Проект бетонозмішувального цеху
Міністерство освіти і науки молоді та
спорту України
Національний університет водного
господарства та природокористування
Кафедра технології будівельних
виробів і матеріалознавства
Пояснювальна записка
до курсового проекту: "Бетони і
будівельні розчини"
Виконав:
Студент гр.
ТБК-31
ФБА,ІІІ-курсу
Куклінський
О.С.
Перевірив:
Дворкін О.Л.
Рівне 2013
Зміст
Вступ
1. Режим роботи бетонозмішувального цеху
2. Склад цементу
. Склад заповнювачів
. Бетонозмішувальний цех
. Проектування складу бетону та визначення потреби
матеріалів
Висновок
Список використаної літератури
Вступ
бетонний суміш
цех
Бетонну суміш готують в бетонозмішувальному відділенні.
Основними операціями технології приготування та транспортування бетонних і
розчинних сумішей є:
·
підготовка
матеріалів (в'яжучих, заповнювачів, води та добавок);
·
дозування
матеріалів;
·
перемішування
матеріалів (приготування сумішей);
·
видавання
і транспортування готових сумішей.
Приймаємо бетонозмішувальний цех з одноступеневим
(вертикальним) компонуванням технологічного устаткування, як найбільш
поширений. Така схема передбачає піднімання матеріалів на висоту 25...30 м, а
подальше їх переміщення вниз із агрегату в агрегат відбувається під дією сил
тяжіння.
У надбункерному відділенні розміщені завантажувальні люки
бункерів і оголовки стрічкового конвеєра або елеватора з поворотною лійкою, а
також пульт управління подачею матеріалів. При подачі цементу пневмотранспортом
додатково встановлюють циклони і повітроочисні фільтри.
У бункерному відділенні розміщені видаткові бункери, які
мають 6...8 відсіків, бочки для води. Видаткові бункери виготовлюються
металевими і обладнані вібраторами для усунення зависання матеріалу на стінках,
пристроями аерації цементу, паровими гратами ї показниками рівнів заповнення
відсіків.
Змішувальне відділення розміщене під дозаторним. Змішувачі
завантажують відміреними порціями сухих компонентів, води.
Після перемішування бетонна суміш подається у відділення
видачі готової суміші, де встановлені видаткові бункери, обладнані затворами з
пневмоциліндрами. Із видаткових бункерів бетонну суміш вивантажують у
транспортні засоби.
Складування і зберігання цементу необхідно проводити у
спеціалізованих силосних складах. Вивантаження і транспортування цементу
необхідно здійснювати пневмотранспортом.
1. Режим роботи бетонозмішувального цеху та складів
Згідно вихідних даних, бетонозмішувальний цех працює у 2
зміни. За нормами технологічного проектування підприємств збірного залізобетону
при двозмінній роботі номінальна кількість робочих днів на рік приймається
рівною 260, тривалість робочої зміни - 8 годин.
Розрахункова кількість робочих діб у році при п’ятиденному
робочому тижні для цеху по виготовленню бетонної суміші становить 260 - 7 = 253
доби, де 7 діб - тривалість планових зупинок. Річний фонд часу складає 253 × 2 × 8 = 4048 год.
. Склад цементу
Склад цементу проектують у відповідності з технологічними
нормами.
Силосні склади цементу споруджують, як правило, з однотипних
комірок циліндричної форми діаметром від 3 до 10 м і місткістю 240; 360; 480;
720; 1100; 1700; 2500 та 4000 т. Кількість силосів на складі приймають у
відповідності з необхідним запасом цементу.
Потрібну місткість складу цементу визначаємо за формулою:
де Q - річна продуктивність бетонозмішувального цеху, (220000 м3);
Ц - середня норма витрат цементу в кг на 1 м3 бетонної суміші;-
нормативний запас цементу на складі, днів роботи цеху (приймаємо для
притрасового складу 7 днів);= 1,04 - коефіцієнт можливих втрат цементу при розвантажуванні;=
0,9 - коефіцієнт використання технологічного обладнання;
Р - кількість робочих днів на рік (253 доби).
Ц=0,3×400+0,7×450=435 кг,
Де 435 норми витрати цементу для бетону М200 та М300 ;
т.
Для
зберігання цементу приймаємо 6 силоси з одночасним вмістом цементу в силосах
4000 т, які розміщені у два ряди. Тоді необхідна висота силосу при діаметрі 8 м
буде складати:
де k = 0,9 - коефіцієнт заповнення силосу;
r = 1 т/м3 - насипна густина цементу.
м.
Приймаємо
висоту силосу 23 м.
Вагони
бункерного типу розвантажують в прийомний бункер вмістом 30 т., звідки
пневмоциліндром ТА-15, який вибрали за таблицею, цемент подають в над силосну
галерею, де він опадає в бункер та аерожолобом загружається у відповідний
силос. Для подачі цементу в бетонозмішувальний цех під силосами встановлюють
пневмовивантажувачі ПДБ-161, які подають цемент по трубопроводах у бункер
видачі, під яким встановлений пневмогвинтовий насос ТА-14А.Основні технічні
характеристики складу цементу та технологічного обладнання наведені в таблиці
3.
Пневмогвинтовий
насос ТА-14А був вибраний для того, щоб забезпечував продуктивність подачі і
прийому цементу.
Мінімально
необхідна продуктивність насосу 25 т/год.
Я
обираю саме цей пневмонасос, оскільки він забезпечує необхідну продуктивність.
т/год.
Таблиця
1
Технічна характеристика пневмогвинтового насосу ТА-14А
Показник (одиниці
вимірювання)
|
Значення
|
Продуктивність, т/год
|
36
|
Дальність подачі, включаючи
висоту зон, м
|
200
|
Витрата повітря, м3/хв
|
15
|
Діаметр цементопроводу, мм
|
140
|
Потужність двигуна, кВт
|
30
|
Габаритні розміри, м:
довжина ширина висота
|
2,42 0,64 0,87
|
930
|
Таблиця 2
Технічна
характеристика пневматичного гвинтового підйомника ТА-15
Показник (одиниці
вимірювання)
|
Значення
|
Продуктивність, т/год
|
100
|
Висота підйому, м
|
35
|
Робочий тиск у змішувальній
камері, МПа
|
0,12
|
Витрати стиснутого повітря,
м3/хв
|
12
|
Потужність електродвигуна,
кВт
|
40
|
Внутрішній діаметр
цементопроводу, мм
|
130
|
Діаметр гвинта, мм
|
200
|
Габаритні розміри, м
|
2,6 х 0,73 х 1,25
|
Маса, кг
|
990
|
Таблиця 3
Технічна характеристика складу цементу
Тип складу
|
Вміст, т
|
Число силосів
|
Річний вантажообіг, тис. т
|
Витрати стиснутого повітря,
м3/хв
|
Встановлена потужність
двигунів, кВт
|
Число працюючих
|
приколійний
|
4000
|
6
|
71,4
|
57.2
|
343,5
|
6
|
. Склад заповнювачів
Для розрахунку місткості складів заповнювачів встановлюємо орієнтовні
витрати заповнювачів для виготовлення 1м3 важкого бетону: щебеню - 0,9; піску -
0,45.
Запас заповнювачів, які одночасно зберігають на складі, визначають за
формулою:
,
де
Q - річна продуктивність бетонозмішувального цеху, м3 (220000);
З - середня витрата заповнювача для бетону, (0,9 - для щебеня, 0,45 - для
піску);
n - нормативний запас заповнювачів на складі на кількість робочих днів
(приймаємо для при колійного складу 7 днів);
k - коефіцієнт можливих втрат (для піску та щебеню k = 1,02);
Р - розрахунковий річний фонд часу роботи обладнання, діб (253).
Виробничий запас щебеню:
м3.
Виробничий
запас піску:
м3.
Згідно з показниками норм проектування складів заповнювачів приймаємо, що
склад повинен мати 9 відсіків, з них: 6 - для щебеню, 3 - для піску.
Об’єм одного штабелю щебеню складає 5587/6 = 931 м3, а піску 2794/3 =931
м3.
Об’єм штабельного складу у вигляді кругового конусу обчислюється за
формулою:
,
де
H - висота штабелю, м;
j = 40 - кут
природного відкосу матеріалу, град.
Тоді висота штабелю щебеню повинна бути:
м.
Висота
штабелю піску:
м.
Приймаємо
висоту штабелю щебеню та піску 9 м, що відповідає технологічним нормам
проектування складів.
Знаючи
висоту кругового конусу визначаємо діаметр його основи:
м.
м.
Площа
основи штабелю щебеню та піску:
м2.
м2.
Загальна
корисна площа складу заповнювачів складає:
м2.
Загальна
площа складу заповнювачів:
м2.
Довжина вивантаженого фронту для заповнювачів:
м.
За
заданою продуктивністю бетонозмішувального цеху, годинна подача піску повинна
становити:
т/год,
щебеню:
т/год.
Розвантажування зштовхуванням здійснюється із відкритих платформ за
допомогою розвантажувальних машин типу Т-182А .
Матеріал зштовхується з платформи, що поступово переміщується над
приймальним бункером спеціальним скребком .Продуктивність машини до 170 т/год.
Для розпушування мерзлих матеріалів застосовується бурофрезерний розпушувач.
Під усіма відсіками проходить підштабельна галерея зі стрічковим
конвеєром марки КРУ-350. Кожний відсік має одну або декілька протічок з
віброживильником, з-під штабельної галереї заповнювач стрічковим конвеєром
марки КРУ-350 подається на конвеєр похилої естакади у витратні бункери
змішувального відділення. Стрічковий конвеєр вибраний так, щоб його
продуктивність 350 т/год задовольняла необхідну продуктивність 32 + 67 = 99
т/год.
Таблиця 4
Технічна характеристика стрічкового конвеєру КРУ-350
Показник (одиниці
вимірювання)
|
Значення
|
Продуктивність, т/год
|
350
|
Ширина стрічки, мм
|
1200
|
Швидкість барабана, м/с
|
1,5
|
Діаметр барабана, мм:
приводного натяжного
|
800 800
|
Довжина, м: горизонтальна
за наявністю кута нахилу
|
1800 500
|
Потужність двигуна, кВт
|
385
|
Таблиця 5
Технічна характеристика розвантажувальної машини Т-182А
Показник (одиниці
вимірювання)
|
Значення
|
Продуктивність, т/год
|
170
|
Висота підйому від
давального штовхача, мм
|
500
|
Потужність електродвигунів,
кВт
|
17,5
|
Маса машини, т
|
34
|
Робочий орган
розвантажування
|
Штовхач скребковий
|
. Бетонозмішувальний цех
Для приготування бетонної суміші за нормами технологічного проектування
приймаємо 4 бетонозмішувача гравітаційної дії з автоматичним дозуванням
складових, число замісів в годину для суміші - 25, коефіцієнт виходу суміші b = 0,67.
Об‘єм готового замісу бетонної суміші визначаємо за формулою:
,
де
P' - річний фонд часу ( год.);
m = 4 - кількість бетонозмішувачів;= 25 - кількість замісів на годину
суміші з ОК 6 см
k = 0,8- коефіцієнт використання змішувачів у часі;
л.
Вміст змішувального барабану по завантаженню:
л.
Приймаємо
гравітаційний змішувач циклічної дії СБ-10В з об’ємом готового замісу 800 л та
вмістом при завантаженні 1200 л, технічні характеристики якого наведені в
таблиці 6.
Річна
потужність бетонозмішувального цеху буде складати:
м3;
що
задовольняє вихідним даним.
Для
визначення об’єму видаткових бункерів згідно норм технологічного проектування приймаємо
по 2 відсіки для щебеню, піску та цементу при їх запасі в бункерах на 2 години.
Витрати
матеріалів на заміс бетонозмішувача складають:
кг;
*1,4=0,50т;
*1,4=1,013т;
Об’єм
кожного відсіку для матеріалів складає:
м3,
м3,
м3.
Приймаємо
для зберігання бункер у вигляді прямокутної призми. Висота нижньої частини
бункера у вигляді зрізаної піраміди становить:
Конструктивно
приймаємо для цементу та піску D = 4 м, h1 = 2 м, d = 1 м.
а) бункер для цементу:
м;
б) бункер для піску:
м.
Для щебеню приймаємо D = 4 м, h1 = 5 м, d = 1 м і висота:
Бетонозмішувальний цех запроектовано за вертикальною схемою, він
складається з 5 відділень: надбункерного, бункерного, дозаторного,
змішувального та видачі готової бетонної суміші. Зі складу щебінь та пісок
подаються в надбункерне відділення за допомогою похило-горизонтального
стрічкового конвеєру, а цемент подають в циклон пневматичним транспортом і
потім розподіляють по відсікам гвинтовими конвеєрами. Суміш подається в
розподільний бункер.
Для дозування компонентів суміші, за їх вмістом в одному замісі,
вибираємо такі дозатори (технічні характеристики в таблиці 7):
·
ДЦ-500 -
приймаємо для цементу;
·
ДИ-1200 -
приймаємо 2 дозатора для інертних речовин;
·
ДЖ-200 -
приймаємо для води.
Цех обладнано чотирма бетонозмішувачами СБ-10В. Готова бетонна суміш
подається в розподільчий бункер.
Таблиця 6
Технічна
характеристика циклічного гравітаційного змішувача СБ-10В
Показник (одиниці
вимірювання)
|
Значення
|
Об’єм готового замісу, л
|
800
|
Місткість по завантаженню,
л
|
1200
|
Число циклів при
виготовленні суміші, цикл/год
|
25
|
Найбільша крупність
заповнювача, мм
|
70
|
Частота обертання барабана,
хв-1
|
18
|
Потужність двигуна
обертання барабана, кВт
|
13
|
Габаритні розміри, мм:
довжина ширина висота
|
2520 3220 2810
|
Маса, кг
|
1910
|
Таблиця 7
Технічна
характеристика дозаторів типу ВДБ-500/750
Параметри
|
ДЦ-500
|
ДИ-1200
|
ДЖ-200
|
Силовимірювач
|
|
Доза, кг: найбільша
найменша
|
500 100
|
1200 240
|
200 40
|
Число поділок на шкалі
циферблату
|
500
|
240
|
200
|
Ціна поділок, кг
|
1
|
5
|
1
|
Місткість вагових бункерів,
м3, на менше
|
-
|
-
|
0,23
|
Габаритні розміри, мм:
довжина ширина висота
|
1090 750 1125
|
1860 1850 1000
|
1090 750 1305
|
Маса, кг
|
135
|
360
|
140
|
5. Проектування складу бетону та визначення потреби матеріалів
Розрахунок складу бетону без добавок
Розрахунок складу важкого бетону починається з визначення необхiдного Ц/В
або В/Ц. При цьому використовуючи табличні дані визначаємо витрату води для
приготування розчину необхідної жорсткості (ОК=6см - за завдання). За таблицею
витрата води становить 195 л/м3. Водоцементе вiдношення визначається за
формулою:
,
деRб
- мiцнiсть бетону у вiцi 28 дiб; Ц/В - цементно-водне вiдношення; А -
коефiцiєнт, який залежить вiд якостi матеріалів, для рядових заповнювачiв (А =
0,55):
Знаючи
витрати води та водоцементне вiдношення, можна визначити витрату цементу:
або
Визначаємо
витрату цементу, кг/м3:
де
Ц, П, Щ, В - витрати вiдповiдно цементу, пiску, щебеню та води; rц,rп, rщ - густини вiдповiдно цементу,
пiску та крупного заповнювача; rн.щ - насипна густина крупного
заповнювача;- пустотнiсть крупного заповнювача; a - коефiцiєнт розсуву зерен крупного заповнювача цементно-пiсчаним
розчином:
Приймаємо
a = 1,35
Вираховуємо
пустотнiсть крупного заповнювача:
Визначаємо
витрату щебеню, кг/м3:
Визначаємо
витрату пiску, кг/м3:
Склад бетону із введенням золи
Відповідно до поставленого завдання вводиться зола в кількості 150кг/м3
(економія цементу 50 кг/м3). Приймаємо дійсну густину золи
=2100
кг/м3.
Необхідна
кількість цементу:
Ц2=Ц1-50=454-50=404
(кг).
Визначаємо
необхідну кількість води при В/Ц=0,43:
В=Ц∙=454∙0,43=195
(л).
Визначаємо
витрату щебеню, кг/м3:
Визначаємо
витрату пiску, кг/м3:
Розрахунковий
склад бетону з введенням золи:
Ц2
= 404; З=150; П2=459,4; Щ2 = 1204; В2 = 195.
склад
бетону при збільшеному проектному віці до 45 діб.
Відповідно
до завдання збільшимо проектний вік до 45 діб.
Rτ=R28×(lg45/lg28), де τ-вік бетону, діб
=
R28×(lg45/lg28); 40= R28×1,1;=40/1.1=35,36;
При
осадці конуса 6 см маємо витрати води 195 л/м3.
Визначаємо
витрату щебеню, кг/м3:
Визначаємо
витрату пiску, кг/м3:
Розрахунковий
склад бетону при збільшенні проектного віку:
Ц3
= 361; П3=715,2; Щ3 = 1204; В3 = 195.
Висновок
Отже, для економії цементу ефективніше збільшитипроектний вік, ніж
вводити золу виносу. Економія цементу при збільшенні проектного віку до 45 діб
становить 93 кг/м3, в той час як додавання золи призведе до економії у 50
кг/м3.
Список використаної літератури
1. Общесоюзные
нормы технологического проектирования предприятий сборного железобетона: ОНТП -
07-85 / Минпромстройматериалы СССР. - М., 1986.
2. Шихненко
И.В. Краткий справочник инженера-технолога по производству железобетона. - К.,
Будівельник, 1989.
. Справочник
по производству сборных железобетонных изделий (под ред. проф. К.В. Михайлова).
- М. - Стройиздат, 1982.
. Баженов
Ю.М. Технология бетона. - М.: Высшая школа, 1987.
. Волянский
С.А. Технологія бетонних і залізобетонних конструкцій. - К., Вища школа, 1994.
. Дворкин
Л.Й., Дворкин О.Л. Проектирование составов бетона с за данными свойствами. -
Рівне, РДТУ, 1999.
. Дворкін
О.Л. Технологія бетону. - Рівне, РДТУ, 2001.
. Методичні
вказівки 059 - 69. - Рівне, РДТУ, 2000.