Завод крупнопанельного домостроения по выпуску домов серии 111-97. П=70 тыс. м2 общей площади в год

Министерство образования и науки Российской Федерации Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) Кафедра строительных материалов и специальных технологий Курсовой проект По технологии сборного железобетона На тему: «Завод крупнопанельного домостроения по выпуску домов серии 111−97. П=70 тыс. м² общей площади в год»

Пояснительная записка к курсовому проекту Новосибирск, 2010

Оглавление Введение

1 Анализ задания

2 Номенклатура выпускаемой продукции

3 Сырьевая база

3.1 Вяжущие вещества

3.2 Заполнители

3.3 Вода

3.4 Арматурная сталь

3.5 Добавка

3.6 Утеплитель

3.7 Смазка

4 Расчет материальнопроизводственного потока

4.1 Режим работы предприятия

4.2 Определение расхода компонентов бетона /состав бетона/

4.3 Определение усредненно-условного состава бетона

4.4 Расчет материального потока

4.5 Проектирование бетоносмесительного цеха

5 Проектирование формовочного цеха

5.1 Выбор способа производства

6 Расчет технологических линий

6.1 Расчёт кассетной технологии

6.2 Расчет стендовой технологической линии

6.3 Расчёт конвейерной технологии

6.4 Расчет агрегатно-поточных линий

7 Описание технологии изготовления изделий

7.1 Внутренние стеновые панели и внутренние стеновые панели цоколя

7.2 Сантехкабины и вентиляционные блоки

7.3 Наружные стеновые панели и наружные стеновые панели цоколя

7.4 Агрегатно-поточный способ изготовления изделий

8 Расчет склада готовой продукции

9 Контроль качества производства и продукции Литература

Введение

Современное строительство немыслимо без бетона. 2 млрд. м³ в год — таков сегодня мировой объем его применения. Это один из самых массовых строительных материалов, во многом определяющий уровень развития цивилизации. Бетон — самый сложный искусственный композиционный материал, который может обладать совершенно уникальными свойствами.

Бетонами называют искусственные каменные материалы, получаемые в результате затвердевания тщательно перемешанной и уплотненной смеси из вяжущего вещества с водой (реже без воды), мелкого и крупного заполнителей, взятых в определенных пропорциях. До затвердевания эту смесь называют бетонной смесью.

Бетон применяется в самых разных эксплуатационных условиях, гармонично сочетается с окружающей средой, имеет неограниченную сырьевую базу и сравнительно низкую стоимость, сравнительная простота и доступность технологии, возможность широкого использования местного сырья и утилизации техногенных отходов при его изготовлении, малая энергоемкость, экологическая безопасность.

Широкое применение сборного железобетона позволило значительно сократить в строительстве расход металла, древесины и других традиционных материалов, резко повысить производительность труда, сократить сроки возведения зданий и сооружений.

Полное удовлетворение потребностей строек страны и их экономическое и техническое соответствие научнотехническому прогрессу связано с расширением заводского производства изделий и конструкций из сборного железобетона и создание крупных предприятий с передовой технологией, механизацией и автоматизацией производства.

Важнейшим звеном технического прогресса в производстве сборного железобетона, связывающим науку с производством, является проектирование новых технологических линий, цехов, заводов, реконструкция и переоснащение действующих предприятий. В проектах непосредственно реализуются результаты научных исследований, используются достижения передовой техники. От качества проектирования в значительной степени зависят темпы технического прогресса.

1. Анализ задания Необходимо запроектировать завод крупнопанельного домостроения по выпуску домов серии 111−97. Мощность завода 70 тыс. м² общей площади в год.

Место строительства: г. Бердск, НСО Сырьевая база:

— цемент — завод ОАО «Искитимцемент», г. Искитим;

— щебень — ОАО «Каменный карьер «п.Горный Тогучинского района Новосибирской области;

— песок кварцевый — ОАО Новосибирский речной порт

— вода — из городской коммуникации;

— арматура — металлобаза г. Новосибирск;

— тепло и электроэнергия берется из городских сетей.

Вид транспорта для сырья: материалы на завод доставляются железнодорожным и автомобильным транспортом.

Потребитель: предприятия строительной индустрии Новосибирской области г. Новосибирска и прилегающих регионов.

2. Номенклатура выпускаемой продукции Номенклатура, выпускаемая заводом, представлена в таблице2.1.

Таблица 2.1. Сводная таблица элементов здания серии 111−97

Таблица 2.2. Номенклатура завода

Таблица 2.3. Производительность завода по бетону.

3. Характеристика сырья Сырьевыми материалами для производства железобетонных изделий являются вяжущие, заполнители различного типа, добавки, и арматурная сталь. Для проектирования предприятия ЖБИ необходим правильный выбор сырьевых материалов для каждого вида и марки бетона, обеспечивающий экономию средств и свойства бетона.

3.1 Вяжущие вещества В качестве вяжущего в данном проекте будет использоваться искитимский портландцемент. Цемент соответствует ГОСТ 10 178–95. Насыпная плотность 1100 кг/м³, истинная плотность 3100 кг/м³, марку цемента принимаем М300, М400.

Цемент должен удовлетворять следующим требованиям:

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

2. Сроки схватывания: начало схватывания не ранее 45 мин., конец схватывания не позднее 10 часов от начала затворения водой;

3. Цемент должен показывать равномерность изменения объема при испытании образцов кипячением в воде. Коэффициент насыщения-0,88; модуль-1,67; глиноземистый модуль-1,26;

Нормальная густота портландцемента-24,65%. Чем меньше нормальная густота цемента, тем меньше водопотребность бетонной смеси, необходимая для достижения определенной подвижности (жесткости).

Требования к портландцементу приведены в таблицах 3.1, 3.2

Таблица 3.1 Химический состав портландцементного клинкера

Таблица 3.2 Минералогический состав портландцементного клинкера

Тонкость помола цемента: удельная поверхность S_уд = 2500 — 2800 см²/г.

3.2 Заполнители

Заполнители являются основными компонентами бетона, как по массе, так и по объему (70−90% объема бетона). Они оказывают влияние на технологические свойства бетонной смеси, процессы твердения и на строительно-технические и эксплуатационные свойства бетона.

а) Щебень В качестве крупного заполнителя для тяжелого бетона применяют альбитофировый щебень Тогучинского месторождения. Заполнитель должен удовлетворять требованиям ГОСТ 8267–93.

Используем щебень фракции 5−10, 10−20 мм.

Зерновой состав щебня каждой фракции должен соответствовать указанному в таблице 3.3.

Таблица 3.3 Зерновой состав щебня в ситах, %

Рисунок 1.1 Гранулометрический состав щебня Для всех видов и марок щебня по прочности содержание глины в комках в общем количестве пылевидных и глинистых частиц не должно превышать 1,0% по массе. Содержание фракций в заполнителе 5−10 и 10−20 соответственно 25−40% и 60−75%, при наибольшей крупности 20 мм.

Содержание пластинчатых и игловатых зерен в щебне не должно превышать 35%, зерен слабых и выветренных пород не должно превышать 10%. Наличие глин в виде отдельных комьев в количестве 0,25% или пленки, обволакивающей зерна заполнителя, не допускается.

Щебень не должен содержать посторонних засоряющих примесей. Насыпная плотность щебня составляет 1430 кг/м³. Истинная плотность 2800 кг/м³. Морозостойкость F50. Межзерновая пустотность составляет 51%.

б) Песок Песок должен удовлетворять требованиям ГОСТ 8736–93. Основными показателями качества песка является зерновой состав и содержание пылевидных и глинистых частиц, в том числе глины в комках. Рекомендуемые стандартом зерновые составы песка обеспечивают компактную упаковку его частиц и наименьшую межзерновую пустотность, что ведет за собой экономию вяжущего вещества.

В соответствии с требованиями ГОСТ 8736–93 в тяжелых бетонах должны использоваться пески с модулем крупности 1,5…3,25. В природном песке не допускается присутствие зерен размером свыше 10 мм в количестве более 0,5% по массе, свыше 5 мм — более 10% по массе, содержание зерен проходящих через сито № 016, не должно превышать, % по массе: в природных песках повышенной крупности, крупных и средних-10, в мелком и очень мелком песке — 15.

Применяем песок строительный ОАО Новосибирский речной порт.

Песок кварцевый

Истинная плотность песка: =2540кг/м³.

Насыпная плотность: =1500кг/м³.

Модуль крупности 1,62

Полный остаток на сите № 063 — 7,0%

Содержание пылевидных и глинистых частиц 1,5%Удельная эффективная активность естественных радионуклидов в песке Аэфф.ср.=63,0

Содержание кварца (SiO2) — 87,1%

Коэффициент фильтрации — 3,9 м/сут Гравийность на 10 — 2,45%

Гравийность на 5 -1,5%

Таблица 3.4 Требуемый зерновой состав природного песка

Рисунок 1.2 Зерновой состав песка

3.3 Вода Для затворения бетонной смеси применяют грунтовые, поверхностные и пресные озерные воды (ГОСТ 23 732−79*). Содержание в воде органических ПАВ, сахаров или фенолов, каждого, не должно быть более 10 мг/л.

Вода не должна содержать пленки нефтепродуктов, жиров, масел.

Окисляемость воды не должна быть более 15 мг/л. Водородный показатель воды (рН) не должен быть менее 4 и более 12. Вода не должна содержать также примесей в количествах нарушающих сроки схватывания и твердения цементного теста и бетона, снижающих прочность и морозостойкость бетона. В данном проекте будем использовать воду от городских сетей.

3.4 Арматурная сталь

Для армирования бетона используют в основном стальную арматуру из углеродистых и низкоуглеродистых сталей.

Прутковую сталь доставляют в виде стержней длинной 6−12 м, а по особому заказу — до 18 и даже до 25 м диаметром более 10 мм в пачках массой до 5 т. В бухтах доставляют арматурную сталь диаметром менее 10 мм и длиной до200мм, а также витую проволочную арматуру. Основной нормативный документ по арматурным изделиям — ГОСТ 10 922–90, который регламентирует технические требования и свойства арматуры.

На данный завод поставляется арматура следующих классов: А-I, A-III, A-IV, B-I, сталь 3.

3.5 Добавки Добавки в бетонную смесь вводят с целью улучшения формуемости бетонной смеси, ускорения твердения, повышения прочности, морозостойкости, химической стойкости, экономичности и т. д.

В качестве добавки используем гидрофобизирующую кремнеорганическую жидкость ГКЖ — 94 ГОСТ 10 834–75. Это бесцветная или слабо-желтая жидкость:

гидрофобизирующая способность не менее 3;

содержание активного водорода 1,30−1,42%.

Добавка вводиться в количестве 0,05% от веса цемента.

ГКЖ можно заменить на ПФМ-НЛК. Это водорастворимый порошок коричневого цвета или водного раствора темно-коричневого цвета с концентрацией не менее 32%. Добавляется 0,5% от массы цемента в пересчете на сухое вещество.

Для регулирования свойств бетона, бетонной смеси и экономии цемента используем химическую добавку — суперпластификатор С-3. Эта добавка существенно улучшает свойства бетона, может обеспечить значительную экономию цемента. С-3 вводится в количестве 0,1…1,2% от массы цемента.

Применение С-3 позволяет достичь следующих показателей:

· увеличить подвижность бетонной смеси от П1 до П5;

· снизить водопотребность при затворении вяжущего вещества на 20−25%;

· увеличить конечные прочностные характеристики на 25% и более;

· увеличить сроки схватывания и живучесть бетонной смеси;

· в 1,5 — 1,6 раз увеличить сцепление бетона с закладной арматурой и металлоизделиями;

· получить бетоны с повышенной влагонепроницаемостью, трещиностойкостью, морозостойкостью (350 циклов);

· снизить расход цемента на 15%;

· снизить энергетические затраты (при вибрации, ТВО) на 30−50%, а ряде случаев и полностью отказаться от дополнительных энергозатрат;

· получать бетонные смеси, укладываемые без вибрации.

Добавки хранятся в складских помещениях при температуре не выше 30 °C в таре изготовителя.

3.6 Утеплитель В качестве утеплителя применяется пенополистирол ПСБ-С-25, с плотностью от15,1 до 25,0 кг/м³ по ГОСТ 15 588–86 и теплопроводностью 0,039 Вт/м^оС В качестве несгораемого утеплителя применяется ''Роквул'' с плотностью 120кг/м³ и теплопроводностью 0,043 Вт/м^оС. Несгораемый утеплитель укладывается по периметру изделий, согласно рабочим чертежам, предохраняя пенополистирол от возгорания.

3.7 Смазка На современном этапе развития производства бетонных изделий, когда все большее значение приобретает механизация и автоматизация производственных процессов, а также качество готовой продукции, значительную роль в совершенствовании заводской технологии бетона играет выбор эффективных смазок для форм.

К смазкам для стальных форм в заводском производстве бетонных изделий предъявляется целый комплекс требований: повышенная адгезия к металлу и пониженная адгезия к бетону; возможность автоматизации и механизации приготовления и нанесения смазки на поверхность форм; отсутствие необходимости в очистке поверхности форм от остатков бетона; исключение возможности появления пятен и воздушных пор на поверхности изделий, прилегающих к форме, и снижения прочности и плотности в поверхностных слоях.

На ряде предприятий нашла применение масляная смазка, состоящая из 25−50% веретенного и 50−75% солярового масла. Веретенное масло иногда заменяют обычным машинным маслом.

В настоящее время из консистентных смазок применяется в основном солидол; он используется, когда, наносимая механизированным путем, вязкая смазка не удерживаются на поверхности формообразующей оснастки, например на ребрах, выступах, конусах, имеющих на разделительных стенках кассетных установок, и в некоторых других случаях.

Для правильного применения таких смазок необходимо иметь четкое представление об их основных свойствах и особенностях, о физико-химических явлениях, сопутствующих их приготовлению, нанесению и эксплуатации, об оптимальных схемах компоновки и режимах работы технологического оборудования и способах контроля качества смазок.

Требования к смазкам состоят в следующем:

1. Смазки должны максимально гидрофобизировать поверхность формы.

2. Смазки должны иметь минимальную адгезию.

Все остальные особенности смазок, обусловленные их неодинаковыми вязкостью, устойчивостью и другими свойствами, непосредственного влияния на качество поверхности изделий не оказывают и призваны обеспечить выполнение перечисленных выше основных требований. Некоторые из них весьма важны по другим причинам: позволяют легко наносить и подавать смазки, обеспечивают надлежащие санитарнотехнические условия и т. д.

При соблюдении требований технологии и применении доброкачественных исходных материалов смазки обладают стабильными характеристиками. Поэтому на заводах железобетонных изделий нужно в первую очередь наблюдать за выполнением соответствующих инструкций, указаний или технологических карт по приготовлению и хранению смазки, а также за тем, чтобы качество веществ, входящих в состав смазки, отвечало стандартам или техническим условиям на них.

К контролю качества смазок относятся такие методы как, определение кислотного числа эмульсола, жесткость воды, стабильность и вязкость эмульсионных смазок.

Эффективность тех или иных смазок определяется в конечном итоге технико-экономическими показателями, которые достигаются при их применении. Необходимо учитывать не только стоимость смазки, но и трудозатраты на ее приготовление и нанесение, чистку форм и последующую отделку изделий, производительность технологических линий и установок.

В данном проекте принимаем два вида смазки: прямая и обратная эмульсия. Состав смазки:

Прямая эмульсия: ЭКС 10%, кальцинированная сода 0,5−1%, вода 89%;

Обратная эмульсия: ЭКС 20%, эмульсол ''ЭКС-А'' 20%, насыщенный раствор извести при температуре 50−55°С 80%.

Прямая эмульсия применяется для горизонтальных поверхностей форм, обратная эмульсия для вертикальных и горизонтальных поверхностей форм и кассет при температуре смазки 50−55°С

4 Расчет материально-производственного потока Расчет выполняется с целью выявления потребностей в сырьевых материалах, полуфабрикатах, комплектующих деталях и готовых изделиях по всем переделам технологического процесса. Данные расчета потока используются для проектирования складов цемента и заполнителей, бетоносмесительных узлов, бетоносмесительного цеха, формовочных линий и тепловых установок формовочных цехов и складов готовой продукции.

Исходными данными для расчета материального потока служат годовая мощность предприятия, номенклатура продукции предприятия и цехов и допустимые нормы потерь материалов.

4.1 Режим работы предприятия Режим работы цеха или завода определяет расчет технологического оборудования, потоков и количество сырья, списочный состав рабочих. Режим работы завода или цеха характеризуется числом рабочих дней в году, количеством рабочих смен в сутки и количеством часов работы в смену.

При назначении режима работы цеха принимается:

— номинальное количество рабочих суток в год, Т_н— 260;

— количество рабочих смен в сутки /кроме тепловой обработки/- 2 или 3;

— для тепловой обработки, n-3;

— количество рабочих смен в сутки по приему сырья, материалов и отгрузки готовой продукции железнодорожным транспортом, n-3;

— то же автотранспортом, n-2 или 3;

— номинальное количество рабочих суток в году по приему сырья и материалов с железнодорожного транспорта-365;

— продолжительность рабочей смены в час, t-8;

— длительность плановых остановок в сутках на ремонт конвейерных линий, T_р-13, поточно-агрегатных, стендовых линий и кассетных установок по приготовлению бетонных и растворных смесей, T_р-7;

— коэффициент использования технологического оборудования:

— конвейерных линий, К_и— 0,95;

— поточно-агрегатных и других- 0,92.

Определим годовой фонд рабочего времени по формуле:

Т_ф =, (4.1)

где Т_H — номинальное количество рабочих суток в году;

Т_P — продолжительность плановых остановок технологических линий на ремонт в сутках;

n — количество смен в сутки;

t — продолжительность рабочей смены в часах;

K_и — коэффициент использования оборудования.

Для конвейерной линии:

Т_ф = (260 — 13)280,95=3754,4 час.

Для тепловлажностной обработки.

Т_ф = (260 — 7)380,92=5807,04 час.

Для поточно-агрегатной, кассетной линий:

Т_ф = (260 — 7)280,92=3724,16 час.

Для складского хозяйства:

Т_ф= (365−7)380,92=7904,64 час.

В расчетах годового фонда рабочего времени не учитываются простои оборудования из-за недостатка рабочей силы, сырья, топлива, электроэнергии или организационных неполадок, а также потери рабочего времени, связанные с браком в производстве.

4.2 Определение расхода компонентов бетона / состав бетона/

1. Тяжёлый бетон.

Расход компонентов бетона: воды, цемента, мелкого и крупного заполнителей определяют предварительным расчетом состава бетона по соответствующим методикам.

Расчёт состава бетона. Для марки бетон 150 с прочностью R_б = 15МПа и удобоукладываемостью О.К.=3 — 4 см:

Исходные данные:

1. Цемент М300, R_ц = 30, МПа — активность цемента, _ц = 3100 кгм³ — истинная плотность цемента, ^н_ц = 1100 кгм³ — насыпная плотность цемента

2. Песок _п = 2540 кгм³ — истинная плотность песка, ^н_п =1500 кгм³ — насыпная плотность песка

3. Щебень Д_макс = 20мм — максимальный размер зёрен щебня, _щ = 2800 кгм³ — истинная плотность щебня, ^н_щ = 1430 кгм³ — насыпная плотность щебня, межзерновая пустотность щебня составляет 51%.

4. Заполнители рядовые.

· Цементно-водное отношение определяется из формулы:

R_б=А· R_ц·(Ц/В-0,5), (4.2)

R_б=А· R_ц·(Ц/В+0,5), (4.3)

где R_б— прочность бетона, МПа;

Аэмпирический коэффициент, зависящий от качества заполнителей, А=0,6 (табл.4 [3]);

R_ц— прочность цемента, МПа;

Ц/В — цементно-водное отношение.

Если марка бетона меньше или равна марке цемента, расчет ведется по (4.2). Если марка бетона больше марки цемента, расчет ведется по (4.3).

150=0,6 · 300 · (Ц/В-0,5),

Ц/В=1,33

Расход воды определяется, исходя из заданной удобоукладываемости бетонной смеси, вида и крупности заполнителя.

Для О.К. = 3 — 4 см и Д_макс = 20 мм расход воды равен В = 195л

· Расход цемента определяется по формуле 4.4:

(4.4)

где В — расход воды, л.

Ц = 1951,33 = 260 кг Расход щебня определяется по формуле 4.5:

(4.5)

где К_р — коэффициент раздвижки зерен (принимаем К_р =1,33) (табл.6 [3]);

V_п — пустотность щебня, V_п=51%

Щ = 1000/(0,511,33/1,43 + ½, 80) = 1202 кг Расход песка определяется по формуле 1.6:

(4.6)

где Ц — расход цемента, кг;

с_ц — истинная плотность цемента, кг/м³;

Щ — расход щебня, кг;

с_щ — истинная плотность щебня, кг/м³;

В — расход воды, л;

с_п — истинная плотность песка, кг/м³.

П = [1000 — (260/3,1+ 195 + 1202/2,80)] 2,54 = 740 кг.

Аналогично рассчитываются марки бетона: М150 О.К.=5см; М150 О.К.=8см; М200 ОК=5см; М200 ОК=8см. Результаты расчета в таблице 4.1

Для М150 и О.К. = 5см:

Цементно-водное отношение определяется по формуле (4.2):

Ц/В = 150/(3000,6) + 0,5 = 1,33

Количество цемента определяется по формуле (4.4):

Ц = 2001,33 = 267 кг Количество крупного заполнителя определяется по формуле (4.5):

Щ = 1000/(0,511,35/1,43 + ½, 80) = 1192 кг Количество мелкого заполнителя определяется по формуле (4.6):

П = [1000 — (267/3,1+ 200 + 1192/2,80)] 2,54 = 732 кг.

Для М150 и О.К. = 8см:

Цементно-водное отношение определяется по формуле (4.2):

Ц/В = 150/(3000,6) + 0,5 = 1,33

Количество цемента определяется по формуле (4.4):

Ц = 2101,33 = 280 кг Количество крупного заполнителя определяется по формуле (4.5):

Щ = 1000/(0,511,38/1,43 + ½, 80) = 1177 кг Количество мелкого заполнителя определяется по формуле (4.6):

П = [1000 — (280/3,1+ 210 + 1177/2,80)] 2,54 = 709 кг.

Для М200 и О.К. = 5см:

Цементно-водное отношение определяется по формуле (4.2):

Ц/В = 200/(4000,6) + 0,5 = 1,33

Количество цемента определяется по формуле (4.4):

Ц = 2001,33 = 267 кг Количество крупного заполнителя определяется по формуле (4.5):

Щ = 1000/(0,511,35/1,43 + ½, 80) = 1192 кг Количество мелкого заполнителя определяется по формуле (4.6):

П = [1000 — (267/3,1+ 200 + 1192/2,80)] 2,54 = 732 кг.

Для М200 и О.К. = 8см:

Цементно-водное отношение определяется по формуле (4.2):

Ц/В = 200/(4000,6) + 0,5 = 1,33

Количество цемента определяется по формуле (4.4):

Ц = 2101,33 = 280 кг Количество крупного заполнителя определяется по формуле (4.5):

Щ = 1000/(0,511,38/1,43 + ½, 80) = 1177 кг Количество мелкого заполнителя определяется по формуле (4.6):

П = [1000 — (280/3,1+ 200 + 1177/2,80)] 2,54 = 709 кг.

4.3 Определение усредненно-условного состава бетона Таблица 4.1 Результаты расчёта состава бетона.

Расходы компонентов усредненно-условного состава бетона /В_у, Ц_у, Щ_у, П_у/ подсчитываются по формулам 4.7,4.8,4.9,4.10.

В_у = ₁В₁ + ₂В₂ +… + _nВ_n, (4.7)Щ_у = ₁Щ₁ + ₂Щ₂ +… + _nЩ_n, (4.8)

П_у = ₁П₁ + ₂П₂ +… + _nП_n, (4.9)

Ц_у = ₁Ц₁ + ₂Ц₂ +… + _nЦ_n, (4.10)

где — доля каждого состава в общей производительности бетоносмесительного цеха.

Тяжёлый бетон:

В_у= 195· 0,07+200·025+210·0,20+200·0,13+210·0,35=205 л Щ_у=1203· 0,07+1192·025+1177·0,20+1192·0,13+1177·0,35=1184кг П_у= 741· 0,07+732·025+709·0,20+732·0,13+709·0,35= 720 кг Ц_у=260· 0,07+267·025+280·0,20+267·0,13+280·0,35= 274 кг Таблица 4.2 Результаты расчета усреднёно-условного состава бетона

4.4 Расчет материального потока Для расчета материального производственного потока уточняется деление производственного процесса на технологические зоны и нормы неизбежных потерь материалов по зонам.

Зона 1: транспортно-сырьевой участок. Потери цемента 1%, щебня 1%, песка 2%.

Зона 2: склады сырья. Потери цемента 1%, щебня 1,5%, песка 2%.

Зона 3: бетоносмесительный узел. Потери бетонной смеси 1%.

Зона 4: формовочные линии. Потери бетонной смеси 0,5%.

Зона 5: участок термообработки и доводки изделий. Потери 0,5%.

Зона 6: склад готовой продукции. Потери 0,5%. 14]

Затем подсчитываются необходимые производительности технологических переделов и потребности в материалах, начиная с зоны /склад готовой продукции/ по формуле 1.16:

П_n =, м³/год (4.11)

гдеП_n — производительность в зоне n (n — номер зоны);

П_(n+1) — производительность в зоне, следующей за рассчитываемой зоной /зона номер n+1/;

Q_n — производственные потери в зоне, %.

Расчет потребности завода в цементе и песке ведется по формуле и формуле:

Ц = П^(БСУ) · Ц_у/(1-Q^{(склад сырья)}/100), т (4.12)

Щ = П^(БСУ) · Щ_у/((1-Q^{(склад сырья)}/100) · _{н (щ)}), м³ (4.13)

где П^(БСУ) — производительность в зоне БСУ;

Ц_у, Щ_у — расход цемента и щебня на 1 м³ условного бетона;

Q^{(склад сырья)} — потери цемента и щебня на складе, %;

_{н (щ)} — насыпная плотность щебня, т/м³.

Таблица 4.3 Материальный поток тяжелого бетона проектируемого предприятия

4.5 Проектирование бетоносмесительного цеха В состав бетоносмесительного цеха входят: склад цемента, склады заполнителей, бетоносмесительные узлы и внутрицеховые транспортные связи между складами сырья и БСУ.

Проектирование склада цемента.

Цемент на заводах ЖБИ хранится в силосных складах, которые в зависимости от вида транспорта железнодорожного, автомобильного, водного, могут быть: прирельсовые, притрассовые, береговые.

Береговые склады цемента используются, когда экономически использовать самый дешевый вид транспорта — водный, и при отсутствии других транспортных связей с цементным заводом. В северные районы Сибири и Крайнего Севера цемент транспортируется преимущественно водным транспортом. 2]

В нашем случае цемент доставляется с помощью железнодорожного транспорта.

При проектировании необходимо предусматривать раздельное хранение цемента по видам и маркам.

Требуемая вместимость склада цемента определяется по формуле 4.14:

(4.14)

где Ц_сут — суточная потребность завода в цементе, т;

n — нормативный запас цемента, сут;

К_з — коэффициент запаса (К_з = 0,9).

Так как доставка цемента осуществляется железнодорожным транспортом, то n = 7−10 сут.

V_сц = 59,11*7 / 0,9 = 460 т.

По значению требуемой вместимости склада цемента выбираем типовой проект автоматизированного прирельсового склада цемента, характеристики которого представлены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 Характеристика типового склада цемента 409−29−63

Склад размещается вблизи БСУ с подветренной стороны от формовочных и административно-бытовых корпусов. Цементопровод со склада в БСУ выбирается по кратчайшему пути с наименьшим количеством изгибов. С точки зрения экономии цемента при складе нужно предусмотреть участок домола с целью повышения или восстановления у залежавшегося цемента активности. Домол с добавками снижает расход цемента, улучшает свойства бетонной смеси и повышает скорость и степень гидратации цемента. Домолотый цемент сразу подается в расходные бункеры БСУ.

Проектирование склада заполнителей.

Существующие типы складов заполнителей можно классифицировать:

— по способу хранения: открытые, закрытые и частично закрытые;

— по виду емкости: штабельные (материал складируется на выровненной площадке, по длине разделенной стенками на отсеки), бункерные, полубункерные, силосные и траншейные;

— в зависимости от вида транспорта и расположения складов: прирельсовые, притрассовые, береговые и комбинированные;

— по виду оборудования для загрузки склада: эстакадные (заполнитель загружается в емкости сверху с помощью ленточного транспортера со сбрасывающей тележкой), грейферные (мостовой кран с грейферным захватом ходит над складским емкостями), со штабилировочной машиной С-492;

— по виду оборудования для разгрузки склада и подачи заполнителей в БСУ: галерейные (забор материала производится через затворы на ленточный транспортер, расположенный в подземной галерее под складскими емкостями), бункерные (материал из емкостей подается в приемные бункера грейферным краном, автопогрузчиком или бульдозером).

Наиболее надежным с точки зрения сохранения качества заполнителей, полной механизации и автоматизации складских операций для условий Сибири является тип склада: комбинированный (прирельсовый, притрассовый), полубункерный, эстакадно-галерейный, закрытый склад.

Несмотря на большее капиталовложение при строительстве, трудоемкость и себестоимость складской переработки заполнителей ниже. Тем более что в условиях Сибири необходимо проектировать только закрытые склады.

Расчет склада производится, исходя из потребности в сырьевых материалах, нормативных запасов и конкретной характеристики принятого типа склада. Расчеты сводятся к определению вместимости, площади и геометрических размеров склада. Емкость (м³) в складе для хранения каждого вида заполнителя рассчитывается по формуле 4.15.

(4.15)

где П_сут — суточная потребность завода в данном виде заполнителя, м³;

n — нормативный запас заполнителя, сут;

К_з — коэффициент учитывающий необходимое увеличение емкости склада при хранении нескольких фракций заполнителей;

К_з — коэффициент загрузки (К_з = 1,2 для полубункерных складов). 2]

Для щебня:

V_сщ = 179,071,051,2 = 1578,7 м³;

Для песка:

V_сп = 104,671,051,2 = 922,5 м³;

V_Общ=(V_сщ+V_сп)*1.2=(1578,7+922,5)*1.2=3001,44 м³

По величине суммарной вместимости склада заполнителей подбираем типовой склад прирельсового типа, характеристики которого представлены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 Характеристика типового склада заполнителей.

Привязка типового склада осуществляется вблизи транспортных магистралей и на минимально необходимом расстоянии от БСУ, чтобы транспортная связь (галерея) между ними была как можно короче.

Расчет БСУ заключается в следующем:

Требуемая часовая производительность БСО определяется по формуле:

(4.16)

где П_з — часовая производительность БСО, м³;

К₁ — коэффициент резерва производства;

К₂ — коэффициент неравномерности выдачи и потреблении бетонной смеси.

П_б.ч. = 18,891,21,25 = 28,4 м³

Часовая производительность бетоносмесителя определяется по формуле:

(4.17)

где V_з — объем одного готового замеса, м³;

t_ц — время цикла приготовления одного замеса, мин;

К_и — коэффициент использования.

Q_ч = 6010,97/2 = 29,1 м³

Необходимое количество смесителей подсчитывается по формуле 4.18:

(4.18)

Z = 28,4/29,1 = 0,98

Принимаем 2 смесителя для тяжёлого бетона СБ-93.

Таблица 4.6 Техническая характеристика принудительного смесителя СБ-93

Расчет расходных бункеров По нормам устанавливается число и емкость расходных бункеров для крупных, мелких заполнителей и цементов.

Объем расходного бункера определяется по формуле:

(4.19)

где П — расход материала, м³/ч;

n — время, на которое делается запас;

m — количество бункеров;

с — насыпная плотность (для цемента).

Бункер цемента: V_б^ц = 2,46*2*1,1/0,8*2 =3,38 м³

Бункер кварцевого песка: V_б^п = 4,35*2/0,8*2 =5,43 м³

Бункер щебня: V_б^щ = 7,48*3/0,8*4 =7,01 м³

Выбор дозаторов.

Выбор дозаторных устройств осуществляется по максимальному расходу того или иного компонента. Технические характеристики дозаторов представлены в таблице 4.7

Таблица 4.7 Техническая характеристика весовых дозаторов цикличного действия

5. Проектирование формовочного цеха Операции формования и твердения изделий выполняются на технологических линиях с помощью специальных механизмов, приспособлений и установок. Технологические линии формируются из оборудования, выбираемого в зависимости от вида, габаритов, назначения, требуемого объема производства железобетонных изделий, вида отделки и степени заводской готовности.

Ряд технологических линий, размещенных в одном или нескольких пролетах или в отдельном здании, и объединенных комплектностью производимых изделий или сходством их основных характеристик, могут составить организационно-формовочный цех. От того, каким методом и оборудованием осуществляются операции формования и ускорения твердения бетона в изделиях, технологические линии можно отнести к различным способам изготовления железобетона.

5.1 Выбор способа производства Технологическая организация производства железобетонных изделий может осуществляться несколькими способами: стендовым, агрегатно-поточным, конвейерным или кассетным. Выбор способа зависит от производительности предприятия, номенклатуры изделий и технико-экономических показателей.

Стендовый способ производства

Стенды представляют собой горизонтальную железобетонную площадку, разделенную по ширине на отдельные самостоятельные технологические линии. Наличие на стенде нескольких технологических линий обеспечивает поточность организации изготовления изделий: на одной линии производят армирование, на другой изделия формуют, а на следующей происходит твердение. Такая организация позволяет более полно использовать рабочее время и повышает в целом съем продукции со стендовых линий.

Тепловая обработка железобетонных изделий на стендах осуществляется пропариванием, контактным обогревом и электропрогревом. При пропаривании изделия накрывают колпаками, брезентом или пластмассовыми пленками, под которые пускают пар. Этот способ ускоренной тепловой обработки, как наименее экономичный по расходу тепла, применяется при изготовлении немассовой продукции. При массовом выпуске изделий применяют формы с паровыми рубашками и изделия в этом случае подвергают контактному обогреву. Последний достигается оснащением основания стенда тепловыми приборами (теплый стенд).

В современной технологии сборного железобетона получили распространение протяжные, пакетные стенды и индивидуальные стенды.

Наиболее целесообразным, а в ряде случаев и единственно осуществимым оказывается стендовый способ при изготовлении сложных предварительно напряженных изделий значительного веса, перемещение которых по технологическим постам явилось бы сложной и дорогой технической задачей. В таком направлении и ориентировано в настоящее время стендовое производство.

Поточно-агрегатный способ

Поточно-агрегатный способ находит самое широкое применение в промышленности сборного железобетона; примерно 70%, всей продукции изготавливается этим способом. Причинами такого предпочтения оказываются следующие достоинства поточно-агрегатного способа: высокий съем продукции с производственных площадей, наименьшая металлоемкость производства, имея в виду потребность металла форм на единицу годовой производительности предприятия, технологическая и организационная несложность перехода на выпуск изделий другого вида.

Основным технологическим оборудованием формовочных линий предприятий с поточно-агрегатным способом производства являются:

виброплощадки, бетоноукладчики или бетонораздатчики, вибропригрузочный щит, применяемый при формовании изделий из жестких смесей, поставляется в комплекте с виброплощадкой, при поточно-агрегатном способе в основном применяют ямные камеры, транспортное оборудование. Все основные технологические транспортные операции при поточно-агрегатном способе выполняются преимущественно мостовыми кранами, либо кранами в сочетании с рольгангами, специальными тележками и т. д. Готовая продукция вывозится на склад на вагонетках. Склады оборудуются мостовыми, козловыми либо башенными кранами.

Технологические операции в последовательности их выполнения при поточно-агрегатном способе производства железобетонных изделий представлены следующим комплексом:

1) очистка формы и оснастки от цементной пленки и раствора;

2) сборка разъемной формы;

3) смазка рабочей емкости формы;

4) укладка в форму арматурных каркасов, нижних арматурных сеток и закладных деталей.

5) подача формы на формовочный пост;

6) укладка в форму бетонной смеси и ее уплотнение.

7) заглаживание верхней поверхности изделия или декоративная отделка ее по сырому бетону, если она предусмотрена проектом;

8) снятие оснастки формы, если формование производится с немедленной распалубкой;

9) подача изделия в форме или на поддоне (при немедленной распалубке) в камеру тепловой обработки;

10) тепловая обработка бетона до приобретения им необходимой прочности, предусмотренной данной технологией;

11) извлечение формы с изделием из камеры и передача ее на пост распалубки;

12) распалубка и остывание изделия;

13) декоративная отделка поверхности изделия по отвердевшему бетону (если она предусмотрена проектом) или доведение поверхности изделий до полной заводской готовности;

14) приемка изделий отделом технического контроля — осмотр их и маркировка;

15) транспортирование на склад готовой продукции.

Приведенный комплекс технологических операций обычно совмещается и посты для их выполнения компонуются в виде отдельных технологических линий, на которых предусматриваются также площадки для хранения запасных форм, расходного запаса арматуры, закладных деталей и других элементов железобетонных изделий, например утеплителя. Количество технологических линий в одном строительном пролете здания 1—2.

Конвейерный способ По принципу действия конвейеры различают непрерывно действующие (вибропрокатный стан) и пульсирующие (формы-вагонетки, перемещающиеся последовательно через отдельные технологические посты формования). Пропарочные камеры преимущественно непрерывного действия являются одним из звеньев технологического кольца.

По компоновке конвейерного кольца различают конвейеры одноярусные и двухъярусные. В первых пути перемещения вагонеток и пропарочные камеры расположены в одном уровне, на отметке пола формовочного цеха. Такой конвейер может быть назван горизонтально замкнутым. В двухъярусных вертикально замкнутых конвейерах формовочные посты располагаются на уровне пола цеха или несколько приподняты, а пропарочные камеры — под ними. Такая компоновка конвейерного кольца существенно уменьшает потребность в производственных площадях, однако при этом нельзя не учитывать более сложного конструктивного решения установки.

Принудительный ритм перемещения форм-вагонеток и постоянные размеры последних обусловливают необходимость узкой специализации конвейерных линий. По технико-экономическим причинам конвейеры проектируются на массовый выпуск однотипных изделий. Наиболее характерными среди них являются пустотелые предварительно напряженные панели и настилы перекрытий, колонны (стойки) и ригели жилых зданий, панели наружных стен.

Основное технологическое оборудование этих конвейерных линий представлено:

1) навивочными машинами для предварительно напряженного армирования изделий холоднотянутой проволокой.

2) формовочными машинами;

3) транспортирующие устройства конвейерной линии представлены тросовым приводом для перемещения форм-вагонеток по формовочным постам; передаточным рольгангом или передаточной платформой для перемещения форм-вагонеток с формовочной линии к камерам твердения и от них; подъемниками-снижателями с толкателями, служащими для загрузки многоярусной тоннельной камеры и проталкивания форм-вагонеток по тоннелю;

4) камеры пропаривания непрерывного действия горизонтального типа, вертикальные камеры проходят стадию производственного освоения.

Для данной номенклатуры изделий рассмотрим такие способы производства изделий как:

Из выше перечисленных способов выбираем поточно-агрегатный метод производства железобетонных изделий, а именно: фундаменты ленточные, кровельные панели, элементы лестничной клетки и балконные плиты. Преимущество этого способа заключается в универсальности и возможности быстрой не требующей больших затрат переналадки линий с выпуска одного изделия на другое, высокий съем продукции с 1 м.² пропарочной камеры. Эта технология высоко рентабельна при массовом производстве изделий длиной до 9−12м, шириной до 3 м и высотой до 1 м.

Конвейерный способ выбираем для производства наружных трехслойных стеновых панелей и панелей цоколя.

Для производства сантехкабин и вентиляционных блоков принимаем стендовую технологию с формованием изделий в стенд-камерах.

Для изготовления плит перекрытий, внутренних стеновых панелей и панелей цоколя целесообразно принять кассетный способ производства.

завод крупнопанельное домостроение железобетонный

6. Расчет технологических линий

6.1 Расчет кассетной технологической линии По кассетной технологии производятся внутренние стеновые панели, внутренние стеновые панели цоколя и плиты перекрытия.

Фактическая годовая производительность каждого типа кассетной установки определяют по формуле:

Р _г. у. =; (6.1)

где Р_г. у. — фактическая годовая производительность кассетной установки, м³;

С — годовой фонд рабочего времени установки, сут.;

V_ф — суммарный объём бетона всех изделий в одной кассетной установке, м³;

К_и — коэффициент использования оборудования;

Т_о — продолжительность оборота кассетной установки, сут.

Количество кассетных установок определяется по формуле:

N_т.л. =, (6.2)

где N_т.л — количество кассетных установок, шт.;

Р _г. у. — фактическая годовая производительность кассетной установки, м³;

К_ис — коэффициент использования оборудования.

Фактическая годовая производительность кассетной установки:

— внутренние стеновые панели:

Р _г. у. = 233*8*2,45/1 = 4566,8 м³/год;

— внутренние стеновые панели цоколя:

Р _г. у. = 233*8*1, 64/1= 3056,96 м³/год.

— плиты перекрытия:

Р _г. у. = 233*8*2,14/1= 3988,96 м³/год.

Количество кассетных установок:

— внутренние стеновые панели: N_т.л. = 13 034/4566,8*0,97 = 2,94

— внутренние стеновые панели цоколя: N_т.л. = 2058/3056,96*0,97 = 0,69

— плиты перекрытия: N_т.л. = 19 894/3988,96*0,97 = 5,14

Принимаем 3 кассетные установки для внутренних стеновых панелей, 1 кассетную установку для внутренних стеновых панелей цоколя и 6 кассетных установок для плит перекрытия.

Таблица 6.1 Основная характеристика кассетной установки СМЖ — 3302

Принимаем бетоноукладчик СМЖ — 306А, так как он предназначен для кассетного способа производства.

Таблица 6.2 Техническая характеристика бетоноукладчика СМЖ — 306А.

6.2 Расчет стендовой технологической линии По стендовой технологии производим сантехкабины и вентиляционные блоки.

Годовая производительность стендовой технологической линии определяется по формуле:

Р _г. у. =(С* V_ф * К_и)/Т_о; (6.3)

где Р_г. у. — фактическая годовая производительность стендовой установки, м³;

С — годовой фонд рабочего времени установки, сут.;

V_ф — суммарный объём бетона всех изделий в одной стендовой установке, м³;

К_и — коэффициент использования оборудования;

Т_о — продолжительность оборота кассетной установки, сут.

Количество стендов Z определяют по формуле:

Z = П_г/ (Р_с.у.К_и), (6.4)

где П_г — годовая производительность предприятия по данной группе изделий, м³;

Р _с.у. — годовая производительность стенда, м³;

К_и — коэффициент использования оборудования.

Годовая производительность стенд-камеры линии:

— сантехкабин: П _с.л = 233*2,19/1= 510,27 м3/год.

— вентиляционных блоков: П _с.л = 233*1,29*2/1= 601,14 м3/год.

Количество стенд-камер:

— сантехкабин: Z = 2744/(510,27*0,97) = 5,5шт.