Цех по производству керамзитобетонных панелей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Изм.	Лист	№ документа	Подпись	Дата
Разраб.					Литера	Лист	Листов
Проверил
Т. Конт.
Н. конт.
Утвердил

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления

Кафедра: « Производство строительных материалов и изделий»

(ФГБОУ ВПО ВСГУТУ)

Курсовая работа

на тему: «Цех по производству керамзитобетонных панелей»

по дисциплине «Технологии бетона строительных изделий»

Содержание

Введение

1. Керамзитобетон

1.1 Характеристика выпускаемой продукции

1.2 Структура

1.3 Свойства

1.4 Процесс изготовления керамзитобетонной смеси

2. Сырье для изготовления керамзитобетонной смеси

3. Расчет состава бетонной смеси

4. Технологическая часть

4.1 Обоснование технологической схемы производства

4.2 Укладка и уплотнение бетонной смеси

4.3 Тепловая обработка изделий

4.4 Режим работы цеха

4.5 Производственная программа цеха

4.6 Подбор основного технологического оборудования

4.7 Ведомость оборудования

4.8 Штатная ведомость цеха

5. Расчет потребности в энергоресурсах

6. Технико-экономические показатели

Заключение

Литература

Введение

Преимущественное производство однослойных керамзитобетонных стеновых панелей в нашей стране в последние десятилетия было обусловлено простотой и технологичностью их конструктивного решения, низкой трудоемкостью производства, малым расходом металла. Распространению этой конструкции в определенной степени способствовал ограниченный объем производства высокоэффективных теплоизоляционных материалов.

Развитие рыночных отношений в экономике страны вызвало резкий рост цен на энергоносители. В связи с этим встала задача экономии энергоресурсов, в том числе и снижения энергозатрат при эксплуатации зданий. Для ее решения в России введены в действие Изменения № 3 к СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника", которыми нормативное сопротивление теплопередаче стен с 2000 г. увеличивается примерно в 3,3-3,4 раза с целью довести нормы требования к теплозащите стен до уровня норм стран Северной Европы. Планируемая экономия тепла от этих мероприятий должна составить 20-35 %.

Преимущественное производство однослойных керамзитобетонных стеновых панелей в нашей стране в последние десятилетия было обусловлено простотой и технологичностью их конструктивного решения, низкой трудоемкостью производства, малым расходом металла. Распространению этой конструкции в определенной степени способствовал ограниченный объем производства высокоэффективных теплоизоляционных материалов.

1. Керамзитобетон

Керамзитбетон представляет собой легкий бетон, в котором заполнителем является керамзит -- ячеистый материал в виде гранул. Керамзит производится на крупных предприятиях и занимает ведущее место в применении твердых пористых заполнителей. Керамзитобетон приобрел распространение в Казахстане более 60 лет назад и уже успел пройти проверку временем в наших климатических условиях. Изделия из керамзитобетона используются в качестве несущих конструкций в жилищном и промышленном строительстве. Керамзит, кроме того, используют как заполнитель и теплоизоляционный материал.

Объемный вес керамзитобетона высоких марок примерно в 1,5 раза меньше, чем тяжелого. Таким образом, применение керамзитобетона позволяет снизить вес зданий и конструкций до 30%. У керамзитобетона принципиально выше показатели по морозостойкости, прочности и долговечности по сравнению с другими ячеистыми бетонами. При этом несколько хуже показатели по теплопроводности. Этот недостаток зарубежные строители восполняют применением многослойных технологий при возведении стеновых панелей. Керамзитобетон по сравнению с тяжелыми бетонами обладает высокой пористостью, его нельзя разрезать пилой. Этот, по мнению строителей малоэтажных домов, «недостаток» превращается в преимущество уже при эксплуатации зданий: всевозможный крепеж в таких стенах держится прочнее. Керамзитобетон пользуется большой популярностью в Германии, Голландии, Финляндии, Норвегии, Чехии. Причем блоки керамзитобетона называют «биоблоками», поскольку в качестве исходного сырья используются только природные компоненты (суглинки, вспученная и обожженная глина).

керамзитобетонный стеновой панель оборудование

1.1 Характеристика выпускаемой продукции

Наружные стеновые панели применяются как ограждающие конструкции в жилых домах, строящихся по методам крупнопанельного и объёмно-блочного домостроении.

Панели классифицируют по следующим признакам, характеризующим их типы:

1. Назначению в здании;

2. Конструктивному решению;

3. Числу основных слоев.

По назначению в здании панели подразделяют на панели для:

- надземных этажей;

- цокольного этажа или технического подполья;

- чердака.

По конструктивному решению панели подразделяют на:

- цельные;

- составные.

По числу основных слоев панели подразделяют на:

- однослойные;

- слоистые (двух- и трехслойные).

Слоистые панели могут быть сплошными (без воздушных прослоек) и с воздушными прослойками. Двух- и трехслойные панели с воздушной прослойкой, расположенной за наружным слоем, в дальнейшем именуются двух- и трехслойными панелями с экраном, также могут выпускаться сплошные и с оконным проёмом.

Наружные стеновые панели изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 11024.

Требования к бетону и раствору для изготовления наружных стеновых панелей приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Требования к бетону и раствору

Нормируемые требования	Нормируемые величины
Вид бетона	Керамзитобетон
Марка бетона по прочности на сжатие, не ниже	М50
Класс бетона по прочности на сжатие, не ниже	В3,5
Коэффициент вариации прочности бетона по сжатию в партии, не более:	10%
Нормируемая отпускная прочность бетона и раствора от класса или марки по прочности на сжатие, не менее:	80%
Марка по морозостойкости, не ниже:	F15
Средняя плотность бетона от марки по средней плотности может превышать не более	5%
Максимальная марка по средней плотности	Пл 900
Теплопроводность (коэффициент теплопроводности) бетона в сухом (высушенном до постоянной массы) состоянии, Вт/(м·°С)	0,27

Легкий бетон, материалы для его изготовления и смеси должны удовлетворять требованиям ГОСТ 25820.

Арматурная сталь должна удовлетворять требованиям ГОСТ 5781.

В однослойных наружных панелях из лёгкого бетона предусмотрен фактурный и штукатурный слои из цементно-песчаного раствора марки М100.

1.2 Структура

По структуре (степени пористости) бетона различают плотный, крупнопористый (беспесчаный) и поризованный керамзитобетон.

Для повышения прочности и модуля упругости керамзитобетона в керамзитобетонную, смесь добавляют кварцевый песок.

В ряде случаев в последнее время изготовляют керамзитобетон из керамзитного крупного заполнителя (гравия) и кварцевого песка без добавок керамзитового песка.

В качестве вяжущего в керамзитобетоне применяется преимущественно портландцемент марки не ниже 400 с наименьшим количеством пуццоланизирующих добавок, без пластификаторов. Возможность применения пуццолановых и шлакопортландцементов, должна устанавливаться опытным путем для каждого материала в связи с тем, что в дробленом керамзите содержится значительное количество пыли, повышенное содержание которой как гидравлической добавки может снизить воздухостойкость и водостойкость, бетона.

Увеличение расхода цемента в керамзитобетоне приводит к повышению прочности, но одновременно к увеличению объемного веса керамзитобетона. Таким образом, сокращение (до определенных пределов) расхода цемента для керамзитобетона является средством снижения его объемного веса. Это определяет необходимость применения для керамзитобетона портландцемента марки не ниже 400.

Пластифицированный ССБ цемент использовать не следует, так как при этом снижается прочность бетона в раннем возрасте. Целесообразно применять гидрофобный цемент, снижающий водопоглощение бетона. В керамзитобетонах, подвергающихся тепловой обработке, желательно применять алитовые цементы (содержащие трехкальциевого силиката не менее 45%) с содержанием трехкальциевого алюмината 10--12%.

Марка бетона и объемный вес не полностью характеризуют свойства керамзитобетона. В зависимости от зернового состава, его структуры изменяются свойства 'бетона: керамзитобетон может быть крупнопористый, с межзерновой пористостью, умеренно плотный и плотный.

Керамзитобетон с межзерновой пустотностью (М/М + К=0,2) имеет меньшую прочность при растяжении, чем крупнозернистый бетон, из-за меньшего расхода цемента по сравнению с крупнозернистым бетоном при наличии большой межзерновой пустотности.

Увеличение объема растворной части бетона приводит к повышению его пластичности, при растяжении, от чего увеличивается отношение RpM/Rp.

Исключение межзерновой пустотности при минимальных расходах керамзитового песка и цемента (М/М + К--Q,3) обеспечивает максимальную прочность при растяжении на изгиб.

Дальнейшее увеличение показателя М/М + + К приводит к уменьшению прочности как при осевом растяжении, так и при изгибе.

Объемный вес керамзитобетона в зависимости от изменения содержания керамзитового песка имеет минимум при полном заполнении межзернового пространства гравия растворной частью.

Мелкозернистый керамзитобетон имеет такое же значение коэффициента теплопроводности, что и крупнозернистый, несмотря на то, что объемный вес его больше на 24%.

Обеспечивая на производстве целенаправленную и однородную структуру керамзитобетона, можно резко повысить эксплуатационные качества ограждающих конструкций и снизить их стоимость.

Необходимость снижения веса керамзитобетонных конструкций требует назначения минимально допустимых прочностных показателей. Поэтому на производстве должно уделяться серьезное внимание соблюдению всех требуемых параметров керамзитобетона.

Принципы подбора состава и основные правила приготовления керамзитобетона аналогичны изложенным выше общим положениям по легким бетонам.

При назначении объемного веса керамзитобетона надо учитывать, что влажность его в производственных условиях 12%, а равновесная эксплуатационная влажность 5--7% (ГОСТ 11024-64).

Бетонная смесь должна иметь требуемую удобоукладываемость при минимальном расходе воды. Для уменьшения расхода воды, улучшения формовочных свойств бетонной смеси (повышения связности и начальной структурной прочности), а также комплексного улучшения свойств затвердевшего бетона (уменьшения усадки, повышения водостойкости,

морозостойкости, трещиностойкости и др.) рекомендуется вводить с водой затворения в небольших количествах добавки (0,1--0,2%) от вeca цемента гидрофобизующих кремнийорганических жидкостей.

1.3 Свойства

Самым важным свойством бетона является его прочность, т. е. способность сопротивляться внешним силам не разрушаясь, поэтому за критерий прочности керамзитобетона строители приняли предел прочности керамзитобетона при сжатии. Чтобы определить прочность керамзитобетона, из него изготовляют Эталонный кубик с ребром 200 мм, если разрушился при нагрузке 80 тонн, то предел прочности при сжатии будет равен 20 МПа.

В зависимости от прочности на сжатие керамзитобетон делится на марки. Марку керамзитобетона строители определяют по пределу прочности эталонного кубика с ребром 200 мм. Так, в Казахстане в строительстве применяют следующие марки керамзитобетона: «200», «150», «100» и ниже. Выбор марки зависит от тех условий, в которых будет работать керамзитобетон.

Прочность керамзитобетона зависит от прочности керамзитового заполнителя (керамзита) и от качества растворенного в воде цемента: бетон будет тем прочнее, чем прочнее керамзитные заполнители и чем лучше они будут скреплены цементным клеем. Прочность природного керамзита не изменяется со временем, а вот прочность керамзитобетона со временем растет.

Другим важным свойством керамзитобетона является плотность - отношение массы материала к его объему. Плотность керамзитобетона всегда меньше 100%.

Плотность сильно влияет на качество керамзитобетона, в том числе и на его прочность: чем выше плотность керамзитобетона, тем он прочнее. Поры в керамзитобетоне, как правило, появляются при его изготовлении: в результате испарения излишней воды, не вступившей в химическую реакцию с цементом при его твердении, при недостатке цемента.

С плотностью связано и обратное свойство керамзитобетона - пористость - отношение объема пор к общему объему материала. Пористость как бы дополняет плотность керамзитобетона до 100%. Как бы ни был плотен керамзитобетон, в нем всегда есть поры!

Водостойкость - свойство керамзитобетона противостоять действию воды, не разрушаясь. Чтобы определить водостойкость керамзитобетона, изготовляют два образца: один в сухом виде раздавливают на прессе и определяют его нормальную прочность. Другой образец предварительно погружают в воду, а после насыщения водой также разрушают на прессе. Из-за ослабления связей между частицами прочность образца уменьшается. Отношение прочности насыщенного водой образца к прочности образца в сухом виде коэффициентом размягчения материала. Для керамзитобетона он больше 0,8.

Теплопроводность характеризует способность керамзитобетона передавать через свою толщину тепловой поток, возникающий из-за разности температур на поверхностях керамзитобетона. Теплопроводность керамзитобетона почти в 250 раз меньше, чем у стали, но зато выше, чем у строительного кирпича.

Сравнительно невысокая теплопроводность обеспечивает керамзитобетону высокую огнестойкость - способность материала выдерживать действие высоких температур. Керамзитобетон может выдержать в течение длительного времени температуру выше 1000° С. При этом он не разрушается и не трескается.

Все знают, что если в поры камней проникает вода, то, замерзая, она расширяется и тем самым разрушает даже самые крепкие горные породы. Керамзитобетон же при насыщении водой может выдерживать многократное замораживание и оттаивание. При этом он не разрушается и почти не снижает своей прочности. Это свойство называется морозостойкостью.

А вот еще одно свойство керамзитобетона - объемная масса. Она зависит от заполнителей, которые используются в керамзитобетоне. По этому признаку керамзитобетоны делятся на три вида: тяжелый, легкий и особо легкий. Эта классификация зависит от массы заполнителя, применяемого при изготовлении керамзитобетона. Так, например, керамзитобетон на естественных заполнителях из керамзита имеет объемную массу 1200 - 1400 кг/м2, а прочность его достигает 25 МПа (или 250 кгс/см2). Такой керамзитобетон называют тяжелым керамзитобетоном. А вот бетон на керамзите из легких пород имеет меньшую объемную массу - обычно 1000 - 800 кг/м2 и называется легким керамзитобетоном. Если керамзитобетон изготовить на искусственных легких пористых заполнителях из обожженных до спекания глиняных материалов, как, например, керамзит, аглопорит, шлаковая пемза, зольный гравий и т. п., то можно получить целую гамму легких керамзитобетонов разной объемной массы - от 600 до 1800 кг/м2. Их прочность колеблется от 7,5 до 40 МПа (75 до 400 кгс/см2).

1.4 Процесс изготовления керамзитобетонной смеси

Керамзитобетонная смесь приготовляется в смесителях принудительного перемешивания, не допускающих разрушения зерен керамзита и изменения их гранулометрического состава.

Длительность перемешивания зависит от виброукладываемости смеси и колеблется от 3 до 6 мин. Поскольку керамзитобетонная смесь быстро теряет удобоукладываемость, допускается выдерживание ее в форме после приготовления керамзитобетонной смеси до начала виброуплотнения не более 30 сек. При более длительном выдерживании увеличивается показатель виброукладываемости, а прочность керамзитобетона снижается.

Дозировать керамзит для приготовления керамзитобетонной смеси нужно объемными дозаторами, при которых обеспечивается соблюдение гранулометрического состава.

Наиболее легкими по весу получаются бетоны, предельно уплотненные на виброплощадках с пригрузом, когда достигается наилучшее сближение частиц заполнителя и наибольшая прочность при минимальном расходе цемента. Увеличение частоты колебаний виброплощадки не оказывает существенного влияния на скорость уплотнения керамзитобетона.

Установлено, что оптимальной для уплотнения керамзитобетона является амплитуда 0,75 мм, а длительность вибрирования не более 180 сек.

При формовании изделий в вертикальных: формах применяются пластичные смеси (виброукладываемость до 15 сек). Однако применение керамзитобетона в формах типа кассет нежелательно из-за расслоения смеси и осаждения цементного теста в нижней части формы. Для более эффективного уплотнения керамзитобетонной смеси в последнее время рекомендованы резонансные виброплощадки с нелинейными горизонтальными колебаниями, при которых почти в 5 раз уменьшается расслаиваемость керамзитобетонной смеси, прочность оказывается значительно вышепроектной марки.

2. Сырье для изготовления керамзитобетонной смеси

Для изготовления керамзитобетонной смеси применяют следующие основные материалы.

- вяжущее (цемент);

- мелкий заполнитель (керамзитовый песок);

- крупный заполнитель (керамзитовый гравий);

- вода.

Требования к цементу:

К цементу, предъявляются требования в соответствии с ГОСТ 10178-85:

- массовая доля оксида магния (MgO) в клинкере не должна быть более 5%;

- содержание хлор-иона не более 0,1%;

- содержание оксида серы должно быть не менее 1,0 и не более 4,0% массы цемента;

- начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 минут;

- тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании пробы цемента сквозь сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613 проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы;

Портландцемент также должен равномерно изменяться в объеме, что контролируется специальными испытаниями. Неравномерность изменения объема цемента может привести к появлению микротрещин в растворе и бетоне и понижению их прочности и долговечности.

Качественные цементы должны обладать повышенной стабильностью прочностных свойств, значения коэффициента вариации активности не должны превышать 4%.

Перевозят и хранят цемент так, чтобы он был предохранен от увлажнения, распыления и других потерь. Следует учитывать, что при хранении даже в закрытых складах активность цемента, особенно тонкомолотого, постепенно падает, так как он поглощает из воздуха влагу и углекислый газ. Как показали опыты, обычный цемент при нормальных условиях хранения через 1 мес. теряет 8 - 15 % своей активности, через 3 мес. теряет прочность до 20 %, через 6 мес. - до 30 %, через год - до 40 %. Таким образом всего через пол года хранения цементы марок от М600 до М400 превращаются в М200 и ниже.

При указании применяющегося цемента необходимо обязательно контролировать его производителя. Отечественные изготовители, как правило, гарантируют соответствие цемента требованиям стандарта в момент получения цемента, но не более чем через месяц после отгрузки. В паспорте помимо вида и марки цемента и названия завода-изготовителя указывается нормальная густота цементного теста и средняя активность цемента при пропаривании по режиму 3+6+2 ч, температуре изотермического прогрева 85±5°С и испытании через сутки с момента изготовления.

Таблица 2.1 - Требования к цементу по ГОСТ 10178

Наименование показателя	Норма
Щелочность цементного теста не менее, %	12
Содержание щелочей (Nа2О, К20) в 1 л раствора цемента не менее , мг	75
Содержание хрома не более, %	0,1
Марка цемента	400,500
Содержание, % К2О Na2O С3S С3А	<0,8 <0,2 50…65 5-8

Требование к керамзитовому песку:

К песку, предъявляются требования в соответствии с ГОСТ 9757:

Зерновой состав песка должен соответствовать указанному в таблице 2.2

Таблица 2.2 - Зерновой состав

Размер отверстий сит, мм	5	1,25	0,315	0,16	Менее 0,16
Полные остатки на ситах, %	0	20-60	45-80	70-90	10-30

В песке применяемого в качестве заполнителей для армированных бетонов, содержание водорастворимых сернистых и сернокислых соединений в пересчете на SO₃ не должно превышать 1% по массе.

Песок, предназначенный для приготовления теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов, должны подвергаться периодическим испытаниям на теплопроводность.

Требования к керамзитовому гравию:

Крупный заполнитель - керамзитовый гравий, марка керамзитового гравия по насыпной плотности - 500, марка по прочности П125, плотность зёрен в цементном тесте г_з.к. фракции 5-10 мм - 1,25 кг/л, фракции 10-20 мм - 1,19 кг/л.

Требования к керамзитовому гравию представлено в таблице 2.3:

Таблица 2.3 - Требования к керамзитовому гравию

Наименование показателя	Норма
Прочность	По марке по прочности П125
Насыпная плотность	По марке насыпной плотности 500
Плотность зёрен	Фр. 5-10 мм - 1,25 кг/л; Фр. 10-20 мм - 1,19 кг/л.
Содержание пылевидных и глинистых частиц	Не более 2% по массе
Содержание глин в комках - 0,5%;	Не более 0,5%;
Влажность	ГОСТ 8736-85 и ГОСТ 10218-85

Требования к воде:

Вода для приготовления бетонов должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732.

Для приготовления бетонной смеси используют водопроводную питьевую, а также любую воду, имеющую водородный показатель рН не менее 4 (т. е. некислую, не окрашивающую лакмусовую бумагу в красный цвет).

Требования к воде указаны в таблице 2.4:

Таблица 2.4 Требования к воде по ГОСТ 23732

Наименование показателя	Норма
Содержание ПАВ не более, мг	10
Содержание сахаров и фенолов не более, мг	10
Содержание окрашивающих примесей, жиров и масел	Не допустимо
Показатель рН, не менее	4
Содержание сульфатов, более	2700 мг/л
Содержание всех солей, более	5000 мг/л

3. Расчёт состава бетонной смеси

Исходные данные для расчёта:

Цемент марки: ПЦ400-Д20. Жесткость керамзитобетонной смеси: 5-10 с. Отношение фракций керамзитового гравия 5-10 и 10-20: 40/60%. Плотность фракции 5-10: 1,25 кг/л; 10-20: 1,19 кг/л. Мелкий заполнитель: керамзитовый песок, плотностью 0,7 кг/л.

По таблице расход цемента составляет Ц₁ = 260 кг/м³, поправочные коэффициенты по таблице на цемент М500 равен 0,9 и при жёсткости 10 с - 0,9, по наибольшей крупности заполнителя 0,9.

Окончательный расход цемента:

Ц = 260 · 0,9 · 0,9 · 0,9 = 190 кг/м³ принимаем 200 кг/

Начальный расход воды по таблице составит В_о = 160 л/м³. Далее по таблице находим объёмную концентрацию керамзита: ц = 0,35. Расход керамзита определяем по формуле:

, кг/м³.

где г_з.к. - плотность зёрен крупного заполнителя в цементом тесте, кг/л.

, кг/л.

, кг/л

, кг/м³.

Определяем расход песка по формуле:

, кг/м³.

где г_б - плотность бетона, кг/м³.

, кг/м³.

Общий расход воды определяем с учётом поправок на расходы крупного пористого заполнителя (керамзита) и цемента и на водопотребность песка:

, л

где В₁ - поправка на водопотребность плотного песка.

, л

, л

В₃ - поправка на объёмную концентрацию керамзита.

, л

, л

, л

Итак, получили следующий расход компонентов для получения керамзитобетона класса В3,5 на 1 м³.

Таблица 3. Расход компонентов на 1 м³

№ п\п	Компоненты	Расход
1	Портландцемент М400, кг/м3:	200
2	Гравий керамзитовый, кг/м3: фракция 5-10: фракция 10-20:	170,8 256,2
3	Керамзитовый песок, кг/м3	224,4
4	Вода, л:	50 (166,8)
Всего		920

Данная плотность превышает марочную Пл 900, но не превышает 5% погрешность, поэтому применяем среднюю плотность 920 кг/м³.

4. Технологическая часть

4.1 Обоснование технологической схемы производства

Рассмотрим две технологические линии по производству стеновых панелей конвейерную.

Конвейерное производство - усовершенствованный поточно-агрегатный способ формования наружных стеновых панелей. При конвейерном способе технологический процесс расчленяется на элементные процессы, которые выполняются одновременно на отдельных рабочих постах.

При конвейерном способе, формы с изделиями перемещаются от одного поста к другому специальными транспортными устройствами, каждое рабочее место обслуживается закреплённым за ним звеном. Для конвейера характерен принудительный режим работы, т.е. одновременное перемещение всех форм по замкнутому технологическому кольцу с заданной скоростью. Весь процесс изготовления стеновых панелей разделяется на технологические операции, причём одна или несколько из них выполняются на определённом посту.

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

Оборудование конвейеров рассчитано на изготовление определённого вида изделий.

Конвейерный способ обеспечивает высокую степень механизации и автоматизации производства, эффективное использование производственных площадей.

К недостаткам этого способа относят сложность оборудования и трудность переналадки на выпуск изделий другого вида.

4.2 Укладка и уплотнение бетонной смеси

Укладка и равномерное распределение бетонной смеси внутри форм - полуавтоматическое управление. Бетоноукладчик СМЖ 166Б имеет бункера, установленные на раме, которая может двигаться продольно; бункера двигаются поперечно по порталу, имеется поворотная воронка с движением на 180°С, что позволяет распределять смесь по поверхности изделия любого очертания. Непрерывную выдачу бетонной смеси производят ленточными питателями.

Удобоукладываемость бетонной смеси для изготовления наружных стеновых панелей должна составлять 5-10 секунд. Распределение и уплотнение бетонной смеси в форме осуществляется посредством объёмного виброуплотнения. При таком уплотнении вибрационные импульсы сообщаются всей бетонной смеси формуемого изделия в объёме формы. Объёмное виброуплотнение осуществляется на виброплощадках с вертикально направленными колебаниями с частотой 50 Гц.

Виброплощадка - универсальное формовочное оборудование для формования широкой номенклатуры изделий в передвижных формах с грузоподъёмность до 20 т. Виброплощадки передвигают колебательные движения от рамы с вибровозбудителем к закреплённой на нём форм со смесью. Рамы имеют упругие опоры и устройства для крепления форм электромагнитным способом.

4.3 Тепловая обработка изделий

Эффективность применения бетона в современном строительстве в значительной мере определяется темпами производства железобетонных изделий. Решающим средством ускорения твердения бетона в условиях заводской технологии сборного железобетона является тепловая обработка.

Как известно, цикл тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий складывается из следующих периодов:

1) подъём температуры;

2) изотермическое выдержка при наивысшей принятой температуре;

3) охлаждение изделий.

Тепловая обработка наружных стеновых панелей из керамзитобетона осуществляется насыщением пара в щелевой камере по следующему тепловому режиму:

, ч

где Т₁ - время периода подогрева, ч;

Т₂ - время периода изотермической выдержки, ч;

Т₃ - время охлаждения, ч.

, ч

Данный тепловой режим обеспечивает минимальный расход топливно-энергетических ресурсов.

Рис. 1: График тепловой обработки

I период - период подогрева; II период - период изотермической выдержки; III период - период охлаждения.

4.4 Режим работы предприятия

Для цеха изготовления панелей устанавливаем следующий режим работы:

- по прерывной неделе в 2 смены,

- 262 рабочих дней в году.

Количество рабочих часов в сутки при двух сменах - 16 часов, т.е. продолжительность смены - 8 часов.

Для щелевых камер устанавливаем следующий режим работы:

- по прерывной неделе в 3 смены,

- 262 рабочих дней в году

Годовой фонд рабочего времени определяем по формуле:

, ч

где C_P - расчетное количество рабочих суток в году;

с - продолжительность смены, ч;

п - количество смен.

, ч

Годовой фонд рабочего времени щелевых камер:

, ч

Годовой фонд времени работы основного технологического оборудования находим по формуле:

, дней

где K_об - коэффициент использования оборудования, K_об = 0,943.

, дней.

Годовой фонд работы основного технологического оборудования определяем по формуле:

, ч

, ч

4.5 Производственная программа цеха

Исходя из принятого режима работы цеха, производим расчёт производственной программы изделий и полуфабрикатов с учётом возможного производственного брака и потерь.

Определяем суточную, сменную и часовую производительность по формуле:

- суточная производительность:

, м³.

где П_год - годовая производительность цеха, П_год = 20 000 м³/год.

.

- сменная производительность:

, м³.



- часовая производительность:

, м³.

Самый загруженный пост - пост формования, время работы которого составляет 24 минуты, т.е. заготовительное отделение будет работать 12 минут.

Находим годовую производительность данной линии:

, м³.

Годовая производительность цеха 20 000 м³, поэтому достаточно одной линии.

Производительность с учётом потерь рассчитываются по формуле:

, м³.

где q - потери на данном технологическом переделе.

П_о - производительность следующего технологического передела, м³.

Величина потерь брака нормируется с достаточным приближением и составляет по изделиям - 1%:

Потери бетонной смеси при формовании изделий составляет - 1%:

.

Производительность с учётом потерь сводим в таблицу 4.5.1:

Таблица 4.5.1 - Производительность с учётом потерь

№ п/п	Наименование технического передела	Наименование сырья	Расход, м3
			в год	в сутки	в смену	в час
1	Производительность цеха	Готовая продукция	20000	76,33	38,16	4,77
2	Изделия, поступающие на склад	Керамзитобетонные панели	20202,02	77,10	38,54	4,81
3	Изделия поступающие на тепловую обработку	Керамзитобетонные панели	20406,08	77,87	38,92	4,85

Расход материалов для получения керамзитобетона определяется по формуле:

, кг.

где П_и - годовая, суточная, сменная, производительность цеха, м³.

М - расход сырьевых материалов для 1 м³ бетонной смеси, кг.

- расход цемента:

- расход керамзитового гравия:

- расход кварцевого песка:

- расход воды:

Конечные результаты представляем в виде таблицы 5.5.2:

Таблица 4.5.2 - Расход сырьевых материалов для приготовления керамзитобетонной смеси.

№ п/п	Наименование сырья	Расход сырья, кг
		в год	в сутки	в смену	в час
1	Цемент
2	Керамзитовый гравий
3	Керамзитовый песок
4	Вода	3428221,44	13082,16	6538,56	814,8

4.6 Подбор основного технологического оборудования

Всего на цех применяем 2 бетоноукладчика СМЖ-3507.

Для укладки цементно-песчаного раствора применяем СМЖ-69А со следующими характеристиками:

Ширина колеи - 4 500 мм;

Число бункеров - 1;

Вместимость бункера - 5 м³;

Производительность - 15 м³;

Скорость передвижения - 12-8 м/мин;

Мощность электродвигателя - 6,3 кВт;

Габаритные размеры:

длина - 2 600 мм;

ширина - 6 300 мм;

высота - 2 900 мм;

Масса - 4 200 кг.

Всего на цех применяем 4 укладчика СМЖ-69А.

Для уплотнения бетонной смеси в цехе устанавливаются виброплощадки СМЖ-200Б, по одной на каждую ветвь линии, со следующими характеристиками:

Номинальная грузоподъёмность - 15 т;

Число виброблоков - 8;

Характеристика колебаний - вертикально-направленные;

Частота колебаний - 50 Гц;

Мощность электродвигателя - 88 кВт;

Габаритные размеры:

длина - 10 260 мм;

ширина - 2 986 мм;

высота - 689 мм;

Масса - 6 600 кг.

Всего на цех принимаем две виброплощадки СМЖ-200Б.

Для кантования изделий устанавливают кантователь СМЖ 3001Б с характеристиками:

Грузоподъёмность - 20 т;

Угол поворота платформы - 45°;

Угол поворота кантователя - 80°;

Мощность электродвигателя - 7,5 кВт;

Габаритные размеры форм:

длина - 8 000 мм;

ширина - 3 740 мм;

высота - 500 мм;

Габаритные размеры кантователя:

длина - 4 500 мм;

ширина - 4 000 мм;

высота - 3 600 мм;

Масса - 6 000 кг.

Всего на цех принимаем один кантователь.

Для заглаживания свежесформованных изделий применяем заглаживающее устройство 1-ШБ со следующими техническими характеристиками:

Вид рабочего органа - брус;

Скорость рабочего органа - 180 ходов/мин;

Мощность электродвигателя - 4,5 кВт;

Ширина бруса - 300 мм.

Всего на цех применяем два заглаживающих устройства 1-ШБ.

Для перемещения форм-вагонеток из тепловых камер на технологические посты применяется передаточное устройство, снабжённое передаточной тележкой СМЖ-444-02 с характеристиками:

Грузоподъёмность - 20 т;

Скорость передвижения толкателя - 24 м/с;

Число двойных ходов толкателя - 4%;

Мощность электродвигателя - 18 кВт;

Предельные размеры форм:

длина - 8 000 мм;

ширина (по колеи) - 3 840 мм;

Всего на цех устанавливаем 3 передаточных устройства СМЖ-444-02.

Для раздачи бетонной смеси и цементно-песчаного раствора применяем раздаточный бункер СМЖ-1Б с техническими характеристиками:

Ширина колеи - 1 720 мм;

Вместимость бункера - 5 м³;

Скорость передвижения - 40-60 м/мин;

Мощность электродвигателя - 8 кВт;

Габаритные размеры:

длина - 4 470 мм;

ширина - 1 940 мм;

высота - 1 490 мм;

Масса - 4 200 кг.

Всего на цех применяем 6 раздаточных бункера СМЖ-1Б

Для вывоза стеновых панелей на склад готовой продукции применяется самоходная тележка СМЖ 151А со следующими характеристиками:

Грузоподъёмность - 20 т;

Максимальная длина перевозных изделий - 7 000 мм;

Скорость передвижения - 40 м/с;

Мощность электродвигателя - 6,7 кВт;

Габаритные размеры форм:

длина - 7 400 мм;

ширина - 2 500 мм;

высота - 1 400 мм;

Масса - 3 000 кг.

Всего на цех принимаем одну самоходную тележку СМЖ 151А.

Для открывания бортов формы применяем устройство открывания бортов СМЖ 3002. Аналогичное устройство СМЖ 3004 устанавливаем для закрывания бортов формы с характеристикой:

Мощность электродвигателя - 5,4 кВт;

Всего на цех применяем одно устройство открывания бортов СМЖ 3002 и одно устройство закрывания бортов СМЖ 3004.

Для повышения заводской готовности наружных стен новых панелей устанавливаем конвейерную линию СМЖ-3100, предназначенную для удаления бумаги, на которой была наклеена облицовочная керамическая плитка, обнаженная фактурного слоя, а так же для ремонта и оборудования проёмов панелей.

Конвейер состоит из установки, снабжённой моечной машиной, машиной для обнажения фактурного слоя, а также из транспортной линии марки СМЖ 3101. Эта линия представляет собой напольный цепной конвейер, оснащённый опорными тележками, винтовым натяжным устройством и приводом.

Технические характеристики линии:

Шаг постов - 8,5 м;

Скорость перемещения конвейера - 0,204 м/с;

Ширина колеи - 265 мм;

Установленная мощность - 16,2 кВт;

Габаритные размеры конвейерной линии:

длина - 28 880 м;

ширина - 3 120 мм;

высота - 3 750 мм.

Масса - 20,5 т

4.7 Ведомость оборудования

В ведомости оборудования перечисляется все основное технологическое оборудования и транспортное оборудование, применяемое и подобранное в проекте.

Таблица 4.7.1 - Ведомость оборудования цеха

№ п/п	Наименование оборудования	Марка или тип оборудования	Габаритные размеры, мм	Мощность электродвигателя, кВт	Количество, шт.
			длина	ширина	высота
1	Бетоноукладчик	СМЖ 3507	3 360	6 300	3 100	16,1	2
2	Укладчик ц/п раствора	СМЖ-69А	2 600	6 300	2 900	6,3	4
3	Виброплощадка	СМЖ 200Б	10 260	2 986	689	88	2
4	Кантователь	СМЖ 3001Б	4 500	4 000	3 600	7,5	1
6	Передаточная тележка	СМЖ-44-02	8 000	3 840	-	18	3
7	Раздаточный бункер	СМЖ-1Б	4 470	1 940	1 490	8	6
8	Самоходная тележка	СМЖ 151А	7 400	2 500	1 400	6,7	1
9	Устройство для открывания бортов	СМЖ 3002	-	-	-	5,4	1
10	Устройство для закрывания бортов	СМЖ 3004	-	-	-	5,4	1
11	Конвейер отделки и доводки стеновых панелей	СМЖ-3100	28 880	3 120	3 750	16,2	1
12	Щелевая камера	1 ярусная	128 300	4 800	1 695	-	1
13	Кран мостовой	15Т	-	-	-	18	2

4.8 Штатная ведомость цеха

Таблица 4.8.1 - Штатная ведомость цеха

Наименование профессии или вида работ	Явочная численность, чел	Длительность смены, ч	Количество чел·к
	I смена	II смена	III смена	Всего		В сутки	В год
Основные производственные рабочие
рабочие	2	2	-	4	8	32	8320
рабочие	1	1	-	2	8	16	4160
рабочие	1	1	-	2	8	16	4160
рабочие	2	2	-	4	8	32	8320
рабочие	1	1	-	2	8	16	4160
формовщик	2	2	-	4	8	32	8320
формовщик	2	2	-	4	8	32	8320
формовщик	2	2	-	4	8	32	8320
Операторы бетоноукладчиков	2	2	-	4	8	32	8320
Отделочник	1	1	-	2	8	16	4160
Кантовщик	1	1	-	2	8	16	4160
Всего	17	17	-	34	-	384	99840
Вспомогательные рабочие
Электрик	1	1	-	2	8	16	4160
Наладчик КИМ	1	1	-	2	8	16	4160
Слесарь	1	1	-	2	8	16	4160
Кладовщик	1	-	-	1	8	8	2080
Всего	4	3	-	7	-	56	14672
Инженерно-технический персонал
Мастер цеха	1	-	-	1	8	8	2080
Начальник цеха	1	-	-	1	8	8	2080
Лаборант	1	-	-	1	8	8	2080
Всего	3	-	-	3	-	24	6240
Итого по цеху	23	19		42	-	464	120640

5. Расчёт потребности в энергоресурсах

Расчёт потребности в энергоресурсах осуществляют с учётом коэффициентов загруженности оборудования и использовании оборудовании.

Коэффициент загруженности оборудования по мощности отражает использование мощности двигателя, установленного при данном оборудовании, в зависимости от степени его загрузки в период работы:

,

где П_ф - фактическая производительности оборудования, т/ч;

П_Т - техническая производительность (по паспорту),т/ч ;

К_u - коэффициент, зависящий от степени использования оборудования.

Коэффициент использования оборудования по времени отражает отношение времени фактической работы оборудования в смену к продолжительности смены.

Коэффициенты использования и загруженности для оборудования принимаем следующие (табл. 5.1):

Таблица 5.1 - Коэффициенты использования и загружённости

Бетоноукладчик	СМЖ 3507	0,55	0,2
Укладчик ц/п раствора	СМЖ-69А	0,55	0,2
Виброплощадка	СМЖ 200Б	0,55	0,85
Кантователь	СМЖ 3001Б	0,55	0,85
Заглаживающее устройство	1-ШБ	0,55	0,5
Передаточная тележка	СМЖ-44-02	0,6	0,85
Раздаточный бункер	СМЖ-1Б	0,6	0,5
Самоходная тележка	СМЖ 151А	0,4	0,5
Устройство для открывания бортов	СМЖ 3002	0,55	0,85
Устройство для закрывания бортов	СМЖ 3004	0,55	0,85
Конвейер отделки и доводки стеновых панелей	СМЖ-3100	0,5	0,85
Кран мостовой	15Т	0,6	0,5

Коэффициент загруженности бетоноукладчика по мощности:

Часовой расход электроэнергии:

, кВт

где М_О - общая мощность электродвигателей, кВт;

Далее расчитивается расход электроэнергии в смену, сутки, за год.

Расход электроэнергии в смену:

, кВт (30)

где с - продолжительность смены, ч, с = 8 ч.

Расход электроэнергии в сутки:

, кВт

где п - количество смен, п = 2.

Расход электроэнергии в год:

, кВт

где C_P - расчетное количество рабочих суток в году, C_P = 262;

6. Технико-экономические показатели

Технико-экономические показатели характеризуют эффективность принятых в курсовом проекте решений.

Перечень рассчитываемых технико-экономических показателей включает: общее количество работающих в цеху, трудоемкость, производительность труда, выработка на одного рабочего в цеху, удельный съем готовой продукции с 1 м² производственной площади цеха.

Удельный расход электроэнергии определяют по формуле:

, кВт/м³;

где Э_год - годовой расход электроэнергии, кВт;

П_год - годовая производительность цеха, м³.

40,080, кВт/м³;

Энерговооруженность - затраты энергии оборудования на одного работающего в смену и определяется по формуле:

, кВт·ч/чел;

где Э_общ - общая установленная мощность оборудования, кВт

п - число производственных рабочих, занятых в смену с максимальным количеством работающих, чел.

, кВт·ч/чел;

Трудоемкость - затраты труда на выработку единицы продукции, находится по формуле:

, чел·час/м³;

где Т_П - количества отработанных основными производственными рабочими часов в год, чел·час ;

, чел·час/м³.

Производительность труда - выработка готовой продукции на одного основного производственного рабочего по цеху.

, м³/чел;

где Q - количеству основных производственных рабочих по цеху, чел .

, м³/чел;

Выработка на одного работающего - выработка готовой продукции на одного рабочего по цеху.

, м³/чел;

где К - общее количество работающих в цехе, чел.

, м³/чел;

Заключение

В данном курсовом проекте разработана технологическая линия для производства наружных стеновых панелей по конвейерной технологии, в соответствии с заданной номенклатурой изделий и объёмом производства.

По данному курсовому проекту можно сделать следующие выводы:

1. Для производства наружных стеновых панелей целесообразно применять именно конвейерную технологию, так как она наиболее эффективна по ряду показателей, а именно: производительность, съём продукции с производственной площади, выработка продукции на одного рабочего.

2. Отделка панелей в процессе производства, предусмотренная в разработанной технологии, является наиболее технологичным и дешёвым видом отделки.

Также можно сделать обобщающий вывод, который заключается в том, что разработанная технологическая линия позволяет получать относительно дешёвые панели хорошего качества и высокой степени декоративности.

Литература

1. Зайцев Ю.В. Строительные конструкции заводского изготовления. Учебник для вузов по спец. «Производство строительных изделий и конструкций». - М.: Высшая школа, 1987. - 352с.: ил.

2. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: Учебник для вузов. - 5-е издание, переработанное и дополненное. - М.: Стройиздат, 1991. - 767 с.: ил.

3. Баженов Ю.М. Технология бетона. Учебник для вузов. - Москва: Издательство АСВ, 2003. - 500с., ил.

4. ГОСТ 11024-84. Панели стеновые наружные бетонные и железобетонные для жилых и общественных зданий.

5. Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий: Учебник для вузов. - М.: Стройиздат.

6. ГОСТ 10178-85. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия. - Москва: Издательство стандартов,

7. Лямин В.М., Горбовец М.Н., Быховский И.И. Строительные машины: Справочник. Оборудование для производства строительных материалов и изделий. - 3-е изд. перераб. - М.: Машиностроение.

8. Кучеренко А.А. Тепловые установки заводов сборного железобетона. Проектирование и примеры расчёта. Киев: Издательское объединение «Высшая школа».

9. ГОСТ 8736-96 (с изм. 2000) «Песок для строительных работ. Технические условия».

10. ГОСТ 23732-79 «Вода для бетонов и растворов. Технические условия».

11. Справочник по санитарно-гигиеническим условиям на промышленных предприятиях. - Москва: Издательство Медицина.

Размещено на Allbest.ru