Организация производства плит дорожного покрытия

Введение

Сборные железобетонные и бетонные изделия для жилых, промышленных и сельскохозяйственных зданий и сооружений составляет 90% общего объема производства.

Сборные железобетонные изделия могут быть плоскостными, линейными, блочными и пространственными. К линейным относятся колонны, балки, сваи; к плоскостным — плиты перекрытий, панели стен и перегородок. К блочным — массивные изделия фундаментов, стен подвалов; к пространственным — объемные элементы санитарно-технических кабин, шахт лифтов, вентиляционные блоки, кольца колодцев.

Сборные железобетонные изделия изготавливаются на домостроительных комбинатах и заводах сборного железобетона. На ДСК обычно выпускаются комплекты изделий, необходимые для возведения зданий определенной типовой серии, на заводах железобетонных изделий определенную номенклатуру изделий для гражданского, промышленного сельскохозяйственного, гидротехнического и других видов строительства.

Проектирование новых, реконструкция и модернизация действующих заводов по производству железобетонных изделий требуют выбора ресурсои энергосберегающих технологий с целью наиболее полного использования потенциальных возможностей этих материалов и сокращения расходов на единицу продукции.

Основные направления технического прогресса в этой области: ускорение твердения бетона, уменьшение расхода цемента, снижение энергозатрат, повышение долговечности конструкций, увеличение оборачиваемости форм, использование добавок в бетон, автоматизация технологических процессов, внедрение вычислительной техники, роботов и манипуляторов.

Применение крупноразмерных железобетонных элементов позволило основную часть работ по возведению зданий и сооружений перенести на завод с высокомеханизированным технологическим процессом.

Сборные железобетонные детали отличаются высоким качеством и долговечностью, упрощают производство работ на строительной площадке, способствуют сокращению сроков строительства. Однако они имеют значительную массу и размеры, что требует специализированного транспорта при их перевозке и грузоподъемных средств монтаже.

Изготовление сборных железобетонных изделий включает следующие основные технологические переделы: приготовление бетонной смеси; изготовление арматурных элементов; установку арматурных элементов в форму; формование (бетонирование) изделий; твердение бетона; тепловая обработка; распалубку изделий и подготовку форм к следующему циклу; укрупнительную сборку и отделку поверхностей с целью повышения степени заводской готовности изделий. Организация производства строится на принципах поточности производственного процесса и возможно большей специализации отдельных потоков или технологических линий по виду выпускаемой продукции.

1. Характеристика проектируемого предприяТИЯ

1.1 Номенклатура выпускаемой продукции плита дорожное покрытие бетонный Номенклатура завода ЖБИ промышленного назначения следующая:

1) Плиты дорожных покрытий — 18,7%

2) Плиты аэродромных покрытий — 15,7%

3) Мостовая балка — 8,7%

4) Шпалы — 9,1%

Производительность завода ЖБИ равняется 75 000 м3/год.

Находим производительность цехов согласно выбранной номенклатуры завода.

18,7%+15,7%+8,7%+9,1%=52,2%

1) Плиты дорожных покрытий м3/год

2) Плиты аэродромных покрытий м3/год

3) Мостовая балка м3/год

4) Шпалы м3/год Продукция и мощность предприятия

1. Плита аэродромных покрытий (агрегатно-поточная технология).

м3/год;

где N — расчетное количество рабочих суток в году, 253сут;

nсм — число смен в сутки, 2;

tсм — продолжительность смены, 8 ч;

Vи — объем изделия, 1,72 м³;

R — ритм производства, 15мин.

м3/год.

Принимаем производительность цеха по производству плит аэродромных покрытий 27 850,2Ч0,97=27 014,7 м3/год.

2. Мостовая балка (стендовая технология).

Принимаем 2местную форму

м3/год;

где N — расчетное количество рабочих суток в году, 253 сут;

tсм — продолжительность смены, 8 ч;

Vи — сумарный объем бетона в форме, 8,24 м³;

— количество стендов, 6 шт.

Оборачиваемость одного стенда — 1 сутки.

м3/год.

Принимаем фактическую производительность цеха по производству внутренних стеновых панелей, с учетом коэффициентов оборачиваемости 12 508,25Ч0,97=12 133 м3/год.

3.Шпалы (агрегатно-поточная технология).

м3/год;

где N — расчетное количество рабочих суток в году, 253 сут;

nсм — число смен в сутки, 1;

tсм — продолжительность смены, 8 ч;

Vи — объем изделия, 0,108 м³, принимаем по 10 шт. в 1-ой форме;

R — ритм производства, 12 мин.

м3/год.

Принимаем производительность цеха по производству шпал 10 929,6Ч0,97=10 602 м3/год.

1.2 Характеристика местных условий Характеристика местных условий

Температура наружного воздуха в С

Средняя за год …7,4

Абсолютная минимальная…-36

Абсолютная максимальная…37

Средняя максимальная…24,6

Средняя наиболее холодной пятидневки…-20

Средняя наиболее холодных суток…-24

Средняя наиболее холодного периода…-8

Период со среднесуточной температурой t<= 8 С:

продолжительность в сутках…186

средняя температура в С…-0,4

1.3 Сырьевая база и транспорт В связи с отдаленностью сырьевой базы от завода поставка сырья осуществляется железнодорожным транспортом, так как это самый дешевый и самый приемлемый вид транспорта для г. Кобрина.

1.4 Состав завода Проектируемый завод ЖБИ жилищно-гражданского назначения состоит из основных и вспомогательных цехов.

К основным цехам относятся:

1) Формовочный цех по производству плит для дорожных покрытий по агрегатно-поточной технологии с годовой производительностью цеха 21 989м3/год.

2) Формовочный цех по производству плит для аэродромных покрытий по агрегатно-поточной технологии с годовой производительностью цеха 27 015 м3/год.

3) Формовочный цех по производству мостовых балок по стендовой технологии с годовой производительностью цеха 12 133м3/год.

4) Формовочный цех по производству шпал по агрегатно-поточной технологии с годовой производительностью цеха 10 602м3/год.

5) Арматурный цех по производству арматурных изделий: сеток, каркасов, закладных деталей, монтажных петель и отдельных стержней.

6) Бетоносмесительный цех по производству бетона заданных марок для изделий выбранной номенклатуры.

7) Склад готовой продукции, предназначенный для хранения готовых изделий до вывоза их потребителю. Складирование осуществляется на открытых площадках.

8) Склад цемента (силосного типа) .

9) Хранение заполнителей осуществляется в бункерном складе.

К вспомогательным цехам относятся:

1) Ремонтно-механический цех, предназначенный для ремонта и обслуживания производственного оборудования и транспортных средств предприятия.

2) Компрессорная, предназначенная для подачи сжатого воздуха на производственные нужды.

3) Котельная, служащая для обогрева помещений в зимнее время, а также для производства пара.

4) Транспортные боксы, представляющие автодорожный, железнодорожный и внутризаводской транспорт.

5) Склад горючесмазочных материалов.

6) Трансформаторная.

7) Пожарный водоем.

1.5 Режим работы предприятия Номинальное количество рабочих дней в году…260

То же по выгрузке сырья и материалов с

железнодорожного транспорта…365

Расчетное количество рабочих суток в году…253

Расчетное количество рабочих дней в году:

а) для агрегатно-поточной технологии…253

б) для стендовой технологии …247

в) арматурный цех …253

г) бетоносмесительный цех …253

Длительность плановых остановок на ремонты, сут…7

Количество рабочих смен в сутки (без тепловой обработки)…2

Количество рабочих смен в сутки (для тепловой обработки)…3

Количество рабочих смен в сутки по приему сырья и материалов железнодорожным транспортом…3

автодорожным транспортом…2

продолжительность рабочей смены, ч…8

2. КОНСТРУКЦИЯ ИЗДЕЛИЯ

2.1 Характеристика основного изделия Плиты дорожного покрытия должны изготавливаться в соответствии с ГОСТ 21 924.0−84. Настоящий стандарт распространяется на железобетонные предварительно напряженные плиты и плиты с ненапрягаемой арматурой, изготовляемые из тяжелого бетона и предназначенные для устройства сборочных покрытий постоянных и временных городских дорог под автомобильную нагрузку H-30 и H-10.

Плиты применяют для дорог в районах с расчетной температурой наружного воздуха (средней наиболее холодной пятидневки района строительства по СHиП 2.01.01−82) до минус 40 °C включ.

Предварительно напряженные железобетонные плиты, изготовляемые из тяжелого бетона, предназначены для устройства сборных аэродромных покрытий.

Технические требования

1. Плиты следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта и технологической документации, утвержденной в установленном порядке, по чертежам, приведенным в ГОСТ 21 924.1−84 и ГОСТ 21 924.2−84.

2. Плиты подлежат изготовлению в формах, обеспечивающих соблюдение установленных настоящим стандартом требований к качеству и точности изготовления плит.

3. Плиты должны иметь заводскую готовность, соответствующую требованиям настоящего стандарта.

4. Плиты по прочности и трещиностойкости должны выдерживать контрольные нагрузки, указанные в ГОСТ 21 924.1−84 и ГОСТ 21 924.2−84.

5. Плиты должны удовлетворять требованиям ГОСТ 13 015.0−83:по показателям фактической прочности бетона (в проектном возрасте, отпускной и передаточной);

к качеству материалов, применяемых для приготовления бетона;

к качеству арматурных и закладных изделий и их положению в плите;

по маркам арматурной стали;

по маркам стали для закладных изделий и монтажных петель;

по отклонению толщины защитного слоя бетона до арматуры.

6. Требования к бетону

6.1. Плиты следует изготовлять из тяжелого бетона средней плотности более 2200 до 2500 кг/м3 включительно классов по прочности на сжатие и марок по прочности на растяжение при изгибе, указанных в ГОСТ 21 924.1−84 и ГОСТ 21 924.2−84. Бетон должен удовлетворять требованиям ГОСТ 26 633–85.

6.3. Значение нормируемой отпускной прочности бетона следует принимать равным 70% класса бетона по прочности на сжатие и марки бетона по прочности на растяжение при изгибе.

При поставке плит в холодный период года (по ГОСТ 13 015.0−83) значение нормируемой отпускной прочности бетона может быть повышено, но не более 90% класса по прочности на сжатие и марки по прочности на растяжение при изгибе, а для плит, предназначенных для временных дорог, — до 100%.

Значение нормируемой отпускной прочности бетона должно соответствовать указанному в заказе на изготовление плит согласно проектной документации конкретного сооружения.

6.4. Нормируемая передаточная прочность бетона предварительно напряженных плитсоставляет 70% класса бетона по прочности на сжатие.

6.5. Марка бетона по морозостойкости и водонепроницаемости для плит, предназначенных для постоянных дорог в районах со среднемесячной расчетной температурой наиболее холодного месяца (согласно СHиП 2.01.01−82), соответственно:

до минус 5 °C включ. — F100 и W2;

ниже минус 5 °C до минус 15 °C включ. — F150 и W4;

ниже минус 15 °C — F200 и W4.

Марка бетона по морозостойкости и водонепроницаемости плит, предназначенных для временных дорог в районах со среднемесячной расчетной температурой наиболее холодного месяца:

до минус 5 °C включ. — F75 и W2;

ниже минус 5 °C до минус 15 °C включ. — F100 и W2;

ниже минус 15 °C — F150 и W2.

Марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости указывают в заказе на изготовление плит в соответствии с установленными проектной документацией конкретного сооружения.

6.6. Бетон плит не должен иметь водопоглощение больше 5% по массе.

6.7. Температура изотермической выдержки при тепловлажностной обработке плит не должна превышать 70 °C.

Допускается применение портландцемента по ТУ 21−20−51−83.

Заполнители по ГОСТ 10 268–80 (крупность зерен крупного заполнителя не более 20 мм).

6.8. Пластифицирующие и воздухововлекающие (газообразующие) добавки, применяемые для приготовления бетона, должны удовлетворять требованиям нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.

7. Требования к арматуре и арматурным изделиям

7.1. В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных плит следуетприменять стержневую термомеханически упроченную арматурную сталь классов Ат-V, Ат-IV и АТ-IVC и горячекатаную классов А-V и Ат-IV.

Несвариваемая арматурная сталь классов Ат-V и Ат-IV должна применяться в виде целых стержней мерной длины без сварных стыков.

7.2. В качестве ненапрягаемой арматуры должна применяться арматурная проволока класса Вр-I и стержневая арматурная сталь классов A-IIIC, А-III и А-I.

8. Требования к точности изготовления плит

8.1. Значения фактических отклонений геометрических параметров не должны превышатьпредельных, указанных в табл. 3.

9. Требования к качеству поверхностей и внешнему виду плит

9.1. Рифление поверхности плиты образуют путем применения в качестве днища поддона формы листовой рифленой стали по ГОСТ 8568–77 с ромбическим рифлением. Глубина рифане менее 1,0 мм.

Рифленая поверхность плиты должна иметь четкий рисунок рифления без околов граней канавок.

Шероховатость рабочей поверхности плит, изготовляемых этой поверхностью «вверх», получают за счет обработки поверхности (после уплотнения бетонной смеси) капроновыми щетками или брезентовой лентой.

9.2. Размеры раковин и местных наплывов на рабочей поверхности плиты не должны превышать:

по диаметру или наибольшему размеру раковин … 15 мм по глубине раковин и высоте местных наплывов … 10 мм.

Размеры раковин на нерабочей поверхности и боковых гранях плиты не должны превышать по диаметру или наибольшему размеру 20 мм.

Околы бетона ребра (при их суммарной длине на 1 м ребра до 100 мм) не должны превышать 10 мм по глубине, измеряемой по рабочей поверхности плиты, и 20 мм — по нерабочей поверхности плиты.

9.3. Трещины на поверхностях плит не допускаются, за исключением поверхностных усадочных и технологических шириной не более 0,1 мм и длиной не более 50 мм в количестве не более пяти на 1,5 м² поверхности плиты.

Рис. 1. Конструкция дорожных плит Рис. 2. Армирование конструкции Рис .3.Конструкция петель

2.2 Основные требования к плитам аэродромных покрытий Плиты аэродромного покрытия должны изготавливаться в соответствии с ГОСТ 25 912.0−91. Плиты следует изготовлять из тяжелого бетона средней плотности, удовлетворяющего требованиям ГОСТ 26 633.

Предварительно напряженные железобетонные плиты, изготовляемые из тяжелого бетона, предназначены для устройства сборных аэродромных покрытий.

Плиты изготовляют рабочей поверхностью «вверх». Допускается по согласованию с потребителем изготовление плит рабочей поверхностью «вниз». Рабочая поверхность плит, изготовляемых рабочей поверхностью «вверх», должна быть шероховатой. Шероховатость поверхности получают обработкой этой поверхности капроновыми щетками или брезентовой лентой (после уплотнения бетонной смеси). Рабочая поверхность плит, изготовляемых рабочей поверхностью «вниз», должна иметь рифление. Рифление поверхности образуют путем применения в качестве днища поддона формы стального листа с ромбическим рифлением по ГОСТ 8568. Лист на поддоне располагают так, чтобы большая диагональ ромба была перпендикулярна к продольной оси плиты.

Армирование плит производят:

в продольном направлении — напрягаемой арматурой;

в поперечном направлении — ненапрягаемой арматурой.

Марку бетона по морозостойкости принимают для плит, предназначенных для применения в районах с расчетной среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца (согласно СНиП 2.01.01) не ниже:

до минус 5 °C включ. — F100;

ниже минус 5 °C до минус 15 °C включ. — F150;

ниже минус 15 °C — F200.

2.3 Основные требования к мостовой балке Мостовые балки предназначены для применения в пролетных строениях мостов, расположенных на автомобильных и городских дорогах, путепроводов, эстакад, скотопрогонов, а также пешеходных мостов.

Морозостойкость и водонепроницаемость бетона изделий должны соответствовать маркам по морозостойкости и водонепроницаемости, установленным в проектной документации и быть не ниже F200 и W6 соответственно.

Значения напряжений в напрягаемой арматуре, контролируемые по окончании натяжения ее на упоры или на бетон, должны соответствовать указанным в рабочих чертежах.

Значение фактических отклонений напряжений в напрягаемой арматуре не должны превышать предельных, установленных в рабочих чертежах.

Стальные закладные изделия должны иметь антикоррозийное покрытие, вид и техническая характеристика которого должны соответствовать установленным в проектной документации и указанным в заказе на изготовление изделий.

Внешний вид и качество видимых при эксплуатации бетонных поверхностей изделий должны соответствовать требованиям, установленным для категории А6 по ГОСТ 13 015.0 Качество поверхностей изделий, не видимых в процессе эксплуатации должно соответствовать требованиям для категории А7.

На поверхностях изделий не допускаются трещины за исключением усадочных и других поверхностных технологических трещин шириной не более 0,1 мм.

2.4 Основные требования к шпалам Шпалы железобетонные предварительно напряженные предназначены для устройства железнодорожных путей с рельсовой колеей 1620 мм, по которым обращается типовой подвижной состав общей сети железных дорог.

Передаточная прочность бетона должна быть не менее 80% класса бетона по прочности на сжатие.

Отпускная прочность бетона должна быть не менее 85% от класса бетона по прочности на сжатие.

Марка бетона по морозостойкости должна быть не ниже F200.

Допустимые отклонения от проектного положения стержней продольной арматуры не должны превышать ±5 мм в любом направлении.

Расстояние по вертикали в свету между парами или отдельными проволоками в шпале, в случае их отклонения от проектного положения, не должно быть менее 8 мм. Допускается разворот пар проволок на 90° при сохранении указанного выше расстояния.

Общая сила начального натяжения всех арматурных проволок в пакете должна быть не менее 358 кН (36,4 тс). Сила натяжения отдельных проволок не должна отличаться от среднего значения более чем на 10%.

Снижение силы натяжения отдельных проволок сверх 10%, вызванное проскальзыванием проволоки в захвате, не должно быть более чем у одной проволоки в шпалах первого сорта.

Концы напрягаемой арматуры не должны выступать за торцевые поверхности шпал более чем на 15 мм.

Толщина защитного слоя бетона до верхнего ряда арматуры в среднем сечении должна быть не менее 20 мм.

В шпалах не допускаются:

— наплывы бетона в каналах для болтов, препятствующие свободной установке и повороту этих болтов в рабочее положение;

— местные наплывы бетона на подрельсовых площадках;

— провертывание болтов рельсового скрепления в каналах шпалы при завинчивании гаек;

— трещины в бетоне.

Нижняя поверхность шпал должна быть шероховатой и соответствовать требованиям для категории А7 по ГОСТ 13 015.0.

3. ТЕХНОЛОГИЯ БЕТОНА

3.1 Вяжущие Для выбранной номенклатуры применяется тяжелый бетон:

— для плиты дорожного покрытия — класса С25/30

— для плиты аэродромного покрытия — класса C25/30

— для мостовой балки — класса C25/30

— для шпал — класса C35/40

Подвижность и жесткость бетонной смеси назначается с учетом технологии изготовления изделий и способа уплотнения бетона.

Для плит аэродромного покрытия применяется бетонная смесь подвижностью 1−4 см.

Для плиты дорожного покрытия, мостовой балки и шпал применяется бетонная смесь с подвижностью 1−4 см.

Нормы расхода цемента устанавливаются в соответствии с типовыми нормами СНиП 5.01.23−83 для бетонов с отпускной прочностью 70% в условиях тепловой обработки. Для производства плиты аэродромного покрытия расход цемента принимается согласно расчета.

Физические характеристики цемента

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

Тонкость помола должна быть такой, чтобы при просеивании пробы цемента сквозь сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613–86 проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы.

При производстве клинкера регламентируют его химический состав: массовая доля ангидрида серной кислоты (SO3) в цементе должно быть не менее 1,0 и не более 3,5%.Количество окиси магния (MgO) в исходном клинкере должно быть не более 5%.

3.2 Основные требования к мелкому заполнителю Песок должен соответствовать требованиям ГОСТ 8736–93. Модуль крупности Мк 2,5. Содержание пылевидных, глинистых частиц не должно быть более 3%. Содержание глины в комках не должно превышать 0,35% по массе. Наличие зерен размером свыше 10 мм не должно превышать 0,5% по массе, а зерен свыше 5 мм — не более 10% по массе. Песок, предназначенный для применения в качестве заполнителя для бетонов, должен обладать стойкостью к химическому воздействию щелочей цемента. Природный песок при обработке раствором гидроксида натрия не должен придавать раствору окраску, соответствующую или темнее цвета эталона. Песок не должен содержать посторонних примесей.

Физические характеристики песка

3.3. Крупный заполнитель Щебень должен соответствовать требованиям ГОСТ 8267–93.

Щебень из гравия должен содержать дробленые зерна в количестве не менее 80% по массе. Щебень должен соответствовать марке по дробимости 1200. Содержание зерен слабых пород не должен превышать 5%. Содержание пылевидных и глинистых частиц (размером менее 0,05 мм) в щебне в зависимости от вида горной породы и марки по дробимости должно быть не более 1%. Содержание глины в комках должно быть не более 0,25%.

Физические характеристики крупного заполнителя

3.4 Арматура Железобетонные конструкции армируется пространственными каркасами из сварных сеток и плоских каркасов. Сетки и каркасы изготавливаются из арматурной стали и проволоки ГОСТ 5781–82, ГОСТ 6727–80.

Для изготовления монтажных петель следует применять горячекатаную арматурную сталь класса S240 марок Ст3сп и Ст3пс по ГОСТ 5781.

Форма, размеры арматурных и закладных изделий, их расположение в марше и способы фиксации должны соответствовать требованиям рабочих чертежей.

Сварные арматурные и закладные изделия должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10 922 и ГОСТ 23 858.

Значения действительных отклонений геометрических параметров панелей не должны превышать предельных, указанных в СТБ 1185−99

Качество отделки поверхностей и внешний вид маршей должны соответствовать требованиям ГОСТ 13 015.0.

Основные требования к арматуре:

Совместная работа с бетоном на всех стадиях эксплуатации конструкции.

Использование до физического или условного предела текучести при исчерпаемой несущей способности конструкции.

Обеспечение механизации и удобства арматурных работ.

Классификация арматуры

3.5. Вода Вода, предназначенная для приготовления бетонных смесей, должна удовлетворять требованиям СТБ 1114−98.

Для приготовления бетонных смесей может применяться вода следующих видов:

а) вода питьевая, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 2874;

б) вода после промывки оборудования по приготовлению и транспортированию бетонных и растворных смесей;

в) поверхностная и грунтовая вода;

г) техническая вода. 1. Для приготовления бетонных смесей не допускается применение сточной, болотной и торфяной воды.

2. Содержание в воде растворимых солей, сульфатов, хлоридов и взвешенных частиц не должно превышать величин, указанных в таблице:

3. Общее содержание в воде ионов натрия (Nа+1) и калия (К+1) в составе растворимых солей должно быть не более 1000 мг/л.

4. Допускается к применению вода при наличии на поверхности следов нефтепродуктов, масел и жиров.

5. Водородный показатель воды (рН) должен быть не менее 4 и не более 12,5.

6. Окисляемость воды должна быть не более 15 мг/л.

7. Допускается к применению вода при интенсивности запаха не более 2 баллов.

8. Окраска воды должна находиться в пределах от бесцветной до желтоватой с цветностью не выше 70° по ГОСТ 3351.

9. Вода, содержащая пенообразующие вещества, пригодна для применения при стойкости пены не более 2 мин.

10. В местах водозабора (при первичном контроле качества воды) содержание грубодисперсных примесей в воде должно быть не более 4% по объему.

3.6 Подбор состава бетона Исходные данные к расчету:

— Цемент: Rсж=400кг/м3;сцн=1010кг/м3; сци=3100кг/м3;Кн.г.=0.26;

— Песок: спи=2680кг/м3; спв=1850кг/м3; спн=1564кг/м3; Р5=18% ;Р2.5=12%; Р1.25=35%; Р0.63=25% ;Р0.315=9%; Р0.16=1%;

— Щебень: сщи=2740кг/м3; сщв=1777кг/м3; сщн=1420кг/м3; Рщ20=84.4%; Рщ10=15.6.

Определяем пустотность песка и щебня в виброуплотненном состоянии:

Необходимо запроектировать состав тяжелого бетона класса С25/30 для дорожной плиты пролетом 6 м. Бетонная смесь характеризуется подвижностью 1−4см, способ формования — вертикально в формах, допускатся наибольшая крупность заполнителя не более 20 мм.

1. Определение минимальной пустотности смеси заполнителей.

Исходя из имеющихся значений насыпной плотности песка и щебня в виброуплотненном состоянии, их плотности зерен и пустотности в виброуплотненном состоянии находим:

а) Максимальную насыпную плотность смеси заполнителей в виброуплотненном состоянии. ()

б) максимальную плотность смеси зерен заполнителей

в) минимальный объем пустот () смеси заполнителей

2. Строим график изменения пустотности смеси заполнителей в зависимости от объемов песка и щебня всмеси.

3. Определение оптимальной пустотности смеси и объемов заполнителей в бетоне.

Оптимальная пустотность смеси заполнителей предусматривает раздвижку зерен крупного заполнителя песком и должна быть для вибрированного бетона определена с соблюдением условия:

При полученном объеме песка пустотность смеси из графика. Поскольку из равенства при принятии коэффициента объем пустотности смеси недостаточен для получения требуемой удобоукладываемости, принимаем этот коэффициент более чем .

Принимаем значение коэффициента .

При полученном объеме песка пустотность смеси из графика, а объем щебня

4. Вычисляем долю песка и крупного заполнителя в смеси

5. Вычисляем суммарную поверхность смеси заполнителей в путем учета процентного содержания каждой фракции заполнителей и величина их удельной поверхности:

где содержание фракций песка и щебня в % ;

удельные поверхности фракций

6. Объем цементного теста () для приготовления бетонной смеси.

7. Корректировка расхода заполнителей по выходу бетона

8. Определяем общую водопотребность заполнителей где водопотребность отдельных фракций

9. Определяем количество воды, адсорбируемой поверхностью заполнителя.

гдеколичество адсорбируемой воды отдельных фракций.

10. Вычисляем расход цемента () на бетона где относительное водосодержание цементного теста

11. Вычисляем водоцементное отношение бетонной смеси

12. Определяем проектную прочность бетона гдекоэффициент для пересчета марки цемента

13. Уточним объем цементного теста в бетоне

14. Вычисляем величину осадки стандартного конуса где средняя плотность смеси, принимаемая равной

15. Определяем объем бетона в плотном теле

16. Определяем расход материалов на бетона Цемент

Песок

Щебень

Вода

17. Выражаем состав бетона по массе

18. Определяем коэффициент выхода бетона

19. Определяем расчетную плотность бетонной смеси и

Состав бетона

3.7 Основные требования к хранению сырьевых материалов Цемент хранится на складе, где создается запас, обеспечивающий бесперебойную работу завода согласно ГОСТ 10 178–85.

Склады цемента должны удовлетворять следующим требованиям:

1.В целях предупреждения значительного снижения активности при хранении, особенно в условиях повышенной влажности воздуха, складирование вяжущих следует производить в закрытых силосах, защищенных от попадания атмосферной и грунтовой влаги емкостях.

2.Силос должен обеспечивать возможность раздельного хранения вяжущего не менее трех марок и видов.

3.С целью предотвращения слеживания и снижения активности цемента при хранении должна быть предусмотрена возможность его перекачки, для чего на складе следует иметь одну свободную емкость или отсек.

4.На ряду с подачей вяжущего в бетоносмесительное отделение может быть предусмотрена возможность выдачи вяжущего другим потребителям.

При складировании и хранении заполнителей необходимо руководствоваться следующими правилами:

1.Компановка складов и применяемое оборудование должно обеспечивать бесперебойную, круглогодичную, круглосуточную работу при полной механизации и автоматизации всех операций по выгрузке, складировании и перемещению заполнителей как внутри склада, так и при доставке в бетоносмесительные цеха.

2.На складах должно предусматриваться раздельное хранение заполнителей по виду, фракциям и сортам за счет устройства разделительных стенок на общем складе.

3.Производительность оборудования для механизированной разгрузки должна обеспечивать освобождение пребывающих транспортных средств в течение установленного времени.

4.При разгрузке и внутрискладских перемещениях заполнители не должны подвергаться измельчению и разделению на отдельные фракции, для чего применяются склады, на которых перемещение материалов производится гравитационным способом.

5.Складские площади следует выполнять бетонированными, чтобы избежать засорения заполнителей.

При хранении арматуры следует особое внимание уделить влажности помещения, она должна быть достаточной, что бы не позволить металлу начать коррозировать. При нахождении склада на открытом воздухе следует избегать контакта арматуры с атмосферными осадками.

3.8 Основные требования к приготовлению и транспортированию бетонной смеси

1. Материалы, применяемые для приготовления бетонной смеси, должны удовлетворять требованиям действующих стандартов и технических условий на эти материалы.

2. Подбор и назначение состава бетонной смеси должна производить заводская или центральная ведомственная лаборатория перед началом производства изделия, при изменении проектных характеристик бетона, вида и поставщика цемента, заполнителей и технологических режимов производства.

3. Качество бетонных смесей, приготовленных в соответствии с требованиями настоящего стандарта, должно обеспечивать получение бетонов, соответствующих ГОСТ 26 633, с заданными показателями по прочности, средней плотности, морозостойкости и водонепроницаемости (при необходимости) и другими нормируемыми показателями.

4. Подбор состава бетонных смесей следует производить по ГОСТ 27 006.

5. Цемент и заполнитель, применяемые при приготовлении бетонной смеси необходимо подавать в бетоносмесительные узлы в условиях, обеспечивающих сохранность и качество. В зимнее время заполнитель и вода должны быть соответствующим образом подготовлены и иметь температуру 5 °C до 70 °C.

6. Для обеспечения требуемой минимальной температуры смеси в зимнее время допускается подогрев воды до температуры не более 70 °C. Продолжительность перемешивания материалов в бетоносмесителе принудительного действия не более 50 секунд.

7. Транспортирование бетонной смеси из бетоносмесительного цеха к посту формовки осуществляется бетонораздатчиком.

8. Дозирование цемента, заполнителей (пофракционно), воды и добавок должно производиться специальными дозаторами, отвечающими требованиям действующей нормативно-технической документации на них.

9. Сыпучие исходные материалы для бетонной смеси дозируют по массе (кроме пористых заполнителей, которые дозируют по объему с коррекцией по массе).

Жидкие составляющие дозируют по массе или объему.

Погрешность дозирования исходных материалов весовыми дозаторами цикличного и непрерывного действия не должна превышать для цемента, воды, сухих добавок, рабочего раствора жидких добавок 1%, заполнителей — 2%.

Погрешность дозирования пористых заполнителей не должна превышать 2% по объему.

Для бетоносмесительных установок производительностью до 5 куб. м/ч допускается объемное дозирование сыпучих материалов с теми же погрешностями дозирования.

Тяжелые бетонные смеси приготавливают следующим образом: при включенном смесителе дозируются заполнители (песок и щебень), после совместного их перемешивания подается цемент, совместное перемешивание осуществляется до получения однородной массы (2 — 3 мин.), после чего дозируется вода и производится окончательное перемешивание, продолжительность которого зависит от показателя удобоукладываемость смеси и вида смесителя (60 — 90 сек.). Высота падения бетонной смеси меньше 2-х метров.

Приготовление бетонной смеси с добавками: водятся последние или с водой затворения (добавка дозируется в дозатор воды) или же непосредственно дозируется в бетоносмеситель при одновременной подачи воды. При этом добавка вводится в виде рабочей концентрации. При этом необходимо учитывать количество воды имеющееся в рабочем растворе.

Приготовленная бетонная смесь должна быть выгружена и доставлена к месту формовки на требуемое расстояние к началу необходимого времени формования не позднее 45 мин.

4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА

4.1 Основные положения технологии бетоносмесительного цеха Бетонные смеси готовят в специально предназначенных для этой цели бетоносмесительных узлах, оборудованных соответствующими транспортными средствами для подачи сырьевых материалов со склада в бетоносмесительный узел бункерами для накапливания и кратковременного хранения их до смешивания смесительными устройствами.

В бетоносмесительном узле оборудование располагается по вертикальной схеме.

Вертикальная схема характерна тем, что сырье, будучи поднято вверх в надбункерное отделение в дальнейшем, в процессе приготовления смесей, самотеком под действием собственной массы перемещается с верху вниз, проходя при этом последовательно через соответствующие машины и аппараты.

Приготовление бетонных смесей состоит из следующих операций: транспортирование сырья из сырьевых складов в надбункерное отделение и распределение его по соответствующим бункерам; весовой дозировки каждого из материалов; смешивания отдозированных материалов до полной однородности и, наконец, выдачи полученной смеси потребителю.

Из силосных складов вяжущее вещество выпускают в аэрожелоб, с помощью которого оно транспортируется, а затем пневмотранспортом направляется через циклоны в бункера бетоносмесительного цеха.

Крупный и мелкий заполнитель из сырьевого склада попеременно поступает на ленточный транспортер, которым по наклонной под углом 160 галерее поднимается в надбункерное отделение бетоносмесительного цеха. Там через поворотную воронку заполнитель распределяется по соответствующим бункерам. Вода поступает в накопительный бак.

По числу материалов составляющих бетонную смесь, расходные бункера смесительного узла разделены на отсеки: для крупного заполнителя, для мелкого заполнителя и вяжущего.

Запас материалов в расходных емкостях БСУ должен составлять на 4 часа непрерывной работы. Материалы дозируются с помощью весовых, автоматически действующих дозаторов. Дозатор состоит из весового бункера, в котором отвешивается заданная порция материала, весоизмерительного устройства, автоматически прекращающего поступление в дозатор материала после того, как отвешено заданное его количество. Работой дозаторов управляет оператор с пульта управления с помощью пневматической системы. Цемент дозируется дозаторами типа С 520. Точность взвешивания 1%. Заполнители взвешиваются также весовыми дозаторами циклического действия типа С 520 и точность дозирования должна составлять 3%.

Взвешенные материалы из весовых бункеров поступают через промежуточную сборную воронку в бетоносмесители. Приготовление бетонных смесей осуществляется в смесителях принудительного действия типа С 355 с производительностью 7,5 .

Смесительные машины устанавливают линейным двухрядным способом.

Для транспортирования бетонных смесей в формовочные цеха используются ленточные транспортеры и раздаточные бункера.

4.2 Основные положения технологии арматурного цеха Арматурный металл поступает в бухтах и прутках, складируют его в закрытых складах по маркам, классам и диаметрам. Сталь доставляется в мотках, штабелируется на деревянных настилах. Высота штабеля должна быть не выше 1 м. Прутковая арматура размещается на инвентарных стойках-стилажах высотой до 2 м. или в металлических скобах. Металл арматуры обрабатывается в отдельном цеху. Процесс изготовления различных видов арматуры слагается из подготовки металла, изготовления заготовок, сборки и сварки заготовок в сетки и каркасы, гнутье стержней, петель и сеток.

К подготовительным операциям относят упрочнение и обработку метола в холодном состоянии, правку, чистку и резку его на стержни заданной длины.

Обработка металла в холодном состоянии преследует цель упрочнения его и достигается вытяжкой, волочением сплющиванием. При этом изменяется поверхностная структура стали, и образуется так называемый «наклеп», вследствие чего сталь становиться более прочной.

Правку чистку и резку стали, производят на специальных станках. Проволока в бухтах диаметром до 12 мм. помещается на бухтодержатель, конец проволоки направляют в зазор между быстро врезающими роликами, с помощью которых проволока протаскивается через барабан с эксцентрично посаженными в нем платками. Скорость передвижения проволоки в барабане может изменяться от 35 до 50м/мин. Подвигаясь через барабан, проволока очищается от загрязнений и выпрямляется, затем автоматически режется на стержни длинной от 188 мм до 8 м. Прутковую сталь, диаметром более 12 мм, режут на станках гильотинного типа.

Арматурные заготовки соединяют в сетки и каркасы контактной электросваркой.

Стержни свариваются с помощью одноточечных и многоточечных электросварочных машин различных марок, позволяющих создавать совместно с другими машинами поточные технологические линии для изготовления сеток различной величины.

Арматурные сетки на многоточечных сварочных машинах изготавливают путем подачи под сварочные головки сматываемых с бухт проволок, образующих в сетке продольные прутки, при одновременной автоматической укладе на эти прутки под сварочные головки поперечных заготовок. После приварки поперечной заготовки к продольным пруткам каретка машины автоматически передвигает сетку на один шаг в соответствии с заданными размерами между поперечными прутками.

Сваренная таким образом сетка перемещается к гильотинным ножницам, которые ее разрезают по заданным размерам. Арматурные каркасы в зависимости от их сложности изготавливают с помощью, специально сконструированных для этой цели установок.

Гнутье арматурной стали, осуществляется с помощью специальных машин, главным рабочим органом которым является вращающийся диск с закрепленными на нем пальцами, предназначенными для изгибания металла в соответствующем направлении.

Арматурные сетки также гнуться при помощи специальных установок. Готовые арматурные изделия складируются тут же в цехе и по мере надобности самоходными тележками транспортируются в формовочные цеха.

4.3 Основные положения цеха по производству плит дорожного покрытия Плиты дорожного покрытия изготавливаются по агрегатно-поточной технологии. На первом посту происходит распалубка изделия. Чистку форм производят пневмоскребком. Смазка форм производиться пульверизатором. Затем производится подъём бортов, установка их в проектное положение и закрепление при помощи ручного инструмента.

Остатки бетона собираются в специальный контейнер. Смазанная форма собирается. В собранную форму устанавливается объемный арматурный каркас. При этом используются фиксаторы для создания защитного слоя. Каркасы переносят с помощью крана и укладывают в формы.

Натяжение напрягаемой арматуры производят электротермическим способом. Установку закладных деталей, монтажных петель и фиксаторов производят и в соответствии со схемой армирования изделия.

Подготовленная форма перемещается на шаг вперед и попадает на пост формования.

На посту формования в форму укладывается бетонная смесь. Бетонирование изделий начинают после натяжения арматуры, установки ненапрягаемой арматуры, закладных деталей и монтажных петель, сборки форм на одной механической линии по всей длине. Бетонную смесь доставляют к формам бетоноукладчиком. Бетонирование ведется непрерывно вдоль всего изделия.

Свежеотформованное изделие заглаживается на открытых поверхностях ручным инструментом. Шероховатость рабочей поверхности получают при обработке поверхности капроновыми щетками. По окончанию формования изделие попадает на тепловлажностную обработку.

Строповка крышки ямной камеры производится крюками траверсы мостового крана. Затем производится установка снятой крышки на расположенную рядом камеру.

После ТВО форму с изделием извлекают из камеры и устанавливают на место для распалубки.

Отделка изделия прошедших тепловую обработку заключается в шпатлевании раковин и пор, которая осуществляется на отдельном посту.

Режим тепловой обработки:

— предварительная выдержка — 0,5 часа;

— подъем температуры до 850С — 3 часа;

— изотермический прогрев — 5 часа;

— охлаждение до 400С — 2 часа.

4.4 Основные положения цеха по производству плит аэродромного покрытия Плиты аэродромного покрытия изготавливаются аналогично плитам дорожного покрытия по агрегатно-поточной технологии.

Основные посты: подготовительный, формовочный, тепловой обработки и распалубки изделий.

На подготовительном посту производится очистка форм, их смазка, укладка в формы арматурных каркасов и закладных деталей, подача форм на формовочный пост.

Формовочный пост служит для укладки и уплотнения бетонной смеси. Далее форма подается в камеру тепловой обработки.

Режим тепловой обработки:

— предварительная выдержка — 0,5 часа;

— подъём температуры до 850С — 3 часа;

— изотермический прогрев — 5 часа;

— охлаждение до 400С — 2 часа.

4.5 Основные положения цеха по производству мостовых балок Мостовые балки изготавливают стендовым способом. При стендовой технологии изделия остаются неподвижными в течение всего периода изготовления. Технологическое оборудование для выполнения отдельных операций последовательно перемещается от одного изготавливаемого изделия к другому. Изделие перемещается только один раз — при транспортировке на склад готовой продукции. Стендовая технология единственно целесообразна для изготовления крупногабаритных тяжелых конструкций — колонн длиной свыше 12 м, ферм, двухскатных балок, подкрановых балок и др.

Форма должна быть герметичной для предотвращения вытекания цементного молока из бетонной смеси.

После термообработки с формы с помощью крана снимается крышка. При необходимости отформованное изделие выгружается из камеры и устанавливается на пост распалубки: изделие распалубливается, т. е. раскрепляются зажимы винтов (выбиваются клинья).

Затем готовое изделие вынимается из формы при помощи крана, отбивается от подтеков бетона, производится доводка изделий, т. е. затирка раковин, выбоин, покрытие наружных закладных деталей антикоррозийным лаком, после чего изделие транспортируется на склад готовой продукции.

Освобожденная форма тщательно очищается от остатков бетона, смазывается эмульсией. По окончании смазки она собирается: поднимаются борта, которые крепятся между клиньями (зажимами) и завинчиваются болтами.

Арматурные каркасы краном или вручную подаются к форме и укладываются в нее, устанавливаются монтажные петли, закладные детали, которые привариваются к каркасу или крепятся вязальной проволокой непосредственно к форме.

Бетонную смесь подвозят к месту формовки на автосамосвалах и выгружают в приемный бункер. Бункер подается краном к месту укладки бетона. Укладка бетонной смеси в форму производится через течку бункера. Во время укладки бетонной смеси рабочие по мере необходимости включаю вибратор, установленный на бункере. После укладки бетон разравнивается вручную и уплотняется глубинными вибраторами. Открытая поверхность изделия заглаживается вручную при помощи мастерка.

По окончании процесса формования рабочее место и камера убираются с подборкой мусора в контейнеры.

Тепловлажностная обработка изделий осуществляется непосредственно на рабочих местах, они закрываются крышкой или брезентом.

Транспортные операции по перемещению бадьи, арматуры, крышки камеры, изделия, контейнера с отходами осуществляется краном с ручными крюковыми стропами или автотраверсой.

Режим тепловой обработки:

— предварительная выдержка — 1 час;

— подъём температуры до 850С — 7 часа;

— изотермический прогрев — 6,5 часа;

— охлаждение до 400С — 1,5 часа.

4.6 Основные положения цеха по производству шпал Шпалы производят по агрегатно-поточной технологии.

Поверхность формы очищают при помощи скребков и металлических щеток. Очищенную поверхность формы покрывают тонким слоем эмульсионной смазки.

Арматурную сталь в виде бухт проволоки подают со склада на участок подготовки, где она перематывается на катушки, которые затем устанавливают на оси бухтодержателя. Концы проволок катушек пропускают через тормозные ролики и распределительное устройство, обеспечивающее проектное положение проволок в пакете и изделии, и закрепляют с помощью пакета клиньев, которые представляют собой пластины. Верхняя и нижняя пластины имеют волнистую поверхность с одной стороны, промежуточные — с двух сторон. Концы проволок заводят между клиньями, пакет обжимают прессом и фиксируют винтами. Концы проволок получают профиль волнистой поверхности клиньев. Пакет клиньев с зажатыми в нем концами проволок перемещают конвейером для вытяжки струнопакетов (пучков проволок) на длину пяти шпал. Затем устанавливают рядом и обжимают прессом два пакета клиньев, проволоки между ними перерезают и готовый пучок проволок, концы которых защемлены в пакетах клиньев, укладывают в форму. Второй и последующий пучки проволок приготовляют аналогично, но с той разницей, что концы проволок пучка с одной стороны уже защемлены (одним из двух одновременно устанавливаемых пакетов клиньев).

Форму с двумя уложенными в нее струнопакетами передают на пост, где устанавливают закладные детали. Затем форму перемещают к устройствам для натяжения струнопакетов. Собранная форма мостовым краном подается на вибростол. С бетоновозной эстакады бетонная смесь принимается в бункер бетоноукладчика. По мере передвижения бетоноукладчика производится заполнение формы с одновременным вибрированием. После полной загрузки формы бетоноукладчик возвращается за новой порцией бетонной смеси, а на его место с противоположной стороны подъезжает пригрузочный щит. После его опускания происходит еще более тщательное уплотнение смеси. Время уплотнения определяется секундомером.

При помощи мостового крана форма помещается в ямную напольную камеру. Тепловая обработка осуществляется насыщенным паром при относительной влажности 90−100%. Температура изотермического прогрева 80−85оС.

Режим тепловой обработки:

— предварительная выдержка — 0,5 часа;

— подъём температуры — 3 часа;

— изотермический прогрев — 4 часа;

— охлаждение — 2 часа.

Перед выгрузкой изделий камеры вентилируются и температура в них снижается до 40оС. Крышки камеры снимаются и форма с изделием мостовым краном извлекается из пропарочной камеры. Разрезают струнопакеты между шпалами и обрезают их по концам плети пилами, после чего шпалы подают к штабелировщику. Затем при помощи крана готовое изделие подается на вывозную тележку.

4.7 Расчет потребности в производственных площадях Необходимые производственные площади формовочных цехов определяется по формуле:

где: Q-годовой объем производства сборных железобетонных изделий в данном цеху,

— съем продукции с 1 производственной площади Цех по производству аэродромных плит покрытия:

Принимаем один цех пролетом 24 м и длиной 112метра, площадью 2688

Цех по производству мостовых балок:

Принимаем один цех пролетом 18 м и длиной 108 метра, площадью 1944

Цех по производству шпал:

Принимаем один цех пролетом 18 м и длиной 78 метра, общей площадью 1404

4.8 Заводская лаборатория и контроль качества продукции Целями и задачами заводской лаборатории является контроль за качеством бетонной смеси и ее компонентов; контроль за теми показателями готовых изделий (прочность, морозостойкость трещиностойкость и т. п.), которые определяются с помощью тех или иных испытаний. Заводская лаборатория должна иметь непосредственную связь с соответствующими службами заводов и карьеров.