Проект цеха по производству рулонного кровельного гидроизоляционного материала гидроизол марки ГИ-К

Проект цеха по производству рулонного кровельного гидроизоляционного материала гидроизол марки ГИ-К

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.

Гидроизоляционными называются строительные материалы, которые обладают водонепроницаемостью и удовлетворяют другим необходимым техническим требованиям - по прочности, деформативности, теплостойкости и т.д.

Область применения гидроизоляционных материалов весьма обширна. Гидроизоляция не только предохраняет защищаемую поверхность от контакта с водной средой, но и благоприятствует пароизоляции, повышению коррозионной стойкости конструкционного материала.

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.

Особенно широко развивалась промышленность рулонных материалов. Ее продукция составляет основную часть так называемой мягкой кровли. Выпуск рулонных гидроизоляционных и кровельных материалов непрерывно растет. Удельный вес применения их в покрытиях гражданских зданий составляет более 50%, а в покрытиях промышленных зданий и сооружений - около 90%. В период развития крупнопанельного домостроения еще больше возросла роль мягкой кровли. Так, например, за период с 1965 по 1985 г. площади покрытий кровли с мягким рулонным и не рулонным материалами увеличились в строительстве с 47 до 59%. Вместе с тем следует отметить, что битумные гидроизоляционные и кровельные материалы являются далеко не безупречными, особенно в отношении устойчивости их к разрушающему воздействию микроорганизмов. В этом отношении более биостойкими являются дегтевые материалы, но и они имеют свои отрицательные особенности - нестабильность показателей свойств во времени, вредность и др.

В соответствии с заданием проектируется цех по производству рулонного кровельного гидроизоляционного материала гидроизол марки ГИ-К.

1. Характеристика выпускаемой продукции

Гидроизол выпускается в соответствии с ТУ 5774-003-54944097-2013), которые в свою очередь были написаны на основании государственных стандартов (ГОСТ 7415-86; ГОСТ 30547-97)

Гидроизол - это рулонный битумный гидроизоляционный материал, предназначенный для применения устройства кровельных покрытий и их ремонта, а также для гидроизоляции строительных конструкций, стен, фундамента и антикоррозийнойзащиты металлов.

В зависимости от назначения и области применения гидроизол подразделяют на две марки, указанные в табл. 1.

Таблица 1.1 - Марки гидроизола

Гидроизол выпускают в рулонах шириной полотна (1000±5) мм.

Общая площадь полотна гидроизола в рулоне должна быть (10±0,5) м².

Допускается по согласованию с потребителем изготавливать рулоны другой ширины и площади.

Качественные показатели гидроизола должны соответствовать указанным в таблице 1.

Стеклоткань 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.

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.

Водонепроницаемость гидроизола при давлении не менее 0,001 МПа (0,01 кгс/см²) в течение не менее 72 ч.

Гибкость на брусе с закруглением радиусом (25±0,2) мм при температуре не выше 5°С на поверхности не должны появляться трещины.

гидроизол битум кровельный

2. Характеристика исходного сырья

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

Таблица 2 - Физико-химические показатели кровельных нефтяных битумов

.2 Стеклоткань ГОСТ 19170-2001*

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

3. Описание технологии производства

Структурная технологическая схема производства гидроизола представлена на рисунке 1

Рис. 1 Структурная схема производства гидроизола

Из битумохранилища с помощью насоса пропиточный битум подаётся в бак-аккумулятор, из которого битум непрерывно перекачивается через трубчатую печь и обратно в бак-аккумулятор. В процессе нагрева и циркуляции битум обезвоживается и подогревается до температуры (200±10) ºС. Готовый пропиточный битум подаётся к ваннам предварительного насыщения асбестовой бумаги и пропитки.

Размотка рулонов стеклоткани и склеивание концов полотна.

Размотка рулонов осуществляется на размоточном трёхбабинном станке МК-1001А. При работе станка один рулон (бабина) разматывается, а два других служат запасом. На место размотанного первого рулона переводится последующий путём поворота рамы станка на 120º. Склеивание концов полотен осуществляется по окончании размотки рулонов бумаги конец полотна предыдущей бабины с началом полотна последующей Бабины. Ширина шва (170±10) мм. Склеивание производится на станке полуавтомате СМ-1041. Время склеивания полотна 50…70 с.

Магазин запаса стеклоткани.

Магазин запаса служит для обеспечения непрерывной работы технологической линии на время склеивания концов полотен. Емкость магазина 110 м за счет петлевого запаса бумаги в магазине. Скорость движения полотна бумаги на входе 150 м/мин, а на выходе 40…80 м/мин. Во время склеивания концов полотен технологическая линия продолжает работу.

Пропиточная ванна

В пропиточной ванне стеклоткань располагается петлеобразно между двумя рядами валика. Большая часть полотна погружена в горячий битум. По мере извлечения (вытягивания) лишний битум снимается отжимными роликами. Отжим производится так, чтобы на поверхности полотна оставалась тонкая пленка битума. Для соблюдения требуемого технологического режима в пропиточной ванне необходимо обеспечить t = (190 ± 10) ºС, время нахождения асбестовой бумаги в ванне (40 ± 5) с.

Допропитка стеклоткани обеспечивает полное насыщение полотна пропиточным битумом. Бумага допропитывается в камере за счет пленки битума, оставленное на полотне отжимными вальцами. Камера допропитки представляет собой сварную конструкцию прямоугольной формы, стенки которой имеют слой теплоизоляции. В камере находятся две рамы с валиками. Нижняя рама неподвижна.

Нанесение пылевидной посыпки на нижний слой полотна осуществляется путем обмазки минеральной суспензией (смесь наполнителя с водой в соотношении 1:2 по массе).

Полотно гидроизола после камеры допропитки проходит над ванной с минеральной суспензией, где вращающимся валиком наносится сплошным равномерным слоем суспензия на нижнюю поверхность полотна. Так как температура полотна примерно 160 ºС, то вода быстро испаряется, а талько-магнезитовая посыпка остаётся на полотне.

Охлаждение полотна гидроизола осуществляется в два этапа:

предварительное охлаждение на холодильных цилиндрах, расположенных на станине в два ряда

в магазине запаса гидроизола (окончательное)

На холодильных цилиндрах температура плотна снижается примерно со 160 до 100 ºС (охлаждение проточной водой), а в магазине запаса со 100 до 40 ºС. Скорость движения полотна 40..80 м/мин. Холодильные цилиндры являются тяговыми и направляющими органами, осуществляющие необходимое натяжение полотна и обеспечивают поступательное движение через покровную ванну и установку для нанесения пылевидной посыпки.

Магазин запаса обеспечивает требуемый запас полотна достаточный для бесперебойной работы намоточного станка и окончательное охлаждение полотна. Магазин запаса гидроизола должен быть заполнен на 75 % ёмкости. В магазине запаса гидроизол находится в виде свободновисящих петель. Петли образуются с помощью валка петлеобразователя, который своей массой прижимает полотно к движущейся трубе транспортирующей цепи магазина. Так как скорость гидроизола значительно превышает скорость движения транспортирующей цепи магазина продолжающее поступать полотно устремляется вниз между труб за счет собственной массы, образуя петлю до тех пор, пока в результате передвижения транспортирующей цепи валок не прижмет полотно к следующей трубе. Образование петли повторяется через каждые 600 мм (расстоянии между соседними трубами транспортирующей цепи), ёмкость магазина запаса 218 м². скорость транспортирующей цепи 4,0…8,6 м/мин. С транспортирующей цепи магазина запаса полотно гидроизола движется на станок для намотки рулонов.

Намотка рулонов осуществляется на намоточном станке СМА-191, оснащенном специальным устройством для отмеривания полотна различной длинны, механизмом отрезки и съёма рулона. После полной намотки мерной длины полотно отрезается и сбрасывается на транспортер. Производительность станка 350…500 рулонов/ч.

Упаковка производится на упаковочном автомате МК-1009 с производительностью до 900 рулонов /ч. Упаковка должна обеспечивать сохранность рулонов при транспортировке и хранении.

Хранение. После упаковки и маркировки рулоны поступают на склад готовой продукции

4. Выбор и характеристика основного технологического оборудования

4.1 Размотка рулонов стеклоткани

Размоточный станок - МК1001-1 - конструкция РПКТО «Оргкровля»

Техническая характеристика:

максимальный диаметр бобин, мм 1300

минимальный диаметр бобин, мм 500

ширина полотна картона, мм 1000-1050

диаметр зажимных конусов, мм 94

скорость размотки бобин, м/мин до 200

габариты, мм:

длина 2680

ширина 3100

высота

масса, кг 1870

Характеристики приводов следующие:

поворотного механизма - электродвигатель 4А80В4УЗ; N = 1,5 кВт; n=1400 об/мин; редуктор РЧН80А-1-1; i = 40;

механизма подъема стола - электродвигатель 4А80В4УЗ; редуктор РЧН80А-2-2; i = 20,5.

.2 Склеивание стеклоткани

Склеивание стеклоткани производится на станке МК1011 (конструкция РПКТО «Оргкровля»).

Техническая характеристика станка МК1011

Ширина склеиваемой стеклоткани, мм 1050

полосы склеивания, мм 170

Температура склеивания, °С 250-300

Длительность склеивания, с 25-30

Электродвигатель:

тип А02-11-6 (ГОСТ 13859-68)

мощность, кВт 0,8

частота вращения, об/мин 915

Редуктор:

тип РЧН80А

передаточное число 44

Теплоэлектронагреватели:

Тип НВСЖ-2,19/25

количество, шт. 2

мощность, кВт 2,5

Пневмоцилиндр:

ход поршня, мм 160

мощность, кВт 5,8

Габариты, мм:

длина 1750

ширина 750

высота 1420

Масса, кг 450

.3 Магазин запаса полотна

Техническая характеристика и режим работы, магазина запаса полотна

Емкость магазина, м 120

Ширина картона, мм до 1050

Скорость стеклоткани на входе в машину при подъеме тележки и работе агрегата, м/мин до 150

Скорость стеклоткани на выходе, м/мин до 80

Скорость подъема тележки, м/мин 4,45

Электродвигатель:

тип АО-2-41-4

мощность, кВт 1,7

частота вращения, об/мин 1500

Редуктор РЧУ-100-40-3-1-1-2-40 Габариты, мм:

Длина 3250

ширина 2080

высота 7072

Масса, кг 3248

.4 Обезвоживание и предварительное насыщение стеклоткани битумом

Для обезвоживания и предварительного насыщения полотна картона битумом БНК 40/180 служит машина СМА-152

Техническая характеристика машины СМА-152

Кинематическая скорость, м/мин 20-108

Мощность электронагревателей, кВт 60

Привод подъема роликов:

мощность, кВт 2,2

частота вращения, об/мин 1000

высота подъема, мм 800

Габариты, мм:

длина 4940

ширина 3040

высота 2270

4.5 Пропиточная ванна

Техническая характеристика пропиточной ванны

Средняя производительность, м/ч 2330

Рабочая скорость, м/мин 8-12

Кинематическая скорость по приводу, м/мин 25-80

Ширина ленты картона, мм 1000; 1025;

Электродвигатель постоянного тока: 1050

тип П-52

мощность, кВт 6,0

частота вращения, об/мин 1500

Редуктор РМЗ-50-У-1-20,49

Привод подъема тележки:

электродвигатель АО-2-42-4

мощность, кВт 2,8

частота вращения, об/мин 1500

Редуктор РЧУ-100-4О-3-1-2

Габариты (наземной части), мм:

длина 4380

ширина 1910

высота 6655

Глубина подземной части, мм 2895

Масса, кг 20840

Для соблюдения требуемого технологического режима в пропиточной ванне необходимо обеспечить: температуру нагрева пропиточного битума 443-463К (170-190°С); время нахождения картона в ванне 25-30 с; температуру размягчения битума по методу «Кольцо и шар» 313-323К (40-50°С).

4.6 Холодильные барабаны

Скорость холодильных барабанов, м/мин 40-50

Кинематическая скорость по приводу, м/мин 25-80

Ширина ленты рубероида, мм 1000; 1025;1050

Количество холодильных барабанов, шт. 12

Температура воды для охлаждения барабанов, К (°С)

(не выше)  293 (20)

Расход воды, м³/ч  15

» суспензионного материала, кг/м² 0,06

Главный привод:

электродвигатель постоянного тока АО-2-51-6

частота вращения, об/мин 1000

Редуктор  РМ-250-31,5

Габариты, мм:

длина  8220

ширина  4 940

высота  2 850

Масса, кг  12734

Техническая характеристика магазина запаса гидроизола

Емкость магазина запаса без дополнительной секции, м² 218

Ширина рубероида, мм 1000; 1025;1050

Скорость транспортирующей цепи при согласованной работе двух приводов машины, м/мин  4,07-8,15

Скорость протяжки рубероида при вводе его в магазин запаса, м/мин  25-80

Температура полотна в рулоне, К (°С) (не выше) 313 (40)

Привод загрузочных валков:

электродвигатель  П-41

мощность, кВт  3,2

частота вращения, об/мин 1500

Редуктор  РМ250-УП-2

(i= 12,64)

Привод транспортирующей цепи:

электродвигатель  П-51

мощность, кВт  6

частота вращения, об/мин 1500

Редуктор  РЧН-180-1-1

(i = 31,5)

Габариты (без дополнительной секции), мм:

длина  19490

ширина  4680

высота  5582

Масса, г 8335

.7 Намотка в рулоны

Она производится после полного охлаждения полотна рубероида на намоточном станке СМА-191Л

Техническая характеристика намоточного станка СМА-191Л

Производительность, рулонов в 1 час 350-500

Ширина наматываемой ленты, мм 1000; 1025;1050

Привод отрезного устройства:

электродвигатель АОЛСЭ-2-31

мощность, кВт  2

частота вращения, об/мин 870

Габариты, мм:

длина  1600

ширина  2850

Температура полотна в рулоне, К (°С) не более) 313 (40)

Общая площадь рулона, м² 15±0,5

Длина полотна в рулоне, м:

при ширине 1000 мм 15±0,5

при ширине 1025±5 мм 14,6±0,49

˝ ˝ 1050 мм 14,3±0,47

Масса рулона РКП-350Б, кг 26

.8 Упаковка и маркировка рулонов

Техническая характеристика упаковочного автомата МК1009

Производительность, рулонов в 1 ч 720

Электродвигатель:

тип  4АL1006УЗ

мощность, кВт  2,2

частота вращения, об/мин 1000

Редуктор РЦО-250

Габариты, мм:

длина  1600

ширина  2050

высота  2485

5. Режим работы цеха

Режим работы устанавливается в соответствии с трудовым законодательством по нормам технологического проектирования предприятий.

Таблица 5.1 - Режим работы цеха по производству рубероида

6. Производительность цеха

.1 Расчет производительности цеха без учета потерь

Рабочая скорость движения ленты 8-12 м/мин.

Часовая производительность рассчитывается по формуле :

М_ч = 8,5 ∙ 1 ∙ 60 = 510 м²/ч (6.1)

Производительность в смену рассчитывается по формуле :

М_см = Мч ∙ t_см, (6.2)

где t_см - продолжительность рабочей смены в сутки.

М_см = 510 ∙ 8 = 4080 м²/ч

Производительность в сутки рассчитывается по формуле :

М_сут = М_см ∙ n, (6.3)

где n - количество рабочих смен в сутки, (3).

М_сут = 4080 ∙ 3 = 12240 м²/сут

Годовая производительность рассчитывается по формуле :

М_г = М_сут ∙ С, (6.4)

где С - расчётное количество рабочих суток в году,

М_г = 12240 ∙ 245 = 3000000 м²/год.

Полученные результаты сводятся в таблицу 6.1

Таблица 6.1- Производительность цеха

.2 Расчет производительности цеха с учетом потерь готовой продукции

Годовая производительность рассчитывается с учетом потерь годовой продукции по формуле :

П_г=М_г ·Δ, (6.5)

где П_г - производительность цеха, м²/год;

Δ - потери годовой продукции, Δ=2 %.

П_г = 3000000 · 1,02 = 3060000 м²/год

Производительность в сутки рассчитывается по формуле :

П_сут = П_г/С, (6.6)

П_сут = 3060000 / 245 = 12490 м²/сут

Производительность в смену рассчитывается по формуле :

П_см = П_сут/n, (6.7)

П_см = 12490 / 3 = 4163 м²/смен

Часовая производительность рассчитывается по формуле :

П_ч = П_см / t_см, (6.8)

П_ч = 4163 / 8 = 520 м²/час.

Полученные результаты сводятся в таблицу 6.2

Таблица 6.2 - Производительность цеха с учетом потерь готовой продукции

7. Расчет сырьевых материалов на единицу продукции и годовую программу

Площадь одного рулона гидроизола составляет 10 м,

Масса рулона гидроизола составляет 30 кг,

Масса 1 м² будет равна 3 кг,

Масса 1 м² стеклоткани равна 0,15 кг,

Масса Талькомагнезита молотого равна 0,6 кг,

следовательно масса битума для пропитки равна :

m_Б = 3 - 0,15 - 2 · 0,06-0,6 = 2,13 кг

Расход сырьевых материалов на 1м² приводится в таблице 7.1.

Таблица 7.1- Удельные расходы сырьевых материалов для производства 1 м² гидроизола

Суммарные потери сырья принимаются 2,5 %

Определяется расход сырьевых материалов на 1 м² продукции с учетом потерь БНК 40/180

m_Б = 2,13 ∙ 1,025 = 2,18 кг.

Талькомагнезит молотый

m_П = 0,6 ∙ 1,025 = 0,615 кг.

Стеклотань

m_с = 0,15 ∙ 1,025 = 0,154 кг.

Защитная пленка

m_з=0,12 ∙ 1,025=0,123

8. Потребность цеха в сырье

Зная годовую производительность цеха и расход материалов на 1 м² готовой продукции рассчитывается потребность в исходных материалах в сутки (М_с), смену (М_см), час (М_ч) по формулам :

М_г = П_г · m_i , где (8.1)

m_i - расход i-того сырья на 1 м² готовой продукции

М_с = М_г/С ; (8.2)

М_см = М_с/n ; (8.3)

М_ч = М_см/ t_см, (8.4)

где С - расчетное количество рабочих суток в год ;

n - количество рабочих смен в сутки ;

t_см - продолжительность рабочей смены в часах.

Полученные результаты сводятся в таблицу 8.1

Таблица 8.1 - Потребность цеха в сырье с учетом потерь

9. Мероприятия по охране труда и окружающей среды

Площадки предприятий, здания и сооружения

На территории предприятия должно быть пожарное депо (пожарная часть), укомплектованное пожарной техникой.

Производственные здания и сооружения должны быть обеспечены установкой пожарной сигнализации, а цехи и склады повышенной пожарной опасности должны быть защищены автоматическими установками объемного пожаротушения, а также оборудоваться предупреждающей (звуковой, световой или комбинированной ) сигнализацией.

Рабочие, производящие отчистку покрытий зданий и сооружений, должны быть обеспечены инвентарным инструментом, а также индивидуальными средствами защиты.

При гидроуборке пыли в производственных помещениях сплошная металлическая обшивка понизу перил площадок для обслуживания оборудования, технологических проемов и люков в полах и междуэтажных перекрытиях не должна допускать стока воды.

При уборке производственных помещений и отчистке производственного оборудования запрещается применение растворителей.

Колодцы инженерных коммуникаций должны быть оборудованы люками с металлическими крышками, расположенными на одном уровне с поверхностью земли или дорожного покрытия.

К производству допускаются лица, достигшие 18-летнего возраста.

При работе с гидроизолом в воздух рабочей зоны возможно выделение асбестосодержащей пыли

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 Р 12.4.013-97

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.

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

Список использованных источников

1. ГОСТ 7415-86 Гидроизол. Технические условия.

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

. Тарасов Г.Ф. Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплинам « Материаловедение », « Технология гидроизоляционных материалов», «Дорожно-строительные материалы», «Основы технологии отделочных, теплоизоляционных и гидроизоляционных материалов и изделий для индустриального строительства » студентами всех форм обучения. - Нижний Новгород 2002. - 39 с.

4. Правила техники безопасности в производственной санитарии в промышленности строительных материалов. Часть 2.-М.: Стройиздат, 1987.-590с.

5. Хрулев В.М., Безверхая Л.М., Зиновьева С.И. Гидроизоляционные и герметизирующие материалы: Учебное пособие. Новосибирск: издание НИСИ, 1985. - 75 с.

. Рыбьев И.А., Владычин А.С., Казеннова Е.П. Технология гидроизоляционных материалов. - М.: Высшая школа, 1991. - 287 с.

. Хоров Л.Т. Автоматизация процессов производства кровельных и гидроизоляционных материалов.