Проектирование цех по производству панелей оград П6ВК в составе завода ЗАО «Себряковский цемент и бетон». курсовой проект. 1 Характеристика предприятия
 Скачать 1.55 Mb.
|
|
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 2.1. Технико-экономическое обоснование технологии и способа производства. Технологический процесс при изготовлении железобетонных изделий организуют по трем основным способам: агрегатно-поточному, конвейерному и стендовому. Для производства базового изделия принимаем агрегатно-поточный способ. При агрегатно-поточном способе производства изделия формуют на виброплощадке или на специально оборудованных установках - агрегатах, состоящих из формовочной машины, бетоноукладчика и машины для укладки формы на формовочный пост. 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, обычно осуществляемых с помощью мостового крана или кран-балки, сокращается. На агрегатно-поточных линиях с формовочными постами формы на виброплощадку подают с помощью формоукладчиков. Агрегатно-поточная технология отличается большой гибкостью и маневренностью в использовании технологического и транспортного оборудования, в режиме тепловой обработки, что важно при выпуске изделий большой номенклатуры. Производительность агрегатно-поточной технологической линии определяется продолжительностью цикла формования изделия, который в зависимости от вида и размеров формуемых изделий может колебаться в широких пределах (5 - 20 мин). Для мелкосерийного производства железобетонных изделий на заводах малой и средней мощности экономически оправдан агрегатно-поточный способ производства. При несложном технологическом оборудовании, небольших производственных площадях и небольших затратах на строительство агрегатный способ дает возможность получить высокий съём готовой продукции с 1 м2 производственной площади цеха. Этот способ позволяет также оперативно осуществлять переналадку оборудования и переходить к формованию от одного вида изделий к другому без существенных затрат. Функциональная схема производства.  2.2. Технологические режимы обработки. Режимы тепловлажностной обработки характеризуются длительностью отдельных стадий процесса пропаривания и температурой изотермического прогрева. С режимом тепловлажностной обработки бетона тесно связаны его строительно-технические свойства, расход цемента и тепловой энергии. Общий цикл пропаривания разделяют на 4 периода: предварительное выдерживание - время от момента окончания формования изделия до начала повышения температуры среды камеры; подъем температуры среды в камере; изотермический прогрев - выдерживание при наивысшей заданной температуре, охлаждение - понижение температуры среды камеры. Режим твердения выражается суммой отдельных периодов в часах. Подбор режима пропаривания производят в зависимости от требуемого критерия оптимальности при заданных ограничениях. Такими критериями могут быть минимально приведенные затраты или себестоимость продукции, минимальный расход цемента, максимально высокая относительная прочность и т. д. Минимум приведенных затрат при пропаривании достигается примерно через 6 - 8 ч. При этом, однако, происходят довольно высокие расходы цемента. Расход цемента, близкий к минимальному, достигается при длительности пропаривания примерно 13 ч. На практике часто оказывается приемлемой общая длительность пропаривания, имеющая промежуточное значение. При этом во всех случаях должны обеспечиваться требуемые проектные свойства бетона и необходимая отпускная или передаточная прочность. Предварительное выдерживание изделий до начала тепловой обработки способствует формированию начальной структуры бетона, необходимой для восприятия им теплового воздействия. Длительность предварительного выдерживания зависит от всех факторов, которые определяют темп начального твердения бетона (В/Ц,активность цемента, подвижность смеси и др.). Чем выше темп начального твердения бетона, тем может быть короче время предварительного выдерживания. Оно колеблется от 1-2 до 4-8 ч. Снижать длительность предварительной выдержки можно также при введении добавок - ускорителей твердения. При пропаривании изделий с большими открытыми поверхностями, а также распалубленных изделий необходимо увеличивать оптимальный срок предварительного выдерживания. Большее предварительное выдерживание до пропаривания требуется при применении цементов и бетонных смесей, содержащих поверхностно-активные вещества. Подъем температуры среды в камере может производиться как с постоянной, так и с переменной скоростью. В первом случае скорость подъёма температуры должна быть не более 30 град/ч при жестких и 20 град/ч при подвижных смесях. В некоторых случаях предварительное выдерживание бетона нецелесообразно или трудноосуществимо (например, при пропаривании изделий сложного профиля при большом количестве закладных деталей), оно приводит к температурно-усадочным трещинам. В этих условиях применяют режимы с прогрессивно возрастающей скоростью подъема температуры. Сущность таких режимов заключается в увеличении скорости подъема температуры по мере повышения начальной прочности бетона: в первый час - 10 град/ч, во второй - 15 град/ч, в последующие часы - 20 - 30 град/ч. При ручном регулировании подачи пара возможно один раз изменять скорость подъема температуры. За 1 - 1,5 ч температуру поднимают до 30 - 40 °С, изделия выдерживают при этой температуре 1 - 3 ч, а затем интенсивно поднимают температуру до максимальной (ступенчатый подъем температуры). Во всех случаях не рекомендуется подъем температуры со скоростью более 60 °С в час. Режимы тепловой обработки с прогрессивно возрастающей или ступенчатой скоростью подъема температуры позволяют на 2 - 3 ч сократить общий цикл твердения при неизменном расходе цемента. При неправильно выбранной скорости подъема температуры по сечению изделий возникает перепад температур, и развиваются деструктивные процессы. Одним из способов ослабления деструктивных процессов и сокращения длительности тепловой обработки служит применение предварительно разогретых смесей. Предварительный разогрев смесей позволяет сократить цикл тепловой обработки на 2 - 3 ч. Основной стадией процесса тепловлажностной обработки, при которой идет интенсивный набор прочности бетона, является изотермический прогрев. Длительность изотермического прогрева назначается с учетом требуемой прочности бетона после пропаривания и последующего роста прочности при выдерживании изделий на складе при положительных температурах в возрасте 1 сут. Оптимальной температурой изотермического прогрева при применении портландцемента и его разновидностей является 80 - 85 °С. При использовании композиционных цементов (шлако- и пуццолановые портландцементы) желательно достигать температуры пропаривания 90 - 95 °С. В условиях достаточно хорошей теплоизоляции камер после 2 - 4-часового выдерживания подачу пара можно прекращать, при этом понижение температуры среды камеры составляет не более 4 - 6 °С в час. При выдерживании таким образом изделий в течение 1 - 3 ч они остывают на 5 - 20°. Снижение температуры среды в камерах должно производиться плавно. При выгрузке изделий максимально возможный перепад между их поверхностью и температурой наружного воздуха не должен превышать 40°С. Для сокращения длительности тепловой обработки или уменьшения расхода цемента эффективно наличие избыточного давления среды в начале пропаривания и возрастание относительной влажности паровоздушной среды. Минимальное избыточное давление среды в камере (0,01 - 0,03 МПа) способствует предотвращению деструктивных изменений бетона, дает возможность форсировать режим пропаривания и осуществлять немедленную распалубку без предварительного выдерживания, а также использовать более высокие температуры прогре-ва (95 - 100°). Избыточное давление среды создается при нагреве паровоздушной среды в замкнутом объеме, например при тепловлажностной обработке изделий в пакетах с герметично примыкающими друг к другу поддонами или термоформами. Деструктивные процессы в бетоне снижаются при тепловой обработке в среде с регулируемой влажностью. В период подъёма температуры для предотвращения перемещения влаги по сечению изделий и создания некоторого капиллярного сжатия в бетоне относительная влажность среды составляет 40 - 60 %, затем при изотермическом выдерживании она повышается до 90 - 95 %. Определенные особенности имеют режимы тепловлажностной обработки при пропаривании морозостойких бетонов, изделий из предварительно напряженного железобетона, легких бетонов на пористых заполнителях. При пропаривании изделий, к которым предъявляются повышенные требования по морозостойкости, желательны более мягкие режимы: предварительное выдерживание 5 - 8 ч, подъём температуры среды в камерах со скоростью не более 10 - 15 °С в час; изотермическое выдерживание при температуре не выше 80 °С до достижения бетоном максимальной прочности; охлаждение с увлажнением открытых поверхностей изделий водой при регулируемой температуре. При тепловлажностной обработке изделий из предварительно напряжённого железобетона важно не только обеспечить требуемые значения проектной и передаточной прочности, но и предотвратить возникновение трещин в результате неравномерного прогрева и охлажде-ния бетона, металлических форм и напрягаемой арматуры. При стендовом способе производства за счет разности между температурой напрягаемой арматуры в камере и упоров стенда вне камеры возможно недопустимое снижение предварительного напряжения в арматуре. Для уменьшения фактических потерь предварительного напряжения температурный перепад и максимальная температура изотермического прогрева не должны превышать соответственно 65 и 80 °С, изделия должны до тепловой обработки выдерживаться до приобретения бетоном начальной прочности 0,2 - 0,6 МПа. С целью снижения влияния растягивающих напряжений на свободных участках напрягаемой арматуры при охлаждении предварительно напряженных конструкций на стендах передача усилий обжатия на бетон производится после окончания тепловлажностной обработки. Для предотвращения температурных трещин производят предварительный подогрев форм, при достижении прочности бетона не менее 3 МПа удаляют фиксаторы, т. е. частично распалубливают изделия, устраивают в металлических формах съёмные вкладыши и температурные швы. Эффективен ступенчатый подъем температуры. Принимаем следующий режим ТВО (рис. 2): Подъём температуры: 3,5 часа с 20°С до 80°С; Изотермическая выдержка: 6,5 часа; Охлаждение: 2,5 часа до температуры 30°С; Общее время ТВО: 12 часов.  Рис. 2. График ТВО. 2.3. Производство базового изделия. Характеристика базового изделия. За базовое изделие приняты железобетонные ригели прямоугольного сечения (табл. 7). Железобетонные ригели по проекту 3.017-16.1 приняты из тяжёлого бетона М300 (В25), марка бетона по морозостойкости F 2 (ГОСТ 10060-2012). Рабочая арматура панелей принята из стали классов А-III и из холоднотянутой проволоки Вр-I. Анкеры закладных деталей - из стали класса А-II. Таблица 2.3. Характеристика базового изделия.
Ригели следует изготовлять из тяжелого бетона по ГОСТ 26633 классов по прочности на сжатие, указанных в рабочих чертежах ригелей. Передачу усилий обжатия на бетон (отпуск натяжения арматуры) в предварительно напряженных ригелях следует проводить после достижения бетоном требуемой передаточной прочности. Нормируемая передаточная прочность бетона предварительно напряженных ригелей должна соответствовать значению, приведенному в рабочих чертежах ригелей, но принимается не менее 15 МПа и не менее 50% принятого класса бетона по прочности на сжатие. Нормируемая отпускная прочность бетона предварительно напряженных ригелей должна быть не ниже нормируемой передаточной прочности, а ригелей с ненапрягаемой арматурой — не ниже 70% класса бетона по прочности на сжатие. При поставке ригелей в холодный период года нормируемая отпускная прочность бетона ригелей может быть повышена до 85% класса бетона по прочности на сжатие — для ригелей междуэтажных перекрытий, до 90% — для ригелей покрытий согласно указаниям рабочих чертежей ригелей. Нормируемая отпускная прочность бетона должна соответствовать значению, указанному в рабочих чертежах на конкретное здание или сооружение и в заказе на изготовление ригелей согласно требованиям ГОСТ 13015. Для ригелей, эксплуатируемых при слабоагрессивной и среднеагрессивной степени воздействия газообразной среды, следует применять бетон, удовлетворяющий дополнительным требованиям, установленным в рабочих чертежах (согласно действующим нормативным документам) и указанным в заказе на изготовление ригелей. Для армирования ригелей необходимо применять следующие виды и классы арматуры: - в качестве напрягаемой арматуры — горячекатаную и термомеханически упрочненную арматуру периодического профиля классов А600, А800 и А1000 (ГОСТ 10884), арматурные канаты классов К1400 иК1500 (ГОСТ 13840), а также арматуру по действующим в государстве — участнице Соглашения нормативным документам и технической документации); - в качестве ненапрягаемой арматуры — стержневую арматуру классов А240, А400 (ГОСТ 5781) и проволоку класса В500 и Вр500 (ГОСТ 6727), а также арматуру по действующим в государстве —участнице Соглашения нормативным документам и технической документации). Допускается в качестве напрягаемой арматуры ригелей применять арматуру класса А400, упрочненную вытяжкой, с контролем значений напряжения и предельного удлинения. Сварные арматурные и закладные изделия должны соответствовать требованиям ГОСТ 10922. Значения напряжений в напрягаемой арматуре, контролируемые по окончании натяжения ее на упоры, а также допустимые предельные отклонения напряжений в напрягаемой арматуре должны соответствовать приведенным в рабочих чертежах. Монтажные петли следует изготавливать из горячекатаной гладкой арматурной стали класса А-I марки ВСт3пс2. Закладные элементы изготовляют из стали ВСт3кп2 для сварных конструкций. В соответствии с требованиями СНиП 2.03.11-85 закладные элементы должны быть защищены от коррозии лакокрасочным покрытием группы Iа-2 (краска БТ-177). Требования к качеству поверхностей и внешнему виду ригелей — по ГОСТ 13015 При этом качество бетонных поверхностей ригелей должно удовлетворять требованиям, установленным для категорий: АЗ — нижних (потолочных) и боковых лицевых; А7 — нелицевых, невидимых в условиях эксплуатации. По согласованию изготовителя с потребителем требования к боковым поверхностям ригелей могут быть снижены до категории А2. В бетоне ригелей, поставляемых потребителю, трещины не допускаются, за исключением: - усадочных и других поверхностных технологических трещин, ширина которых не должна превышать 0,1 мм в предварительно напряженных ригелях и 0,2 мм в ригелях с ненапрягаемой арматурой; - поперечных трещин в верхней зоне ригелей, вызванных обжатием бетона, ширина которых не должна превышать 0,2 мм. Концы напрягаемой арматуры не должны выступать за торцевые поверхности ригеля более чем на 10 мм. Они должны быть защищены слоем цементно-песчаного раствора или антикоррозионным покрытием. Ригели и прогоны следует транспортировать и хранить в горизонтальном положении в штабелях высотой не более 2 м, при этом высота штабеля не должна превышать ширину более чем в два раза. В штабеле должно быть не более трех рядов по высоте. Положение при складировании — близкое к проектному. Главное требование — обеспечение устойчивости штабелей. Возможно использование для складирования инвентарных кондукторов. Подкладки под нижний ряд ригелей и прокладки между ними в штабеле следует располагать вблизи строповочных отверстий или монтажных петель. Ширину прокладки назначают с учетом прочности древесины на смятие. Толщина прокладки должна обеспечивать наличие зазора не менее 20 мм от верха монтажной петли. Расчёт состава тяжёлого бетона. Исходные данные: Класс бетона В25; Марка бетона М300; Вид бетона - тяжёлый; Вид вяжущего - портландцемент; Мелкий заполнитель - песок кварцевый; Крупный заполнитель - гравий; Модуль крупности песка - 2; Наибольшая крупность гравия - 10 мм; Жёсткость смеси - 30 с. Определяем состав бетона, отвечающий технологическим требованиям, техническим и экономическим условиям, который состоит из расчёта состава и экспериментального уточнения компонентов. Выбираем: 1) Песок кварцевый с модулем крупности Мк = 2. ƍн.п. = 1500 кг/дм3  г/см3 [1].2) Гравий. ƍ н.гр = 2600кг/дм3 ƍ ист.гр = 2,64 г/см3 [1]  3) Цемент по ГОСТ 10178 в соответствии со СНиП 5.01.223-83 [1]: Мц=200. Подбираем начальное влагосодержание [1]. Водоцементное отношение составлено для цемента нормальной густоты 27 %. Начальное содержание составляет 170 л. Истинная плотность цемента: ƍ ист.ц. = 3,2 г/см3. Насыпная плотность цемента: ƍ нас.ц. = 1,3 кг/дм3. Водоцементное отношение определяем по формуле Беломея – Скрамтаева:  ,где А – коэффициент, учитывающий качество заполнителей бетона, для рядового бетона А =0,6; Rц – активность цемента по ГОСТ, Rц =400; Rб – марка бетона.  Определяем количество цемента:  Сверяясь с табличными данными [1], видим, что полученный результат 560 кг, входит в норму. Определяем расход щебня:  ,где  – коэффициент раздвижки зёрен, для жёсткой смеси принимается равным 1,40. Определяем расход песка:   Проверяем полученные результаты: Vп + Vв + Vщ + Vц = 1000,    628,81+190+180,80+0,38=1000. Из этого равенства следует, что расход цемента, песка и щебня произведён правильно. Рассчитываем коэффициент выхода бетонной смеси:  Полученный номинальный состав 1 м3 бетонной смеси приведён в табл. 8. Таблица 8. Состав бетонной смеси.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||