Изготовление балок

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образования и Науки Российской Федерации

Новосибирский Государственный Архитектурно -

Строительный Университет (Сибстрин)

Кафедра строительных материалов и специальных технологий

Курсовой проект

Тема: БАЛКИ

Выполнила:

Студентка 561 гр.

Савельева Н.В.

Проверил:

Проталинский А.Н.

Новосибирск, 2010

Введение

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

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

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

1. Анализ задания на проектирование

На проектируемом предприятии выпускаются изделия, используемые для гражданского строительства. Производительность завода составляет 60 тыс.м3/год, а цеха по изготовлению балок, колонн и ригелей длиной до 12 м. составляет 20 тыс.м3/год.

Предприятие располагается в г. Новосибирске.

В качестве сырья используется цемент марки М400, щебень Буготакский и речной песок. Бетон должен соответствовать марке М-300.

Доставка сырьевых материалов облегчается тем, что предприятие находится на транспортной развязке: имеется возможность использовать как автомобильный, так и железнодорожный транспорт.

Источником холодной воды служит городской водопровод, электроэнергия подаётся от городских сетей.

Номенклатура выпускаемой продукции

Таблица 1 Укрупнённая номенклатура

№ п/п	Конструкции	Потребность для строительства
		тыс. м3/год	%
1	Элементы фундаментов	8	13,3
2	Колонны	6	10
3	Балки, ригеля	14	23,4
4	Плиты перекрытий	8	13,3
5	Стеновые панели	8	13,3
6	Лестничные марши	16	26,7

Фундаменты под колонны выполняют в виде массивных элементов с плоской нижней поверхностью - подошвой, устанавливаемые на уплотнённый грунт или бетонную подготовку, с устройством сверху гнезда - стакана, глубиной, равной (1-1,5) высоты сечения колонны, служащего для заделки колонны в фундаменте.

Фундаменты под колонны выполняют из тяжёлого бетона марок М200, М250, М300, армируют сталью классов А-II и А-III в виде сеток и каркасов, устанавливаемых в стенках элемента.

Колонны многоэтажных зданий выполняют в основном в виде прямолинейных элементов сечением 300х300 и 400х400 мм, длиной на 1, 2, 3 и 4 этажа. Колонны имеют выступающие консоли высотой 150, 200 мм.

Колонны изготавливают из тяжёлого бетона мааром М200-М500. Армируют колонны сталью класса А-III.

Ригели каркасов многоэтажных зданий выполняют таврового сечения с полкой снизу. Ригели для пролёта 6 м. изготавливают длиной 5,5 м, высотой сечения 450 мм; для пролёта 9 м - длиной 8,5 м. и высотой сечения 650 мм. Бетон используют марок М400, М500.

Перекрытия жилых зданий выполняют из сборных железобетонных сплошных, пустотных или ребристых плит. Плиты сплошного сечения имеют длину до 6,6 м., ширину 3 м. и толщину 120-160 мм, масса их достигает 7 т.

Пустотные плиты перекрытий изготовляют с цилиндрическими пустотами длиной до 6 м, шириной до 2,4 м. и толщиной до 220 мм или длиной до 9-12 м, шириной до 1,5 м, толщиной 300 мм. Для изготовления плит применяют тяжёлый бетон; армируют плиты сетками и каркасами из стали класса А-III и проволоки ВР-I.

Панели внутренних стен жилых зданий - сплошные длиной до 7 м, высотой 2,9 м. и толщиной до 200 мм - выполняют однослойными. Их изготавливают из бетона марок М150, М300, а также из конструкционного лёгкого бетона марок М150, М200.

Лестничные марши выполняют в виде плит со ступенчатой поверхностью. Размеры элементов-маршей в плане до 3,9х1,5 м, масса до 2,5т. Для изготовления маршей применяется тяжёлый бетон марок М200-М300.

Фундаментные балки предназначены для колонн с шагом 6 и 12 м; их применяют под наружные и внутренние стены при отдельно стоящих фундаментах. Длина балок в зависимости от шага колонн и глубины заложения фундаментов принята равной от 4,3 до 5,95 м. и от 10,2 до 11,96 м. Балки трапецеидального сечения высотой 300 мм, массой 2,2 т. изготовляют из бетона марок М300 и М200 и армируют ненапрягаемой арматурой в виде сварных каркасов из стали классов А-I и A-III.

Таблица 2 Производительность завода по номенклатуре

№ п/п	Вид и марка бетона	Удобоуклады-ваемость	Крупность заполнителя	Вид и марка цемента	Годовая потребность завода
					в тыс. м3	в %
1	М350	5-10 с	40 мм	М400	8	13,3
2	М300	3-4 см	20 мм	М400	6	10
3	М300	3-4 см	20 мм	М400	14	23,4
4	М300	1-4 см	40 мм	М400	8	13,3
5	М300	1-4 см	40 мм	М400	8	13,3
6	М300	1-4 см	40 мм	М350	16	26,7

2. Технологическая часть

2.1 Расчёт материально-производственного потока

Расчёт выполняется с целью выявления потребностей в сырьевых материалах, полуфабрикатах, комплектующих деталях и готовых изделиях по всем переделам технологического процесса. Данные расчёта потока используются для проектирования бетоносмесительного цеха, склада заполнителей, бетоносмесительных узлов, линий и тепловых установок формовочных цехов и складов готовой продукции.

Определение расхода компонентов бетона

Расход компонентов бетона производится в той же последовательности, что и номенклатура изделий.

Элементы фундамента

Принимаем бетон класса В25 (М350), жёсткостью 5-10 с.

Вяжущее - портландцемент с активностью Rц=35 МПа и плотностью ?ц=3070 кг/м3.

Заполнитель - песок речной с ?п=2630 кг/м3.

Максимальная крупность заполнителя Dmax=40 мм.

?н.п.=1575 кг/м3.

Крупный заполнитель - щебень с ?щ=2670 кг/м3, ?н.щ.=1550 кг/м3.

Пустотность П=0,42 %. Прочность бетона Rб=20 МПа. Прочность бетона при сжатии в возрасте 28 суток Rб=25,25 МПа.

В/Ц=0,8

Расход воды определяется по табл. 3.9 [2]:

В=155 кг/м3.

Расход цемента: Ц = В/(В/Ц) = 155/0,8 = 195 кг.

Расход щебня:

кг

Расход песка:

П = 2630[1-(194/3070+155/1000+1336/2670)] = 740,17 кг

Плиты перекрытий

Подбираем бетон М300. Подвижность смеси 1-4 см.

Вяжущее - портландцемент М400. Активность 400.

?ц=3070 кг/м3.

Максимальная крупность заполнителя Dmax=40 мм.

Крупный заполнитель - щебень с ?щ=2670 кг/м3, ?щн=1550 кг/м3; П=0,42

Мелкий заполнитель - песок речной с ?п=2630 кг/м3, ?пн=1575 кг/м3.

В/Ц = 0,57

Расход воды по табл. 3.9 [2] на 1 м3 В = 170 л.

Расход цемента: Ц = 298,2 кг.

Расход щебня: Щ = 1381 кг.

Расход песка: П = 567,4 кг.

Балки, колонны, ригеля

Подбираем бетон М300. Подвижность смеси 1-4 см.

Вяжущее - портландцемент М400. ?ц=3100 кг/м3; ?цн=1300 кг/м3.

Максимальная крупность заполнителя Dmax=20 мм.

Крупный заполнитель - щебень с ?щ=2780 кг/м3, ?щн=1370 кг/м3. П=0,51

Мелкий заполнитель - песок речной с ?п=2630 кг/м3, ?пн=1640 кг/м3.

В/Ц = 0,75

Расход воды: В = 195 л.

Расход цемента: Ц = 279 кг.

Расход щебня: Щ = 1139 кг.

Расход песка: П = 806 кг.

Стеновые панели

Подбираем бетон марки М300. Подвижность смеси 1-4 см.

Вяжущее - портландцемент М400. ?ц=3070 кг/м3.

Максимальная крупность заполнителя Dmax=40 мм.

Крупный заполнитель - щебень с ?щ=2670 кг/м3, ?щн=1550 кг/м3. П=0,42

Мелкий заполнитель - песок речной с ?п=2630 кг/м3, ?пн=1575 кг/м3.

В/Ц=0,57

Расход воды: В=170 л.

Расход цемента: Ц = 298,2 кг.

Расход щебня: Щ = 1381 кг.

Расход песка: П = 567,4 кг.

Лестничные марши

Подбираем бетон марки М300. Подвижность смеси 1-4 см.

Вяжущее - портландцемент М400. ?ц=3070 кг/м3.

Максимальная крупность заполнителя Dmax=40 мм.

Крупный заполнитель - щебень с ?щ=2670 кг/м3, ?щн=1550 кг/м3. П=0,42

Мелкий заполнитель - песок речной с ?п=2630 кг/м3, ?пн=1575 кг/м3.

В/Ц=0,57

Расход воды: В=170 л.

Расход цемента: Ц = 298,2 кг.

Расход щебня: Щ = 1381 кг.

Расход песка: П = 567,4 кг.

По рассчитанным составам бетона определяем усреднённо-условный состав бетона. Для его определения подсчитывается доля ? каждого состава в общей производительности бетоносмесительного цеха.

?1=0,13

?2=0,1

?3=0,23

?4=0,13

?5=0,13

?6=0,27

Расход воды

Расход щебня

Расход песка

Расход цемента

Полученные данные сводим в таблицу

Таблица 3 Удельный расход материалов

Материал	Ц	В	П	Щ
Расход, кг	275,34	174,6	662,92	1282,65

2.2 Режим работы предприятия

Режим работы предприятия принимается по «Общесоюзным нормам технологического проектирования предприятий сборного железобетона»:

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

- количество рабочих смен в сутки (кроме тепловой обработки), n = 2;

- продолжительность рабочей смены, t = 8 часов;

- длительность плановых остановок на ремонт технологических линий,

Тр = 7 суток;

- коэффициент использования технологического оборудования, kи = 0,92

Годовой фонд рабочего времени технологического оборудования, в часах, определяется по формуле:

(ч)

2.3 Потребность в материалах

Потребность в материалах определяем по годовой производительности и исходя из режима работы предприятия. Расчёт ведём по условно-усреднённому составу с учётом потерь:

- для цемента - 1,5%;

- для заполнителей - 2%.

Таблица 4 Потребность в материалах

Наименование материалов	Ед. изм.	Расход на 1 м3	Потребность в
			год	сутки	смену	час
1. Цемент без потерь	т	0,27534	16520,4	70,98	35,49	4,44
1.1 Цемент с учётом потерь	т	0,27947	16768,21	72,04	36,02	4,50
2. Песок без потерь	м3	0,66292	39775,20	170,88	85,44	10,68
2.1 Песок с учётом потерь	м3	0,67618	40570,70	174,30	87,15	10,89
3. Щебень без потерь	м3	1,28265	76959	330,63	165,32	20,66
3.1 Щебень с учётом потерь	м3	1,3083	78498,18	337,25	168,62	21,08
4. Вода	м3	0,1746	10476	45,01	22,5	2,81

3. Проектирование бетоносмесительного цеха

Качество бетонной смеси и бетона зависит от того, какие компоненты и в каком состоянии были использованы при их производстве.

Склады сырьевых материалов необходимо размещать вблизи цехов-потребителей, обеспечивая минимальные транспортные издержки. Тип склада должен обеспечивать высокое качество хранения сырьевых материалов, их незагрязнённость, иметь минимальные потери и минимальные эксплуатационные расходы.

3.1 Склад цемента

Хранение цемента осуществляется в силосных складах, которые могут быть двух типов:

- стационарными;

- инвентарными.

Объём склада цемента определяется по формуле:

, т,

где Qг - годовая потребность с учётом потерь;

n - нормативный запас в сутках;

D - количество рабочих суток;

Kз - коэффициент заполнения (0,9).

(т)

Тип склада цемента выбираем по требуемой вместимости по [1].

Принимаем типовой проект склада цемента 409-29-63.

Таблица 5 Техническая характеристика склада цемента

Тип склада	Вмес-тимость	Число силосов	Годовой грузооборот, тыс.т.	Расход сжатого воздуха	Мощность двигателей, кВт	Численность рабочих
Прирельсовый	720	6	36,7	35,2	211,9	5

Прирельсовые склады принимают цемент из всех видов железнодорожных вагонов. Разгрузка крытого вагона осуществляется двумя пневморазгрузчиками. Сжатый воздух, поступающий в смесительную камеру разгрузчика через микропористую перегородку, аэрирует цемент и перемещает цементно-воздушную пульпу по цементопроводу в надсилосную галерею, где цемент после осаждения в бункере-осадителе аэрожёлобом загружается в соответствующий силос.

Разгрузка цементовозов с пневморазгрузкой осуществляется по цементопроводу в бункер-осадитель надсилосной галереи.

Для очистки воздуха, выходящего из силосов, бункеров приёма и выдачи, применяются фильтры и циклоны, под которыми установлены сборники пыли, отсасываемой пневморазгрузчиком.

Для контроля и автоматического управления загрузкой и выгрузкой в силосах предусмотрены указатели уровней. Днища силосов оснащены аэрационными сводообрушающими устройствами, состоящими из аэродорожек и донных пневморазгружателей с системой дистанционного управления. Во избежание слёживания цемента предусмотрена перекачка его из одного силоса в другой.

Цемент со склада выдаётся в бетоносмесительный цех или в автотранспорт. При расстоянии от склада цемента до бетоносмесительного цеха менее 15 м. цемент подаётся в расходные бункера пневмовинтовым насосом; более 15 м. - винтовым конвейером.

3.2 Склад заполнителей

Общая вместимость склада заполнителей складывается из объёма склада щебня и песка.

, м3,

где n - нормативный запас хранения материалов, сутки;

kз - коэффициент заполнения (0,9).

По общей вместимости выбираем типовой склад по [1].

Принимаем типовой проект склада заполнителей 409-29-40.

Таблица 6 Техническая характеристика склада заполнителей

Тип склада	Вмести- мость, тыс. м3	Годовой грузооборот, тыс. м3	Мощность двигателей, кВт	Полезная площадь (ДхШ), м2
Силосный с приёмным устройством для разгрузки полувагонов	4	114	466	81х30

Склады заполнителей бетоносмесительных цехов заводов сборного железобетона классифицируют:

по способу выгрузки материалов из транспортных средств - с использованием саморазгрузки под действием гравитационных сил, принудительной выгрузки при применении машин сталкивающего или черпающего действия;

по конструкции систем загрузки и емкостей хранения - с приемными устройствами и комплексом машин для штабелирования материалов, без приёмных средств с непосредственной подачей материалов из транспортных средств в емкости для хранения материалов, с применением комплексов машин, выполняющих операции выгрузки и штабелирования;

по способам хранения заполнителей - на открытые, закрытые и полузакрытые;

по типу ёмкостей - на штабельные, бункерные, полубункерные, штабельно-полубункерные, силосные, а также различные их комбинации.

Выгрузка заполнителей из транспортных средств осуществляется или под действием гравитационных сил, или с помощью разгрузочных машин. Для выгрузки из полувагонов и платформ используют передвижные разгрузочные машины ТР-2.

Заполнители, перевозимые при отрицательной температуре, смерзаются, что затрудняет их выгрузку. Сыпучесть заполнителей восстанавливают различными бурорыхлительными и вибрационными машинами.

3.3 Расчёт бетоносмесительного цеха

В состав бетоносмесительных цехов входит следующее оборудование: смесители, дозаторы, станции управления, расходные бункера, установки для приготовления химических добавок и транспортные устройства для подачи сырьевых материалов и выдачи приготовленных смесей.

Расчёт бетоносмесительного цеха выполняем на заданную мощность предприятия.

Определяем часовую производительность цеха:

,

где m - количество смен в сутки;

Т - продолжительность рабочей смены;

kб - коэффициент часовой неравномерности спроса смеси, зависящий от способа производства цеха (0,8);

kB - коэффициент годового фонда работы оборудования (0,9);

1,2 - коэффициент увеличения мощности (резерв не менее 20%).

По рассчитанной часовой производительности цеха определяем вместимость по загрузке смесителя, м3:

,

где ? - коэффициент выхода смеси (0,67);

n1 - расчетное количество замесов в час (n1=30).

По рассчитанной вместимости смесителя по загрузке выбираем тип смесителя по [1].

Принимаем цикличный смеситель принудительного действия с вертикально расположенными смесительными валами СБ-93.

Таблица 7 Техническая характеристика СБ-93

Показатель	Значение
Объём готового замеса, м3	1
Вместимость по загрузке, м3	1,5
Число циклов при приготовлении, цикл/ч: бетонной смеси раствора	40 30
Наибольшая крупность заполнителя, мм	70
Частота вращения рабочего органа, об/мин	20
Мощность электродвигателя, кВт	40
Габаритные размеры, м	3,34х2,69х2,85
Масса, кг	4900

Определяем количество смесителей, необходимых для функционирования бетоносмесительного цеха по формуле:

,

где Vбс - вместимость по загрузке одного смесителя, м3.

Принимаем 2 смесителя типа СБ-93 для обеспечения бесперебойной работы технологической линии в случае остановки одного из смесителей для планового или внепланового осмотра и ремонта.

Определим количество материалов на один замес смесителя по формулам:

, кг

, кг

, кг

, кг ,

где ? - коэффициент выхода смеси (0,67).

По найденному количеству материалов на замес подбираем дозаторы материалов таким образом, чтобы количество материалов, отмеренных на замес, находилось в пределах взвешивания дозаторов.

Таблица 8 Технические характеристики дозаторов

Вид дозируемого материала	Количество дозируемого материала, кг	Тип дозатора	Пределы дозирова-ния	Цикл дозиро-вания, с	Погреш- ность дозиро- вания, %
Цемент	276,72	АВДЦ-1200М	100-300	90	2
Вода	175,47	АВДЖ-425/1200М	20-200	45	2
Песок	666,23	6.000.АД-800-БП	200-800	30	2
Щебень	1289,06	АВДИ-2400М	250-1300	90	3

4. Проектирование формовочного цеха

4.1 Расчёт технологической линии

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

Производительность линий для каждой группы изделий рассчитывается по формуле:

бетоносмесительный железобетонный виброплощадка

,

где С - число рабочих дней в году;

В - число часов работы формовочного поста в сутки;

Vф - объём одной формовки, равный объёму изделия-представителя или сумме объёмов изделий, одновременно формуемых в одной форме, м3;

Тц - продолжительность цикла формования, мин.

Требуемое количество технологических линий определяем по формуле:

,

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

Ки - коэффициент использования оборудования (0,97).

Для ригелей:

Принимаем одну технологическую линию.

Для колонн:

Принимаем одну технологическую линию.

Для балок:

Принимаем одну технологическую линию.

4.2 Подбор виброплощадки

Для выбора типа и марки виброплощадки необходимо установить требуемые условную грузоподъёмность и её габариты.

Требуемая грузоподъёмность виброплощадки рассчитывается по формуле:

,

где Qф - масса формы, т;

,

где Муд - удельная металлоёмкость формы (2,2-2,5);

Vи - объём формуемого изделия, м3.

Qб - условная масса бетонной смеси, т;

Qщ - условная масса пригрузочного щита, т;

,

где Sи - площадь изделия, м2;

Руд - удельное давление, создаваемое пригрузом.

Для ригелей:

Принимаем виброплощадку СМЖ-187Б.

Для колонн:

Принимаем виброплощадку СМЖ-187Б.

Для балок:

Принимаем виброплощадку СМЖ-200Б.

Таблица 9 Техническая характеристика виброплощадок

Марка вибропло- щадки	Грузоподъ- ёмность	Частота, Гц	Мощность, кВт	Габариты, м	Масса, т
СМЖ-187Б	10	47,5	63	8,5х2,99х0,69	5,6
СМЖ-200Б	15	47,5	92	10,26х2,99х0,69	6,6

4.3 Подбор бетоноукладчика

Укладку бетонной смеси в форму производят, как правило, бетоноукладчиками, имеющими устройства для распределения по форме бетонной смеси (насадки, вибропротяжные устройства, воронки, плужковые разравнители, вибролотки и т.д.). Укладку бетонной смеси, как правило, производят в один слой. При формовании пустотных и густоармированных изделий укладку бетонной смеси осуществляют послойно. При этом перерывы при укладке отдельных слоёв допускаются не более 20 мин. Укладка смесей должна производиться с высоты не более 1 м.

Требуемую вместимость бункера бетоноукладчика определяют по формуле:

,

где k1 - коэффициент запаса (1,2-1,4);

k2 - коэффициент, учитывающий неполноту заполнения бетонной смесью геометрического объёма бункера (1,2-1,4).

Для ригелей:

Для колонн:

Для балок:

Для укладки бетонной смеси в формы на технологических линиях по производству ригелей и колонн принимаем бетоноукладчики СМЖ-166А, а на технологической линии по производству колонн - бетоноукладчик СМЖ-162.

В бетоноукладчиках СМЖ-162 и СМЖ-166А унифицированы портальная рама, тележки с приводом передвижения и двумя четырёхскоростными двигателями, вибронасадок, заглаживающий брус, приводы ленточных питателей и заслонок бункеров (управляемых пневматикой), а также устройство для пластификации нижнего слоя смеси. Ленточные питатели подвешены к бункерам наклонно, под углом 8?. Ширина ленты на 200 мм больше ширины выходного отверстия бункера. Для уменьшения сцепления с бетоном стенки бункеров облицованы полипропиленом.

СМЖ-162 - универсальный бетоноукладчик. Три его бункера могут перемещаться в поперечном направлении. Бетоноукладчик имеет вибронасадок для укладки, распределения и уплотнения смеси воронки.

Универсальный бетоноукладчик СМЖ-166А предназначен для линий формования плитных изделий с проёмами и отверстиями, а также линейных изделий по широкой номенклатуре. Совмещение продольного движения портальной рамы бетоноукладчика с поперечным движением двух бункеров по порталу и поворотной воронки на 180? позволяет распределить смесь по поверхности любого очертания.

Таблица 10 Техническая характеристика бетоносмесителей СМЖ-162 и СМЖ-166А

Показатель	Бетоноукладчики
	СМЖ-166А	СМЖ-162
Ширина колеи, мм	4500	4500
Число бункеров	2	3
Вместимость бункеров, м3	2,1+1	3+1+1
Ширина ленты питателей, мм	900	1400;650
Скорость передвижения, м/мин	4,6-29,7	1,8-11,6
Мощность, кВт	20	23,5
Механизм распределения	воронка	вибронасадок
Заглаживающее устройство	реечное
Габаритные размеры, м	5,2х6,3х3,1	5,2х6,02х3,1
Масса, т	11	14,5

4.4 Расчёт габаритов форм

Размеры форм определяются расчётом при условии формования нескольких изделий в форме:

,

,

,

где lи, bи, hи - соответственно, длина, ширина и высота изделия;

lи, bи - ширина разделительной перегородки между изделиями в форме, соответственно, по длине и по ширине (0,05 - 0,1);

n1, n - количество изделий, формуемых в одной форме, соответственно, по ширине и длине;

?lф - ширина торцевого борта, а также участка для размещения упоров в силовых формах (0,4 - 0,5);

?bф - ширина бокового борта (0,5);

?hф - высота поддона (0,3).

Для ригелей:

Для колонн:

Для балок:



4.5 Расчёт пропарочных камер

При тепловой обработке применяют, в основном, ямные пропарочные камеры периодического действия. Габаритные размеры камер устанавливаются таким образом, чтобы загрузка изделиями была максимальной.

Габаритные размеры секции камеры рассчитываются по формулам:

где lф, bф, hф - соответственно, длина, ширина и высота формы;

lи, bи, hи - величины промежутков;

lи=(0,3-0,5) м;

bи=0,3 м;

hи=(0,03-0,05)м;

n - количество форм с изделиями, шт;

m - количество промежутков между стенкой и формой, а также между формами;

hк - величина зазора между крышкой и верхом формы с изделием, м (0,05-0,1);

hд - величина зазора между дном секции камеры и дном формы, м (0,15).

Рассчитанные величины Lк, Вк и Нк округляют в большую сторону.

Для ригелей:

Для колонн:

Для балок:

Принимаем камеры с габаритами:

Lк=14 м; Вк=5,0 м; Нк=3,5 м.

Количество пропарочных камер Z определяем по формуле:

,

где П - годовая производительность технологической линии, м3;

д - объём загружаемых в камеру изделий без учёта форм, м3;

m - количество рабочих дней в году;

kв - коэффициент использования по времени (0,91);

kоб - коэффициент оборачиваемости камеры:

,

Т0 - продолжительность одного оборота пропарочной камеры, ч;

tз - продолжительность загрузки камеры, ч;

,

Тц - продолжительность цикла формования;

nи - количество изделий, загружаемых в камеру, шт;

t1 - время на транспортирование в камеру первого изделия, ч (0,2);

tв - время предварительной выдержки, ч;

tо - время тепловлажностной обработки, ч;

tр - время разгрузки камеры, ч (0,36).

Для ригелей:

Для колонн:

Для балок:

Принимаем для ригелей 3 камеры, для колонн - 3 камеры и для балок - 2 камеры.

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

 ,

где Пг - требуемая годовая производительность цеха отдельно по данной группе изделий, м3;

Тр.ф. - фактическое рабочее время работы данной линии в сутках (235);

Kр.ф. - коэффициент запаса форм;

Vи - объём бетона в данной форме, м3;

Kо.ф. - коэффициент оборачиваемости форм в сутки:

,

где То - средняя продолжительность цикла тепловой обработки, ч;

Тn - продолжительность операций с формами вне камеры, ч (0,4-0,6);

Kи.а. = 0,97.

Для ригелей:

Для колонн:

Для балок:

4.6 Подбор транспортировочного оборудования

Для транспортирования готовых изделий из цеха на склад применяем самоходную тележку СМЖ-151 с прицепом СМЖ-154.

Таблица 11 Техническая характеристика СМЖ-151 и СМЖ-154

Показатель	СМЖ-151	СМЖ-154
Грузоподъёмность тележки с прицепом, т	40	-
Максимальная длина перевозимых изделий, м	24	-
Предельная дальность хода, м	120	120
Скорость передвижения тележки, м/мин	32	-
Мощность двигателя, кВт	7,5	-
Ширина колеи, мм	1524	1524
База, мм	4500	4800
Габаритные размеры, м	7,49х2,5х1,4	7,8х2,5х0,8
Масса, т	2,5	2,7

Для транспортирования форм внутри цеха с изделиями и без них, загрузки и выгрузки камер тепловой обработки применяем мостовой электрический кран грузоподъёмностью 32/5 т.

4.7 Площадь цеха

Площадь цеха рассчитываем по формуле:

,

где S1 - площадь, занимаемая формующей машиной и пропарочными камерами, м2;

S2 - площадь хранения резервных форм

,

где Nф.к. - требуемое количество форм;

Мф - масса формы, т;

Нс.хр. - нормы складирования и хранения металлических форм, (0,7 т/м2).

S3 - площадь текущего ремонта при наладке форм, м2:

S4 - площадь текущего ремонта изделий, м2:

,

где Sи - площадь одного изделия при ремонте, м2;

Sc - суточная программа цеха, шт;

K2 - коэффициент, учитывающий место для размещения оборудования и персонала (1,3);

Вр.с. - расчетный фонд работы оборудования в сутки, ч.

S5 - площадь, занимаемая самоходной тележкой, м2:

,

где bт - ширина тележки, м;

lр - длина колеи, расположенной в цехе, м.

S6 - площадь хранения столярных изделий и утеплителя, м2:

,

где Пч.с. - часовая потребность в столярных изделиях и утеплителе, т;

Нст - нормативный запас хранения в цехе столярных изделий и утеплителя - 4 ч;

Нсх - норма хранения столярных изделий и утеплителя на 1 м2, т/м2 (0,01-0,05);

S6=0;

S7 - площадь хранения форм вне пропарочных камер:

,

где Nф.р. - количество форм с изделиями вне пропарочных камер;

Sф - площадь одной формы, м2.

k1 - коэффициент запаса на проходы (1,5);

Sа - площадь хранения арматурных изделий, м2:

,

где Пч.а. - часовая потребность цеха в арматурных изделиях, т;

Нх.а. - норматив на хранение арматуры на 1 м2 площади цеха.

k2 - коэффициент работы с краном (1,3);

Sб.э. - площадь, занимаемая бетоновозной эстакадой:

,

где Bпр - ширина пролёта, м;

nэ - количество бетоновозных эстакад, не менее 2;

bэ - ширина эстакады, м;

Bп.э. - ширина промежутка между эстакадами;

2bэ.с. - расстояние от бетоновозной эстакады до стены, м (0,5);

;

Sх.и. - площадь выдерживания распалубленных изделий в цехе, определяется исходя из норм складирования ЖБИ (1,0).

Определив суммарную площадь цеха, находим длину цеха по формуле:

Зная длину расчётную, корректируем эту величину после расстановки оборудования.

5. Выбор способа производства

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

5.1 Поточно-агрегатный способ производства железобетонных изделий

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

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

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

Достоинства:

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

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

- Высокий съем продукции с 1 м3 пропарочной камеры.

Недостатки:

1.Отсутствие автоматизации технологических операций.

2. Недостаточная механизация формовочных постов.

3. Много крановых операций.

5.2 Стендовый способ производства железобетонных изделий

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.

Тепловлажностная 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.

5.3 Конвейерный способ производства железобетонных изделий

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Достоинства:

1. Обеспечение высокой степени механизации и автоматизации технологических процессов.

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

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

Недостатки:

Сложность оборудования и трудоемкость переналадки на выпуск других изделий.

5.4 Полуконвейерный способ производства железобетонных изделий

Высокая механизация и автоматизация производства может быть достигнута при полуконвейерной технологической схеме. Такая технология оснащается транспортными средствами в виде рольганга с рабочими постами, имеющими индивидуальный привод, что позволяет перемещать форму с одного поста на другой независимо от других форм. Отформованные изделия подвергаются тепловой обработке в камерах ямного типа. На постах линии выполняется чистка и смазка форм, укладка напрягаемой арматуры, укладка и уплотнение бетонной смеси. После тепловой обработки в готовых изделиях стержневая арматура перерезается и напряжения передаются на бетон, а сами они на самоходной тележке вывозятся на склад готовой продукции.

На данном проектируемом предприятии производство железобетонных изделий (балок, ригелей и колонн длиной до 12 м) осуществляется по полуконвейерной технологии.

6. Охрана окружающей среды

В последние годы вопросы экологии стали важнейшими проблемами человечества, так как развивающееся промышленное производство, транспорт и энергетика резко увеличили нагрузку на природную среду. Требует специальных мероприятий борьба с вредными выбросами; возрастают объемы техногенных отходов, так как только незначительная часть природных ресурсов превращается в конечную продукцию, а основная становится отходом; для экологической безопасности требуется повышенный контроль за качеством материалов и производственным процессом.

Бетон и железобетон обладают большими потенциальными возможностями для защиты природы и среды обитания человека от вредных последствий его деятельности. В бетоне успешно используются техногенные отходы различных производств.

Экологическая оценка эффективности применения различных видов бетона включает экологическую оценку воздействия на окружающую среду процесса добычи природного сырья или использования техногенных отходов, оценку экологической безопасности производства, оценку эксплуатационных характеристик, включая долговечность, оценку возможности переработки и повторного использования при выводе из эксплуатации здания или сооружения, где этот бетон был использован.

Наиболее широко в технологии бетона используются техногенные отходы металлургии и энергетики; шлаки, золы, микрокремнезем. Отходы химической, нефтехимической и лесоперерабатывающей промышленности используются в производстве различных химических добавок. Отходы горноперерабатывающей промышленности используются в качестве песка и щебня.

В последние годы резко возрос объем строительных отходов от разборки зданий и сооружений, отслуживших свой срок. После разборки строительные изделия и конструкции дробятся на специальных установках. Из них отделяется арматура, которая направляется в переработку на металлургические предприятия.

Средняя прочность щебня колеблется в пределах 2,1...2,25, МПа повышаясь с увеличением его предельного размера. Пустотность ориентировочно равна 38...42%. Щебень из бетона можно использовать в качестве крупного заполнителя для тяжелого бетона до класса В 25, а также для дорожно-строительных работ.

При дроблении бетона образуется отсев фракций менее 10 мм (до 25-30% объема материала), содержащий большое количество пылевидных частиц и мельчайших остатков цементного камня. Отсев состоит из аморфной и кристаллической фаз и содержит следующие материалы: кварц, полевые шпаты, кальцит, доломит, портландита, эттрингита, известняк, гидросиликаты кальция и минералы негидратированного цемента. Их содержание зависит от исходного сырья, используемого при приготовлении бетона разбираемых конструкций, и его свойств.

7. Организация контроля качества при производстве бетона и железобетонных изделий

Контроль организуется на всех стадиях производства бетона и изделий из него и включает контроль свойств исходных материалов, приготовления бетонной смеси и ее уплотнения, структурообразования и твердения бетона и свойств готового материала или изделия.

Для контроля используют различные способы и приборы. По полученным результатам вносят коррективы в состав бетона, в параметры и режимы технологических операций на основе закономерностей, учитывающих влияние на свойства готового бетона различных технологических факторов. Для большей точности и надежности управления качеством бетона используют зависимости, полученные для условий конкретного производства. Эти зависимости должны постоянно корректироваться по результатам статистического контроля свойств бетона.

Для управления производством и качеством бетона используют вычислительную технику и автоматизированные системы управления. Для их работы требуется соответствующее математическое обеспечение, в частности, использование математических моделей, которые связывают свойства бетона с качеством используемых материалов, составом бетона и условиями производства.

Управление качеством бетона осуществляется на основе пооперационного контроля производства. Для его проведения используют экспресс-методы, позволяющие быстро оценить свойства материала или параметры процесса, разрабатываются специальные полуавтоматические и автоматические средства, а также используется выборочная проверка объектов контроля. Дня оценки свойств цемента предложены рентгенографические и другие методы экспресс-анализа его минералогического состава и способы быстрого определения удельной поверхности цемента. По их результатам прогнозируется возможное влияние качества цемента на свойства приготовляемой бетонной смеси и бетона и при необходимости производятся изменения состава бетона и режима технологических операций. Необходимое быстродействие обеспечивается обработкой результатов на ЭВМ по специальной программе.

Таблица Производственный контроль на заводе сборного железобетона

Контроль	Объект контроля	Содержание контроля
1. Входной	Цемент Заполнители	Вид, марка, наличие паспорта, физико-механические свойства. Вид, наличие паспорта, влажность, физико-механические свойства.
2. Операционный	Приготовление бетонной смеси Формование Ж/Б изделий ТВО Размер, форма и качество изделий	Дозирование, перемешивание и удобоукладываемость Правильность сварки форм и равномерность их смазки. Положение каркаса в форме. Степень уплотнения бетонной смеси, качество открытых поверхностей изделий Контроль температуры, влажности и продолжительности процесса Внешний осмотр изделий, проверка размеров и качество изделий.
3. Приемочный	Правильность упаковки изделий Прочность бетона	Проверка положения изделий и прокладок в штабеле, маркировка изделия Отпускная и марочная прочность бетона и других структурно-механические свойства. Прочность, жесткость, трещиностойкость Приемка по совокупности показателей качества готовых изделий

Список используемой литературы

1. Справочник по производству сборных железобетонных изделий/ Под редакцией К.В.Михайлова и А.А.Фоломеева. - М.: Стройиздат, 2009

2. Проталинский А.Н., Максименкова М.Н. Технология бетона: учеб.пособие/ А.Н. Проталинский.- Новосибирск: Темплан, 2005

3. Проталинский А.Н. Технология преднапряжённого железобетона: учеб.пособие/ А.Н. Проталинский.- Новосибирск: Темплан, 2006

4. Кудяков А.И. Основы технологического проектирования заводов сборного железобетона. Ч.2.- Томск, 2006

5. Тимофеев А.И., Безбородов В.А., Коледин В.В. Проектирование предприятий сборного железобетона для районов Сибири и крайнего севера: учеб.пособие.- Новосибирск: Темплан, 2008

6. Баженов Ю. М. Технология бетона./ Ю. М. Баженов.- М.: Изд-во АСВ, 2003.-500с.

Размещено на Allbest.ru