Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.1. Плиты железобетонные ленточных фундаментов ПК 63.15-8АтVт (АтIV)

Рисунок 1.2. Плиты перекрытия железобетонные многопустотные ФЛ 8.16-1(2)

Рисунок 1.3. Лестничный марш ЛМ-1 13.305.1

Рисунок 1.4. Трёхслойные стеновые панели Ш.4Н-79 ПС1(2 окна)

2. Сырьевые материалы

В строительстве широко используют бетоны, приготовленные на цементах или других неорганических вяжущих веществах. Эти бетоны обычно затворяют водой. Цемент и вода являются активными составляющими бетона; в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит.

Заполнители значительно уменьшают деформации бетона при твердении и тем самым обеспечивают получение большеразмерных изделий и конструкций. В качестве заполнителей используют преимущественно местные горные породы и отходы производства (шлаки и др.). Применение этих дешевых заполнителей снижает стоимость бетона, так как заполнители и вода составляют 85...90%, а цемент 10...15% от массы бетона. Для снижения плотности бетона и улучшения его теплотехнических свойств используют искусственные и природные пористые заполнители.

Для регулирования свойств бетона и бетонной смеси в их состав вводят различные химические добавки и активные минеральные компоненты, которые ускоряют или замедляют схватывание бетонной смеси, делают ее более пластичной и удобоукладываемой, ускоряют твердение бетона, повышают его прочность и морозостойкость, регулируют собственные деформации бетона, возникающие при его твердении, а также при необходимости изменяют и другие свойства бетона.

2.1 Портландцемент

Наиболее широкое применение в производстве бетона получил портландцемент.

Портландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде (лучше всего) или на воздухе. Он представляет собой порошок серого цвета, получаемый тонким помолом клинкера с добавкой гипса. Клинкер получают путем равномерного обжига до спекания тщательно дозированной сырьевой смеси, содержащей около 75 ... 78 % СаСО3 .Для получения цемента высокого качества необходимо, чтобы его химический состав, а, следовательно, и состав сырьевой смеси были устойчивы.

Прочность цемента при сжатии колеблется от 30 до 60 МПа. Соответственно прочность балочек на изгиб составляет 4,5...6,5 МПа. Цементы с прочностью от 30 до 40 МПа относят к марке 300, с прочностью 40...50 МПа к марке 400 и т. д. В строительстве применяют цементы марок 300, 400, 500, 550, 600. Повышение прочности цемента на 1 МПа приводит к снижению расхода цемента на 2 ... 5 кг/м3, причем более заметное снижение наблюдается в высокопрочных бетонах. Если предположить, что учет активности цемента позволяет использовать в расчетах данные о прочности цемента на 2 ... 4 МПа более высокие, чем по его марке, то это будет обеспечивать экономию цемента 5 ... 20 кг/м3 бетона.

Цементная промышленность выпускает в основном цементы М400 ... 550, а по особому заказу - М600.

В бетонах желательно применять цементы с пониженной нормальной густотой. Портландцемент имеет тонкий помол: через сито № 008 должно проходить не менее 85 % общей массы цемента. Средний размер частиц цемента составляет 15 ... 20 мкм. Истинная плотность портландцемента без добавки составляет 3,05 ... 3,15 г/см3. Насыпную плотность портландцемента при расчете состава бетона условно принимают в уплотненном состоянии 1,3 кг/м3.

Портландцемент не содержит в своем составе минеральных добавок, кроме гипса. Чисто клинкерный портландцемент без добавок применяют для высокопрочных бетонов, в производстве сборного железобетона, особенно предварительно напряженных конструкций, при строительстве в особых условиях -- на Севере и в районах с сухими жарким климатом.

В качестве вяжущего вещества в данном проекте используют портландцемент Чернореченского цементного завода (г. Искитим) марки 400. Портландцемент должен удовлетворять требованиям ГОСТ 10178-90.

Тонкость помола определяется просеиванием на сите №008 (ГОСТ 6613-86), остаток на сите не более 15%. По стандарту требуется, чтобы начало схватывания наступало не ранее, чем через 45 мин, а конец схватывания не позднее, чем через 10 часов с момента затворения цемента для конструктивно-теплоизоляционного бетона 2500-3000 см2/г.

Таблица 2.1

Химический состав клинкера

Таблица 2.2

Минералогический состав

Коэффициент насыщения - 0,80

Силикатный модуль - 1,80

Глиноземистый модуль -1,48

Свободного СаО, % - 0,45

Содержание МgО должно быть не более 5%.

Для регулирования сроков схватывания при помоле к клинкеру добавляют 1,5 - 3,5% гипса от массы цемента. Истинная плотность портландцемента без добавки 3,05 - 3,15 г/см3; плотность портландцемента при расчете состава бетона условно принимается в уплотненном состоянии 3 кг/м3.

2.2 Заполнители для бетона

Заполнители занимают в бетоне до 80% объема. Стоимость заполнителя составляет 30 ... 50% (а иногда и более) от стоимости бетонных и железобетонных конструкций, поэтому применение более доступных и дешевых местных заполнителей в ряде случаев позволяет снизить стоимость строительства, уменьшает объем транспортных перевозок, обеспечивает сокращение сроков строительства.

В бетоне применяют крупный и мелкий заполнитель. Крупный заполнитель (более 5 мм) подразделяют на гравий и щебень. Мелким заполнителем в бетоне является. Большинство исследователей считают более эффективным непрерывный зерновой состав заполнителей, так как хотя смеси с прерывистым составом при исключении фракций средних размеров и обеспечивают меньшую пустотность смеси, однако в них подвижность мелких зерен, защемленных между крупными, ограничена и для получения определенной подвижности бетонной смеси толщина обмазки зерен цементным тестом должна быть более толстой, чем в смесях с непрерывным зерновым составом, причем это происходит в условиях, когда возрастает объем мелкой фракции, а следовательно, и удельная поверхность заполнителя.

Природный песок - представляет собой образовавшуюся в результате выветривания горных пород рыхлую смесь зерен (крупностью 0,14- ... 5 мм) различных минералов входящих в состав изверженных (реже осадочных) горных пород. При отсутствии природного песка применяют песок, получаемый путем дробления твердых горных пород. Для бетона наиболее пригоден крупный песок, содержащий достаточное количество средних и мелких зерен. При такой комбинации зерен объем пустот будет малым, а площадь поверхности зерен - небольшая. Наиболее вредна примесь глины, так как она, обволакивая зерна песка, препятствует сцеплению с цементным камнем. От глинистых примесей песок очищают тщательной промывкой. Органические примеси, например, гумусовые допускаются только в очень ограниченном количестве, так как.

Таблица 2.3

Характеристика песка

Щебнем - называют материал, полученный в результате дробления камней из горных пород. Щебень имеет остроугольную форму. Для приготовления бетона лучше всего использовать щебень, близкий по форме к кубу или тетраэдру; плоская форма значительно хуже, так как она легко ломается. Форма щебня зависит от структуры каменной породы и типа камнедробильной машины.

Наиболее широко в строительстве применяют известняковый и гранитный щебень.Для обычного бетона можно применять щебень, прочность которого выше заданной марки (класса) бетона, заполнителя или обжигом в печах кипящего слоя (для керамзитового песка).

В качестве крупного заполнителя для тяжелого бетона применяют щебень из горных пород. Фракции 20-40, 10-20,5-10 мм.

Таблица 2.4

Зерновой состав фракционного щебня

Таблица 2.5

Характеристика щебня

Лёгкие заполнители - для приготовления легких бетонов используют различные виды пористых заполнителей: искусственные - керамзит, аглопорит, перлит, шлаковую пемзу и др. и естественные - туф, пемзу и т. д. В последнее время для особо легких бетонов все шире используют вспученные гранулы полистирола.

2.3 Вода

Для затворения бетонной смеси используют воду от городских сетей. Требования к воде для затворения бетонных смесей приведены в ГОСТе 29732-79. В воде не должно быть примесей нефтепродуктов, сахаров, фенолов, жиров и органических кислот. Содержание растворимых солей допускается в воде для изготовления железобетона с ненапрягаемой арматурой не более 5000 мг/л, в том числе сульфатов не более 2700 мг/л, для бетона предварительно напрягаемых конструкций соответственно не более 2000 и 600 мг/л, водородный показатель рН должен находиться в пределах от 4 до 9.

2.4 Добавки

Для регулирования свойств бетона, бетонной смеси и экономии цемента применяют различные добавки. Их подразделяют на два вида: химические добавки, вводимые в бетон в небольшом количестве (0,1 ... 2% от массы цемента) и изменяющие в нужном направлении свойства бетонной смеси и бетона, и тонкомолотые добавки (5 ... 20% и более), использующиеся для экономии цемента, получения плотного бетона при малых расходах цемента и повышения стойкости бетона. Применение химических добавок является одним из наиболее универсальных, доступных и гибких способов управления технологией бетона и регулирования его свойств.

Пластификаторы - бетонных смесей начали широко применяться в 40 ... 50-х годах, и сегодня они занимают ведущее место среди химических добавок, применяемых в технологии бетона. В качестве пластифицирующих добавок широко используют поверхностно-активные вещества (ПАВ), нередко получаемые из вторичных продуктов и отходов химической промышленности. ПАВ делятся на две группы:

I группа - пластифицирующие добавки гидрофильного типа, способствующие диспергированию коллоидной системы цементного теста и тем самым улучшающие его текучесть;

2 группа - гидрофобизирующие добавки, вовлекающие в бетонную смесь мельчайшие пузырьки воздуха. Молекулы поверхностно-активных гидрофобных добавок, адсорбируясь на поверхности раздела воздух - вода, понижают поверхностное натяжение воды и стабилизируют мельчайшие пузырьки воздуха в цементном тесте. Добавки 2 группы, имея основным назначением, регулирование структуры и повышение стойкости бетона, обладают при этом заметным пластифицирующим эффектом.

Из добавок I группы наиболее широко известна сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ). Эта добавка представляет собой кальциевые соли лигно-судьфоновых кислот. Получают ее в виде жидкости из сульфитных щелоков, образующихся при переработке целлюлозы. В обычных бетонах в качестве пластификатора широко используют СДБ.

СДБ повышает подвижность бетонной смеси, ее однородность, текучесть при перекачивании насосом, способствует сохранению удобоукладываемости смеси во времени, позволяет за счет уменьшения расхода воды сократить на 8...12% расход цемента, либо при неизменном расходе цемента понизить водоцементное отношение и несколько повысить прочность бетона, его водонепроницаемость и морозостойкость. СДБ несколько замедляет твердение бетона в раннем возрасте, поэтому при производстве сборного железобетона ее применяют в сочетании с допластифицирующие и др. В этом случае добавку классифицируют по наиболее выраженному эффекту действия.

3. Выбор способа производства

3.1 Поточно-агрегатный способ производства

При поточно-агрегатном способе производства процессы формования, твердения и распалубки изделий выполняются на специализированных постах, входящих в состав технологического потока. Каждый пост оборудован соответствующими машинами и механизмами, а формы и изделия перемещаются от одного поста к другому с помощью мостового крана или кран-балки.

По этому способу формы с изделиями, перемещаясь по потоку, могут останавливаться не на всех рабочих постах, а только на тех, которые нужны для изготовления изделий данного типа. При этом время остановки на каждом посту может быть различным. Оно зависит от времени, необходимого для выполнения данной технологической операции. Это дает возможность создавать на одной и той же линии посты с разным технологическим оборудованием, изготавливать одновременно несколько видов изделий, относительно легко переходить с одного типа изделий к другому. Отсутствие принудительного ритма перемещения форм позволяет на одном посту производить несколько операций, технологические посты при этом укрупняют, агрегируется оборудование, а число перемещений форм сокращается.

На поточно-агрегатных линиях с формовочными постами формы на виброплощадку подают с помощью формоукладчиков. В состав технологической линии входят: формовочный агрегат с бетоноукладчиком, установка для заготовки и электрического нагрева или механического натяжения арматуры, формоукладчик, камеры твердения, участки распалубки, остывания изделий, их доводки или отделки, технического контроля. А так же площадки под текущий запас арматуры, закладных деталей, утеплителя, складирования резервных форм, их оснастки и текущего ремонта, а также стенд для испытания готовых изделий.

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

Достоинства:

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

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

- Высокий съем продукции с 1 м3 пропарочной камеры.

Недостатки:

1. Отсутствие автоматизации технологических операций.

2. Недостаточная механизация формовочных постов.

3. Много крановых операций.

3.2 Стендовый способ производства

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

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

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

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

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

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

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

Достоинства:

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

2. Простота и универсальность оборудования.

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

Недостатки:

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

3.3 Кассетный способ производства изделий

Разновидностью стендовой технологии производства является кассетный способ.

Особенностью кассетного способа является формование изделий в вертикальном положении в стационарных разъемных металлических формах кассетах.

Звено рабочих в процессе производства перемещается от одной кассетной формы к другой, организуя производственный поток.

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

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

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

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

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

Арматуру и закладные детали предварительно собирают в виде пространственного каркаса, последовательно укладывают в отсеки формы и фиксируют в проектном положении Кассетную форму заполняют бетонной смесью в 3-4 приема с вибрационной проработкой каждого слоя.

Тепловую обработку осуществляют с помощью пара контактным обогревом через стенки тепловых отсеков. Поскольку открытая поверхность составляет 2-4% поверхности изделий, последние твердеют в условиях интенсивного прогрева при 100°С.

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

Достоинства:

Сокращение потребности в производственных площадях.

2.Высокая степень заводской готовности изделий.

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

4. Высокая производительность труда на изготовление и отделку изделий.

Недостатки:

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

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

3. Изделия имеют неодинаковую прочность по сечению.

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

3.4 Конвейерный способ производства железобетонных изделий

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

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

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

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

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

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

Наибольшее применение получили конвейеры периодического действия с формами, передвигающимися по рельсам и образующими непрерывную конвейерную линию из 6-15 постов, оборудованных машинами для выполнения операций технологического процесса. Изделия изготовляют с ритмом от 12 до 15 мин: скорость перемещения 0,9-1,3 м/с. После выполнения одного элементного цикла вся цепь тележек-поддонов перемещается на длину одного поста.

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

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

Достоинства:

Обеспечение высокой степени механизации и автоматизации технологических процессов.

Возможность более компактного расположения оборудования и эффективного использования производственных площадей.

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

Недостатки:

Сложность оборудования и трудоемкость переналадки на выпуск других изделий [5].

По проекту задано производство стеновых панелей по конвейерной технологии.

4. Технологические расчеты

4.1 Режим работы предприятия

Режим работы завода назначается с учетом следующих положений:

- номинальное количество рабочих суток в год, ТН = 260;

- количество рабочих смен в сутки n:

- для формовочного цеха - 2;

- для отделения тепловлажностной обработки - 3;

- количество рабочих смен в сутки по приёму сырья, n = 1;

- номинальное количество рабочих суток в году по приёму сырья, ТН = 260;

- продолжительность рабочей смены, t = 8 ч;

- длительность плановых остановок в сутках на ремонт конвейерных линий, ТР = 13 ч.

Фактически годовой фонд рабочего времени технологического оборудования: