Цех завода ЖБИ производительностью 62 тыс.м3 в год. 2

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ и НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 

ГОУ ВПО  «ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ  ИНСТИТУТ

КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ЭКСПЕРТИЗЫ НЕДВИЖИМОСТИ  
 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

по дисциплине «Технология бетона строительных изделий и конструкций с элементами проектирования ПСМ»

на тему: «Цех завода ЖБИ производительностью 62 тыс.м³ в год» 
 
 

                                                                    Выполнил:

                                                                                               студент группы 5СКб-41

                                                                                               Мылова А.С.

                                                                                               Проверил:

                                                                                               к.т.н., доцент Белозор М.Ю. 
 
 
 

г. Череповец,

2008

Содержание:

Задание ……………………………………………………………………………..   2

Введение …………………………………………………………………………....   3

1. Выбор технологии производства ……………………………………………....  

2. Расчёт  потребности основных материалов (цемент,

заполнители) ……………………………………………………………………..

3. Технологический расчёт и проектирование складов материалов, готовой продукции и необходимого технологического оборудования ………………………………………………… 

3.1 Расчёт  склада цемента ………………………………………………………….

3.2 Расчёт  складов заполнителей …………………………………………………..

3.2.1 Расчет склада мелкого заполнителя ………………………………………….

3.2.2 Расчёт склада плотного крупного заполнителя ……………………………..

3.2.3 Расчёт склада лёгкого крупного заполнителя ……………………………….

3.3. Расчёт  склада готовой продукции ……………………………………………..

4. Арматурный цех ………………………………………………………………….

5. Технологический расчёт и проектирование бетоносмесительного цеха ……………………………………………………………………………………..

6. Формование изделий: …………………………………………………………….

6.1 Проектирование конвейерного производства ………………………………...

6.2 Проектирование стендового производства …………………………………...

8. Контроль качества производства ЖБИ …………………………………………

9. Генеральный план завода ………………………………………………………..

10. Охрана труда, техника безопасности, производственная санитария

и противопожарные  мероприятия …………………………………………………

Список  использованной литературы ……………………………………………... 
 
 

Введение

      Железобетон по сравнению с  другими строительными материалами  появился сравнительно недавно  и почти одновременно в Европе  и Америке. Однако к настоящему времени он получил самое широкое распространение в строительстве, имеет свою историю и своих выдающихся деятелей.

      За дату рождения железобетона  принято считать 1850 г., когда француз  Ламбо изготовил лодку из проволочной  сетки, обмазанной цементным раствором,  которая в 1855 г. демонстрировалась на всемирной выставке в Париже. Широкое распространение железобетона в России связано с именем проф. Н.А. Белелюбского, который в 1888 - 1891 гг. в Москве и Петербурге произвёл публичные испытания различных натурных железобетонных конструкций (плит, сводов, труб, мостов и т.п.). Первые технические условия на железобетонные конструкции были изданы в 1908 г., а в 1913 г. в России уже было использовано в конструкциях 3,5 млн. м³ бетона и железобетона.

      После Великой Октябрьской социалистической революции железобетон в нашей стране получил особенно широкое распространение.

       Железобетон состоит из бетона  и стальной арматуры, рационально  расположенной в конструкциях  для восприятия растягивающих,  а в ряде случаев – сжимающих  усилий. Бетон, будучи искусственным  камнем, хорошо сопротивляется сжатию и значительно хуже (в 10-20 раз) – растяжению. Эта особенность бетона наиболее неблагоприятна для изгибаемых и растянутых элементов, широко распространённых в зданиях и сооружениях.

       Армирование (усиление) растянутой  зоны изгибаемых элементов материалами, обладающими значительно более высокой прочностью на растяжение, чем бетон, позволяет существенно повысить их несущую способность. Таким материалом чаще всего является сталь, а конструкции, полученные на основе рационального объединения бетона и стали при условии обеспечения их совместной работы, называются железобетонными.

    Опыты показывают, что сталь является практически идеальным партнёром бетона. Это обусловлено следующими обстоятельствами: хорошим сцеплением бетона и арматуры; бетон и сталь обладают близкими коэффициентами температурной деформации, вследствие чего в обычных условиях эксплуатационные качества конструкций не снижаются; бетон является надёжной защитой арматуры от коррозии, высоких температур, механических повреждений.

      К основным преимуществам железобетона, обеспечивающим ему широкое распространение в строительстве, относятся: огнестойкость, долговечность, высокая механическая прочность, хорошая сопротивляемость сейсмическим и другим динамическим воздействиям, возможность возводить конструкции рациональной формы, малые эксплуатационные расходы (по сравнению с деревом и металлом), хорошая сопротивляемость атмосферным воздействиям, возможность использования местных материалов. Затраты энергии на производство железобетонных конструкций значительно ниже, чем металлических и каменных. Недостатки железобетона: большая плотность, высокая тепло- и звукопроводимость, трудоёмкость переделок и усилений; необходимость выдержки до приобретения прочности, появление трещин вследствие усадки и силовых воздействий. Многие из этих недостатков могут быть устранены путём применения бетонов на пористых заполнителях, специальной обработки (пропаривания, вакуумирования и т.д.), предварительного напряжения и т.п.

       Различают железобетонные конструкции монолитные, сборные и сборно-монолитные.

      При возведении зданий и сооружений  из сборных железобетонных конструкций  вначале на специальных заводах  или полигонах изготовляют отдельные элементы, из которых на строительной площадке возводят сооружения. Такой способ индустриален. При этом обеспечивается современная технология изготовления, рациональные конструктивные формы, возможность изготовления и монтажа в зимнее время. Трудоёмкость снижается в 3-4 раза по сравнению с монолитными конструкциями. Сборные железобетонные конструкции наиболее целесообразны, когда количество типов элементов ограничено и применение их предусматривается в зданиях различного назначения. Для этого необходима максимальная унификация и типизация конструктивных схем, пролётов, нагрузок.

      Железобетон применяют в самых  разнообразных отраслях строительства,  находя в каждой из них свои  оптимальные формы. Из железобетона  возводят промышленные одноэтажные  и многоэтажные здания, жилые  и общественные здания различного  назначения, сельскохозяйственные постройки. Широко применяют железобетон в инженерных сооружениях, транспортном, гидротехническом и энергетическом строительстве, судостроении, машиностроении и т.п.

        Производство сборных железобетонных изделий, как правило, организуют на специализированных предприятиях в отдельных цехах или пролётах комбинатов строительных материалов, на полигонах строительных площадок или предприятий. Конечной продукцией перечисленных типов предприятий являются железобетонные изделия, а в ряде случаев товарный бетон.

       В состав заводов по производству  сборных железобетонных изделий  входят: цехи основного производства, бетоносмесительный и арматурный  цехи, склады цемента, заполнителей, арматурной стали, форм, готовой  продукции, разных материалов, в том числе горючих и смазочных, трансформаторная подстанция, компрессорная, лаборатория и ремонтные подразделения.

      В курсовом проекте необходимо спроектировать завод ЖБИ производительностью 61 тыс.м³ в год. Номенклатура выпускаемых изделий: балки стропильные 11950х1400х300; наружные стеновые панели 5960х1180х400; ригели 11975х520х850.

       Задачи курсового проекта: разработать  структурно-технологическую схему  завода; рассчитать потребность  основных материалов; выполнить  технологические расчёты по проектированию складов цемента, заполнителей, готовой продукции; произвести технологические расчёты и проектирование бетоносмесительного и формовочного цехов; разработать генплан предприятия. 
 
 

1. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

       Для выбора эффективного метода производства необходимо выявить ряд исходных данных: номенклатуру изделий, годовую производительность формовочной линии, расход материалов на единицу продукции, потребность в электроэнергии и т.д.

        При стендовой технологии имеют место большие затраты труда, но минимальны удельные капиталовложения. Для конвейерной технологии при меньшей трудоёмкости удельные капиталовложения максимальны, а для поточно-агрегатной технологии сочетаются относительно небольшие затраты труда со сравнительно низкими удельными капитальными вложениями.

         Для мелкосерийного производства  железобетонных изделий на заводах  малой и средней мощности наиболее  выгодным оказывается поточно-агрегатный  способ производства. При несложном  технологическом оборудовании, небольших производственных площадях и небольших затратах на строительство этот способ даёт возможность получать высокий съём готовой продукции с 1м² производственной площади цеха. Этот метод позволяет также оперативно осуществлять переналадку оборудования и переходить к формованию от одного вида изделий к другому без существенных затрат. Производительность формовочного агрегата зависит от продолжительности цикла формования изделий, который может колебаться в большом диапазоне (5-40 мин).

        Поточно-агрегатный способ наиболее распространён в технологии сборного железобетона, т.к. его технико-экономические показатели при производстве отдельных видов изделий весьма высокие. По капительным затратам преимущество остаётся  за стендовым способом при формовании изделий на горизонтальных стендах. Простота оборудования, незначительная его энергоёмкость, возможность легко перейти на выпуск изделий самых разнообразных типоразмеров, минимум транспортных операций – основные достоинства этого способа организации формования. Однако, требуются значительные производственные площади, низкий уровень механизации влечёт высокую трудоёмкость. Все эти факторы исключают целесообразность организации производства изделий массового выпуска (плит и панелей покрытий, панелей и блоков стен, фундаментных блоков и плит) по стендовой технологии. Рациональность применения стендового способа возрастает с увеличением массы и размера изделий, перемещение которых по отдельным технологическим постам влечёт большие затраты или практически трудно осуществимо. Производительность стенда зависит от продолжительности выдерживания на нём изделия.

       Конвейерный метод производства  железобетонных изделий позволяет  добиться комплексной механизации  технологических процессов. При  этом организация производства обеспечивает значительное повышение производительности труда и увеличение выпуска готовой продукции при наиболее полном и эффективном использовании технологического оборудования. Однако конвейерная технология требует больших капитальных вложений. Применение этого метода рационально на заводах, выпускающих в массовом порядке изделия по ограниченной номенклатуре с минимальным количеством типоразмеров. Конвейерную технологию следует использовать для формования ряда изделий, среди которых наиболее массовыми являются плиты и панели покрытий, а также наружные стеновые панели. Технологические линии дают возможность изготавливать изделия высокой заводской готовности при максимальной механизации процессов формования и отделки на всех постах конвейера.

     Изготовление тонких и плоских изделий значительной площади (перегородок, панелей перекрытий) производят в вертикальном положении в кассетах. Удельная потребность в площадях производственного цеха при кассетном способе самая минимальная – в одном месте одновременно формуются до 12 изделий площадью до 12 м² каждое. Отсутствие виброплощадок и камер пропаривания является важным достоинством кассетного способа. Эффективно уплотнить в кассете, имеющей глубокие отсеки, можно только смесь достаточно подвижную, поэтому получение бетона заданной прочности достигается только со значительно повышенным расходом цемента. В кассетах многосекционной конструкции могут изготавливаться только плоские изделия сплошного сечения.

          На заводе ЖБИ производительностью 61 тыс.м³ в год изготавливаются следующие виды изделий:

                                                                                                                             Таблица 1

Номенклатура  изделий и годовая производительность 

      Предварительно напряженные двускатные балки пролётом 12 м применяют для зданий со скатной кровлей. Высота балок на опоре унифицированная – 900 мм, сечение прямоугольное по всей ширине балки с постоянной шириной. В балках этого типа имеются отверстия трапециевидного очертания с закруглёнными углами, которые предусмотрены для облегчения массы балок и возможности пропуска коммуникаций небольшого сечения.

       Балки разработаны применительно  е технологии их изготовления  в горизонтальном положении, что  требует выполнения тщательного заглаживания одной боковой поверхности балок. Армирование производится напрягаемой арматурой – стержневой из стали класса А-IV, ненапрягаемой из стали классов А-III и В-I.

        Изготавливаемые стеновые панели  из лёгкого бетона на пористых заполнителях применяются для одноэтажных и многоэтажных зданий  с шагом колонн 6 м. Применяются в зданиях с сухим, нормальным и влажным режимом ( относительная влажность воздуха не более 75%) с неагрессивной средой, а также слабоагрессивными и среднеагрессивными газовыми средами.

        Армируют стеновые панели пространственными  каркасом, состоящим из продольных  плоских каркасов и отдельных  стержней из стали классов  А-III, A-II и B-I, свариваемых контактной сваркой. Напрягаемая арматура принята в трёх вариантах: из стали классов Вр-II, А-IV и Ат-V, ненапрягаемая арматура из стали классов А-II, A-I и B-I. Монтажные петли приняты из стали класса A-I.

      Ригель балочного сборного перекрытия  зданий с полным каркасом представляют  собой элемент рамной конструкции. В зданиях с неполным каркасом концы ригеля свободно опираются  на стены. Ригели длиной  >6 м выполняют с предварительно напряженной арматурой. Рабочая арматура служит для восприятия растягивающих усилий. Поперечная арматура (поперечные стержни, открытые или замкнутые хомуты) устанавливают для восприятия вместе с бетоном поперечной силы. Применяют монтажную арматуру в виде верхних продольных стержней для крепления поперечной арматуры и в виде коротышей, объединяющих плоский арматурный каркас в пространственный. Каркас чаще всего бывает сварным.

На основании  описанных выше характеристик способов формования изделий выбираем  следующие технологии:                                                                 Таблица 2

Выбор технологии производства 
 

2. РАСЧЁТ  ПОТРЕБОСТИ ОСНОВНЫХ МАТЕРИАЛОВ

      Для железобетонных изделий заводского изготовления применяют следующие вяжущие вещества: портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент и их разновидности. Выбор вида цемента и его марки производится в зависимости от условий работы конструкции и требований к бетону по прочности.

        Заполнители занимают в бетоне до 80% объёма и оказывают влияние на свойства бетона, его долговечность и стоимость. Правильный выбор заполнителей для бетона, их разумное использование – одна из важных задач технологии бетона. В бетоне применяют мелкий и крупный заполнитель. Крупный заполнитель (более 5 мм) подразделяют на гравий и щебень. Мелким заполнителем является естественный или искусственный песок. Наиболее существенное влияние на свойства бетона оказывают зерновой состав, прочность и чистота заполнителя.

       Природный песок, применяемый для производства обычного бетона, представляет собой образовавшуюся в результате выветривания горных пород рыхлую смесь зерен (крупностью 0,14…5 мм) различных минералов, входящих в состав изверженных (реже осадочных) горных пород. При отсутствии природного песка применяют песок, получаемый путём дробления твёрдых горных пород. Песок должен соответствовать ГОСТ 10268-80.

       Гравием называют рыхлый материал, образовавшийся в результате  естественного разрушения (выветривания) горных пород. Гравий состоит  из более или менее окатанных  зёрен размером 3…70 мм. В нем могут содержаться зерна высокой прочности, например гранитные, и слабые зерна пористого известняка. Обычно он содержит примеси пыли, глины, иногда и органических веществ, а также песка. При большом содержании песка такой материал называют песчано-гравийной смесью или гравелистым песком.

      Щебнем называют материал, полученный  в Результате дробления камней  из горных пород. Щебень имеет  остроугольную форму. Для приготовления  бетона лучше всего использовать  щебень, близкий по форме к кубу или тетраэдеру. Форма зависит от структуры каменной породы и типа камнедробильной машины.

        Для бетона желательна щебневидная  форма зерен.

        Для приготовления лёгких бетонов  используют легкие пористые заполнители,  плотность в насыпном состоянии которых должна быть менее 1000 кг/м³, чаще всего 500…800 кг/м³. Вследствие большой пористости прочность лёгких заполнителей значительно меньше, а поверхность их значительно больше, чем у обычного песка, гравия или щебня.

        Для приготовления бетонных смесей используют водопроводную питьевую, а также любую воду, имеющую водородный показатель рН не менее 4, т.е. не кислую. Вода не должна содержать сульфатов более 2700 мл/л и всех солей более 5000 мг/л.

      Для регулирования свойств бетона, бетонной смеси и экономии цемента применяют различные добавки. Их подразделяют на два вида: химические добавки, вводимые в бетон в небольшом количестве (0,1…0,2 от массы цемента) и изменяющие в нужном направлении свойства бетонной смеси и бетона, и тонкомолотые добавки (5…20% и более), использующиеся для экономии цемента, получения плотного бетона при малых расходах цемента и повышения стойкости бетона.

         Определим расход основных сырьевых  материалов: цемента, песка, легкого и плотного щебня, необходимых для производства на проектируемом предприятии железобетонных изделий: стропильных балок, наружных стеновых панелей и ригелей.

 Расходы цемента и заполнителей на 1 м³ бетона принимаем согласно [1, табл.1, 2].

                                                                                                                             Таблица 3

Общий расход материалов

                                                                                                                            Таблица 4