Проектирование цеха для изготовления плит прямоугольных бетонных тротуарных

Использование вибраторов, установленных на стенки емкости  смесителя, предотвращает налипание  пластичной смеси на нижнюю коническую часть емкости. При этом материал, отбрасываемый активатором, создает возле стенки области локального уплотнения, то есть подвижность материала возле стенки понижается и эффективность смешивания резко падает. Для предотвращения налипания приготавливаемого раствора на стенки емкости смесителя необходимо повысить подвижность раствора путем добавления воды либо пластифицирующих добавок. Однако для получения материала повышенной прочности и снижения расхода цемента увеличение количества свободной воды ни в коем случае не может быть рекомендовано. Повышение объема свободной воды в приготавливаемой смеси неизменно приводит к образованию капиллярных микропор, вызывающих падение прочности и снижение показателей водонепроницаемости материала.  
Оптимальным решением проблемы налипания материала на стенки смесителя при увеличении общей производительности смесительного оборудования является использование высокочастотных вибровозмущений, подаваемых на корпус смесителя.  
Вибрационные импульсы нарушают силы трения и сцепления между частицами, повышая подвижность раствора.  
Установка в нижней части емкости турбулентного смесителя высокочастотных пневматических вибраторов позволяет восстановить восходящее движение вязких составов (рисунок  6).

Рисунок 6 - Установка  в нижней части емкости турбулентного  смесителя высокочастотных пневматических вибраторов.  
            Высокочастотные виброимпульсы в районе нижней части емкости смесителя полностью устраняют уплотнение материала возле стенок, где, наоборот, наблюдается псевдоразжижение приготавливаемого материала. Иными словами, вязкий малоподвижный материал возле стенок емкости турбулентного смесителя становится более подвижным, активно поднимается вверх, где захватывается воронкой и повторно подается на     ротор-активатор установки. Применение высокочастотных вибраторов, установленных на турбулентных бетоносмесителях, позволяет значительно расширить номенклатуру приготавливаемых составов, освоить выпуск новых материалов на оборудовании, претерпевшем лишь незначительную модернизацию.

Пневматические вибраторы  безопасны в работе, для их эксплуатации требуется лишь проводка питающих шлангов. При высокой частоте пневматические вибраторы имеют низкую амплитуду колебаний, что делает ненужной применение массивных виброизоляторов, снижающих негативное воздействие вибрации на раму и другие конструктивные части бетоносмесителя.

 

3.6 Проектирование состава бетона

 

Получить бетонную смесь  и бетон высокого качества можно  только при использовании качественных сырьевых материалов и их оптимальном  соотношении. Для  плиты   бетонной  тротуарной проектная марка бетона М 350, класс В25, в сухом состоянии плотность равна , Ж 21 – 30 с.

Исходные данные для  цемента:

1.  Истинная плотность  портландцемента  ;

2.  Насыпная плотность  цемента  ;

3.  Марка цемента  М 500.

Исходные данные для  песка следующие:

1.  Модуль крупности  песка  ;

2.  Насыпная плотность  песка   ;

3.  Истинная  плотность  песка   .

4.  Водопотребность   песка  W_п = 7%;

Исходные   данные   для   щебня:

1.  Насыпная плотность  щебня ;

2.  Истинная плотность  щебня ;

3. Марка щебня по  прочности на сжатие М1000.

1) Определяем   В/Ц  в зависимости от требуемой прочности, срока и условий твердения бетона:

                                      

     (1)

Где

 А-коэффициент,  который зависит от качества  применяемых материалов. Для высококачественных  материалов он равен 0,65,для материалов среднего качества-0,6, а для цемента низких марок и мелкого песка-0,55;

Так как применяем  материалы  среднего  качества, то  коэффициент А  равен 0,6. В связи с тем что мы применяем пластифицирующие  и воздухововлекающие  добавки  коэффициент А равен 0,32.

R_ц- активность цемента, МПа

R_б- прочность образцов- половинок балочек размером 4х4х16 см из цементно-песчаного бетона в возрасте 28 суток, выдержанных в нормальных условиях, МПа.

2) Определяем ориентировочный расход воды в зависимости от требуемой жесткости бетонной смеси и  крупности  заполнителя.

В = 160л.

Так как при  приготовлении  смеси используется щебень, а не гравий, то расход воды увеличиваем  на 10л.

Итого В=170л.

3) Определяем расход  цемента

     (2)

4) Определяем расход  щебня по формуле:

    (4)

где - пустотность крупного заполнителя;

- насыпная плотность щебня, равная 1500 кг/м³;

- коэффициент раздвижки зёрен;

- истинная плотность щебня,  равная 2600 кг/м³.

 

 

Пустотность крупного заполнителя  определяем по формуле:

По  таблице 8.5 [Баженов] определяем   коэффициент раздвижки  зёрен .

кг/м³

6)Определяем расход  песка:

    (5)

 

Расчёты   расхода  материалов показаны  в   таблице 22

 

Таблица 22 - Проектный расход материалов на 1 м³ бетонной смеси

Наименование изделия	Расход цемента,кг/ м3	Расход воды, л/ м3	Расход заполнителей, кг/м3
			щебня			песка
			фр. 5-10 мм	фр. 10-20 мм		фр. 0,14-1,25 мм	фр. 1,25-5 мм
Плиты   бетонные  тротуарные	459,5	170	500		750	212,52		318,78
Плотность бетонной смеси                                 2410 кг/м3

 

Характеристики бетонной смеси приведены в таблице 23.

 

 

 

 

 

 

Таблица 23- Характеристики бетонных смесей.

Характеристика материалов и режимов обработки	Для классов бетона
	В25
Вид и марка цемента	ПЦ 500-Д0
Плотность бетонной смеси, кг/м3	2410,8
Показатель удобоукладываемости	Ж3
Водоцементное отношение	0,37
Наименьшая толщина  изделия, мм	30
Наибольшая крупность  заполнителя, мм	20
Способ и длительность перемешивания смеси	Принуд. 3 мин
Распалубочная прочность  бетона,%	90
Способ ускорения твердения  бетона	ТВО

 

 

3.7 Материальный баланс производства

 

Для того чтобы обеспечить требуемую  производительность необходимо, чтобы  цех выдавал 0,73 м³ материала в час. При конечной плотности плит 2410 кг/м³ и доле связующего 19% по массе принимаем массу выпускаемого материала:

в час

М_ч=0,73·2410=1759,3 кг;

в смену

М_см=5,88·2410=14170,8 кг;

в сутки

М_сут=17,65·2410=42536,5 кг;

в год

М_г=6000·2410=14460000 кг.

При этом потребность в цементе:

в час

М_ч=0,73·2410·0,19=334,2 кг;

в смену

М_см=5,88·2410·0,19=2692,5 кг;

в сутки

М_сут=17,65·2419·0,19=8081,95 кг;

в год

М_г=6000·2410·0,19=2747400 кг.

 

 

 

При этом потребность в щебне фр.5-10 мм:

 

в час

М_ч=0,73·2410·0,2=351,9 кг;

 

в смену

М_см=5,88·2410·0,2=2834,2 кг;

в сутки

М_сут=17,65·2410·0,2=8507,3 кг;

в год

М_г=6000·2410·0,2=2892000 кг

 

При этом потребность в щебне фр.10-20 мм:

 

в час

М_ч=0,73·2410·0,31=545,4 кг;

в смену

М_см=5,88·2410·0,31=4393 кг;

в сутки

М_сут=17,65·2410·0,31=13186,3 кг;

в год

М_г=6000·2410·0,31=4482600 кг

 

При этом потребность в песке фр.0,14-1,25 мм:

 

в час

М_ч=0,73·2410·0,09=158,4 кг;

в смену

М_см=5,88·2410·0,09=1275,4 кг;

в сутки

М_сут=17,65·2410·0,09=3828,3 кг;

 

в год

М_г=6000·2410·0,09=1301400 кг

 

 

При этом потребность в песке фр.1,25-5 мм:

 

в час

М_ч=0,73·2410·0,13=228,8 кг;

в смену

М_см=5,88·2410·0,13=1842,2 кг;

в сутки

М_сут=17,65·2410·0,13=5529,8 кг;

в год

М_г=6000·2410·0,13=1879800 кг

 

 

 

Определяю необходимое  количество смеси с учетом потерь при смешивании (0,2%):

в час

М_ч=1759,3·1,002=1762,8 кг;

в смену

М_см=14170,8·1,002=14199,2 кг;

в сутки

М_сут=42536,5·1,002=42621,5 кг;

в год

М_г=14460000·1,002=14488920 кг.

Определяю необходимое количество цемента при его содержании  19% с учетом потерь при дозировании (0,1%):

в час

М_ч=0,73·2410·0,19·1,001=334,6 кг;

в смену

М_см=5,88·2410·0,19·1,001=26952 кг;

в сутки

М_сут=17,65·2410·0,19·1,001=8090,1кг;

в год

М_г=6000·2410·0,19·1,001=2750147,4 кг.

 

Определяю потребность щебня фракции 5-10 при транспортировании (0,5%):

в час

М_ч=1,005·351,9=353,7 кг;

в смену

М_см=1,005·2834,2 =2848,4 кг;

в сутки

М_сут=1,005·8507,3 =8549,9 кг;

в год

М_г=1,005·2892000=2906460 кг.

 

Определяю потребность щебня фракции 10-20 при транспортировании (0,5%):

в час

М_ч=1,005·545,4 =548,2 кг;

в смену

М_см=1,005·4393=4415 кг;

в сутки

М_сут=1,005·13186,3 =13252,3 кг;

в год

М_г=1,005·4482600=4505013 кг.

 

Определяю потребность песка фракции 0,14-1,25 при транспортировании (0,5%):

в час

М_ч=1,005·158,4 =159,2 кг;

в смену

М_см=1,005·1275,4=1281,8 кг;

в сутки

М_сут=1,005·3828,3 =3847,5 кг;

в год

М_г=1,005·1301400=1307907 кг.

 

Определяю потребность песка фракции 1,25-5 при транспортировании (0,5%):

в час

М_ч=1,005·228,8 =230 кг;

в смену

М_см=1,005·1851,5=1861 кг;

в сутки

М_сут=1,005·5529,8 =5557,5 кг;

в год

М_г=1,005·1879800=1889199 кг.

Все данные, полученные расчетным путем  с учетом всех потерь, которые в полной мере характеризуют потребность в сырье.

 

3.8 Подбор основного технологического оборудования

 

В соответствии с производственной программой основного отделения по каждому переделу, исходя из часовой производительности, в цех производства тротуарной плитки было подобрано следующее оборудование и сведено в таблицу24

 

Таблица 24-Подобранное  оборудование

Наименование оборудования	Марка, габариты L/B/H, м	Производительность, м3/ч		Мощность электро-двигателя, W,кВт.	Кол-во ма-шин М, шт.
		Расчётная произво- дитель- ность, Пч, м3/ч	Паспортная  производи-тельность Пп, м3/ч
Пневмоподъем-ник цемента	С-1041	0,26	1,1	22	1
Насос для подачи воды	Lowara SHE 25-200/40	0,17	1	10	1
Дозатор для цемента	ДВЦ – 1000 1600х1600х2000	0,26	1,4	0,3	1
Дозатор   для  песка	ДИ – 2000  2000х2000х2400	0,22	1,2	0,3	1
Дозатор   для  щебня	ДИ – 2000 2000х2000х2400	0,57	1,2	0,3	1
Дозатор   для  воды	ДВ – 500 1200х1200х 1600	0,17	1	0,3	1
Ленточный конвейер	2990/99	1,2	6	60	1
Скоростной турбулентный смеситель	ВЕКТОР 1000 2500х1200х2182	0,74	1,6	15	1
Бетоносмеси-тель	СКАУТ 750 ТУРБО 1720×1720× 1600	0,89	1,4	15	1
Бетоносме- ситель	СКАУТ-200 1140х1180х750	0,2	0,9	4	1
Раздаточный бункер для пигмента	СМЖ-1В 2440х1740х   1496	0,2	0,5	3	1
Раздаточный бункер	СМЖ-2В 2640х1940х   1496	0,73	1,7	7,6	1
Вибропресс	ST-КРМ 1036 TS 22750 х 9000 х 5800	0,73	2,6	109	1
Штабелер	ПВ-02 4500х2500х2500 мм	2	6	5,8	1