Производство древесно-полимерного композита
Содержание
Введение
1. Технологическая характеристика материала
2. Характеристика исходных компонентов
. Описание технологического процесса
. Генеральный план
. Объёмно-планировочное решение
6. Конструктивные решения
7. Расчёт производственной программы
. Материальный баланс
. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
. Охрана труда. Техника безопасности
Список использованных источников
Введение
Древесно-полимерный композит (ДПК) - состав, содержащий полимер
(химического или натурального происхождения) и древесный наполнитель,
модифицированный, как правило, химическими добавками. Другие используемые
названия древесно-полимерных композитов: "жидкое дерево",
дерево-пластиковый композит, древесно-пластиковый композит, древопласт,
поливуд, древотермопласт, ЭДНП (экологически чистые древеснонаполненные
пластмассы). Особенность древесно-полимерных композитов заключается в том, что
готовые изделия получаются, по сути, из отходов производства и потребления:
опилок, стружек, древесной муки, сельскохозяйственных отходов и различных видов
отходов потребления. Активно разрабатываются технологии, позволяющие
использовать в процессе производства не первичные, а вторичные полимеры.
По внешнему виду древесно-полимерный композитный профиль с высоким
содержанием древесины более всего напоминает МДФ или твердую ДВП, а с малым ее
количеством - пластмассу. Его можно пилить, строгать рубанком, вбивать гвозди.
Он может окрашиваться в массе или подвергаться лакокрасочной отделке обычными
красками и эмалями, или облицовываться синтетическими пленками или натуральным
шпоном.
Рынок жидкого дерева в России находится пока в зачаточном состоянии.
Однако с усилением государственного регулирования в области деревообработки и
переработки отходов, материал получает дополнительный стимул для развития в
России: появляется спрос на изделия, открываются первые производства.
Древесно-полимерные композиционные (ДПК) материалы, в последнее время
пользуются особым вниманием у инвесторов и производителей.
Древесно-Полимерный Композит - суперсовременный материал. ДПК имеет все
лучшие природные свойства дерева, но лишен таких его недостатков, как
подверженность гниению и плесени, горючесть, дефекты поверхности, не впитывает
влагу и пр.
В состав ДПК входят древесная мука (или мелкая щепа) с фракцией 0,5-2мм,
полимер и аддитивы. В качестве полимера может быть ПВХ (50/50), полиэтилен
(70/30)или полипропилен (60/40) [1].
Производство экструзионных древесно-полимерных композитов является одним
из наиболее перспективных в области рационального использования отходов
лесопиления, мебельного и деревообрабатывающего производств, использования
низкосортной древесины, растительных целлюлозосодержащих отходов и вторичных
пластмасс для переработки в высококачественные профильные детали для широкого
спектра применений, включая строительство и мебель.
. Техническая характеристика материала
учетом отличных характеристик по износостойкости и инертности к
воздействию внешней среды (влажность, свет, насекомые и т.д.) ДПК наиболее
популярны для наружной отделки и покрытий (террасная доска, палубный настил,
лестницы, сайдинг). Развивается производство элементов внутренней отделки
(подоконники, межкомнатные двери, плинтуса, внутренние перегородки, балки),
деталей мебели и других элементов декора.
Подобные продукты широко распространены на международном рынке. В
частности, в США ДПК-настилы применяются уже с 90-х годов ХХ века. В Европе
особенно популярны ДПК-подоконники и окна, лестницы, ограждения, где особенно
ценится экологичность, долговечность и натуральность. В производство в России
на первом этапе запускаются следующие виды изделий из ДПК:
) Декинг - доска для напольного покрытия террас, настилов, детских
площадок, элементов ландшафтного дизайна, устойчива к влаге и гниению;
) Сайдинг-облегченная доска для наружной обшивки зданий, обладает
повышенной прочностью, долговечностью, натуральным внешним видом;
) Нащельники для оконных конструкций - дополнительные детали,
предназначенные для закрытия монтажного шва между оконной рамой и проемом;
) Иные изделия - монтажные лаги, штакетник, перила, панели, короба.
. Характеристика исходного сырья
Основным сырьем для производства ДПК является древесная мука.
Еще одно название данного материала - "жидкое дерево". Сырьевой
базой ДПК являются древесина, разнообразные растения, макулатура, отходы
сельскохозяйственного производства (солома, рисовая шелуха), даже текстиля.
ДРЕВЕСНАЯ МУКА - мелкий сыпучий продукт, получаемый сухим размолом
деревянных стружек. Применяется в производстве линолеума, ксилолита, взрывчатых
веществ, а также как шлифующий и полирующий материал. ГОСТ 16361-87
Краснодеревщики издавна использовали древесную пыль и мелкие опилки для
добавления в клеевые составы, шпатлевки и замазки. Однако, продуктом
специального промышленного производства древесная мука стала только в начале 20
века, - когда сформировались первые промышленные потребности в этом материале.
Древесная мука представляет собой мелкие частицы древесины произвольных
форм, получаемые специально в процессе размола древесины твердых и мягких
лиственных и хвойных пород. В качестве сырья для получения древесной муки
используются, как правило, кусковые отходы лесо- и деревообрабатывающих
производств, опилки и технологическая щепа, получаемая из дровяной древесины. В
последние годы в качестве сырья для производства муки начинают применять и
другие виды растительного сырья - различные виды солом и стеблей, зерновую
шелуху, оболочки орехов, отходы картона и т.д. К древесной муке, как правило,
относят измельченную древесину с размером частиц менее 1,2 мм.
Цвет древесной муки зависит от породы древесины и может быть от
светло-соломенного до темно-коричневого.
Для регулярных перевозок муки россыпью могут использоваться специальные
автомобили и вагоны - муковозы.
В настоящее время древесная мука широко используется в различных отраслях
промышленности как в нашей стране, так и за рубежом. По древесной муки нет
мировой промышленной статистики, но экспертно - это миллионы тонн. Сферы
применения древесной муки и объемы производства довольно быстро увеличиваются.
Назначение древесной муки в зависимости от марки указано в табл. 3.
Таблица 3
Древесная мука марок 120, 140, 160, 180 и Т изготовляется из древесины
хвойных пород; марок 140 и 180 (для промышленных взрывчатых веществ, полимерных
композиционных и строительных материалов), 200, 250, 560, 1250 - из древесины
хвойных, лиственных пород или их смеси.
ГОСТ 16361-87 не предусматривает в прямой форме требований к размерам
частиц муки. Они устанавливаются в табличной форме в виде показателей
результатов ситового анализа.
Таблица 4 Ориентировочные размеры частиц древесной муки
Качество древесной муки должно соответствовать значениям, указанным в
табл.6.
Таблица 5
Наименование
показателя
|
Значение
|
1. Влажность, %,
не более
|
8,0
|
2. Массовая доля золы, %,
не более, в муке марок:
|
|
120, 160
|
0,6
|
140, 180, 250, Т
|
0,8
|
200, 560, 1250
|
1,0
|
3. Массовая доля окрашенных
примесей, %, не более, в муке марок:
|
|
120, 160
|
0,1
|
140, 180, Т
|
0,2
|
200, 250, 560,
1250
|
4,0
|
4. Массовая доля
металломагнитных примесей, %, не более, в муке марок:
|
|
120, 160
|
0,0005
|
140, 180, 250, Т
|
0,0010
|
200, 560, 1250
|
5. Насыпная плотность,
кг/м, в муке марок:
|
|
120, 140, 160,
180
|
От 100 до 140
|
200, 250, Т,
560, 1250
|
Не нормируется
|
6. Массовая доля остатка,
%, в муке марок:
|
|
120 - на сетке 01, 160 - на
сетке 0125, не более
|
11,0
|
на сетке 014, на сетке 018,
не более
|
1,0
|
на сетке 02, на сетке 025,
не более
|
0,0
|
140 - на сетке 01, 180 - на
сетке 0125, не более
|
18,0
|
на сетке 014, на сетке 018,
не более
|
2,0
|
на сетке 02, на сетке 025,
не более
|
0,0
|
200 - на сетке
018, не более
|
5,0
|
на сетке 025, не
более
|
0,4
|
250 - на сетке
025, не более
|
3,5
|
на сетке 0355,
не более
|
0,2
|
Т - на сетке 0063, не менее
|
60,0
|
на сетке 018
|
От 5,0 до 18,0
|
на сетке 025, не
более
|
5,0
|
560 - на сетке
025, не менее
|
45,0
|
на сетке 056, не
более
|
5,0
|
1250 - на сетке
063, не менее
|
50,0
|
на сетке 1,25,
не более
|
5,0
|
7. Массовая доля древесины
лиственных пород, %, не более, в муке марок:
|
|
120, 160
|
0,0
|
140, 180, Т
|
5,0
|
200, 250, 560,
1250
|
Не нормируется
|
8. Массовая доля кислот, %,
не более, в муке марок:
|
|
120, 160
|
0,07
|
140, 180, 250, Т
|
0,08
|
200, 560, 1250
|
Не нормируется
|
9. Массовая доля смол и
масел, %, не более, в муке марок:
|
|
120, 140, 160,
180, 250, Т
|
4,0
|
200, 560, 1250
|
5,0
|
Древесную муку предъявляют к приемке партиями. Партией считают количество
древесной муки одной марки, оформленное одним документом о качестве. Масса
партии нетто должна быть не более 32000 кг. Для проверки качества муки из
разных мест партии отбирают выборку в размере 1%, но не менее 3 и не более 8
упаковочных единиц.
Древесную муку транспортируют в крытых транспортных средствах или в
универсальных контейнерах по ГОСТ 18477-79 всеми видами транспорта в
соответствии с правилами перевозок грузов, действующими на каждом виде
транспорта.
Древесную муку, упакованную в мягкие контейнеры, допускается
транспортировать в открытых транспортных средствах.
ПОЛИВИНИЛХЛОРИД
СУСПЕНЗИОННЫЙ ГОСТ 14332-78
Поливинилхлорид (ПВХ, полихлорвинил, винил, вестолит, хосталит, виннол,
корвик, сикрон, джеон, ниппеон, сумилит, луковил, хелвик, норвик и др.) -
бесцветная, прозрачная пластмасса, термопластичный полимер винилхлорида.
Отличается химической стойкостью к щелочам, минеральным маслам, многим кислотам
и растворителям. Не горит на воздухе и обладает малой морозостойкостью (−15
°C). Нагревостойкость: +65 °C.
Химическая формула: [-CH2-CHCl-]n.Международное
обозначение - PVC.
Молекулярная масса 9-170 тыс.; плотность - 1,35-1,43 г/см³. Температура стеклования - 75-80 °C
(для теплостойких марок - до 105 °C), температура плавления - 150-220 °C.
Теплопроводность - 0,159 Вт/м·К. Трудногорюч. При температурах выше 110-120 °C
склонен к разложению с выделением хлористого водорода HCl. Не растворяется в
воде, спиртах, углеводородах (в том числе бензине и керосине). Устойчив к действию
кислот, щелочей, растворов солей, жиров, спиртов, обладает хорошими
диэлектрическими свойствами.
Предел прочности при растяжении - 40-50 МПа, при изгибе - 80-120 МПа.
Удельное электрическое сопротивление - 1012 - 1013 Ом·м.
Диэлектрическая проницаемость (при 50 Гц) - 3,5.
Поливинилхлорид используется в производстве трикотажных рабочих перчаток
для нанесения различных рисунков на трикотажную основу. ПВХ-рисунок на перчатке
позволяет обеспечить хороший захват при выполнении различных работ,
предотвращает процесс скольжения, увеличивает износостойкость продукции.
В зависимости от свойств и назначения марки суспензионного
поливинилхлорида коды ОКП для каждой марки и сорта по Общесоюзному
классификатору промышленной и сельскохозяйственной продукции приведены в табл.
6.
Т а б л и ц а 6
Таблица 7
Стабилизатор.
Большинство из высокомолекулярных органических соединений довольно уязвимы к
воздействию тепла, световому излучению, радиации, кислорода воздуха ( и
особенно озона) и кислот. Это явление называется деградацией или старением полимеров,
на практике приводящей к ослаблению конструкций и, в конечном счете, их
разрушению. Деградируют как природные полимеры, так и синтетические. Поэтому,
предотвращение деградации древесины и базовой смолы является весьма актуальной
задачей и для термопластичных древесно-полимерных композиционных материалов,
особенно изделий предназнвчкенных для длительной эксплуатации в сложных
условиях.
КОМПЛЕКСНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ КСС-1
ТУ 2492-305-00208947-99
КСС-1
Стабилизирующе-смазывающая смесь с модификатором перерабатываемости
Технические характеристики:
Применение новых стабилизирующих смесей обеспечивает
Хорошую переработку материала
Высокое качество изделий
Порофор ЧХЗ
21(азодикарбонамид)
Таблица 8 Спецификация:
Наименование
показателя
|
Норма по ТУ
|
1. Внешний вид
|
Кристаллы белого или
светло-желтого цвета
|
2. Содержание
основного вещества, %
|
95,0
|
3. Температура
разложения, С0
|
190-210
|
4. Содержание
примесей, % н/б
|
|
Азотосодержащие
|
0,02
|
Непредельные
|
0,01
|
Аминосоединения
|
0,03
|
Сульфаты
|
0,01
|
Галогеносодержащие
|
0,005
|
Применение:
· как порофор (вспениватель) термопластов и эластомеров при
литье, экструзии и ротационном формовании.
· как улучшитель теста в хлебопечении, его применение
способствует увеличению пористости хлеба.
Упаковка: бумажные многослойные мешки или картонные короба.
Хранение: на открытых площадка под навесом и на закрытых площадках,
исключая попадание влаги, вдали от источников тепла и открытого огня.
Класс опасности: 4 класс.
Азодикарбонамид в его основной форме выпускается в виде тонкодисперсного
желтого порошка. Существует ряд марок продукта в этой выпускной форме. Все
основные марки образуют при разложении приблизительно 230 мл/г газа. Марки
обычно классифицируют по среднему размеру частиц в диапазоне 3-30 мк. Это
соответствует диапазону насыпной плотности 300-700 г/л.
Пигмент.
Окрашивание термопластичных ДПК осуществляется, как правило, в массе,
путем введения в композицию красящих веществ (colorants). Существует два
принципиальных их вида: пигменты и красители.
Пигменты это нерастворимые порошкообразные (пылевидные) субстанции
размером от 10 мкм и менее. Красители, напротив, имеют молекулярную форму и, в
зависимости от химического состава, могут быть растворены в воде, спиртах,
маслах и расплавах полимеров. Если размешать пигмент в стакане с водой, то
через короткое время он весь осядет на дно. Краситель окрашивает воду
равномерно и постоянно.
Пигменты, как правило, обладают большей физической и химической стойкостью,
чем красители. Это естественно, т.к. красители имеют молекулярную форму, и
поэтому, легко вступают в различные реакции соединения и разложения. Поэтому,
для окрашивания термопластичных древесно-полимерных композитов применяют,
главным образом, пигменты.
Крашение в массе включает следующие стадии: смешивание полимера с
красителем или пигментом, расплавление окрашенной смеси и грануляцию или
формование изделия методом экструзии и т.д.
При крашении полимера пигментами в порошковой форме необходимо произвести
одновременно распределение, измельчение комочков и смачивание частиц пигмента
расплавом полимера. Поэтому, чтобы готовое изделие имело однородную,
равномерную окраску, пигменты следует очень тщательно распределить в полимере.
Такое распределение достигается интенсивным перемешиванием пигмента в массе
рабочей смеси композита в ходе экструзии или предварительного компаундирования.
Упростить процесс введения пигмента (или красителя) в состав
древеснополимерного композита позволяют т.н. концентраты пигментов и
красителей. В зарубежной литературе их называют и концентратами (concentrates)
и мастербатчами (masterbatches).
Концентраты изготавливают обычно на специализированных химических
предприятиях. Они, представлят собой гранулы, состоящие из пигмента и полимера-носителя,
в качестве которго используют, как правило, тот же полимер, который
предполагается окрасить. Т.е. если базовая смола композита - полиэтилен, то и
пигментный концетрат желательно иметь на основе полиэтилена. Содержание
органического пигмента в концентрате составляет 15-25%, неорганического - до
50%. Пигмент в полимере-носителе аккуратно и тщательно распределен. Поэтому при
крашении концентратами достигается хорошее распределение в композиционном
материале и максимальная интенсивность окраски при минимальном расходе
пигмента.
Пигменты, как и другие элемента композита, подвержены влиянию внешних
воздействий - свету, кислотам, щелочам, энзимам и т.д. Поэтому, в процессе
эксплуатации они могут менять химическую структуру и цвет (выгорать). Более стойкими
являются неорганические пигменты. Органические пигменты и красители, как
правило менее стойки к внешним воздействиям. Большинство пигментов нетоксично.
Однако, бывают и не вполне безопасные продукты, содержащие соли свинца, кадмия
и некоторые другие.
По физико-химическим показателям пигмент должен соответствовать
требованиям и нормам, указанным в табл. 9.
Таблица 9
Наименование
показателя
|
Норма для марок
|
|
А ОКП 24 6341
7033
|
Б ОКП 24 6341
7034
|
1. (Исключен,
Изм. № 2).
|
|
|
2. Относительная
красящая способность (концентрация), %
|
100
|
100
|
3. Оттенок и
чистота окраски
|
Соответствует
стандартному образцу
|
4. Массовая доля остатка
после мокрого просеивания на сите с сеткой № 0056 К (ГОСТ 6613), %, не более
|
0,25
|
0,3
|
5. Массовая доля
растворимых в воде веществ, %, не более
|
3,0
|
11,0
|
6. Массовая доля воды и
летучих веществ, %, не более
|
4,0
|
5,0
|
10,5
|
11,0
|
8. Миграционная
устойчивость, баллы: в поливинилхлоридной пленке
|
4
|
|
9.
Диспергируемость в поливинилхлоридной пленке
|
Соответствует
стандартному образцу
|
|
3. Технологическая схема производства
Процесс производства строится по следующей схеме:
1. измельчение древесины
2. сушка измельченной древесины (при необходимости)
. дозирование компонентов
. смешивание компонентов
. прессование изделия
. складирование
Технология производства начинается с привоза и складирования сырья.
Древесная мука доставляется на склад муковозом (1) и по пневмотранспорту
(2) поступает в складской бункер (3). Далее тем же пневмотранспортом (2)
древесная мука поступает в бункер - накопитель (4).
Добавка кремнезоль поступает на завод в цистерне (6) и заливается в
промежуточную емкость (7) и далее насосом - дозатором (8) поступает в смеситель
(10) , где смешивается с водой. Древесная мука из бункера - накопителя (4)
через дозатор (5) пневмотранспортом поступает в смеситель (10), где смешивается
в кремнезолем.
Пвх, порофор , стабилизирующая добавка, краситель доставляются
автотранспортами: (10), (11), (12), (13) и электрокаром (14) перемещаются на склад
(15). После склада сырьевые компоненты поступают на растариватель (16), где
происходит резка мешка, дозирование сырья и выброс отходов . Далее по
пневмотранспорту (2) поступают : пвх в силос (17) порофор, стабилизатор,
пигмент в бункера соответственно: (18), (19), (20).
После привозки всего необходимого сырья происходит смешение пвх,
порофора, стабилизирующей добавки, красителя через дозатор в приемный бункер
(21). Смешение композиций происходит в двустадийном смесителе (22) с
добавлением уже готовой древесной муки с кремнезолем , прошедешей сушку в
аэрофонтанной сушильной установке (24). В течении 10 минут происходит смешение,
затем вся смесь дозируется в емкость (24) и поступает в приемный бункер готовой
композиции (25)
Вся смесь поступает в экструдер(27) с помощью дозатора (26), где проходит
два этапа: через первый экструдер - качественная дегазация и перемешивание
материала, затем нагретый материал, в расплавленном виде подается во второй
экструдер , где уже происходит выдавливание изделия через фильеру и резка.
Изделие, после выхода проходит через охлаждающее устройство (28) и поступает в
шлифовальный станок (29). Станок используется для обработки лицевой поверхности
декинга из ДПК. Для придания материалу тактильных свойств древесины,
матирования поверхности и уменьшения поверхностного скольжения материала. После
прохождения станка , изделие поступает упаковочную машину (30). Изделие
складируется (32). Через прохождение шлифовального станока, образуются отходы,
которые через дозатор (33) поступают в дробильную установку для переработки дпк
(34) и после направляются в приемный бункер (26).
. Генеральный план
При выполнении генерального плана решены следующие задачи:
.Зонирование территории предприятия с одновременным блокированием зданий.
На территории предприятия выделены следующие зоны:
административная зона, в которой размещены здания и сооружения
общезаводского назначения (административно-бытовое здание, столовая,
лаборатория, бытовые помещения);
основная производственная зона, в которой размещается производственный
цех;
зона обработки и складирования сырья.
. Главный въезд и вход на завод проектируются не с городских магистралей,
чтобы не нарушать движения внешнего транспорта, но в непосредственной близости
от них.
Генеральный план спроектирован в соответствии с технологической схемой
производства с учетом преобладающего ветра, принятого по средней розе ветров, с
учетом СНиП-89-80 "Генеральные планы промышленных предприятий".
Основной производственный корпус размещен в производственной зоне генерального
плана, к нему обеспечен подъезд автотранспорта. В соответствии с розой ветров,
административная зона находится на южной части территории завода. С точки
зрения теплозащиты зданий, это расположение наиболее выгодное. Административный
корпус имеет свой собственный выход на дорогу.К цеху обработки и складирования
сырьевых материалов ведут удобные подъездные пути для автомобильного
транспорта. На территории завода имеется три въезда для автотранспорта
оборудованные контрольно-пропускными пунктами на западе.
Внутренние дороги выполнены в соответствии со СНиП 3.06.03-85
"Автомобильные дороги". Ширина производственных дорог принята 6,5 м с
дорожным покрытием из асфальтобетона. Дороги на территории предприятия
закольцованы, что обеспечивает удобный проезд ко всем зданиям производственного
назначения. Дорога имеет 3 выезда и места для разворота.
В целях не пересечения дорог с людскими потоками по территории
предприятия предусмотрены тротуары для людей. Административно-бытовой корпус
спроектирован на таком расстоянии, чтобы люди смогли до него дойти кратчайшим
путем.
В целях пожарной безопасности на территории завода запроектирован
противопожарный водоем.
Генеральным планом предусмотрено благоустройство территории. Свободная от
застройки и производства территория озеленяется посадкой саженцев кустарников
рядовой посадки, деревьев хвойных и лиственных групповой и рядовой посадки и
разбивкой на газоны с посевом трав. По периметру территории завода возводится
ограда, с внутренней стороны высаживаются высокоствольные деревья. Принятые для
посадки деревья и кустарники устойчивы в данных климатических условиях.
Технико-экономические показатели:
Площадь территории Fтер = 15 625 м2;
Площадь застройки Fзастр = 2765 м2;
Коэффициент застройки рассчитывается по формуле:
К1 = Fзастр/ Fтер , (2.1)
где Fзастр - площадь застройки, м2;
Fтер - площадь территории, м2.
К1 = 15625/ 2765 = 0,177
Коэффициент озеленения рассчитывается по формуле:
К2 = Fоз / Fтер , (2.2)
где К2 - коэффициент озеленения;
Fоз - площадь озеленения, м2
(7252)
К2 = 15625 / 7252 = 0,464
5. Объемно - планировочное решение производственного здания
При принятии объемно-планировочного решения производственного здания
учтены следующие факторы:
особенности функционально-технологического процесса, включая перспективы
его совершенствования при реконструкции, расширении, техническом перевооружении
производства;
характеристики используемого внутри цеха и для внешних связей
подъемно-транспортного оборудования, систем инженерно-технического обеспечения;
характеристики внутренней среды в здании, определяемые технологией и
участием человека в производственном процессе;
характеристики внешней среды, определяемые естественными
природно-климатическими условиями и искусственными источниками пыле-, газо- и
тепловыделений, шума и других вредностей - соседними производственными и
прочими объектами;
технико-экономические требования, включая возведение здания
индустриальными методами на базе унифицированных типовых конструктивных и
объемно-планировочных решений, экономию материальных, трудовых и энергетических
ресурсов при строительстве и эксплуатации здания.
Производственный корпус имеет прямоугольную форму в плане.
Производственный корпус имеет размеры 48 х 18 метров. Высота
производственного здания 9 м.
Здание состоит из одного пролета шириной 18 м. Шаг колонн по крайним и
средним рядам - 6 м.
Группы возгораемости частей зданий и пределы их огнестойкости,
конструкции противопожарных стен и другие противопожарные требования
удовлетворяют требования СНиП 21-01-97 "Пожарная безопасность зданий и
сооружений".
. Конструктивные решения
Производственное здание запроектировано со стальным пространственным
каркасом. Каркас здания состоит из стальных колонн сплошного сечения, стальных
стоек фахверка, стальных стропильных ферм, прогонов покрытия, вертикальных и
горизонтальных связей по фермам, связей по колоннам, покрытия из стального
профилированного настила, стен из трехслойных панелей. Фундаменты под колонны
запроектированы железобетонные ленточные. Фундаменты изготавливают из бетона В15.
Рабочая арматура класса А-240, A-400.Фундаменты
мелкого заложения. Глубина заложения - 1,2 м. Сопряжение стальных колонн с
фундаментами запроектировано с помощью анкерных болтов диаметром d=36 мм, длиной 900 мм. Сопряжение
стоек фахверка запроектировано с помощью анкерных болтов диаметром d=24 мм, длиной 700 мм.
Фундаментные балки запроектированы по серии 1.415.1-2 марки
3БФ6-11-15.Фундаментные балки изготавливаются из железобетона. Применяется
бетон класса В22,5. Фундаментная балка имеет тавровое сечение.
Колонны применяются стальные сварные одноветвевые сплошного постоянного
сечения.Колонны изготавливаются из широкополочных сварных двутавров.
Сечение колонны:
Стропильные фермы запроектированы стальные сварные с элементами из парных
уголков, соединенных втавр, с уклоном верхнего пояса 1,5%, предназначенные для
производственных зданий пролетами 12 и 18 м:
с рулонной и мастичной кровлей;
со стальными и железобетонными колоннами;
с неагрессивными и слабоагрессивными средами;
Высота фермы 3,15 м.
Решетка ферм определяется целесообразным распределением усилий между
раскосами и стойками. Расстояние между узлами ферм принимаем по верхнему поясу,
воспринимающему сосредоточенные нагрузки, - 3 м, а по нижнему поясу - 6 м.
Стропильные стальные фермы должны удовлетворять требованиям ГОСТ 23118 и
ГОСТ 23119.
Монтаж ферм должен производиться в соответствии с требованиями ГОСТ 23118
и СНиП III-18-75.
При шаге ферм 6 м прогоны запроектированы из прокатных швеллеров сечением
240 мм.
Прогоны - швеллеры №24 ГОСТ 8240-97. Прогоны крепятся к стропильным
фермам в узлах решетки через уголки.
Для устройства наружных стен применяются легкие трехслойные стеновые сэндвич-панели.
Обшивками панелей служат плоские оцинкованные стальные листы толщиной 1 мм.
Средний слой - утеплитель, который изготавливается из пенопласта -
пенополиуретана. Толщина пенополиуретанового утеплителя - 120 мм. Стыки и
крепления панелей должны быть герметичными и не препятствовать их
деформированию при изменении температурно-влажностных условий.
Обшивки панелей выполняют основные несущие функции, а средний слой
обеспечивает их комплексную работу, воспринимает сдвигающие усилия при изгибе,
являясь тепло- и звукоизоляционным элементом конструкции.
Размеры применяемых сэндвич-панелей:
длина - 6000 мм;
ширина - 1200-1800 мм;
толщина - 120 мм.
Панели крепятся к колоннам, а по торцам здания - к стойкам фахверка.
Покрытие запроектировано металлическое послойной сборки.
Стальной профилированный настил, материалы пароизоляции, теплоизоляции и
кровли укладываются последовательно, раздельно.
В качестве светоограждающих конструкций применяют окна со стальными
переплетами.
Ширина оконного блока кратна 3000 мм, высота - 1200, 3000 мм.
Конструкция пола включает в себя: бетонную подготовку из бетона класса
В7,5 толщиной 150 мм; бетонную стяжку класса В25, армированную сеткой из
арматуры класса А 400 с размерами ячейки 200х200 мм, толщиной 50 мм.
Обеспечение жесткости каркаса осуществляется постановками связей жесткости:
по колоннам в середине здания запроектированы крестовые связи из парных
уголков 100х8, соединенных в тавр. Связи устанавливают в каждом продольном ряду
колонн;
по стропильным конструкциям запроектированы вертикальные плоские
крестовые связи по торцам в крайних шагах здания, а также горизонтальные
крестовые связи по верхним и нижним поясам ферм в крайних рядах здания.
Все металлические конструкции необходимо подвергнуть защите от коррозии в
соответствии со СНиП 2.03.11-85 "Защита строительных конструкций от
коррозии".
. Расчет производственной программы
Расчет производственной программы и материального баланса принимаем на
производство террасной доски.
Производительность:
Ппр=150 кг/час
Фонд рабочего времени.
смены по 8 часов.
Ф=(365-52*2-14)*24 =6000 ч.
где 365 - количество дней в году,
- количество недель в году,
- выходные дни (суббота и воскресенье),
- количество дней для проведения планово-предупредительных работ (ППР)
- количество рабочих часов в сутки.
. Материальный баланс
Наименование
сырьевого компонента
|
Количество компонента в
составе композиции, %
|
Ед.изм.
|
Расход сырьевых
компонентов в
|
|
|
|
час
|
смену
|
сутки
|
год
|
Древесная мука
|
57,6
|
Кг
|
1779,84
|
14238,72
|
4746,24
|
1186560
|
ПВХ
|
38,4
|
Кг
|
131,84
|
1054,72
|
3164,16
|
791040
|
Стабилизатор
|
3
|
Кг
|
3,95
|
31,64
|
94,92
|
273731,2
|
Порофор ЧХЗ 21
|
3
|
Кг
|
3,95
|
31,64
|
94,92
|
273731,2
|
1
|
Кг
|
1,31
|
10,54
|
31,64
|
7910,4
|
Кремнезоль от массы
древесной муки
|
7
|
Кг
|
1,38
|
11,07
|
33,22
|
8305,92
|
. Теплотехнический расчет ограждающей конструкции
Конструкция кровли:
λxps= 0,029Вт/(м*К);
λж/б плита = 1,69 Вт/(м*К);
Расчет толщины теплоизоляции кровли:
) Расчет требуемого сопротивления теплопередаче R0тр, отвечающий санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, проводят по
формуле:
R0тр = (n * (tB - tH))
/ (αB
* ΔtH), (8.1)
где: n - коэффициент, зависящий от
положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному
воздуху;
tB - расчетная температура внутреннего воздуха в рабочей зоне;
tH - расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней
температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92;
αB - коэффициент теплоотдачи внутренней
поверхности ограждающей конструкции;
ΔtH - нормируемый температурный перепад
между температурами внутреннего воздуха и внутренней поверхности ограждающей
конструкции.
R0тр = (1 * (20 + 32)) / (8,7 * 4) = 1,49
) Градусо-сутки отопительного периода ГСОП следует определять по формуле:
ГСОП = (tB - tот.пер.) * zот.пер. , (8.2)
где: tот.пер., zот.пер. - средняя температура отопительного периода и
продолжительность этого периода со среднесуточной температурой воздуха ниже или
равной 8 ˚С.
ГСОП = (20 + 5,7) * 218 = 5602,6
) Расчет требуемого сопротивления теплопередаче (R0тр)эс конструкций из условий энергосбережения ведется по
формуле:
(R0тр)эс = А + В * (ГСОП /
1000), (8.3)
где: А и В - коэффициенты для определения требуемого сопротивления
теплопередаче по условиям энергосбережения.
(R0тр)эс = 1,4 + 0,35 * (5602,6
/ 1000) = 3,36
)Расчет сопротивления теплопередаче R0 ограждающей конструкции следует проводить по формуле:
R0 = (1 / αB) + RК + (1 / αН), (8.4)
где: αН - коэффициент теплопередачи (для зимних условий)
наружной поверхности ограждающей конструкции;
RК - термическое сопротивление для
многослойной ограждающей конструкции, определяется по формуле:
RК
= δ1
/ λ1
+ δ2
/ λ2
+ δ3
/ λ3
+ δn
/ λn, (8.5)
где: δ1, δ2, δ3,..., δn - толщины соответсвующих слоев;
λ1, λ2, λ3,…,λn - коэффициенты теплопроводности
соответствующих материалов.
R0 = (1 / 8,7) + RК + (1 / 23)
Толщину теплоизоляционного слоя ограждающей конструкции определяют,
подставляя вместо R0 в формулу (8.4) наибольшее значение
требуемого сопротивления теплопередаче (либо (R0тр)эс, либо R0тр):
3,36 = (1 / 8,7) + RК + (1 / 23)
RК = 3,36 - (1 / 8,7) - (1 / 23) =
3,202
Подставим значение RК=3,202 в формулу (8.5):
3,202 = 0,1/1,69 + 0,05/1,69 +
δТИМ / 0,055
δТИМ = 0,055*(3,202 - 0,059 -
0,0295)=0,171 м=171 мм
. Охрана труда. Техника безопасности
На рабочем месте должны быть предусмотрены меры защиты от возможного
воздействия опасных и вредных факторов производства. Уровни этих факторов не
должны превышать предельных значений, оговоренных правовыми, техническими и
санитарно-техническими нормами. Эти нормативные документы обязывают к созданию
на рабочем месте условий труда, при которых влияние опасных и вредных факторов
на работающих либо устранено совсем, либо находится в допустимых пределах.
С точки зрения влияния опасных и вредных факторов при работе можно
выделить следующие:
недостаточная освещённость рабочего места ;
неблагоприятные метеорологические условия ;
воздействие шума ;
воздействие электрического тока вследствие неисправности аппаратуры ;
нерациональное расположение оборудования и рабочего места.
В соответствии с этим важно предусмотреть следующие мероприятия
по устранению или уменьшению влияния вредных факторов производства:
создание необходимой освещённости рабочего места ;
звукоизоляция помещения на основе расчета звукопонижения акустической
изоляции;
создание надёжного заземления аппаратуры и периодическая проверка
исправности аппаратуры и заземления;
создание системы кондиционирования воздуха для уменьшения влияния нагрева
аппаратуры;
создание и реализация научно-обоснованной планировки размещения
оборудования;
аттестация рабочих мест и их организация с учётом удобств работающего.
Причём создание необходимой освещённости и акустической изоляции рабочего
места проводится на основе расчётов. Все остальные мероприятия не требуют
точных количественных расчётов, а требуют лишь качественных выводов.
Одним из основных вопросов охраны труда является организация
рационального освещения производственных помещений и рабочих мест.
Поступающие на предприятия рабочие должны допускаться к работе только
после обучения их безопасным приемам работы и инструктажа по технике
безопасности. Ежеквартально необходимо проводить дополнительный инструктаж и
ежегодно повторное обучение технике безопасности непосредственно на рабочем
месте.
На действующих предприятиях необходимо оградить движущиеся части всех механизмов
и двигателей, а также электроустановки, приямки, люки, площадки и т. п. Должны
быть заземлены электродвигатели и электрическая аппаратура.
Список использованных источников
древесный полимерный композит производственный
. ГОСТ 14332-78 "Пвх суспензионный".
. А.Клесов "Древесно-полимерные композиты".
Перевод с английского. С-П, 2010.
. Альбом чертежей конструкций и деталей промышленных
зданий, Р.И. Тропененков.-М.: Стройиздат, 1980, -279с.
. Журнал ССК "ФАСАДНЫЕ СИСТЕМЫ" № 2-3
(22-23) 2012 Статья Н.Л. Гаврилов-Кремичев, И.Л. Николаева "Сферы
применения ДПК. Мировой опыт".
. http://www.intervesp-stanki.ru/
. http://www.dpk-deck.ru/
. http://wpcasia.ru/
. http://www.amipa.ru/