Размещено на http://www.allbest.ru/

Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра строительных материалов и специальных технологий

Курсовой проект

Тема: «Завод по производству ЖБИ для жилищного строительства»

Студент Гусельников А.И.

Специальность: 290600, 462 гр.

Руководитель проекта

Безбородов В.А.

Новосибирск 2010

Содержание

Введение

1. Анализ задания

2. Номенклатура выпускаемой продукции

3. Характеристика сырья

4. Расчёт материально - производственного потока

5. Проектирование бетоносмесительного цеха

6. Проектирование формовочного цеха

7. Расчёт склада готовой продукции

8. Организация контроля качества при производстве бетона и железобетонных изделий

9. Охрана окружающей среды

Литература

Введение

Современное строительство немыслимо без бетона. 2 млрд. м³ в год - таков сегодня мировой объём его применения. Это один из самых массовых строительных материалов, во многом определяющий уровень развития цивилизации. Вместе с тем, бетон - самый сложный искусственный композиционный материал, который может обладать совершенно уникальными свойствами. Он применяется в самых разных эксплуатационных условиях, гармонично сочетается с окружающей средой, имеет неограниченную сырьевую базу и сравнительно низкую стоимость. К этому следует добавить высокую архитектурно-строительную выразительность, сравнительную простоту и доступность технологии, возможность широкого использования местного сырья и утилизации техногенных отходов при его изготовлении, малую энергоёмкость, экологическую безопасность и эксплуатационную надежность. Именно поэтому бетон, без сомнения, останется основным конструкционным материалом и в обозримом будущем.

Последние десятилетия двадцатого века ознаменовались значительными достижениями в технологии бетона. В эти годы появились и получили широкое распространение новые эффективные вяжущие, модификаторы для вяжущих и бетонов, активные минеральные добавки и наполнители, армирующие волокна, новые технологические приемы и методы получения строительных композитов. На рубеже столетия существенно обогатились наши представления о структуре и свойствах бетона, о процессах структурообразования, появилась возможность прогнозирования свойств и активного управления характеристиками материала, успешно развивается компьютерное проектирование бетона и автоматизированное управление технологическими процессами.

Все это позволило не только создать и освоить производство новых видов бетона, но и значительно расширить номенклатуру применяемых в строительстве материалов: от суперлёгких теплоизоляционных (с плотностью менее 100 кг/м³) до высокопрочных конструкционных (с прочностью на сжатие около 200 МПа). Сегодня в строительстве применяется более тысячи различных видов бетона, и процесс создания новых бетонов интенсивно продолжается. Бетон широко используется в жилищном, промышленном, транспортном, гидротехническом, энергетическом и других видах строительства.

В новом веке теория, технология и практика применения бетона получат дальнейшее развитие, сохранив за ним ведущее положение среди строительных материалов. Бетон, являясь наиболее ярким представителем более широкого класса материалов - строительных композитов гидратационного твердения, проектируемых на единой материаловедческой основе, даёт новый импульс для создания гибридных, слоистых, тонкостенных, профильных и других видов строительных конструкций нового поколения.

В послевоенные годы создаются новые виды вяжущих веществ и бетонов, начинают широко применяться химические добавки, улучшающие свойства бетона, совершенствуются способы проектирования состава бетона и его технология.

В начале девяностых годов производство сборного и монолитного бетона и железобетона значительно сократилось, но в последнее время наметился новый рост производства, возросло разнообразие видов бетона и изделий из него, появились новые технологии.

Возрождение России потребует дальнейшего развития технологии бетона и производства сборного и монолитного бетона как наиболее массового строительного материала. Основными направлениями при этом будут следующие:

- разработка и организация производства эффективных видов вяжущих веществ, в том числе композиционных, арматурной стали, качественных заполнителей, различных видов химических добавок и их комплексов, активных минеральных компонентов;

- разработка и внедрение в строительство новых прогрессивных видов изделий и конструкций с использованием разнообразных бетонов и совместного использования бетона и других материалов, в том числе слоистых, гибридных и композиционных изделий и конструкций;

- дальнейшее совершенствование технологии производства сборных и монолитных бетонных и железобетонных изделий и конструкций путём внедрения более эффективных и интенсивных технологических процессов, высокопроизводительного и надёжного оборудования, системы контроля и управления технологией и качеством готовой продукции, в том числе с широким использованием компьютеров и автоматизированных систем управления производством;

- развитие способов прогнозирования свойств и проектирования многокомпонентных бетонов с целью обеспечения их высокого качества, в том числе способов компьютерного проектирования бетона;

- применение ресурсосберегающих и безотходных технологий, расширение использования вторичных продуктов и отходов промышленности и энергетики, а также материалов от разборки зданий и сооружений;

- более широкое применение ячеистых бетонов и композитов, в первую очередь с целью повышения теплозащиты зданий и сооружений;

расширение производства разнообразных сухих смесей различного назначения, использование всех достижений строительного материаловедения и резервов производства с целью экономии материальных, энергетических и трудовых ресурсов и создания конкурентоспособной отечественной продукции для замещения импортных аналогов. [1]

1. Анализ задания

На проектируемом предприятии выпускаются железобетонные изделия для жилищного строительства.

Производительность предприятия составляет 50 тыс. м³ в год.

Предприятие располагается в г. Черепанова, НСО.

Сырьевая база:

Цемент - Чернореченского месторождения (г. Искитим).

Песок - Кривощёковского месторождения (Новосибирский р-н).

Щебень - карьер «Борок» (г. Новосибирск).

На завод сырьё доставляется железнодорожным и автомобильным транспортом. Источником холодной воды служит городской водопровод, электроэнергия подаётся от городских сетей.

Потребитель: строительные организации города Черепанова

2. Номенклатура выпускаемой продукции

Таблица 2.1 ? Техническая характеристика изделий

Наименование изделия	Марка изделия	Размеры, мм	Марка бетона	Масса, т
		LL	BB	HH
Плиты перекрытия	ПК 72.15-8АтVт	67180	11490	2220	М300	3,325
Сваи	С60-30-2	6600	0-	0-	М200	1,375
Стеновые панели	НР I	52990	32990	1	М200	4,070
Плиты ЖБ для ленточных фундаментов	ФЛ 20.12.1	1180	22000	5500	М200	2,43
Блоки бетонные для стен подвалов	ФБС 24.8.6т	2380	800	580	М200	2,78

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.1 ? Плита перекрытия ПК 72.15-8АтVт

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.2 ? Плита ЖБ для ленточных фундаментов ФЛ 20.12.1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.3 ? Стеновая панель НР I

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.4 ? Блок бетонный для стен подвалов ФБС 24.8.6 т

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.5 ? Сваи С60-30-2

3. Характеристика сырья

Сырьевыми материалами для производства железобетонных изделий являются вяжущие, заполнители различного вида, арматурная сталь и вода.

Вяжущие вещества

Завод изготавливает изделия из тяжёлого бетона марки М 200. В качестве вяжущего вещества принимаем портландцемент марки М 400.

В соответствии с требованиями ГОСТ 10178-95:

- тонкость помола по остатку на сите №0,08 15%

- водопотребность 26%

- удельная поверхность 3020 см²/г

- начало схватывания 1 час 40 мин

- конец схватывания 4 часа

- средняя плотность, _м=3000 кг/м³

- насыпная плотность, =1300 кг/м³.

Таблица 3.1 ? Химический и минералогический состав ПЦ 400

Химический состав, %	Минералогический состав, %
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	ППП	C3S	C2S	C3A	C4AF
21,25	4,81	5,08	63,43	4,3	0,41	-	53	20	4	15

Заполнители:

Крупный заполнитель (ГОСТ 8736-93)

В качестве крупного заполнителя используем гранитовый щебень карьера «Борок», который имеет следующие физико-технические показатели: прочность при сжатии, R_сж=134,5 МПа, средняя плотность, _щ=2710 кг/м³, насыпная плотность, =1400 кг/м³, морозостойкость, F=200 циклов.

В соответствии с требованиями ГОСТ 10268-80:

- максимальная крупность, D_мах=20 мм

- содержание фракций: (5-10 мм)=25-40%, (10-20)=60-75%

- содержание пылевидных и глинистых частиц 1% по массе

- содержание зёрен пластинчатой и игловидной формы 35% по массе

Мелкий заполнитель

В качестве мелкого заполнителя используем песок Кривощёковского месторождения, который имеет следующие физико-технические показатели: плотность, _п=2490 кг/м³, насыпная плотность, =1580 кг/м³, модуль крупности, Мк=1,99, пустотность = 36,5%, содержание глинистых примесей = 1,2-1,5.

В соответствии с требованиями ГОСТ 8736-93:

- полные остатки на ситах: 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 соответственно равны 0-20; 5-45; 20-70; 35-90;90-100%

- модуль крупности, Мк=1,6

- содержание пылевидных примесей 3%.

Легкий заполнитель (ГОСТ 9768-90)

В качестве легкого заполнителя используем аглопорит, который имеет следующие физико-технические показатели: насыпная плотность 800 кг/м³, плотность в цементном тесте 1356 кг/м³.

4. Расчёт материально-производственного потока

бетон строительство железобетонный цех

Расчёт выполняется с целью выявления потребностей в сырьевых материалах, полуфабрикатах, комплектующих деталях и готовых изделиях по всем переделам технологического процесса.

Данные расчёта потока используются для проектирования складов цемента и заполнителей, бетоносмесительных узлов и бетоносмесительного цеха, склада арматурной стали и арматурного цеха, формовочных линий и тепловых установок формовочных цехов и складов готовой продукции.

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

Режим работы предприятия

При технологических расчётах заводов сборного железобетона режим работы предприятия принимается по «Общероссийским нормам технологического проектирования предприятий сборного железобетона»:

- Номинальное количество рабочих суток в год, Т_н=260;

- Количество рабочих смен в сутки/кроме тепловой обработки/=2;

- Для тепловой обработки, n=3;

- Количество рабочих смен в сутки по приёму сырья, материалов и отгрузки готовой продукции железнодорожным транспортом, n=3;

- То же автотранспортом, n=3;

- Номинальное количество рабочих суток в году по приёму сырья и материалов с железнодорожного транспорта, t_н=365;

- Продолжительность рабочей смены в час, t=8;

- Длительность плановых остановок в сутках на ремонт конвейерных установок, Т_р=13, кассетных установок, цехов и установок по приготовлению бетонных смесей, Т_р=7;

Коэффициент использования технологического оборудования: конвейерных установок, К_и=0,95, кассетных, К_и=0,92.

Годовой фонд рабочего времени технологического оборудования в часах подсчитывается по формуле:

Т_ф=(Т_н-Т_р)*n*t*К_и, (4.1)

где Т_н - номинальное количество рабочих суток в году;

Т_р - длительность плановых остановок технологических линий на ремонт в сутках;

n - количество смен в сутки;

t - продолжительность рабочей смены в часах;

К_и - коэффициент использования оборудования.

Т_ф=(260-13)*2*8*0,95=3754 час.

Т_тво = (260-13)*3*8*0,95 = 5632 час.

Расчёт состава тяжёлого бетона

Расход компонентов бетона: воды, цемента, мелкого и крупного заполнителя определяется по предварительным расчётам состава бетона.

Подбор состава тяжёлого бетона: заданная марка бетона 200, бетон класса В 15, осадка конуса ОК=3-4 см.

Характеристика сырьевых материалов:

Цемент

- тонкость помола по остатку на сите №0,08 15%

- водопотребность 26%

- удельная поверхность 3020 см²/г

- средняя плотность, _м=3,0 кг/л

- насыпная плотность, =1,30 кг/л.

Щебень

- максимальная крупность, D_мах=20 мм

- содержание фракций: (5-10 мм)=25-40%, (10-20)=60-75%

- прочность при сжатии, R_сж=134,5 МПа

- средняя плотность, _щ=2,710 кг/л

- насыпная плотность, =1,4 кг/л

Песок

- плотность, _п=2,490 кг/л

- насыпная плотность, =1,580 кг/л

- модуль крупности, Мк=1,99

- пустотность = 36,5%

- содержание глинистых примесей = 1,2-1,5.

Расчёт цементо-водного отношения

Ц/В=R_б/(А*R_ц)+0,5, (4.2)

где: А - коэффициент, учитывающий качество заполнителя, для рядового качества А=0,6;

R_б - марка бетона по прочности при сжатии, кгс/см²;

R_ц - марка цемента.

Ц/В=200/(0,6*400)+0,5=1,33;

Расчёт расхода исходных компонентов

Ориентировочный расход воды, В=195 л/м³.

Расчёт расхода цемента:

Ц=В*Ц/В, (4.3)

где: В - содержание воды, л/м³.

Ц=195*1,33=259 кг;

Пустотность щебня:

П_щ=1-_нщ/_ищ, (4.4)

где: _нщ - насыпная плотность щебня, кг/м³;

_ищ - истинная плотность щебня, кг/м³.

П_щ=(1-1400/2710)=0,48;

Расход щебня:

Щ=1000/(К_р*П_щ/_нщ+1/_ищ), (4.5)

где: К_р - коэффициент раздвижки зёрен щебня, Кр=1,4.

Щ=1000/(1,4*0,48/1,4+1/2,9)=1212 кг;

Расход песка:

П=[1000-(Ц/_иц+В/_в+Щ/_ищ)]*_ип, (4.6)

где: _ип - истинная плотность песка, кг/м³.

П=[1000-(259/3+195/1+1212/2,9)]*2,94=884кг;

Плотность бетонной смеси рассчитывается следующим образом:

_см=В+Ц+Щ+П,

_см=195+259+1212+884=2550 кг/м³.

Таблица 4.1 ? Состав тяжёлого бетона

Марка бетона	Dмах, мм	Осадка конуса, мм	Расход материалов на 1 м3 бетона	Плотность смеси, кг/м3
			В, л	Ц, кг	Щ, кг	П, кг
200	20	3-4	195	259	1212	884	2550
300	20	3-4	195	341	1212	804	2552
Усредненный состав кг/м3	195	308,2	1212	836

Подбор состава аглопорита на 1 м³ бетона.

Марка бетона 150;

Наибольшая крупность заполнителя 20 мм;

Насыпная плотность кг/м³.

Средняя плотность зёрен в цементном тесте:

кг/м^3;

ОК = 5-6 см.

1. Максимальная возможная степень насыщения объема бетона крупным пористым заполнителем (аглопоритом):

2. В бетонах для ограждающих конструкций принятая степень насыщения при уплотнении вибрированием с пригрузом.

Принимаем для расчёт =0,6.

3. Расход вяжущего определяем по таблице, исходя из и марки бетона 150.

Расход вяжущего определяется по таблице 4.1 [1]. Принимаем 350 кг/м³ бетона, т.к. в бетоне используется заполнители другой насыпной плотности, то ориентируемый расход цемента умножают на соответствующие коэффициенты, взятые из таблиц 4.2 и 4.3 [1]

332,5 кг

4. Расход крупного заполнителя

, кг (4.11)

где: - принятая степень насыщения;

- средняя плотность зёрен крупного заполнителя принятого зернового состава;

кг

5. Расход мелкого заполнителя (кварцевого песка)

, кг (4.12)

где: - степень насыщения;

Р - пористость растворной части бетона в %, принимается по таблице 3.4 методом интерполяции;

Ц - расход цемента, кг;

- истинная плотность цемента, кг/м³;

- плотность зёрен в цементном тесте т.к. в смеси процентное содержание крупного и мелкого песка 50:50, то получаем

кг

6. Расход воды принимается по таблице, исходя из осадки конуса В=210 кг

7. Расчёт средней плотности бетона

Возможная средняя плотность бетона:

кг/м³, (4.13)

кг/м³

Расчёт толщины наружной стеновой панели

Теплопроводность

(4.14)

где - плотность материала, т/м³;

- теплопроводность, Вт/м⁰С.

750 мм - толщина стеновой панели.

Таблица 4.2 ? Расход материала на 1 м³

Цемент	Крупный заполнитель	Песок аглопоритовый
332,5	821,7	1349

Расчёт материального потока

Подсчитываются необходимые производительности технологических переделов и потребности в материалах, начиная с зоны 6(склад готовой продукции), по формуле:

П_n=П_n+1/(1-Q_n/100), (4.7)

где: П_n - производительность в зоне n, м³/год;

П_n+1 - производительность в следующей зоне;

Q_n - производственные потери в зоне, %.

Ц=П₃*Ц_у/(1-Q₂/100), (4.8)

где: П₃ - производительность в зоне 3;

Ц_у - расход цемента на 1 м³ условного бетона, т;

Q₂ - потери цемента, %;

Щ=П₃*Щ_у/(1-Q₂/100), (4.9)

где: Щ_у - расход щебня на 1 м³ условного бетона, м³;

Q₂ - потери щебня, %;

Расчёт суточной и часовой производительности:

П_сут=П_n/(Т_н-Т_р)*К_и; П_ч=П_n/Т_ф, (4.10)

где Т_н - номинальное количество суток в году;

Т_р - длительность плановых остановок на ремонт, сут;

К_и - коэффициент использования технологического оборудования;

Т_ф - годовой фонд рабочего времени, час.

Таблица 4.3 ? Материально - производственный поток

п/п	Зоны	Передел	Потери, %	Ед. изм	Производительность (потребность в матер.)
					год	сутки	смена	час
1	00	Реализация ЖБИ	0,0	м3	50000,00	213,12	106,56	13,32
2	66	Склад готовой продукции	0,5	м3	50251,26	214,08	107,04	13,38
3	55	Термообработка	0,5	м3	50503,78	215,20	107,60	13,45
4	44	Формовочные линии	0,5	м3	50757,57	216,32	108,16	13,52
5	33	Бетоносмесительный узел	1,0	м3	51270,27	218,56	109,28	13,66
66	22	Склад сырья
		Цемента	1,0	Т	14941,92	29,76	14,88	1,86
		Щебня	1,5	м3	41778,71	83,36	41,68	5,21
		Песка	2,0	м3	28964,69	57,76	28,88	3,61
		Аглопорит	1,0	м3	13678,00	31,20	15,60	1,45
77	11	Транспортно-сырьевой участок
		Цемента	1,0	т	15092,85	30,08	15,04	1,88
		Щебня	1,0	м3	42200,72	84,16	42,08	5,26
		песка	2,0	м3	29555,81	58,88	29,44	3,68
		Аглопорит	1,0	м3	14788	33,44	16,72	1,76

5. Проектирование бетоносмесительного цеха

В состав бетоносмесительного цеха входят: склад цемента, склад заполнителей, бетоносмесительный узел и внутрицеховые транспортные связи между складами сырья и БСУ.

Качество бетонной смеси и бетона зависит от качества сырьевых материалов, поэтому одно из основных назначений складов - сохранение, а часто и улучшение качества сырья.

Тип складов и технологическая схема должны обеспечивать минимальные эксплуатационные расходы.

Проектирование склада цемента

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

Береговые склады цемента используются, когда экономически выгодно 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, в исключительных случаях автотранспортом по зимникам.

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

Требуемая вместимость склада цемента определяется по формуле:

V_c.ц=Ц_сут*n/К_з (5.1)

где Ц_сут - суточная потребность завода в цементе, т;

n ? нормативный запас цемента, cут.;

К_з - коэффициент заполнения емкости оклада, равный 0,9.

Нормы запаса цемента на складах при поставке железнодорожным транспортом - 7-10 суток; автомобильным - 6-7 суток;

V_с.ц.=29,76*7/0,9=231,47 т;

По данной вместимости подбираем прирельсовый склад цемента вместимостью 360 т, шифр 409-29-61

Таблица 5.1 ? Основные показатели склада

Показатели	Количество
Вместимость, т	360
Количество силосов, шт.	6
Грузооборот, тыс. т/год	17,30
Мощность токоприёмников, кВт	156,1
Число работающих	5

Проектирование склада заполнителей

Существующие типы складов заполнителей можно классифицировать:

1. по способу хранения: открытые, закрытые и частично закрытые;

2. по виду емкости: штабельные, по длине разделенной стенками на отсеки, бункерные, полубункерные, силосные и траншейные;

3. в зависимости от вида транспорта и расположения склада к транспортным путям: прирельсовые, притрассовые, береговые и комбинированные.

4. по виду оборудования для загрузки склада: эстакадные, грейферные, со штабилировочной машиной С-492 /ТР-2/;

5. по виду оборудования для разгрузки склада и подачи заполнителей в БСУ; галерейные, бункерные.

Расчет склада проводится, 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 в складе для хранения каждого вида заполнителя рассчитывается по формуле:

V_c = З_сут * n * К_ф * К_з, (5.2)

где: З_сут - суточная потребность предприятия в данном виде заполнителя; n - нормативный запас заполнителя, сут.;

К_ф - коэффициент, учитывающий необходимое увеличение емкости

склада при хранении нескольких фракций заполнителей, К_ф=1,10;

К_з - коэффициент загрузки; для штабельных, траншейных, полубункерных и бункерных складов К_з=1,2;

V_С.Щ=83,36*10*1,2=1000,32 м³;

V_С.П=57,76*10*1,2=693,12 м³;

V_С.А= 31,20*10*1,2 = 374,4 м³

V_ОБЩ=1000,32+693,12+374,4 =2067,84 м³;

Таблица 5.2 ? Техническая характеристика склада заполнителя

Показатели	Количество
Вместимость, мі	3000
Грузовой грузооборот, тыс.т	85
Потребность в ресурсах сырье, ч: Вода, мі Тепло, кДж Пар, кг Сжатый воздух, мі	9,07 630350*4,19/481360*4,19 1330/830 27/18
Электроэнергия, кВт	194,157/205492
Число рабочих	6
Площадь застройки, мІ	1396,5/2442

Проектирование бетоносмесительного узла (БСУ)

Определяем требуемую часовую производительность БСУ по формуле:

П_б.ч.=П_з*К₁*К₂, (5.3)

где: П_з - часовая производительность БСЦ по результатам расчета материально-производственного потока;

К₁- коэффициент резерва производства, К₁=1,2;

К₂ - коэффициент неравномерности выдачи и потребления бетонной смеси, К₂=1,25.

П_Б.Ч.=13,66*1,2*1,25=20,49 м³;

Определяем часовую производительность бетоносмесителя по формуле:

Q_Ч=60*V_З*К_И/t_Ц, (5.4)

где: V₃ ? объем одного готового замеса, м³;

К_и - коэффициент использования оборудования, равный 0,97;

t_ц - время цикла приготовления одного замеса, мин.

Q_Ч=60*1*0,97/2,5=23,28 м³;

Необходимое количество смесителей подсчитывается по формуле:

Z= П_б.ч/Q_ч (5.5)

Z=20,49/23,28=0,88;

Для обеспечения бесперебойной работы принимаем 2 смесителя СБ-93.

Таблица 5.3 ? Техническая характеристика бетоносмесителя СБ-93

Показатели	Количество
Объем готового замеса, л по: Бетонной смеси	1000
Вместимость по загрузке, л.	1500
Число циклов в один час при приготовлении: Бетонной смеси	40
Наибольшая крупность заполнителя, мм.	70
Мощность двигателя кВт:	40
Габариты, м	3,34*2,89*2,85
Масса, кг	4900

Расчёт дозаторов для заполнителей и цемента

Рассчитываем количество материалов на 1 замес, кг:

Ц_З=Ц*Б, Б=V_Б.С.*;

ПЗ=П*Б;

В_З=В*Б;

Щ_З=Щ*Б,

где: Ц, П, В, Щ - расход материалов, кг/м³;

V_Б.С. - вместимость смесителя по загрузке, м³;

- коэффициент неравномерности выхода бетонной смеси, =0,67.

Ц_З=308,2*1,5*0,67=309,74; П_З=836*1,5*0,67=840,18;

В_З=195*1,5*0,67=195,98; Щ_З=1212*1,5*0,67=1218,06;

По найденным количествам на замес подбираем дозаторы материалов так, чтобы количество отмеряемого материала находилось в пределах взвешивания, сведения заносим в таблицу:

Таблица 5.4

Материал	Тип дозатора	Предел дозирования, кг	Погрешность, %
Цемент	ДЦ-500Д	100-500	2
Песок	6.00АД-800БП	200-800	2
Щебень	6.011.АД-16002БЩ	400-1600	2
Вода	ДЖ-200Д	40-200	2

Расчёт расходных бункеров для заполнителей и цемента

Вместимость расходных бункеров цемента:

V_Ц=П_Ч*m/(_Н*n*К_З), (5.6)

где: П_Ч - часовая потребность в цементе;

_Н - насыпная плотность цемента, т;

m - нормативный запас цемента, ч;

n - количество отсеков бункера, шт.;

К_З - коэффициент заполнения бункера, К_З=0,8.

V_Ц=1,86*3/(1,3*2*0,8)=2,68 м³;

Вместимость расходных бункеров заполнителей:

V_З=П_Ч*m/(_Н*n*К_З);

V_З.Щ.=5,21*2/(1,680*4*0,8)=1,94 м³;

V_З.П.=3,61*2/(1,58*2*0,8)=2,86 м³;

V_З.А.=1,45*2/(0,8*2*0,8)=2,26 м³.

Таблица 5.5 ? Характеристика склада заполнителей

Склад	Вместимость, м3	Годовой грузооборот, тыс. м3	Число рабочих	Площадь застройки, м2
Силосный стационарный	3000	85	6	0,48

6. Проектирование формовочного цеха

Выбор способа производства

Операции формования и твердения изделий выполняются на технологических линиях с помощью специализированных механизмов, приспособлений и установок. Технологические линии формируются из оборудования, выбираемого в зависимости от вида, габаритов и назначения изделий.

Поточно-агрегатный способ производства

При поточно-агрегатном способе производства процессы формования, твердения и распалубки изделий выполняются на специализированных постах, входящих в состав технологического потока. Каждый пост оборудован соответствующими машинами и механизмами, а формы и изделия перемещаются от одного поста к другому с помощью мостового крана или кран-балки. По этому способу формы с изделиями, перемещаясь по потоку, могут останавливаться не на всех рабочих постах, а только на тех, которые нужны для изготовления изделий данного типа. При этом время остановки на каждом посту может быть различным. Оно зависит от времени, необходимого для выполнения данной технологической операции. Это дает возможность создавать на одной и той же линии посты с разным технологическим оборудованием, изготавливать одновременно несколько видов изделий, относительно легко переходить с одного типа изделий к другому. Отсутствие принудительного ритма перемещения форм позволяет на одном посту производить несколько операций, технологические посты при этом укрупняют, агрегируется оборудование, а число перемещений форм сокращается. На поточно-агрегатных линиях с формовочными постами формы на виброплощадку подают с помощью формоукладчиков. В состав технологической линии входят: формовочный агрегат с бетоноукладчиком, формоукладчик, камеры твердения, участки распалубки, остывания изделий, их доводки или отделки, технического контроля.

Производительность поточно-агрегатной технологической линии определяется продолжительностью цикла формования изделий, который в зависимости от вида и размеров формуемых изделий может колебаться в широких пределах (5-20 мин).

Достоинства:

- Возможность изготовления широкой номенклатуры изделий с меньшими капитальными затратами по сравнению с конвейерной технологией;

- Более гибкая и маневренная технология в отношении использования технологического и транспортного оборудования, в режиме тепловой обработки, что важно при выпуске изделий большой номенклатуры;

- Высокий съем продукции с 1 м³ пропарочной камеры.

Недостатки:

1. Отсутствие автоматизации технологических операций.

2. Недостаточная механизация формовочных постов.

3. Много крановых операций.

Стендовый способ производства

При стендовом методе изготовления все операции по подготовке комплектации форм, формованию и тепловой обработке изделий производятся на стационарных стендах, к которым подаются все необходимые материалы и формующее оборудование. При этом специализированные звенья рабочих вместе с необходимыми механизмами, последовательно перемещаясь от стенда к стенду, выполняют весь комплекс формовочных операций.

Тепло-влажностная обработка изделий производится путем подачи теплоносителя (пара) в паровую рубашку формы. Открытая поверхность изделия накрывается колпаком или паронепроницаемой пленкой для предотвращения излишнего испарения и разрыхления верхнего слоя бетона.

Различают стенды для формования изделий и конструкций в горизонтальном и вертикальном положении, а также стенды универсальные и специализированные, длинные и короткие.

Универсальные стенды рассчитаны на изготовление различных видов изделий в зависимости от парка форм на заводе. Специализированные стенды ориентированы на выпуск определенного сортамента близких по типу и размерам изделий.

Стендовый способ рекомендуется в тех случаях, когда габариты и масса конструкций превышают размеры и грузоподъемность виброплощадок и мостовых кранов.

Армирование изделий не позволяет уплотнять изделия на виброплощадке и требует применения глубинных и навесных вибраторов.

На длинных стендах можно формовать длинномерные линейные конструкции с напряженным армированием, длина стенда достигает 75-222 м. Короткие стенды рассчитаны на одно изделие, а по ширине - на два и более.

Достоинства:

1. Возможность выпуска изделий широкой номенклатуры при относительно несложно» переоборудовании.

2. Простота и универсальность оборудования.

3. Гибкость технологии на коротких стендах, преимущественно в вибротермоформах, в 2-4 раза повышает оборачиваемость форм, снижает трудоемкость формования.

Недостатки:

Стендовый способ производства требует больших производственных площадей, усложнения механизации и автоматизации, высоких трудозатрат.

Кассетный способ производства изделий

Разновидностью стендовой технологии производства является кассетный способ.

Особенностью кассетного способа является формование изделий в вертикальном положении в стационарных разъемных металлических формах кассетах. Звено рабочих в процессе производства перемещается от одной кассетной формы к другой, организуя производственный поток.

Серийно поставляемые кассетные установки Гипростроммаша состоят из станин (подвижной и стационарной), наружных стенок и набора разделительных стенок, часть которых дополнительно является тепловыми отсеками. Каждая кассетная установка укомплектована машиной для сборки и распалубки разделительных стенок и тепловых отсеков. Разделительные стенки изготовлены из стального листа толщиной 24 мм, к которому прикреплены борта из уголков, образующих торцевые стенки и днище.

Паровые отсеки - это замкнутые полости. Между двумя паровыми отсеками должно быть не более двух изделий. Комплект разделительных стенок и паровых отсеков устанавливают внутри станины на опорные ролики, с помощью которых кассеты перемещаются по балкам станины. Чтобы при распалубке первой стенки не перемещалась вторая (соседняя), их соединяют между собой скобами. После извлечения панели из открытого отсека откатывается вторая разделительная стенка, извлекается следующая панель и т.д. Все операции по передвижению стенок при сборке и разборке кассетной формы осуществляют с помощью системы рычагов, соединенных со съемной стенкой. Число отсеков в кассетной установке бывает от 8 до 14.

Бетонную смесь уплотняют разделительными стенками, на торцах которых закреплены вибраторы.

Технологический процесс изготовления изделий в вертикальных кассетах состоит из следующих основных операций: очистки и смазки форм, установки арматуры и закладных деталей, укладки и уплотнения бетонной смеси, тепловой обработки и освобождения изделий от форм.

Кассетные формы чистят и смазывают в раскрытом виде, чтобы был доступ к поверхностям формы. Формы чистят металлическими щетками и сжатым воздухом, смазывают эмульсионными составами, хорошо удерживающимися на вертикальных плоскостях.

Кассетную форму заполняют бетонной смесью в 3-4 приема с вибрационной проработкой каждого слоя.

Тепловую обработку осуществляют с помощью пара контактным обогревом через стенки тепловых отсеков.

Поскольку открытая поверхность составляет 2-4% поверхности изделий, последние твердеют в условиях интенсивного прогрева при 100°С.

Кассетное производство требует относительно больших объемов бетонной смеси (до 18 м³) в течение 30-40 мин. Такую потребность могут обеспечить конвейеры, оборудованные сбрасывающей тележкой с хоботом, и пневматический транспорт. Подача смеси краном в бадьях неэффективна.

Достоинства:

1. Сокращение потребности в производственных площадях.

2. Высокая степень заводской готовности изделий.

3. Возможность сокращения времени тепловой обработки за счет применения более жестких режимов.

4. Высокая производительность труда на изготовление и отделку изделий.

Недостатки:

1. Кассетные установки периодического действия, поэтому оборачиваемость их низкая.

2. Этот способ требует применения более подвижных бетонных смесей, что дает некоторый перерасход цемента.

3. Изделия имеют неодинаковую прочность по сечению.

4. Повышенная металлоемкость форм по сравнению с поточно-агрегатным способом производства.

Конвейерный способ производства железобетонных изделий

Конвейерный способ - усовершенствованный поточно-агрегатный способ формования железобетонных изделий.

Технологические конвейерные линии характеризуются наличием конвейера, состоящего, как правило, из форм-вагонеток, перемещающихся по кольцевому пути, либо представляют собой движущуюся бесконечную ленту, на которой последовательно совершаются технологические операции.

Конвейер работает с принудительным ритмом движения, с одинаковой для всех циклов продолжительностью, определяемой временем пребывания на посту, необходимым для выполнения наиболее трудоемкого цикла.

Весь процесс изготовления изделий разделяется на технологические операции, причем одна или несколько из них выполняются на определенном посту.

Тепловые агрегаты являются частью конвейерного кольца и работают в его системе также в принудительном ритме. Это обуславливает одинаковые или кратные расстояния между технологическими постами (шаг конвейера), одинаковые габариты форм и развернутую длину тепловых агрегатов.

Конвейерные линии по характеру работы могут быть периодического и непрерывного действия, по способу транспортирования с формами, передвигающимися по рельсам или роликовым конвейерам и с формами, образуемыми непрерывной стальной лентой или составленными из ряда элементов и бортовой оснастки; по расположению тепловых агрегатов - параллельно конвейеру, в вертикальной или горизонтальной плоскости, а также в створе его формовочной части.

Наибольшее применение получили конвейеры периодического действия с формами, передвигающимися по рельсам и образующими непрерывную конвейерную линию из 6-15 постов, оборудованных машинами для выполнения операций технологического процесса. Изделия изготовляют с ритмом от 12 до 15 мин: скорость перемещения 0,9-1,3 м/с.

После выполнения одного элементного цикла вся цепь тележек-поддонов перемещается на длину одного поста.

Конвейеры бывают горизонтально-замкнутыми (одноярусными) с размещением рабочих и замыкающих ветвей в одной плоскости и вертикально-замкнутыми (двухъярусными) с размещением рабочих ветвей одна под другой.

Для экономии производственных площадей в одноярусных конвейерах тепло-влажностную обработку отформованных изделий стремятся также осуществлять в многоярусных пропарочных камерах.

Достоинства:

1. Обеспечение высокой степени механизации и автоматизации технологических процессов.

2. Возможность более компактного расположения оборудования и эффективного использования производственных площадей.

3. Конвейерный способ производства изделий позволяет значительно повысить производительность труда, увеличить выпуск готовой продукции при наиболее полном и эффективном использовании технологического оборудования.

Недостатки:

Сложность оборудования и трудоемкость переналадки на выпуск других изделий.

Проектируемый завод будет выпускать плиты перекрытия агрегатно-поточным способом, наружные стеновые панели конвейерным способом, т.к. он позволяет максимально механизировать процесс, в отличие от других способов, следовательно, он не требует больших трудозатрат, больших производственных площадей и номенклатура завода невелика.

Расчёт поточно-агрегатной линии для производства пустотных плит перекрытий

Годовая производительность агрегатно-поточной технологической линии определяется номенклатурой выпускаемой продукции, режимом формования изделий и продолжительностью работы формовочного поста в течение суток.

Производительность линий для каждой группы изделий рассчитывается по формуле, м³/час:

Р=55,2*С*В*V_ф/Т_ц, (6.1)

где: С ? число рабочих дней в году;

В ? число часов работы формовочного поста в сутки;

V_ф ? объем одной формовки, равен объему изделия-представителя или сумме объемов изделий одновременно формуемых в одной форме, м³;

Т_ц- продолжительность цикла формования, мин. [2, табл. 30.3]

Р=55,2*233*16*0,82/15=11250 м³;

Требуемое количество технологических линий определяют по формуле, шт.:

N_т.л=П_г/Р*К_и, (6.2)

где: П_г - годовая производительность предприятия в м³ по данной группе изделий;

К_и - коэффициент использования оборудования, Ки=0,92.

N_т.л стеновые панели =20000/ (11250*0,92) =0,98 шт.;

Принимаем одну технологическую линию для производства стеновых панелей.

Габариты форм принимают по габаритам наибольшего изделия данной группы. Если изделия малогабаритные, то принимают решение о том, что в одной форме формуем два и более изделий.

При условии формования одного изделия в форме размеры форм определяют, м:

l_ф=l_и+2*? l_ф; b_ф=b_и+2*? b_ф; h_ф=h_и+2*? h_ф, (6.3)

где: l_ф, b_ф, h_ф - соответственно длина, ширина, высота изделия, м;

? l_ф - ширина торцевого борта, а также участка для размещения упоров в силовых формах, м;

? b_ф - ширина бокового борта, м;

? h_ф - высота поддона, м.

Стеновые панели:

l_ф=7,180+2*0,2=7,58 м;

b_ф=1,490+2*0,2=1,89 м;

h_ф=0,220+2*0,3=0,82 м.

Длина секции камеры, м:

L_к=n*l_ф+(n+1)*l, (6.4)

где: n - количество форм с изделиями по длине, шт.;

l_ф - длина формы, м;

l - величина промежутков между стенкой и формой, а также между формами; ln=0,3…0,5 м.

где n - количество форм с изделиями по ширине, м;

L=1*7,58 + 2*0, 3 = 8,18 м;

Ширина секции камеры, м:

В_к= n*b_ф+(n+1)*b, (6.5)

где n- количество форм с изделиями по ширине, шт.;

b_ф- ширина формы, м;

b_n- величина промежутков, м, b=0,3 м.

В=2*1,89 + 5*0, 3 =5,28 м.

Высота секции камеры, м:

Н_к= n*h_ф+(n-1)*a+ h₁+ h₂, (6.6)

где: n - количество форм по высоте секции /принимают 5..7 форм/;

h_ф - высота формы с изделием, м;

а - величина промежутков между формами, а=0,03…0,05 м;

h₂ - величина зазора между крышкой и верхом формы с изделием, м, h₂=0,05…0,1 м;

h₁ - величина зазора между дном секции камеры и дном формы, h₁=0,15 м.

Н=3*0,82 + 4 *0,05 + 0,1+ 0,15=3,85 м.

Принимаем ямную пропарочную камеру для свай с размерами:

Lк=1,98 м; Вк=4,7 м; Нк=3,85 м.

Принимаем ямную пропарочную камеру для плит перекрытий с размерами:

Lк=8,18 м; Вк=9,06 м; Нк=3,85 м.

Количество пропарочных камер, шт.:

Z=П/m*q*K_об* K_в, (6.7)

где: П - годовая производительность технологической линии, м³;

q - объем загружаемых изделий в камеру без форм, м³;

m - количество рабочих дней в году;

K_в - коэффициент использования по времени, равный 0,91;

K_об - коэффициент оборачиваемости камеры /одной секции/.

Z=20000/233*32,8*0,91*1=9,01 шт.

Принимаем 10 ямные камеры для производства плит перекрытий.

Расчет потребности цеха в металлических формах производится отдельно по каждому типу форм по формуле:

N_ф=П_г*К_р.ф/Т_р.ф*V_и*К_о.ф*К_и.а, (6.8)

где: П_г - требуемая годовая производительность завода по данной группе изделий, м³;

Т_р.ф - фактическое рабочее время работы данной линии в сутках /235сут./;

К_р.ф - коэффициент запаса форм;

V_и - объем бетона в данной форме, м³;

К_о.ф - коэффициент оборачиваемости форм в сутки,

К_о.ф=24/(T_о.+ T_n) (6.9)

T_о - средняя продолжительность цикла тепловой обработки[2, таб. 22.2]

К_о.ф =1

Nф.=20000*1,1/235*1,89*1*0,97=36 шт.;

Расчет виброплощадки начинается с определения требуемой грузоподъёмности Q_тр, т:

Q_в= Q_ф+ Q_б, (6.10)

где: Q_ф- масса формы, т, определяемая по формуле Q_ф=V_и*М_уд;

Q_б- условная масса бетонной смеси, т;

V_и- объем формуемого изделия, м³;

М_уд- удельная металлоемкость формы, М_уд=1,8 т/м³.

Q_ф=2,35*1,8=4,23 т;

Q_б=V_и * с_m,

где: с_m - расчетная средняя плотность бетонной смеси, т/м³;

V_и- объем формуемого изделия, м³;

с_m=2,2 т/м3,

Qб=2,35*2,2=5,17 т;

Qв=4,23+5,17=9,4 т

Принимаем 2 виброплощадки СМЖ-200А для производства ж/б плит перекрытий.

Таблица 6.1 ? Основная характеристика виброплощадки СМЖ-200А

Показатель	Величина
Максимальный размер формуемых изделий в плане, м	3 х 12
Грузоподъемность, т	24
Максимальный статический момент вибровозбудителей, см	48
Амплитуда смещений или высоты падений, мм	0,2-0,5
Установленная мощность, кВт	63
Крепление формы	Электромагнитное
Габаритные размеры, м	8,5 * 2,99*0,69
Масса, т	5,6

Тип и марку бетоноукладчика принимаем в зависимости от вида укладываемой бетонной смеси, конфигурации формуемого изделия, требуемой вместимости бункера.

Принимаем 2 бетоноукладчика СМЖ-166Б. Его техническая характеристика представлена в таблице 6.2.

Таблица 6.2 ? Техническая характеристика бетоноукладчика

СМЖ-166Б

Наименование параметра	Значение
Ширина колеи, мм	1100
Число бункеров, шт.	1
Скорость передвижения, м/мин	12
Установленная мощность, кВт	4,5
Габаритные размеры, м	9,5*5,74*2,39
Масса, т	5,2

Описание технологической схемы

Процесс изготовления плит состоит из следующих этапов. Форма с изделием после тепловой обработки мостовым краном устанавливается на пост N1 для выполнения следующих операций: открывание бортов, плавный отпуск натяжения с помощью домкратов одновременно с двух торцов формы, обрезка напряженных стержней бензорезом, съема изделий с формы мостовым краном, смазка форм и укладка закладных деталей.

Подготовленная форма рольгангом перемещается на пост N2, где выполняется укладка напрягаемой арматуры. Форма собирается и выполняется натяжение арматуры гидродомкратами. После этого форма рольгангом перемещается на пост формования, опускается на виброплощадку и закрепляется на ней электромагнитами. Бетоноукладчик распределяет бетонную смесь, уплотняемую вибрированием.

По окончании формования форма с изделием перемещается в камеру ТВО(время-15 часов, t=80-90⁰С).

После завершения тепловой обработки плиты распалубливают и вывозят на склад готовой продукции

Этапы производства многопустотных плит перекрытия

1) Открывание бортов

2) Отпуск натяжения

3) Обрезка напряженных стержней

4) Съем изделия

5) Чистка и смазка формы

6) Укладка напрягаемой арматуры в форму

7) Натяжение арматуры

8) Укладка бетонной смеси

9) Виброуплотнение

10) ТВО

11) Складирование

Рис .6.1 ? Схема организации агрегатного производства

Расчёт оборудования конвейерной линии по производству наружных стеновых панелей.

Годовая производительность конвейерных линий вычисляется по формуле:

Р_Г.К=60*К_И*С*В*V_Ф/t_Ц, (6.11)

где С - число рабочих дней в году, С=249 сут.;

В - число часов работы формовочной линии в сутки, В=16;

К_И - коэффициент использования оборудования, К_И=0,95;

V_Ф - объём одной формовки, м³;

t_ц - продолжительность цикла формования (равно ритму работы конвейера), t_Ц=20 мин.

Р_Г.К=60*0,95*249*16*3,168/20=35970,74 м³;

Расчёт требуемого количества конвейерных линий:

N_К.Л=П_Г/Р_Г.К*К_И; (6.12)

где П_Г - годовая программа цеха;

Р_Г.К - годовая производительность конвейерной линии;

К_И - коэффициент использования оборудования, К_И=0,95;

N_К.Л=30000/35970,74*0,95=0,79;

Принимаем 1 конвейерную линию.

Расчёт размеров форм - вагонеток:

L_Ф=L_И+2*?L_Ф; (6.13)

B_Ф=В_И+2*?В_Ф; (6.14)

H_Ф=H_И+?H_ф; (6.15)

где L_и, B_и, H_и - соответственно длина, ширина, высота изделия;

?L_ф - ширина торцевого борта;

?B_ф - ширина бокового борта;

?Н_ф - высота поддона.

L_ф=2,990+2,990+0,1+2*0,16=6,4 м;

B_ф=2,990+2*0,16=3,31 м;

Н_ф=0,390+0,250=0,64 м;

Количество постов на линии = 12.

1-пост открывания бортов

2-пост съема продукции (стол кантователь)

3- пост чистки, смазки

4- пост закрывания бортов

5, 6- пост отделки

7- пост армирования

8- первый пост формования (нижний слой)

9- пост укладки утеплителя

10- второй пост формования (верхний слой)

11- пост выдержки и укладки смеси

12- пост заглаживания.

Расчёт длины линии формования:

На каждом посту будет располагаться по одной форме-вагонетке

L_фл=L_ф*(N_n+2)+L_n*(N_n-1)+2*L_р+2*L_м; (6.16)

где: N_n - количество постов, шт.;

L_n - промежутки между формами;

L_р - расстояние от крайних форм до участка подъёмника, м; L_м=0, т.к. конвейер горизонтально замкнутый.

L_фл=6,4*(12+2)+1,5*(12-1)+2*1=108,1 м;

Число форм, находящихся в камере тепловой обработки:

N_в=Т₀*60/R_и; (6.17)

где: R_и - ритм работы конвейера, мин;

Т₀ - время тепловой обработки, Т₀=12 часов;

N_в=12*60/20=36 шт.;

Расчёт требуемого количества форм:

N_фк=К_рф*(N_а+N_в+N_с); (6.18)

где: К_рф - коэффициент запаса форм на ремонт;

N_а - число форм на постах конвейера, N_а=N_n;

N_c - число форм находящихся на передаточных устройствах.

N_фк=1,05*(12+36+1)=50,4 шт.;

принимаем 50 шт.

Расчёт рабочей длины камеры ТВО:

L_к=L_ф*N_в; (6.19)