Проектирование завода по изготовлению плиты лоджий ПЛ 450-3-2

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Производство бетона и железобетона в настоящее время является достаточно перспективно.

Производство сборного железобетона в Российской Федерации в настоящее время составляет примерно 22 - 24 млн. м в год, из них предварительно напряжённых конструкций примерно 4 млн. м. Можно говорить о росте производства сборного железобетона на 4 - 6%.

Сборный железобетон в мировом строительстве усиливает темпы своего развития. Это объясняется несколькими обстоятельствами. Первое - в условиях стационарного производства намного легче обеспечить стабильное качество продукции через организацию пооперационного контроля, это производство существенно легче поддается автоматизации и даже роботизации. Второе - современные полимерные материалы, применяемые для изготовления форм, позволяют разнообразить виды изделий и варианты их архитектурной отделки. Третье - применение химических добавок в бетон позволяет сократить или совсем отказаться от таких приемов как вибрирование бетонной смеси в целях ее уплотнения и последующая температурная обработка.

Предприятия по выпуску сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций имеются во всех субъектах Российской Федерации. В Москве, несмотря на бурное развитие монолитного строительства, по-прежнему более половины жилого фонда возводится в сборном варианте. Подбор составов бетона, конструкции форм позволяют в настоящее время получить разнообразные высококачественные изделия с минимальными допусками. Архитектурное исполнение сборных изделий сделало значительный шаг вперед.

По уровню технических и экономических показателей бетон и железобетон по прежнему остаются основными конструкционными материалами, занимая приоритетные места в общей структуре мирового производства строительной продукции. Ежегодное производство бетона и железобетона в мире превышает 3 млрд. м, никакой другой продукт производственной деятельности не изготавливаются в таких объемах.

Из 2,8 млрд. м жилого фонда России на здания, построенные с применением бетона и железобетона приходится не менее 2 млрд. м. Обеспечение населения доступным жильем остается одной из самых социально значимых задач государства. Без массового использования при строительстве жилых зданий разнообразных видов бетона и сборных железобетонных конструкций эта задача не может быть решена.

Производство бетона по своему технологическому содержанию - это химическое производство, ибо твердение бетона осуществляется в результате протекания сложных химических реакций, а прочность затвердевшего бетона - зависит от качества и соотношения использованных для его приготовления исходных материалов. Отсюда неизбежно вытекает необходимость строгого контроля свойств всех исходных сырьевых компонентов и технологических переделов. Качество бетона помимо экологических и прочих преимуществ должно явиться наиболее значимым параметром его конкурентоспособности по отношению к другим материалам.

Одним из кардинальных направлений повышения эффективности бетона как строительного материала является его химизация или, иными словами, применение специальных добавок (модификаторов разной природы и механизма действия), улучшающих свойства бетона как на стадии приготовления и укладки бетонной смеси, так и на стадии эксплуатации бетонных и железобетонных конструкций. Данное направление является одним из важных прогрессов в области строительства для создания бетонов высокого качества и долговечности. Применение добавок позволяет разрешать многие проблемы, возникающие в ходе технологии производства железобетонный конструкций. Например, необходимость сохранения удобоукладываемости бетонной смеси, обеспечение нерасслаиваемости бетонной смеси и т.п.

ГОСТ 24211 -03 « Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия» классифицируют модификаторы по основному эффекту их действия. Он выделяет три основных класса модификаторов, которые позволяют регулировать реологические свойства бетонной смеси, схватывание и твердение бетонов, кинетику их тепловыделения, создать бетоны повышенной стойкости, особо низкой водо- и диффузионной проницаемости, а также с некоторыми специальными свойствами.

Наиболее широко в технологии бетона применяются модификаторы структурирующего, пластифицирующего действия, регуляторы твердения бетона, а также комплексные модификаторы полифункционального действия. Среди модификаторов структурирующего действия значительный интерес для применения в технологии бетона представляют кремнийорганические соединения гидрофибизирующего, гидрофобно-структурирующего действия, позволяющие регулировать в заданном направлении структурообразование цементных паст и бетонных смесей, а также свойства бетона, в первую очередь его долговечность. Долговечность является важной характеристикой бетона, так как железобетон - высококачественный строительный материал, но он не вечен. Поэтому в перспективе следует ориентироваться на разработку технологий утилизации зданий из сборного железобетона по истечении срока эксплуатации, что подтверждает перспективность использования кремнийорганических соединений. В отличие от других ПАВ модифицирование кремнийорганическими олигомерами позволяет получить бетоны высокой морозо- и коррозионной стойкости, в том числе в условиях воздействия растворов солей высокой концентрации.

Дальнейшее развитие современной цивилизации невозможно без бетона и железобетона. Более того, качество этого развития, например обеспечение российского населения жильем, создание безопасной среды обитания в наших городах, в значительной мере зависит от развития производства основного строительного материала современности - бетона.

При заводском изготовлении железобетонных изделий широкое распространение нашли три основных способа производства: агрегатно-поточный, конвейерный и стендовый. Разновидностью стендового способа является кассетный. Данные способы производства отличаются по принципам организации производственных процессов:

- пропорциональность;

- ритмичность;

- параллельность;

- непрерывность;

- прямоточность.

Проектирование - процесс разработки проекта. Проект-это комплекс технологической документации, состоящий из расчетов, пояснений к ним и чертежей, которые необходимы при возведении того или иного объекта.

Проектирование разрабатывается в четыре этапа:

- технико-экономическое обоснование строительства;

- предпроектные работы и разработка задания на проектирование;

- разработка проекта в одну или две стадии:

- авторский надзор.

Предприятия сборного железобетона подразделяют на три основных типа: специализированные - заводы промышленного железобетона, спецжелезобетона, домостроительные комбинаты и заводы объемно-блочного домостроения; универсальные заводы и комбинаты по выпуску изделий и конструкций различного назначения и широкой номенклатуры; комбинированные заводы, в составе которых помимо основного производства имеются цеха или участки пор выпуску изделий, одинаковых по характеру производства, но имеющих другое назначение.

Предприятия сборного железобетона должны быть оснащены современным высокопроизводительным оборудованием с применением новейших достижений в области технологии бетона.

Важным мероприятием по улучшению работы в области крупнопанельного домостроения является проектирование крупных домостроительных комбинатов, обеспечивающих единого руководство полным комплексом производства - от изготовления изделий до монтажа домов и сдачи объектов в эксплуатацию.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Описание и техническая характеристика плиты лоджий

проектирование завод плита лоджия

Таблица 1.1 Характеристика балконной плиты

Наименование и марка изделия	Эскиз изделия	Размеры, мм	Вид и марка бетона	Расход материалов на изделие	Масса изделия, т
Плита лоджии ПЛ-450-3-2		Длина	Ширина	Высота	М300	Бетона, М3	Арматурной стали, кг	Масса утеплителя, кг	4,796
		4480	3240	160		1,917	Стали на 1м3 бетона 71,83 Масса стали в изделии 141.67	3,75

Выпускаемые плиты лоджий должны соответствовать требованиям ГОСТ 25697-83 «Плиты балконные и лоджий железобетонные». Настоящий стандарт распространяется на железобетонные плиты балконов и лоджий, изготовляемые из тяжелого бетона или легкого бетона средней плотностью более 1200 кг/м³ и предназначаемые для жилых и общественных зданий. В данном проекте для выпуска плит лоджий принят тяжелый бетон средней плотности 2400 кг/м3, класса по прочности на сжатие В25.

По типу выпускаемая плита относится к плоской сплошной балочной.

Форму плит устанавливают в зависимости от местных условий строительства, особенностей конструктивных систем зданий, градостроительных и архитектурно-художественных задач.

Плиты изготавливают с монтажными петлями, с закладными изделиями, предназначенными для применения инвентарных ввинчивающихся петель.

Верхняя лицевая поверхность плит должна иметь уклон (от наружных стен) не менее 3 %. Допускается, по согласованию изготовителя с потребителем, изготовлять плиты без уклона верхней поверхности при условии его устройства на строительной площадке.

Плиты должны удовлетворять установленным при проектировании требованиям по прочности, жесткости и трещиностойкости и, если рабочими чертежами предусмотрены испытания их нагруженном, - выдерживать при таких испытаниях контрольные нагрузки.

Фактическая прочность бетона плит должна соответствовать требуемой, назначаемой по ГОСТ 18105 в зависимости от класса или марки бетона по прочности на сжатие, указанных в рабочих чертежах, и от показателя однородности прочности бетона. При этом класс или марка бетона по прочности на сжатие должны быть не ниже В 15 (М200). Плиты следует изготовлять из тяжелого бетона по ГОСТ 26633. Сварные арматурные и стальные закладные изделия должны соответствовать требованиям ГОСТ 10922.

Значение нормируемой отпускной прочности бетона плит в процентах от класса или марки бетона по прочности на сжатие следует принимать равным:

70 - для балочных плит в летнее время и не менее 85% - в зимнее время от класса прочности на сжатие. При этом предприятие- изготовитель обязано гарантировать достижение бетоном проектной прочности, соответствующей его классу в возрасте 28 сут.

Плиты следует хранить на специально оборудованных складах в штабелях в горизонтальном положении рассортированными по типам и маркам. Высота штабеля не должна превышать 2,5 м.

Каждую плиту следует укладывать на прокладки толщиной не менее 30 мм, а при наличии выступающих монтажных петель - толщиной не менее чем на 20 мм больше высоты выступающей части петель.

Минимальный предел огнестойкости изделий REI 120 и класс конструктивной пожарной опасности СО, класс пожарной опасности - КО, что соответствует СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений». Исходное сырье должно применяться с обязательным радиологическим контролем.

1.2 Характеристика района строительства

Районом строительства проектируемого завода КПД выпускаемого плиты лоджий является Иркутская область г. Братск. По району строительства г. Братск относится к району I В. Данный район имеет следующие характеристики по СНиП 23-01-99^*.

Температура воздуха наиболее холодных суток с обеспеченностью 0,98 равна -47^оС. Температура воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,98 равна -45^оС. Количество осадков за ноябрь-март равно 95мм, преобладание направление ветра за декабрь-февраль -ЮВ. Средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого периода равно 23,5^оС, абсолютная максимальная температура воздуха 33^оС. Количество осадков за апрель-октябрь равно 311мм. Суточный максимум осадков составляет 102мм. Преобладание направление ветра за июнь-август - СЗ.

Средняя месячная и годовая температура воздуха сводится в общую таблицу 1.2

Таблица 1.2

Температура наружного воздуха, 0С
Средняя по месяцам
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
-20,7	-19,4	-10,2	-1,2	6,2	14,0	17,8	14,8	8,1	-0,5	-9,8	-18,4
Среднегодовая: - 1,6
Период со среднесуточной температурой воздуха
8 0С	10 0С
Продолжительность, сут.	Средняя температура, 0С	Продолжительность, сут.	Средняя температура, 0С
245	- 8,6	260	- 7,5

Продолжительность периода со среднесуточной температурой 0 ⁰С равная -12,7^оС составляет 189 суток.

Глубина промерзания глинистых и суглинистых грунтов составляет до 1,5 м.

Район, в котором планируется проектирование завода, оснащен автодорогами и железнодорожными путями. В связи с чем транспортные потоки сырья и вывоз готовой продукции не вызовут затруднений. По проекту на данный завод планируется завозить сырье как железнодорожным, так и автомобильным транспортом. Автомобильным транспортом намечается транспортирование местного сырья - песка и гравия, используемого в качестве заполнителя в бетонную смесь. Контроль качества используемых заполнителей планируется проводиться испытательным центром БрГУ находящегося непосредственно в городе Братске. Железнодорожным транспортом планируется завоз Темлюйского цемента.

Город Братск хорошо обеспечен топливно-энергетическими ресурсами (несколько теплоэнергоцентралей, гидроэлектростанция, многочисленные бензозаправки).

Многочисленные предприятия и организации города Братска (БЛПК, ГЭС, МУП АТП, ВСЖД, и т. д. и т. п.) располагают к сотрудничеству с проектируемым предприятием, не только по специализации производства, но и по совместному использованию транспортных путей, энергетических и коммунальных сетей, а также ремонтных баз.

1.3 Режим работы предприятия

Режим работы характеризуется количеством рабочих дней в году, количеством рабочих смен в сутки и количеством часов работы в смену. Произведением этих трёх показателей определяется номинальный годовой фонд времени работы предприятия.

Режим работы предприятий стройиндустрии регламентируется Общесоюзными нормами технологического проектирования (ОНТП).

Количество рабочих суток в году - 253

Количество рабочих смен в сутки - 2

Продолжительность рабочей смены - 8 ч.

Номинальный годовой фонд времени работы предприятия - 4048 часов.

1.4 Сырьевые материалы и полуфабрикаты

Выбор сырьевых материалов производится в соответствии с видом изготавливаемой продукции и номенклатурой изделий, техническими требованиями к ним, принятым способом производства и технологией изготовления конструкций.

Возможные виды сырья устанавливаются на основании изучения геолого-петрографических данных по нерудным материалам, характеристик продукции близлежащих карьеров и заводов. Для производства выбираются материалы, обеспечивающие получение сырьевых смесей и готовой продукции требуемого качества при оптимальных затратах труда и средств. При выборе материалов в первую очередь необходимо стремиться к использованию местных ресурсов, не требующих дальних перевозок, а также к использованию отходов и промежуточных продуктов местных предприятий.

На принятые материалы и полуфабрикаты приводятся необходимые технические характеристики и их соответствие действующим нормативным документам.

Изготовление плит лоджий планируется выпускаться из тяжелого бетона класса по прочности на сжатие при коэффициенте вариации 13,5% В 25 [8] в формах, обеспечивающих требования по качеству и точности изготовления плит.

Требования к бетону должны соответствовать ГОСТ-25697-83. Требования к морозостойкости и водонепроницаемости бетона по ГОСТ 13015.0. Марка по морозостойкости принимается F200, по водонепроницаемости W4. Плиты следует изготавливать из тяжелого бетона по ГОСТ 26633.

Высокой морозостойкостью обладают бетоны с плотной структурой на низкоалюминатном портландцементе.

В качестве связующего при производстве, планируется использовать Темлюйский портландцемент марки 400 без применения минеральных добавок. По минералогическому составу данный цемент относится к низкоалюминатным, содержащий C₃A-5%. Ориентировочная цена цемента М400 составляет 225,00 руб. за упаковку (50кг).

В качестве крупного заполнителя используется гравий с наибольшей крупностью 20мм, в качестве мелкого заполнителя - песок с модулем крупности 2,1. Гравий и песок планируется закупать у местного предприятия ОАО "Братскжелезобетон-1, комбинат" по оптовым ценам. Оптовая цена гравия включая НДС и НП за 1м³ составляет 350,00 руб.

Также при приготовлении бетонной смеси планируется применять воздухововлекающую добавку СНВ, поставляемую на завод со склада компании «ЯРХИМ» г. Ярославля.

Для армирования плит следует применять арматурную сталь следующих видов и классов:

- в качестве ненапрягаемой рабочей арматуры - стержневую арматуру класса А-III по ГОСТ 5781, классов Ат-IIIC, Ат-IVC и Ат-IV по ГОСТ 10884 и арматурную проволоку класса Вр-I по ГОСТ 6727, класса Врп-I по ТУ 14-4-1322-85;

- в качестве распределительной арматуры - арматурную проволоку класса Вр-I.

Требования к маркам сталей для арматурных и закладных изделий (в том числе монтажных петель), а также к защите от коррозии открытых поверхностей закладных изделий - по ГОСТ 13015.0.

Сварные арматурные и стальные закладные изделия должны соответствовать требованиям ГОСТ 10922. Вся арматура поставляетсяч на завод с Новокузнецка.

Все применяемые сырьевые материалы должны соответствовать определенной технической документации, сведенных в общую таблицу 1.3

Таблица 1.3

Наименование	НТД
Гравий	ГОСТ 8268
Песок	ГОСТ 10268-80
Цемент	ГОСТ 10178-85
Добавк СНВ	ТУ 81-05-75-74

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВНОГО ПРОИЗВОДСТВА

2.1 Проектирование технологической схемы производства

2.1.1 Выбор способа производства и его технико-экономическое обоснование

Разработка технологии основного производства определяет состав и условия разработки остальных производств.

Основными исходными данными для технологического проектирования являются заданная мощность предприятия, вид и номенклатура продукции, конструктивно-технологические особенности изделий, намечаемых к выпуску, качество сырьевых материалов.

Технико-экономическое обоснование способа производства продукции представляет собой элемент вариантного проектирования, при котором сравниваются несколько возможных способов производства одного и того же изделия.

С целью выявления экономически целесообразного варианта могут сравниваться между собой способы производства изделий или различные схемы технологического процесса, например: различные способы формования изделий, режимы тепловой обработки, способы армирования и натяжения напрягаемой арматуры, а также вариации в видах исходного сырья и полуфабрикатов.

На начальной стадии вариантное проектирование включает анализ существующих способов производства базового изделия, удовлетворяющих требованиям исходных данных проекта и современному уровню технологии. Возможные варианты способов производства устанавливаются на основе литературных данных и опыта работы передовых предприятий стройиндустрии. Эффективность одного из рассматриваемых вариантов производства оценивается по минимальным приведённым затратам на единицу продукции. Кроме того, дополнительно варианты можно сравнить по производительности, количеству основных рабочих, металлоёмкости производства и энергопотреблению.

При выборе способа производства для линий по производству железобетонных конструкций руководствуемся прил. 2 [1]. Для выбранных способов производства и методов формования базового изделия выполняются ориентировочные расчёты.

На предприятии изготавливаются железобетонные плиты лоджий из тяжёлого бетона М300. Могут быть использованы два способа производства: агрегатно-поточный и конвейерный.

Рассмотрим первый способ:

Агрегатно-поточный способ изготовления конструкций характеризуется расчленением технологического процесса на: отдельные операции или их группы; выполнением нескольких разнотипных операций на универсальных агрегатах; наличием свободного ритма в потоке; перемещением изделия от поста к посту; формы и изделия переходят от поста к посту с произвольным интервалом, зависящим от длительности операции на данном рабочем месте, которая может колебаться от нескольких минут (например, смазка форм) до нескольких часов (пост твердения отформованных изделий).

Агрегатно-поточный способ отличается также тем, что формы и изделия останавливаются не на всех постах поточной линии, а лишь на тех, которые необходимы для данного случая. Агрегатно-поточный способ организации производства характеризуется возможностью закрепления за одной поточной линией изделий, различных не только по типоразмерам, но и по конструкции. Эта возможность создается наличием на поточной линии универсального оборудования.

Межоперационная передача изделий на таких линиях осуществляется подъемно-транспортными и транспортными средствами. Для ускоренного твердения бетона при агрегатно-поточном способе обычно применяются камеры периодического или непрерывного действия.

Небольшой объем каждой секции камеры позволяет затрачивать минимум времени на загрузку и выгрузку изделий, а большое число таких секций создает условия для непрерывной подачи отформованного изделия в камеру твердения.

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.

План агрегатной линии

В состав технологической линии входят:

1- тракт подачи бетонной смеси из бетоносмесительного цеха в формовочный цех;

2- накопительный бункер;

3- бетоноукладчик;

4- виброплощадка;

5- пригруз (при необходимости дополнительного уплотнения более жесткой бетонной смеси);

6- ямные пропарочные камеры;

7- самоходная тележка для вывоза готовой продукции;

8- мостовые краны (минимум должно быть два крана);

9- площадка для складирования арматурных изделий;

10- пост подготовки форм;

11- зона, предназначенная для склада готовой продукции;

12- площадка для ремонта форм и оборудования, можно также использовать как пост распалубки.

Годовую производительность линии агрегатного способа производства определяют по формуле по формуле:

П_г.к. = (В•h•60•V•)/Т_ц.ф..,

где В - годовой фонд времени работы линии, сут.;

В = 253 сут, с учетом времени предназначенное для планового ремонта (7 суток);

h - количество рабочих часов в сутки, ч.;

h = 16 ч.;

V - объём одновременно формуемых изделий, м³;

Т_ц.ф.. - длительность ведущего элементного цикла , мин.;

Т_ц.ф. принимаем ориентировочно равным 30 мин. в зависимости от сложности профиля изделия и объема бетона в одной формовке по приложению 3 [1].

П_г.к. = (253•16•60•1.917)/30 = 15520,032 м³/год.

Количество тепловых агрегатов периодического действия (ямных пропарочных камер), при двухсменной работе формовочного поста равно:

n_k= h*T_ok*60 / 24* Т_ц.ф*m,

где T_ok - средняя продолжительность одного оборота камер (принимают 24 часами), ч;

T_ок=T_загр+T_тво+T_выгр

m - количество форм в одной камере, шт.

n_k=16*24*60 / 24*30*6 = 6 камер

Габаритные размеры камеры рассчитывают по следующим формулам:

- Длина камеры:

l_k= n*l_ф+(n+1)*l₁ ,

где n - количество форм, укладываемых по длине камеры, шт.;

n=1, так как длина формуемых изделий более 4 м;

l_ф - длина формы, принимаемая на 0.4 - 0.5 м больше длины изделий в форме, м.;

l_ф принимаем равным

4,48м+0,5м=4,98 м;

l₁ - расстояние между формой и стенкой камеры, равное 0.4- 0.5м;

l₁ принимаем равным 0.5 м.

l_k=1*4,98м+(1+1)*0.5м=5,98 м

- Ширина камеры:

b_k= n₁*b_ф+(n+1)*b ,

где n₁ - количество форм, укладываемых по шитине камеры

n₁=1, так как ширина формы более 2 м;

b_ф - ширина формы, принимаемая на 0.2 - 0.3 м больше ширины изделия в форме, м

b_ф принимаем равным

3,24м+0,3м=3,54 м;

b₁ - расстояние между формами и стенкой камеры, равное 0.35-0.4м;

b₁ принимаем равным 0.35 м.

b_k=1*3.54м+(1+1)*0.4м=4,34 м

- Высота камеры:

h_к =n₂(h_ф+h₁)+h₂+h₃

где n₂ - число форм по высоте камеры, принимаемое из условия, что высота камеры не должна превышать 3.5 м;

n₂ принимаем равным 6, т.е. в камере по высоте расположено 6 форм.

h_ф - высота формы, принимаемая на 0.15 - 0.2 м больше высоты изделия, м;

h_ф принимаем равной

0,16м+0,15м=0.31 м;

h₁ - расстояние между формами, равное 0.2 м;

h₂ - расстояние между нижней формой и дном камеры, равное 0.15 м;

h₃ - расстояние между верхним изделием и крышкой камеры, равное 0.05 м.

h_к =6*(0.31м+0.2м)+0.15м+0.05м=3.26 м.

Коэффициент загрузки камер равен:

К= n₀ *V_u/V_k,

где n₀ - количество изделий в камере, шт;

V_u - объём одного изделия, м³;

V_k - объём камеры, м³.

V_k =5,98м*4,34м*3.26м=84,6 м³,

V_u =4,48м*3,24м*0,16м=2,32м³,

К= 6*2,32м³ / 84,6м³=0.165

Количество форм для одной формовочной линии, оснащённой ямными камерами, вычисляют по формуле:

N_ф=1.05*h*T_оф*60 / Т_цф *24,

где 1.05 - коэффициент запаса форм на ремонт;

T_оф - средняя продолжительность одного оборота формы, равная 25 ч.

N_ф=1.05*16*25*60 / 30*24=35 форм

На выше приведенной схеме данной линии производится расстановка основных рабочих по технологическим постам с учетом опыта действующих предприятий и типовых проектов. Количество рабочих на данной линии равно 9-ти.

Общая металлоёмкость по каждому варианту рассчитывается как сумма металлоёмкости основного технологического оборудования и бортоснастки. Масса основного технологического оборудования приведена в прил. 7 [1].

Основное технологическое оборудование:

- Бетоноукладчик СМЖ-3507 А, масса=8.7 т;

- Виброплощадка СМЖ-187, масса=5.6 т;

- Накопительный бункер для подачи бетонной смеси с прицепом емкостью 3,4 м³, масса 2,87т;

- Установка для приготовления эмульсионной смазки СМЖ-18, масса=2,63т;

- Расходный бак для хранения и подачи эмульсионной смазки для форм 6943/10А, масса=0,33т;

- Распылитель 6943/9А, масса=0,0012т;

- Самоходная тележка СМЖ-151, масса=3,7 т;

- Траверса грузоподъемностью 1т. для арматуры, масса=0,55т;

- Мостовой кран грузоподъёмностью 10 т., масса=21 т. (два крана);

Суммарная металлоёмкость оборудования составляет 66.38 т.

Металлоёмкость формы рассчитывается по формуле:

М_ф = V_б * У_ф

где V_б - объём бетона, укладываемого в одну форму, м³

У_ф - удельная металлоёмкость форм, принимаемая по прил. 8 [1].

У_ф - для плит лоджий принимаем 1,8 т/м³

М_ф = 1.917м³ * 1,8т/м³= 3,4506 т.

Всего 35 форм, следовательно, общая металлоемкость форм составит:

М_ф = 3,451т* 35 = 120,785 т.

Общая металлоёмкость оборудования и форм вместе:

М_общ = 120,785т+ 66.38т = 187.165 т.

Удельный расход пара на 1 м³ пропариваемых изделий для основных видов тепловых агрегатов приведён в прил. 9 [1].

Для ямных пропарочных камер, применяемых на агрегатно-поточных линиях удельный расход пара составляет 170 кг/м³ .

При выборе виброплощадки необходимо учитывать ее грузоподъемность и габариты при условии, что интенсивность уплотнения будет соответствовать удобоукладываемости уплотняемой бетонной смеси. Требуемая грузоподъемность виброплощадки определяется по формуле:

Q_в = Q_ф + Q_б.с+Q_пр ,

где Q_ф - масса формы, рассчитанная по формуле 1[1], т;

Q_ф = 3,451т.

Q_б.с. - масса бетонной смеси, укладываемой в форму, т.

Для ориентировочных расчетов массу бетонной смеси можно принять, как произведение объёма изделия на плотность бетонной смеси, условно принимаем плотность бетонной смеси равное 2,4 т/м³.

Q_б.с. = 1,917м³ * 2.4 т/м³= 4,6008т.

Q_в = 3,451 + 4,6008=8,0518т.

Следовательно, выбранная выше виброплощадка грузоподъемностью 10т., подходит в данном случае.

Второй способ производства плит лоджий:

Конвейерный способ характеризуется следующими признаками: максимальное расчленение технологического процесса на операции, выполняемые на отдельных рабочих постах; перемещение форм и изделий от поста к посту с регламентированным ритмом.

Изделия в процессе обработки передаются конвейерным устройством пульсирующего действия, автоматически при этом создаются условия более полной синхронизации. Конвейерный метод организации производства характеризуется принудительным ритмом, т.е. перемещение формуемых изделий осуществляется в строгой последовательности через одни и те же формовочные посты, с определенной заданной скоростью передвижения. Это требует в качестве важнейшего условия комплексную механизацию операции с применением автоматического технологического оборудования. Обычно для межоперационного транспорта применяют механизированные транспортные средства линейного типа -- тележечные конвейеры, состоящие из определенного числа поддонов-тележек, которые перемещаются тяговой цепью по рельсовым путям.

Параллельно линии формования, но обычно в обратном направлении, осуществляется термовлажностная обработка изделий. Конвейеры бывают периодического и пульсирующего действия с цепным приводом или гидротолкателями и конвейеры непрерывного действия. Конвейерные линии периодического действия состоят из 8-12 технологических постов на формовочной ветви конвейера. В зависимости от вида устройства для тепловой обработки изделий конвейерные линии выполняют с камерами многоярусного, щелевого и ямного типов, а также с пакетирующими устройствами для бескамерной тепловой обработки изделий в термоформах. Линии также могут различаться в зависимости от формовочного оборудования. Как правило, каждая конвейерная линия специализируется на выпуске одного вида изделия. Конвейерный метод производства железобетонных изделий позволяет добиться комплексной механизации и автоматизации технологических процессов изготовления изделий, значительного повышения производительности труда и увеличения выпуска готовой продукции при наиболее полном и эффективном использовании технологического оборудования. Применение этого метода рационально при массовом выпуске изделий по ограниченной номенклатуре с минимальным числом типоразмеров.

План конвейерной линии и ориентировочная расстановка рабочих на постах:

В состав технологической линии входят:

1. Подъемник (передаточная тележка для подачи форм вагонеток из теплового агрегата на формовочную ветвь конвейера);

2. пост с оборудованием для открывания бортов форм (гидрозахваты);

3. кантователь в данном случае не применяется. Перевод в вертикальное положение производится без помощи кантователя;

4. пост чистки и смазки форм;

5. армирование;

6. пост закрывания бортов (гидрозахваты);

7. виброплощадка с вагонеткой на ней;

8. бетоноукладчик;

9. заглаживающая машина ( отделочная);

10. накопительный бункер;

11. Транспортер подачи бетонной смеси;

12. Снижатель (передаточная тележка для подачи форм вагонетки в тепловой агрегат)

13,14, 15- зоны для складирования комплектующих ( арматура, теплоизоляционные материалы, инструменты для столярных ремонтных работ);

16. склад готовой продукции;

17. тележка для вывоза готовой продукции.

Годовую производительность конвейерной линии пульсирующего или периодического действия можно рассчитать по формуле:

П_ч.к. = (В*h*60*V*б) / Т_р.к...,

где б - коэффициент, учитывающий уменьшение производительности из-за переналадки при изменение номенклатуры выпускаемой продукции;

Т_р.к - ритм движения конвейера, мин.,

Для конвейера:

В = 247 рабочих дней, с учетом запланированных дней на ремонтные работы (13 дней);

б = 0.9 по нормативным данным;

Т_р.к. = 25 мин по приложению 4, в зависимости от сложности изделия и объема бетона в одной формовке [1].

П_ч.к. =247*16*60*1.917*0.9 / 25 = 16364,13 м³/год

Требуемое количество форм (N_фк) определяют так:

N_фк = 1.05(N_а + N_т + N_у),

где N_а - количество форм на формовочной ветви конвейера (обычно равно количеству постов конвейера 8 - 12);

N_т - количество форм, находящихся в тепловом агрегате;

N_у - количество форм, находящихся на передаточных устройствах (чаще всего одна форма).

Количество форм, находящихся в тепловом агрегате, рассчитываем по формуле:

N_т = Т₀ * 60 / Т_р.к.. ,

где Т₀ - продолжительность тепловой обработки, ч (см. прил. 15) [1].

Для конвейерных линий традиционно применяют тепловые агрегаты непрерывного действия: щелевые, туннельные, вертикальные и др.

Т₀ =10 (3+5+2),

для проектного класса бетона В25.

N_у =1

N_т =10 * 60 / 25 = 24 формы;

N_фк = 1.05(8+24+1) = 35 форм

Необходимое количество тепловых агрегатов (щелей, ярусов, туннелей) для одной технологической линии вычисляют следующим образом:

Z = Т₀ * 60 / Т_р.к. * N₀

где N₀ -- количество форм, находящихся в одном тепловом агрегате.

N₀ = N_а = 8 форм

Z =10 * 60 / 25 * 8 = 3 тепловых агрегатов

Габаритные размеры теплового агрегата рассчитываются по следующим формулам:

Если длины теплового агрегата и формовочной ветви конвейера примерно равны, то

N₀ = N_а=8.

В этом случае длину камеры рассчитываем по формуле:

L_к=l_b*N_a+l_n(N_a - 1)+2*l_т ,

где l_b - длина формы-вагонетки, м.( желательно применять стандартные размеры 7,2*3,6*0,5 или к размерам изделия добавить на 0,5 м больше)

l_n - расстояние между формами-вагонетками, м.;

l_n = 0.3 - 0.5 м при использовании цепного привода конвейера,

l_n = 0, если применяют толкатели;

l_т - расстояние между торцом камеры и крайней формой, м (l_т = 0.4 - 0.5 м).

Принимаем: l_b = 7,2 м.; l_n = 0.4 м.; l_т = 0.45 м.

L_к= 7,2 * 8 + 0.4(8 - 1) + 2 * 0.45 = 61,3 м

Ширину теплового агрегата определяем по формуле:

В_к = ( в_в + в_р )К + (К + 1) в_с ,

где в_в - ширина формы-вагонетки или колеи конвейера, м;

в_р- расстояние между бортом вагонетки или осью рельса и стенкой камеры, м, (в_р = 0.2м);

К - количество тепловых агрегатов, размещаемых в горизонтальной плоскости формовочного цеха, шт.;

в_с - толщина стенки камеры, м (в_с = 0.2 м).

Принимаем:

в_в = 3.6м+0,4 м=4м.

Так как все тепловые агрегаты размещаются в горизонтальной плоскости, следовательно,

К = Z = 3 шт.

В_к = (4 + 2*0.2)3 + (3+1)0.2 = 14,0 м

Высоту камеры рассчитываем по формуле:

H_к = (h_в + h_р + h_з)М + (М + 1) h_n ,

где h_в - высота вагонетки, м;

h_р - высота рельса, м (h_р = 0.2м);

h_з - зазор между верхом вагонетки и перекрытием камеры, м, (h_з = 0.1 м);

М - количество тепловых агрегатов, размещаемых в вертикальной плоскости, шт.;

h_n - высота перекрытия камеры, м (h_n = 0.2 м).

Принимаем: h_в = 0.51 м.

Так как все тепловые агрегаты размещены по горизонтали, М = 1.

H_к = (0.5 + 0.2 + 0.1)1 + (1 + 1)0.2 = 1.2м.

Общая металлоёмкость по конвейерному производству рассчитывается как сумма металлоёмкости основного технологического оборудования и бортоснастки. Масса основного технологического оборудования приведена в прил. 7 [1].

Основное технологическое оборудование:

- Бетоноукладчик СМЖ-3507А, масса=8.7т.

- Виброплощадка СМЖ-187, масса=5.6 т.

- Накопительный бункер для подачи бетонной смеси с прицепом емкостью 3,4 м³, масса 2,87т;

- Установка для приготовления эмульсионной смазки СМЖ-18, масса=2,63т;

- Расходный бак для хранения и подачи эмульсионной смазки для форм 6943/10А, масса=0,33т;

- Распылитель 6943/9А, масса=0,0012т;

- Самоходная тележка СМЖ-151, масса=3,7 т;

- Привод конвейеров СМЖ-3005 Б, масса=6,1т;

- Траверса грузоподъемностью 1т. для арматуры СМЖ-52, масса=0,55т;

- Мостовой кран грузоподъёмностью 10 т., масса=21 т. (два крана);

- Рельсы подъемные СМЖ-255, масса=3,05т.;

- Подъемник (20т) СМЖ-3008, масса=57 т.;

- Снижатель грузоподъемностью СМЖ -300920т., масса=73,5 т.;

- Устройство для открывания бортов СМЖ-3002, масса=5.9 т.

- Устройство для закрывания бортов СМЖ-3004, масса=5.6 т.

Суммарная металлоёмкость оборудования составляет 220.13 т.

Металлоёмкость формы рассчитывается по формуле:

М_ф = V_б * У_ф * К

Где V_б - объём бетона, укладываемого в одну форму, м³

У_ф - удельная металлоёмкость форм, принимаемая по прил. 8 [1].

У_ф для плит лоджий составляет 1,8 т/м³ ,

К - повышающий коэффициент, равный 1.3 для конвейерного производства.

М_ф = 1.917м³ * 1,8т/м³* 1.3 = 4.49 т.

Всего 35 форм, следовательно:

М_ф = 4.49т * 35 = 157,15 т.

Общая металлоёмкость:

М_общ = 157,15т + 220.13т = 377.28 т.

Удельный расход пара на 1 м³ пропариваемых изделий для основных видов тепловых агрегатов приведён в прил. 9 [1]. Данный фактор является одним из немаловажным при сравнении различных линий производства, так как ускоренный метод твердения бетона является обязательным технологическим переделом. Максимальная продолжительность и энергоемкость тепловой обработки в структуре производства изделий позволяет рассматривать ее как один из критериев энергоемкости всего производства.

Для щелевых камер непрерывного действия удельный расход пара составляет 200 кг/м³

Результаты предварительных расчетов по технико-экономической оценке выбранных вариантов сводятся в общую таблицу:

Таблица 3. Технико-экономические показатели сравниваемых технологических линий

Технико-экономические показатели	I вариант (Агрегатный способ производства)	II вариант (Конвейерный способ производства)
1	2	3
Годовая производительность, м3/год	15520,03	16364,13
Количество основных рабочих, чел.	9	13
Металлоёмкость, т	187.165	377.28
Удельный расход пара на 1 м3 пропариваемых изделий, кг/м3	170	200
Трудоёмкость продукции, чел•ч/м3	2,38	3,13
Удельная металлоёмкость продукции, т/м3	0,012	0,023

Анализируя полученные данные можно сделать вывод, что рациональней будет использовать агрегатно-поточный способ производства, который отличается минимальными удельными показателями на единицу продукции.

Агрегатный способ отличается высокой производительностью, эти линии гибкие и маневренные, на этих линиях можно выпускать широкую номенклатуру продукции. Гибкость агрегатной технологии путём смены и переналадки оборудования позволяет производить другие типы изделий; при относительно несложном технологическом оборудовании получать высокий съём продукции с 1м³ пропарочных камер, значительно уменьшать трудоёмкость производства и снижать себестоимость продукции. Достаточно высока степень механизации этой линии.

Агрегатный способ производства также имеет некоторые недостатки: множество крановых операций, со встречными возвратными потоками, опасные условия труда. Автоматизация невозможна из-за отсутствия передаточных механизмов. Отсутствие единого ритма приводит к неравномерной загрузке постов. Все это приводит к снижению производительности.

Поточно-агрегатный способ соответствует больше всего условиям мелкосерийного производства на заводах средней и небольшой мощности. Этот способ предпочтителен для изготовления изделий длиной до 12м, шириной до 3м и высотой до 1м, хотя в отдельных случаях можно изготавливать изделия и больших размеров.

2.1.2 Разработка организационно-технологической структуры процесса

Для выбранного агрегатно-поточного способа производства весь технологический процесс расчленяем на отдельные операции и устанавливаем последовательность их выполнения.

После установления пооперационного состава процесса и выбора наиболее рациональной организационной структуры отдельные операции группируем в элементные циклы и выбираем ведущий.

Ведущим считается элементный цикл, в котором занята основная часть рабочих и оборудования, а состав операций и их длительность не могут быть значительно изменены в силу технических причин. Таковым принимаем цикл формования.

Технологические операции последовательно выполняют на нескольких технологических постах. Для соблюдения этой последовательности форму передают от одного поста к другому с помощью мостового крана. Часть операций выполняют одновременно с другими, например, распалубку изделий, осмотр и подготовку форм осуществляют по времени с формованием изделия.

Компоновка технологической линии не должна иметь пересекающиеся или встречные производственные потоки, число перегрузок подаваемых материалов, особенно бетонной смеси, изделий и форм; расстояния их транспортирования должны быть минимальными.

Изделие, прошедшее тепловую обработку, краном перемещается на пост распалубки. После распалубки готовое изделие краном передаётся на пост отделки и приёмки и далее самоходной тележкой отправляется на склад готовой продукции. Форма краном перемещается на пост подготовки форм, где чистится, смазывается, армируется и собирается. Затем форма краном передаётся на виброплощадку. Параллельно бетонная смесь из накопительного бункера перемещается в бетоноукладчик, который затем отправляется к посту формовки и закладывает бетонную смесь в форму в 2 приёма, при одновременном уплотнении виброплощадкой. Заглаживание поверхности изделия осуществляется виброрейкой, смонтированной на бетоноукладчике. Отформованное изделие краном подаётся на тепловую обработку в ямную пропарочную камеру. Далее идёт повторение цикла.

Организационно-технологическая структура агрегатного способа производства плит лоджий:

I -пост подготовки форм;

II- пост армирования;

III- пост формования;

IV- пост ускоренного твердения;

V- пост отделки, комплектации и приемки готовой продукции.

Распалубка может проходить на посту чистки и смазки форм.

2.1.3 Выбор технологических режимов

Качественные характеристики технологического процесса обеспечиваются строгим соблюдением режимов выполнения основных технологических переделов и операций.

При производстве железобетонных конструкций необходимо рассмотреть вопрос проектирования состава бетона.

Как уже отмечалось выше плиты лоджий выпускаемые на планируемом предприятие будут изготавливаться из тяжелого бетона М300. Требования к бетону были описаны выше.

Выбор материалов для бетона должно обеспечивать выполнение технических требований к бетону, установленных настоящим стандартом.

Основные характеристики вяжущего вещества

Выбор вида цемента и его марки производится в зависимости от условий работы конструкций и требований к бетону по прочности. Рекомендуемая марка портландцемента составляет М400 по табл. 3.3 [2].

Для изготовления сборных железобетонных конструкций преимущественно следует применять быстротвердеющий портландцемент. Применение быстротвердеющего портландцемента наиболее эффективно в тех случаях, когда нарастание прочности бетона в ранние сроки твердения может быть использовано для ускорения процессов производства сборного железобетона.

Используемый при приготовление бетонной смеси Темлюйский портландцемент имеет следующий минеральный состав:

- C₃S=57% (Алит);

- C₂S=20%(белит);

- C₃A=5%(трехкальциевый алюминат);

- C4AF=17% (четырехкальциевый алюмоферит).

Истинная плотность с =3100 кг/м³ .

Насыпная плотность с =1300 кг/м³ .

Отсюда можно сделать вывод, что портландцемент является высокоалитовым и низкоалюминатным цементом, т.к. в цементе преобладает содержание алита, он является быстро твердеющим гидравлическим вяжущим высокой прочности и морозостойким.

Основные характеристики крупного заполнителя

В качестве крупного заполнителя используется гравий с наибольшей крупностью 20мм. Зерновой состав крупных заполнителей регламентируется ГОСТ 10268-70 табл.4.1. Вредных примесей в заданном гравии: пылеватых - 0,8%, карьерная влажность задана W=6.4%, в связи с этим будут использоваться бункеры хранения заполнителей с подогревом, где гравий будет высушиваться до W=2%. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в крупном заполнителе не должно превышать 35% по массе. Крупные заполнители должны иметь среднюю плотность от 2000 до 2800 кг/куб. м. В данном случае истинная плотность гравия равна 2700 кг/м³. Насыпная плотность гравия - 1400 кг/м³.

Основные характеристики мелкого заполнителя

В данном проекте используется песок, полный остаток которого на сите N 0,63 составляет 45%.

Для условного выражения зернового состава песка пользуются модулем крупности М_к, Модуль крупности песков может колебаться от 2,1 до 3,25. В данном проекте используется песок с модулем крупности 2,1. Следовательно, данный песок можно охарактеризовать, как средний. Насыпная плотность песка составляет 1600 кг/м³. Истинная плотность - 2700 кг/м³, В_п=6%.

Основные характеристики добавки

При выборе добавки, целесообразности ее применения в заданных условия использовалось пособие по применению химических добавок при производстве сборных железобетонных конструкций и изделий (к СНиП 3,09,01-85). Целесообразность применения добавок в бетонах определяется достижением различных технологических и экономического эффектов при эксплуатации изделий и конструкций. Оптимальное количество добавок устанавливается экспериментально при подборе состава бетона

В тяжелом бетоне добавку рекомендуется применять в данном случае с целью улучшения технологических свойств бетонной смеси (повышения удобоукладываемости, однородности, связности и нерасслаиваемости); повышения морозостойкости. Исходя из этого рациональным и эффективным является использование воздухововлекающей добавки СНВ. СНВ - коричневый порошок, медленно растворимый в воде, на основе натриевых солей абиетиновой кислоты.

Назначение режима тепловой обработки. Режим тепловой обработки бетонов с добавками, как правило, должен быть не более продолжительным, чем для бетонов без добавки.

Режим тепловой обработки бетона, с воздухововлекающими добавками как правило, не должен отличаться от применяемого для бетона без добавки, поэтому принимается как взятое ранее.( исходя из п.5.3 используемого пособия).

В связи с применением добавки в бетоносмесительных цехах и установках предусматриваются дополнительные объемные дозаторы типа ДОП6-12Ц4 табл. 27.10.[2].

2.1.3 Подбор состава бетона

Определяем расход основных сырьевых материалов на 1 м³ бетона.

1. Определяем В/Ц в зависимости от требуемой прочности. Т.к. бетон высокопрочный определяем значение В/Ц по следующей формуле:

В/Ц = А•R_ц/(R_б + 0.5А•R_ц);

где А₁ - коэффициент, учитывающий влияние заполнителей и других факторов на прочность бетона. Для рядовых материалов так как в качестве крупного заполнителя используется гравий А = 0,6 по табл.5.1 [3];

R_ц - прочность портландцемента, определенная по ГОСТ 310.4-81;

R_б - прочность бетона в возрасте 28 сут.

В/Ц = 0.6•400/(300 + 0.5•0.6•400) = 0.57.

2. Определяем расход воды в зависимости от требуемой подвижности бетонной смеси. Т.к. требуемая подвижность бетонной смеси П₁ по прил.10 [1], Д_наиб = 20 мм и М_кр = 2,1 , то расход воды составляет: В = 175 л по прил.11 [1].

3. Определяем расход цемента.

,

Ц=175/0,57=307кг/м³

4. Определяем объем цементного теста в бетонной смеси по следующей формуле:

V_ц.т.= Ц/с_ц +В/ с_в;

где _ц и _в - плотность цемента и воды соответственно, кг/м³.

V_ц.т.=307 /3100 + 175/1000 = 0,274 м³

5. Определяем объем заполнителей в бетонной смеси:

V_зап.= 1- V_ц.т

V_зап = 1- 0,274= 0.726 м^3.

6. Для определения расхода заполнителей необходимо решить следующую систему уравнений:

V_зап.= П/ с_п + Щ/ с_г

r = Г/Г+П

где _п и _щ - плотность песка и гравия соответственно, кг/м³;

r - содержание песка в смеси заполнителей.

Определяем методом интерполяции рекомендуемое значение r в зависимости от вида заполнителя, его наибольшей крупности и расхода цемента по прил.12 [1]:

300 - 0,38

400 - 0,36

100 - 0,02

7.0 - х

х = 0,0014

r = 0,38-0,0014=0,379

0,726= П/2700 + Г/2700

0,379 = П/Г+П

В результате решения данной системы получили: П = 742,7 кг/м³ и Г= 1217,5 кг/м³.

Состав:

- Ц = 307 кг/м³;

- В = 175 л/м³;

-П = 742,7 кг/м^3;

- Г = 1217,5 кг/м^{3 ;}

с_б.с. = 307+175+742,7+1217,5=2442,2 кг/м³

Сумма абсолютных объемов компонентов бетона равна 1м³ (1000л):

(Ц/ с_ц)+В+(П/ с_п)+(Г/ с_г)=1000;

(307/ 3,1)+175+(742,7/ 2,7)+(1217,5/ 2,7)=1000 л.

Приготовление водных растворов добавок и бетонной смеси.

Приготовление бетонной смеси с добавками от приготовления обычного бетона отличается тем, что в бетоносмеситель вместе с водой затворения подается необходимое на замес количество добавки, установленное при подборе состава бетона.

Для введения необходимого количества водорастворимых добавок в бетонную смесь заранее приготовляются водные их растворы рабочей концентрации. Концентрацию рабочего раствора добавки СНВ принимаем равной К=2 % по [4]. Дозировка добавки в расчете на сухое вещество на замес с минимальным расходом цемента принимаем Д=0,01 по табл.6 [7].

Расход раствора добавки рабочей концентрации А, л, на 1 м³ бетона определяется по формуле

А = ЦС/КП,

где Ц - расход цемента на 1 м³ бетона, кг;

С - дозировка добавки, % массы цемента;

К - концентрация рабочего раствора, %;

П - плотность рабочего раствора, равное 1,005г/см³ по прил.2 [7].

А = (307г/м3*0,01%)/(2%*1,005г/м³)=1,527кг/м³,

...