Расчет цеха по производству изделий из полимербетона на основе полиэфирной смолы ПН-1. Пгод = 4,0 тыс. м3 в год

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин)

Кафедра строительных материалов и специальных технологий

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу: «Технология отделочных и изоляционных материалов на основе полимербетонов».

тема: «Расчет цеха по производству изделий из полимербетона на основе полиэфирной смолы ПН-1. П_год = 4,0 тыс. м³ в год».

Новосибирск 2011

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. НОМЕНКЛАТУРА ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ

2. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ

2.1 Связующее вещество

2.2 Инициатор твердения

2.3 Ускоритель твердения

2.4 Заполнитель

2.5 Наполнитель

3. ВЫБОР СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИМЕРБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

3.1 Выбор способа производства

3.2 Описание технологии производства

4. РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПОТОКА

4.1 Состав полимербетона

4.2 Режим работы цеха

4.3 Материальный поток

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СКЛАДОВ

5.1 Склад сырья

5.2 Склад готовой продукции

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОНОСМЕСИТЕЛЬНОГО УЗЛА

7. РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

7.1 Формы

7.2 Камера тепловой обработки

8. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

9. ОХРАНА ТРУДА

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Повышение требований к эксплуатационным характеристикам строительных изделий способствовало разработке целого ряда новых композиционных материалов.

В настоящее время широко используются материалы, сочетающие важнейшие свойства природных высокопрочных материалов с относительно простыми способами получения конструктивно сложных изделий. Одной из разновидностей таких материалов являются полимербетонные композиции.

Полимербетоном называют искусственный композиционный материал, представляющий собой затвердевшую смесь полимерного связующего, заполнителей, мелкодисперсного наполнителя и специальных добавок.

Полимерные связующие - это синтетические или природные органические вещества, способные самопроизвольно или под действием различных факторов (веществ-отвердителей, температуры и др.) переходить из жидкого состояния в твердое, и как в жидком состоянии, так и после отвердевания, имеющие хорошую адгезию к другим материалам.

Полимерные связующие в исходном состоянии могут быть высокомолекулярными веществами - так называемыми олигомерами или низкомолекулярными веществами - мономерами. Однако все они в процессе отвердевания переходят в высокомолекулярные полимерные вещества.

В зависимости от отношения к нагреванию и потенциальной способности к укрупнению (сшивке) молекул различают термопластичные и термореактивные вещества.

Термопластичные вещества при нагревании переходят из твердого состояния в жидкое (плавятся), а при охлаждении вновь затвердевают, причем такие переходы могут повторяться много раз.

Термореактивными называют вещества у которых переход из жидкого состояния в твердое происходит необратимо.

В качестве связующего в полимербетоне обычно применяются фурановые, полиэфирные, эпоксидные, фенолоформальдегидные смолы; иногда используются кумароноинденовые, поливиниловые смолы и некоторые другие полимеры.

Заполнителями служат кварцевые и керамзитовые пески, гравий, щебень, керамзит, перлит, бой кирпича, бетона, стекла и вообще зернистые материалы, в том числе вторичного использования.

В целях снижения расхода связующего и стоимости изделий, а также для регулирования их свойств в полимербетон вводят мелкодисперсный наполнитель с размером частиц менее 0,15 мм (баритовая, кварцевая, андезитовая мука и др.).

Степень наполнения полимербетонной композиции минеральными наполнителями и заполнителями может доходить до 90-95 % массы.

В состав полимербетона могут входить также пластификаторы, растворители, разбавители, порообразователи, ПАВ, антипирены, красители и т.п.

Рациональный выбор связующего, наполнителей, заполнителей и добавок позволяет получать полимербетоны с необходимыми свойствами. Теоретические основы подбора составов полимербетонов рассматриваются исходя из условий достижения наибольшей плотности и наименьшего расхода синтетического связующего при сохранении высоких показателей прочностных и других физико-механических свойств материала.

Приготовление полимербетонных смесей является в большей мере физико-химическим, чем технологическим процессом. Это обуславливает повышенные требования к качеству и составу исходных материалов, точности дозировок и соблюдению технологического режима и последовательности операций.

По сравнению с традиционными бетонами на минеральном вяжущем полимербетоны обладают следующими преимуществами: сравнительно кратковременным циклом изготовления, более высоким пределом прочности при изгибе и растяжении, повышенной трещиностойкостью, стойкостью к воздействию большинства промышленных агрессивных сред и окружающей среды, стойкостью к истиранию, хорошей адгезионной способностью ко многим строительным материалам. Не маловажным преимуществом полимербетона является его абсолютная водонепроницаемость, обеспечивающая высокую морозостойкость.

Инертность полимербетонов по отношению к агрессивным химическим средам является одним из определяющих качеств среди общего перечня их положительных свойств. Химическая стойкость полимербетонов находится в непосредственной зависимости от химической стойкости связующего, наполнителей и заполнителей, их физико-механического взаимодействия в контактной зоне, плотности структуры в целом, а также технологических условий получения и эксплуатации.

Высокие показатели физико-механических свойств наполненных полимерных композиций могут быть получены при условии достаточной прочности адгезионных связей синтетического связующего с поверхностью наполнителей и заполнителей.

Полимербетон называют «искусственный камень» из-за его прочности и внешнего сходства.

Полимербетоны значительно дороже обычного бетона. Однако благодаря некоторым, не присущим обычным бетонам свойствам (например, высокой и универсальной химической стойкости), полимербетоны успешно применяются в специальном строительстве: конструкциях зданий химической и пищевой промышленности, при устройстве полов промышленных и общественных зданий с тяжелыми условиями эксплуатации и др.

В настоящее время область применения полимербетонов непрерывно расширяется. Полимербетоны с мелким заполнителем применяются в качестве гидроизоляционных и защитных покрытий. Из полимербетонов с лёгким заполнителем, например керамзитовым или перлитовым песком, изготавливаются теплоизоляционные плиты. Полимербетоны используются также для изготовления неармированных тонкостенных изделий и различных строительных конструкций. Благодаря своим декоративным свойствам полимербетон широко используется как отделочный материал.

1. НОМЕНКЛАТУРА ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ

В проектируемом цехе изготавливаются подоконные доски (ТУ 21-26(1)-175-88) из полимербетона на основе полиэфирной смолы ПН-1. Номенклатура выпускаемых цехом изделий приведена в таблице 1.

Таблица 1

Номенклатура выпускаемых цехом изделий

Марка изделия	Габаритные размеры, мм	Расход полимербетона на одно изделие, м3	Доля в объеме произв. цеха, %
	L	B	H
ПД-1	1500	400	20	0,0120	40
ПД-2	1500	600	20	0,0180	40
ПД-3	1600	400	20	0,0128	20

Производительность цеха равна 4000 м³ полимербетона в год.

Усредненный объем изделия, м³:

где	Vi	-	объем изделия каждой марки, м3;
	ni	-	доля выпуска изделия каждой марки в общем объеме выпуска продукции, %.

Производительность по каждому виду изделий приведена в таблице 2.

Таблица 2

Производительность по каждому виду изделий

Марка изделия	Годовая производительность
	м3	шт
ПД-1	1600	133333
ПД-2	1600	88888
ПД-3	800	62500
Всего	4000	284721

2. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ

Для приготовления полимербетона используются следующие материалы: связующее вещество - полиэфирная смола ПН-1, заполнитель - кварцевый песок, наполнитель - мраморная мука, отвердитель - гипериз, ускоритель твердения - нафтенат кобальта.

2.1 Связующее вещество

Смола ПН-1 (ГОСТ 27952-88) относится к классу полиэфирмалеинатных смол.

Полиэфирмалеинаты - продукты реакции поликонденсации многоатомных спиртов с ненасыщенными двухосновными органическими кислотами или их ангидридами.

Полиэфирная смола ПН-1 - продукт поликонденсации диэтиленгликоля с ангидридом малеиновой кислоты:

n(HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH) + n(HOOC-CH=CH-COOH) >

H-[-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-OC-CH=CH-CO-]n-OH + (2n-1)H₂O.

Ненасыщенная полиэфирмалеинатная смола, получаемая в результате этой реакции, является олигомером.

Для уменьшения реактивности и увеличения эластичности вводятся двухосновные кислоты: фталевая, себациновая, адипиновая и др. Для уменьшения вязкости композиции в нее вводятся небольшие количества одноосновных органических кислот или одноатомных высокомолекулярных спиртов.

Полиэфирмалеинаты, получаемые при взаимодействии малеиновой кислоты с диэтиленгликолем, способны к полимеризации и сополимеризации.

Отверждение полиэфирной смолы происходит в результате реакции сополимеризации полиэфирмалеината с жидким мономером при нагреве или под действием инициаторов и ускорителей.

В качестве мономера в смоле ПН-1 используется стирол, который одновременно является растворителем.

Ненасыщенный полиэфир, растворенный в стироле, в присутствии отвердителя и ускорителя твердения превращается в твердый полимер без выделения побочных продуктов реакции. Вследствие этого изготовление различных изделий на основе этой смолы не требует применения высоких давлений и температур.

В результате реакции сополимеризации происходит соединение линейных цепочек полиэфира «сшивающими мостиками» образованными молекулами мономера. При этой реакции полиэфирная смола отверждается с образованием твердого продукта, имеющего пространственное строение. Полиэфирмалеинаты - термореактивные смолы.

Реакция сополимеризации полиэфира со стиролом под действием инициирующих добавок сопровождается значительным экзотермическим эффектом.

В качестве инициатора твердения используются следующие вещества: гипериз (гидроперекись изопропилбензола), перекись метилэтилкетона в диметилфталате, раствор октоата кобальта в стироле, перекись циклогексана, перекись бензоила и др.

Вкачестве ускорителя твердения используется 10%-й раствор нафтената кобальта в стироле или диметиланилин.

Полиэфирные насыщенные смолы в композиции со стиролом и инициатором твердения склонны к преждевременному повышению вязкости вследствие процесса полимеризации. В целях предотвращения этого явления в композицию при изготовлении вводятся специальные ингибиторы: гидрохинон, хингидрон и др. Ингибитор должен, с одной стороны, препятствовать преждевременному загустеванию состава при нормальной температуре, но не тормозить реакцию полимеризации при повышенной температуре, когда это необходимо по условиям производства.

Инициатор и ускоритель твердения вводятся в композицию непосредственно перед употреблением, так как компаунд сохраняет свою текучесть весьма ограниченное время (от нескольких минут до нескольких часов, в зависимости от состава смолы, количества отвердителя и ускорителя твердения, температуры).

Во избежание загорания и взрыва запрещается смешивания инициатора и ускорителя твердения. Отверждающие добавки необходимо вводить поочередно: сначала инициатор, затем после смешивания со смолой добавляется ускоритель.

Характерная рецептура связующего на основе полиэфирмалеинатной смолы ПН-1, частей по массе:

- смола ПН-1 - 100;

- гипериз - 3-4;

- нафтенат кобальта (10%-ный раствор в стироле) - 8.

Основные характеристики полиэфирмалеинатной смолы ПН-1 приведены в таблице 3.

Таблица 3

Основные характеристики смолы ПН-1

Показатель	Значение
Плотность при 20 °C, г/см3	1,12-1,15
Вязкость при 25 °C по ВЗ-246 (диам. 6 мм), с	16-31
Жизнеспособность при 20 °C, мин	60-120
Время желатинизации при 25 °C, мин	5-28
Время полного отвердевания, сут	5-7
Максимальная температура в процессе отверждения, °C	160
Содержание стирола, %	30-33
Свойства отвержденной смолы
Предел прочности при сжатии, МПа	130-140
Предел прочности при растяжении, МПа	40-65
Предел прочности при изгибе, МПа	50-70
Относительное удлинение при растяжении, %	3-6
Модуль упругости при изгибе, МПа·103	2,2-2,8
Удельная ударная вязкость, кДж/м2	6-10
Твердость по Бринеллю, кгс /см2	8-12
Объемная усадка, %	8,5-9,2
Теплостойкость по Мартенсу, °C	45-55
Теплостойкость по Вика, °C	85-120
Водопоглощение за 24 ч, %	0,03-0,05

Полиэфирная смола ПН-1 представляет собой прозрачную жидкость от светло-желтого, желтого или темно-желтого цвета без посторонних включений.

Смола ПН-1 является полиэфирной смолой общего назначения. Она имеет среднюю реакционную способность, обладает низкой вязкостью, изделия из полиэфирной смолы ПН-1 имеют повышенную ударную прочность. Легко окрашивается в различные цвета.

2.2 Инициатор твердения

В качестве инициатора твердения используется гипериз (гидроперекись изопропилбензола).

Гипериз - прозрачная маслянистая жидкость светло-желтого цвета с резким устойчивым запахом.

Изопропилбензола гидропероксид - взрывоопасное вещество. Гипериз бурно разлагается при взаимодействии с окислами свинца и различными кислотами.

Во избежание взрыва запрещается хранить в непосредственной близости и смешивать с ускорителем твердения - нафтенатом кобальта.

2.3 Ускоритель твердения

В качестве ускорителя твердения используется 10%-й раствор нафтената кобальта в стироле.

Содержание кобальта в зависимости от марки может варьироваться от 0,6 до 2,0 %. Ускорители с наибольшим процентным содержанием кобальта применяются для отверждения смол с низкой реакционной способностью.

Плотность при 20?С - 0,90-0,95 г/см³.

Ускоритель представляет собой маловязкую жидкость от розового до темно-фиолетового цвета.

Во избежание взрыва запрещается хранить в непосредственной близости с перекисными инициаторами (например, гипериз).

2.4 Заполнитель

В качестве заполнителя для полимербетона используется кварцевый песок (ГОСТ 8736-93).

Истинная плотность песка составляет 2500 кг/м³, а насыпная - 1560 кг/м³. Модуль крупности - 2,01.

2.5 Наполнитель

В качестве наполнителя используется мраморная мука (микрокальцит).

Микрокальцит или микромрамор - это минеральный мелкодисперсный наполнитель, получаемый механическим измельчением обычного природного белого мрамора.

Визуально микрокальцит представляет собой белое порошкообразное вещество.

По химическому составу является карбонатом кальция. Содержание СаСО₃ не менее 97 %. Остаток представляют собой примеси, представленные незначительным количеством силикатов, оксидов железа, алюминия, серы и графита.

Основные характеристики микрокальцита приведены в таблице 4.

Таблица 4

Основные характеристики микрокальцита

Показатель	Значение
Содержание СаСО3, %	97-99
Содержание Fe2O3, %	< 0,1
Содержание нерастворимых в HCL веществ, %	< 0,4
Содержание веществ, растворимых в воде, %	< 0,3
Содержание летучих веществ (влажность), %	< 0,5
Водородный показатель pH	9-11
Плотность насыпная, г/см3	1,38-1,45
Плотность истинная, г/см3	2,7-2,8
Коэффициент преломления	1,60
Твердость по шкале Мооса	3
Белизна, условные ед.	> 96
Маслоемкость, г (на 100 г порошка)	18-19
Удельная поверхность, м2/г	1,5-2,1
Наибольший размер частиц (d 98%), мкм	50
Средний размер частиц(d 50%), мкм	15-20

3. ВЫБОР СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИМЕРБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

3.1 Выбор способа производства

Существует несколько способов производства полимербетонных изделий.

Линейные стенды применяются при изготовлении массивных сложных форм, длинномерных изделий и изделий со сложной напрягаемой арматурой, требующей анкерные устройства, захваты и мощные механизмы натяжения.

Кассетный способ находит широкое применение в крупнопанельном домостроении для изготовления внутренних стеновых панелей и панелей перекрытия.

Поточно-агрегатная технология получила наибольшее распространение в производстве железобетонных изделий. Основное ее преимущество - универсальность и возможность быстрой переналадки линии с выпуска одного вида изделий другой. Способ позволяет обеспечить высокую степень механизации основных операций.

Конвейерный способ организуется по замкнутой конвейерной линии с принудительным ритмичным или непрерывным перемещением форм в процессе изготовления изделий. Этот способ наиболее целесообразен при изготовлении большого количества однотипных изделий или при большом их разнообразии. Конвейерная технология позволяет более компактно расположить оборудование, более рационально использовать производственные площади.

Принимается конвейерная технология.

3.2 Описание технологии производства

Складские помещения для хранения компонентов полимербетона находятся в отдельном помещении (пристройка к основному цеху). Со склада сырье подается через дозаторы в смеситель литьевой машины. Жидкие компоненты (смола ПН-1, инициатор отверждения, ускоритель) подаются по трубопроводам, а песок и мраморная мука - винтовым конвейером.

Полимербетонная масса готовится в смесителе литьевой машины. Из литьевой машины готовая масса подается непосредственно в формы, перемещающиеся по рольгангу.

Полиэфирная смола перед подачей в смесительную головку подогревается до 50-60 °C в самой установке.

Для формования полимербетонной смеси используются горизонтальные формы из нержавеющей стали со шлифованной поверхностью. Разделительная смазка в сочетании с такими формами позволяет получать изделия с поверхностью не требующей дополнительной обработки. В качестве разделительного слоя используется грунтовая паста или пчелиный воск, наносимый на форму вручную.

После нанесения смазки формы подаются на участок нанесения гелькоута. После нанесения гелькоута форма перемещается к литьевой машине. После заливки полимербетонной смеси включается виброплощадка, смесь уплотняется.

Формы с уплотненной смесью подаются по рольгангу в камеру полимеризации, по которой они двигаются в течении 45 минут при температуре 80 °C.

После тепловой обработки изделия извлекаются из форм и транспортируются на склад готовой продукции.

Освободившиеся формы очищаются, на них наносится слой смазки и они подаются по рольгангу на участок нанесения гелькоута. После нанесения гелькоута формы транспортируютя по рольгангу к литьевой машине, где снова заполняются полимербетонной смесью.

Технологическая схема производства полимербетонных изделий приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Технологическая схема производства полимербетонных изделий

4. РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПОТОКА

Расчет выполняется с целью выявления потребностей в сырьевых материалах, полуфабрикатах, комплектующих деталях и готовых изделиях по всем переделам технологического процесса. Данные расчета материально-производственного потока используются для проектирования складов сырья, полимербетоносмесительных узлов, формовочных линий, тепловых установок формовочных цехов и складов готовой продукции.

Исходными данными для расчета материального потока служат годовая производительность предприятия, номенклатура продукции предприятия и допустимые нормы потерь материалов.

4.1 Состав полимербетона

Основной задачей при проектировании состава полимербетона является получение максимальной прочности при минимальном расходе полимера.

При подборе состава полимербетона необходимо стремиться к:

- сокращению содержания полимерного связующего;

- использованию микронаполнителей оптимальной дисперсности;

- использованию заполнителей с оптимальным гранулометрическим составом.

Полимербетонная смесь должна иметь определенную подвижность, позволяющую осуществлять ее формование и уплотнение.

Состав полимербетона проектируется в три стадии: на первой стадии экспериментально подбирается состав полимерного связующего вещества; на второй стадии подбираются размеры и соотношения между фракциями заполнителей, подбираются наполнители и специальные добавки; на третьей стадии экспериментально уточняется состав смеси.

Экспериментально-теоретический метод подбора позволяет найти наиболее экономичный состав полимербетона с минимальным расходом полимера.

Рекомендуемое количество наполнителя и заполнителя (для полиэфирной смолы ПН-1) - 70 % от объема готового изделия.

Рекомендуемое количество отвердителя (гипериз) - 2-4 % от массы смолы; ускорителя - 7-9 % от массы смолы.

Принимается состав полимербетона, приведенный в таблице 5.

Таблица 5

Состав полимербетона

Материал	с, кг/м3	Расход материалов на 1 м3 полимербетона
		кг	м3
полиэфирная смола ПН-1	1150	304,14	0,264471
гипериз (гидроперекись изопропилбензола)	920	9,12	0,009908
10%-й раствор нафтената кобальта в стироле	950	24,36	0,025644
песок	1560	780,00	0,5
мраморная мука (микрокальцит)	1400	280,00	0,2

Расчетная средняя плотность полимербетона - 1397,62 кг/м³.

Гелькоут - это защитно-декоративный слой, обладающий улучшенными физико-механическими свойствами, повышенной стойкостью к ультрафиолету, влаге и другим внешним воздействиям.

Принимается состав гелькоута, приведенный в таблице 6.

Таблица 6

Состав гелькоута

Материал	с, кг/м3	Расход материалов на 1 м3 гелькоута
		кг	м3
полиэфирная смола ПН-1	1150	959,43	0,83429
гипериз (гидроперекись изопропилбензола)	920	28,78	0,03128
10%-й раствор нафтената кобальта в стироле	950	76,71	0,08075
пигмент	1250	67,16	0,05373

Расчетная средняя плотность гелькоута - 1132,08 кг/м³.

Расход гелькоута на одно изделие составляет 5-10 % от количества полимербетона.

4.2 Режим работы цеха

Режим работы характеризуется числом рабочих дней в году, смен в сутках, часов в смене.

При выборе режима работы учитывается характер работы основного технологического оборудования, т.е. возможность его остановок, а также резерв времени для текущего и планово-предупредительного ремонта оборудования.

Принимается режим работы цеха, приведенный в таблице 7.

Таблица 7

Режим работы цеха

Количество рабочих дней в году	365
Продолжительность рабочей недели, сут	5
Номинальное количество рабочих суток в году	260
Длительность плановых остановок технологических линий на ремонт, сут	12
Количество рабочих смен в сутки	2
Количество рабочих часов в смену	8

Годовой фонд рабочего времени технологического оборудования, ч:



где		-	нормативное количество рабочих суток в году;
		-	длительность плановых остановок технологических линий на ремонт в сутках;
		-	количество смен в сутки;
		-	продолжительность рабочей смены в часах;
		-	коэффициент использования оборудования.

4.3 Материальный поток

Производительность (потребность в материалах) i-го технологического передела:

где		-	производительность предыдущего технологического передела;
		-	производственные потери, %.

Сменная производительность (потребность в материалах) i-го технологического передела:

где n - количество смен в сутки.

Часовая производительность (потребность в материалах) i-го технологического передела:

где t - продолжительность рабочей смены в часах.

Результаты расчета материально-производственного потока приведены в таблице 8.

Таблица 8

Материально-производственный поток

Передел	Неизбежные произв. потери, %	Ед. изм.	Производительность (потребность в материалах)
			год	сутки	смена	час
1. Реализация продукции	0,0	м3	4000,00	15,38	7,69	0,96
2. Склад готовой продукции	0,5	м3	4020,10	15,46	7,73	0,97
3. Термообработка	0,5	м3	4032,20	15,51	7,75	0,97
4. Формовочные линии	0,5	м3	4052,46	15,59	7,79	0,97
5. Смесительный узел	1,0	м3	4093,39	15,74	7,87	0,98
6. Склад сырья:
- смола ПН-1	0,3	м3	1085,84	4,18	2,09	0,26
- гипериз (гидроперекись изопропилбензола)	0,3	м3	40,70	0,16	0,08	0,01
- 10%-й раствор нафтената кобальта в стироле	0,3	м3	105,28	0,40	0,20	0,03
- песок	1,0	т	3225,10	12,40	6,20	0,78
- мраморная мука (микрокальцит)	1,0	т	1157,73	4,45	2,23	0,28
7. Транспортно-сырьевой участок:
- смола ПН-1	0,3	м3	1089,10	4,19	2,09	0,26
- гипериз (гидроперекись изопропилбензола)	0,3	м3	40,82	0,16	0,08	0,01
- 10%-й раствор нафтената кобальта в стироле	0,3	м3	105,60	0,41	0,20	0,03
- песок	1,0	т	3257,67	12,53	6,26	0,78
- мраморная мука (микрокальцит)	1,0	т	1169,42	4,50	2,25	0,28

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СКЛАДОВ

Складское хозяйство предприятия включает комплекс складов, специализированных по видам материальных ресурсов и организованных с учетом требований по их хранению и переработке.

Складом называется производственное помещение или производственная площадь, предназначенные для временного размещения материальных ценностей.

Расчет складов сводится к определению вместимости, площади и геометрических размеров склада.

5.1 Склад сырья

Склад сырья, предназначен для хранения материальных ценностей, обеспечивающих производственные нужды предприятия (товаров, не предназначенных для продажи).

Требуемая вместимость склада, т(м³):

где		-	суточная потребность предприятия в данном виде сырья, т(м3);
		-	нормативный запас сырья, сут;
		-	коэффициент заполнения склада;
		-	Коэффициент, учитывающий потери при загрузке и выгрузке.

Для хранения песка используются металлические бункеры.

Требуемая вместимость бункера для песка:

Для хранения мраморной муки используются металлические силосы.

Требуемая вместимость силоса для мраморной муки:

Хранение смолы целесообразно осуществлять в специальном резервуаре.

Требуемая вместимость резервуара для хранения смолы:

Другие компоненты (инициатор отверждения, ускоритель) поставляются на предприятие в бочках по 200 л. Бочки с этими компонентами складируются в специально отведенном месте.

5.2 Склад готовой продукции

Склад готовой продукции является уникальным подразделением, в структуре предприятия. От организации его работы напрямую зависит эффективность функционирования единой логистической схемы, объединяющей взаимозависимые процессы производства и реализации готовой продукции.

Склад готовой продукции представляет собой помещение, оборудованное подъемно-транспортными механизмами. В качестве подъемно-транспортных механизмов применяются: кран-балки и вилочные автопогрузчики.

Готовые изделия укладываются на деревянные поддоны и закрепляются специальными пластиковыми лентами. Поддоны с изделиями вывозятся из цеха на склад готовой продукции с помощью вилочного погрузчика. Поддоны устанавливаются друг на друга в 2-3 яруса.

Габаритные размеры поддона с изделиями: 1600x1200x600 мм. Объем изделий на одном поддоне: ПД-1, ПД-2 - 0,576 м³, ПД-3 - 0,614 м³.

Между смежными штабелями оставляют промежутки 20-40 см, чтобы избежать повреждения изделий при их укладке или подъеме. Штабеля разделяют проходами шириной 70-100 см в продольном направлении, через каждые 2-3 метра, а в поперечном не реже чем через 15 м.

Площадь склада готовой продукции, м²:

где		-	объем изделий, поступающих на склад в сутки, м3;
		-	запас готовых изделий на складе; Tхр = 10 сут;
		-	объем изделий (м3), находящихся на 1поддоне;
		-	площадь, занимаемая одним поддоном, м2;
		-	количество ярусов;
		-	коэффициент, учитывающий площадь на проходы и проезды;
		-	коэффициент, учитывающий увеличение площади склада при применении кранов;

Длина склада принимается 24 м, ширина - 18 м. Фактическая площадь склада, м²:



где	L	-	фактическая длина склада, м;
	B	-	фактическая ширина склада, м;

полимербетон смола бетоносмесительный

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОНОСМЕСИТЕЛЬНОГО УЗЛА

Требуемая часовая производительность БСУ, м³:

где		-	часовая производительность БСУ по результатам расчета, м3;
		-	коэффициент резерва производства;
		-	коэффициент неравномерности выдачи и потребления бетонной смеси.

Смешивание компонентов полимербетона осуществляется в смесителе литьевой машины.

7. РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

7.1 Формы

В проектируемом цехе изготавливаются подоконные доски (ПД-1, ПД-2, ПД-3). Геометрические размеры изделий приведены в таблице 9.

Таблица 9

Размеры изделий

Марка изделия	Габаритные размеры, мм
	L	B	H
ПД-1	1500	400	20
ПД-2	1500	600	20
ПД-3	1600	400	20

Принимается три вида форм (рис. 2-4).

Рис. 2. Форма для ПД-1



Рис. 3. Форма для ПД-2

Рис. 4. Форма для ПД-3

Габаритные размеры форм приведены в таблице 10.

Таблица 10

Размеры форм

Форма для изделия	Габаритные размеры, мм
	L	B	H
ПД-1	1510	1220	25
ПД-2	1510	1215	25
ПД-3	1610	1220	25

7.2 Камера тепловой обработки

Требуемая рабочая длина камеры ТО, м:

где		-	длина формы, м;
		-	расстояние между формами в камере, м;
		-	число форм, находящихся в камере ТО, шт;

Требуемая ширина щелевой камеры, м:

где		-	ширина формы, м;
		-	расстояние между формой и внутренней стенкой камеры, м;
		-	толщина наружной стенки камеры, м;

8. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

Предприятие осуществляет входной контроль, пооперационный, а также контроль качества готовой продукции.

Таблица 9

Контроль производства и качества продукции

Наименование операции	Место контроля	Состав контроля	Методы и средства контроля	Периодичность, кто проводит
1	2	3	4	5
входной контроль
Прием смолы	склад сырья	внешний вид, марка, наличие сертификата, время желатинизации, вязкость, плотность, содержание стирола	хим. анализ, испытание образцов; ГОСТ 22952-88, ГОСТ 8420-74, ГОСТ 22181-76, ГОСТ 18329-73, ГОСТ 13549-78	каждая партия; отдел снабжения, лаборатория
Прием заполнителей и наполнителей	склад сырья	внешний вид, наличие сертификата, влажность, зерновой состав, плотность, прочность	рассев на ст. ситах, взвешивание, определение объема	каждая партия; отдел снабжения, лаборатория
Прием отвердителя, ускорителя, пигмента	склад сырья	внешний вид, марка, наличие сертификатов, хим состав	хим. анализ, взвешивание, определение объема	каждая партия; отдел снабжения, лаборатория
пооперационный контроль
Сушка заполнителя и наполнителя	сушильное отделение	влажность	ГОСТ 23409-78	после каждого запуска, лаборатория
Дозирование компонентов гелькоута	участок приготовления гелькоута	масса/объем компонентов	весы	один раз в смену, работники цеха
Дозирование компонентов полимербетона	шнек-дозатор, дозаторы жидких компонентов, литьевая машина	масса/объем компонентов	весы, секундомер	один раз в смену, работники цеха
Смешивание компонентов	уч-к приготовления гелькоута, лит. маш.	внешний вид, вязкость смеси, консистенция	визуальный осмотр, отбор проб	один раз в смену, работники цеха
Нанесение гелькоута	участок нанесения гелькоута	равномерность нанесения, количество, толщина слоя	визуальный осмотр, измерение толщины слоя	один раз в смену, работники цеха
Заливка полимербетонной композиции	литьевая машина	отсутствие воздушных включений, равномерность заливки, количество полимербетонной композиции	визуальный осмотр, измерение толщины слоя	один раз в смену, работники цеха
Тепловая обработка изделий (твердение)	камера полимеризации	температура, время нахождения изделий в камере, скорость движения	визуальный осмотр, термометр, секундомер	один раз в смену, работники цеха
выходной контроль
Приемка готовых изделий	склад готовой продукции	наличие раковин, сколов, трещин, наплывов и выемок; отклонения линейных размеров; слой гелькоута; прочность; упаковка и маркировка изделий	визуальный осмотр, обмер измерительными инструментами, испытания	ОТК, лаборатория

9. ОХРАНА ТРУДА

Процесс изготовления полимербетонных изделий сопровождается выделением в воздух рабочей зоны токсичных паров органических веществ (стирол, ацетон, уайт-спирит, толуол) и пыли минеральных веществ (мраморная мука, кварцевый песок).

Ненасыщенные полиэфирные смолы могут представлять опасность для здоровья. Опасность определяется главным образом мономером, входящим в состав полиэфирных смол в качестве растворителя. Для большинства марок смол растворителем является стирол, который, как и все ароматические углеводороды оказывает вредное действие на нервную систему, кровь и кроветворные органы, вызывает поражение печени, раздражает слизистые оболочки. При попадании на кожу стирол может вызывать раздражение, растрескивание, сухость, дерматит. Предельно допустимая концентрация стирола в воздухе - 5 мг/м³. При длительной работе в плохо вентилируемом помещении может произойти отравление людей парами стирола. При отравлении стиролом ощущается анестетический и наркотический эффект (похоже на легкое опьянение).

Пожарная опасность и взрывоопасность полиэфирных смол в процессе их хранения и переработки определяется природой применяемого растворителя, ускорителей и инициаторов отверждения. Растворитель - стирол является высоко летучим легко воспламеняемым пожароопасным веществом. Кроме того стирол образует взрывоопасную смесь с воздухом (в диапазоне температур 29-65 °C при объемной концентрации в воздухе от 1,1 до 8,0 %). Температура вспышки немодифицированной полиэфирной смолы, содержащей стирол - 30 °C, температура самовоспламенения 490 °C.

Инициатор отверждения - гипериз (гидроперекись изопропилбензола) является взрывоопасным веществом. При контакте с минеральными кислотами, солями цветных металлов и многими другими химическими реагентами перекиси могут бурно разлагаться, воспламеняться и взрываться.

Во избежание воспламенения и взрыва инициатор отверждения запрещается хранить в непосредственной близости и смешивать с ускорителем твердения - нафтенатом кобальта.

Вследствие опасности для организма полиэфирных смол, содержащих стирол, метилметакрилат, толуол все работы должны производиться в помещениях, оборудованных вытяжной и приточной вентиляцией, обеспечивающей содержание паров этих веществ не выше предельно допустимых концентраций. При этом отсос воздуха желательно проводить из нижней части помещения.

Опасность развития профессиональных заболеваний у работающих с полиэфирными смолами, ускорителями и отвердителями может быть сведена до минимума, если предупреждать загрязнение воздуха рабочих помещений (лабораторий) вредными веществами и исключать их попадание на кожу.

Одно из обязательных мероприятий - устройство местной вытяжной вентиляции у источников выделения вредных газов. При этом необходимо учитывать направление потока свежего воздуха: сначала он должен поступать к работающему, затем к рабочему месту, и, наконец, в вытяжную систему.

При работе с вредными веществами на свежем воздухе (на дороге) рабочие должны становиться с наветренной стороны от места производства работ.

В камерах тепловой обработки после загрузки в них полимербетонных изделий вытяжная вентиляция должна работать круглосуточно.

Рабочие, занятые на изготовлении полимербетонных изделий, должны иметь спецодежду и индивидуальные защитные средства, состоящие из прорезиненного фартука, комбинезона из плотной ткани, резиновых сапог, резиновых перчаток, фильтрующего противогаза марки "А" (для аварийных ситуаций). Для защиты рук необходимо использовать перчатки или защитные смазки на основе казеина.

Работать с инициаторами нужно в очках и перчатках. Необходимо тщательно следить за чистотой посуды и инструментов.

К ускорителю (нафтенату кобальта) относятся те же меры безопасности, что и к стирольным полиэфирным смолам т.к. он также содержит стирол в качестве растворителя.

В целях обеспечения пожарной безопасности в рабочем помещении освещение и оборудование должно быть изготовлено во взрывобезопасном исполнении, не должно быть источников воспламенения: открытого огня и искр. Рабочее помещение должно быть укомплектовано пенными и углекислотными огнетушителями, песком.

В процессе отверждения ускорители и отвердители необходимо вводить в состав полиэфирной смолы порознь, ни в коем случае не смешивая их друг с другом во избежание воспламенения и взрыва.

Складское помещение, используемое для хранения полиэфирных смол должно отвечать всем требованиям, предъявляемым к помещениям для хранения легковоспламеняемых и взрывоопасных веществ.

В целях недопущения выделения в воздух летучих растворителей, таких как стирол, толуол и др. полиэфирные смолы необходимо хранить в плотно закрытой таре. Большие емкости для хранения должны быть заземлены.

Перекисные инициаторы должны храниться в проветриваемых неотапливаемых помещениях при температуре не выше 25 °C. Не допускается хранение инициаторов при воздействии прямого солнечного света и рядом с различными источниками тепла: обогревателями, паровыми трубами и т.д.

Ускорители хранят в условиях, аналогичных условиям хранения полиэфирных смол. При этом укорители и инициаторы должны храниться раздельно, т.к. при их контакте (например при повреждении тары) происходит воспламенение и взрыв.

ЛИТЕРАТУРА

1. Иноземцева С.А. «Технология производства полимербетонных изделий и конструкций»: учебное пособие. - Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин), 2003.

2. Хрулев В.М., Безверхая Л.М. «Полимербетоны»: учебное пособие. - Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин), 1979.

3. Патуроев В.В. «Полимербетоны». - М.: Стройиздат, 1987.

4. ГОСТ 27952-88 «Смолы полиэфирные ненасыщенные. Технические условия».

5. СН 525-80 «Инструкция по технологии приготовления полимербетонов и изделий из них».

Размещено на Allbest.ru