Проект бетоносмесительного цеха для производства пролетных строений мостов и путепроводов мощностью 200 тыс м3 в год

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Кубанский государственный технологический университет

Факультет строительства и управления недвижимостью 

Кафедра производства строительных изделий  и конструкций 
 
 
 

Пояснительная записка

к курсовому проекту

по  дисциплине «Технология бетона и строительных изделий»

на тему: «Проект бетоносмесительного цеха для производства пролетных строений мостов и путепроводов мощностью 200 тыс м³ в год» 
 
 
 
 

Выполнил: студент 4 курса

группы 07-С-ПМ1 Назарько А.

Руководитель: доц. Пшеничный Г. Н.

Защищен: ___________

Оценка: _____________ 
 
 
 

Краснодар

2010 г.

Реферат 
 

    Выполнен  проект бетоносмесительного цеха в технологии железобетонных ферм. Обосновано компоновочное решение. Произведен выбор основного оборудования. Рассмотрены вопросы контроля качества технологического процесса, техники безопасности и охраны труда. Приведены основные технико-экономические показатели.  

    Объем - 39 стр., рис. - 4 , табл. - 12, библ.- 5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание 

Введение ………………………………………………………………………

1. Номенклатура выпускаемых изделий……………………………………

1.1 Требования  к изделиям…………………………………………………

1.2 Требования к исходным материалам…………………………………

2. Расчет состава бетона………………………………………………………
3. Режим работы цеха…………………………………………………………
4. Расчет производственной программы цеха………………………………
5. Материальный баланс цеха………………………………………...............
6. Выбор и обоснование технологии приготовления бетонных смесей…...

6.1 Выбор технологической  компоновки………………………………….

6.2 Складирование  цемента и заполнителей………………………………

7. Выбор и расчет основного технологического оборудования ……………
8. Расчет потребности в энергетических ресурсах …………………………
9. Контроль технологического процесса и качества готовой продукции…
10. Мероприятия по технике безопасности и охране труда........................
11. Технико-экономические показатели работы цеха……………………

11.1  Штатная ведомость цеха………………………………………………

11.2 Технико-экономические показатели работы цеха……………………

Заключение …………………………………………………………………….

Список  литературы …………………………………………………………… 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Введение 

   Бетон и железобетон занимают важное место  среди материалов и изделий, применяемых  в капитальном строительстве. Широкое  применение сборного железобетона позволило  значительно сократить в строительстве  расход металла, древесины и других традиционных материалов, резко повысить производительность труда, сократить  затраты на возведения зданий и сооружений. Бетонные смеси на заводах сборного железобетона получают в бетоносмесительных цехах, которые представляют собой  высокомеханизированный, а следовательно, и самый производительный технологический передел при производстве железобетонных изделий.

   Приготовление бетонной смеси включает две основные технологические операции: дозировку  исходных материалов и их перемешивание. Важнейшим условием приготовления бетонной смеси с заданными показателями свойств, а также обеспечения постоянства этих показателей от замеса к замесу является точность дозировки составляющих материалов в соответствии с рабочим составом бетона. Дозирование производят дозаторами периодического или непрерывного действия. Перемешивание бетонной смеси производят в бетоносмесителях периодического и непрерывного действия.

   Целью данного курсового проекта является разработка высокомеханизированного  бетоносмесительного цеха для производства бетонной смеси заданной производительности.

   Поставленная  цель определила следующие задачи:

   1) анализ различных схем изготовления бетонной смеси и обоснование выбора;

   2) расчет состава бетона;

   3) выбор и расчет основного технологического  оборудования;

   4) расчет потребности в энергоресурсах;

   5) разработка мероприятий по технике  безопасности и охране труда.

  1 Номенклатура выпускаемой  продукции 

    1.1 Требования к изделиям 

   В данном курсовом проекте рассмотрено  производство пролетных строений мостов и путепроводов согласно требованиям ТУ 35-1842-88 "Строения пролётные железобетонные для мостов и путепроводов на автомобильных дорогах общего пользования". 

   Пролетные строения сборные железобетонные из балок двутаврового сечения с  предварительно напрягаемой арматурой  предназначены для мостов и путепроводов, расположенных на автомобильных  дорогах общего пользования I-V категории  для эксплуатации во всех климатических районов и подрайонах с сейсмичностью до 9 баллов включительно.

   Характеристика  принятого типоразмера балок представлена в таблице №1. 

   Таблица 1

 Рисунок 1- Эскиз балки пролетного строения 

   ВТК21С  - Облегчённая предварительно напряжённая цельноперевозимая бездиафрагменная мостовая балка длиной 21 метр обычного и северного исполнения.

   Балки пролетных строений должны удовлетворять требованиям ГОСТ 13015.0:

• по показателям фактической прочности бетона (передаточной, отпускной и в проектном возрасте);
• по морозостойкости бетона, а для ферм, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивной газообразной среды, - также по водонепроницаемости бетона;
• к маркам сталей для арматурных и закладных изделий, в том числе для монтажных петель;
• по толщине защитного слоя бетона до арматуры;
• по защите от коррозии.

   Армирование напрягаемой арматурой в виде полигональных пучков из 4-х семипроволочных прядей 15К7 по ГОСТ 13840.

   Нормируемая отпускная прочность бетона балок  с напрягаемой арматурой должна быть равна нормируемой передаточной прочности бетона, а для балок с ненапрягаемой арматурой - 50% прочности бетона на сжатие, соответствующей его классу пли марке.

   При поставке балок в холодный период года нормируемая отпускная прочность  бетона балок может быть повышена до 90% прочности бетона на сжатие, соответствующей  его классу иди марке, согласно требованиям  рабочих чертежей этих балок.

   Значения  действительных отклонений геометрических параметров полурам не должны превышать предельных:

• по длине……………………………………………………+15, -15
• по размеру поперечного сечения……………………….+12; -12

    1.2 Характеристика сырьевых материалов 

    1.2.1 Портландцемент

    По  ГОСТ 10178 принимаем портландцемент марки 500.

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

    Тонкость  помола цемента должна быть такой, чтобы  при просеивании пробы цемента  сквозь сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613 проходило не менее 85 % массы просеиваемой пробы. 

    1.2.2 Крупный заполнитель (щебень)

    По  ГОСТ 8267 принимаем щебень с маркой по дробимости 1000, фракции 5-10 (40%), 10-20 мм (60%).

    Средняя плотность зерен от 2,0 до 3,0 г/см³.

    Содержание  зерен слабых пород не более 5% по массе.

    Содержание  пылевидных и глинистых частиц не более 2% по массе.

    Содержание  глины в комках не более 0,25% по массе.

    Потеря  массы при распаде не должна превышать 3% по массе. 

   1.2.3 Мелкий заполнитель (песок)

   По  ГОСТ 8736 принимаем мелкий природный песок с модулем крупности Мк=1,5 – 2.

   Полный  остаток песка на сите с сеткой № 063 должен составлять 10 – 20% по массе.

   Истинная плотность зерен от 2,0 до 2,8 г/см³.

   Содержание  в песке пылевидных и глинистых  частиц, а также глины в комках не должно превышать значений: 3 и 0,35% по массе соответственно. 

   1.2.4 Вода

   По  ГОСТ 23732 вода должна удовлетворять следующим требованиям:

• Вода не должна содержать пленки нефтепродуктов, жиров, масел.
• Содержание в воде растворимых солей, ионов SO₄^-2, Cl^-1 и взвешенных частиц не должно превышать величин следующих величин, мг/л: 5000, 2700, 1200, 200 соответственно.
• Водородный показатель воды (рН) не должен быть менее 4 и более 12,5.

    2 Расчет состава бетона 

    Исходные  данные:

 1. марка бетона 450, класс В35.

 2. жесткость бетонной смеси 20 с.

 3. портландцемент  М500, ρ^ц=3100 кг/м³

 4.песок ρ^п=2630 кг/м³ фр. 1,25 - 2,5 и 2,5 -5 мм

 5. щебень  фр. 5-10 и 10-20 мм, ρ^щ₀=1500 кг/м³, ρ^щ=2550 кг/м³ 

Определим водоцементное отношение. 
 

 где  А- коэффициент, учитывающий качество заполнителя, равен 0,6.

   R_б- проектная марка бетона;

   R_ц- активность цемента. 

   Тогда расход цемента составит:

   ,           (3)

   где В – расход воды. Ориентировочно принимаем В=160 л. 

   Определяем  расход крупного заполнителя (щебня) по формуле (кг/м³): 

где V – пустотность крупного заполнителя в относительных единицах;

  – коэффициент раздвижки зерен заполнителя; =1,1

 ρ^щ₀ – насыпная масса щебня, кг/м³;

 ρ^щ – истинная плотность щебня, кг/м³.

    Пустотность щебня составит: 
 

    Тогда: 

    Расход  мелкого заполнителя (песка): 
 
 

   Средняя плотность бетонной смеси: ρ₀=2,368 кг/л, или 2368 кг/м³

  Таблица 2 - Проектный расход материалов на 1 м³ бетонной смеси.

   Примечание: Рассчитанный состав корректируется в процессе производства.

  3 Режим работы цеха 

   Принимаем для бетоносмесительного цеха двухсменный  режим работы при пятидневной  рабочей неделе.

   При определении режима работы предприятия  принимаем следующие данные:

• Расчетное количество рабочих суток в году для БСЦ –         262
• Количество рабочих смен в сутки     2
• Продолжительность рабочей смены, ч    8

   Годовой фонд времени работы основного технологического оборудования принимается – 247 дней (сокращается на длительность  остановок необходимых для ремонта, переналадки, переоснастки и т.д.).

   Годовой коэффициент использования основного  технологического оборудования – 247: 262=0,943.

   Данные  по режиму работы БСЦ заносим в таблицу 1. 

   Таблица 3 -Режим работы цеха

   4 Расчет производственной программы 

   Программа производства бетонных смесей определяется в соответствии с выпуском изделий  на технологических линях формовочного цеха.

   Результаты  расчетов приводятся в таблице 4.

   Часовая, сменная, суточная производительность цеха рассчитывается по формулам: 
 
 

   где - заданная годовая производительность;

          - расчетное количество рабочих суток в году;

         В – расчетный годовой фонд рабочего времени;

         n – число рабочих смен в сутки. 

   где r – продолжительность рабочей смены.

    м³/сут

   м³/см

   м³/час 

Таблица 4 - Производственная программа по формуемым изделиям

  5 Материальный баланс цеха 

   Потребность проектируемого БСЦ в бетонных смесях в год, сутки, смену, час с учетом производственных потерь и брака определяем по формуле: 

   где П₀ – годовая, суточная, сменная, часовая производительность по формуемым изделиям.

         Б – производственные потери.

   Принимаем производственные потери и брак по бетонной смеси – 0,5 %.

     м³/год

     м³/сут

     м³/см

     м³/ч 

   Таблица 5 - Производственная программа по бетонной смеси

   Рассчитаем  потребность в материалах по формуле: 

   где Q – расход материала, кг/м³;

         П_i - потребность смеси в год, в сутки, в смену, в час;

   Полученные  значения предоставлены в таблице 6. 
 

Таблица 6 -Потребность в материалах для приготовления бетонной смеси

   6 Выбор и обоснование технологии приготовления бетонных смесей 

6.1 Выбор технологической  компоновки 

   Важным  отличительным признаком бетоносмесительных цехов и заводов является их технологическая  компоновка. По вертикальной компоновке различают установки с одно- и  двухступенчатой схемой. При двухступенчатой, или партерной, схеме материалы поднимают в два приема – сначала в расходные бункера, затем с помощью конвейеров или скиповых подъемников в загрузочные устройства смесителей. При такой схеме требуется здание небольшое по высоте, но значительных размеров в плане. Это облегчает монтаж оборудования, однако требует большого числа подъемного оборудования и увеличения продолжительности технологического цикла.

   При большой производительности бетоносмесительные узлы заводов ЖБИ компонуют по вертикальной схеме с однократным подъемом материалов в расходные бункера. Этот способ организации производства БСЦ является экономически выгодным за счет снижения производственных площадей. Вертикальная планировка снижает энергозатраты и металлоемкости оборудования  за счет движения материала самотеком.

   Цех состоит из 4-х отделений: надбункерного (2 этажа), дозаторного, смесительного и отделения выдачи бетонной смеси.

   Материалы подают в подбункерный этаж с помощью наклонных ленточных конвейеров. Для подачи заполнителей используют так же  поворотные воронки, для цемента и других порошкообразных материалов применяют шнеки и пневматический транспорт. В последнем случае для очистки воздуха от цементной пыли устанавливают циклоны и матерчатые фильтры.

   Расходные бункера делятся на отсеки. Для  крупного заполнителя предусматривают  обычно три отсека, для мелкого  – два, для цемента – два. С  целью свободного перемещения и  перемешивания сыпучих материалов углы наклона днищ бункеров выполняют  больше углов естественного откоса  50º-60º. Чтобы  не было зависания заполнителей при повышенной влажности, на стенах нижней части бункера вибрационные свободообрушители.

   В бункерах предусматривают  устройства аспирации цемента и указатели  уровней заполнителей отсеков бункера.

   Дозаторы  сухих компонентов бетонной смеси  загружают из соответствующих отсеков  бункера. Вода поступает в дозатор  из установленного бака, наполняемого из водопроводной магистрали. Для  изменения в нужном направлении  свойств бетонной смеси и бетона в бетонную смесь добавляют химические вещества в небольшом количестве (0,1-2 % массы цемента).

   Запас материалов в расходных бункерах принимают обычно для заполнителей — на 1-2 ч, цемента — на 2-3 ч. Дозаторы сухих компонентов бетонной смеси  загружают из соответствующих отсеков  бункера. Вода поступает в дозатор из установленного над ним бака, наполняемого из водопроводной магистрали. Водные растворы добавок подают в дозаторы с помощью, циркуляционного трубопровода от установок по приготовлению добавок. Смесители загружают сухими компонентами по рукавному желобу с перекидным клапаном.

   Перемешивание бетонной смеси производят в бетоносмесителях периодического действия. В них рабочие циклы машины протекают с перерывами, т. е. в них периодически загружаются отвешенные порции материалов, которые перемешиваются, а далее бетонная смесь выгружается.