Цех по производству шлакоблоков
Федеральное агентство по образованию.
Восточно-Сибирский Государственный Технологический Университет.
Кафедра «ПСМИ».
Курсовой проект на тему:
«Цех по производству шлакобетонных камней мощностью 12000м³/год».
Выполнил: студент з/о 5курс
ПСМИК Михалёва Е.А.
Улан-Удэ 2011г
Содержание:
Введение.
- Расчет начального состава бетона.
- Характеристика выпускаемого изделия и требования.
- Определения режима работы предприятия.
- Обоснование технологической схемы производства.
- Проектирование складов сырья
- Склад заполнителя.
- Склад цемента.
- Смесительный цех.
- Формовочный цех.
- Склад готовой продукции.
- Список использованной литературы.
Введение.
Бетон был изобретён ещё в Древнем Риме. Они изобрели бетон, который, застывая, приобретал прочность и долговечность камня. Все это позволило римлянам создать величественное.
Самым важным свойством бетона является
его прочность, т. е. способность
сопротивляться внешним силам не разрушаясь.
Как и природный камень, бетон лучше всего
сопротивляется сжатию, поэтому за критерий
прочности бетона строители приняли предел
прочности бетона при сжатии. В зависимости
от прочности на сжатие бетон делится
на марки. Марку бетона строители определяют
по пределу прочности эталонного. Так,
в России в строительстве применяют следующие
марки бетона: «600», «500» , «400», «300», «250»,
«200» «150», «100» и ниже. Выбор марки зависит
от тех условий, в которых будет работать
бетон.
Прочность бетона зависит от прочности
каменного заполнителя (щебня, гравия)
и от качества растворенного в воде цемента:
бетон будет тем прочнее, чем прочнее каменные
заполнители и чем лучше они будут скреплены
цементным клеем. Прочность природных
камней не изменяется со временем, а вот
прочность бетона со временем растет.
Другим важным свойством бетона является
плотность – отношение массы материала
к его объему. Плотность бетона всегда
меньше 100%.
Плотность сильно влияет на качество бетона,
в том числе и на его прочность: чем выше
плотность бетона, тем он прочнее. Поры
в бетоне, как правило, появляются при
его изготовлении: в результате испарения
излишней воды, не вступившей в химическую
реакцию с цементом при его твердении,
при недостатке цемента.
С плотностью связано и обратное свойство
бетона – пористость – отношение объема
пор к общему объему материала. Пористость
как бы дополняет плотность бетона до
100%.
Шлакобетон – это еще один популярный вид кладочных строительных материалов. Эти стеновые блоки изготавливаются из смеси цемента (или гипса), песка, угольного шлака, воды и специальных добавок. Чаще всего этот материал применяется при возведении наружных стен зданий.
Для производства шлакобетона используется шлак, очищенный от вредных примесей, способных снизить качество готового материала. Он может иметь различные фракции, от размера которых зависит марка готового материала, его эксплуатационные качества и сфера применения. Например, шлакобетонные блоки марки 10, обладающие невысокой прочностью, как правило, применяются в качестве теплоизоляции внутренних стен. Вместе с тем, шлакобетон, начиная с марки 75 и выше, широко используется для строительства несущих конструкций. При необходимости шлакобетон может быть усилен с помощью арматуры, что особенно актуально для монолитного строительства.
1.Расчет начального состава бетона.
Характеристика бетона |
Характеристик цемента |
Характеристика песка |
Характеристика крупного заполнителя |
Качество заполнителя | ||||||||||
Вид конструкции |
Условия службы |
Способ укладки |
М б |
ρ |
ρна |
ρ |
ρ0 |
Wп |
Вп |
ρ |
ρ0 |
W |
||
Камень бетонный |
Пром здания |
- |
400 |
3,1 |
1,2 |
2,9 |
1,67 |
0 |
4 |
Щ |
3,1 |
1,52 |
1 |
Высококачественный |
зщс | |||
ρ |
ρ0 |
Wп |
Вп |
- Поскольку условия эксплуатации нормальные, применяем портландцемент с плотностью 3,1.
- Определяем цементно- водное отношение:
Ц/В=R28 /(А*Rц)+0,5=351/(0,65*400)+0,
R28-заданная марка бетона в возрасте 28 суток.
А- коэффициент учитывающий
Rц-активность (марка) цемента.
- В/Ц=1/1,85=0,54
- При расходе цемента свыше 400 кг/м расход увеличивается на 10л. на каждые 100 кг увеличивается расход цемента.
В=Втабл =(Вп –7)*5
- Расход цемента:
Ц=В/(В/Ц)= 137,5/0,54=255 кг.
- Расход заполнителя:
Пустотность щебня αк = ρн.к. / ρк. =1-1,53/2,7=0,433
Объем цементного теста Vт.ц. =274*3,1+180/1=268 дм3
Коэффициент раздвижки к’р.з. =1,36+(7-7)*0,03=0,041
К= 1000/(0,433*0,041/1,52+1/3,1)=
Абсолютный объем заполнителя:
V=1000-B/ ρ -Ц/ ρ=1000-137,5-255/3,1=1000-137,
Песок: П=780,2*0,2*1,4=218,4=219
Щебень: Ш=780,2*0,5*0,8=312
Шлак: Щ=780,2-218,4-312=249,8=250
Расход материалов на приготовление 1 м3 бетона составит:
материал |
Показатель, кг |
Цемент Вода Шлак Песок Щебень |
255 137,5 312 219 250 |
- Рабочий состав бетона.
Масса воды, содержащаяся в щебне при влажности 2% равна 250*0,02=5 кг, шлаке 8% равна 312*0,08=24,96=25
а в песке при влажности 4%- 219*0,04=8,76 кг
Масса добавляемой воды (с учетом содержащейся в заполнителях):
137,5-5-25-8,76=98,7 кг
Расход материала на 1 м3 бетона рабочего состава, кг:
Материал |
Показатель, кг |
Цемент Вода Песок Щебень Шлак |
255 98,7 219+8,76=228 250+5=255 312+25=337 |
ИТОГО:1173,7 |
При этом истинное значение В/Ц остается неизменным, а кажущееся В/Ц=98,7/255=0,38
Рабочий состав бетона по массе:
255/255:98,7/255: 228/255:255/255:337/255=1:0,
2.Характеристика
выпускаемого изделия и
Технология производства изделий методом объемного вибропрессования заключается в совместном воздействии вибрации и минимального давления на бетонную смесь.
Преимущества получения
- использование в основном местных материалов: кварцевый песок, отходы промышленности (шлак, кирпичный бой и пр.), теплоэнергетики (топливные шлаки и золы), попутно добываемых продуктов (отсевы от производства щебня, гравия) и др.;
- применение серийно выпускаемого формовочного оборудования (вибропресса различных модификаций), способных к быстрой переналадке при переходе на производство изделий другой номенклатуры;
- организация производства на небольших площадях с минимальными капвложениями при быстрой их окупаемости (менее одного года);
- получение готовой продукции с требуемыми физико-механическими и эксплуатационными характеристиками (прочностью, морозостойкостью, водопоглощением и др.), с точными геометрическими параметрами, высокой архитектурной выразительностью.
Камни бетонные стеновые (далее — камни), изготовленные методом объемного вибропрессования должны соответствовать требованиям ГОСТ 6133-99 «Камни бетонные стеновые. Технические условия» и изготавливаться по технологическому регламенту, утвержденному предприятием-изготовителем.
Камни применяют в соответствии с действующими строительными нормами и правилами при возведении стен и других конструкций зданий и сооружений различного назначения.
В зависимости от назначения камни выпускают:
- лицевые и рядовые;
- для кладки наружных и внутренних стен
(порядовочные, угловые, перевязочные)
и перегородок (перегородочные).
Лицевые камни в зависимости от применения изготавливают с двумя лицевыми поверхностями: боковой и торцевой или с одной — боковой; с гладкой, рифленой или колотой фактурой лицевой поверхности; по цвету - неокрашенными или цветными из бетонной смеси с пигментами или с применением цветных цементов.
Как правило, камни изготавливают в форме прямоугольного параллелепипеда. По заявке потребителя допускается изготовление камней другой формы (лекальные, фасонные и т.п.) и других размеров, отвечающих требованиям модульной координации размеров в строительстве.
Номинальные размеры камней приведены в таблице 1.
Таблица 1
Тип камней |
Длина l, мм |
Ширина b, мм |
Высота h, мм |
Для кладки стен |
288 |
288 |
138 |
288 |
138 |
138 | |
390 |
190 |
188 | |
290 (288) |
190 |
188 | |
190 |
190 |
188 | |
90 |
190 |
188 | |
Для перегородок |
590 |
90 |
188 |
390 |
90 |
188 | |
190 |
90 |
188 |
Допустимые предельные отклонения
от номинальных размеров:
- по длине и ширине ±3 мм;
- по высоте ±4 мм;
- по толщине стенок и перегородок +3 мм.
Камни изготавливают пустотелыми
и полнотелыми. Пустоты (сквозные и
несквозные) необходимо располагать
перпендикулярно опорной
Масса камня должна быть не более 31 кг.
Толщина наружных стенок пустотелых камней должна быть не менее 20 мм.
Толщина вертикальной диафрагмы (минимальная толщина перегородок) должна быть не менее 20 мм, горизонтальной диафрагмы для камней с несквозными пустотами - не менее 10 мм.
Условное обозначение камней при заказе состоит из сокращенного обозначения камня - К, его области применения и назначения (С - для кладки стен или П - для перегородок, Л - лицевой или Р - рядовой), вида камня с точки зрения его использования в кладке (ПР - порядовочный, УГ - угловой, ПЗ - перевязочный) и наличия пустот (ПС - пустотелый), длины в сантиметрах, марки по прочности, марки по морозостойкости, средней плотности и обозначения настоящего стандарта.
По прочности при сжатии камни из тяжелых и мелкозернистых бетонов подразделяют на марки: 300, 250, 200, 150, 125, 100, 75, 50; из легких бетонов - 100, 75, 50, 35, 25.
Прочность камня в проектном
возрасте и при отгрузке потребителю
должна быть не менее требуемой прочности
для соответствующего возраста, которая
назначается предприятием-
Нормируемая прочность камня в проектном возрасте должна соответствовать установленной в таблице 2 для конкретной марки камня.
Таблица 2
|
Предел прочности при сжатии, МПа (кгс/см2), не менее | |
средний для трех камней |
наименьший для одного из трех камней | |
300 |
30,0 (300) |
25,0 (250) |
250 |
25,0 (250) |
20,0 (200) |
200 |
20,0 (200) |
15,0(150) |
150 |
15,0(150) |
12,5(125) |
125 |
12,5(125) |
10,0(100) |
100 |
10,0(100) |
7,5 (75) |
75 |
7,5 (75) |
5,0 (50) |
50 |
5,0 (50) |
3,5(35) |
35 |
3,5 (35) |
2,8 (28) |
25 |
2,5 (25) |
2,0 (20) |
Нормируемая отпускная прочность камня в процентах от проектной марки по прочности должна быть не менее:
в
теплый период года:
80 - для камня из легкого бетона марок 100
и ниже;
70 - » » из тяжелого и мелкозернистого бетона
марок 125 и ниже;
50 - » » из бетона марок 150 и выше;
в
холодный период года:
90 - для камня из легкого бетона марок 100
и ниже;
85 - » » из тяжелого и мелкозернистого бетона
всех марок;
70 - » » из бетона марок 150 и выше.
При
отгрузке камней с отпускной прочностью
ниже требуемой в соответствии с
их маркой достижение ими требуемой
прочности должно быть гарантировано
в возрасте 28 суток со дня изготовления.
Марка камней по морозостойкости: F 200,
F 150, F 100, F 50, F 35, F 25, F 15.
Морозостойкость камней для перегородок
не нормируется.
В качестве вяжущего для изготовления камней применяют цемент по ГОСТ 10178, ГОСТ 25328, портландцемент белый по ГОСТ 965 и цветной по ГОСТ 15825.
В качестве крупного и мелкого заполнителя:
-
для камней из легких бетонов
- гравий, щебень и песок искусственные
пористые по ГОСТ 9757, золы-уноса
тепловых электростанций по
- для камней из тяжелого и мелкозернистого
бетонов - щебень и гравий из плотных горных
пород по ГОСТ 8267, смеси золошлаковые тепловых
электростанций по ГОСТ 25592, щебень и песок
из шлаков черной и цветной металлургии
по ГОСТ 5578, щебень и песок из шлаков тепловых
электростанций по ГОСТ 26644, песок природный
из отсевов дробления по ГОСТ 8736 и гранулированный
доменный шлак по действующей нормативной
документации.
3.Определение режима работы предприятия
Режим работы предприятия (цеха) определяется в зависимости от характера производства, мощности и других факторов. Под режимом работы понимается число рабочих дней в году, количество смен в сутки и продолжительности смены в часах, предусмотренных действующим законодательством и характером производства.
Различают фонд времени работы предприятия, в соответствии, с которым рассчитывают выпуск продукции, потребность в сырье, топливе и др., и фонд времени работы технологического оборудования, который используется при расчете и выборе оборудования.
При непрерывном режиме работы с остановками только на капитальный ремонт фонд времени работы рассчитывают по формуле:
При двухсменном режиме работы, при прерывной неделе фонд времени работы предприятия составит:
Гф.пр.=(365-m)*1*8=(365-115)*
где m – число выходных и праздничных дней в году.
Годовой фонд времени работы технологического оборудования с учетом планового ремонта составит:
Гф.об.=Гф.пр.*Кисп., (3)
Гф.об=2000*0,95=1900
где Кисп. – коэффициент использования оборудования, 0,85-0,95.
Производительность
Псут.=Пгод./N, (4)
где Пгод. – заданная готовая производительность, т;
N – количество рабочих дней в году.
N=365-115=250
Псут.=12000/250=48 м3/сут
Псмен.=Пгод./N*P, (5)
где Р – число смен.
Псмен.= 12000/250*2=24 м3
Пчас.=Пгод./Гф.пр. (6)
Пчас.=12000 /2000=6 м3 /час
Таблица 2
Наименование продукции |
Выпуск продукции, м3 | |||
В год |
В сутки |
В смену |
В час | |
Шлакобетонные намни |
12000 |
48 |
24 |
3? |
- Обоснование технологической схемы производ
ства.
Приготовление формовочной смеси
Одним из важных факторов производства
изделий методом
Приготовление бетонной смеси осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 7473-94; ГОСТ 26633-91.
Чтобы произвести качественную формовочную полусухую смесь, пригодную для виброформования, необходимо оборудование, которое обеспечит получение данных параметров смеси.
Для приготовления жестких бетонных смесей рекомендуется использование бетоносмесителей принудительного действия, в частности лопастных смесителей принудительного действия, либо планетарных смесителей.
После проведения регламентных работ по подготовке к работе бетоносмесителя (согласно техническому паспорту на установку), производится загрузка отдозированных компонентов в следующей последовательности: мелкий заполнитель, цемент, вода.
Исходные материалы для бетонной смеси дозируют весовыми дозаторами, причем погрешность дозирования не должна превышать для песка ±2 % и ±1 % для цемента и воды. Возможно осуществлять дозирование воды объемным дозатором, а также для бетоносмесительных установок производительностью до 5 м3/ч допускается объемное дозирование сыпучих материалов с теми же погрешностями дозирования.
Для исключения комкования, а также для сокращения времени начального смешивания, необходимо подавать компоненты бетонной смеси при работающем активаторе смесителя.
В случае налипания цемента на стенки емкости смесителя, образования непромешанных участков, увеличении времени смешивания необходимо снизить скорость подачи цемента в емкость смесителя.
Рекомендуемая ГОСТом 7473-94
продолжительность
Готовая бетонная смесь
через узел разгрузки смесителя
подается на пост формования изделий.
Перед формованием изделий, для уточнения
правильности откорректированного состава
смеси, рекомендуется определить подвижность
бетонной смеси не реже одного раза в смену
в течение 15 мин после выгрузки смеси из
смесителя.
Формование изделий
Процесс формования позволяет обеспечить получение изделий, заданных размеров и формы. В процессе виброобработки за счет сближения зерен заполнителя, сцепления межзернового пространства цементным тестом, удаления пузырьков воздуха создается более плотная структура бетонной смеси.
Изделия, производимые рычажными вибропрессами, соответствуют стандартам качества по всем параметрам и ни чем не уступают изделиям, полученным на гидравлических вибропрессах.
Готовая бетонная смесь подается в
приемный бункер пресса, опускается пуансон
и происходит вибропрессование изделия.
Время предварительной вибрации
2-3 с, окончательной — устанавливается
опытным путем. По окончанию вибропрессования
пуансон поднимается, отформованное изделие
на поддоне транспортируется на разгрузочную
эстакаду длиной 2,5 метра.
Отформованные изделия на поддонах выдерживаются
при температуре 20-22°С и относительной
влажности воздуха 80-95 % в течение 12-14 часов.
Через 24 часа выдержки изделия транспортируют
на склад готовой продукции для формирования
штабелей.
5. Проектирование складов сырья.
5.1 Склад заполнителей
В условиях Сибири
и Дальнего востока наиболее
целесообразно использование
В районах Севера, Центрально европейской части России, Урала, Сибири и Дальнего Востока, в которых преобладают сравнительно низкие температуры, обильные осадки и сильные ветры, применяются склады закрытые – полубункерного или силосного типов.
Эти склады имеют лучшее использование строительной кубатуры ( в полубункерном складе до 75%, силосно-кольцевом до 90%), меньшие удельные капиталовложения, теплопотери и меньший расход топлива на размораживание и подогрев. Склады полностью удовлетворяют условию подачи материла на транспортеры за счет гравитационного истечения и противоточности при подогреве.
Емкость склада заполнителей рассчитывается по формуле
V= (Q*q*n*k1*k2)/Z ,м3
для щебня = (12000*0,9*5*1,2*1,02)/ 250=270 ,м3
для песка= (15000*0,45*5*1,2*1,02)/250=
для шлака= (12000*)/250=
Где Q – годовая производительность завода , м3 /год
Q – расход заполнителей на 1 м3 выхода изделий, м3
n – запас на складе (для местного материала, производимого автотранспортом, - 3-4 суток; дальнепривозного автотранспортом – 4-6 суток, железнодорожным транспортом по магистральным сетям – 10 суток;
Z – число рабочих дней в году –250;
k1- коэфициент разрыхления – 1,2
k2 – коэфициент, учитывающий потери при транспортировании и хранении k2 =1,02;
5.2 Склад цемента.
Склады
цемента по форме и
На заводах
ЖБИ применяются силосные
Склады могут отличаться только по способу внутрискладских перемещений.
Сравнительные эксплуатационные данные показывают, что наиболее рациональным видом внутри складских перемещений является транспорт, выполненый по схеме1. Он требует меньшую установленную мощность токоприемников, меньшие расходы электроэнергии и капиталовложения
Схема механизации процесса на складе с применение оборудования смешанного действия
Схема. 2
Рис.7
Нормы технологического проектирования бетоносмесительных цехов
Наименование |
Единицы измерения |
Норма |
Расчетное количество замесов бетономешалки принудительного действия. |
замесов в час |
20 |
бетономешалки
свободного падения при из |
» |
30 |
то же, жестких > . . . |
» |
15 |
растворомешалки
для приготовления стро |
» |
30 |
пенобетономешалки |
» |
10 |
растворомешалки
для приготовления пер- |
» |
15 |
растворомешалки
для приготовления офак |
» |
10 |
Катковых смесителей для
приготовления |
» • |
20 |
Коэффициент выхода смесей тяжелого и конструктивного бетонов . . . |
__ |
0,67 |
раствора |
— |
0,8 |
теплоизоляционного
бетона на легких за |
0,75 | |
Часовой коэффициент, учитывающий
неравно |
0,8 | |
Количество
бункеров для заполнителя |
шт. |
4 |
песок |
» |
2 |
цемент |
» |
2 |
Запас материала
в расходных бункерах |
ч |
1—2 |
цемента |
» |
2—3 |
Угол наклона ленточных конвейеров для подачи бетонной смеси |
||
- пластичных |
град |
до 8 |
жестких |
» |
до 15 |
Максимально допускаемая высота падения бетонной смеси при выдаче ее в транспорт . . . |
м |
до 2 |
Потери бетонной смеси . |
% |
0,5 |