Производство ребристых плит

Введение

 

Сборный железобетон  является одним из наиболее эффективных  материалов, способствующих индустриализации строительного производства. Применение сборных изделий для возведения жилых, промышленных, транспортных и других сооружений возможно в любое время года, что приобретает особо важное значение в связи с ускоренными темпами строительства. Широкому применению в строительстве сборного железобетона также способствуют: универсальность свойств железобетонных изделий (варьируя технологические приёмы и материалы, можно получать изделия с различными физико-механическими свойствами по прочности, теплопроводности, химической стойкости и т. д.); экономичность, жёсткость, огнестойкость, высокая долговечность железобетона по сравнению с другими конструкционными материалами: металлом и древесиной. Кроме того, применение сборного железобетона позволяет экономить такие дефицитные материалы, как сталь и древесину.

Для армирования плит применяют сварные сетки и каркасы из обыкновенной арматурной проволоки и горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля класса А-I, А-III, предварительно напряжённые конструкции сталью класса А-IV, А-V.

Такие плиты нашли  широкое применение как в промышленном, так и в гражданском строительстве.

В настоящее время  плиты перекрытий изготавливают в соответствии с ГОСТ 21506-87 «Плиты перекрытий железобетонные ребристые для зданий и сооружений» и действующими на заводах ТУ.

Применение ребристых плит покрытия экономически выгодно, т.к. из-за особенности  формы они при небольшой толщине  довольно высоки по прочности на изгиб; из-за выступающих вниз балок образует неплоский потолок, что ограничивает ее использование в жилых зданиях. Они находят применение в чердачных покрытиях.

 

Ребристые плиты предназначены  для перекрытий многоэтажных общественных зданий, производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий и сооружений различного назначения.

Цель данного курсового проекта - является разработка цеха для производства ребристых плит покрытия производственных зданий, обеспечивающего выпуск заданной производительности необходимого качества.

Для выполнения цели курсового проекта  необходимо определить основные задачи:

1. Анализ литературных источников  по вопросам проектирования заводов  железобетонных изделий, в частности  ФЦ для производства ребристых плит.

2. Выбрать наиболее рациональную  из всех возможных технологическую  схему цеха, обеспечивающую максимальную  производительность и автоматизацию производства.

3. Расчет и подбор технологического  оборудования, компоновка производственной линии.

4. Выполнение технологических  расчетов, расчет потребности в  сырьевых материалах, расчет производительности  конвейерной линии, расчет камеры  ТВО.

5. Расчет технико-экономических  показателей производства ребристых  плит покрытия по разработанной  технологии.

 

 

 

1 Номенклатура выпускаемой продукции

 

Ребристые плиты покрытия являются наиболее массовыми и занимают значительное место в продукции заводов железобетонных изделий.

1. Плиты должны удовлетворять  требованиям ГОСТ 13015.0-83 по прочности, жесткости и трещиностойкости; по показателям фактической прочности бетона (в проектном возрасте и отпускной); по толщине защитного слоя бетона до арматуры; к маркам сталей для арматурных и закладных изделий, в том числе для монтажных     петель.

2. Плиты следует изготовлять  из тяжелого бетона средней  плотности более 2200 кг/м³ до 2500 кг/м³ по ГОСТ 26633-91.

3. При поставке плит  в холодный период года нормируемая  отпускная прочность бетона может  быть повышена, но не более  85 % класса бетона по прочности на сжатие.

        Указанная нормируемая отпускная прочность бетона может быть уменьшена или увеличена в соответствии с требованиями ГОСТ 13015.0-83.

4. Арматурная сталь  должна удовлетворять требованиям:

   - термомеханически упрочненная арматурная сталь классов Ат-V, Ат-VСК, Ат-IVК и Ат-IIIС - ГОСТ 10884-81;

  - стержневая горячекатаная арматурная сталь классов А-V, A-IV и А-III - ГОСТ 5781-82;

  - арматурная проволока класса Вр-I - ГОСТ 6727-80.

5. Показатели проницаемости  бетона плит должны соответствовать  указанным в проектной документации на конкретное здание или сооружение согласно требованиям СНиП 2.03.11-85 и указанным в заказе на изготовление плит.

        6. Форма и размеры арматурных и закладных изделий и их положение в конструкциях должны соответствовать указанным в рабочих чертежах.

        7. Сварные арматурные и закладные изделия должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10922.

 

8. Требования к качеству поверхностей и внешнему виду конструкций – по

 ГОСТ 13015.0-83. При этом качество поверхности плиты (за исключением стыковых поверхностей) должно удовлетворять требованиям, установленным для категории А6.

В проектируемом цехе выпускается железобетонные ребристые  плиты покрытий 2П1 длиной 5650 мм, шириной 1485 мм,  толщиной 300 мм, предназначенные для эксплуатации в неагрессивной среде, с опиранием на верх ригелей.

Рисунок 1 – Опалубочный чертеж плиты 2П1

Рисунок 2 – Поперечное сечение плиты 2П1

 

 

2 Выбор способа производства и его обоснование

 

В настоящее время ребристые плиты можно изготавливать следующими способами: агрегатно-поточным и конвейерным.

Рассмотрим сначала  агрегатно-поточный способ. Он несомненно имеет ряд преимуществ:

- требует меньших производственных  площадей;

- требуется меньше  времени на строительство предприятия;

- позволяет легко переходить  на выпуск новой продукции.

Однако агрегатно-поточный способ имеет существенный недостаток – большое количество крановых операций.

Поэтому при производстве ребристых плит покрытия перемещение массивных форм с изделием является не целесообразным.

Для большинства изделий  при невысокой производительности цехов наиболее рациональной является конвейерная технология с использованием вертикальной пропарочной камеры.

По этому способу элементы изготовляют в формах, установленных на вагонетках и перемещаемых по рельсам конвейера от одного агрегата к другому. Все формы- вагонетки перемещаются в установленном принудительном ритме.

Конвейерная технология с применением вертикальной камеры имеет ряд положительных особенностей:

- позволяет изготовлять  широкую номенклатуру изделий  с применением различных режимов тепловлажностной обработки;

- имеется возможность  применения различных теплоносителей (пара, электроэнергии, газа);

- конструкция закрытых со всех сторон форм позволяет значительно уменьшить тепловое расширение бетона при прогреве и улучшить качество изделий, это позволяет применять сокращенные режимы тепловлажностной обработки изделий;

 

- механизирует все  трудоемкие операции и автоматизирует процессы производства;

- высокая оборачиваемость  форм приводит к снижению относительной  металлоемкости оборудования.

При конвейерном способе  крановые операции сведены к минимуму. Так же конвейерный способ имеет ряд других преимуществ:

- большое количество однотипных изделий легче производить на конвейере, где существует разделение технологических операций;

- узкая специализация  обеспечивает высокую производительность  труда;

- непрерывность технологического  процесса исключает возможность  простоев;

- повышается культура  производства.

Исходя из вышеперечисленных  показателей способов производства, в курсовом проекте я принимаю конвейерный способ производства с использованием вертикальной пропарочной камеры.

 

3 Описание технологического процесса производства ребристых плит покрытия

 

После тепловлажностной обработки, осуществляемую с помощью контактного прогрева с двух сторон в вертикальной пропарочной камере, форма с изделием поступает на передаточную тележку 2 и перемещается на пост № 1, где происходит остывание изделия и обрезка арматуры с упоров форм. На посту № 2 производят раскрытие бортов, изделие навешивают на траверсы и при помощи мостового крана загружают на самоходную тележку, а далее на склад готовой продукции. Затем форма поступает на пост № 3, где происходит чистка и смазка эмульсией, а также производят закрывание бортов. На посту № 4 укладывают арматурные стержни в упоры формы и производят электронагрев. Затем форма поступает на пост № 5, на котором устанавливают каркасы в рёбрах и закладные детали плиты. На посту № 6 укладывается слой бетона. Далее форма передвигается на пост № 7, где устанавливают арматурные сетки в полке плиты. На этом же посту укладывается остальной слой бетона. После этого происходит уплотнение бетонной смеси, заглаживание верхнего слоя бетона и выдерживание изделий, после чего форма подаётся в вертикальную пропарочную камеру для тепловлажностной обработки.

Бетонная смесь попадают в формовочный цех по бетоновозной эстакаде с помощью бетоновозной тележки.

Пост тепловой обработки представляет собой вертикальную пропарочную камеру. Эти камеры представляют собой туннель, имеющий 34 яруса, на которых укладываются рельсовые пути для движения по ним формовагонеток. Вход и выход в туннель закрываются воздушными завесами, предохраняющими камеру от попадания холодного воздуха и в то же время не препятствующими непрерывному движению вагонеток. С помощью воздушных завес камеры разделяются на четыре зоны: нагрева, согрева до заданной температуры, выдержки и охлаждения. Воздух в камеру подается по воздухопроводам. 
В калорифере нагревается воздух, который принудительно циркулирует в камере.

В камерах используется принцип рекуперации воздуха, т. е. передача его из зоны охлаждения в зону нагрева. Все воздуховоды, паропроводы и трубопроводы горячей и холодной воды размещены в нишах боковых стен. 
Воздух, идущий со стороны подачи, может быть подогрет и увлажнен в кондиционере, если этого требуют разность температур и влажность воздуха в первой зоне. Подогрев изделий в первой зоне происходит за счет тепла, содержащегося в воздухе, отсасываемом вентилятором из камеры. 
Во второй зоне изделия должны быть нагреты до определенной температуры (70 - 80°С) в зависимости от вида цемента. В 3 зоне происходит изотермическая выдержка изделия при постоянной температуре. Если теплопотери в зоне невелики по сравнению с теплом, содержащимся в массах бетона и вагонеток, поступающих в эту зону, и изделия во второй зоне нагреты до необходимой температуры, то в третью зону тепло подавать нет необходимости. 
В том случае, когда температура циркулирующего воздуха в зонах недостаточна, часть его следует подвергать дополнительному нагреву и, при необходимости, увлажнению. Потери тепла в третьей зоне можно возместить подачей острого пара.

Если изделия, выходящие  из камеры, будут иметь температуру выше предусмотренной технологией, то часть воздуха можно направлять в торцовые завесы со стороны выдачи, предварительно охладив в кондиционере. Проходя через зону охлаждения, воздух подогревается теплом охлаждаемых изделий и на границе зоны изотермической выдержки смешивается с воздухом, поступающим из кондиционера этой зоны. В зоне подогрева скорость воздуха является максимальной, поэтому при прочих равных условиях отдача тепла воздухом бетону в этой зоне будет наибольшей.

По мере прохождения изделий через камеры при нагреве или при охлаждении температура и влажность циркулирующего воздуха будут изменяться.

 

 

4. Технологическая часть

4.1. Требования  к сырью для бетона

 

Получить бетонную смесь  и бетон высокого качества можно  только при использовании качественных сырьевых материалов и их оптимальном соотношении. Тяжёлый бетон применяемый для плит перекрытия должен приобрести определённую прочность в заданный срок твердения, а бетонная смесь должна быть удобоукладываемой и экономичной.

Выбор вида и марки  цемента производим в зависимости  от условий работы конструкции (согласно принятой марки плиты)  и в соответствии с требованиями к бетону по прочности.

Для производства в данном проекте используется тяжёлый бетон  класса В15 (марки 200), жёсткостью 10-20с. Для этого, согласно рекомендации [5] выбираем цемент М400,со следующими характеристиками: 5,4 МПа предел прочности при изгибе; 39,2 МПа предел прочности при сжатии. Требования к цементу предъявляются согласно ГОСТ 10178 «Портландцемент и шлакопортландцемент». Портландцемент должен выдерживать испытание на равномерность изменения объёма при кипячении в воде. Начало схватывания должно быть не ранее 45 мин, а конец не позднее 10 часов. Тонкость помола определяется просеиванием на сите №008 (ГОСТ 6613-86). Через сито должно проходить не менее 85% цемента. Содержание МgО должно быть не более 5%. Цемент не должен иметь ложного схватывания.

В качестве крупного заполнителя  применяется щебень с максимальной крупностью зёрен до 20мм. Согласно требованиям  к зерновому составу заполнителей (ГОСТ 10268-80) содержание фракции 5-10мм – 25-40%, а 10-20мм – 60-70%. Содержание пластинчатых (лещадных) и игловатых зёрен в щебне не должно превышать 35%. Марка по дробимости Др12. Допускаемое количество пылевидных и глинистых частиц, определяемое отмучиванием в щебне – 3%.

В качестве мелкого заполнителя  используется песок, который должен отвечать требованиям ГОСТ 8736-85 «Песок для строительных работ». Песок должен соответствовать требованиям к зерновому составу и требованиям к содержанию примесей. В данном случае применяется местный природный песок, с модулем крупности не менее 1,5.