Производство труб методом центробежного проката

     Производство труб методом центробежного проката. Железобетонные трубы изготовляют этим методом длиной 2,5...5,0 м, диаметром 300...3000 мм. Железобетонные трубы в зависимости от внутреннего давления делят на три типа: I тип - трубы с внутренним давлением больше 0,5 МПа, воспринимаемым предварительно напряженной кольцевой арматурой, II тип - трубы с внутренним давлением до 0,5 МПа, воспринимаемым в основном бетоном стенки трубы, не учитывая кольцевую арматуру, III тип - трубы с внутренним давлением 0,3...0,8 МПа. Для труб используют бетон прочностью 40...60 МПа.

     В зависимости от размеров трубы и степени армирования процесс формования труб делится на этапы: центробежный прокат втулочной части трубы на длину. 300…400 мм; заполнение бетонной смесью на высоту ½ толщины стенки цилиндрической части трубы; заполнение раструба трубы бетонной смесью и центробежный прокат; заполнение и центробежный прокат бетона оставшейся длины - ½ толщины стенки трубы; окончательное центробежно-прокатное уплотнение бетона по всей длине трубы; отделка внутренней поверхности трубы.

     Основное оборудование - центробежно-прокатная машина и бетоноукладчик, выполняющие все технологические операции от подачи до уплотнения бетонной смеси. Бетоноукладчик состоит из загрузочного бункера с питателем, ленточного транспортера и подъемной роликовой опоры. Центробежно-прокатная машина включает в себя прокатный вал, фиксатор, раму, откидную опору и привод вала. Прокатный вал как основной орган передает вращение опирающейся на него форме и уплотняет бетонную смесь. Прокатный вал одним концом через цепную муфту соединен с приводом, находящимся на раме, а другим входит в гнездо откидной опоры.

     Технологическая линия для производства труб центробежным прокатом состоит: из установки для перемотки арматурной проволоки; стайка для изготовления арматурных каркасов; стенда для гидростатических испытаний; стенда для испытания труб на внешнюю нагрузку; туннельной камеры; поста сборки арматурных каркасов; поста чистки и смазки форм; поста распалубки и сборки форм.

     Все три поста с туннельной камерой объединены транспортным, напольным кольцом. Технологическую линию обслуживают два, мостовых крана и два формовочных поста. Линию можно разместить в пролете размером 18Х144 м. Преимущество линии: она - позволяет при соответствующем оборудовании производить трубы различного назначения и давления 0,3...1,5 МПа.

     Комбинированная опытная технологическая линия имеет весь необходимый набор оборудования для производства труб диаметром 1200...2000 мм и производит установку, фиксацию и предварительное натяжение продольных напрягаемых стержней, что ускоряет и облегчает установку стержней; позволяет снизить отходы продольной арматуры, создать безопасные условия труда путем группового натяжения продольных стержней; ускорить установку и фиксацию продольных стержней через специальные отверстия с прорезями.

     Широкое распространение получил метод формования труб центрифугированием.

     Железобетонные трубы армируют в двух направлениях: в продольном направлении предварительно напряженной стержневой арматурой, по окружности - спиральной. Стыкуют напорные трубы с помощью резинового кольца. С одной стороны труба имеет раструб, другая сторона выполняется конической.

     Способ послойного центрифугирования раструбных напорных труб осуществляют по трехстадийной технологии. На первом этапе изготовляют железобетонный сердечник с напряженной арматурой или со стальным тонкостенным цилиндром с уплотнением смеси центрифугированием или вибрированием. На втором этапе после пропаривания и водного дозревания сердечника на него навивают предварительно напряженную арматуру. На третьем этапе спираль покрывают защитным слоем.

     Процесс изготовления труб начинается со сбора форм, при этом насаживается обечайка для образования фасонной части раструба и гладкого конца, соединенных с упорными кольцами для натяжения продольной, арматуры. Собранная форма поступает на ПОСТ натяжения продольной арматуры, после чего ее устанавливают на центрифугу. Формы загружают смесью ленточным питателем. После распределения первого слоя питатель отводят за ее пределы и увеличивают скорость центрифуги; аналогично укладывают и уплотняют следующие слои бетона. При центрифугировании вода частично отжимается и увеличивается плотность бетона.  

     2.5 Транспортирование бетонной смеси

     Перемещение бетонной смеси и растворов от бетоносмесительного цеха к месту их потребления является одной из важнейших задач современной организации производства сборных ж/б конструкций. Выбор способа транспортирования бетонной смеси может оказать существенное влияние на величины ее технологических показателей: состава смеси, принимаемой крупности заполнителя, удобоукладываемости и др.

     На заводах и полигонах сборного ж/б наиболее распространены следующие способы транспортирования бетонных смесей: мостовыми кранами или автокранами в бадьях; самоходными бетоноразвозчиками, перемещающимися по рельсовым путям; ленточными транспортерами; пневматическими устройствами. Основными факторами для вида транспортирования бетонной смеси является интенсивность ее подачи, дальность транспортирования и высота выгрузки смеси.

     Наиболее распространенными транспортными средствами для внутрицехового перемещения бетонной смеси являются бетоноразвозчики различной конструкции, которые обычно перемещаются по бетоновозной эстакаде для выдачи смеси в бункера технологических линий или непосредственно в бункера бетоноукладчиков.

     Для перемещения жестких и малоподвижных смесей широко применяют ленточные транспортеры, оборудованные самоходными сбрасывающими тележками. Они дают возможность в 2-3 раза увеличить интенсивность подачи бетонной смеси по сравнению с другими видами транспорта, что в некоторых случаях имеет решающее значение (например, для подачи смеси в кассетные формы).

     Транспортирование бетонной смеси пневмотранспортной установкой применяют при формовании панелей в кассетных формах, в производстве опор для линий электропередач и др.

     Потери бетонной смеси при ее подаче пневмотранспортом, ленточными конвейерами или бадьями, а также при формовании изделий не должны превышать 1,5% от общего объема смеси.

     3. Расчетная часть 

     3.1 Технологические расчеты бетоносмесительного цеха 

     3.1.1 Расчет состава бетона

     Проектирование состава бетона для подстропильных и подкрановых балок производим из условия получения после тепловой обработки 70, 80 или 100%-ной проектной прочности бетона. За проектную прочность принимаем прочность бетона в возрасте 28 суток.

     Балки будем производить из тяжелого бетона с маркой по прочности М 300.

     В качестве материалов для бетона балок принимаем: ПЦ с прочностью М 400 и плотностью ρ_ц=1,3 кг/м³, песок средней крупности с водопотребностью 7% и плотностью ρ_п=2,63 кг/м³, гранитный щебень с крупностью 40 мм и плотностью ρ_щ=2,6 кг/м³ и γ_щ=1,48 кг/л.

     1. Определяем В/Ц в зависимости от требуемой прочности, срока и условий твердения бетона. Для обычного бетона В/Ц>0,4 

     В/Ц= ,  

     где А - эмпирический коэффициент, учитывающий влияние заполнителей и других факторов на прочность бетона; R_б - прочность бетона в возрасте 28 суток; R_ц - активность цемента. 

     В/Ц= =0,54 

     2. Определяем расход воды в зависимости от требуемой подвижности бетонной смеси по графикам (рис 4). Необходимо также учесть водопоглащение крупного заполнителя, так как оно более 0,5% по массе (7%). Так, ориентировочный расход воды составляет 178 л/м³. 

     3. Определяем расход цемента по формуле: 

     Ц=В/(В/Ц),  

     где Ц - расход цемента; В - расход воды. 

     Ц=178/0,54=330 кг/м³ 

     4. Пустотность щебня составляет: 

     П_щ=1-(γ_щ/ρ_щ), где П_щ - пустотность щебня; γ_щ и ρ_щ - плотность щебня. 

     П_щ=1-(1,48/2,6)=0,43 

     По таблице «Оптимальные значения коэффициента раздвижки α для пластичных бетонных смесей (В_п=7%)» путем интерполяции находим коэффициент раздвижки α=1,38.

     5. Определяем расход щебня:

 

     Щ=  

     Щ= =1273 кг/м³ 

     6. Расход песка: 

     П=(1000-(Ц/ρ_ц+В+Щ/ρ_щ))ρ_п

     П=(1000-(330/3,1+178+1273/2,6))2,63=594 кг/м³ 

     7. На пробных замесах проверяют подвижность (осадку конуса) бетонной смеси, определяют прочность бетонной смеси:

     Ц+В+П+Щ=330+178+594+1273=2375 кг/м³ 

     3.1.2 Расчет потребности расхода сырьевых материалов 

       

     1. В год необходимо:

     1) Бетонной смеси=2375∙40000=95000000 кг=95000 т

     2) Портландцемента=330∙40000=13200000 кг=13200 т

     3) Воды=178∙40000=7120000 кг=7120 т

     4) Щебня=1273∙40000=50920000 кг=50920 т

     5) Песка=594∙40000=23760000 кг=23760 т

     Учитывая технологические потери, Бет.см=95000∙1,5=142500 т

     2. Расчет на сутки:

     1) Бет.см=142500:253=563 т