Проектирование бетоносмесительного цеха
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное
государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего
профессионального образования
Ростовский
государственный строительный университет
Институт
строительных технологий и материалов
Кафедра
технологии вяжущих веществ, бетонов и строительной керамики
КУРСОВОЙ
ПРОЕКТ
по технологии
бетона и строительных конструкций
"Проектирование
бетоносмесительного цеха"
Ростов-на-Дону
Содержание
Введение
. Характеристика продукции завода ЖБИ, бетонных смесей
и применяемых материалов
. Режим работы подразделений бетоносмесительного
хозяйства
. Расчет производительности программы приготовления
бетонных смесей
. Выбор и обоснование технологии приготовления
бетонной смеси
. Выбор и расчет основного технологического
оборудования
. Расчет запасов хранения материалов и выбор типов
складов
. Описание технологического процесса
. Организация технического контроля при производстве
бетонных смесей
. Мероприятия по технике безопасности, охране труда и
защите окружающей среды
. Технико-экономические показатели производства
Список использованной литературы
бетонный смесь технологический склад
Введение
Важным условием рентабельности производства сборных
бетонных и железобетонных изделий является качественный процесс приготовления
бетонных смесей. Показатели конструктивности состава и реологические свойства
бетонных смесей, их соответствие принятому способу формования изделий
предопределяют качество продукции и эффективность всего производственного процесса
предприятия. В структуре завода железобетонных конструкций производственная
система для приготовления бетонных смесей - бетонное хозяйство - является
ведущим подразделением и выполняет следующие основные функции:
прием и хранение нормативного запаса материалов на
складах цемента, заполнителей, добавок ;
подготовку сырьевых материалов, подогрев заполнителей,
приготовление рабочих растворов добавок ;
приготовление бетонных смесей и их транспортирование к
формовочным постам технологических линий.
В соответствии с заданием в проекте разработана
технология приготовления бетонных смесей. Бетонное хозяйство обеспечивает
производство изделий в объеме 80 тыс.м3 в год.
1. Характеристика продукции завода, бетонных смесей и
применяемых материалов
Для выполнения производственной программы завода
бетонное хозяйство готовит смеси, характеристики которых в соответствии с
целевым назначением приводятся в таблице 1.
Расчетная прочность бетона в изделиях должна соответствовать требуемой,
назначаемой согласно ГОСТ 18105 в зависимости от нормируемого класса и
показателя фактической однородности. Расчетная средняя прочность бетона,
приведенная в табл. 1 определена при коэффициенте вариации V=0,135 по формуле:
, (1)
где R -
средняя прочность бетона, МПа;
В - класс бетона по прочности на сжатие, МПа;
υ - коэффициент вариации прочности
бетона, принимается равным 0,135, если не противоречит ГОСТу на конкретное
изделие.
;
;
.
Таблица 1 - Характеристики бетонных смесей
|
Способ производства,
изделие, объем выпуска
|
Бетонная смесь по ГОСТ 7473
|
Расчетная прочность МПа
|
Отпускная прочность, %
проектной
|
|
Кассетный, панель
перекрытия по ГОСТ 12767-94, 17 тыс. м3 в год
|
БСТ В25 П2
|
32,13
|
70
|
|
Стендовый, колонна ж/б, по
ГОСТ 18979-90, 24 тыс. м3 в год
|
БСТ В30 П1
|
38,56
|
90
|
|
Конвейерная, панели НС КПД,
ГОСТ 11024-84, 39 тыс. м3 в год
|
БСЛ В10 Ж2 F50W2 D900
|
12,85
|
80
|
Материалы, применяемые для приготовления бетонных
смесей, должны удовлетворять требованиям действующих стандартов или технических
условий на эти материалы В проекте предусмотрено применение следующих
материалов.
Вяжущее - портландцемент марок М400 и М500
удовлетворяющий требованиям ГОСТ 10178-85. Расчетное значение насыпной
плотности ρнц= 1000 кг/м3
Песок - кварцевый, удовлетворяющий требованиям ГОСТ
8736-93. Значение насыпной плотности для расчета емкостей складов и расходных
бункеров при влажности Wn 5% - ρнп=1500 кг/м3.
Щебень - из гранита по прочности исходной породы М120,
соответствующей требованиям ГОСТ 8267-93. Расчетное значение насыпной плотности
ρнщ=1500 кг/м3. Предусмотрено
применение щебня по фракциям: фракция 5 - 10 мм - 40% по объёму, фракция 10 -
20 мм - 60% по объему.
Керамзитовый гравий марки по средней плотности не более М500,
удовлетворяющий требованиям ГОСТ 9757-90. Расчетное значение насыпной плотности
ρнк=500 кг/м3. Зерновой
состав керамзитового гравия по фракциям: фракция 5 - 10 мм - 35% по объёму,
фракция 10 - 20 мм - 65% по объему.
Керамзитовый песок марки по насыпной плотности не
более М500, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 9757-90. Значение насыпной
плотности для расчета емкостей складов и расходных бункеров - ρнкп=500кг/м3.
Пластифицирующая добавка - ЛСТ, удовлетворяющая требованиям ГОСТ
24211-91. Добавка в количестве 0,2 % от массы цемента применяется в виде
водного раствора концентрации 5%. Поступает в виде пасты 50% концентрации.
Воздухововлекающая добавка - СНВ, удовлетворяющая требованиям
ГОСТ24211-91. Добавка в количестве 0,1 % от массы цемента применяется в виде
водного раствора концентрации 1%.
2. Режим работы подразделений бетонного хозяйства
Режим работы подразделений бетонного хозяйства
установлен в соответствии с ОНТП-07-85 и режимом работы технологических линий
формовочных цехов и предствален в таблице 2.
Таблица 2 - Режимы работы подразделений бетонного хозяйства
|
Наименование подразделения
|
Число рабочих дней в году
|
Показатели
|
|
|
Число смен в сутки
|
Продолжительность смены
|
|
Бетоносмесительное
отделение Склад цемента Склад заполнителей: кварцевый песок плотный щебень
керамзитовый песок керамзитовый гравий Склад добавки
|
253 365 253 365 365
365 365
|
2 3 2 3 3 3 3
|
8 8 8 8 8 8 8
|
4048 8760 4048 8760
8760 8760 8760
|
Примечание: Доставка кварцевого песка осуществляется
автотранспортом, остальные виды материалов транспортируются железнодорожным
транспортом.
. Расчет производственной программы приготовления
бетонных смесей
Производственная программа приготовления бетонных
смесей определена в соответствии с плановым выпуском изделий с учетом потерь
бетонной смеси при ее транспортировании и формовании в размере 0,6 %.
Результаты расчетов приводятся в таблице 3.
Таблица 3 -
Производственная программа БСЦ
|
Наименование конструкции
|
Вид смеси по ГОСТ 7473
|
Потребность бетонной смеси,
м3
|
|
|
Годовая
|
Суточная
|
Сменная
|
Часовая
|
|
Панель перекрытия, 17 тыс.
м³
в год Колонна ж/б, 24 тыс. м³ в год Панель НС КПД, 39 тыс. м³ в год
|
БСТ В25 П2 БСТ В30 П1 БСЛ
В10 Ж2 F50W2 D900
|
17102 24144 39234
|
67,6 95,43 155,07
|
33,8 47,71 77,54
|
4,22 5,96 9,69
|
|
Итого
|
80480
|
318,1
|
159,05
|
19,87
|
Для расчета емкостей складов, типов дозаторов и
материальных потоков определены проектные составы бетонных смесей. Показатели
конструктивности бетонов установлены по данным ОНТП-07-85 и СНиП 82-02-95 и
приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Проектные составы бетонных смесей
|
Наименование конструкций
|
Вид бетонной смеси ГОСТ
7473
|
Расход цемента т/м3
|
Расход заполнителей м3/м3
|
|
|
|
П кв.
|
Щ плот.
|
П кер.
|
Г кер.
|
|
Панель перекрытия Колонна
ж/б Панель НС КПД
|
БСТ В25 П2 БСТ В30 П1 БСЛ
В10 Ж2 F50W2 D900
|
0,475 (400) 0,470 (500) 0,270 (400)
|
0,60 0,45 ---
|
0,75 0,90 ---
|
--- --- 0,30
|
--- --- 1,10
|
Временная потребность в материалах для приготовления
бетонных смесей установлена на основе проектных норм расхода материалов,
годовой программы выпуска продукции и механических потерь. Потребность в
материалах для приготовления бетонных смесей приведена в таблице 5.
Таблица 5 - Потребность в материалах для приготовления бетонных смесей
|
Материал
|
Ед. изм.
|
Потребность для бетонных
смесей
|
Потребность с учетом потерь
|
|
|
БСТ В25 П2
|
БСТ В30 П1
|
БСЛ В10 Ж2 F50 W2
D900
|
Всего
|
в год
|
в сутки
|
|
Бетонная смесь
|
м3
|
17102
|
24144
|
39234
|
80480
|
---
|
---
|
|
Цемент М400 М500 Итого
|
т т
|
0,475 8123 ---
|
--- 0,470 11348
|
0,270 10593 ---
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30064
|
30334,6
|
119,9
|
м3 м3
|
0,30 5130,6 0,45
7695,9
|
0,36 8691,8 0,54
13037,8
|
--- ---
|
13822,4 20733,7
|
|
|
|
|
|
|
|
80732,1
|
82023,8
|
324,2
|
|
Керамзит Фр. 5-10 мм Фр.
10-20 мм Итого
|
м3 м3
|
--- ---
|
--- ---
|
0,385 15105,1 0,715
28052,3
|
15105,1 28052,3
|
|
|
|
|
|
|
|
43157,4
|
43847,9
|
173,3
|
|
Песок кварцевый
|
м3
|
0,600 10261,2
|
0,450 10864,8
|
---
|
21126
|
21527,3
|
85,1
|
|
Песок керамзитовый
|
м3
|
---
|
---
|
0,300 11770,2
|
11758,5
|
11958,5
|
47,3
|
|
ЛСТ (0,2% от цемента)
|
кг/т
|
0,950 16,25
|
0,940 22,69
|
---
|
38,94
|
---
|
0,15
|
|
CНВ (0,1% от цемента)
|
кг/т
|
---
|
---
|
0,270 10,6
|
10,6
|
---
|
0,04
|
|
ЛСТ (5% раствор)
|
м³/м³
|
0,190 3249
|
0,188 4539
|
---
|
7788
|
---
|
30
|
|
CНВ (1% раствор)
|
м³/м³
|
---
|
---
|
0,270 10593
|
10593
|
---
|
41,9
|
. Выбор и обоснование технологии приготовления
бетонной смеси
Приготовление бетонных смесей осуществляется в
смесителях принудительного действия. Данные смесители могут осуществлять
перемешивание как тяжёлых, так и лёгких бетонных смесей. Основное преимущество
смесителей данного типа - более качественное перемешивание компонентов смеси
растворов и бетонов за более короткий промежуток времени. Что значительно
повышает качество и производительность технологического процесса при
производстве строительных материалов.
Компоновку технологического оборудования
бетоносмесительного цеха решено выполнить по вертикальной схеме с однократным
подъёмом материалов на требуемую высоту. Материалы перемещаются с верху вниз по
вертикали под действием силы тяжести.
Хранение плотных заполнителей производится в закрытых
полубункерных эстакадно-траншейных складах с приёмочными бункерами ТП
708-16-84, пористых заполнителей - в закрытых полубункерных
эстакадно-траншейных складах с приёмочными бункерами ТП 708-16-84. Цемент
складируется в силосных складах.
В проекте решено для приема и хранения сырьевых
материалов применить типовые решения.
Рисунок 1 - Функциональная технологическая схема
приготовления бетонных смесей 1 - улавливатель цемента; 2 - группа из двух
циклонов НИИОГАЗ; 3 - фильтр всасывающий; 4 - конвейер ленточный; 5 - течка
концевая; 6 - воронка поворотная; 7 - указатель уровня; 8 - обрушитель сводов
песка; 9 - дозатор весовой автоматический для инертных; 10 - дозатор весовой
автоматический для цемента; 11 - распределитель цемента; 12 - воронка сборная;
13 - бак жидкостей; 14 - дозатор весовой автоматический для жидкости; 15 -
устройство раздаточное для жидкости; 16- бетоносмеситель; 17 - воронка выдачи
бетона
5. Выбор и расчет основного технологического
оборудования
Количество смесителей для выполнения производственной
программы NCM определяется по формуле:
(2)
где 
- расчетное количество смесителей для приготовления j-й бетонной смеси; Qчмj - максимальная часовая потребность в j-ой бетонной смеси, м3; Qсмj - производительность смесителя по
приготовлению j- й бетонной, смеси, мэ/ч,
устанавливаемая по формуле
, (3)
здесь vcm - емкость смесителя по загрузке, л;
βj - коэффициент выхода j- й бетонной смеси;
nj - расчетное количество замесов в час
для приготовления j- й смеси в
принятом смесителе по ОНТП 07-85 [5].
В проекте максимальная часовая потребность в бетонных
смесях определяется с учетом коэффициента неравномерности выдачи бетонной смеси
KНП по формуле:
, (4)
где Qjч
- часовая потребность j-й
бетонной смеси (таблица 3);
KНП - коэффициент неравномерности выдачи бетонной смеси,
значение которого принимается в зависимости от технологии производства изделий
в формовочном цехе: KНП=1,25 для поточно-агрегатной
технологии, KНП=1,8 для стендовой технологии, KНП=2,0 для кассетной технологии.
Расчет потребности в смесителях марки СБ-138 Б-01
приводится в таблице 6.
Таблица 6 - Расчет потребного количества смесителей
|
Вид смеси
|
βj
|
nj
|
Qсмj мэ/ч
|
Qчj мэ/ч
|
Qчмj
|
NCMj
|
|
БСТ В25 П2 БСТ В30 П2 БСЛ
В10 Ж2 D900 W2 F50
|
0,67 0,67 0,75
|
35 35 13
|
35,18
35,18 14,63
|
4,22 5,96 9,69
|
8,44 10,73 12,11
|
0,24 0,30 0,83
|
|
Итого
|
|
|
|
|
|
1,37
|
К установке принимается 2 смесителя марки СБ-138 Б-01.
Расчет грузопотоков и вспомогательного оборудования
выполняется при условии работы двух смесителей марки СБ-138 Б-01.
Часовой расход материалов установлен по формуле:
(5)
где М0ij - норма расхода i-гo материала в j-й
бетонной смеси м3/м3;
Qмiч,
- максимальная часовая потребность в j-й бетонной смеси, м3;
К - количество видов бетонной смеси.
Цемент: 
м³;
Щебень (5-10): 
м³;
Щебень (10-20): 
м³;
Керамзит (5-10): 
м³;
Керамзит (10-20): 
м³;
Песок кварцевый: 
м³;
Песок керамзитовый: 
м³.
Расчеты представлены в таблице 7.
Таблица 7 - Расчет запасов хранения материалов в расходных бункерах
|
Материал
|
Часовой расход, м3
|
Кол-во бункеров
|
Емкость бункеров, м3
|
Зап-ас хранения, ч.
|
|
|
|
одного
|
общая
|
|
|
Цемент при ρнц=1,0
т/м3
|
12,31
|
2
|
15,6
|
31,2
|
2,53
|
|
Щебень Фр. 5 - 10 мм Фр. 10
- 20 мм
|
6,39 9,59
|
2
|
15,4 17,6
|
1,94
|
|
Песок кварцевый
|
9,89
|
1
|
15,4
|
15,4
|
1,55
|
|
Керамзит Фр. 5 - 10 мм Фр.
10 - 20 мм
|
4,66 8,66
|
2
|
10,8 17,6
|
28,4
|
2,13
|
|
Песок керамзитовый
|
3,63
|
1
|
10,8
|
10,8
|
2,97
|
Фактические запасы хранения материалов не превышают
нормативные - 2-3 ч для цемента и 1-2 ч для заполнителей, кроме керамзитового
песка (2,97 ч) и кварцевого песка (2,13 ч)
Для дозирования материалов используются весовые
автоматические дозаторы, которые обеспечивают точность взвешивания: для
цемента, воды, добавок ±1%, для заполнителей ±2%. Выбор дозаторов производится
с учетом вида и необходимых пределов дозирования материала. Пределы дозирования
материала, кг, устанавливаются по формулам:
и 
(6)
где Di min и Di max - соответственно минимальный и максимальный пределы
дозирования i-го материала, кг/м3;
и 
- соответственно минимальная и максимальная
норма расхода i-гo материала, кг/м3.
Цемент: 
; 
.
Песок кварцевый: 
; 
.
Щебень:
; 
Керамзит: 
; 
Песок керамзитовый: 
.
Добавка ЛСТ: 
; 
Добавка СНВ: 
Результаты расчетов и принятые к установке дозаторы
приводятся в таблице 8.
Таблица 8 - Выбор дозаторов
|
Материал
|
Количество дозируемых
материалов, кг
|
Индекс дозатора
|
Пределы взвешивания
дозатора, кг
|
|
Dmin
|
Dmax
|
|
наибольшее
|
наименьшее
|
|
Цемент Песок кварцевый
Щебень Керамзит Песок керамзитовый Вода Добавка ЛСТ 5% Добавка СНВ 0,1%
|
304 678,38 452 195 168,75 201 188,9 303
|
477,3 904,5 814 362 168,75
225 190,95
303
|
АД 600 2БЦ АД1600 2БП
АД1600 2БЩ АД 800 2БК АД 500 2БП АД 400 2БЖ АД 200 2БЖ АД 200 2БЖ
|
200 400 400 200 100 80 40
40
|
600 1600 1600 800 500 400
200 200
|
За основу для дальнейшего проектирования принимается
типовой проект БСЦ ТП 409-28-51.89, оборудованный двумя смесителями.
. Расчет запасов сырьевых материалов и выбор типов
складов
Объём материала хранимого на складе, необходимый для
бесперебойного выполнения программы производства изделий в цехах завода
установлен по формуле:
(7)
где Zi - объём i-го материала,
хранящийся на складе, м3;
Hoi - общий норматив, включая текущий,
страховой и технологический запасы хранения i-го материала, сут;
Pi сут - суточный расход i-го материала в натуральных единицах
(таблица 5).
Характеристика принятых складов и их загруженность
приводятся в таблице 9.
Таблица 9 - Характеристика складов
|
Материал, тип склада,
индекс типового проекта
|
Единицы измерения
|
Суточный расход материала
|
Расчетный запас хранения
|
Емкость склада
|
Запас хранения, сут.
|
|
Цемент, склад цемента,
ТП-409-29-21/73
|
т т
|
119,9
|
839,3
|
1700
|
14,2
|
|
Заполнители: Песок
кварцевый Щебень Песок керамзитовый Гравий керамзитовый
|
м3 м3
м3 м3
|
425,5 2269,4 331,1 1213,1
|
|
|
|
Всего, склад заполнителей,
ТП 708-16-84
|
м3 м3
|
629,9
|
4239,1
|
6000
|
9,5
|
|
Добавки: ЛСТ , раствор 50%
концентрации СНВ, раствор 30% концентрации
|
м3 м3
|
0,003 0,0013
|
0,021 0,0091
|
|
|
|
Всего, блок химической
добавки и эмульсола, ТП 409-10-63.89
|
м3 м3
|
0,0043
|
0,0301
|
180
|
Более 30
|