Размещено на http://allbest.ru

Введение

Задача данного курсового проекта заключается в разработке цеха теплоизоляционного пенобетона производительностью 35000 м³ в год на основе вяжущего: портландцемента, и заполнителя: песка. Плотность бетона 400 кг/м³. Способ твердения - пропаривание.

Разработка данной курсовой работы ставит перед нами задачу проектирования отдельного цеха, производящего пенобетонные изделия и разработку технико-экономических показателей при выборе пенообразователя и подборе оборудования для производства пенобетона.

Сегодня повсеместно износ производственных корпусов предприятий и жилых зданий достиг критической величины, вопросы экономичной и надежной реконструкции фасадов, кровель административных и жилых зданий приобретают все большую остроту. Применение растущего газобетона позволяет с наименьшими затратами укрепить панели корпусов и фасады зданий, значительно увеличив срок их эксплуатации, без ежегодных "косметических" ремонтов. Этот материал практически вдвое легче керамзитобетона, обладает при низкой плотности достаточно высокой прочностью (3,0-6,0 МПА). Высокая теплоизоляция достигается благодаря особой пори стой структуре: стена из пористо го неавтоклавного монолита толщиной 350 мм соответствует по теплоизоляции кирпичной в 1200 мм. Морозостойкость ячеистого бетона - более 75 циклов по лабораторным данным и более 200 циклов по расчетным.

1. Основные свойства сырья и её свойства

Классическая технология получения пенобетона заключается в смешивании заранее подготовленной пены с растворной смесью. Концентрат пенообразователя и воду для приготовления раствора пенообразователя дозируют по объему. Т.е., разводят определенное количество пеноконцентрата в воде; обычно пеноконцентрат разводится в объеме равном 1,5-3% от объема воды (в зависимости от марки пеноконцентрата). Готовый раствор перемешивают, получая пенообразователь для пенобетона. Пенообразователь поступает в пеногенератор для получения пены. В бетоносмеситель загружают воду, цемент и песок - по массе и подготавливают растворную смесь. Затем в бетоносмеситель подается пена из пеногенератора и перемешивается в течение 3.5 минут. Далее пенобетон, приготовленный в бетоносмесителе, транспортируется, посредством гибкого рукава, к месту укладки, в формы или опалубку.

Ориентировочный расход компонентов на 1м3 пенобетона*.

* Расход пеноконцентрата зависит от его марки, и не превышает 2 кг на 1 м3 пенобетона.

Компоненты, необходимые для получения пенобетонной смеси.

Цемент

Портландцемент, рекомендуемая марка цемента - 400 и выше.

Заполнители

Крупные заполнители

Щебень, гравий в качестве тяжелого заполнителя не требуются. Возможно добавление легкого заполнителя (например, керамзит), тогда прочность пористого бетона при той же объемной плотности может возрасти на 100-200%.

Мелкие заполнители

Как правило, для приготовления бетонной смеси плотностью до 400-600 кг/м3 (для кровельных и половых изоляционных покрытий) песок не используется. Начиная с плотности пенобетона 600 кг/м3, в качестве мелкого заполнителя используются природные или дробленые пески. Предпочтительнее применять речной песок. Он должен быть чистым, без каких-либо включений. Для укладки применяются пески мелкой фракции 0-0,2 мм. Глинистых включений не должно быть более 2-3%.

Вода

При изготовлении пенобетона рекомендуется применять питьевую воду, без какой-либо проверки. Содержание воды в пористом бетоне складывается из расчетного количества, необходимого для затворения раствора, и воды, содержащейся в пене. Перед добавлением пены водоцементное отношение раствора должно составлять минимум 0,38. Слишком низкое значение водоцементного отношения может явиться причиной получения изделия с более высокой, чем заданная, объемной плотностью. Это обусловлено тем, что бетон будет забирать из пены необходимую для химических и физических взаимодействий воду, вызывая частичное разрушение пены, т.е. снижение ее объема в пенобетонной смеси. Оптимальное соотношение - в интервале от 0,4 до 0,45. Температура воды не допускается выше +25°С.

Пенообразователь

Пенообразователь - белковое химическое соединение. В России производится на нескольких заводах под разными марками и с небольшими отклонениями по техническим характеристикам и ценам.

Для приготовления клееканифольного пеноконцентрата используются следующие материалы:

1. Канифоль сосновая ГОСТ-19113-84 ~150 г;

2. Клей костный ГОСТ-2067 ~100 г;

3. Едкий натр ГОСТ-4328-77 ~ 20 г.

Полученный пеноконцентрат должен храниться в герметично закрытых деревянных или пластмассовых бочках, укрытых от прямых солнечных лучей, при температуре не выше +30°С. Пеноконцентрат выдерживает понижение температуры до 5°С. Срок его хранения с момента приготовления составляет 15-30 суток. Для информации: производимые серийно на специализированных предприятиях концентраты пенообразователей имеют гарантированный срок хранения 12-18 месяцев. [8]

Пенообразователь ПБ-Люкс. По сравнению с другими пенообразователями, предлагаемыми на рынке для производства пенобетона имеет мало отличий, только для пенообразователя ПБ-Люкс в требованиях ТУ заложена наиболее важная характеристика пенообразователя - стойкость пены в технологической среде, подтверждаемая для каждой партии. Она составляет 0,95-0,98. Именно эта характеристика позволяет объективно оценить технологические свойства пенообразователя.

Также на рынке существуют пенообразователи "PB-2000", "Морпен", "Ареком" и др. В конечном итоге, нужно ориентироваться на тот пенообразователь, который обходится дешевле всего.

Твердение пенобетона и уход за ним

Литому пористому бетону, как и любому другому, связуемому цементом, необходимо создать температурно-влажностный режим. Это служит, с одной стороны, для поддержания процесса гидратации цемента, набора прочности, с другой стороны, снижает температуру экзотермии, препятствует образованию трещин в бетоне.

С этой целью рекомендуется сразу же после укладки смеси накрывать бетонную поверхность полиэтиленовой пленкой. При естественном твердении в нормальных условиях (t=22°С) пенобетон через 7 суток набирает 55-70% марочной прочности. Отпускная прочность сборных элементов - 70-80% от проектной марки. Монтаж можно начинать по истечении 3-4 недельной выдержки элементов на воздухе со дня их изготовления.

Известь

Известь - кипелку следует применять не ниже 3-го сорта, удовлетворяющую требованиям ГОСТ 9199-77, а так же дополнительным требованиям: содержание активных Ca·MgO должно быть не менее 70%, "пережога" не более 2%; скорость гашения 5-15 мин. Удельная поверхность извести должна быть 5500-6000 см²/гр., содержание гидратированных частиц должно быть менее 3%. [1]

Химические добавки

Химические добавки и поверхностно активные вещества (ПАВ), применяемые для регулирования процесса структурообразования, нарастания пластической прочности и ускоренного твердения ячеистой смеси, а также для её пластификации, должны удовлетворять требованиям ГОСТ 4013-74, ГОСТ 5100-73. [1]

Смазка для форм ОЭ-2

Обратная эмульсия (тип "вода в масле") применяется для смазки форм при изготовлении пенобетонных изделий. Она состоит из: эмульсии оэ-2 (20%) и насыщенного раствора извести (80%). Смазка должна быть постоянной по составу и хорошо удерживаться на вертикальной поверхности форм.

2.Номенклатура и её свойства

Ячеистый бетон неавтоклавный, монолитный, растущий, водостойкий легко обрабатывается и существенно сокращает расходы на подготовку и производство работ. Совокупность этих свойств и характеристик обеспечивает возможность широкого применения в строительстве. Применяя поризованный монолит, можно быстро и качественно вести работы по восстановлению и ремонту стен зданий без демонтажа ограждающих стеновых плит, фундаментов, цоколя, фасадов, полов. Технология проста: жидкий раствор поризованного неавтоклавного монолита ячеистого бетона заливается в опалубку, где он заполняет все пустоты и трещины, расширяется и таким образом надежно герметизирует и восстанавливает разрушенный фундаментный и стеновой камень. Подготовка раствора занимает 10 минут при плюсовой температуре и требует использования всего только 4-х компонентов: воды, цемента и специально сбалансированного порошкообразного порообразователя, а также мелкого заполнителя. [1]

Пенобетон в промышленном и гражданском строительстве применяется для:

1) возведения наружных стен;

2) возведения внутренних перегородок;

3) утепления кровель, чердачных помещений;

4) звукоизоляции и теплоизоляции междуэтажных перекрытий (пенобе тон вместо керамзита);

5) изготовления изделий (блоки стеновые, термовкладыши, плиты пере городочные и т.п.);

6) теплоизоляции трубопроводов.

Рис.1 Блоки из пенобетона

По технологической линии данного производства изготавливаются теплоизоляционные плиты из пенобетона по ГОСТ 5742-76 "Изделия из ячеистых бетонов теплоизоляционные".

Таблица 1. Ассортимент выпускаемых изделий

3.Технологическая схема процесса и описание

Технология представляет собой производство лёгких ячеистых бетонов с помощью добавки к цементно-песчаной смеси пены. Способ позволяет получать широкий диапазон плотностей бетонов путём изменения дозировки пены непосредственно на месте проведения строительных работ. Полученный пенобетон в равной степени приемлем как для заливки бетонных конструкций непосредственно на строительной площадке, так и для производства сборных элементов на полигонах и заводах железобетонных изделий, как с естественным твердением, так и с теплообработкой. Использование пенобетона предоставляет строительным фирмам массу преимуществ в сравнении с традиционными строительными материалами: не требуется щебень, гравий, керамзит, известь; применяется природный, а не молотый песок; высокая подвижность смеси (более 60 см) позволяет заливать любые формы, скрытые полости; не требуется вибрация укладываемой смеси, что позволяет заливать тонкие внутренние перегородки (50мм) в вертикальную опалубку; лёгкая, не требующая высоких инвестиционных затрат, организация выпуска сборных пенобетонных изделий на действующих предприятий стройиндустрии (достаточно приобретения пеногенератора и расходного материала - пеноконцентрата); применение бетононасосов устраняет трудоемкий процесс - распределение бетонной смеси по заливаемой конструкции, в 3-4 раза по сравнению с крановой укладкой снижаются трудозатраты.

Использование пенобетона позволяет выполнить новые, более жесткие нормативы, предъявляемые к теплосохраняющим свойствам строений. Высокие теплоизолирующие свойства пенобетона обусловлены уникальностью порообразования, так как поры равномерно распределены по всему бетонному массиву, имеют одинаковые размеры и 97-процентную закрытость. Построенное из пенобетона жилье обладает повышенной комфортабельностью и эксплуатационными свойствами: прохладой в летний зной; отсутствием "мостиков холода; отличной звукоизоляцией - 60 дБ; идеальной поверхностью под любой вид декора; высокой огнестойкостью, хорошей гвоздимостью стен.

Вследствие высоких теплоизоляционных свойств, стены из пенобетона могут изготавливаться с меньшими толщинами. Весь процесс приготовления пенобетона на основе классической технологии с использованием пеногенератора, применяемой во всем мире, состоит из 4 основных технологических этапов:

1. Запустили смеситель, на вращающийся вал смесителя загрузили: воду + цемент + песок. Приготовили цементно-песчаный раствор (~3-4 минут);

2. Не останавливая смеситель подаем пену из пеногенератора заданной плотности до полного объема (~1 минута и менее);

3. Перемешиваем до однородной массы (~1-2 минуты);

4. Закрываем горловину, подаем в смеситель, сжатый воздух, транспортируем смесь к месту укладки (формы, наливной пол и др.) (3-4 минут).

Полный технологический цикл составляет примерно ~7-12 минут (зависит от проф. подготовки персонала), от этого и складывается производительность оборудования: другими словами, если мы имеем смеситель 500 литров то при цикле 7-12 минут - 5-8 замесов в час - производительность составит 2,5-4 м. куб/час. Это реальные данные. Если у производителей оборудования, вы встречаете производительность значительно выше - знайте это не реально. Это либо: производитель сам никогда не производил пенобетон или специально искажает данные для привлечения покупателей обманным путем.

Стены из пенобетона, в зависимости от требований заказчика, можно штукатурить или сразу же красить или заклеивать обоями. Фасады из пенобетона можно обрабатывать любым удобным или экономичным способом, например:

окрашивать водоустойчивой дисперсионной фасадной краской; наносить тонкий слой высококачественной штукатурки; наносить грунтовку, смешанную с песком; укладывать в форму перед заливкой облицовочную плитку; наносить на свежезалитые панели фактурный слой из гальки, мраморной крошки и т.д.; добавлять красящие пигменты при приготовлении пенобетонной смеси.

4. Технологическая часть

4.1 Режим работы цеха

Режим работы цеха определяется количеством рабочих дней в году, количеством часов работы в смену. Режим работы выбирается по нормам технологического проектирования предприятий (ОНТП-07-85):

количество рабочих дней в году составляет 252;

количество смен в сутки составляет 2;

количество часов работы в смену составляет 8.

Затраты времени на ремонт оборудования составляет 20 суток в год.

4.2 Производительность цеха

Производительность цеха рассчитывается исходя из принятого режима работы и программы цеха. Следует учитывать вероятность появление брака, которая составляет 1-2% от выпускаемой продукции. Результаты расчет сведены в таблицу 3.

Таблица 3

Таблица 5. Потребность цеха в сырьевых материалах

3. Размер партии устанавливают в количестве сменной выработки предприятия изготовителя, но не более 50 м³.

4. Основные параметры изделий, требований к внешнему виду, плотность, предел прочности при сжатии, влажность и однородность структуры определяют для каждой партии изделий. Определение предела прочности на изгиб и теплопроводности производят два раза в год.

5. Потребитель имеет право производить выборочную контрольную проверку соответствия изделий требованиям ГОСТ 5742-76.

6. Для проверки внешнего вида, однородности структуры, формы и размеров от каждой партии отбирают образцы в количестве 2% от партии, но не менее 10 шт.

7. Из числа изделий, удовлетворяющих требованиям стандарта по внешнему виду, форме и размерам, отбирают одно изделие для определения плотности, прочности при сжатии и изгибе.

8. При неудовлетворительных результатах контроля хотя бы по одному из показателей, проводят повторную проверку по этому показателю удвоенного количества образцов, взятых от той же партии.

При неудовлетворительных результатах повторного контроля партия изделий приемке не подлежит.

Если при проверке изделий, которым в установленном порядке присвоен государственный Знак качества, окажется, что изделия не удовлетворяют требованиям ГОСТ 5742-76 хотя бы по одному показателю, то изделие приемке по высшей категории не подлежит.

Требования, предъявляемые к маркировке, хранению и транспортированию изделий:

1. Изделия должны храниться в контейнерах рассортированными по маркам и уложенными на ребро вплотную одно к другому не более чем в четыре ряда по высоте. При отсутствии контейнеров изделия хранятся в штабелях не более чем в шесть рядов по высоте. Под каждый ряд изделий должны быть уложены деревянные прокладки толщиной не менее 25 мм и шириной не менее 70 мм.

2. На каждом контейнере или штабеле должна быть прикреплена бирка или поставлен несмываемой краской штамм с указание условного обозначения изделий и государственного Знака качества на тех изделиях, которым в установленном порядке он присвоен.

3. При перевозке без контейнеров изделия должны быть уложены на торец вплотную один к другому продольной ось по направлению движения не более чем в четыре ряда по высоте.

4. Изготовитель должен гарантировать соответствие изделий требованиям ГОСТ 5742-76 при соблюдении потребителем условий хранения и транспортирования, установленных настоящим стандартом, и сопровождать каждую партию паспортом, в котором указывается:

а) наименование и адрес предприятия изготовителя;

б) номер и дата составления паспорта;

в) наименование, условное обозначение и количество изделий;

г) результаты физико-механических испытаний.

5. При погрузке, выгрузке, хранении и транспортировании должны быть приняты меры, предохраняющие изделие от воздействия атмосферных осадков, почвенной влаги и повреждений.

7. Требования безопасности производства, охрана труда и окружающей среды

Безопасность в производстве изделий должна быть обеспечена выбором соответствующих технологических процессов, приемов и режимов работы производственного оборудования, рациональным его размещением, выбором рациональных способов хранения и транспортирования исходных материалов и готовой продукции, профессиональным отбором и обучением работающих и применением средств защиты. Производственные процессы должны соответствовать ГОСТ 12.3.002-75, а применяемое оборудование - ГОСТ 12.2.003-74.

Способы безопасного производства погрузочно-разгрузочных и складских работ должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.3.009-76. Порядок и способы безопасного производства работ должны быть изложены в технологических картах.

При производстве работ в цехах предприятий следует соблюдать правила пожарной безопасности в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-76. Следует также строго соблюдать требования санитарной безопасности, взрывобезопасности производственных участков, в том числе связанных с применением веществ, используемых для смазки форм, химических добавок, приготовлением их водных растворов и бетонов с химическими добавками.

Концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны, его температура, влажность и скорость движения не должны превышать установленных ГОСТ 12.1.005-76. Во всех производственных и бытовых помещениях следует устраивать естественную, искусственную или смешанную вентиляцию, обеспечивающую чистоту воздуха.

Уровень шума на рабочих местах не должен превышать допустимый ГОСТ 12.1.003-83. Для снижения уровня шума следует предусматривать мероприятия по ГОСТ 12.1.003-83 и СНиП П-12-77.

Уровень вибрации на рабочих местах не должен превышать установленный ГОСТ 12.1.012 - 78. Для устранения вредного воздействия вибрации на работающих необходимо применять специальные мероприятия: конструктивные, технологические и организационные, средства виброизоляции и виброгашения, дистанционное управление, средства индивидуальной защиты.

Естественное и искусственное освещение в производственных и вспомогательных цехах, а также на территории предприятия должно соответствовать требованиям СНиП 11-4-79.

При производстве изделий следует применять технологические процессы, не загрязняющие окружающую среду, и предусматривать комплекс мероприятий с целью ее охраны. Содержание вредных веществ в выбросах не должно вызывать увеличения их концентрации в атмосфере населенных пунктов и в водоемах санитарно-бытового пользования выше допустимых величин, установленных СН 245-71.

Тепловые установки являются агрегатами повышенной опасности, так как их работа связана с выделением теплоты, влаги, пыли, дымовых газов. Поэтому условия труда при эксплуатации таких установок строго регламентируются соответствующими правилами и инструкциями. [11]

В цехах, где размещаются тепловые установки необходимо иметь: паспорт установленной формы с протоколами и актами испытаний, осмотров и ремонтов на каждую установку; рабочие чертежи находящегося оборудования и схемы размещения КИП, исполнительные схемы всех трубопроводов с нумерацией арматуры и электрического оборудования; инструкции по эксплуатации и ремонту.

В таких инструкциях должно быть краткое описание установок, порядок их пуска, условия безопасной работы, меры предотвращения аварии.

Крышки ямных пропарочных камер должны быть достаточно герметичны и оборудованы водяными затворами. На стенах предусматривают скобы для спуска рабочих при ремонте и чистки. Каждую такую камеру оборудуют вентиляцией. Камеры должны иметь герметичные системы подвода пара, оборудованные надёжными вентилями. В цехах, где расположены установки для ТВО, обязательно устраивают приточно-вытяжную вентиляцию. Электрооборудование и электроприборы должны быть рассчитаны на работу во влажной среде. Электродвигатель должен иметь заземление. [11]

Каждая тепловая установка разрабатывается с расчётом, чтобы она создавала оптимальные условия ведения технического процесса и безопасности условия труда. Их проектируют с обязательной герметизацией. Оборудование проектируют с ограждением, а его включение в работу должно сопровождаться звуковой и световой сигнализацией, площадки для оборудования находящиеся выше уровня пола, оборудуют ограждением и сплошной обшивкой по нижнему контуру. Особое внимание уделяют очистке теплоносителя от пыли и мелких частиц материала. Весь обслуживающий персонал тепловых установок допускают к работе только после изучения и оформления его знаний. [11]

Контроль за соблюдением правил и инструкций по охране труда и технике безопасности осуществляется органами государственного надзора и общественными организациями, которые и разрабатывают эти нормы.

Библиографический список

1. Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий: Учебник для вузов по специальности "Производство строительных изделий и конструкций" - М: Высшая школа, 1989 - 384 с.

2. Горлов Ю.П. Лабораторный практикум по технологии теплоизоляционных материалов. Учебное пособие для строительных специальностей вузов. - Высшая школа - 1982.

3. Баженов Ю. М." Технология бетона": Учеб. пособие для технол. спец. строит, вузов.2-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 1987. - 415 с.

4. ГОСТ 21520-89 "Блоки из ячеистых бетонов стеновые мелкие". М.: Госстрой СССР. Дата введения 01.01.1990

5. Сулименко Л.М. Технология минеральных вяжущих материалов и изделий на их основе - М., 1972.

6. Ицкович С.М. Технология заполнителей бетона: Учеб. для строит, вузов по спец. "Производство строительных изделий и конструкций"/С.М. Ицкович, Л.Д. Чумаков, Ю.М. Баженов. - М.: Высш. шк., 1991. - 272 с.

7. Строительные машины. Справочник в двух томах под редакцией В.А. Баумана. Т.2 "Оборудование для производства строительных материалов и изделий". Издание 2-е - Машиностроение, 1977.

8. http://ntb.org.ua/ntb/technologies/building/pbeton/foam/

9. Тепловые установки. Методические указания к выполнению курсового проекта № 320, г. Иваново, 1986г.

10. Баженов Ю.М., Комар А.Г. "Технология бетонных и железобетонных изделий": Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1984. - 672 с.

11. Перегудов В.В., Роговой М.И. „Тепловые процессы и установки в технологии строительных изделий и деталей." - М.: СН, 1983г. - 416с.

Размещено на Allbest.ru