч б1}=0,75*40*0,67*0,91=18,29 м³/час.

Q_см^{ч б2}=0,75*40*0,67*0,91=18,29 м³/час.

Q_см^{ч р3}=0,75*35*0,8*0,91=19,11 м³/час.

Q_см^{ч р3}=0,75*35*0,8*0,91=19,11 м³/час.

Для приготовления бетонной смеси и  растворов принимаем тарельчатые  смесители (принудительного действия с вертикально расположенным  валом).

Данный  тип смесителей обеспечивает более  однородное и тщательное перемешивание  материалов. При этом берем небольшой  запас для возможности увеличения производительной мощности. Количество бетоносмесителей принимается минимальное, но не меньше двух.

Количество  бетоносмесителей может быть рассчитано по формуле:

Z=Q_ч/Q_см,ч                                                                                      (6.4)

Z₂₀=16,95/18,29=0,92

Z₄₀=5,62/18,29=0,3

Z₁₅₀=18,09/19,11=0,94

Z₅₀=4,52/19,11=0,23

Количество  бетоносмесителей принимаем минимальное, но не менее 2. В данном случае Z=2 шт.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6.3 – Характеристика бетоносмесителя  принудительного действия

Показатели	СБ-146
Объем готового замеса, л
по бетонной смеси	500
по раствору	600
Вместимость по загрузке, л	750
Число циклов в 1 ч при приготовление:
бетонной смеси	40
раствору	35
Наибольшая крупность  заполнителя, мм	70
Частота вращения рабочего органа, об/мин	25,8

 

 

 

6.2 Дозаторное  отделение

При выборе дозатора учитывается, что емкость  бункера у дозаторов должна быть на один замес.

Таблица 6.4 – Вид дозатора в зависимости  от расхода материалов

Тип смесителя	Расход материалов на 1 замес, кг
	Цемент	Песок (отсев)	Гравий	Вода
B20	167	331	671	85
	АВДЦ-425 М	АД-2000-БП	АД-800-БЩ	АВДЖ-425/ 1200 М
B40	155	450	671	85
	АВДЦ-425 М	АД-2000-БП	АД-800-БЩ	АВДЖ-425/ 1200 М
M150	175	1051	-	133
	АВДЦ-425 М	АД-2000-БП	-	АВДЖ-425/ 1200 М
М50	133	1066	-	139
	АВДЦ-425 М	АД-2000-БП	-	АВДЖ-425/ 1200 М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6.5 – Техническая характеристика дозаторов

Параметры	АВДЦ-425 М	АД-2000-БП	АД-800-БЩ	АВДЖ-425/1200 М
Предел взвешивания кг: Наименьший Наибольший	30 150	400 2000	200   800	20   200
Погрешность	2	2	2	2
Давление в пневмосети, МПА	0,5-0,6	0,5-0,6	0,5-0,6	0,5-0,6
Длина, мм Ширина, мм Высота, мм	1810 960 2070	2420 1500 3350	1710 1040 2890	1550 940 2100
Масса, кг	490	1000	565	350

 

 

 

 

 

 

6.3 Бункерное отделение

Расходные бункера проектируем  так, чтобы они могли содержать  необходимые для приготовления  бетонной смеси материалы на 2-4 часа работы. Запас материалов: для цемента 3 часа, а для заполнителей – 2 часа [2].

 Рассчитаем объем бункеров:

V=(W*t/γ)*K, м³                                                    (6.5)

W – количество расходуемого  материала, кг/час;

t – время, на которое  засыпается материал, час;

γ – насыпная плотность  влажного материала, кг/м³;

К – коэффициент перехода от полезного к геометрическому  объему, К=1,15.

 

Для бетона В20:

• V_ПЦ400=(2820*3/1100)*1,15=8,84 м³;
• V_о=(6100*2/1350)*1,15=10,39 м³;
• V_г=(12400*2/1380)*1,15=20,66 м³;
• V_в=(1500*2/1000)*1,15=3,45 м³.

Для бетона В40:

• V_ПЦ600=(875*3/1100)*1,15=2,74 м³;
• V_п=(2800*2/1240)*1,15=5,2 м³;
• V_г=(4120*2/1380)*1,15=6,86 м³;
• V_в=(520*2/1000)*1,15=1,2 м³.

Для раствора М150:

• V_ПЦ400=(2640*3/1100)*1,15=9,10 м³;
• V_о=(16500*2/1350)*1,15=28,11 м³;
• V_в=(2180*2/1000)*1,15=5,0 м³.

Для раствора М50:

• V_ПЦ400=(500*3/1100)*1,15=1,72 м³;
• V_п=(4370*2/1240)*1,15=8,10 м³;
• V_в=(570*2/1000)*1,15=1,31 м³.

Для материалов выбираем призмо-пирамидальные бункера.

Необходимый объем бункеров составляет:

• для цемента ПЦ400 – 19,66 м³;
• для цемента ПЦ600 – 2,74 м³;
• для песка – 13,3 м³;
• для отсева – 38,5 м³;
• для гравия – 27,52 м³;
• для воды – 10,96 м³.

Определим геометрические размеры  бункера методом подбора. Объем  верхней призматической части бункера  будет равен: