Курсовая работа (т): Производство сборных железобетонных изделий

Производство сборных железобетонных изделий

Содержание

Введение

. Сырье и полуфабрикаты для изготовления многопустотных плит перекрытия

. Выбор и обоснование теплового режима

. Описание конструкции и принципа работы установки

. Конструктивный расчет установки

5. Теплотехнический расчет

. Тепловой баланс камеры

6.1 Период подогрева

.2 Расход тепла

.3 Период изотермического прогрева

. Аэродинамический расчет

. Техника безопасности

Библиографический список

Введение

В производстве сборных железобетонных изделий ускорение процесса твердения бетона является важным условием: повышается оборачиваемость форм, эффективно используются производственные площади.

Эти условия обеспечиваются за счет применения быстротвердеющих бетонов, ускорителей твердения, активных методов уплотнения, тепловых воздействий и т.п.

Ямные пропарочные камеры принадлежат к установкам, наиболее распространенным в промышленности сборного железобетона. Их применяют, большей частью для теплообработки крупногабаритных изделий, пропариваемых в формах или поддонах со снятой бортоснасткой и с опорой их на автоматически выдвигаемые из пазух стен кронштейны.

Режим тепловой обработки следует назначать с учетом кинетики тепловыделений вяжущего в зависимости от минералогического состава.

Начало тепловой обработки бетона должно происходить в сроки, не совпадающие со временем максимальной изотермии цемента. В этом случае достигается ускорение процесса гидратации.

Изготовляемая продукция - многопустотные плиты перекрытия размером 6.28×1.49×0.22 м (рисунок 1). Плиты изготавливают из тяжелого бетона класса В15 по агрегатно-поточной технологии. Классы используемой арматуры А800, А400 и В500. Панели должны соответствовать ГОСТ 9561-91. Плиты перекрытий железобетонные многопустотные для зданий и сооружений"

Объём изделия: V_и = 2,059 м³; объём бетона в изделии: V_б.и. = 1,18 м³.

Состав тяжелого бетона: Ц = 305,97 кг/м³, В = 170,8 л/м³,

Щ = 1113,25 кг/м³, П = 731,3 кг/м³; арматура A = 36,04 кг/м³; добавка "Реламикс" Д = 2,2 кг/м³.

Рисунок 1 - Опалубочный чертеж многопустотной плиты перекрытия.

При агрегатно-поточном способе производства изделия формуются с помощью специальных машин на посту формования, а затем отформованные изделия в формах перемещаются мостовым краном в камеры твердения для тепловой обработки бетона. Заключительной стадией производства является выдача изделий из камеры и их распалубка на специальном посту; после приемки готовых изделий ОТК их направляют на склад, а освободившиеся формы подготавливают к следующему технологическому циклу и возвращают на формовочный пост. Преимуществом этого способа является достаточно полная механизация и частичная автоматизация процессов, осуществление четкого пооперационного контроля. Кроме того, технологическая линия с агрегатно-поточным способом производства обладает небольшим капиталовложением, по сравнению с другими способами, и ускоренными сроками строительства.

1. Сырье и полуфабрикаты для изготовления многопустотных плит перекрытия

Изделия рассчитаны и спроектированы в соответствии с требованиями ГОСТ 9561-91. Плиты перекрытий железобетонные многопустотные для зданий и сооружений", СНиП 2.09.01-85, СП 52-101-2003, «Пособием по проектированию жилых зданий«. Выпуск 3 и ГОСТ 13015-2003.

Принят тяжелый бетон средней плотности не менее  класса по прочности на сжатие В15 (М200), марки по морозостойкости F100, марки по водонепроницаемости W4.

Состав сырья:

Портландцемент М400, активностью 400 кгс/см², .

Песок кварцевый соответствует требованием ГОСТ 8736-93, ;; ; ;содержание органических примесей - в пределах нормы; глины, пыли, ила - 2%; влажность W=2%.

Щебень, соответствующий требованиям ГОСТ 8267-93, марки по прочности М600, фр. 5-20, содержание зерен пластинчатой и игловатой формы 8%, , ,.

Добавка «Реламикс» - комплексная добавка, относящаяся к классу суперпластификаторов. Состоит из полинафталин метиленсульфоната натрия и промышленной смеси роданида и тиосульфата натрия. Добавка «Реламикс» добавляется в бетонные и растворные смеси в виде водного раствора рабочей концентрации в количестве 0,4-1,0% сухого вещества от массы цемента.

Арматурную сталь поставляет ЗАО «Металлопрокат» (г. Москва).

Вода для бетонов и растворов по ГОСТ 20732 - 79.

2. Выбор и обоснование теплового режима

Согласно ОНТП - 07-85 назначается следующий режим тепловой обработки: 3,5+6,5+2 =12 (подъем температуры + изотермическая выдержка + остывание). Период предварительного выдерживания для агрегатно-поточного производства принимается равным 1 ч. График режима тепловой обработке представлен на рисунке 2.

Тепловая обработка бетона производится в среде чистого насыщенного пара при температуре изотермического прогрева 80 °С.

Скорость охлаждения не должна приводить к перепаду температур между поверхностью изделий и окружающей средой более 40 °С. Это предотвращает появление микротрещин и повышает долговечность изделий. [3].

Рисунок 2 - Режим тепловой обработки.

3. Описание конструкции и принципа работы установки

Тепловая обработка бетона осуществляется в ямной пропарочной камере конструкции Л.A. Семенова.

Размеры камеры зависят от вида, габаритов изделий и необходимости создания равномерной температуры по высоте. Высота камеры составляет 2,7, ширина 3,9 и длина 5,25 м. Глубина подземной части камеры определяется уровнем грунтовых вод и высотой подкранового оборудования. Стены камеры, расположенные в земле, характеризуются меньшими потерями тепла, чем наземные, поэтому ямная камера выполняется так, чтобы они возвышались над землей на 0,7 м.

К основным конструктивным элементам пропарочной камеры относятся ограждения (пол, стены, крышки или потолок), система разводки пара и вентиляции. Схема камеры представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Ямная камера Л.A. Семенова: 1 - нижние перфорированные трубы; 2 -обратная труба; 3 - холодная вода из водопровода; 4 - подогретая вода из контрольного конденсатора; 5 - верхние перфорированные трубы; 6- регулятор прямого действия; 7 - контрольный конденсатор; 8 - нижняя граница паровой зоны в конденсаторе; 9 - магистральный паропровод; 10 - гидравлический клапан.

Ограждения камеры выбираем с учетом их прочности, устойчивости, долговечности и экономичности. Необходимо учитывать основные свойства материала по тепло-, паро- и воздухопроницаемости.

Стены камеры выполняем из тяжелого железобетона толщиной 300 мм. Такие стены являются прочными, малотеплопроводными и достаточно паронепроницаемы для воздушной смеси.

По периметру стен верха камеры для устройства затвора укладывают швеллер, который крепят анкерами. Затвор заполняют водой (гидравлический затвор). Затворы предназначены для предупреждения утечки паровоздушной смеси или пара через неплотности между крышкой и стенами камеры.

Пол камеры выполняется из монолитного бетона толщиной 150 мм с гидроизоляцией. Для стока конденсата он имеет уклон 0,005.

Затвор предназначен для предупреждения утечки паровоздушной среды через неплотности между крышкой и стенами камеры.

Крышка камеры выполняется из паронепроницаемого и малотеплопроводного материала: из дерева, утеплителя (шлаковаты) и металлического листа. Крышка имеет уклон 0,005 для стока конденсата к стенкам и автоматической подпитки гидравлического затвора.

Каркас крышки изготовляют из швеллеров, а низ его обшивают стальными листами толщиной 1,5 мм. Верх крышки выполняют деревянным толщиной 100 мм, внутри заполняют утеплителем из шлаковаты толщиной 150 мм. Низ крышки по периметру оборудуют уголком, заходящим в швеллеры стенок камеры, чтобы обеспечить ее герметичность.

В камере Л.А. Семенова перфорированные паропроводы укладываются по периферии камеры внизу и вверху, диаметром 40 мм. Задача верхнего паропровода - подавать пар сверху через отверстия d = 4 мм с шагом 200 мм, чтобы он медленно опускаясь к низу, вытеснял воздух из камеры в конце периода нагрева.

Для отвода конденсата в канализацию используются трубы d = 50 мм. Под стенами, где проходит конденсатопровод, устанавливают гидравлический затвор высотой 10 мм. Он обеспечивает гидравлическую изоляцию камеры, т.е. устраняют подсос воздуха.

Чтобы контролировать непрерывное удаление воздуха через обратную трубу, в камере на верхнем обрезе обратной трубы (100 мм) размещается контрольный конденсатор. Выходящая из трубы смесь омывает трубы (13 мм) змеевика, по которым протекает холодная вода. Пуск пара в камеру автоматизирован по сигналу контрольного конденсатора. При избытке пара повышаются температура и давление паров метилового спирта, заключенного в термобаллоне манометрической трубки, укрепленном на змеевике. Повышение давления передается под диафрагму регулятора пара.

Система вытяжной вентиляции предназначена для удаления паровоздушной смеси из камер в период охлаждения изделий и организации постоянного движения среды в целях увеличения коэффициента теплообмена. Один вентилятор обеспечивает работу блока из 5 камер.

Магистральный канал прокладываем под полом цеха. Камеры присоединяют к каналу через герметические клапаны, которые должны обеспечивать во время пропаривания полное и надежное отключение камеры от системы вентиляции. Для этого камеру оборудуют приточным и вентиляционными эжекторным водяным затворами. Приточный водяной эжекторный затвор соединяет внутренний объем камеры с атмосферой и обеспечивает пропуск воздуха из цеха в камеру во время ее вентиляции.

Загрузка изделий в ямную камеру и их выгрузка производится мостовым электрическим краном. Наиболее распространенным видом оборудования, применяемого при производстве железобетонных изделий являются траверсы и автоматические захваты. Применение автоматического захвата, навешанного на крюк мостового крана, в комбинации со стойками в ямных камерах позволяет автоматизировать их загрузку и выгрузку.

4. Конструктивный расчет установки

Рисунок 4 - Схема укладки изделий в пропарочной камере ямного типа.

Рабочая длина камеры (м):

,

где l_ф - длина формы с изделием, м; l_ф = 6,5 м;

n - количество форм по длине камер, шт.; n = 1 шт.;

 - расстояние между формой и стенкой камеры и между штабелями форм,  = 0,1 м;

Ширина камеры (м):

,

где в_ф - ширина формы с изделиями, (м); в_ф = 1,59 м;

 - количество форм по ширине камеры, шт.;

Высота камеры (м):

,

где h_ф - высота формы с изделием, м; h_ф = 0,35 м;

 - количество форм по высоте камеры, шт;

h₁ - свободный промежуток по высоте между формами с изделиями, т.е. величина прокладки между формами (h₁=0,05 м);

h₂ - расстояние от пола камеры до рельсового пути нижнего яруса h₂=0,15 м;

h₃ - расстояние от поверхности изделия верхнего яруса до потолка камеры; h₃ = 0,05 м;

Объем камеры (м³):

 =    = 6,7  2,2  1,61 = 23,73 .

Длительность цикла работы камеры (ч)

_,

где  - длительность загрузки и разгрузки камеры, ч;

 - длительность предварительного выдерживания изделий в камере перед тепловой обработкой, ч;

τ_I - нагревание изделий, ч; τ_I = 3,5 ч;

τ_II - изотермическая выдержка изделий, ч; τ_II = 6,5 ч;

τ_III - охлаждение изделий, ч; τ_III = 2 ч;

ч

Длительность загрузки камеры (ч):

где - длительность цикла формования изделий, ч;

 - количество изделий в камере, шт.;

 - число формовочных установок, шт.;

 - количество изделий, формуемых на одной установке за один цикл, шт.

Коэффициент заполнения объема камеры:

где  - количество изделий в камере, шт.;

 - объем одного изделия, м³;

 - объем камеры, м³;

Количество камер определяют, исходя из средней продолжительности их оборота Т_к (ч), которую для ямной камеры, загружаемой, с одного формовочного поста (при трехсменном режиме формования изделий и шестидневной рабочей неделе), вычисляют так:

где - длительность цикла формования изделий, ч;

 - количество изделий в камере, шт.;

S -продолжительность тепловой обработки, ч;

Количество камер (шт.) для выполнения заданной программы при двухсменном режиме работы формования определяют по формуле:

где  - количество рабочих часов в сутки, ч

Коэффициент оборачиваемости камер в сутки: