Проектирование цеха для изготовления плит прямоугольных бетонных тротуарных

 

 

 

 

 

3.2 Производственная программа цеха

 

Проектируемый цех должен производить 6000 м³ готовых изделий,

Расчет производственной программы цеха сводится в таблицу 21.

Суточная производительность определяется по формуле:

 м³/сут;    (2)

где  П_сут – производительность в сутки;

П_год – годовая производительность;

К_год – количество рабочих дней в году;

 м³/сут.   

 

Сменная производительность определяется по формуле:

 м³/см;     (3)

 

где  П_см – производительность в смену;

   К_см – количество смен в сутки;

 м³/см.

 

Часовая производительность определяется по формуле:

 м³/ч;     (4)

 

где  П_ч – часовая производительность;

   К_ч – количество часов в смену;

 м³/ч.

 

 

Таблица21 - Производственная программа цеха

Наименование изделия	Производительность, м3
	в год	в сутки	в смену	в час
плитка марки 3П.7	6000	17,65	5,88	0,73

 

3.3 Выбор   вяжущего вещества

Плиты  бетонные  тротуарные   будут изготовляться из   бетонной смеси, в которой в качестве вяжущего будет применяться портландцемент без минеральных добавок марки ПЦ 500-Д0. Марка и вид цемента подобранна при минимальном  расходе последнего   исходя из следующих соображений:

-плиты  бетонные  тротуарные   предназначены   для устройства покрытий садово-парковых  и пешеходных дорожек, тротуаров во внутриквартальных проездах. Элементы  ограждения  предназначены для защиты от проникно-вения  и  придания  внешней красоты. Они работают в условиях повышен-ных истираемых нагрузок, повышенного  воздействия  атмосферных  осад-ков и перепадов температур.

-режимом твердения  – пропаривание

-требуемая   прочности тяжелого бетона на сжатие  В25 для  плиты  бетонной  тротуарной.

 

Выбор добавок:

1. Пластифицирующие (лигносульфонаты  технические ЛСТ по ТУ 13-0281036-05 и ЛСБУ по ТУ 13-7308001-738 в объеме (массе) 0,2-0,3% от массы цемента  в пересчете на сухое вещество;

2. Воздухововлекающие (смола  нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ) по ТУ 81-05-75 в объеме (массе) 0,01-0,02 от массы цемента в пересчете  на сухое вещество.

 

 

Вода:

Вода для затворения бетонной смеси поступает на предприятие  из местной скважины, расположенной на территории предприятия.

- вода для приготовления  бетона должна   удовлетворять  требованиям  ГОСТ 23732:

а)содержание сахаров  и фенолов не более 10 мг;

б) содержание ПАВ не более 10 мг;

в) содержание окрашенных примесей, жиров и масел не  допустимо.

 

Выбор заполнителей:

В качестве крупного  заполнителя для приготовления  бетонной смеси применяем щебень из плотных  горных пород:

- щебень из плотных  горных пород    фракций от 5 до 10 мм в количестве  40 % от общей массы  щебеня  и св. 10 до 20 ммв количестве  60 % от общей массы  щебеня -для плит  бетонных  тротуарных;

- декоративный  щебень  фракций  от 5 до 10 мм в количестве  40 % от общей массы  щебеня  и св. 10 до 20 мм в количестве  60 % от общей массы  щебеня для  кубов  и шаров.

Для всех изделий производимых на заводе в качестве мелкого заполнителя для приготовления бетонной смеси применяем природные средние  пески I класса фракций от 0,14 до 1,25мм в количестве  60 % от общей массы песка  и от 1,25 до 5 мм в количестве  40 % от общей массы песка,

3.4 Выбор режимов и параметров приготовления и применения бетонной смеси

 

Плиты   бетонные  тротуарные будут формоваться   методом объемного вибропрессования, для которого  требуется использовать   бетонную  смесь жесткостью  21 - 30 с.марки  по удобоукладываемости Ж3.

При выборе   жесткости были так же учтены:

Транспортирование бетонной смеси к месту укладки должно обеспечить сохранение ее однородности и степени подвижности; подвижность бетонной смеси с течением времени постепенно уменьшается вследствие физико – химического взаимодействия  цемента с водой. Особенно сильно ухудшается  удобоукладываемость жесткой бетонной смеси, поэтому такую  смесь следует укладывать в формы как можно быстрее. При выборе способа транспортирования необходимо учитывать дальность и скорость перевозки, подвижность смеси и экономичность способа. На заводах бетонные смеси транспортируют бетонораздатчиками, самоходными тележками, ленточными транспортерами; в цехах малой и средней мощности- электротельферами и электрокарами.

Однородность смешивания компонентов достигается выбором типа смесителя и режима перемешивания в соответствии с удобоукладываемостью о приготовляемой бетонной смеси. При смешивании материалов приходится преодолевать силы сцепления между частицами, сопротивление смеси сдвигу, а также силы тяжести. Гравитационные смесители оказываются малопригодными для перемешивания жестких бетонных смесей; в таких случаях применяют машины принудительного перемешивания. В них компоненты смеси подвергают принудительному перемещению по весьма сложным траекториям, благодаря чему и получается однородная бетонная смесь. Продолжительность смешивания крупнозернистых смесей 2...3 мин, мелкозернистых - 3...5 мин.

Для каждой бетономешалки  необходимым является достаточное  перераспределение материалов во всех частях камеры, чтобы получаемая бетонная смесь была однородной. Эффективность бетономешалки может быть оценена однородностью смеси, выпускаемой в несколько приемников при непрерывном потоке бетонной смеси.

При перемешивании в течение длительного времени обычно происходит испарение воды из смеси с последующим уменьшением удобоукла- дываемости и увеличением прочности.

При применении бетона с  воздухововлекающими добавками  более длительное перемешивание  уменьшает содержание воздуха (в зависимости от воздухововлекающей добавки), тогда как задержка укладки без длительного перемешивания вызывает снижение содержания воздуха .

Качество уплотнения бетонной смеси должно быть таким, чтобы уложенный в опалубку или форму бетон обладал однородным строением с минимальным объемом вовлеченного воздуха - не более 2 %. Энергетические затраты на уплотнение тем больше, чем выше жесткость бетонной смеси. Основным способом уплотнения является вибрирование. При вибрировании частицы бетонной смеси совершают вынужденные колебания, в результате которых ослабляются силы внутреннего трения и сцепления между частицами. Бетонная смесь переходит в состояние пластично-вязкого течения и, подобно тяжелой жидкости, равномерно укладывается в форму.

 
3.5 Методы  интенсификации процессов  производства

Одним из наиболее эффективных средств производства бетонной смеси является применение бетоносмеситель с активатором  бетонной  смеси – это  новый вид  бетоносмесителей.

Принцип  действия  скоростного  турбулентного смесителя   ВЕКТОР 1000.

Высокооборотные смесители турбулентного типа прекрасно зарекомендовали себя при решении задач качественного смешивания различных материалов. Производство современных строительных материалов предъявляет повышенные требования к качеству приготавливаемых растворов и смесей. Простота конструкции, высокая скорость смешивания при относительно небольшой энергонагруженности оборудования - несомненные положительные стороны смесителей турбулентного типа. Турбулентные смесители в основном применяют для производства подвижных цементно-песчаных смесей и бетонов с крупностью заполнителя до 10 мм. При турбулентном перемешивании повышается текучесть смеси и резко снижается водоотделение. Турбулентный смеситель состоит из неподвижной бочкообразной емкости с конусообразной нижней частью, установленной на раме, лопастного ротора-активатора, обычно расположенного в нижней части емкости, электродвигателя и приводных шкивов.  
Благодаря простоте конструкции и хорошим эксплуатационным характеристикам турбулентные смесители активно используются производителями строительных материалов.  
Сам принцип турбулентного перемешивания, основанный на создании высоких градиентов скоростей, способствует равномерному распределению в приготавливаемом растворе различных включений.

1)Активная пневмодинамическая  защита (АПДЗ) опорного узла смесителя - непревзойденная надежность смесительного оборудования.

Устройство активной пневмодинамической защиты (АПДЗ) (рисунок 2)- оптимальное соотношение простоты и надежности, высокой производительности и долговечности. Ротор-активатор смесителя серии «Навигатор» имеет форму цилиндра с лопастями малого гидродинамического сопротивления. Сам цилиндрический активатор напоминает перевернутый стакан, внутри которого расположен подшипниковый узел. В полость между внутренней стенкой активатора и корпусом подшипникового узла подается воздух, который препятствует проникновению раствора к уплотнительному узлу, расположенному в верхней части корпуса подшипникового узла. Вспомните опыт с опусканием перевернутого стакана в воду и вам станет понятен принцип действия активной пневмодинамической защиты (АПДЗ). Пока стакан сохраняет вертикальное положение, вода не может его заполнить. Этим и объясняется причина высочайшей надежности смесителей, где использован такой принцип защиты опорного узла. Воздух, подаваемый внутрь активатора, заполняет его объем, выходит через кольцевой зазор между нижним срезом активатора и дном емкости и поступает в чашу смесителя, где равномерно распределяется в массе раствора.

Рисунок 2 – Устройство активной пневмодинамической защиты.

Так как опорный узел установки находится внутри емкости  смесителя и накрыт цилиндрическим активатором, чаша смесителя крепится на самой раме без использования  промежуточных деталей. Такой способ установки емкости не только позволяет  снизить высоту загрузки, но и делает возможным отказаться от дополнительных опор, что положительно сказывается на уменьшении веса смесителя и снижает вибронагруженность оборудования даже при работе с тяжелым бетоном (рисунок  3).

Рисунок 3 -  Опорный  узел установки.

1 – зона интенсивного  износа  вала и  уплотнительного  устройства.

2- штуцер  подачи  воздуха.

3- полость  избыточного   давления.

2)Активатор турбинного  типа с лопастями малого гидродинамического  сопротивления - высокая универсальность  смесительного оборудования.

Практика применения турбулентных смесителей показывает, что турбулентные возмущения оказывают  более активное воздействие на приготавливаемый раствор, нежели механическое воздействие  лопастным ротором. Смесители, оснащенные активатором с лопастями, ориентированными на механическое перемешивание компонентов, заметно проигрывают и в скорости, и качестве приготавливаемых растворов. И напротив, активаторы с лопастями, способствующими созданию динамических потоков, установленные на тех же смесителях, показывали отличные результаты. Напрашивается вывод, что пути повышения эффективности турбулентных смесителей лежат в оптимальном соотношении функций активатора, формы придонной части смесителя и подвижности приготавливаемых смесей. При этом приоритетной является способность активатора генерировать направленный высокоскоростной поток, определяющий общую эффективность смешивания, а способность производить механическое смешивание считается второстепенной или даже вредной. 
Если при работе с подвижными растворами преобладает круговое движение материала в емкости смесителя, то при работе с малоподвижными растворами наблюдается появление мощных восходящих потоков материала при интенсификации процессов смешивания. 
Активатор турбинного типа с лопастями малого гидродинамического сопротивления отбрасывает приготавливаемый раствор, придавая ему ускорение, в сторону нижней конической части смесителя(рисунок 4).

Рисунок 4 - Активатор турбинного типа.

В нижней части емкости, проходя незначительное расстояние, раствор, ударяясь о наклонную стенку, отражается вверх. Причем скорость движения раствора в нижней конической части емкости выше, чем в верхней части конуса, так как раствор, отбрасываемый верхней частью цилиндрического активатора, проходя большее расстояние до конической стенки смесителя, теряет скорость. Поэтому в нижней части конуса скорость соударения раствора выше, чем в средней части, а в средней части выше, чем в верхней. В результате раствор интенсивно подается в верхнюю часть смесителя, где захватывается воронкой и снова подается к активатору (рисунок 5).

Рисунок 5 – Схема работы активатора. 
                Работающие бортовые вибраторы способствуют созданию подвижного (псевдожидкого) слоя материала в районе стенок емкости, что позволяет интенсифицировать движение приготавливаемого материала к верхней части динамической воронки. Такой характер смешивания обеспечивает быстрое приготовление качественного раствора при уменьшении энергонагруженности смесительного оборудования. Значительно снижается абразивный износ активатора и стенок смесителя, так как снижается время и интенсивность контакта. В виду снижения интенсивности механического воздействия на составляющие бетонного раствора, появляется возможность введения в приготавливаемый раствор (бетон) различных добавок.  
               Интенсивное, но бережное смешивание оказывает минимальное разрушающее воздействие на формируемые пузырьки пенобетона. Поэтому турбулентные смесители, оснащенные цилиндрическим активатором, при изготовлении пенобетонных растворов низких плотностей показывают отличные результаты.

3)Функция виброактивации  компонентов смеси, сокращения  расхода цемента в производстве  строительных материалов

Турбулентный смеситель  оснащен   вибраторами, расположенными   на стенках емкости, виброимпульсы, воздействуя на приготавливаемую смесь, создают область повышенной подвижности материала возле стенок смесителя (так называемое «псевдожидкое» состояние смеси). Обработка приготавливаемой смеси виброимпульсами помимо разжижающего эффекта, также позволяет активировать компоненты смеси, восстанавливая и повышая марочную прочность цемента. 
В целом, механизм действия виброактивации цементно-песчаных смесей направлен на увеличение удельной поверхности вяжущего (от 2500 до 4500-6000 см²/г), изменение поверхностной структуры твердых частиц, удаление неактивных поверхностных пленок и ускорение взаимодействия компонентов системы «цемент-вода-заполнитель». 
Так как в процессе виброактивации удельная поверхность цемента увеличивается, интенсивное вибрирование приготавливаемого раствора разрушает структуру до значений, близких к минимально возможной вязкости, и позволяет использовать цементы повышенной дисперсности (активированные) без повышения водоцементного отношения (В/Ц) системы. 
             В результате виброактивации цементно-песчаных смесей происходит не только разъединение комочков песка, но и активизируются его отдельные зерна вследствие их частичного измельчения и истончения поверхностного слоя, а также кардинального улучшения активной поверхности обрабатываемых материалов. 
Вибрация при перемешивании заполнителя с цементным раствором позволяет преодолеть высокую прочность коагуляционной структуры последнего, значительно улучшает сцепление между компонентами смеси.  
После окончания воздействия внешних сил (вибрации) система восстанавливает начальную прочность структуры, подвижность ее снижается.