Цех по производству изделий из лёгкого бетона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Украины

Одесская государственная академия строительства и архитектуры

Кафедра производства строительных изделий и конструкций

Курсовой проект

по курсу «Лёгкие и специальные бетоны»

на тему «Цех по производству изделий из лёгкого бетона»

Выполнил: ст. гр.ЗПСК-557

Крикливый В.С.

Проверил: Ткаченко Г.Г.

Одесса 2014

Введение

Легкий бетон -- эффективный материал, который имеет большую перспективу. Легкие бетоны находят в строительстве возрастающее применение. Конструкции из легких бетонов позволяют улучшить теплотехнические и акустические свойства зданий, значительно снизить их массу, успешно решить проблему объемного и многоэтажного строительства, а также строительства в сейсмических районах страны. Применение легких бетонов позволяет уменьшить стоимость строительства на 10...20%, снизить трудовые затраты на стройках до 50%, увеличить производительность труда на 20%. Развитие производства бетонов с применением пористых заполнителей характерно как для нашей страны, так и зарубежного строительства. Но в нашей стране наиболее широко используемым заполнителем является керамзит, а также аглопорит, перлит и др. За рубежом более типичным легким заполнителем является термозит (шлаковая пемза).

Применение вяжущих веществ имеет давнюю историю.

Древние египтяне использовали обожженный природный гипсовый камень. Греки и римляне начали с применения обожженного известняка, позже научились к извести и воде добавлять песок, дробленый камень или кирпич и битые черепки. Это был первый в истории человечества бетон.

Известковый раствор не твердеет под водой, поэтому для подводных сооружений римляне применяли совместно размельченные известь и вулканический пепел или обожженные глиняные черепки. Использование активных кремнезема и глинозема, входящих в состав вулканического пепла и глины, позволяло получить вяжущее, впоследствии названное «пуццолановым цементом».

В ряде древних римских сооружений, таких как Римский Колизей или мост Гард вблизи Ним, цементный раствор, на котором была сложена каменная кладка, сохранил до наших дней высокую прочность. Развитие и совершенствование технологии бетон связано с производством цемента, который появился в России в начале 18 в. По архивным свидетельствам на строительстве Ладожского канала в 1728-29 был использован цемент, изготовленный на цементном заводе, существовавшем в Конорском уезде Петербургской губернии. В 1824 Аспдин получил в Англии патент на способ изготовления гидравлического цемента. Первый цементный завод во Франции был открыт в 1840, в Германии - в 1855, в США - в 1871. Распространению бетон способствовало изобретение в 19 в. железобетона.

В 19-м веке, с изобретением гидравлического цемента, кладка из бетонных блоков получила толчок к развитию. Кладка из бетонных блоков зародилась с США, где изготавливались большие и тяжелые цельные блоки путем формования смеси из извести и увлажненного песка с последующей просушкой паром. В Соединенном Королевстве цельные блоки изготавливались из порошковой извести, мелкого заполнителя и кипящей воды для достижения быстрого затвердевания. Эти блоки использовались при строительстве зданий в Лондоне, которые стоят и по сей день.

Цельные блоки оказались непопулярными вследствие своего веса. В 1866 году была улучшена технология формования пустотелых блоков с меньшим весом. С 1866 по 1876 год было выдано несколько патентов в США и Соединенном Королевстве. Однако до 1900 года массовое производство бетонных блоков было невозможным. Именно в этом году Хармон С. Палмер получил в США патент на свою долговечную и практичную машину из чугуна, с удаляемым каналом и регулируемыми стенками, которая положила начало современной индустрии изготовления бетонных блоков.

Даже с изобретением Палмера экономичные пустотелые бетонные блоки не появились бы, если бы не еще одно изобретение -- улучшенная технология помола и обжига портландского цемента.

Производство портландского цемента и производство бетонных блоков всегда были тесно связаны, и эти обе отрасли пережили стремительный взлет в первом десятилетии 20 века



Классификация

Легкие бетоны классифицируют в зависимости от структуры, вида вяжущего и пористости заполнителей, области применения.

По структуре легкие бетоны могут быть:

* плотные;

* поризованные;

* крупнопористые

Особой разновидностью легких бетонов являются ячеистые бетоны, имеющие равномерно распределенные поры в ниде сферических ячеек, диаметр которых составляет обычно 1-3 мм.

Для поризованных легких бетонов вместо структуры в наименовании бетона допускается указывать вид порообразователя

В зависимости от применяемого крупного пористого заполнителя устанавливают следующие виды легких бетонов :

* керамзитобетон (бетон на керамзитовом гравии);

* шунгизитобетон (бетон на шунгизитовом гравии);

* аглопоритобетон (бетон на аглопоритовом щебне);

* шлакопемзобетон (бетон на шлакопемзовых щебне и гравии);

* перлитобетон (бетон на вспученном перлитовом щебне);

* бетон на щебне из пористых горных пород;

* термолитобетон (бетон на термолитовом щебне или гравии);

* вермикулитобетон (бетон на вспученном вермикулите);

* шлакобетон (бетон на золошлаковых смесях тепловых электростанций (ТЭС) или на пористом топливном шлаке);

* бетон на аглопоритовом гравии;

* бетон на зольном гравии;

* азеритобетон (бетон на азеритовом гравии).

Могут устанавливаться другие виды легких бетонов на крупных пористых заполнителях, на которые имеются стандарты или технические условия.

Легкие бетоны производят, как на минеральных, таки органических вяжущих материалах. Из минеральных вяжущих широко применяют цементы, вяжущие автоклавного твердения (на их основе изготавливают силикатные бетоны), гипсовые вяжущие.

Заполнители легких бетонов, так же как и вяжущие, могут иметь· минеральное или органическое происхождение. В строительной практике более распространены легкие бетоны с применением природных или искусственных пор истых минеральных заполнителей.

Разновидностями легких бетонов на природных заполнителях являются пемзобетон, туфобетоны, опокобетоны и др., на искусственных пористых заполнителях - керамзитобетоны, аглопоритобетоны, шлакопемзобетоны, золобетоны и др.

Для производства легких бетонов возможно применение одновременно различных видов пористых заполнителей. Так, получают, например, керамзитоперлитобетон, керамзитовермикулитобетон и др. (В названии бетона сначала отражается вид крупного заполнителя, а затем мелкого.)

Разновидностями легких бетонов на органических заполнителях являются арболит, опилкобетоны, изготавливаемые с применением продуктов переработки древесины и другого растительного сырья, бетон на пенополистирольных заполнителях и др.

По назначению легкие бетоны подразделяются на:

* конструкционные, в том числе конструкционно-теплоизоляционные, к которым дополнительно предъявляются требования по теплопроводности;

* специальные (теплоизоляционные, жаростойкие, химически стойкие и др.).

Теплоизоляционные, основное назначение которых обеспечивать необходимое термическое сопротивление ограждающей конструкции; объемный вес их менее 500 кг/м3 коэффициент теплопроводности до 0,2 ккал/м *ч * рад.

Конструктивные, предназначенные воспринимать значительные нагрузки в зданиях и сооружениях; объемный вес их 1400-1800 кг/м3, марка по прочности не менее 50, морозостойкость не ниже Мрз 15.

Конструктивно-теплоизоляционные, в которых совмещаются свойства предыдущих видов легких бетонов; объемный вес их 500-1400 кг/м3 коэффициент теплопроводности не более 0,55 ккал/м * ч * град, марка по прочности не менее 35.

Из легких бетонов изготавливают разнообразные конструкции. Из конструкционно-теплоизоляционного бетона делают панели и блоки стен зданий, плиты совмещенных кровель и другие конструкции. Стеновые панели выпускают с наружными (фасадными) поверхностями, не требующими дополнительной отделки в построечных условиях. Отделку панелей плитками, декоративным бетоном, окраской производят непосредственно на заводе. Из конструкционного легкого бетона изготавливают несущие конструкции: плиты перекрытий и покрытий, другие элементы жилых и общественных зданий.

Используют легкобетонные конструкции и изделия в различных областях строительства: для мостовых конструкций в транспортном строительстве, в элеваторостроении и элементах животноводческих помещений, для дренажных труб в водохозяйственном строительстве, для ряда конструкций промышленных зданий.

Сырьевые материалы

бетон сырьевой легкий пористый

Для приготовления легких бетонов применяют портландцемент, быстротвердеющий портландцемент и шлакопортланд-цемент.

В качестве заполнителей для легких бетонов используют природные и искусственные сыпучие пористые материалы с насыпной плотностью не более 1200 кг/м3 при крупности зерен до 5 мм (песок) и не более 1000 кг/м3 при крупности зерен 5...40 мм (щебень, гравий).

При классификации пористых заполнителей различают пористые природные заполнители вулканические и осадочные, а искусственные - специально изготовленные и твердые отходы промышленности. В группу заполнителей вулканического происхождения входят щебень и песок из пемзы, вулканического шлака, туфа и туфовых лав. К заполнителям осадочного происхождения относятся пористые известняки и известковые туфы, опока, трепел, диатомиты. В качестве пористых заполнителей могут служить разнообразные· отходы промышленности: топливные и металлургические шлаки, зола-унос и золошлаковые смеси, керамический болт.

Специально изготовленными пористыми заполнителями являются керамзит и его разновидности (шунгизит, зольный гравий, глинозольный керамзит и др.), аглопорит, шлаковая пемза, гранулированный шлак, вспученный перлит и вермикулит. Их специально· получают в виде гравия, щебня и песка в результате термической обработки глинистого, зольного, шлакового и другого минерального сырья.

В результате выделения газообразных продуктов за счет выгорания органических примесей и добавок, парообразования или других процессов происходит вспучивание минерального сырья при обжиге. При этом в процессе обжига его значительная часть переходит в расплав, который должен иметь определенную вязкость· для удерживания газообразных продуктов. Технологический процесс получения искусственных пористых заполнителей включает подготовку исходного сырья, его термическую обработку, дробление и сортировку.

Важнейшими показателями свойств пористых заполнителей являются насыпная плотность, плотность и прочность зерен, зерновой состав, водопоглощение, деформативность, морозостойкость, стойкость против распада, теплопроводность, Значения некоторых основных свойств распространенных пористых заполнителей приведены в табл. 1

Таблица 1 Основные свойства пористых заполнителей

Наиболее широко в легких бетонах применяют крупный пористый заполнитель фракции 10-20 мм, а также возможно использование фракций 5-10 и 20-40 мм. Объем межзерновых пустот уменьшается по мере приближения к единице коэффициента формы заполнителя - отношения наибольшего размера зерна к наименьшему. Для гравия объем межзерновых пустот меньше, чем для щебня.

Водопоглощение заполнителя зависит как от величины общей пористости, так и от структуры парового пространства. Значительно снижает водопоглощение наличие на поверхности зерен оплавленной корочки. Для керамзитового гравия, имеющую такую корочку, объемное водопоглощение почти в два раза ниже, чем для щебня, который такой корочки не имеет.

Прочность пористых заполнителей определяют сдавливанием зерен в цилиндре стальным пуансоном на заданную глубину. При этом находят величину напряжения, которая и принимается в качестве показателя условной прочности. Однако этот показатель зависит от формы зерен и пустотности смеси, поэтому применяют специальные коэффициенты для перевода условной прочности заполнителя к действительной прочности заполнителя, характеризующей его марку. Для пористых заполнителей установлено 11 марок по прочности: П25, П35, П50, П75, П100, П125, П150, П200, П250, П300 и П350.

Модуль упругости пористых заполнителей значительно ниже, чем плотных. Это обусловливает одну из наиболее существенных особенностей легких бетонов - их повышенную деформативность.

Керамзит занимает первое место по объему производства из всех искусственных пористых заполнителей. Для его изготовления наиболее пригодны легкоплавкие глинистые породы, характеризуемые способностью вспучиваться при обжиге.

Химический состав этих пород находится в следующих пределах: 50-55% - Si02, 15-25%-АI2 Оз, до 3%-СаО, до 4%-МgО, 6,5-10%-(Fе2 0з + +FeO), 3,5-5%-(Nа2 О+К2 О). Они не должны содержать более 30 % песчаных и пылеватых частиц, а также карбонатные частицы крупнее 0,2 мм, гипс и более 1-2 % тонкодисперсных органических примесей. В качестве сырья для производства керамзита применяют также золу ТЭС или золошлаковую смесь.

Керамзитовое сырье должно иметь коэффициент вспучиваемости (отношение объема вспученной к объему сырцовой гранулы) не менее 2, температуру обжига не выше 1523 К, интервал вспучивания не менее 50 К.

Различают сухой, пластический и мокрый способ производства керамзита. Сухой способ применяют при использовании камнеподобного глинистого сырья (сланцы, шунгиты, аргиллиты и др.), мокрый - хорошо размокаемого сырья, разводимого до влажности пульпы около 50%.

Наибольшее распространение получил пластический способ (рис. 1), при котором из рыхлого глинистого сырья после предварительной переработки до состояния пластичной массы формуются гранулы влажностью до 20 %, последние после подсушки или сразу направляют во вращающуюся печь. Для улучшения свойств керамзита в глиняную массу иногда вводят железистые и органические добавки. Гранулы направляют во вращающиеся печи, где сначала постепенно нагревают до 470-880 К, а затем быстро поднимают температуру до 1б50 К После обжига керамзит охлаждается, фракционируется и поступает на склад готовой продукции.

Керамзитовый гравий выпускают первой и высшей категории качества десяти марок по насыпной плотности: 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700 и 800. Каждой марке по плотности соответствует определенная марка керамзита по прочности. Заполнитель не должен содержать известковых и других включений, обусловливающих потерю в массе пробы при кипячении более 5 %, должен выдерживать не менее 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания с потерей массы не более 8 % (для гравия высшей категории качества 5 %). Среднее значение коэффициента формы заполнителя для керамзита должно быть 1,5. Водопоглощение за 1 ч для керамзита с плотностью до 400 кг/м3 должно составлять не более 25 %, 450-600 кг/м3 -20 %, 700-800 кг/м3 - 15%. Для гравия высшей категории качества нормируется коэффициент вариации по насыпной плотности и прочности соответственно 5 и 15% за 12 предыдущих месяцев.

Аглопорит получают в виде щебня спеканием малопластичных глинистых пород, которые при обжиге не вспучиваются, или промышленных отходов добычи и обогащения углей, топливных шлаков и золы ТЭС. В шихту для производства аглопорита вводят топливную добавку - каменный уголь. Содержание топлива в шихте может колебаться от 6 до 12 %. При подготовке шихты сырье дробят, смешивают, увлажняют и гранулируют. Зерновой состав шихты должен обеспечивать ее оптимальную газопроницаемость.

Основная технологическая операция при производстве аглопорита - спекание шихты на решетке агломерационной машины непрерывного (рис. 6.2) или периодического действия. Под решеткой в вакуум-камере создают разрежение, благодаря которому происходит просос воздуха через шихту. За счет горения угля в шихте развивается температура до 1300 К и выше, что приводит к ее спеканию в виде пористой остеклованной массы. Спекшийся аглопоритовый корж дробят на щебень и песок

Аглопоритовый щебень выпускается крупностью от 5 до 40 мм шести марок по насыпной плотности: 400, 500, 600, 700, 800 и 900.

Прочность аглопоритового щебня при одинаковой плотности значительно меньше, чем керамзита.

Требования к морозостойкости аглопорита аналогичны требованиям к керамзитовому гравию. Среднее значение коэффициента формы аглопоритового щебня составляет 2-2,5, потеря массы пробы аглопоритового щебня при прокаливании - не более 3%. Для аглопорита дополнительно предъявляется требование к стойкости против силикатного и железистого распада.

Разработана технология производства аглопоритового гравия из золы ТЭС, по которой в результате агломерации сырья образуются не спекшийся корж, а обожженные гранулы. Сущность технологии производства аглопоритового гравия заключается в получении сырцовых зольных гранул крупностыо 10-20 мм, укладке их на колосники ленточной агломерационной машины слоем толщиной 200-300 мм и термической обработке. Горн агломерационной машины состоит из' двух секций - подсушки и зажигания. Слой гpaнул сначала подсушивается и подогревается, а затем производится зажигание и обжиг. Благодаря высокой газопроницаемости шихты сквозь слой просасывается большое количество воздуха, в результате чего создается окислительная среда п гранулы между собой не спекаются. Для производства аглопоритового гравия используются золы с интервалом плавкости не менее 50-100 К и содержанием оксидов железа не менее 4 %.

Аглопоритовый гравий выпускают четырех марок по насыпной ПЛОТНОСТII -500, 600, 700 и 800 и семи марок по прочности - ОТ П50 (предел прочности при сдавливании,в цилиндре 1-1,29 МПа) до П250 (3 МПа и более). Расчеты показывают, что замена 1 млн. м3 привозного природного щебня аглопоритовым гравием из золы местной ТЭС лишь за счет сокращения транспортных расходов при перевозках на расстояние 500-1000 км дает экономию около 2 млн. руб.

Шлаковая пемза (термозит) - один из наиболее эффективных видов искусственных пор истых заполнителей. Ее получают поризацией шлаковых расплавов в результате их быстрого охлаждения водой, воздухом или паром.

Размер пор шлаковой пемзы в зависимости от способа получения колеблется от 0,04 до 4,5 мм, пористость - 52-78%, а водопоглощение - 10-55 %. Щебень выпускают с насыпной плотностью 300-800 и марками по прочности 25-150.

Трудозатраты на изготовление 1 м3 шлаковой пемзы в 5 раз меньше, чем на другие пористые заполнители, а производительность труда в 4-5 раз выше.

Вспученный перлит. Перлит - вулканическая стекловидная порода, содержащая 65-75% аморфного кремнезема и около 1-2% связанной воды. При термической обработке в диапазоне температур 1250-1550К перлит размягчается и вспучивается в основном в результате, интенсивного выделения паров воды. Коэффициент вспучивания перлита достигает 10-12. Для термической подготовки перлита применяют в основном противоточные вращающиеся печи длиной 5-8 м и внутренним диаметром 0,7-1,2 м. До обжига сырье часто подвергают предварительной термической обработке с целью предотвратить последующее растрескивание породы и получения вспученного перлита с наименьшей плотностью. В этом случае при температуре 250-4500С удаляется свободная и слабосвязанная вода.

На качество готового продукта, характер и степень его вспучивания влияет размер зерен. Оптимальным размером зерен обжигаемого перлита считают 5-15 мм.

Перлитовый щебень выпускают 4 марок по объемной массе: 300, 400, 500 и 600. Потери массы его при 15-кратном замораживании и оттаивании должны быть не более 10 %. По мере увеличения объемной массы с 300 до 600 допустимое водопоглощение за 1 ч для перлитового щебня уменьшается от 75 до 30 %.

Перлитовый песок - наиболее легкий из пористых песков. Для легких бетонов пригоден перлитовый песок с минимальной насыпной плотностью 200. Содержание пылевидных фракций в нем не должно превышать 10%.

Технологическая часть

Технология производства легких бетонов и изделий из них незначительно отличается от технологии изготовления изделий из обычных тяжелых бетонов. Для получения бетона высокого качества пористые заполнители хранят в крытых складах раздельно по фракциям в условиях, исключающих увлажнение. Для предупреждения засорения и смешивания фракций склады заполнителей оборудуют сортировочными установками. Смеси фракций пор истых заполнителе склонны к расслоению, что вызывает недопустимые колебания гранулометрического состава заполнителей в бетонной смеси.

Транспортирование пор истых заполнителей производят способа· ми, исключающими их разрушение, увлажнение и перемешивание. При транспортировании заполнителей со склада к месту дозирования применяют ленточные конвейеры, элеваторы, скиповые устройства. Вспученный перлитовый песок транспортируют и дозируют для предотвращения пылевыделения пневмотранспортом.

При весовом дозировании пористых заполнителей могут иметь место значительные колебания свойств бетонов за счет изменения объемной концентрации заполнителя. В производстве легких бетонов распространено объемно-весовое дозирование заполнителей. С помощью объемно-весовых дозаторов (рис. 2) рупный заполнитель дозируют по объему с точностью ± 3 % с одновременным фиксированием его массы. Мелкий заполнитель и цемент дозируют по массе с точностью + 2 %.

При изменении плотности крупного заполнителя с помощью имеющихся таблиц изменяют количество, а при необходимости и вид мелкого заполнителя.

Легкие бетонные смеси приготавливают обычно в смесителях принудительного действия, где предотвращается расслоение компонентов, Смесители сначала загружают крупным, затем мелким заполнителем и цементом, Вода подается в течение -всего времени загрузки. Время перемешивания зависит от емкости смесителя, числа оборотов, подвижности и плотности смеси. Для смесителей емкостью до 1000 л и подвижностью бетонной смеси 1-3 см время перемешивания при плотности 1400-1700 кг/м3 составляет не менее 150 с, 1000-1400 кг/м3 - 180 с и менее 1000 кг/м3 - 210 с. При большей емкости смесителей время перемешивания дополнительно увеличивают на 30 с.

Для легких бетонных смесей, так же как и тяжелых, основным способом уплотнения является вибрирование. В бетоне на пор истых заполнителях особенно при избытке растворной части при вибрировании возможно всплывание крупного заполнителя. С увеличением продолжительности вибрирования расслоение возрастает особенно при применении подвижных смесей. Снизить расслоение легких бетонных смесей можно, уменьшая крупность и улучшая гранулометрию заполнителей. Эффективно применение пригруза. Применение пригруза 40 г/см2 при уплотнении керамзитобетонной смеси снижает расслаиваемость ее примерно на 20-40 %.

Изделия из легких бетонов, как и из тяжелых, наиболее часто подвергают тепловлажностной обработке в среде насыщенного пара. Для легких бетонов эффективным методом ускорения твердения является беспаровой прогрев в среде пониженной влажности, который обеспечивает значительное снижение влажности легких бетонов и не приводит к понижению его конечной прочности.

Режим работы цеха

Режим работы цеха определяется количеством рабочих дней в году, количеством часов работы в смену.

количество рабочих дней в году составляет 252;

количество смен в сутки составляет 2;

количество часов работы в смену составляет 8.

Затраты времени на ремонт оборудования составляет 20 суток в год.

Производительность цеха

Производительность цеха рассчитывается исходя из принятого режима работы и программы цеха.

Годовая производительность цеха:

Nг=20 000 м3

Объем одного изделия

V=3*3*0.3=2.7 м3

nг=20 000/2.7=7407шт.

суточная производительность цеха:

Nс=20 000/52=79,36 м3

nc=79,36 /2.7=29шт.

производительность цеха за смену:

Nсм=79,36 /2=39.68 м3

nсм=39.68 /2.7=14,5шт.

производительность цеха за час:

Nсм=39.68 /8=4,69м3

nсм=4,69/2.7=1,8шт.

Производительность цеха
В год	В сутки	В смену	В час
м3	шт.	м3	шт.	м3	шт.	м3	шт.
20 000	7407	79,36	29	39,68	14,5	4,69	1,8

Расчет состава бетона

Подбор состава легкого бетона производят, задаваясь или подвижностью, или жесткостью бетонной смеси, или оптимальным расходом воды, в такой последовательности: выбирают наибольшую крупность и определяют зерновой состав заполнителей; определяют расход вяжущего и добавок для пробных замесов; рассчитывают количество заполнителей на 1 м3 бетонной смеси для пробных образцов; уточняют необходимое количество воды по заданной подвижности или жесткости или находят оптимальное количество воды по наибольшей объемной массе, уплотненной смеси; определяют зависимость между расходом вяжущего и прочностью бетона при заданных условиях твердения бетонной смеси.

Вследствие невысокой прочности и значительной пористости заполнителей рекомендуется ограничивать для бетонов их наибольшую крупность и принимать: для конструкционно-теплоизоляционных бетонов не более 40 мм и для конструкционных--не более 20 мм в зависимости от размеров элементов и густоты армирования их.

Далее расчет ведется для трех пробных замесов с тремя различными количествами цемента, с уточнением необходимого расхода воды для каждого из замесов (в соответствии, например, с заданной подвижностью. При этом начальный расход цемента для первого замеса может быть назначен по табл. 22 в зависимости от марок керамзита и бетона. Два других пробных замеса приготовляют обычно с расходом цемента на 25% меньше и на 25% больше первоначального, принятого по таблице.

По результатам испытаний контрольных образцов, приготовленных из пробных замесов, строят кривые зависимости прочности и объемной массы бетона от расхода цемента. Кроме того, строят также кривую зависимости оптимального водосодержания бетонной смеси заданной подвижности от расхода цемента. На основе кривых определяют (методом графической интерполяции) необходимый расход цемента. Расход заполнителей для бетона требуемой объемной массы и прочности определяют, исходя из фактической объемной массы уплотненной бетонной смеси.

При этом оптимальным зерновым составом заполнителей следует считать такой, который обеспечивает заданные свойства бетонной смеси и затвердевшего бетона при минимальном расходе цемента. Бетонные смеси на пористых заполнителях приготовляют, как и обычные бетонные смеси, но крупный заполнитель предварительно насыщается водой. Укладка и уплотнение бетонной смеси, а также уход за легкими бетонами такие же как и для обычного бетона.

В = 270 кг

Ц = 300 кг

r = 0.6

с_щ=1200 кг/ м³

с_к=700 кг/ м³

З = с_б-0,15*Ц=1100-0,15*300=1055 кг

Щ= кг

К=З-Щ=1055-369,25=685,75

период материал	Год	Месяц	Сутки	Смена	Час
Цемент	6000000	500000	23809,5	11904,76	1488,09
Щебень	7385000	615416,7	29305,56	14652,78	1831,6
Керамзит	13715000	1142917	54424,6	27212,3	3401,54

Способ производства

Кассетный способ производства, являясь по существу стендовым методом, выделяется в самостоятельную группу.

Суть этого способа заключается в том, что формование изделий происходит в вертикальном положении в стационарных разъемных групповых металлических формах-кассетах, в которых изделия находятся до приобретения бетоном заданной прочности. Рабочее звено, занятое в производстве изделия, перемещается от одной кассетной установки к другой, что при соответствующем числе форм позволяет осуществлять непрерывный производственный поток.

Кассетным способом изготавливают внутренние несущие стеновые панели, панели перекрытий, балконные плиты и другие железобетонные изделия, имеющие габариты, соответствующие размерам отсеков кассетных установок. В кассетных установках применяют подвижные бетонные смеси с осадкой конуса 7-9 см и выше с предельной крупностью заполнителя 20 мм:

Изготовление изделий производят следующим образом. После очистки, смазки и сборки кассетных установок в формовочные отсеки устанавливают арматурные каркасы и закладные детали. Затем заполняют их бетонной смесью. Уплотнение бетонной смеси осуществляют вибрацией. В зависимости от конструкции кассетной установки вибрация бетонной смеси может передаваться через арматурный каркас, виброгребенку, путем вибрации внутренних разделительных стенок, а также за счет вибрации днища отсека кассетной формы. После уплотнения верхнюю поверхность отформованных изделий заглаживают и покрывают крышками, матами или полимерными пленками в целях предотвращения испарения влаги из бетона во время тепловой обработки.

Установки со складывающимся сердечником предназначены для формования и термообработки объемных элементов лифтовых шахт, секций коллекторов и пешеходных переходов. Цикл изготовления изделий составляет 6 ч. Одновременно могут формоваться 2 элемента лифтовых шахт или 2 секции коллекторов, или 1 секция пешеходных переходов.

Отличительной особенностью установок для изготовления объемных элементов является наличие складывающихся сердечников, выполняющих функции внутренних формообразующих элементов. В рабочем состоянии конфигурация сердечников отвечает форме и размерам внутреннего очертания изделия. В этом положении осуществляется формование и тепловая обработка изделий. Уплотнение бетонной смеси осуществляется с Помощью навесных вибраторов. По окончании тепловой обработки сердечник с помощью крана извлекается из изделия, при этом его формообразующие элементы (стенки) складываются автоматически. Кинематика механизма сердечника обеспечивает при распалубке беспрепятственный вывод из изделия закрепленных на его стенках формообразующих элементов.

Установка состоит из сердечника, установленного на амортизаторы и оснащенного вибраторами, наружной опалубки, закрепленной на раме, охватывающей сердечник, рычажной выпрессовочной траверсы.

Эта установка работает следующим образом: в подготовленную форму укладывают бетонную смесь с одновременной вибрацией. После термообработки изделия на сердечник краном устанавливают выпрессовочную траверсу, заводят пальцы в проушины наружных щитов, включают гидроцилиндр, который через тяги поворачивает рычаги траверсы. Рычаги поворачивают и одновременно поднимают наружные щиты, а те, в свою очередь, раму. Рама давит на изделие, поднимая его на высоту 160 мм. Происходит отрыв изделия от сердечника. Далее в обратном порядке снимают траверсу, открывают наружные борта, а изделие краном снимают с сердечника и устанавливают на конвейер отделки.

Тепловая обработка

Использование: в области заводского производства сборных железобетонных изделий, а именно - для тепловой обработки их в щелевых камерах продуктами сгорания природного газа. Сущность изобретения: в процессе тепловой обработки производят искусственную турбулизацию движущегося газового потока при помощи специальной конструкции подвесного подъемно-опускающегося потолка и неподвижного пола камеры. Потолок, оборудованный приводом вертикального перемещения его относительно оси, выполнен в виде системы последовательно соединенных между собой скошенных конфузоров и диффузоров. Для движущейся среды газового потока такая конструкция представляет собой аэродинамический шнек (в отличие от механических шнеков из скрученной ленты). В опущенном состоянии потолка поток теплоносителя, двигаясь в пространстве между потолком и вагонетками, а также полом и вагонетками, отбрасывается скошенными ребрами диффузоров к изделиям и закручивается в турбулентные вихри, которые интенсифицируют теплообмен между средой и бетоном. В результате использования данного технического решения повышается производительность камеры за счет сокращения цикла прогрева и увеличения оборачиваемости формооснастки. При сохранении прежнего цикла тепловой обработки возможно уменьшить удельный расход газа на единицу продукции путем снижения тепловой мощности генераторов.

Изобретение относится к технологии производства строительных материалов, в частности к тепловой обработке изделий из бетона в камерах непрерывного действия, использующих в качестве теплоносителя продукты сгорания природного газа.

На заводах сборного железобетона и КПД при использовании конвейерной технологии производства изделий применяются одноярусные щелевые камеры, представляющие собой горизонтальный туннель, в котором по рельсовому пути движутся вагонетки с изделиями. Движение вагонеток происходит по определенному ритму, за время цикла ТО они проходят по длине щели три температурные зоны: разогрева, изотермической выдержки и охлаждения. Для интенсификации процесса теплообмена между средой и изделиями рекомендуется осуществлять в зоне активной тепловой обработки рециркуляцию среды. Рециркуляция применяется в щелевых камерах, использующих как паровоздушную среду прогрева, так и воздушно-сухую, например продукты сгорания природного газа (ПСПГ). В последнем случае камера оборудуется теплогенерирующими устройствами, а в объеме щели организуются условно-замкнутые контуры циркуляции (по числу теплогенераторов), в которых движущийся теплоноситель отдает свое тепло вагонеткам с изделиями и, охлаждаясь, поступает вновь на рециркуляцию, попутно подмешиваясь к горячим ПСПГ. Часть остывших ПСПГ выводится в атмосферу для поддержания в камере небольшого разрежения - 5...10 Па.

Известно, что в воздушно-сухой среде, какой является среда ПСПГ, на интенсивность процесса теплоотдачи кроме температуры, относительной влажности влияет еще и скорость движения теплоносителя. Однако одноярусные щелевые камеры для тепловой обработки железобетонных изделий в среде ПСПГ выполняются по типовым проектам пропарочных камер, имеющих большой свободный объем и неприспособленных к данному виду теплоносителя, коэффициент теплоотдачи которого намного ниже, чем при паропрогреве. Основной недостаток данных конструктивных решений щелевых камер - невозможность регулирования заданного аэродинамического режима тепловой обработки.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является установка для термической обработки бетонных изделий, содержащая камеру непрерывного действия с транспортирующим устройством, патрубок для подачи теплоносителя, размещенный в нижней части камеры и соединенный через калорифер и вентилятор с патрубком для отсоса отработанного теплоносителя на входе камеры, которая снабжена двухстворчатой перегородкой над движущимися изделиями, отсекающей избыточный объем камеры над изделиями. Перегородка выполнена с приводом относительно оси, что дает возможность перемещать ее вверх и вниз, регулируя тем самым заданный гидравлический режим с целью интенсификации процесса тепловой обработки.

Однако данное техническое решение применительно к камерам, использующим ПСПГ, не позволяет достичь существенного эффекта в повышении скорости прогрева изделий. Коэффициент теплоотдачи газовой среды при турбулентном движении потока намного выше, чем при ламинарном движении. При обтекании плоской пластины (железобетонного изделия) в трубах и каналах (щелевая камера) критическое значение гидродинамического критерия Рейнольдса Re, при котором ламинарный характер газовоздушного потока переходит в турбулентный, находится в пределах 3.2105 < Re < 105. При использовании известного технического решения максимальное число Re, которого удается достичь, составляет (1,4-2,5) 105, т.е. режим течения сохраняется по-прежнему ламинарным, а коэффициент теплоотдачи повышается настолько незначительно, что практически не отражается на кинетике прогрева бетонных изделий.

Целью изобретения является интенсификация процесса прогрева за счет турбулизации газового потока среды.

Указанная цель достигается тем, что в щелевой камере для тепловой обработки бетонных изделий продуктами сгорания природного газа, содержащей горизонтальный тоннель с торцовыми крышками и полом, на котором закреплен рельсовый путь для перемещения форм-вагонеток, и теплогенерирующие установки с теплогенераторами, вентиляторами и газоходами для создания в объеме камеры условно-замкнутых колец циркуляции теплоносителя, оборудованная подвесным подвижным потолком с приводом его вертикального перемещения, подвесной подвижный потолок и пол камеры по ее длине снабжены оребрением в виде последовательно соединенных скошенных конфузоров и диффузоров, обращенных ребрами к обогреваемым изделиям.

Камера 1 оборудована тремя теплогенераторами 2. Генераторы 2 совместно с газоходами 3 и циркуляционным вентилятором 4 образуют три раздельных независимых, последовательно расположенных по длине щели условно-замкнутых колец циркуляции теплоносителя. Теплоноситель поступает в камеру через нагнетающее отверстие 5 и отсасывается на рециркуляцию через вытяжное отверстие 6. Отверстия 7 предназначены для удаления избыточного объема ПСПГ в дымовую трубу и поддержания в камере небольшого разрежения по нормам. Избыточный свободный объем камеры над вагонетками 8 с изделиями отсекается подвесным подъемно-опускающимся потолком 9 (показан в опущенном состоянии).

Поверхность потолка, обращенная к поверхности изделий, покрыта оребрением 10 из листового металла, образующим систему последовательно соединенных между собой скошенных конфузоров и диффузоров. Потолок состоит из отдельных секций и закреплен на тросах 11 в местах шарнирной стыковки этих секций. Торсы через блоки 12 выведены наружу к редукторам лебедок 13, которые не синхронизированы между собой.

В пределах действия колец циркуляции аналогичная конструкция установлена на поверхности пола 14 камеры, причем оребрение вида "конфузор-диффузор" обращено к дну форм-вагонеток. Как вариант, оребрение пола может быть выполнено из бетона и монолитно соединено с основанием - 14 (вариант).

Углы раскрытия диффузоров и длина их подбираются экспериментально, из условия появления в камере нестационарных микроотрывов потока ПСПГ, интенсифицирующих теплообмен, но не вызывающих большого повышения гидравлического сопротивления.

Камера работает следующим образом. Вырабатываемые теплогенератором 2 продукты сгорания газа нагнетаются в камеру 1 циркуляционным вентилятором 4. При опускании потолка 9 "живое" сечение камеры уменьшается, в результате чего скорость газового потока возрастает. Просачиваясь в узком пространстве между вагонетками 8, ламинарный поток теплоносителя отбрасывается ребристыми выступами 10 пола к дну металлоформы, а ребрами подвесного потолка - к поверхности изделия и закручивается, образуя в каждом кольце циркуляции два вихря, разделенные вагонетками с изделиями. В областях примыкания друг к другу диффузоров и конфузоров вследствие различного давления образуются перетекания, также интенсифицирующие теплообмен. Эксперименты на моделях показывают, что коэффициент конвективной теплоотдачи среды при этом для Re = 104 увеличивается в 2 раза, а интенсивность прогрева бетона возрастает в 1,3-1,4 раза.

Таким образом, подвесной потолок и пол камеры, оребренные системой скошенных диффузоров и конфузоров, вызывают искусственную турбулизацию потока ПСПГ, интенсифицируя процесс тепловой обработки. Поскольку приводы лебедок 13 не синхронизированы между собой и работают независимо друг от друга, это дает возможность варьировать в определенных пределах высотой поперечного сечения камеры в любой ее зоне, подбирая оптимальный гидравлический режим. В зонах подъема температуры среды и изотермического прогрева для ускорения прогрева изделий потолок можно опускать до уровня 7-12 см над поверхностью бетона, в зоне остывания можно уменьшить интенсивность прогрева путем поднятия потолка до уровня 15-20 см над поверхностью бетона. В случае ремонтных и профилактических работ в камере потолок поднимается на всю высоту, что обеспечивает беспрепятственное прохождение в камере обслуживающего персонала по всей ее длине.

Использование изобретения позволит повысить производительность камер непрерывного действия, применяющих продукты сгорания природного газа, за счет сокращения цикла прогрева и увеличения оборачиваемости формооснастки. При сохранении прежнего цикла ТВО возможно уменьшить удельный расход топлива на единицу продукции путем снижения тепловой мощности генераторов.

Контроль качества продукции

Отделка и комплектация изделий после их распалубки производится с учетом технических требований, обусловленных необходимостью повышения заводской готовности отпускаемой продукции. На крупных заводах и домостроительных комбинатах для этих целей работают специальные технические линии и отделения. Отделка и комплектация организуется на стендах или на конвейерах. После комплектации и окончательной отделки изделия принимаются ОТК и направляются на склад готовой продукции. Прием изделий из легкого бетона и контроль их качества производится в соответствии с ГОСТ 13015-67 «Изделия железобетонные и бетонные. Общие требования», а также по специальным ГОСТ и техническим условиям, если они составлены на данный вид изделия. Для оценки качества производства бетонных работ лабораторией не реже одного раза в три месяца устанавливается показатель однородности легкого бетона в соответствии с ГОСТ 11050-64 «Бетон легкий на пористых заполнителях. Методы определения прочности и объемного веса». Показатель изменчивости при определении однородности бетона по прочности при сжатии должен быть не более 0,15 для легких бетонов марок до 100 и 0,12 для бетонов более высокой прочности. Потребителю при отпуске изделии выдается заводской паспорт установленной формы, подписанный ОТК завода-изготовителя, или заверенная копия паспорта той партии, к которой принадлежат отпущенные изделия. Количество изделий в партии указывается в ГОСТ или ТУ на данную продукцию. В случае если эти документы отсутствуют, рекомендуется количество изделий в партии принять: 1000 шт. при объеме одного изделия до 0,1 м3; 700 шт. при объеме его 0,1-0,3 м3 300 шт. при объеме 0,3-1 л3; 150 шт. при объеме 1-2 м3 и 100 шт. при объеме более 2 м3.

Охрана труда

Общие требования безопасности

1. Работники не моложе 18 лет, прошедшие соответствующую подготовку, имеющие профессиональные навыки по выполнению бетонных работ, перед допуском к самостоятельной работе должны пройти:  обязательные предварительные (при поступлении на работу) и периодические (в течение трудовой деятельности) медицинские осмотры (обследования) для признания годными к выполнению работ в порядке, установленном законом;  обучение безопасным методам и приемам выполнения работ, инструктаж по охране труда, стажировку на рабочем месте и проверку знаний требований охраны труда.  2. Формовщики обязаны соблюдать требования безопасности труда для обеспечения защиты от воздействия опасных и вредных производственных факторов, связанных с характером работы:  расположение рабочего места вблизи перепада по высоте 1,3 м и более;  острые кромки, углы, торчащие штыри;  вибрация;  движущиеся машины, механизмы и их части;  повышенное напряжение в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;  самопроизвольное обрушение элементов конструкций и падение вышерасположенных материалов и конструкций.  3. Для защиты от механических воздействий, воды, щелочи формовщики обязаны использовать предоставляемые работодателями бесплатно:  костюмы хлопчатобумажные;  сапоги резиновые с жестким подноском или ботинки кожаные с жестким подноском;  рукавицы комбинированные или перчатки с полимерным покрытием;  жилеты сигнальные 2-го класса защиты.  На наружных работах зимой следует использовать предоставляемые дополнительно:  костюмы на утепляющей прокладке или костюмы для защиты от пониженных температур из смешанной или шерстяной ткани;  валенки с резиновым низом или ботинки кожаные утепленные с жестким подноском;  перчатки с защитным покрытием, морозостойкие, с шерстяными вкладышами;  жилеты сигнальные 2-го класса защиты.  При нахождении на территории стройплощадки формовщики должны носить защитные каски.  4. Находясь на территории строительной (производственной) площадки, в производственных и бытовых помещениях, участках работ и рабочих местах, формовщики обязаны выполнять правила внутреннего трудового распорядка, принятые в данной организации.  Допуск посторонних лиц, а также работников в нетрезвом состоянии на указанные места запрещается.  5. В процессе повседневной деятельности формовщики должны:  выполнять только ту работу, которая поручена руководителем работ;  применять в процессе работы средства малой механизации, машины и механизмы по назначению, в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей;  поддерживать порядок на рабочих местах, очищать их от мусора, снега, наледи, не допускать нарушений правил складирования материалов и конструкций;  быть внимательными во время работы и не допускать нарушений требований безопасности труда.  6. Формовщики обязаны немедленно извещать своего непосредственного или вышестоящего руководителя работ о любой ситуации, угрожающей жизни и здоровью людей, о каждом несчастном случае, происшедшем на производстве, или об ухудшении состояния своего здоровья, в том числе о появлении острого профессионального заболевания (отравления).

Требования безопасности перед началом работы

7. Перед началом работы формовщики обязаны:  а) надеть спецодежду, спецобувь и каску установленного образца;  б) предъявить руководителю работ удостоверение о проверке знаний безопасных методов работ, получить задание с указанием по обеспечению безопасности труда исходя из специфики выполняемой работы.  8. После получения задания у бригадира или руководителя работ формовщики обязаны:  а) при необходимости подготовить средства индивидуальной защиты и проверить их исправность;  б) проверить рабочее место и подходы к нему на соответствие требованиям безопасности;  в) подобрать инструмент, необходимый при выполнении работы, и проверить его соответствие требованиям безопасности;  г) проверить надежность запорных устройств, форм, произвести их очистку, сборку и смазку;  д) проверить наличие и исправность приборов безопасности, а также рабочих устройств бетоноукладчика.  В случае непрерывного технологического процесса формовщики осуществляют проверку исправности оборудования и оснастки во время приема и передачи смены.  9. Формовщики не должны приступать к выполнению работ при следующих нарушениях требований безопасности:  а) повреждении целостности или при неисправности форм;  б) неисправностях технологической оснастки и инструмента, указанных в инструкциях заводов-изготовителей, при которых не допускается их применение;  в) несвоевременности проведения очередных испытаний или истечении срока эксплуатации тары или форм, установленного заводом-изготовителем;  г) недостаточной освещенности рабочих мест и подходов к ним.  Обнаруженные нарушения требований безопасности труда должны быть устранены собственными силами, а при невозможности сделать это формовщики обязаны незамедлительно сообщить о них бригадиру или руководителю работ.

Требования безопасности во время работы

10. При подготовке форм и оснастки формовщики должны соблюдать следующие меры безопасности:  производить работы в установленных местах;  при очистке форм формовщик должен пользоваться защитными очками;  смазку форм следует производить на специальных постах с применением пистолетов-распылителей с длинной рукояткой.  На посту смазки запрещается выполнение сварочных работ.  11. При доставке бетона автосамосвалами необходимо соблюдать следующие требования:  во время движения автосамосвала бетонщики должны находиться на обочине дороги в поле зрения водителя;  разгрузку автосамосвала следует производить только при полной его остановке и поднятом кузове;  поднятый кузов следует очищать от налипших кусков бетона совковой лопатой или скребком с длинной рукояткой, стоя на земле.  12. При подаче бетонной смеси с помощью бадей или бункеров следует выполнять следующие требования:  перемещение пустого или загруженного бункера следует осуществлять только при закрытом затворе;  при приеме бетонной смеси из бункеров или бадей расстояние между нижней кромкой бадьи или бункера и ранее уложенным бетоном или поверхностью, на которую укладывается бетон, должно быть не более 1 м, если иные расстояния не предусмотрены проектом производства работ;  подавать бетонную смесь в опалубку следует плавно, небольшими порциями, исключая возможность возникновения значительных ударных нагрузок на опалубку при падении большой порции бетона.  13. При укладке бетона механизированным способом (бетоноукладчиком, ленточным питателем и т.п.) необходимо:  следить за тем, чтобы в зоне движения, а также на верхней площадке не находились люди;  перед пуском необходимо подать установленный сигнал, предупреждающий обслуживающий персонал о пуске механизмов и оборудования;  следить при вводе стрелы и укладке бетона в формы, чтобы движущиеся части питателя не прикасались к форме;  загрузку ленты материалами производить только при достижении установленной скорости;  следить во время работы за устойчивостью конвейера, а также исправностью защитных ограждений и настилов, установленных в местах проходов;  очищать ролики и ленту от бетона, а также натягивать и закреплять ленту только при выключенном электродвигателе и установленном на пускателе плакате "Не включать - работают люди!".  14. При работе на центрифуге необходимо:  при пуске включить ее на малых оборотах и отрегулировать правильность установки форм с помощью домкратов;  укладку бетона в форму производить по команде оператора, занятого управлением центрифуги;  при установке формы на ремни центрифуги следует находиться в безопасной зоне, при этом подходить и поправлять форму допускается только с торца формы, при условии, если форма опущена на расстояние от основания ремней на 200 мм;  работа центрифуги должна производиться только при закрытых торцевых и верхних ограждениях;  по окончании загрузки формы повышение оборотов центрифуги должно производиться плавно, согласно данным таблицы, которая должна быть вывешена на рабочем месте;  во время вращения формы следует следить за тем, чтобы форма при повышении оборотов не уходила в сторону вращения. В этом случае необходимо уменьшить число оборотов и произвести регулировку с помощью домкратов.  15. При работе на вибрационном столе или с вибрационным инструментом необходимо:  следить за состоянием электрического кабеля и заземления;  устанавливать форму, подлежащую заполнению бетонной смесью, на середину вибрационного стола с закреплением ее специальными приспособлениями;  перед включением проверить отсутствие на столе инструмента и других посторонних предметов;  после включения вибрационного стола следить за правильностью укладки бетонной смеси и правильным положением формы на столе.  16. К работе с электровибраторами допускаются формовщики, имеющие II группу по электробезопасности.  При уплотнении бетонной смеси электровибраторами формовщики обязаны выполнять следующие требования:  отключать электровибратор при перерывах в работе и переходе в процессе бетонирования с одного места на другое;  перемещать площадочный вибратор во время уплотнения бетонной смеси с помощью гибких тяг;  выключать вибратор на 5 - 7 мин для охлаждения через каждые 30 - 35 мин работы;  не допускать работу вибратором с приставных лестниц;  навешивать электропроводку вибратора, а не прокладывать по уложенному бетону;  закрывать во время дождя или снегопада выключатели электровибратора.  17. Строповка изделий должна осуществляться формовщиком, имеющим удостоверение стропальщика. При осуществлении этих работ необходимо выполнять требования соответствующей инструкции по охране труда.  18. Укладку форм на пост распалубки и готовых изделий в местах, отведенных для складирования, следует производить на специальные подкладки и прокладки с соблюдением габарита прохода между формами и изделиями: на посту распалубки между откидными бортами форм - 1,5 м, в местах складирования - 1 м.