Цех по производству гидроизоляционного основного рулонного материала: 'гидроизол'

Цех по производству гидроизоляционного основного рулонного материала: 'гидроизол'

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра строительного инжиниринга и материаловедения

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

«Технология отделочных и изоляционных материалов и изделий»

на тему

Цех по производству гидроизоляционного основного рулонного материала: «гидроизол»

Выполнил Шкурихин А.И

гр. ПСК-09-2

Проверил ст. преподаватель, к.т.н.

Сеньков С.А

Пермь 2013

Введение

Увеличение долговечности конструкционных материалов возможно только при достаточно полном учете конкретных эксплуатационных условий, в которых находятся эти материалы. Известно, что к одному из наиболее распространенных и агрессивных факторов, воздействующих на материалы в период эксплуатации зданий и инженерных сооружений относится вода. Вода способствует снижению прочностных свойств большинства материалов, развитию коррозионных процессов в металлах и бетонах, загниванию древесины, появлению трещин и плесени, сырости, обрушению штукатурных слоев в помещениях, недостаточно защищенных от сырости. Поэтому, если ожидается длительный или часто повторяющийся (периодический) контакт конструкций с влажной средой, то необходимо предусматривать гидроизоляцию, т. е. защиту конструкций. Применяются также и другие меры, способствующие быстрому удалению воды или предохранению от ее проникания, например, шлифование и полирование поверхности конструкций, придание изделиям определенных форм и очертаний, повышение плотности материала уплотнением и т. п. Однако более эффективны мероприятия с использованием специальных, гидроизоляционных материалов.

Гидроизоляционными, называются строительные материалы, которые обладают водонепроницаемостью и удовлетворяют другим необходимым техническим требованиям - по прочности, деформативности, теплостойкости и т.д. Чем более полно выражено у гидроизоляционного материала свойство водонепроницаемости, тем выше его качество. Другие свойства, как бы ни были важны сами по себе, имеют подчиненное значение, если их числовые показатели не выходят за пределы нормативных. Следует также учитывать, что не только вода может проникать и воздействовать на материал сооружений, но и водные растворы агрессивных веществ. И тогда кроме водонепроницаемости важной характеристикой гидроизоляции становится химическая стойкость.

Область применения гидроизоляционных материалов весьма обширна. Эти материалы требуются при наружной и внутренней защите подземных сооружений (котлованов, фундаментов, труб под насыпями, коллекторов, тоннелей, сводов траншей и т. п.); от воздействия грунтовых вод для изоляции водохранилищ, бассейнов, водоемов и пр.; для защиты мостов (конструкций проезжей части, опор и др.); при устройстве противофильтрационных экранов и укрепительных покрытий в гидротехническом строительстве; для изоляции дна и откосов каналов в ирригационном строительстве; для заполнения пор и пустот горных пород в основаниях; при защите междуэтажных перекрытий в производственных помещениях и санузлах; при устройстве плоской и малоскатной кровель, кровель функционального назначения; при устройстве кровельных покрытий и изоляционных прослоек в них; для заделки и герметизации стыков в крупнопанельном строительстве и при сооружении трубопроводов, для заделки температурных швов, отверстий. Гидроизоляция не только предохраняет защищаемую поверхность от контакта с водной средой, но и благоприятствует паро- и газоизоляции, повышению коррозионной стойкости конструкционного материала.

Гидроизоляционные материалы в конструкциях и сооружениях подвержены разнообразным внешним и внутренним воздействиям, а именно: ультрафиолетовых лучей, переменной температуры, кислорода и озона воздуха, силы ветра, осадков в виде дождя и снега, микроорганизмов, агрессивных жидких сред и газов, загрязняющих механических наносов, силовых напряжений и других внешних факторов; тепло- и массопереноса, влажностного градиента, диффузионных перемещений, химически активных реагентов, синерезиса, усадочных явлений и многих других внутренних факторов. Механизм разрушения гидроизоляционных и кровельных материалов проявляется в результате наложения этих внешних и внутренних воздействий в период эксплуатации конструкции.

Следует отметить, что значение гидроизоляции в строительстве нередко недооценивается, и за счет ее стремятся сэкономить общие расходы. Однако стоимость гидроизоляции по сравнению с общестроительными расходами и стоимостью оборудования сооружения незначительна, и поэтому на изоляции экономить не следует.

В данном курсовом проекте рассмотрим более подробно основный гидроизоляционный материал - гидроизол.

Гидроизол предназначается для гидроизоляции подземных и других сооружений, устройства рулонной кровли и антикоррозионных покрытий трубопроводов[1].

Гидроизол также относится к битумным беспокровным гидроизоляционным материалам. В отличие от пергамина его основой является не кровельный органический, а асбестовый картон.

Гидроизол представляет собой беспокровный гидроизоляционный рулонный материал, изготовленный путем пропитки асбестового и асбестоцеллюлозного картона нефтебитумом. Лучшим картоном служит асбестоцеллюлозный с содержанием целлюлозы до 20 %. Картон без целлюлозы менее прочный и при пропитке его битумом расползается. При отсутствии асбестового или асбестоцеллюлозного картона их заменяют асбестовой бумагой, выпускаемой двух марок. Ее толщина 0,65 мм.

Гидроизол вырабатывается двух марок: ГИ-Г, с применением в качестве основы асбестовой бумаги марки БГ-М и ГИ-К - на асбестовой бумаге марки БГ-К. Бумага марки БГ-М имеет повышенную впитываемость пропиточной массы и большую прочность при разрыве[1].

Гидроизол марки ГИ-Г используется для гидроизоляции подземных сооружений, подземной части многоэтажных зданий, антикоррозионной защиты металлических трубопроводов (кроме тепловодов), гидроизол ГИ-К - для гидроизоляции плоских кровель. Этот материал выпускается с заводов в рулонах с шириной полотна 950±5 мм, толщиной 0,7±10 % мм площадью 20±0,4 м2. К полотну предъявляются требования бездефектности - отсутствие дыр, разрывов и складок. Рулоны должны легко раскатываться без появления трещин при температуре до - 5°С, а их хранение разрешается только в вертикальном положении. Масса рулона 13 кг.

В отличие от пергамина гидроизол - более биостойкий материал, хотя тоже может подвергаться загниванию. Для предупреждения загнивания иногда в битум вводят антисептик. Прочность гидроизола оценивается разрывным усилием при растяжении полоски 50х180 мм, которое должно быть не менее 30 кг с допускаемым снижением после водонасыщения для ГИ-Г до 25 % и для ГИ-К до 30 %. Полотно должно быть гибким, т. е. обеспечиваться не менее десяти двойных перегибов при температуре 18±2°С. Поверхность полотна матовая или гладкая.

1. Характеристика изделия

.1 Ассортимент основных гидроизоляционных материалов

Рубероид

Рубероид - традиционный кровельный и гидроизоляционный материал, получаемый пропиткой кровельного картона нефтяным битумом с последующим нанесением по обе стороны полотна покровного слоя - нефтебитума с наполнителем - и посыпки.

Таблица 1. - Физико-механические показатели рубероида [1]

Гидростеклоизол кровельный[1]

Гидростеклоизол - состоит из слоя стеклоткани с нанесенным с обеих сторон слоем битумного вяжущего вещества. Он предназначен для устройства плоских кровель с уклоном до 3 %, выпускается в рулонах шириной полотна 900…1150 и длиной 10 м, намотанного на бумажную втулку. Против слипания витков в рулоне поверхность покрывают тальком или прокладывают полиэтиленовую пленку.

Таблица 2. - Физико-механические показатели наплавляемых стекломатериалов

Фольгоизол

Фольгоизол - биостойкий рулонный гидроизоляционный и кровельный материал, состоящий из рифленой алюминиевой фольги, покрытой с нижней стороны слоем резинобитумного или полимеробитумного вяжущего, смешанного с минеральными наполнителями и антисептиком. Изготовляется методом нанесения резинобитумной массы на движущую фольгу с помощью особой экструзионной головки щелевого типа. Сверху слой резинобитумного вещества покрывается пленкой или бумагой для предотвращения слипания материала в рулоне.

Таблица 3 - Физико-механические показатели фольгоизола

Толь

Толь кровельный изготовляют путем пропитки кровельного картона каменноугольным или сланцевым дегтем, нанесения на обе стороны полотна покровных слоев из тугоплавких дегтевых продуктов с наполнителем и последующей крупнозернистой или песочной посыпки. Его выпускают в рулонах шириной полотна 1000, 1025, 1050 мм.

Таблица 4 - Физико-механические показатели толей

Гидроизол

Таблица 5 - Физико-механические показатели гидроизола

Примечания: 1. Расслаиваемость гидроизола определяют путем расщепления (надрыва) водонасыщенных за 24 ч образцов: расщепляют по бумаге; слой отделившийся при расщеплении отрывают и измеряют площадь разрыва; 2. Гибкость гидроизола определяют испытанием полосок размером 50х100 мм, выдержанных в воде с температурой 18±2 0С в течение 15 мин, затем их изгибают вручную на 1800

1.2 Выбор изделия, эскиз выпускаемого изделия

Среди выше рассмотренных основных рулонных гидроизоляционных материалов следует более подробно рассмотреть технологию производства гидроизола. В соответствии с ГОСТ 7415 - 86 будет выпускаться гидроизол двух марок: ГИ-Г, с применением в качестве основы асбестовой бумаги марки БГ-М и ГИ-К - на асбестовой бумаге марки БГ-К.

1.3 Технические требования к изделию

. Качественные показатели гидроизола должны соответствовать указанным в табл.6.

Таблица 6. - Качественные показатели гидроизола по ГОСТ 7415 - 86

. Асбестовая основа гидроизола должна быть равномерно пропитана по всей толщине полотна. В надрыве гидроизол должен быть черным или черным с коричневым оттенком без светлых прослоек непропитанной основы и посторонних включений[2].

. Требования к внешнему виду гидроизола, кромкам полотна, слипаемости, ровности торцов, величине выступов на торцах рулона, количеству составных рулонов и полотен в рулоне - по ГОСТ 30547 со следующим дополнением:

поверхность гидроизола должна быть матовой;

допускается наличие жирных пятен, не вызывающих слипание полотна в рулоне[2].

. Требования к сырью и материалам - по ГОСТ 30547:

.1. Битум нефтяной кровельной марки БНК 40/180 по ГОСТ 9548.

.2. Битум нефтяной дорожный марок БНД 60/90 или БНД 40/60 по ГОСТ 22245[2].

.3. Бумага асбестовая марок БГ-М или БГ-К по ГОСТ 23779.

Другое сырье или материалы - по нормативной документации, утвержденной в установленном порядке, в соответствии с технологическим регламентом на производство гидроизола[2].

. Гидроизол должен быть водонепроницаемым. При испытании гидроизола ГИ-К при давлении не менее 0,001 МПа (0,01 кгс/см2) в течение не менее 72 ч, а гидрозола ГИ-Г при давлении не менее 0,05 МПа (0,5 кгс/см2) в течение не менее 15 мин на поверхности образца не должно появляться признаков проникания воды[2].

. Гидроизол должен быть гибким. При испытании на брусе с закруглением радиусом (25,0±0,2) мм при температуре не выше 5 °С на поверхности образца не должны появляться трещины.

. Упаковка и маркировка

.1. Каждый рулон гидроизола должен быть обернут по всей ширине бумагой, масса 1 м2 которой должна быть не менее 120 г, по ГОСТ 8273 или ГОСТ 7377 или другой бумагой аналогичного качества.

Допускается применение других упаковочных материалов, обеспечивающих сохранность гидроизола при транспортировании и хранении.

.2. Маркировка гидроизола должна производиться по ГОСТ 30547. На этикетке должны быть указаны[2]:

наименование предприятия-изготовителя или его товарный знак;

наименование материала и его марка;

обозначение настоящего стандарта;

номер партии (или другое обозначение партии, принятое на заводе-изготовителе) и дата изготовления;

краткая инструкция по применению[3].

Перечень данных на этикетке (штампе) может быть дополнен или изменен по согласованию с потребителем продукции.

Транспортная маркировка - по ГОСТ 14192 с нанесением основных, дополнительных и информационных надписей.

Таблица 7. - Справочная масса рулона гидроизола[2]

Отклонение от справочной массы рулона не является браковочным признаком.

2. Определение производительности предприятия

В соответствии с материальным балансом и производительностью оборудования производительность предприятия по производству основного гидроизоляционного материала (гидроизола) составляет 7 000 тонн/год.

3. Технологическая схема производства[1]

Технология производства гидроизола заключается в следующем:

. Пропитка асбестового картона в специальной пропиточной ванне;

. Отжим пропитанного полотна на вальцах до определенной массы;

. Посыпка полотна после отжима на вальцах специальной крошкой для предотвращения слипания материала в рулоне;

. Сматывание гидроизола в рулоны на намоточных станках.

Учитывая низкую впитывающую способность, недостаточную капиллярность и невысокую механическую прочность асбестового картона, в технологии используют пропиточные ванны периодического действия револьверного типа (рис. 1).

Рис. 1. Пропиточная ванна периодического действия револьверного типа, используемая при изготовлении гидроизола, толя и некоторых других гидроизоляционных рулонных материалов: 1 - направляющий ролик для полотна картона или другой основы; 2 - валик револьверной катушки; 3, 11 - шестерни, приводящие во вращательное катушку; 4 - специальная рама, на которой установлены шестерни; 5 - ось револьвера; 6 - катушки револьвера, на которые наматывается полотно картона в горячей пропиточной массе; 7 - отжимные обогреваемые вальцы; 8 - направляющие стойки для размещения верхнего; 9 - прямоугольная коробка из листовой стали, имеющая овальное дно; 10 - змеевик, служит для обогревания пропиточной массы; 12 - крестовины, на концах которых крепятся подшипники катушек револьвера

Асбестовый картон в рулонах подается к размоточному станку, с которого навивается на катушку револьвера. Последующая операция - опускание катушки револьвера в пропиточную ванну с горячей битумной массой. Применяемый битум БНК 45/180 или БНК 60/90. Пропитанный горячий гидроизол отжимают до сухого состояния на вальцах, далее он по движущемуся транспортеру поступает на намоточный станок и в пути сматывается в рулоны. Чтобы гидроизол в рулоне не слипался, поверхность полотна посыпается тонким слоем порошкообразного талька. Обернутые крафт-бумагой и рассортированные по маркам, рулоны гидроизола хранятся в вертикальном положении не более чем в два ряда по высоте. При транспортировании в железнодорожных вагонах рулоны также располагают в вертикальном положении и не более двойной высоты. В настоящее время гидроизол выпускается в ограниченном количестве, так как для его производства требуется высокосортный асбест. Наиболее часто гидроизол применяют в качестве оклеечной гидроизоляции подземных сооружений, в многослойных кровельных покрытиях.

В местных условиях и в небольших количествах при строительстве или сохранении отдельных конструкций могут применяться гидроизоляционные материалы на тканевой основе, хлопчатобумажной, джутовой или даже простой мешковине. Ткань равномерно пропитывается нефтебитумом, избыток отжимается, а пропитанные полотнища приобретают сравнительно высокие качественные показатели гидроизоляционного материала для временных построек.

Рис. 2. Технологическая линия с пропиточной ванной револьверного типа для производства основных гидроизоляционных рулонных материалов[1]: 1 - открытая коробка; 2 - змеевик из железных труб; 3 - прижимные грузы; 4 - отжимные вальцы; 5 - валик с рулоном картона

Функционально-технологическая схема производства гидроизола

4. Требования к сырьевым материалам

Таблица 8. - Технические требования к сырьевым материалам[1,2,3]

5. Режим работы предприятия

Таблица 9. - Режим работы предприятия

Где    - нормативный коэффициент использования оборудования;  - расчетное число рабочих суток в году (365).

Производительность линии: 7 000 м3/год;

Процент брака: 3 %.

дозирование загрузка ассортимент гидроизоляционный

6. Производственная программа предприятия

Таблица 12. - Производственная программа

Примечание: перед чертой - выпуск без учета брака, после черты - с учетом брака

7. Потребность предприятия в материалах

Таблица 13. - Расход сырья на единицу продукции[1]

Таблица 14. - Материальный баланс

Таблица 17. - Сводная таблица расхода сырья

8. Расчет и подбор основного технологического оборудования

. Пропиточная ванна периодического действия (револьверного типа):

Таблица 18. - Технические характеристики формующей машины ДФ-6

. Бункер для хранения крошки. Крошка поступает на завод железнодорожным транспортом, поэтому запас крошки в бункере принимаем 10 суток.

Для хранения крошки принимаем 1 бункер вместимостью 15 м3.

Рисунок 5. - Схема бункера для крошки

Рассчитаем габаритные размеры бункера при  =  из формулы:

где  - объем бункера, м3;

- диаметр бункера, м;

 - высота бункера, м;

 =>  = 2,6 м;  = 8,0 м;

Таблица 19. - Ведомость технологического оборудования

Таблица 20. - Ведомость промежуточных бункеров

. Контроль производства и качества готовой продукции

Таблица 21. - Контроль производства[3,4,5]

Таблица 22. - Пооперационный контроль производства

10. Охрана труда и техника безопасности на производстве

Гидроизол имеет следующие показатели пожарной безопасности[1,2]:

группа горючести - Г4 по ГОСТ 30244;

группа воспламеняемости - В3 по ГОСТ 30402;

группа распространения пламени - РП4 по ГОСТ 30444.

По классификации ГОСТ 19433 гидроизол не относится к опасным грузам.

При работе с гидроизолом в воздух рабочей зоны возможно выделение асбестосодержащей пыли, требования безопасности к которой - по ГОСТ 23779.

Лица, занятые на работах с гидроизолом, должны быть обеспечены спецодеждой и средствами индивидуальной защиты по ГОСТ 12.4.011, для защиты органов дыхания - респираторами по ГОСТ 12.4.041, для защиты кожи - рукавицами или перчатками, для защиты глаз - защитными очками по ГОСТ 12.4.013*.

Захоронение отходов гидроизола, образующихся при изготовлении, строительстве и ремонте зданий и сооружений, должно производиться в котлованах с соблюдением мероприятий, гарантирующих исключение разноса асбестосодержащей пыли ветром в момент выгрузки методом смачивания или перевозки в бумажных или полиэтиленовых мешках, по действующим санитарным нормам и правилам[1].

В случае загорания битума или гидроизола следует применять следующие средства пожаротушения: кислотный или пенный огнетушители, асбестовое полотно, кошму, специальные порошки, воду со смачивателем.

При погрузочно-разгрузочных работах должны соблюдаться требования безопасности по ГОСТ 12.3.009.

Для хранения химикатов должен быть оборудован склад. Пылящие и легкосыпучие материалы необходимо держать в закрытых емкостях. Объем химикатов в производственных помещениях не должен превышать суточный запас. Дозирование, подача и загрузка химикатов осуществляется механизированно[1].

Причины сбоев в работе станков и механизмов устраняют при полном их отключении, а ремонтно-наладочные работы проводят при соблюдении правил технической эксплуатации и требований безопасности.

Требования к машинам предприятий стройиндустрии определяются как специфическими технологическими факторами (качеством, производительностью), так и требованиям безопасности и создания наиболее благоприятных условий труда[1].

Безопасность эксплуатации машины и технологического оборудования решается на стадии проектирования. При проектировании производится выбор привода, силовых передач, рабочих органов таким образом, чтобы полностью исключить возможность контакта рабочего с элементами привода, а в рабочей зоне предусмотреть блокировку и автоматику, исключающие движение рабочих органов в момент нахождения рабочего или его рук в опасной зоне[10].

Защита рабочего от поражения в опасной зоне достигается использованием ограждающих устройств, снабженных системой отключения привода при их снятии или поломке. Вместе с тем машины и аппараты технологических линий не должны создавать недопустимых нормами шума, вибраций, запыленности и загазованности воздуха рабочей зоны[1].

Безопасность работы на технологическом оборудовании во многом обусловлена степенью физической и нервно-психологической нагрузки на рабочего. Снижение утомления рабочего может быть обеспечено рациональной планировкой поста управления и рабочего кресла, достаточным освещением и оптимальным цветовым оформлением оборудования и всего помещения. Снижение утомления человека объективно уменьшает число ошибочных действий при управлении машиной и тем повышает безопасность ведения работ[1].

На заводах и в цехах все оборудование должно быть в исправном состоянии. Пуск оборудования разрешается только после проверки его исправности. Работать на неисправном оборудовании или пользоваться неисправным инструментом или приборами категорически воспрещается. Перед пуском в работу оборудования, в особенности поточных линий, транспортеров и других транспортных устройств, обязательно следует подавать звуковой или световой сигнал[1].

Движущиеся части машин и механизмов должны быть надежно ограждены. Не разрешается пускать в работу и работать на оборудовании со снятым ограждением и производить смазку, чистку, и ремонт на ходу[1].

Выключатели цеховой сигнализации должны располагаться так, чтобы ими можно было пользоваться с рабочего места. Сигналы должны подавать определенные лица, назначенные администрацией. Все сигнальные лампы и приборы должны быть в исправном состоянии. Работа при неисправной сигнализации не разрешается.

Не разрешается загромождать проходы и рабочие места посторонними предметами и материалами. Ширина цеховых проходов в свету должна быть не менее 1,5 м, а остальных проходов - не менее 0,8 м. Рабочие места и проходы должны быть хорошо освещены[1].

Площадки и лестницы должны быть сухими, чистыми, без посторонних предметов.

Рабочие допускаются к работе только после того, как они прошли производственный инструктаж на месте работы и сдали экзамен по технике безопасности[1].

Перед началом работы рабочий обязан проверить исправность оборудования и электрических блокировок, наличие ограждений и заземления и в случае их неисправности сообщить об этом мастеру.

Рабочие должны быть одеты в спецодежду без свисающих частей. Волосы следует заправлять под головной убор. Нельзя работать в шарфах и косынках со свисающими концами[1].

Все электродвигатели, электроприборы и пусковые устройства должны быть заземлены. Электроустройства разрешается ремонтировать только дежурным электромонтерам. Запрещается ремонтировать электроустройства, не выключив напряжение; на пусковых устройствах в этом случае обязательно вывешивают плакат «Не включать - работают люди» и удаляют плавкие предохранители.

Наблюдение, замеры и отбор проб разрешается производить только со специальных площадок по утвержденной инструкции[1].

Пылящее оборудование должно быть хорошо герметизировано и присоединено к вытяжной вентиляции.

Нельзя нагружать подъемные механизмы выше предельной грузоподъемности. Запрещается оставлять подъемные механизмы с подвешенным грузом. При подъеме груза нужно наблюдать, чтобы под ним не было людей[1].

На видном месте около каждой установки должны быть вывешены инструкции и плакаты по эксплуатации и по технике безопасности при работе на данной установке[1].

Список используемой литературы

1. Рыбьев И. А Технология гидроизоляционных материалов: Учеб. для вузов по специальности «Производство строительный изделий и конструкций» - М.: Высшая школа, 1991. - 287 с.: ил.

. ГОСТ 7415-86. Гидроизол. Технические условия

. ГОСТ 30547 - 97. Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные. Общие технические условия.

. ГОСТ 23732 - 79: Вода для бетонов и растворов. Технические условия. Введен 01.01.1980. Переиздание - июль 1993. М.: Изд-во стандартов, 1980. 3с.

5. Методические указания к курсовому проекту для студентов дневного отделения специальности 2906 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»/Сост. К. Н. Южаков, С. В. Раскопин; Пермский государственный технический университет; г. Пермь, 2004.