Термоформа для тепловой обработки мостовых балок, Пр=40 тыс м3 /год

 

 

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ «МАГНИТОГОРСКИЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им.Г.И. НОСОВА»

 

Архитектурно-строительный факультет

Кафедра строительных материалов и изделий

 

КУРСОВАЯ ПРОЕКТ

 

По дисциплине: Теплотехника и ТОТСИ

На тему: Термоформа для тепловой обработки мостовых балок, Пр=40 тыс м³ /год

.                                                                                                                       .

Исполнитель:  Галявов Дамир Рашидович студент   4  курса, группа   СТТ-09  ..                                                                             (                                                                                  (Ф.И.О)

 

Руководитель:Долгова Ольга Александровна,  доктор  технических наук        .

                                                          (Ф.И.О., должность, уч. звание)

 

 

 

 

Работа допущена к защите «_____»                20 12 г______________________

                                                                                                                       (подпись)                                                                         Работа защищена «_____»            20 12 г. с оценкой____________________________  

                                                                                            (оценка)             (подпись)                                                                                             

 

 

 

 

 

 

 

 

Магнитогорск, 2012г.

Содержание

Введение

1 Обоснование выбранного способа тепловой обработки…………………………….3

2.1  Характеристика выпускаемой продукции,  технология её изготовления………..6

2.2 Обоснование режима тепловой  обработки…………………………………………9

2.3 Работа выбранной тепловой установки, её обслуживание и контроль………...14

2.4 Технологический расчет…………………………………………………………....16

3.1 Исходные данные для теплотехнического расчета……………………………...19

3.2 Расход тепла на стадии подъема температуры…………………………………...24

3.3 Расход тепла на стадии экзотермической выдержки………………………………...26

3.4 Приход тепла………………………………………………………………………………………………26

Заключение

Список используемой литературы

 

 

 

 

 

Введение

В целях сокращения сроков распалубки железобетонных конструкций  и сдачи их под нагрузку строители  всегда стремились ускорить твердение  бетона. Этот вопрос приобрел особую актуальность при изготовлении бетонных и железобетонных изделий в заводских условиях, так как предприятия заинтересованы в максимальном использовании производственных площадей и в сокращении сроков изготовления изделий.

В настоящее  время наиболее распространенным способом ускорения твердения бетона, позволяющим  получать в короткий срок изделия  с отпускной прочностью, при которой  их можно транспортировать на строительную площадку и монтировать в зданиях  и сооружениях, является тепловая обработка. В заводских условиях она осуществляется путем пропаривания изделий в  камерах и автоклавах, обогрева в  формующих агрегатах или на стендах, а при приготовлении монолитных конструкций – путем электропрогрева, пропаривания и прогрева теплым воздухом.

При пропаривании сформованные изделия выдерживаются  в камере в среде насышенного пара или паровоздушной смеси до достижения бетоном заданной прочности. В пропарочной камере создаются не только благоприятная температура для ускорения твердения (в пределах 60-100⁰С), но и оптимальная влажность среды, способствующая сохранению влаги в бетоне для его дальнейшего твердения и после окончания пропаривания. Это дает основание считать пропаривание эффективной тепловлажностной обработки (ТВО) бетона.

Эффективность пропаривания, как и других видов  тепловой обработки определяется выбором рационального режима обработки в полном соответствии с принятым составом бетона, характеристикой составляющих материалов, особенностью цемента, размерами и конфигурацией изделия, начальной прочностью бетона к моменту обработки и д.р. [1]

 

 

 

 

 

 

 

1. Обоснование выбранного способа тепловой обработки

Для формирования структуры бетона особенно важным являются влажностные условия  твердения, поэтому во многих случаях  следует отдать предпочтение тепловлажностной обработке железобетонных изделий (пропариванию и запариванию).

Тепловую  обработку железобетонных изделий  проводят до достижения бетонном прочности около 70% проектной, что позволяет транспортировать изделия на строительную площадку и монтировать конструкции на них.

Пропаривание  при нормальном давлении производят в камерах периодического или  непрерывного действия, оно является наиболее экономичным способом тепловой обработки.

Для ТВО мостовых балок целесообразнее применить  термоформы. Тепловую обработку в термоформах целесообразно применять для конструкций сложной конфигурации: тавровых и двутавровых цельноперевозимых балочных пролётных строений, коробчатых блоков и блоков ПРК составных пролётных строений.

 Изготовление  и эксплуатация тепловых установок  требуют больших капитальных  вложений. При низком коэффициенте  заполнения расходуется большое  количество пара на периодический  прогрев ограждений, свободного  пространства, прокладок и др. В  связи с этим целесообразнее  тепловую обработку изделий проводить  непосредственно в формах, полые  борта и поддон которых выполняют роль тепловых отсеков, Такие формы получили название термоформ.

 По условиям  работы они бывают стационарными  (имеют постоянное место) и  передвижными (перемещаются в процессе  изготовления изделий).

 Материалом  для изготовления термоформ служит металл и железобетон. Наиболее распространены металлические термоформы.

По условиям тепловой обработки изделий термоформы подразделяются на открытые, состоящие из поддона и бортоснастки, и герметизированные, имеющие еще и крышку. Последние могут состоять из поддона, к которому крепятся боковые стенки и крышка, или из двух крышек и боковых стенок, представляющих собой самостоятельную конструкцию.

 Для повышения  эффективности тепловой обработки  изделий в открытых термоформах надо исключить массообмен с окружающей средой и надежно их тепло- и влагоизолировать и пригрузить (желательно). Для этого используют тяжелую резиновую ленту, пленку или тяжелый щит с пароизоляционной прокладкой.

  Характер твердения изделий в  термоформах аналогичен кассетному способу. Термоформы имеют две емкости: верхняя предназначена для формования изделия, нижняя замкнутая- Для пуска пара. Термоформы устанавливаются друг на друга и таким образом каждое среднее изделие оказывается ограниченным обогреваемым поддоном формы и паровой средой в зазоре между днищем паровой полости и поверхностью изделия. Для равномерного распределения пара в паровой полости устанавливают перфарированные трубы, заканчивающиеся штуцерами для подключения к системе пароснабжения. Сток конденсата из паровой полости обеспечивается установкой термоформ с уклоном 1-2⁰.

Выдержка изделия в термоформе длиться 3,5 часа и температура в зимнее время не должна быть ниже +5⁰С

Пар в паровую  полость подается из котельной постоянно  в зависимости от установленного режима пропаривания так, что обеспечивает скорость повышения температуры  в термоформе до максимальной- 85 ⁰С. При этом изделие прогревается на всю толщину и выдерживается при этой температуре 6,5 часов (изотермический прогрев), после чего 3 часа охлаждается.

Режимы  обработки напряженных конструкций из тяжелых бетонов с натяжением арматуры на упоры стенда или формы назначаются с учетом потерь напряжений в арматуре от перепада ее температур в период натяжения арматуры и изотермического прогрева. Величина этого перепада ограничивается 65 °С, а максимальная температура прогрева — 80 °С.

Тепловая  обработка бетона в термоформах ускоряет время твердения по сравнению с твердением в естественных условиях примерно в 7-8 раз. [2]

 

 

 

 

 

 

2. Технологическая часть
1. Характеристика выпускаемой продукции, технология её изготовления

 

Проектом  предусмотрено производство мостовых балок объемом 40 тыс м³ в год. Предприятие производит следующие виды предварительно напряженных автодорожных балок длинной 18, 24 и 33 метра, рассчитанных на пропуск нагрузок класса А11 и НК80, для строительства мостов и путепроводов. Технологические карты разработаны на основании СНиП 3.06.04-91 «Мосты и трубы», ТУ 35-1842-88 «Строения пролетные железобетонные для мостов и путепроводах на автомобильных дорогах, а также рабочих чертежей серии 3.503.1-81 в.7-1 и является технологическим руководством при изготовлении предварительно напряженных балок пролетных строений на производственной базе.

Автодорожные  балки изготавливаются по рабочим  чертежам серии 3.503.1-81 в 7-1 армированием 12-ю прямолинейными горизонтальными  пучками, каждый из 24-х проволок 5В 1400 по ГОСТ 7348-81* с двумя каркасно-стержневыми  анкерами. [3]

Производство  балок организовано по стендовой  технологической схеме с натяжением арматуры на упоры до бетонирования, а само формование балок производится в стационарной металлической форме, напряжение арматуры при этом производится на упоры стенда.

Балки изготавливаются из тяжелого конструкционного бетона по ГОСТ 26633-91. Основные зарактеристики бетона приведены в таблице 1(указанные характеристики должны быть обеспечены в проектном возрасте):

Таблица 1

Пролет балки, м	Класс бетона по прочности на сжатие	Марка по морозостойкости	Марка по водонепроницаемости
18	В30	F300	W6
24	В35	F300	W6
33	В40	F300	W6

 

• Передаточная  прочность бетона на сжатие -75% проектной  прочности.
• Отпускная прочность бетона (с учетом характеристик однородности прочности бетона по ГОСТ 18105-86) принемается по таблице 2 в зависимости от условий транспортирования и складирования балок (величины консольного свеса балки).

Таблица 2

Отпускная прочность в % от проектной	Минимальная		Отпускная прочность при консольном свесе балки при транспортировании, %
	При положительной температуре	При отрицательной температуре	1,01 м	2,42 м	2,75 м	2,89 м	3,44 м
	75	75	75	80	83 через 7 дней	90 через 16 дней	100 через 28 дней

 

Для формования балок следует использовать бетонные смеси, соответствующие требованиям  ГОСТ 7473-94.

• Воздухосодержание бетонной смеси должно быть в пределах 3-4%.
• Для формования балок пролетных строений следует использовать смеси марки по удобоукладываемости П-2 (ОК – 5-9см).
• При изготовлении бетонной смеси применяются воздухововлекающие (СНВ) и пластифицирующие (ЛАД-5,СП-1, ЛСТ) добавки по ГОСТ24211-03. Допускается по согласованию с Госстроем РФ и ЦНИИС применение других добавок (в том числе высокодисперсных на основе микрокремнезема), удовлетворяющих требованиям ГОСТ 24211-03, ГОСТ 26633-91 и СНиП 3.06.04-91.

Изготовление балок пролётных  строений осуществляется на двух линейных стендах диной 123 м и шириной 3,5 м каждый, с 11-ю упорами воспринимающими  усилие натяжения арматуры.

На стендах можно выпускать изделия высотой до 33 м с проволочной, стержневой и прядевой арматурой. Изготовление конструкций ведётся в металлических формах с «паровой рубашкой», прикреплённых к стенду специальными пружинами.

Очищенные формы смазывают  с помощью специальных пистолетов распылителей, подсоединённых к магистральному трубопроводу централизованной системы  подачи смазки.