Проект бетоносмесительного цеха, партерная схема

Введение.

     Бето́н (от фр. béton) — строительный материал, искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и затвердевания рационально подобранной и уплотненной смеси состоящей из вяжущего вещества (цемент или др.), крупных и мелких заполнителей, воды. В ряде случаев может содержать специальные добавки, а также отсутствовать вода (например в асфальтобетоне).

   Трудно точно сказать,  где и когда появился бетон,  так как начало его зарождения  уходит далеко в глубь веков. Очевидно лишь то, что он не возник таким, каким мы его знаем, а, как большинство строительных материалов, прошел длинный путь развития. Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами, можно отнести к 5600 г. до н.э. Он был найден на берегу Дуная в поселке Лапински Вир (Югославия) в одной из хижин древнего поселения каменного века, где из него был сделан пол толщиной 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести.

      История бетона  неразрывно связана с историей  цемента. Древнейшими вяжущими  веществами, используемыми человеком,  являлась глина и жирная земля,  которые после смешивания с  водой и высыхания приобретали  некоторую прочность. По мере  развития и усложнения строительства  возрастали требования, предъявляемые  к вяжущим веществам. Более  чем за 3 тыс. лет до н.э. в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие, такие, как гипс, а позднее - известь, которые получали посредством умеренной термической обработки исходного сырья.

        В настоящее  время в строительстве применяется  довольно большое количество  бетона и железобетона, изготавливаемого  на более чем 6000 предприятий.

       Бетонные смеси  на предприятиях получают в  бетоносмесительных цехах. Для  выпуска товарных бетонных смесей  предназначены бетонные заводы  и БУ. Производство бетонных смесей  может быть организовано как  в стационарных, так и в перебазируемых или мобильных установках. Бетонные смеси на заводах сборного железобетона готовят в бетоносмесительных отделениях. В случае большой потребности в бетоне на строительных площадках организуют специализированные заводы, производящие готовые к применению бетонные смеси, растворы и сухие смеси. Полная мощность существующих в России бетонных заводов значительно превышает объем потребляемой бетонной смеси. Тем не менее на стройках имеется огромный, постоянно пополняющийся парк отдельных бетоносмесителей малого объема, использование которых связано с значительными затратами тяжелого труда. Бетоносмесительные узлы заводов ЖБИ компонуют в большинстве случаев по вертикальной схеме с однократным подъемом материалов в расходные бункера. Высота здания цеха достигает 25-30 м.

       Необходимость  получения качественной бетонной  смеси, а в последствии бетона, влечет за собой необходимость выполнения ряда определенных требований в процессе производства. Качество получаемой смеси во много зависит от качества ее составляющих – вяжущего и заполнителей.

        Также на  качество оказывает влияние сам  процесс приготовления бетонной  смеси.  В связи с этим необходимо уделять достаточно внимания проектированию заводов про производству бетонной смеси.

       На российском  рынке бетона выделяют два  основных сегмента: смесь бетона  и раствор строительный. Большую  часть рынка занимает смесь  бетонная – 83%, а на долю  раствора строительного приходится 17% российского рынка. Динамика  структуры российского рынка  бетона показывает стабильное  увеличение доли бетонной смеси  и уменьшения доли строительного  раствора. Объем производства бетонной  смеси демонстрирует положительную  динамику, средние темпы прироста  производства составили около  30% в год.           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Технологическая часть

1.1 Режим работы цеха

Принимаем 5-дневную неделю при  односменной работе. Количество рабочих  суток в году 253. Длительность смены 8 часов.

Годовой фонд времени: 253*8=2024 часов.

 

1.2 Определение производительности  цеха

50% НК20 ОК = 4 см. В-10

50% НК10 ОК = 7 см. В-30

Табл. 1 – Производительность цеха

Продукция	Производительность, м3
Бетон	час	смена	сутки	год
В-10	5	40	40	10120
В-30	5	40	40	10120

 

1.3 Характеристика материалов.

          ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К МЕЛКОМУ ЗАПОЛНИТЕЛЮ. (ГОСТ 26633-91)

           Мелким  заполнителем для бетонов принимаем  песок, согласно требованиям для  тяжелых бетонов. Согласно ГОСТ 26633-91 мелкий заполнитель для бетона выбирают по зерновому составу с содержанием пылеватых и глинистых частиц. При подборе состава бетона учитывается плотность, водопоглощение, пустотность, а также прочность исходной горной породы на сжатие. Мелкий заполнитель должен иметь среднюю плотность зерен от 2000 до 2800 кг/м3. В бетонах класса по прочности до В30 допускается использование очень мелких песков с модулем крупности от 1 до 1,5 с содержание зерен менее 0,16 мм до 20 % по массе, пылеватых и глинистых частиц не более 3% по массе. Для данных составов принимаем кварцевый песок с r_н = 1500 кг/м3 , r_и= 2650 кг/м3.

         ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВНАНИЯ К КРУПНОМУ ЗАПОЛНИТЕЛЮ. (ГОСТ 26633-91)

         В качестве  крупного заполнителя для бетонов  выбираем щебень или гравий. Крупный  заполнитель к бетонам выбирают  по следующим показателям: зерновому  составу, наибольшей крупности,  содержанию пылеватых и глинистых  частиц, содержанием зерен слабых  и вредных пород. При подборе  состава бетона учитывается также  плотность, пористость, водопоглощение. Крупный заполнитель должен иметь среднюю плотность от 2000 до 2800 кг/м3. Крупный заполнитель следует применять в виде раздельно дозируемых фракций при приготовлении бетонной смеси. Марки щебня из гравия должны быть не ниже 300 для марки бетона В-10, 800 для В-30 и выше.

Для данных составов принимаем щебень с r_н = 1700 кг/м3 , r_и = 2600 кг/м3.

          ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЯЖУЩЕМУ. ( ГОСТ 10178-85) 

          В качестве  вяжущего для бетонов В30 принимаем  портландцемент марки М500 с r_н = 1000 кг/м3 , r_и = 3100 кг/м3. Для бетона В10 принимаем портландцемент марки М300  с r_н = 1000 кг/м3 , r_и = 3100 кг/м3

•Начало схватывания цемента наступает  не ранее 45 мин., а конец – не позднее 10ч. от начала затворения.

•Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании  пробы цемента сквозь сито с сеткой №008 проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы.

•Прочность на 28 сутки: при изгибе 4,4 МПа, при сжатии 29,4 Мпа. (М300)

•Прочность на 28 сутки: при изгибе 5,9 МПа, при сжатии 49 Мпа. (М500)  

•В соответствии с требованиями BS 12:1958 удельная поверхность портландцемента должна быть не менее 2250 см²/г.

Минералогический состав ПЦ:

1.CSH(B)

2.Ca(OH)2

3.3CaOAl2O36H 2O

4.3CaOFe2O36H 2O

5.3CaOAl2O3CaSO4 12H2O

        ТЕХНИЧЕСКИЕ  ТРЕБОВАНИЯ К ВОДЕ. ( ГОСТ 23732-79)

1. вода должна удовлетворять  требованиям настоящего стандарта.

2. Содержание в воде органических  поверхностно-активных веществ,  сахаров или фенолов, каждого,  не должно быть более 10 мг/л.

3. Вода не должна содержать  пленки нефтепродуктов, жиров, масел.

4. В воде, применяемой для затворения бетонных смесей и поливки бетона, не должно быть окрашивающих примесей, если к бетону предъявляют требования технической эстетики.

5. Содержание в воде растворимых  солей, ионов SO4-2, Cl-1 и взвешенных  частиц не должно превышать  величин, указанных в таблице.

6. Окисляемость воды не должна  быть более 15 мг/л.

7. Водородный показатель воды (рН) не должен быть менее 4 и более 12,5.

8. Вода не должна содержать  также примесей в количествах,  нарушающих сроки схватывания  и твердения цементного теста  и бетона, снижающих прочность  и морозостойкость бетона.

9. Допускается применение технических  и природных вод, загрязненных  стоками, содержащими примеси  в количествах, превышающих установленные  в таблице, кроме примесей ионов  Cl-1, при условии обязательного  соответствия качества бетона  показателям, заданным проектом.

10. Содержание растворимых солей  и ионов SO4-2 и Cl-1 в воде морей  и океанов указано в справочном  приложении.

1.4 Расчет состава бетонной  смеси.

Для В-30 расчет ведем по ОНТП: 07-85 [2].

1. Определяем расход цемента и марку на 1 м³ бетонной смеси.

М_ц=500; М_б=400 [2, табл.2]

Расход цемента 400 кг/м³_.

2. Определяем расход заполнителей

а) Потребность щебня на 1 м³. бетонной смеси

НК 10: 0,9 м³/м³ [2, табл.3] 

б) Потребность  песка: 0,45 м³/м³ [2, табл.3]

Наибольшая  Крупность (НК) = 10: Зерновой состав заполнителя 100%  по объему 5-10 мм. [2,табл. 4]

3. Расход воды для затворения 1 м³ бетонной смеси для всех расчетов принимается

равным 200л. независимо от вида, жесткости и подвижности бетонной смеси. [2, стр. 5, п. 2.5]

Расход составляющих бетонной смеси В-30 представлены в таблице 2.          

Табл.2 – Расход составляющих бетонной смеси В-30

Наименование	Расход м3/м3	Плотность кг/м3	Расход кг/м3
Цемент М 500	0,4	1000	400
Щебень Фр 5-10	0,9	1700	1530
Песок	0,45	1500	675
Вода	0,2	1000	200

 

Плотности насыпные:

Цемент (1000 кг/м³)

Щебень (1700 кг/м³)

Песок (1500 кг/м³)

 

 Для В-10 расчет ведем по методу абсолютных объемов.

     1) Принимаем цемент  М 300

     2) Определяем марку  бетона (при коэффициенте вариации 13%)

       М = 10/0,778 = 12МПа,  где

       10 – класс бетона,

       0,778 – имперический коэффициент при коэффициенте вариации 13 %.

Для определения состава смеси  находим В/Ц отношение по формуле Скрамтаева:

В/Ц = АRц /(Rб + 0,5 АRц ), где

А – коэффициент качества заполнителя (для обычного бетона = 0,6),

Rц - марка цемента

Rб – марка бетона

В/Ц = 0,6*30 /(12 + 0,5*0,6*30) = 0,85

По графику Миронова [5, стр.86, рис. 3.32] определяем расход воды при ОК 4 см и НК20.

В = 180+10 л. (т.к. вместо гравия используется щебень).

 Из водоцементному отношения находим расход цемента

Ц=В/(В/Ц)=190/0,85= 223 кг.

Определяем объем цементного теста:

Vцт=Ц/ρц+В=400/3,1+180=309л

Ρц=3,1 кг/л.

По методу абсолютных объемов  находим песок и щебень:

,где Vмп – объем межзерновых пустот щебня,

Vмп  =1 - / = 1 – 1,7 / 2,6 = 0,35

– насыпная плотность  щебня, [кг/л]

– истинная плотность щебня, [кг/л]

- коэффициент раздвижки зерен,  равный 1,35  [5, стр.204].

Фр 5-10 =0,35*1510,5=528,7 кг.

Фр 10-20 =0,65*1510,5=981,8 кг.

Расход песка:

 

Ц - масса цемента (найденная из  В/Ц), [кг]

Щ – общая масса щебня (Фр 5-10 и Фр 10-20), [кг]

- плотность цемента (истинная), [кг/л]

- плотность щебня (истинная), [кг/л]

- плотность песка (истинная), [кг/л]

В – масса воды,  [кг]

Расход составляющих бетонной смеси В-10 представлены в таблице 3.                                                                          Табл.3 – расход составляющих бетонной смеси В-10

Наименование	Расход м3/м3	Плотность кг/м3	Расход кг/м3
Цемент	0,223	1000	223
Песок	0,277	1500	416,6
Щебень Фр 5-10 Фр 10-20	0,311 0,577	1700	528,7 981,8
Вода	0,19	1000	190