Разработка ямной камеры для ТВО железобетонных свай Содержание Введение 1. Основные положения проекта 1.1. Характеристика продукции 1.2. Сырьевые материалы и местные условия 2. Технология и организация производства 2.1. Технологическая схема производства 2.2. Расчет основных параметров технологических режимов 2.2.1. Режим тепловой обработки (ТО) 2.3. Организация производства изделия 3. Проектирование технологического процесса 3.1. Проектная производительность линии 3.2. Расчет потребности производства в бетонных смесях, материалах и ресурсах 3.3. Контроль качества производства и готовой продукции 3.4. Охрана труда Список литературы Введение В современном строительстве широко используются в настоящее время изделия и конструкции различного назначения, отличающиеся по виду сырья, технологии производства в сборном и монолитном возведении зданий и сооружений. Одними из самих массовых конструкций являются бетонные и железобетонные, которые применяются и самых различных условиях. В настоящее время созданы необходимые условия для более широкого применения сборного железобетона во всех областях строительства и дальнейшего развития этой отрасли промышленности. В настоящее время сборный железобетон получил наибольшее применение в жилищном строительстве. Другой не менее важной отраслью строительства, где сборный железобетон занимает доминирующее положение, является строительство промышленных зданий и сооружений. С каждым годом расширяется применение сборного железобетона в железнодорожном строительстве. Расширение промышленности сборного железобетона обусловлено размером гидротехнического, портового строительства, строительства крупных санитарно-технических инженерных сооружений, напорных и безнапорных водоводов из ЖБ труб. Целью курсового проекта является разработка ямной камеры для ТВО железобетонных свай. К основным задачам, которые необходимо решить при выполнении проекта, можно отнести: технико-экономическое обоснование технологии и способа производства, выбор оборудования; разработку мер по контролю качества и охране труда. 1. Основные положения проекта1.1. Характеристика продукцииНа данном заводе производят квадратные железобетонные сваи марки СНк15-40. Сваи сплошного квадратного сечения с поперечным армированием ствола с напрягаемой продольной арматурой Рис. 1 1- подъемные петли; 2- штырь для фиксации места строповки при подъеме на копер Таблица 1 Характеристики квадратных железобетонных свай марки СНк15-40. Номинальные размеры, мм Проектная марка Объем бетона, Масса сваи, Расход стали на Марка сваи L l l l b бетона по прочности м т одну сваю, на сжатие
кг СНк15-40 15000 300 3100 4400 350 М400 2,42 6,05 74,8 1.2. Сырьевые материалы и местные условияЦемент Основные характеристики цемента приведены в таблице 2:Таблица 2 Характеристики цемента Марка цемента Активность цемента, МПа Коэффициент эффективности при пропаривании Группа эффективности при пропаривании Стоимость, руб./т в 28 сут после ТВО 1 2 3 4 5 6 М 400 44,3 32,5 0,733 1 680 Крупный заполнитель Основные свойства крупного заполнителя приведены в таблице 3: Таблица 3 Свойства и стоимость крупного заполнителя Вид запол- нителя Зерновой состав, % Марка Стои- мость, руб/т d 0,5(d+D) D 1,25D прочность, МПа дробимость, % в сухом состоянии в водонасыщенном состоянии Щебень из гравия 31,5-39,4 50,6-61,7 3,4-5,7 3,4-4,3 80 13,2 13,5 155 Мелкий заполнитель Основные свойства песка приведены в таблице 4:Таблица 4 Свойства и стоимость песка Карьер Полные остатки ПГ Стоимость, руб/т 1,25 0,63 0,315 0,16 <0,16 Аксайский 1,3 1,5 1,8 6,4 100 2,1 90 Арматурная сталь Арматурная сталь поставляется из РМЗ и основные свойства приведены в таблице 5:Таблица 5 Свойство арматурной стали Вид арматуры Класс арматуры Марка стали Диаметр Арматурные канаты К-7 23Х2Г2Т 12 Вода Для приготовления бетонной смеси используют водопроводную питьевую, а также любую воду имеющую водородный показатель рН не менее 4, тоисть не кислую, не окрашивающую лакмусовую бумагу в красный цвет. Вода не должна содержать сульфатов более 2700 (в пересчете на ) и всех солей более 5000 .В сомнительных случаях пригодность воды для приготовления бетонной смеси необходимо проверять путем сравнительных испытаний образцов, изготовленных на данной воде и на обычной водопроводной. Для получения ровной и гладкой поверхности ж/б изделий производим смазку рабочих поверхностей форм эмульсионной смазкой в виде эмульсии «масло в воде » (прямая эмульсия) с содержанием эмульсола ЭКС в количестве 10 мл на 100мл смазки. Эмульсионную смазку следует наносить распылением через форсунку. Расход эмульсионных смазок составляет 200-300г на 1 поверхности форм. Смазка Для получения гладкой и ровной поверхности ж/б изделий производят смазку рабочих поверхностей форм. Правильно выбранная и хорошо нанесенная смазка облегчает расформование изделия и способствует получению качественной поверхности. Используем смазку в виде эмульсии «масло в воде» (прямая эмульсия) с содержанием эмульсола ЭКС в количестве 10 мл на 100 мл смазки. Смазка типа эмульсионных наносится распылением через форсунку. Расход эмульсионных смазок составляет 200-300 г на 1 м2 поверхности формы. 2. Технология и организация производства2.1. Технологическая схема производстваПроизводство квадратных свай осуществляется по стендовой технологии. Стендовый способ производства железобетонных изделий характеризуется следующими основными признаками: весь процесс производства осуществляется в неподвижных формах или на специальных стендах; изделие в процессе обработки остаются неподвижными, а рабочее и технологическое оборудование от одной формы к другой; за каждым стендом или формой закрепляется одно или несколько технологически однородных изделий. Весь технологический процесс расчленяется на четыре рабочих поста: 1 пост - распалубка; 2 пост - армирование; 3 пост - формование; 4 пост - тепловая обработка. 1 пост. После извлечения изделия и формой из камеры тепловой обработки выполняется открытие продольных и поперечных бортов форм, распалубка и осмотр изделий, после чего изделия поступают на склад готовой продукции. Далее производится чистка и смазка форм. Чистку поддонов осуществляют вручную. В качестве смазки используют смазку в виде эмульсии «масло в воде ». 2 пост. Производится укладка арматурных каркасов в формы, фиксирование закладных деталей, установка деревянных пробок, установка фиксаторов защитного слоя бетона. Пост первого пролета оборудован установкой для механического натяжения арматуры. 3 пост. Пост оборудован виброплощадкой и формовочной машиной. 4 пост. Для тепловой обработки железобетонных изделий применяются ямные пропарочные камеры, располагаемые параллельно формовочному пролету. Загрузка ямных камер осуществляется мостовым краном грузоподъемностью 10 т. Стенки ямной пропарочной камеры сделаны из керамзитобетона марки М200. Пол камеры сделан с уклоном для стока конденсата в слив, оборудованный гидрозатвором и подключенный к общей системе слива конденсата. Предотвращение утечки пара через неплотности, образуемые крышкой и стенкой камеры, достигается применением гидравлического затвора. Такой затвор образуется швеллерами, заполняемыми водой и устанавливаемыми на верхнем обрезе стен камеры. Герметизация осуществляется при опускании крышки, по периметру которой приварены из металлического уголка ребра. Сырье и материалы на производство в главный корпус доставляются: -арматурные каркасы и сетки из арматурного участка доставляются к постам армирования мостовыми кранами; -бетонная смесь поступает из бетоносмесительного цеха в бадьях по бетоновозной эстакаде, из которых выгружается в бункера бетоноукладчиков; -смазка поступает из отделения приготовления смазки по трубопроводам. Функциональная технологическая схема производства представлена на рис. 2. 2.2. Расчет основных параметров технологических режимов2.2.1.Режим тепловой обработки (ТО) Цикл тепловой обработки (ТО) состоит из следующих основных этапов: предварительное выдерживание, подъем температуры, изотермический прогрев, остывание изделия. При агрегатном способе продолжительность выдерживания изделий, одновременно прогреваемых в камере, будет различной в пределах времени загрузки агрегата, что не позволяет точно определить длительность их пребывания перед ТО. В этих случаях при проектировании предварительное выдерживание может приниматься равным 0,5 ч. Скорость подъема температуры в камерах и термоформах следует назначать с учетом конструктивных особенностей изделий (однослойные, многослойные и т. п.), их массивности, конкретных условий производсва, но, как правило, не более 60 С/ч. Для изделий, к которым предъявляются повышенные требования по морозостойкости, скорость подъема температуры должна быть менее 20 С/ч. Температура изотермического обогрева, если она специально не обоснована в процессе технико-экономического анализа или экспериментальными исследованиями, принимается по данным норм технологического проектирования. Для обычных бетонов общестроительного назначения, приготовленных на портландцементе, изотермическая выдержка осуществляется при температуре 90 С, бетонов с повышенными требованиями по морозостойкости и водонепроницаемости - при 60...70 С. Скорость остывания среды в камере в период снижения температуры изделий из тяжелого бетона не должна превышать 30 С/ч, а при повышенных требованиях по морозостойкости и водонепроницаемости, а также при ТО изделий из мелкозернистого и напрягающего бетонов, многослойных и с отделочными слоями - должна быть не более 20 С/ч. При выгрузке изделий из камеры температурный перепад между поверхностью изделий и температурой окружающей среды не должен превышать 45 С. 2.3. Организация производства изделияВ соответствии с принятой функциональной схемой производства проектируемого железобетонного изделия описывается состав и последовательность выполнения работ. По каждому технологическому процессу разрабатываются операционные нормали, определяющие технологические условия выполнения операции на рабочих постах, условия безопасности труда, состав исполнения, требования к качеству операций и необходимое оборудование и инструменты.Таблица 6 Операционные нормали технологического процесса Наименование поста: тепловая обработка (ТО) Наименование операций: предварительное выдерживаемое до пропаривания; подъем температуры; изотермический прогрев; охлождение. Технологические условия: Оптимальное время предварительного выдерживания от 2 до 10 часов, при этом бетон приобретает около 0,3-0,5 МПа. Подъем температуры происходит со скоростью 25-30 /час. Изотермическая выдержка длится 6-8 часов при максимальной температуре равной 80-90 . Охлаждение изделий происходит при температуре 30-40 . Общая продолжительность пропаривания для изделий в среднем составляет 12-15 часов. В нерабочее время в тепловых агрегатах подачу в них теплоносителем следует прекращать за 2-4 часа, до окончания изотермического прогрева или понижения температуры на 10-15 .Условия безопасности труда: Необходимо предусматривать: теплоизоляцию ограждений камер, элементов термоформ; гидрозащиту теплоизоляционного слоя в ямных камерах, термоформах. Контроль качества: Соблюдение заданного режима термовлажности обработки с помощью автоматического регулирования контролируется лаборантом постоянно каждая камера. работу систем пароснабжения и автоматики при помощи осмотра и наблюдения раз в смену каждая камера контролируется мастером цеха и инженером КИП. Исполнители операций: Термист IV разряда - 1 человек. Оборудование и инструменты: Пропарочные камеры; приборы автоматического учета расхода тепловой энергии, регулирования, контроля температуры и влажностного режима, термоформа. 3. Проектирование технологического процесса3.1. Проектная производительность линии Основным показателем деятельности предприятия является его производственная мощность - максимально возможный годовой выпуск продукции по заданной номенклатуре при полном использовании основного технологического оборудования. Она определяется мощностью цехов, технологических линий и определенных агрегатов, установленных на заводе. На стадии технологического проектирования рассчитывается проектная производительность (проектная мощность) полуконвейерной линии. Количество стендов можно определить из формулы: , м3/год, где Pст - проектная производительность одного стенда, м3/год; Bр - расчет годового фонда работы оборудования, 233 суток; Dc - количество оборотов стенда в сутки, 1об.; Vф - объем одновременно формуемых изделий, м3 (1 изделия); n - число изделий одновременно формуемых на стенде, 1шт. м3. , м3/год, , м3/год где Pст.л - проектная производительность всех стендов , количество всех стендов3.2. Расчет потребности производства в бетонных смесях, материалах и ресурсахПотребность производства в бетонных смесях, и материалах определяется в соответствии с программой выпуска железобетонных колонн по установленной производительности. В расчетах учитывается потери материалов при хранении, транспортировании и перегрузках. Часовую потребность принимают по максимальному часовому расходу смеси, определяемому по операционному графику. Расход материалов на 1 м3 бетонной смеси должен соответствовать проектному составу бетона. Потребность технологического комплекса в сырьевых материалах представляется в таблице 7.Таблица 7 Потребность цеха в бетонных смесях и материалах Наименование материала, единица измерения Расход на 1м3 бетона Потребность производства, в год сутки смену час Бетонная смесь, т 1,306 5591,60 24,00 12,00 1,50 Цемент, т 0,223 954,75 4,10 2,05 0,26 Песок, т 0,273 1169,34 5,02 2,51 0,31 Щебень, т 0,725 3105,89 13,33 6,67 0,83 Вода, т 0,096 411,83 1,77 0,88 0,11 Арматурная сталь и закладные детали, т 0,04 171,26 0,74 0,37 0,05 Смазка ЭКС, кг 3,20 13700,48 58,80 29,40 3,38 Количество смазки для форм определяется из расчета 0,2 кг на 1 м3 смазываемой поверхности форм. Расход цемента - Потери на: транспортирование -0,25%, разгрузка - 0,15%, складирование и хранение 0,2%. Подача на БСУ - 0,1%, Дозирование и подача в бетономешалку 0,05% - 0,9%. Расход цемента = 0,223 т/м3. Расход песка - Потери: транспортирование - 1,9%. Расход песка = 0,273 т/м3. Расход щебня - Потери: транспортирование - 1,2%, складирование и хранение -0,4%. Расход щебня = 0,725 т\м3 Расход воды - Потери: 1% .Расход воды = 0,096 Расход арматурной стали - Потери: 3%. Расход стали - 0,04 т. Расход смазки - Потери: 1%. Расход смазки =3,20 кг. Sф = 0,35 •0,35 • 2 + 0,35 •15 • 2 + 0,35 • 15 = 15,995 м2 mсм = 0,2 •Sф = 0,2 • 15,995=3,20 кг. Необходимое количество тепловой энергии для ускоренного твердения изделий, кг, находящихся в одном тепловом агрегате, Qп = qп•Vизд•n, Где Vизд - объем бетона в форме, 1,8375 м3; n - количество форм в камере, 6; qп- удельный расход энергии на ускоренное твердение на м3 бетона, 250 кг/ м3; Qп = qп•Vизд•n=250•1,8375•6=2756,25 кг Часовые расходы тепла в период подогрева и изотермического обогрева, кг/ч, рассчитываются по формулам: кг/ч кг/ч где - часовой расход тепловой энергии (пара) в период подогрева; - то же, в период изотермического обогрева; - длительность периода подогрева, 3ч; - длительность изотермического обогрева, 4,5ч; m - коэффициент, учитывающий неравномерность расхода тепла в отдельные периоды (m = 10). Потребность электрической энергии на технологические нужды складывается из расхода энергии на работу двигателей, установленных на технологическом и транспортном оборудовании цеха, и энергии на нагрев напрягаемой арматуры. Годовой расход электроэнергии, , рассчитывается по формуле N = ΣPуст•Кс•Тр где Pуст - установленная мощность электродвигателя, кВт; Тр - годовой фонд работы оборудования, ч (число часов работы при односменной работе принимается 4000 ч); Кс - коэффициент спроса,. ΣPуст•Кс=0,26•0,4+79,7•0,3+0,25•14,1+2,2•0,3 +39,1•0,2= 34,58 N = ΣPуст•Кс•Тр=34,58•4000= 138320 кВт•ч Суммарный расход электроэнергии в год, кВт•ч, ΣN = N = 138320 кВт•ч 3.3. Контроль качества производства и готовой продукцииВ соответствии с разработанной технологией производства рассматривается организация входного, операционного и приемочного контроля (табл. 8). Под входным контролем понимается контроль качества продукции, поступившей на предприятие для производства железобетонных изделий. Входному контролю подлежат материалы для приготовления бетонной смеси, арматурных изделий и закладных деталей, отделочные материалы. Операционный контроль - это контроль за выполнением технологических требований на каждой операции производственного процесса. Приемочный контроль - это контроль готовой продукции, по результатам которого принимается решение о её пригодности и поставке потребителю. Задачей приемочного контроля является установление соответствия качественных показателей готовых изделий требованиям государственных стандартов. Общая номенклатура показателей качества железобетонных изделий установлена ГОСТ 13015.1 - 81 (с изм.). Приемочный контроль подразумевает также испытания и измерения готовых изделий и обобщения данных входного и операционного контроля. Таблица 8 Организация контроля Объект контроля Контролируемые параметры материалов, процессов, продукции Метод и средства контроля Периодичность и объем контроля Лицо, осуществляющее контроль 1 2 3 4 5 Входной контроль Цемент Вид, марка, наличие паспорта, объем партии По документам Каждая партия Отдел снабжения Активность, сроки схватывания, НГ, плотность Испытание в бетоне ГОСТ 310.2, ГОСТ 310.3., ГОСТ 310.4 То же Лаборант Заполнители Вид, наличие паспорта, объем партии По документам То же Отдел снабжения Зерновой состав ГОСТ 8269, ГОСТ 8735 То же Лаборант Дробимость щебня ГОСТ 8269 То же Лаборант Влажность ГОСТ 8269, ГОСТ 8735 Два раза в смену после выпадения осадков Лаборант Сталь арматурная и для закладных деталей Вид, класс, марка, наличие сертификатов, объем партии По сопровождающим документам ГОСТ 12004 Каждая партия Отдел снабжения, лаборант Операционный контроль Обрезка арматуры Передаточная прочность Испытание контрольных образцов ГОСТ 10180 Раз в смену партией Лаборант Качество обрезки стержней Визуальный осмотр, линейка Каждое изделие ОТК Чистка, смазка формы Качество очистки и смазки Визуальный осмотр Раз в смену выборочно Мастер цеха Качество эмульсии Испытание пробы Раз в смену Лаборант Электротермическое натяжение арматуры, армирование Температура нагрева, величина натяжения По удлинению арматуры, автоматически концевым выключателем, частотный метод, ИПН Постоянно, каждый стержень. Раз в смену по одной форме АрматурщикОТК Толщина защитного слоя Визуально Контрольный замер Каждая форма Два раза в смену по одной форме Бетонщик ОТК Правильность установки каркаса и закладных деталей Визуально Постоянно, по каждой форме. Два раза в смену по одной форме Бетонщик ОТК Сборка формы Соответствие формы проектным размерам Обмер рулеткой, уровнем Раз в квартал поштучно ОТК Расстояния между упорами Обмер рулеткой Раз в смену по одной форма ОТК Укладка и уплотнение смеси Удобоукладываемость бетонной смеси ГОСТ 10181 Два раза в смену по одной пробе Лаборант Равномерность укладки Толщина слоя, замер линейкой Постоянно по каждой форме Бетонщик Раз в смену по одной форме Мастер цеха Время уплотнения Секундомер Постоянно по каждой форме Бетонщик Раз в смену Мастер цеха Средняя плотность бетонной смеси ρфакт ГОСТ 10181 Раз в смену по одной формовке Лаборант Коэффициент уплотнения Купл = ρфакт /ρтеор То же Лаборант Прочность бетона ГОСТ 10180, изготовление контрольных образцов Раз в смену из партии Лаборант Тепловая обработка Соблюдение заданного режима тепловлажностной обработки Приборы автоматического регулирования Постоянно каждая камера Лаборант Работа систем пароснабжения и автоматики Осмотр и наблюдение Раз в смену каждая камера Мастер цеха, инженер КИП Подготовка к сдаче продукции Внешний вид изделий Визуально Каждое изделие ОТК Наличие дефектов Визуально То же ОТК Правильность укладки изделий Рулетка, схема размещения Два раза в смену Мастер цеха Качество маркировки изделий Визуально Постоянно каждое изделие ОТК Приемочный контроль Прием изделий ОТК Отпускная прочность бетона Испытание контрольных образцов, ГОСТ 10180, ГОСТ 18105 Раз в смену партия Лаборатория Прочность бетона в проектном возрасте Испытание контрольных образцов, ГОСТ 10180, ГОСТ 18105 Раз в смену партия Лаборатория Морозостойкость Испытание контрольных образцов по ГОСТ 10060 Раз в 6 месяцев партия Лаборатория Геометрические размеры изделия ГОСТ 13015.1, ГОСТ... Выборочно, 10 % от партии, но не менее 3 изделий ОТК Разность длин диагоналей, неплоскостность ГОСТ 13015.1, ГОСТ... То же ОТК Чистота поверхности ГОСТ 13015.1, ГОСТ... То же ОТК Расположение и номинальные размеры закладных деталей ГОСТ 13015.1, ГОСТ... То же ОТК Отпуск потребителю Укладка изделий на транспортные средства Визуально, правильность положения, крепление изделий Постоянно, каждое транспортное средство ОТК 3.4. Охрана трудаВ технологической части проекта приводятся требования к освещенности рабочих мест, по ограничению шума и вибраций, по обеспечению безопасности условий труда, включая требования по электро- и пожаробезопасности. Освещенность на рабочем месте должна отвечать условиям оптимальной работ рения при заданных размерах объекта различия. Освещение должно быть равномерным, т.к. перевод взгляда с яркоосвещенной поверхности на темную вызывает повышенное утомление глаз из-за частой переадаптации. Отраженная блесткость устраняется путем использования матовых поверхностей, изменением угла наклона рабочей поверхности. Освещение не должно исключать цветопередачу. В целом осветительная установка должна быть удобной, надежной, экономной, не создавать шума и не быть источником дополнительных опасностей. Естественное и искусственное освещение в производственных и вспомогательных цехах, а также территории предприятия должно соответствовать требованиям СНиП II-4-79. Необходимо использовать 2 метода для уменьшения вредных вибраций от рабочего оборудования: 1 метод, основан на уменьшении интенсивности возбуждающих сил в источнике их возникновения; 2 метод ослабления вибрации на пути их распространения через опорные связи от источника к другим машинам и строительным конструкциям. Но если не удается выполнить эти методы, то необходимо нанести на вибропоглощающие материалы. Уровень вибрации на рабочих местах не должен превышать установленной ГОСТом 121.012-78. Для устранения вредного воздействия вибрации на работающих необходимо применять специальные мероприятия: конструктивные, технологические и организационные, средства виброизоляции виброгашения, дистанционное управление, средства индивидуальной защиты. Уровень шума на рабочих местах не должен превышать допустимый ГОСТ 12.1.003-83. Для снимжения уровня шума следует предусматривать мероприятия по ГОСТ 12.1.003-83 и СНиП 11-12-77. Применяют шумозащитные кожухи, экраны, кабины, наблюдения, глушители аэродинамического шума; обработка стен и потолка звукоизолирующими облицовками. Для индивидуальной защиты применяют наушники различные, вкладыши, шлемы. При производстве следует применять технологические процессы, не загрязняющие окружающую среду, и предусматривать комплекс мероприятий с целью ее охраны. Содержание вредных веществ в выбросах не должно вызывать их увеличения их концентрации в атмосфере населенных пунктов и в водоемах санитарно-бытового пользования выше допустимых величин установленных СНиП 245-71. При производстве работ в цехах предприятий следует соблюдать правила пожарной безопасности в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-76. Следует соблюдать также требования санитарной безопасности, взрывобезопасности производственных участков, в том числе связанных с применением веществ, используемых для смазки форм, химических добавок, приготовлением их водных растворов и бетонов с химическими добавками. 1. Все работы, связанные с изготовлением сборных бетонов и железобетонных изделий, должны соответствовать требованиям СНиП III-4-80, а также ведомственным правилам охраны труда и техники безопасности. Список используемой литературыПлешко М.С. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Технология бетона, строительных изделий и конструкций». Шахтинский институт ЮРТГУ. - Новочеркасск: ЮРТГУ, 2004. - 26 с. 2. ГОСТы и СНиПы - ГОСТ 27215-87. Плиты перекрытий железобетонные ребристые для производственных зданий промышленных предприятий,1988,-15с. 3. Плешко М.С. Методические указания к практическим заданиям по дисциплине «Технология бетона, строительных изделий и конструкций». Шахтинский институт ЮРТГУ. - Новочеркасск: ЮРТГУ, 2004. - 36 с. 4. Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий. - М.: Стройиздат, 1984. - 672 с. |