Бетоносмесительный узел для производства шпал железобетонных Ш1-1

   V_цт=Ц/ρ_ц+В/ρ_в=580/3100+155/1000=342 л/м³ б. с.

   М_к=2,1 отсюда коэффициент раздвижки зерен α=1,47 [1]

   Тогда расход щебня будет равен: 

   Щ=1000/(0,44×1,47/1,48+1/2,64)=1225,5 кг/м³ б. с.

2. Определяем расход песка:

   П=(1-Щ/-Ц/ρ_ц-В)=(1-1225,5/2640-580/3100-0,155)×2610=505,8

   кг/м³ б. с.

   Таким образом, расход материалов при В/Ц=0,26 равно:

• Цемент 580 кг/м³ б. с.
• Вода 155 л/м³ б.с.
• Щебень 1225,5 кг/м³ б.с.
• Песок 505,8 кг/м³ б.с.

   Соотношение между мелким и крупным заполнителями  равно:

   r=П/Щ=0,41

   Оптимальное отношение заполнителей при объеме цементного теста V_ц.т.=342, r=0,43 [1]

   По  полученным данным расчетная плотность бетонной смеси будет равна 2466,3 кг/м³.

   3.4 Подбор состава бетона с добавкой

   Для увеличения морозостойкости вводим добавку  ПФМ-НЛК в количестве 0,5% от массы  цемента, при этом водопотребность  уменьшается на ΔВ= 15% [10]

1. Производим перерасчет расхода материала с учетом влияния добавки при постоянном В/Ц.

   В₁=k₁×B                                                                                

   k₁= (100 - ΔB)/100= 0.85

   В₁=0,85×155=131,75 л/м³ б.с.

2. При введении добавки, снижается количество требуемого цемента, для достижения требуемой марки бетона. При В/Ц=0,27, для достижения проектной прочности 51,4 МПа, кол-во цемента будет равно:

   Ц=В/(В/Ц)=131,75/0,27=487,96 кг/м³ б. с.

3. Количество добавки на м³ бетонной смеси рассчитывается как 0,5% от массы сухого цемента:

   Д=487,9×0,5/100=2,44 кг/м³ б. с.

   При приготовлении  бетонной смеси добавку вводят в  бетоносмеситель вместе с водой затворения.  Концентрация раствора - 15 % . Таким образом, для затворения 2,44 кг добавки требуется В_р-р=13,83 л/м³ б. с.

4. Расход щебня определяем по формуле (3.2)

    Коэффициент раздвижки зерен при новом  объеме цементного теста V_ц.т.=487,96/3100+0,132=0,289 равен α=1,38 [1]

    Щ=1000/(0,44×1,38/1,48+1/2,64)=1267,43 кг/м³ б. с.

    5. Расход песка П=2610(1-487,96/3100-1267,43/2640-0,132)=602,9 кг/м³б.с

    Состав  бетона с добавкой:

• Цемент 487,96 кг/м³ б.с.;
• Вода 118,92 л/м³ б.с.(без воды на затворение добавки);
• Вода для затворения 13,83 л/м³ б.с.;
• Щебень 1267,43 кг/м³б.с.;
• Песок 602,9 кг/м³б.с.;
• Добавка 2,44 кг/м³ б.с.

    Соотношение мелкого и крупного заполнителей r=0,48. Оптимальное соотношение r=0,48 [1].

    Расчетная плотность бетонной смеси:

                  Ц+П+Щ+В+Д = 2491,1 кг/м³

    Коэффициент выхода бетона:

    β = 1/(Ц/ρ_ц+П/ρ_п+Щ/ρ_щ)                                          (3.3)

    где β – коэффициент выхода б. смеси;

    Ц – расход цемента, кг/м³ б. смеси;

    ρ_ц – насыпная плотность цемента, кг/м³;

    П – расход песка, кг/м³ б. смеси;

    ρ_п – насыпная плотность песка, кг/м³;

    Щ – расход щебня, кг/м³ б. смеси;

    ρ_щ – насыпная плотность щебня, кг/м³ .

    β=1/(487,96/1200+602,9/1580+1267,57/1480)=0,61 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Основные расчеты БСУ

    4.1 Рабочий режим БСУ

    Режим работы цеха является исходным материалом для расчета технологического оборудования, потоков сырья и производственных площадей. Режим работы завода определяется количеством рабочих дней в году, рабочих смен в сутки и часов  работы в смену.

    На  заводах железобетонных изделий  работа ведется по прерывному режиму с двумя выходными днями в  неделю в две смены и непрерывной  недели в три смены.

    По нормам технологического проектирования предприятий сборного железобетона ОНТП 07-85 при двухсменной работе и прерывной неделе с двумя выходными в неделю номинальное количество рабочих суток в году применяется равным 260, количество расчетных рабочих суток при выгрузке сырья и материалов с железнодорожного транспорта – 365.

    Для бетоносмесительного цеха по производству шпал железобетонных производительностью 8000 м³/год принимаем количество рабочих суток 253 (с учётом 7 суток на ремонт и обслуживание оборудования)  при двухсменной работе (смена 8 часов) [8]. Годовой фонд рабочего времени (ГФРВ) равен 253×2×8=4048 часов/год 

    4.2 Рабочая программа

    Для облегчения дальнейших расчетов бетоносмесительного  цеха сначала необходимо произвести расчет производственной программы  по принятому режиму работы предприятия. Производственная программа отражает производительность бетоносмесительного  цеха и расход всех компонентов бетонной смеси в год, сутки, смену, час  и на замес.

    Производственная  программа бетоносмесительного  цеха приведена в таблице 4.1.  
 

   Таблица 4.1 - Производственная программа

 

     4.3 Расчет складов сырьевых материалов

    4.3.1 Расчет емкости силосов цемента

    Запас цемента, требуемый для выполнения производственной программы завода железобетонных изделий:

    Ц = QЦЗ_ц/0,9р                                                   (4.1)

    Ц – запас цемента в силосах, м³ 

    Q – производительность завода, м³/год

    Ц – средний расход цемента, м³/м³ бетонной смеси

    З_ц – запас цемента при поступлении его на склад автомобильным транспортом, сутки

    р – расчетный годовой фонд рабочего времени, сутки

    Ц = 9200×0,407×7/0,9×253=115,11 м³ 

    Для хранения цемента принимаем 4 силоса с одновременной вместимостью 120 т, 30 т каждый,  изготовленных из железобетона или металла, схема которых приведена на рисунке 4.1.

        
 
 
 
 

Рисунок 4.1 - Схема силоса для цемента

    Рассчитаем  габаритные размеры силосов при  h=3d из формулы:

      V_сил=πd²h/4                                                  (4.2)

    где V_сил – объем силоса, м³

    d – диаметр силоса, м

    h – высота силоса, м

    V_сил=πd²3d/4

    Значит, d= 2,5 м    h=7,5 м. 

    4.3.2. Расчет склада крупного заполнителя

    Склад заполнителей по типу емкости –  штабельно-линейный.

    Запас заполнителей, требуемый для выполнения производственной программы завода железобетонных изделий:

    Щ = QЗ_щn/р                                                      (4.3)

    где Щ – запас щебня на складе, м³

    Q – производительность завода, м³/год

    З_щ – средний расход щебня, м³/м³ бетонной смеси

    n – запас заполнителей при поступлении их на склад автомобильным транспортом, сутки

    р – расчетный годовой фонд рабочего времени, сутки

    Щ=9200×0,856×7/253=217,9 м³

    Угол  естественного откоса заполнителей - 40º. При разгрузке заполнителей с железнодорожного состава передвижной  разгрузочной машиной высоту штабеля принимают 5 - 7 м. Схема склада заполнителей приведена на рисунке 4.2.

      
 

    Рисунок 4.2 - Схема склада крупного заполнителя

    Рассчитаем  площадь склада:

    H=Щ/S     (4.4)

    где Н – высота штабеля, м

    Щ – расход щебня, м³

    S – площадь боковой стороны склада, м²

    Н=217,9/27,6=7,89 м

      S_скл=2хН      (4.5)

    где S_скл – площадь склада, м² 

    2х  – ширина склада, м

    Н – высота штабеля, м

    S_скл=9,2×7,89=72,63 м²

    Площадь под крупный заполнитель  с учетом коэффициента, учитывающего устройство проездов и проходов К=1,5: S_скл=108,95 м².

    4.3.3. Расчет склада мелкого заполнителя

П = QЗ_пn/р                                                         (4.6)

    где П – запас песка на складе, м³

    Q – производительность завода, м³/год

    З_п – средний расход песка, м³/м³ бетонной смеси

    n – запас заполнителей при поступлении их на склад железнодорожным транспортом, сутки

    р – расчетный годовой фонд рабочего времени, сутки

    П=9200×0,381×7/253=97,1м³

    Угол  естественного откоса заполнителей - 40º. При разгрузке заполнителей с железнодорожного состава передвижной  разгрузочной машиной высоту штабеля принимают 5 - 7 м. Схема склада заполнителей приведена на рисунке 4.2.

        

        

      Рассчитаем  площадь склада: