Завод по изготовления ригелей

      1 Технико-экономическое обоснование  проекта.

      1.1 Оценка состояния отрасли и  предприятия как объекта инвестирования.

      1.1.1 Характеристика отрасли.

     Развитие  отрасли промышленного строительства  в недостаточной мере отвечает как количеству, так и качеству железобетонных изделий, выпускаемых в настоящее время. Производство сборного железобетона для промышленного строительства необходимо поднимать на новый, более высокий качественный уровень - переход к высокоэффективным технологиям, технологиям XXI века, к использованию качественного материала, применению комплекса химических добавок.

     Для работы нового завода имеется сырьевая база: песок доставляться будет с  местного карьера, щебень - с Павловского  карьера, цемент со Старооскольского цементного завода.

     На  данный момент в г. Воронеж действует только один завод ЖБК, который выпускает продукцию для промышленного строительства. Уровень качества продукции - средний, при стоимости 4241 - 5557 р/м .

     Необходимость строительства нового завода обосновывается дефицитом строительных изделий. Проектируемый завод будет выпускать 40 тыс. м³ железобетонных изделий в год, при этом предполагается, что реализация продукта будет 100 %. 

       1.1.2 Общая характеристика выпускаемой  продукции

       Ригели  выполняют из стали класса Ат-V ø 10…25 мм, А-I, А-II, А-III     ø 10…40, Вр-I ø 3 мм.

       Арматурная  сталь принята в соответствии с ГОСТ I30I5.0-83 . Для плоских каркасов, сеток и отдельных стержней принята сталь класса А-II, А-III по ГОСТ 5781-82,  класса Вр-I по ГОСТ 6727-00,    для подъемных (строповочных) петель, анкерных петель принята сталь класса А-I по ГОСТ 5731-82 * марки ВСт Зпс2 ГОСТ 380-71* ,для закладных  деталей  принята сталь по ГОСТ 103-76*марки ВСт Зкп.2 по ГОСТ 38С-"71*.

       Диаметры  подъемных (строповочных) петель приняты в соответствия с «Руководством по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного натяжения)» M.I978 г.

       Арматурные  стали должны обладать достаточной  пластичностью, что важно по условиям работы конструкций под нагрузкой, а также при заготовке арматуры. Арматурная сталь не должна снижать механических свойств при сварке.

      1.1.3 Источники материальных, энергетических  и трудовых ресурсов.

      Для строительства завода выбран один из районных центров Воронежской области  город Острогожск. Это обусловлено наличием близко расположенных источников материальных ресурсов и наличием трудовых ресурсов, а также хорошо развитой сетью автомобильных дорог и железнодорожной станции.

      Доставка  мелкого заполнителя – песка  может осуществляться с любого из трех расположенных по близости песчаных месторождений: Лискинского (30 км.), Коротоянского (15 км.), Петропавловского (17 км.).

      Крупный заполнитель – гранитный щебень доставляется из Павловска железнодорожным транспортом на станцию Острогожск, а оттуда по отдельной железнодорожной ветке на предприятие, которое будет расположено на правом берегу реки Тихая Сосна в промышленной зоне города.

      Цемент  поставляется на завод со Старооскольского цементного завода железнодорожным транспортом аналогично крупному заполнителю.

      Пар на тепловую обработку изделий  поступает  от собственной котельной, расположенной  на территории предприятия.

      Вода  на предприятие поступает из собственной  скважины. Химические добавки привозятся на предприятие с Россошанского химического комбината автомобильным транспортом. Эмульсон поставляется на завод острогоржской нефтебазой.

      Поставщиком электроэнергии на предприятие является МУП «Острогожскэлектросеть».

      Источником  трудовых ресурсов являются Воронежский  Государственный Архитектурно-Строительный Университет и ПТУ-19 города Острогожск. 
 

      1.1.4 Определение потенциальных потребителей  продукции, мощности и места  размещения проектируемого предприятия.

      Основными потребителями выпускаемой продукции  завода ЖБК являются строительные фирмы, строительные организации, занимающиеся строительством промышленных одноэтажных зданий.

      Продукция будет реализовываться посредством  оптовой торговли за безналичный расчет. Предполагаются только прямые поставки.

      Место строительства проектируемого завода должно удовлетворять следующим основным требованиям:

      - завод  должен  находиться  как  можно  ближе  к  поставщику  сырьевых 
материалов (чтобы расход на доставку был минимальным).

• наличие подъездных путей, а также энергетических ресурсов.
• наличие трудовых ресурсов.

      Оптимальным местом строительства нового завода является территория на Воронежской области, г Острогоржск.  Выполняются все требования по размещению завода - имеются в наличии подъездные железнодорожные пути и большая сеть автодорог.

      Предполагается,  что  поставки  сырьевых  материалов  и  сбыт  готовой продукции будет осуществляться в полной мере.

      Мощность  проектируемого предприятия 40000 м³.

      2 Технологические решения.

      2.1 Выбор и обоснование способа  и технологии производства продукции.

      2.1.1 Выбор способа организации производства.

      Проектируя  ж/б элементы, предусматривают возможность высокопроизводительного труда при их изготовлении на специальных заводах монтажа на строительных площадках путем выбора оптимальных габаритов, экономичных форм сечения,  рациональных способов армирования. Конструктивные решение элементов и технология заводского изготовления  находятся в тесной взаимосвязи. Элементы, конструкция которых допускает их массовое изготовление на заводе или полигоне с использованием высокопроизводительных машин  и механизмов без трудоемких ручных работ, является технологичными. Производство сборных ж/б элементов ведут по нескольким технологическим схемам. Существует несколько видов технологий :

      Конвейерная технология .

        Элементы изготавливают в формах, установленных на вагонетках и перемещаемых по рельсам конвейера от одного агрегата к другому. По мере продвижения вагонетки последовательно выполняют необходимые технологические операции : установку арматурных каркасов, натяжение арматуры предварительно напряженных элементов, установку вкладышей – пустотообразователей для элементов с пустотами, укладку бетонной смеси  и ее уплотнение, извлечение вкладышей, термовлажностную обработку изделия для ускорения процесса твердения. Все формы вагонетки перемещаются в установленном ритме. Высокопроизводительную конвейерную технологию применяют на крупных заводах при массовом выпуске элементов относительно малой массы.

      Поточно-агрегатная технология.

      Технологические операции выполняются в соответствующих  цехах завода. При этом агрегаты, выполняющие необходимые технологические операции, неподвижны, а форма с изделием перемещается от одного агрегата к другому краном. Технологический ритм перемещения заранее не установлен и не является принудительным.

      Стендовая технология.

      Ее  особенность состоит в том, что  изделия в процессе изготовления и тепловой обработки остаются неподвижными, а агрегаты, выполняющие операции, перемещаются вдоль форм.

      Такие стенды оборудованы передвижными кранами, подвижными бетоноукладчиками, а также вибраторами для уплотнения бетонной смеси. Элементы изготавливают в гладких или профилированных формах. По стендовой технологии изготовляют крупноразмерные и предварительно напряженные элементы промышленных зданий.

      Вибропрокатная  технология.

      Плиты перекрытия и панели формуют на движущейся ленте, гладкая или рифленая поверхность которой образует форму изделия. После укладки арматурного каркаса бетонную смесь, поданную на ленту, вибрируют и уплотняют с помощью расположенных сверху валков. Последовательно прокатанные изделия, укрытые сверху и подогреваемые снизу, за время перемещения по ленте набирают необходимую прочность и после охлаждения на стеллажах транспортируются на склад готовой продукции. Технологические операции подчинены одному ритму – скорости движения формующей ленты.

      С учетом видов выпускаемой продукции  и объемов производства рационально  будет выбрать агрегатно-поточный способ организации производства. 

      2.1.2 Характеристика сырья и полуфабрикатов, обоснование технологии подготовки и складирования.

Вяжущее.

     В качестве вяжущих веществ для  производства бетонных и железобетонных изделий из цементных тяжелых бетонов применяется портландцемент марки 400.

     Применение  цементов марки 400 для бетонов разных класов допустимо при применении технологических мероприятий (введение суперпластификаторов, воздухововлекающих добавок), что позволяет достичь требуемого класса без значительного (более 10 %) увеличения расхода цемента.

Крупный заполнитель.

     В качестве крупных заполнителей применяется  щебень из изверженных метаморфических и осадочных пород по ГОСТ 8267 - 93. Щебень не будет содержать дробленые зерна в количестве более 80 % по массе.

     Наибольшая  крупность заполнителя используемого  для изготовления всех железобетонных изделий будет не более 20 мм. Заполнители  будут складироваться и дозироваться вместе обе фракции. Зерновой состав крупных заполнителей регламентируется ГОСТ 10268-93

     Содержание  пылевидных и глинистых частиц в  щебне из изверженных и метаморфических пород не будет превышать 1 % по массе.       Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в крупном заполнителе не будет превышать 35 % по массе. Морозостойкость крупных заполнителей должна быть не ниже нормируемой марки бетона по морозостойкости.

     Содержание в щебне слабых и выветренных пород не будет превышать 10 %. Разрешается применять щебень из карбонатных пород марки 400, если содержание в нем зерен слабых пород менее 5 %/(к слабым породам относятся породы с прочностью при сжатии в водонасыщенном состоянии менее 20 МПа).

Мелкий  заполнитель.

     В качестве мелкого заполнителя используется песок (ГОСТ 8736-93), применяемый для тяжелого бетона. В качестве такового используются природные пески (в естественном состоянии). Допускается использование смеси песков природного и из отсеков дробления.

     Использование в качестве мелких заполнителей смеси песка из отсевов дробления с природным мелким песком допускается при условии обеспечения заданной удобоукладываемости бетонной смеси без перерасхода цемента.

Вода.

     Вода, используемая для приготовления  бетонных смесей, будет соответствовать требованиям ГОСТ 23732-79. Для затворения бетонной смеси могут быть использованы природные воды (питьевая), не содержащие солей кислот и органических примесей выше допустимых норм, а также не загрязненные сточными, бытовыми и промышленными водами и маслами. При приготовлении бетонных изделий в соответствии с ГОСТ 23732-79 считается непригодной вода, в которой общее содержание солей выше 5000 мг/л или сульфатов (сернокислый кальций, натрий, магний) в расчете на ион SO4 свыше 2700 мг/л, а также при водородном показателе рН < 4, что свидетельствует о кислотном характере воды.

     Окисляемость  воды не будет более 15 мг/л. Водородный показатель воды (рН) не будет менее 4.

     Вода  не будет содержать также примесей в количествах, нарушающих сроки схватывания и твердения цементного теста и бетона, снижающих прочность и морозостойкость бетона.

     На  заводе будет применяться суперпластификатор С-3 (ТУ 6-14-625-80) на основе натриевых солей  продукта конденсации нафталинсульфокислоты  и формальдегида. Жидкость темно-коричневого цвета, плотность 1,15 - 1,20 г/см² или не слеживающийся темно-коричневый порошок, легко растворимый в воде. Выпускается в виде водного раствора 40% концентрации и не имеет ограничений в области применения для различных бетонов. Водные растворы С-3 не изменяют своих свойств при нагревании до 85 °С и замораживании до - 40 °С.

     Используемая  арматурная сталь в производстве ж/б изделий поступает ж/д транспортом непосредственно на склад. Разгружается с помощью мостового крана. Складирование производится по видам и маркам. Склад для хранения арматурной стали размещается в составе арматурного цеха. Сталь со склада на дальнейшую переработку поступает на специализированных вывозных тележках. 

      2.1.4 Обоснование технологии приготовления  формовочных смесей.

      Приготовление бетонной смеси осуществляется в  бетоносмесительной установке и состоит из операций загрузки расходных бункеров, дозирования, перемешивания сырьевых компонентов и выдачи бетонной готовой смеси на транспортные средства.

      В зависимости от вертикальной компоновки различают бетоносмесительные цехи с одноступенчатой (вертикальной) схемой, когда производится однократный подъём компонентов смеси в расходные бункера и гравитационное их перемещение технологической линии, и с двухступенчатой (партерной) схемой -двукратный подъём материалов. Эффективнее одноступенчатая схема, позволяющая сократить число операций транспортировки. В данном проекте принята одноступенчатая схема.

      Дозирование компонентов бетонной смеси осуществляется по массе. Точность дозирования соответствует требованиям нормативных документов. Для дозирования сырьевых компонентов используются автоматические весовые дозаторы. Для приготовления малоподвижных бетонных смесей применяются бетоносмесители принудительного перемешивания. В этих смесителях компоненты перемешиваются в чаше или барабане принудительно, под воздействием вращающихся лопастей частицы многократно перемещаются по сложным траекториям. Так же при перемешивании целесообразно использовать явление вибрации с целью тиксотропного разжижения густого цементного теста, уменьшая таким образом предельное сопротивление сдвигу и внутреннее трение при перемешивании компонентов смеси. При этом вода и цементное тесто более равномерно распределяется в объёме смеси, достигается более высокая однородность, происходит активация цемента, что приводит к дополнительному повышению прочности бетона, ускоряет процесс его твердения в раннем возрасте. 

      2.1.5.1. Технология подготовки форм.

      Формование  изделий происходит в металлических  формах, они обладают большой жесткостью, чтобы не деформировались при транспортировании. Применяются унифицированные формы с откидными бортами.

      После распалубки изделия на форме остаются мельчайшие остатки бетона, смазочного материала, что значительно ухудшает качество изделий. Поэтому форму подвергают тщательной очистке после каждого цикла формования. Очистка может быть как механической, так и ручной. Применим ручной способ очистки рабочими с помощью скребков. Химическую очистку поддонов необходимо применять не более 2 раз в год.

      На  качество железобетонных изделий существенно  влияет сцепление бетона с поверхностью форм. Одним из способов уменьшения сцепления является применение различных  смазок. Правильно подобранная и  хорошо нанесенная смазка обеспечивает легкое освобождение изделия из формы.

      Наиболее  широкое распространение получили смазки типа эмульсия. Она имеет повышенную адгезию к металлу и поэтому хорошо удерживается на металлической поверхности формы.

      Смазка  форм осуществляется с помощью пульверизатора, что обеспечивает равномерное нанесение смазки, тщательное смазывание углов и ребер.

      2.1.5.2.Технология  армирования изделий.

      Ригель армируется предварительно напряженной и не напряженной арматурой.

      Сборка  арматурного каркаса ригеля происходит в следующей последовательности: устанавливаются закладные детали , укладывается U-образная сетка . После этого на упоры формы закрепляется напрягаемая арматура, укладываются конструктивные сетки и устанавливаются каркасы. Сверху укладывается сетка .

       2.1.5.3. Технология формования изделий.

       На  посту формования подготовленная форма  устанавливается на виброплощадку. Бетоноукладчиком бетонная смесь подвижностью подается в форму. После этого форма крепится к виброплощадке электромагнитом и уплотняется бетонная смесь с амплитудой колебаний 0,2 - 0,5 мм. Одновременно с этим вручную заглаживаются неровности, и при необходимости добавляется бетонная смесь. Уплотнение бетонной смеси происходит в течении 3 мин.

       2.2.5.4. Технология распалубки готовых  изделий.

       Изделия в форме прошедшие ТВО поступают на пост подготовки, где последовательно производят открытие продольных бортов. Очищают от затвердевшего бетона концы напрягаемой арматуры и механическим станком с вращающимся диском их обрезают таким образом, чтобы концы арматуры не выступали за пределы плиты более 10 мм. Оголенные концы арматуры покрываются битумным лаком. Далее мостовым краном перемещают готовое изделие на пост промежуточного складирования, затем на склад готовой продукции. 

       2.1.6. Обоснование способов и режимов  тепловой обработки, расходов тепловой энергии.

       Выбор рациональных способов и режимов  тепловой обработки основывается на полной увязке технологических и теплотехнических факторов.

       Вид и режим тепловой обработки следует  выбирать с учетом влияния вяжущего. Для бетонов на высокоактивных вяжущих М400 рекомендуется паропрогрев при температуре 68 - 85 °С и относительной влажностью среды 80 - 100 %. Жесткие бетонные смеси по сравнению с подвижными обеспечивают сокращение сроков теплового воздействия.

       На  продолжительность тепловой обработки  влияет также массивность изделий: с её увеличением растет температурный  перепад, вероятность возникновения температурных деформаций.

       Цикл  тепловой обработки состоит из трех основных стадий: подъема температуры среды, изотермического выдерживания при постоянной температуре и охлаждения изделий.

       Скорость  прогрева зависит от начальной прочности  бетона, пластичности бетонной смеси, модуля открытой поверхности. На основании многочисленных исследований оптимальной скоростью подъема температуры при прогреве изделий с умеренной жесткостью и толщиной до 20 мм составляет 30 °С/ч. Прогрев при максимальной температуре должен составлять не менее 4 ч. Скорость снижения температуры в пределах 25 - 50 °С/ч не должна приводить к перепаду температур поверхности изделия и окружающей среды.

       Для бетона используемого для изготовления железобетонных изделий в курсовом проекте принимаем режим тепловой обработки 9,5 часов.

       Способы тепловой обработки:

       Прогрев бетона при атмосферном давлении - основной способ ускорения твердения изделий на заводах сборного железобетона.

       Ямные камеры используются для поточно-агрегатного  способа производства. Они просты в изготовлении, имеют большое распространение. Недостатки: большая продолжительность обработки, завышенные удельные расходы тепла.

       Стендовая технология тепловой обработки для  изготовления крупноразмерных изделий не позволяет применять передвижные формы, поэтому тепловая обработка происходит в самой форме.

       Щелевые камеры тепловой обработки применяются  при конвейерном способе производства. Значительно механизирована и автоматизирована, на трудна в переналадке на новую номенклатуру изделий.

       Из  всех способов наиболее оптимальна тепловая обработка в ямной камере изделий изготовляемых агрегатно-поточным способом. 

       2.1.7. Обоснование технологии складирования готовой продукции.

       Склад готовой продукции проектируемого завода предназначен для хранения прошедших контроль изделий до отгрузки их потребителю. Компоновка склада тесно увязывается с главными производственными корпусами завода.

       Изделия на складе хранят в штабелях или  стеллажах, в каждом из которых находятся изделия одного типоразмера или марки. Каждое изделие при хранении должно опираться на деревянные подкладки и прокладки. Нижний ряд изделий укладывается на подкладки. Укладка одних изделий на другие без прокладок не допускается. Подкладки и прокладки должны быть одинаковой длинны, следует располагать их по вертикали строго одну под другой. Особое внимание должно быть уделено устойчивому и правильному положению подкладок под нижним рядом штабеля, которые располагают на выровненном и очищенном основании.

       Склад готовой продукции представляет собой открытую прямоугольную площадку, оборудованную подъемно-транспортными оборудованием и механизмами. Складская площадка должна иметь бетонное основание, водоотводные канавы и кюветы для стока воды.

       Для выполнения погрузочно-разгрузочных работ  применяют мостовые краны, обладающие высокой маневренностью и удобными в управлении.

       Вместимость склада готовой продукции определяют по формуле:

       V= q*n, где

       q - суточное поступление изделий на склад;

       n - нормативный срок хранения изделий.

       V= 172,48*10 = 1724,8 м³

       Площадь склада, необходимую для складирования  изделий, вычисляют по формуле:

       S,=V/n_b

       где n_b — норма хранения изделий на 1 м² площади, принимается равной 1,8 м /м для хранения изделий в горизонтальном положении.

       S₁= 1724,8 /1,8 =958,22 м²

       Площадь склада с учетом условий его обслуживания, составляет:

       S₂= S₁*k₁*k₂,

       где    kj - коэффициент, учитывающий проходы на складах;

       к₂    -    коэффициент    учитывающий    увеличение    площади    в зависимости от типа склада.

       S₂ = 958,22* 1,5 * 1,3 =1868,53 м²

       На  основании расчетов принимаем следующие  параметры склада: число пролетов - 1; длина 108 м; ширина 18 м; площадь 1944 м². 
 
 
 

       2.2. Режим работы и производственные программы предприятия.

       Режим работы предприятия назначается  в соответствии с нормами технологического проектирования ОНТП 07-85 исходя из способа производства. 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Таблица 7 – Режим работы предприятия.