Завод по производству ячеистого бетона

Завод по производству ячеистого бетона.docx

Ячеистый бетон – это особо легкий бетон с большим количеством (до 85% общего объема бетона) мелких и средних воздушных ячеек размером до 1 – 15 мм получаемый путем перемешивания смеси вяжущего компонента заполнителя воды и порообразователя с последующим формованием и твердением.
Ячеистые бетоны по структуре свойствам и способам получения превосходят традиционные материалы аналогичного назначения. Они нашли преимущественное применение при возведении ограждающих конструкций жилых и промышленных зданий кроме того материалы пониженной плотности могут быть использованы в качестве теплоизоляционных изделий.
Фактически изделия из ячеистого бетона по эксплуатационным свойствам являются универсальными что значительно повышает их конкурентоспособность с аналогичными по назначению материалами в условиях рыночной экономики.
Ценными свойствами этих материалов являются: низкая средняя плотность (400 – 700 кгм3 что почти вдвое меньше массы керамзитобетонных изделий и в три – четыре раза меньше массы кирпичных стен); низкая теплопроводность (015 – 025 Вт(м*0С) по сравнению с 04 – 05 Вт(м*0С) для керамзитобетонных изделий и 07 – 1 Вт(м*0С) для кирпича); относительно высокая прочность – до 4 МПа; высокая морозостойкость достигающая 50 – 100 циклов переменного замораживания и оттаивания.
Кроме того ячеистый бетон обладает повышенной паропроницае-мостью что ставит этот материал по санитарно-гигиеническим свойствам на второе место после деревянных конструкций (с точки зрения поддержания в жилых помещениях нормального температурно-влажностного режима).
Производство изделий из автоклавного ячеистого бетона со средней плотностью 600 кгм3 по сравнению с производством таких же изделий но со средней плотностью 400 кгм3 требует меньше энергозатрат на подготовку сырьевых материалов и их автоклавную обработку.
Ячеистыми бетонами и силикатами называют искусственные каменные материалы состоящие из затвердевшего вяжущего вещества (или смеси вяжущего и заполнителя) с равномерно распределёнными в нем воздушными ячейками.
Впервые ячеистые бетоны были получены в конце XIX в. Промышленное производство их началось в 20-х годах нашего столетия.
В 1924 г. в Швеции был предложен способ получения газобетона на основе цемента извести и различных добавок с применением в качестве газообразующего аргента алюминиевой пудры. Несколько позднее в Дании был изобретен пенобетон. В 30-х годах были предложены способы получения ячеистых бетонов на основе цемента извести и молотого кварцевого песка с последующей автоклавной обработкой формованных изделий.
Систематические исследования по технологии ячеистых бетонов в СССР начались с 1928 г. Уже в начале 30-х годов в Советском союзе в строительстве нашел применение неавтоклавный пенобетон. В дальнейшем был освоен выпуск широкой номенклатуры изделий из ячеистых бетонов.Первые заводы по производству ячеистых бетонов были построены в 1939-1940 гг. В послевоенный период началось заводское производство пеносиликата. В 1953 - 1955 гг. освоено производство крупноразмерных изделий из пенобетона и пеносиликата для жилищного и промышленного строительства.
В современном Казахстане одной из самых главных предприятий по выпуску ячеистых (газобетон) бетонов является компания “Экотон”.
История предприятия началась в 2002 году когда законы цивилизованного рынка стали реальностью в Казахстане компания поставила перед собой цель – внедрение современных строительных материалов и технологий позволяющих обеспечить самые высокие требования строительного рынка. Началась планомерная работа по воплощению этой цели в жизнь. После проведения изучения современных строительных материалов и местных сырьевых материалов специалисты предприятия остановили свой выбор на ячеистом бетоне – материале наиболее экономически выгодном для регионов Казахстана.
«ЭКОлогический беТОН»- так расшифровывается название предприятия где используются немецкие технологии изготовления ячеистого бетона.
Компания предлагает строительный материал – экоблоки(изделия из ячеистого бетона автоклавного твердения) произведенные на высокотехнологичном немецком оборудовании YTONG в городах Астана и Актюбинск. Мощности производимой готовой продукции на данный момент –16000м³ в месяц.
Характеристика района строительства.
Для функционирования любого предприятия необходимо: наличие сырья топлива электрической энергии водных ресурсов транспортных систем трудовых ресурсов климатические условия должны удовлетворять предъявляемым к ним требованиям. Для строительства данного предприятие выбрана Карагандинская область город Караганда.
Географическое расположение. Карагандинская область расположена в центральной части республики к С.-З. от озера Балхаш. Большая часть её занята Казахским мелкосопочником
Климатв Карагандерезко-континентальныйс суровыми зимами знойным летом и умеренным годовым количеством осадков. Летом за городом выгорает растительность. Зимой бураны заметают дороги а таяние снега весной превращает овраги и речушки в бурлящие потоки.
Среднегодоваятемпература— +36°C
Среднегодовыеосадки— 332мм.
Среднегодоваявлажность воздуха— 65%.
Среднегодоваяскорость ветра— 38 мc.
Строительная площадка ячеистого завода расположена на левобережном склоне долины реки Нура.
Район строительства расположен в третьем климатическом поясе "Б". Средняя годовая температура окружающего воздуха - 9.10С средняя температура января - - 680С средняя температура июля - 2590С. Наибольшая глубина промерзания грунта - 080 м. Преобладающие ветры в январе - западного направления средняя скорость - 74 мc; в июле северо-западного направления средняя скорость - 58 мс. В год выпадает осадков порядка 715 мм. Поверхность площадки ровная со средним уклоном в северо-восточном направлении с абсолютными отметками от 1283 до 1304 м уровень подземных вод на глубинах - 410 - 460 м.
Источники сырья. В Караганде есть множество компании занимающиеся добычей и реализацией песка щебня грунта известняка строительного камня и др. Добычанерудных материалов осуществляется в карьерах и открытым способом.
Водные ресурсы.Наиболее крупные реки Сарысу и Нура. Все реки (за исключением верховьев Ишима на крайнем С.) принадлежат к бессточным бассейнам Балхаша и небольших озёр: они маловодны летом сильно мелеют распадаются на плёсы засолоняются или полностью пересыхают. Для водоснабжения промышленных центров и с.-х. районов построены водохранилища (крупнейшие: Самаркандское и Шерубай-Нуринское в районе Караганды и Кенгирское вблизи Джезказгана) а также канал Иртыш — Караганда (длина 495км).
Транспорт. На территории края существует довольно плотная транспортная сеть включающая все основные виды транспорта такие как: железнодорожный автомобильный.
Эксплуатируемая длина железнодорожных путей общего пользования - 928 км протяженность автомобильных дорог с твердым покрытием (включая ведомственные) - 14 тыс. км. К предприятию подведены две железнодорожные ветки обеспечивающие бесперебойный подвоз сырьевых материалов и других ресурсов.
Кадровое обеспечение. Необходимые трудовые ресурсы будут подбираться из жителей районов и города. Город обладает развитой сетью профессионального образования.. На инженерно-технические должности приглашаются выпускники кафедры технологий строительного материала Карагандинского Государственного Технического Университета и других высших и среднетехнических учебных заведений.
Источники сбыта. Существующие рыночные отношения предполагают создание экономических предпосылок для эффективного действия производства как с точки зрения рационального использования ресурсов так и с точки зрения неуклонного роста научно технического прогресса и полного удовлетворения потребностей производителей и потребителей.
Для этого создается оптимальная система сбыта способствующая достижению следующих целей:
- увеличение оборота и рыночной доли потребителя;
- сокращение сбытовых издержек;
- оптимизация количества торговых посредников;
- обеспечение контроля над продвижением товара;
- создание длительных связей внутри каналов распределения.
Участники каналов распределения собирают информацию о спросе и предложении налаживают контакты с покупателем и торговыми посредниками занимаются стимулированием сбыта проводят переговоры по согласованию цен организовывают товародвижение перевозку хранение. Исходя из вышесказанного можно с уверенностью предполагать что проектируемое предприятие будет экономически выгоден.
Номенклатура завода.
1. Номенклатура выпускаемых изделий.
В соответствии с серией 125 на данном предприятии выпускаются панели наружных стен полосовой (двухрядной) разрезки из ячеистого бетона однослойные толщиной 250 300 мм (таблица 1).
Наименование элементов
Габаритные размеры мм
Количествона типовой этаж
Наружные стеновые панели из ячеистого бетона
Из ячеистого бетона: 1805 (250) 2270 (300)
Производство ячеистобетонных стеновых панелей ведется по технологии немецкой фирмы "Хебель". Важнейшими физико-механическими показателями ячеистых бетонов являются прочность плотность морозостойкость теплопроводность усадка и водопоглощение. Энергоемкость производства (с учетом производства вяжущих и заполнителей) ячеистобетонных панелей по сравнению с керамзитобетонными панелями меньше примерно в 2 раза меньше.
Таблица 2 – Объем выпуска стеновых панелей.
Стеновые панели из ячеистого бетона
Таблица 3– Выпуск продукции
2. Основные требования к выпускаемым изделиям.
Стеновые панели из ячеистого бетона (рисунок 1.1) должны изготовляться в соответствии с требованиями ГОСТ 11118-73 (84) «Панели из автоклавных ячеистых бетонов для наружных стен зданий» по рабочим чертежам утвержденным в установленном порядке.
Рисунок 1 – Стеновые панели из ячеистого бетона
Отклонения от проектных размеров панелей указанных в рабочих чертежах не должны превышать:
для панелей длиной до 45 м 5 мм
для панелей длиной св. 45 м 7 мм
по высоте и толщине панелей 5 мм
по ширине высоте и положению проемов и вырезов 5 мм
по высоте выступа для упора герметика 1 мм
Отклонение от прямолинейности профиля лицевых поверхностей панелей не должно превышать 3 мм на длине 2 м.
Отклонение от прямоугольности наружной поверхности панелей характеризуемое разностью длин диагоналей не должно превышать для панелей длиной:
Отклонение от плоскостности лицевых поверхностей панелей не должно превышать для панелей длиной:
Отклонения от проектного положения стальных закладных деталей не должны превышать:
в плоскости панели 10 мм;
из плоскости панели 3 мм.
Материалы и изделия применяемые для изготовления панелей должны удовлетворять требованиям действующих стандартов и технических условий на эти материалы и изделия.
Панели изготовляются из автоклавных ячеистых бетонов марок по прочности на сжатие 25 35 50 75 и 100.
В зависимости от марки по прочности на сжатие объемная масса ячеистого бетона панелей в высушенном до постоянной массы состоянии указываемая в рабочих чертежах и его контрольная характеристика должны соответствовать значениям указанным в таблице 4
Таблица 4 – Характеристики ячеситого бетона
Марка ячеистого бетона по прочности на сжатиеКонтрольная характеристика кгскв.см не менееОбъемная масса кгкуб.м не более25356003550700507580075
Отпускная прочность ячеистого бетона панелей для каждой марки бетона должна быть не менее величины соответствующей контрольной характеристики.
Допускается снижение прочности ячеистого бетона контрольных образцов отдельных серий до 085 величины соответствующей контрольной характеристики при испытании образцов в сухом состоянии.
Объемная масса ячеистого бетона панелей в высушенном до постоянной массы состоянии не должна превышать указанную в рабочих чертежах более чем на 50 кгкуб.м.
Влажность ячеистого бетона в панелях при отпуске их потребителю не должна превышать 22% - ячеистых бетонов на песке.
Марка ячеистого бетона по морозостойкости должна соответствовать указанной в рабочих чертежах и быть не менее:
Мрз 25 - ячеистого бетона стеновых панелей применяемых в зданиях с сухим и нормальным режимом помещений;
Мрз 35 - ячеистого бетона стеновых панелей применяемых в зданиях с влажным режимом помещений.
Коэффициент теплопроводности ячеистого бетона в сухом состоянии не должен превышать значения указанного в рабочих чертежах панелей. Определение коэффициента теплопроводности ячеистого бетона следует производить при освоении производства панелей а также при изменении технологии их изготовления и материалов применяемых для приготовления бетона.
Масса панелей при отгрузке их потребителю не должна превышать проектную отпускную массу (вычисляемую при наибольшей допускаемой отпускной влажности ячеистого бетона приведенной в п. 1.13 с учетом массы отделочных слоев арматуры и закладных деталей) более чем на 8 %.
Для армирования панелей следует применять сварные каркасы и сетки изготовленные из стали видов и классов указанных в рабочих чертежах. Арматура и стальные закладные детали должны соответствовать ГОСТ 10922-75 сварные сетки - по ГОСТ 8478-66. Монтажные петли должны изготовляться из горячекатаной гладкой арматурной стали класса А-1 по ГОСТ 5781-75 марок ВСт3сп2 и ВСт3пс2 по ГОСТ 380-71. Для изготовления монтажных петель панелей предназначаемых для монтажа при температуре ниже минус 40°С запрещается применять сталь марки Вст3пс2. При применении для монтажа панелей захватных устройств по соглашению изготовителя с потребителем панели допускается изготовлять без монтажных петель. Арматура стальные закладные детали и соединительные накладки должны быть защищены от коррозии в соответствии с требованиями предусмотренными проектом.
Предприятие-изготовитель должно проводить испытание панелей на прочность и жесткость при освоении их производства изменении конструкции технологии изготовления и вида ячеистого бетона.
Наружные поверхности панелей должны иметь защитно-декоративную отделку указанную в рабочих чертежах.
Клеевой или растворный шов составных панелей должен быть расшит и не иметь наплывов и неплотностей. Отклонение по толщине клеевого шва от проектного размера не должно превышать 1 мм. Несовпадение лицевых плоскостей стыкуемых элементов не должно превышать 1 мм.
Толщина защитного слоя бетона до рабочей арматуры указываемая в рабочих чертежах должна быть не менее 25 мм. Отклонения от проектной толщины защитного слоя бетона до рабочей арматуры не должно превышать 5 мм. Внешний вид и качество отделки поверхностей панелей должны соответствовать утвержденным в установленном порядке эталонам панелей.
На поверхностях панелей не допускаются:
а) раковины местные наплывы бетона и впадины размеры которых превышают указанные в таблице 1.2.
б) трещины в бетоне за исключением местных поверхностных усадочных шириной не более 02 мм;
в) околы бетона ребер общей длиной более 50 мм на 1 м и глубиной более 5 мм на лицевых поверхностях панелей и по периметру проемов и 10 мм на нелицевых поверхностях панелей;
г) жировые и ржавые пятна на лицевых поверхностях.
Виды поверхностей панелей
Высота местных наплывов и глубина впадин
Предназначаемые под окраску выходящие:
внутрь жилых и общественных зданий
внутрь производственных и сельскохозяйственных зданий
Предназначаемые под оклейку обоями
Боковые в зоне уплотнения герметиками
Нелицевые (невидимые после монтажа)
Открытые поверхности стальных закладных деталей и выпуски арматуры предназначенные для сварки и замоноличивания при монтаже должны быть очищены от наплывов бетона без нарушения антикоррозионного покрытия.
Панели должны поставляться в комплекте с металлическими соединительными деталями.
ГОСТ 11118-73 распространяется на однослойные цельные и составные панели изготовляемые из автоклавных ячеистых бетонов и предназначаемые для наружных стен жилых общественных производственных и сельскохозяйственных зданий с относительной влажностью воздуха помещений не более 60 %.
Допускается применение панелей в зданиях с относительной влажностью воздуха помещений не более 75% при условии нанесения на внутренние поверхности панелей пароизоляционного покрытия предусмотренного рабочими чертежами.
Применение панелей из автоклавного ячеистого бетона для цоколей и стен подвалов а также стен зданий с агрессивными средами не допускается
Технологическая часть.
1. Режим работы цеха
Режим работы является исходным материалом для расчета технологического оборудования потоков сырья производственных площадей и списочного состава работающих. Режим работы определяется количеством рабочих дней в году количеством рабочих смен в сутки и количеством часов работы в смену. На заводах по производству стеновых панелей из ячеистого бетона работа может производиться по режиму прерывной недели с двумя выходными в неделю в две или три смены.
Режим работы предприятия цехов отделений выбираем в соответствии с общими нормами технического проектирования ОНТП-07-85.
На данном предприятии работа производится по режиму прерывной недели с двумя выходными днями в неделю в две смены.
При определении режима работы предприятия принимаем:
–предприятие действует по пятидневной рабочей неделе (прерывное производство);
–рассчитанное количество рабочих суток в году (годовой фонд рабочего времени основного технологического оборудования) – 262 дней;
–годовой фонд времени рабочего 262 дней;
–количество рабочих смен в сутки – 2;
–продолжительность рабочей смены – 8 часов;
–номинальное количество рабочих суток в году при выгрузке сырья и материалов из железнодорожного транспорта – 365 дней;
–номинальное количество рабочих суток в году при выгрузке сырья и материалов из автотранспорта – 260
–количество рабочих смен в сутки по приему сырья и материалов – 3;
При расчете производственной мощности предприятия выборе и расчете оборудования при определении численности рабочих устанавливаем календарный номинальный и действительный фонд времени работы оборудования и рабочих.
Календарный фонд времени:
где D – общее количество дней в году.
По календарному фонду времени рассчитывают оборудование по выгрузке сырья из железнодорожного транспорта.
Номинальный фонд времени:
Fk.p. = [D- (Dв – Dп)] tc c
где Dв - число выходных дней;
Dп - число праздничных дней;
tc - длительность смен;
с – количество рабочих смен в году.
Fk.p. = [365-103] 8 2 = 4192 часов.
Действительный (плановый расчетный) фонд времени определяется отдельно для оборудования Fд. об. и рабочих Fд. р.
Fд. об. = Fп. р. – (Dp tc c)
где Dp - затраты времени на ремонт оборудования составляют 8 дней
Fд. об. = 4192 - ( 8 2 8) = 4064 часов
Действительный фонд времени рабочего устанавливается исходя из его номинального фонда времени с учетом отпусков и других плановых невыходов на работу.
Таблица 6 – Режим работы предприятия
Наименование подразделения
Кол-во рабочих дней в году
Кол-во рабочих смен в сутки
Кол-во рабочих часов в смену
Годовой фонд рабочего времени
Производственное отделение
Склады сырья и материалов при выгрузке сырья и материалов
Склад готовой продукции
2. Производительность завода
Таблица 7 – Объем производства
3. Сырье и полуфабрикаты
Исходным сырьем для производства ячеистых панелей являются:
Кремнеземистый компонент
Содержание кварца≥ 80%а
Гранулометрический состав мате-
риала загружаемого в шаровую
Песчаный шлам после помола:
остаток на сите 009 мм15%
Удельная поверхность песка
в шламе по Блейну2700–3500 см2г
Портландцемент по ГОСТ 31108-2003 ЦЕМ I 425Н
Коэффициент насыщения известью
Клинкерные материалы (по Богу):
трехкалыдиевый силикат≥ 50%
трехкалыдиевый алюминат6–12%
четырехкальциевый алюминат≤ 10%
Сумма окись натрия + окись
Остаток на сите 0032 мм≤ 30%
б) молотая негашеная известь
Потери при прокаливании≤ 50%
Требуемая область гашения измеряется по следующей таблице (рисунок 4.1).
Рисунок 2 – Требуемая область гашения извести
в) гипсовый камень или ангидрит
Сульфат кальция≥ 90%
Гранулометрический состав — щебень3–30 мм
Сульфат кальция≥ 70%
Гидратная вода18-21 %
Для плотности 400-500 кгм3 тип Экарт Штапа Гидропор 5
Для плотности 600-700 кгм3тип Экарт
Содержание металла 70-80 %
Диспергатор (смачиватель)Вода + органические стабилизаторы
для короткого срока хранения гликоль для длительного срока хранения
Минимальное избыточное давление 6 бар
Максимальное избыточное давление 8 бар
Температура 12-48 °С
Вода не должна содержать разрушающих бетон компонентов
Сорт стали BSt 500 G (подобно ДIN 488)
Изготовлениехолоднотянутая
Антикоррозионное покрытие для арматуры
Содержание твердых веществ50%
Вязкость (исходная)80 сек на сопло 4 мм
Вязкость после переработки
(рабочая)60—80 сек на сопло 4 мм
Точка воспламенениясвыше 65 °С
Таблица 8 – Расчетная температура сырья
Производственная вода холодная
Производственная вода горячая
Таблица 9 – Потребление сырья
Сырье для объемной массы в сухом состоянии
Общее количество сухого вещества
Таблица 11 – Общее потребление для производства 1 м3 изделий
Потребление электроэнергии
Потребление пара (180° C 12 бар)
Потребление природного газа (в зависимости от котельной и наличия упаковки в термоусадочную плёнку)
Подбор сырьевых материалов проводится с учетом положений технологии по производству стеновых панелей из ячеистого бетона фирмы «Хебель».
Расчет потребности в сырьевых материалах и полуфабрикатах ведется в зависимости от производственной мощности предприятия. По заданию она равна 40000 м3год. Потребность в сырьевых материалах ведется с учетом:
- выпуска некондиционных изделий;
- потерь смеси в размере 15 %;
- естественных потерь.
Расчет проводим на основании данных таблицы 5.2
Потребность в сырьевых материалах для обеспечения годового выпуска продукции с учетом некондиционных изделий в объеме 07 % от всего выпуска:
количество бетонной смеси с учетом потерь (15%)
Количество песка на годовой выпуск продукции с учетом потерь 2 %:
0408842 = 12674102 кг
674102(1+002) = 12928 т
Количество цемента на годовой выпуск продукции с учетом 1 % потерь:
0408842 = 5723788 кг
23788(1 + 001) = 5782 т
Количество извести на годовой выпуск продукции с учетом 1 % потерь:
70736(1 + 001) = 3304 т
Количество гипсового камня или ангидрида на годовой выпуск продукции с учетом 1 % потерь:
2652(1 + 001) = 1239 т
Количество алюминиевой пудры на годовой выпуск продукции с учетом 1 % потерь:
Количество воды на годовой выпуск продукции с учетом 1 % потерь:
0408842 = 22895152 л
895152 (1 + 101) = 23124 т
Количество стали на годовой выпуск продукции с учетом 4 % потерь:
8842(1 + 004) = 426 т
Количество антикоррозийного покрытия на годовой выпуск продукции:
Количество смазки на годовой выпуск продукции:
Таблица 12 – Потребность в материалах и полуфабрикатах
Материалы и полуфабрикаты
Гипсовый камень или ангидрит
Сталь для армирования
Антикоррозийное покрытие
Запасы сырьевых материалов для выполнения производственной программы бетоносмесительного узла рассчитывается по формуле:
Х - запас материала т;
Q - производительность завода м3год;
Зх - средний расход материала тм3 бетонной смеси;
n - запас материала при поступлении его на склад автотранспортом сутки;
р - расчетный годовой фонд рабочего времени сутки.
Расчет склада цемента. Запас цемента для выполнения производственной программы бетоносмесительного узла: при расчёте запаса цемента появляется коэффициент заполнения силоса равный 09.
Минимальное количество силосов для хранения цемента принимается согласно [14]. Принимаю 3 силоса с одновременной вместимостью 468т 156 т каждый. Высота одного силоса 157 м диаметр 38 м масса 12 тонн. [3]
Расчет склада крупного заполнителя. Запас щебня обходимый для выполнения производственной программы бетоносмесительного узла:
Рфсчет склада мелкого запролнителя. Запас песка обходимый для выполнения производственной программы бетоносмесительного узла:
Расчет площади склада. Высота штабеля согласно [14] принимается не выше 12 м. Угол естественного откоса - 40º. Схема склада заполнителей приведена на рисунке 4.1.
Задача поиска площади склада заполнителей была решена с помощью надстройки excel поиск решения таблица 4.3
Таблица 13 Оптимизации площади склада.
Рисунок 3 Модель склада
При расчёте оптимальной площади склада ячейка объем высчитывалась путём деления массы заполнителей на насыпную плотность параметр высота изменялся от 0 до 12 длина изменялась по формуле L=tg (40) (H^2*2) ширина менялась по формуле b=2*Htg (40) а площадь S=b*L. При этом общая площадь вычисляется по формулеSскл= (Sщеб+Sпес) *1.5 В поиске решения целевая функция - общая площадь склада изменяемым параметром является высота штабеля ограничения при поиске минимальной площади склада:
штабель не более 12 м;
ширина склада равна длине склада (при минимальном периметре площадь квадрата максимальна);
длины насыпей заполнителей равны.
Результатом оптимизации стали таки данные:
Высота насыпи: щебня 476 м песка 339 м;
Ширина насыпи: щебня 1136 м песка 8096 м;
Длина насыпи: 29183 м;
Ширина прохода между насыпями: 9727 м что даёт возможность работать технике.
5. Технологический процесс производства
Обоснование способа производства. В практике производства ячеистого бетона применяются самые разнообразные способы формования ячеистобетонной смеси отличающиеся друг от друга различными сочетанием факторов определяющих процесс вспучивания ячеистобетонной смеси.
Различают литьевую вибрационную и ударную схемы формования ячеисто-бетонных изделий. Если после формования и созревания ячеисто-бетонного массива изделия получают разрезанием его на отдельные панели то такая технология называется резательной.
Следует отметить что литьевая технология применяется при производстве газо- и пенобетонов в то время как вибрационная — при производстве только газобетонов.
При литьевой технологии ячеисто-бетонные смеси отличаются повышенной подвижностью за счет высокого водозатворения (ВТ=045 065; текучесть по Суттарду 22–44 см). Вспучивание массы происходит в неподвижных формах в течение 20–50 мин вызревание – 4–6 ч. Повышение ВТ требует высокомарочных вяжущих и увеличения их расхода увеличивает продолжительность цикла производства изделий.
Преимущества: наиболее простая технология изготовления лучшие условия труда для рабочих меньше затрат на изготовление.
Недостатки: большая водопотребность формуемой смеси что отрицательно сказывается на однородности прочности и конечной влажности изделий. Возникают большие усадочные деформации в начальный момент что приводит к появлению трещин на поверхности длительная выдержка изделий перед тепловой обработкой т.о. требуется большое количество форм производственных площадей а при переходе на изготовление изделий другой номенклатуры требуется полностью изменить парк форм.
Суть вибрационной технологии изделий из ячеистого бетона состоит в более низком водозатворении сырьевой смеси (ВТ=03 04; текучесть по Суттарду 9–12 см) и в интенсификации процесса вспучивания при применении вибровоздействия. Продолжительность вибровспучивания – 1–3 мин. Способ впервые в мировой практике разработан и применен в нашей стране.
По мере прохождения процесса вспучивания рекомендуется постепенно снижать интенсивность вибрации для устранения технологических напряжений возникающих при резком отключении площадки. Целесообразно поэтому применять установки с регулируемой частотой и амплитудой вибрации.
Одним из главных требований вибротехнологии является необходимость воздействия вибрации на газобетонную смесь до полной стабилизации ее уровня т. е. до полной релаксации внутренних напряжений. Прекращение вибровоздействия до полного завершения вспучивания является причиной возникновения значительно больших внутрипоровых давлений чем при вибровспучивании.
Из этого следует что вспучивание смеси после прекращения вибрации недопустимо.
Вибротехнология ячеистого бетона по сравнению с литьевой имеет ряд преимуществ: резкий набор структурной прочности после прекращения вибрирования; сокращение периода вызревания до 40 мин; коэффициент конструктивного качества прочность и морозостойкость вибровспученного бетона больше обычных; усадочные деформации меньше за счет меньшего водосодержания.
Вибротехнология применяется для получения ячеистого бетона со средней плотностью 300–1200 кгм3.
Недостатки: капитальные дополнительные затраты на установку вибромашин; дополнительный расход электроэнергии; ухудшаются условия труда из-за вибрации и шума; быстро изнашиваются формы.
Суть резательной технологии газобетона – расчленение сырого ячеисто-бетонного массива имеющего достаточную прочность на отдельные панели и изделия при помощи специальных резательных машин.
Главная задача резания ячеисто-бетонных массивов – сохранение целостности и требуемых размеров панелей. Поэтому очень важно определить момент когда приобретенная сырцом прочность позволит произвести разрезку. Существуют различные способы определения момента назначения резки в частности по пластической прочности с помощью акустических импульсных и кондуктометрических методов по изменению ЭДС гальванодатчика и др. Наиболее простым и распространенным способом разрезки газобетонного сырца является способ продавливания при котором проволока (струна) определенного диаметра протягивается через толщу массива.
Основные способы разрезки ячеисто-бетонных массивов в различных направлениях представлены на рис. 2 и 3.
Рисунок 3. – Схемы разрезки массива в горизонтальном (а б в) и поперечном (г д е) направлениях: а г – продавливанием; б – пилением; в - бегущей струной; д — пилением и бегущей струной; е — продавливанием на клавишном поддоне; 1— массив; 2 — струна; 3 — простой поддон; 4 — клавишный поддон
Рисунок 4 – Схемы разрезки массива в вертикальном продольном направлении: а — продавливанием на клавишном поддоне; б — продавливанием с применением пуансонов; в — бегущей струной; г — заменой вертикальной разрезки горизонтальной с кантозанием массива; д — транспортированием массива на специальный стенд с использованием колосниковых поддонов; е — выталкиванием массива на поддоне-конвейере; ж — предварительной укладкой струн; 1 — массив; 2 — струна; 3 — клавишный поддон; 4 — пуансон; 5 — захват; 6 — съемная опалубка
Наиболее сложной операцией является вертикальная продольная разрезка так как прогиб струны не позволяет произвести ее до конца. В связи с этим приходится усложнять конструкции поддонов и способы резки.
Наиболее простой способ разрезки массива на гладком поддоне – способ предварительной укладки струн на дно поддона (рис. 3 ж). Способ не исключает отклонения струны в сторону.
Преимущество этого способа изготовления изделий из ячеистых бетонов заключается в возможности изготовления самого широкого ассортимента изделий на одном предприятии в обычно применяемых формах без коренной перестройки оборудования. Это позволяет заводам четко и оперативно реагировать на изменение конъюктуры в строительстве и быстрее переходить на выпуск новой продукции. Другим не менее важным преимуществом резательной технологии является увеличение мощности предприятия за счет увеличения объема готовой продукции с производственных площадей в 15 ÷ 2 раза. Прирост мощности достигается при уменьшении металлоемкости парка форм в 2 – 4 раза.
Подготовка сырьевых материалов.
Песок и дробленый гипсовый камень с помощью ленточного транспортера (рисунок 5) подаются с центрального склада в расходные бункера в здание помольного отделения где они промежуточно складируются в бункерах.
На рисунке 5 приведена технологическая схема производства ячеистобетонных изделий.
Рисунок 5– Транспортер ленточный
Цемент и негашеная известь хранятся в силосах и оттуда с помощью пневматического транспорта подаются в расходные бункера (3 5) смесительного отделения завода по производству ячеистого бетона. Вода необходимая для производства подается в достаточном количестве и нужного давления на главный заводской распределитель воды. Алюминиевая пудра доставляется со склада транспортным средством в помещение для приготовления алюминиевой суспензии.
В шаровой мельнице (2) рисунок 6 из песка карьерной влажности (4–5%) гипсового камня и воды приготавливается песчаный шлам плотностью 1700 гсм3. Удельная поверхность песка находится в интервале 2700 - 3500 см2г по Блейну. Песок и гипсовый камень (или ангидрит) в соотношении 10:1 подаются из расходных бункеров на входную воронку шаровой мельницы мокрого помола. Материалы попадают в мельницу через центральное отверстие на передней стороне барабана мельницы. Через то же самое отверстие одновременно с подачей твердых материалов подается и необходимая для помола и приготовления шлама вода. Дозировка песка и гипсового камня происходит с помощью весов встроенных в подающее устройство.
Рисунок 6 – Шаровая мельница непрерывного действия мокрого помола
Влажность песка измеряется во время транспортировки песка (рисунок 7) по транспортеру полученные значения учитываются при подаче в мельницу необходимого количества воды на помол для приготовления песчаного шлама. По измеряемому на выходе из мельницы объемному весу песчаного шлама (плотности) производится корректировка подачи воды.
Рисунок 7 – Измеритель влажности строительных материалов
Помол происходит с помощью находящихся в барабане мельницы стальных шаров. Эти шары при вращении барабана поднимаются вверх и под воздействием силы тяжести снова скатываются в нижнюю часть барабана. Благодаря такому движению всех находящихся в барабане шаров размалывается проходящий между ними песок и гипсовый камень.
Выходя из мельницы песчаный шлам попадает на виброгрохот. Виброгрохот отделяет от песка остающиеся грубые не-размолотые остатки а также мелющие тела которые попадают в специальную тележку и отвозятся после ее заполнении.
Песчаный шлам через виброгрохот проходит в находящуюся под ним открытую емкость подающего насоса. Насос подает шлам в три шламбассейна (4) для гомогенизации и промежуточного хранения. Шламбассейны оснащены мешалками которые постоянно работают чтобы предотвратить седиментацию твердых частиц имеющихся в шламе; шламбассейны также оснащены средствами контроля уровня.
Приготовление ячеистобетонной смеси
Известь и цемент из расходных бункеров (3 5) оснащенных измерителями уровня с помощью шнеков в соответствии с заданной рецептурой ячеистобетонной смеси подаются в дозатор.
В смесителе (суспензаторе) из алюминиевой пудры и воды приготавливается суспензия. Через дозатор в смеситель поступает необходимое количество воды алюминиевый порошок и поверхностно активное вещество (сульфанол например) которые непрерывно перемешиваются. Для взрывозащищенности смеситель оснащается вентиляционным устройством двойной оболочкой для охлаждения воды холодильным агрегатом а также аварийным охлаждением или аварийным стоком при остановке. Смеситель оснащен температурным реле которое автоматически включает все аварийные устройства при повышении температуры свыше 20 °С. Из смесителей необходимая согласно рецептуре доза суспензии насосом подается в емкость для взвешивания (6) в смесительном отделении.
Под смесителем для приготовления ячеистобетонной смеси и бетонном бассейне оснащенном мешалкой собираются воды от промывки и чистки смесителя в котором производится грубая подготовка смесительной воды. Затем эта вода закачивается в емкость для взвешивания находящуюся в смесительном отделении здесь же (по необходимости) холодной водой или паром она доводится до нужной температуры и через дозатор (8) поступает в смеситель.
Песчаный шлам и шлам отходов от разрезки массивов с помощью дозировочных насосов подаются в смеситель (9). Трубопроводы непосредственно после дозирующих насосов снабжены автоматическим манометром показатели которого. Передаются на устройство управления смесительной башни чтобы произвести автоматическую корректировку подачи воды.
Рисунок 8 – Заливка ячеистобетонной смеси в форму
В смеситель (9) подается сначала предварительно отдозированная вода затем друг за другом отдозированные песчаный и нитратный шлам. После этого в смеситель подаются уже взвешенные и предварительно перемешенные вяжущие вещества (известь и цемент). В течение процесса перемешивания автоматически измеряется температура и лабораторно вязкость смеси которые при необходимости корректируются. Затем добавляется отдозированная алюминиевая суспензия из расположенной непосредственно над смесителем емкости для взвешивания алюминия. После окончания перемешивания смесь подается (заливается) в подготовленную форму (рисунок 7.5). На выходе смесителя имеется вибрационное устройство которое одновременно с выгрузкой производит вибрационные воздействия.
В смесеприготовительном отделении находится пылеудаляющая установка которая служит как для удаления пыли из смесителя для сухого перемешивания вяжущих материалов так и из смесителя для приготовления ячеистобетонной смеси. Остатки пыли из фильтра подаются в бассейн для сбора промывной воды.
Управление всем процессом смесеприготовления ячеистобетонной смеси осуществляется с пульта управления расположенного рядом со смесительной башней. Дозировка отдельных компонентов а также сам процесс смешивания происходят полностью автоматически и контролируются управляющим компьютером в котором заложены программы рецептов для получения ячеистого бетона требуемого качества которое зависит от исходного сырья.
Формование и разрезка ячеистобетопных массивов
Приготовленная в смесителе жидкая смесь ячеистого бетона заливается в подготовленную (очищенную и смазанную) пустую форму. Форма состоит из поддона длиной 65 м и шириной 138 м с установленным под ней механизмом передвижения. К продольным бортам поддона вагонетки прикреплены Торцевые борта. Один из этих бортов связан с поддоном шарнирами и может откидываться из своего вертикального положении на угол около 15°. Второй борт связан с поддоном и продольными бортами формы рамной конструкции с роликами. Эта конструкция обеспечивает при необходимости сдвиг торцевого борта в продольном направлении относительно поддона. Тем самым возможно регулирование объема смеси при изготовлении армированных элементов из ячеистого бетона когда изделия короче максимальной длины 63 м. Этим обеспечивается уменьшение отходов при резке массива т.е. сокращаются потери сырьевых материалов.
Торцевые борта формы соединяются между собой продольными бортами. Эти борта длиной 65 м служат также и как плиты между которыми находится свежеотформованный массив ячеистого бетона при его транспортировке на посты резательной машины.
Если форма долго не использовалась то ее необходимо пропустить через нагретый до 60 °С тепловой туннель чтобы её собственная температура достигла 20 °С. Холодное состояние форм в начале производственного процесса выравнивается за счет соответствующей корректировки рецептуры ячеистобетонной смеси или начальной температуры ячеистобетонной смеси.
После заливки формы смесью (15) происходит процесс ншучннания смеси и связанное с ним образование пор в материале (16). Благодаря различной рецептуре смеси процесс вспучивания управляется таким образом чтобы в конце процесса форма заполнилась до верхнего края ячеистобетонной массой. Форма с помощью транспортеров двигается по рельсам в тепловом туннеле. В течение 4 ч в ней происходит уже описанный процесс вспучивания схватывания и твердения ячеистобетонного массива. При наборе сырцом пластической прочности 04–06 КПа массив транспортируется на пост разрезки на изделия заданных размеров.
Транспортировка массивов осуществляется с помощью первого мостового крана с гидравлическим захватом. Кран с захватом останавливается над формой и захват в открытом состоянии опускается до нижней части продольных бортов. Затем захват закрывается до касания с боковыми бортами формы; торцевые борта формы открываются. Лапы захвата прижимаются гидравлическим цилиндром к продольным бортам формы а те в свою очередь к массиву ячеистого бетона. При этом происходит обжатие массива благодаря чему массив может быть поднят в воздух и оттранспортирован к комплекту резательных машин (17).
Резательная установка (рис. 7.6) состоит из поперечной и продольной резательных машин вакуум-щита для снятия «горбушки» устройств для транспортировки обрезков сырца массива и подготовки возвратного шлама.
Прежде чем массив будет опущен на стол резательной машины в ней должна быть установлена автоклавная решетка. Второй из расположенных в этом цеху мостимых кранов переносит пустые решетки со склада на продольную резательную машину. Решетка похожая на лестницу из профильной стали опускается на пластический стол резательной машины. Стол резательной машины состоит из отдельных' пластин между которыми параллельно входят поперечные элементы решетки. После установки решетки в машину для продольной разрезки закрылки закрываются (исключается попадание сырца на решетку); рама продольной резки отходит в крайнее заднее положение а расположенные между двумя валами справа и слева от пластического стола проволоки поперечной резки опускаются до уровня стола. Кран захватом устанавливает массив с продольными бортами формы на стол резательной машины и захват открывается.
Рисунок 9 – общий вид резательной машины
При подъеме захвата вверх благодаря крюкам на его лапах захватываются продольные борта формы и устанавливаются на специальную тележку. На этой тележке борта подаются в цех армирования там они механически очищаются и смазываются и снова доставляются к крану. В это же время поддон и торцевые борта формы очищаются и смазываются вручную.
Затем кран захватом забирает с тележки очищенные и смазанные продольные борта транспортирует их обратно к поддону формы где они устанавливаются и форма снова собирается и подается под смеситель для заливки ячеистобетонной смеси. Продольные борта которые поднимаются после установки ар* мированного массива несут на своих верхних гранях фиксаторы арматуры арматурные кронштейны и стержни для фиксации армированных каркасов.
По пути к арматурному цеху до поста очистки фиксаторы арматуры снимаются одним из двух кранов и доставляются для разборки. Стержни извлекаются из армированных кронштейнов и складываются в специальных транспортных контейнерах. После соответствующей обработки они снова применяются в технологии производства. То же самое справедливо и для арматурных кронштейнов которые после того как из них будут вынуты стержни складируются в транспортных контейнерах.
При изготовлении армированных изделий продольные борта (по пути от поста очистки до крана литейного цеха) комплектуются пакетом для армирования который устанавливается вместе с продольными бортами в форму. Пакет для армирования располагается соосно с продольной осью формы и фиксируется путем прикручивания винтами кронштейнов армирования к продольным бортам.
Процесс разрезки начинается с поперечной разрезки массива. Стальные струны диаметром 08 мм находящиеся на верхнем уровне стола под массивом совершая колебательные движения поднимаются вверх и разрезают при этом массив ячеистого бетона в поперечном вертикальном направлении. Этим обеспечивается высота блока или длина армированного элемента. На обоих торцах массива получается примерно 10 см обрезков. Следующей операцией резки является продольная или горизонтальная разрезка массива.
На рамной конструкции продольной резательной машины закреплены вертикально двигающиеся струны продольной резки а также горизонтально двигающаяся декельная режущая струна. С помощью струн продольной резки нарезается необходимая толщина как армированных* так и неармированных деталей из ячеистого бетона. С помощью переставляемой по высоте лекальной режущей струны нарезаются или длина блока или высота стеновых панелей плит покрытия и перекрытия.
При продольной резке слева и справа от массива остаются узкие полоски обрезков толщиной 3—4 см. При горизонтальной резке на массиве остается лежать «горбушка» толщиной 8—10 см. «Горбушка» снимается следующим рабочим проходом с помощью вакуум-щита. Рамная конструкция вакуум-щита двигается при этом по тем же рельсам над разрезанным на изделия заданных размеров массивом что и машина для продольной разрезки массива.
Вакуум-щит по размерам равный верхней открытой поверхности массива опускается до этой поверхности и «горбушка» массива присасывается. Устройство двигается обратно до самой задней позиции и после отключения вытяжного вентилятора сбрасывает «горбушку» в воронку расположенную под вакуум-щитомю. Продольные и поперечные обрезки массива вручную сбрасываются на транспортеры расположенные слева й справа от стола резательной машины. Вместе с «горбушкой» они поступают в установку переработки отходов в виде возвратного шлама. После резки и снятия «горбушки» поднимается вверх решетка опущенная под стол резательной машины тем самым разрезанный массив приподнимается над поверхностью стола.
Другой возможностью при резке является нарезание пазов или гребней на торцевых сторонах блоков или на прилегающих друг к другу сторонах армированных изделий. Нарезание происходит одновременно с ранее описанным процессом продольной резки. В этом случае горизонтальная декельная режущая проволока заменяется профильными ножами с декельной режущей колодкой. Нижняя сторона массива отрезается с помощью пазовых ножей которые вставлены в расположенные под блоком стальные иглы. Эти стальные иглы имеют прямоугольное поперечное сечение и служат прежде всего в качестве нижнего держателя для движущихся вертикально проволок продольной резки. Они закреплены на рамной конструкции продольной машины и поэтому протягиваются в процессе продольной резки под массивом в продольном направлении тем самым одновременно осуществляется процесс продольной резки и процесс нарезания пазов.
Остающиеся при нарезке профилей на верхней стороне блока отходы отсасываются одновременно с «горбушкой». Остающиеся на столе режущей машины обрезки от вырезания пазов на нижней стороне блока выбрасываются в воронку расположенную рядом со столом резательной машины. Все отходы от резки массива снова используются в виде возвратного шлама.
Второй кран с управляемым захватом установленный в этом цеху берет решетку с разрезанным массивом и транспортирует его на специальную автоклавную тележку. На каждую тележку устанавливается два разрезанных массива расположенных друг над другом причем нижняя решетка устанавливается вместе с массивом непосредственно на тележку. Справа и слева от массива в решетке располагаются поддерживающие стойки на них устанавливается вторая решетка с массивом. При диаметре автоклава 28 м на автоклавную тележку устанавливается три разрезанных массива. Тележка транспортируется по рельсам к автоклавам. Специальный кран транспортирует также пустые тележки с мест складирования для установки разрезанных массивов.
Установка для переработки отходов от разрезки массива и «горбушки» состоит из смесительного резервуара для возвратного шлама с мешалкой весов и подающего насоса. Она смонтирована в приямке режущей машины позади вакуум-щита.
Мешалка для перемешивания вначале заполняется необходимым количеством воды для приготовления шлама. Поступающий объем воды контролируется весами которые через контрольное устройство отключают поступление воды при достижении определенного заданного значения.
Затем по вышеуказанному ленточному транспортеру подаются обрезки количество которых контролируются Составляющие шлама постоянно перемешиваются мешалкой. Получаемый таким образом возвратный шлам с помощью подающего насоса направляется в шламбассейны для возвратного шлама и повторно используется при приготовлении ячеистобетонной смеси.
Управление резательными машинами производится с помощью пульта управления.
Автоклавная обработка
Разрезанные и установленные в два или три яруса (диаметр автоклава 2.6 и 2.8) на автоклавной тележке ячеистобетонные массивы направляются в автоклавы (18). В каждый автоклав загружают 5 тележек т. е. 10 или 15 разрезанных массивов. Цикл автоклавной обработки составляет максимально 12 ч так что каждый автоклав может загружаться дважды в сутки. После загрузки автоклава закрывается его крышка и начинается автоклавная обработка массивов.
Следующей рабочей операцией является вакуумирование автоклавного пространства. С помощью вакуумного насоса и соответствующих приспособлений давление в автоклаве уменьшается до 03 бара. После этого начинается процесс подачи пара в автоклав. Свежий пар с необходимым давлением поступает в автоклав через регулирующий вентиль. Запорная арматура остается открытой до достижения в автоклаве требуемого рабочего давления. Это абсолютное давление 10–12 МПа поддерживается по возможности постоянным в течение всего периода запаривания. Система автоклавной обработки синхронизирована таким образом что если в один автоклав подается пар то другой должен быть на спуске пара. При таком режиме работы пар из автоклава в котором закончилась гидротермальная обработка по специальному паропроводу поступает в автоклав в котором поднимается давление пара пока в обоих автоклавах не будет достигнуто примерно одинаковое давление. Пар оставшийся в первом (освобожденном) автоклаве выпускается в атмосферу. Этот так называемый принцип перепуска пара уменьшает количество необходимого острого пара и увеличивает экономичность автоклавной обработки ячеистого бетона. Автоклав открывается после спуска избыточного давления после этого тележки с затвердевшим материалом направляются к месту разгрузки.
На центральном пульте управления задаются параметры автоклавной обработки такие как вакуумирование подача и перепуск пара и выпуск Пара из автоклава.
Давление контролируется и регулируется. Предохранительные устройства автоклава предотвращают превышение допустимого наивысшего давления в автоклавах и не позволяют открыть крышку до тех пор пока в автоклавах присутствует избыточное давление.
Возникающий при процессе автоклавной обработки горячий конденсат подается сначала для охлаждения в теплообменник где используется принцип противохода. Горячая вода используется для отопления здания или подогрева воды в технологических целях а остальная часть конденсата — в качестве воды затворения при приготовлении ячеистобетонной смеси.
После окончания автоклавной обработки открывается крышка автоклава и изделия выгружаются из автоклава электропередаточным мостом (см. рис. 7.7). Автоклавные тележки подают их под разгрузочный мостовой кран Мостовой разгрузочный кран гидравлическим захватом снимает готовые изделия с решеток и подает их на линии упаковки. На линии упаковки и пакетирования производится формирование пакетов и их упаковка в термоусадочную пленку с обвязкой металлической лентой. Решетки после снятия с них всех изделий чистятся и вновь подаются под резательную машину (17) и технологический цикл изготовления изделий продолжается.
Рисунок 11 – Выгрузка массивов из автоклава
Изготовление арматурных каркасов
Гладкая стальная арматура для стеновых панелей плит покрытия и перекрытия перемычек и ступеней лестниц промежуточно складируется в зоне установки для протягивания арматуры. С помощью этой установки проволочная заготовка превращается в проволоку с диаметрами необходимыми для изготовления арматуры и наматывается на катушку. При этом с арматуры удаляются окалина коррозия и другие загрязнения наличие которых снижает качество антикоррозийного покрытия За счет протягивания арматуры через фильеры повышается на 30% предел текучести и предел прочности стали на разрыв.
Работа по созданию арматуры начинается с укладки бухты (катушки) с проволокой на тарелку машины для размотки бухты и правки проволоки. Машина стягивает арматурную проволоку с бухты распрямляет и отрезает арматуру на прутки необходимой длины (11). Заготовки арматуры с помощью крана переносятся на рабочий стол агрегата для сварки каркасов (12). Здесь они укладываются в соответствии с типом каркаса т. е. с количеством продольных стержней в каркасе в устройства транспортировки продольных прутков арматуры. Устройство транспортировки снабжено скобами которые переносят продольные стержни в сварочную плоскость между верхним и нижним сварочными электродами агрегата для сварки каркасов.
Короткий (поперечный) стержень выбрасывается автоматически из магазина который вручную укладывается на продольные стержни. Оба продольный и поперечный стержни соединяются электрической контактной сваркой. После приваривания первого поперечного стержня к нему крепится крючок протягивающего устройства и протягивает продольные стержни в соответствии с требуемым интервалом (шагом) между поперечными стержнями по сварочной плоскости. В результате автоматической сварки продольных и поперечных арматурных стержней образуются плоские каркасы.
Сварочный агрегат снабжен блоком программируемого управления которое обеспечивает необходимые интервалы между стержнями для различных типов каркасов.
Другими полуфабрикатами при изготовлении арматурных каркасов являются распорки которые соединяют два плоских каркаса в объемный каркас. На специальной машине проволока разматывается с бухты выпрямляется разрезается и U-образно сгибается. Две таких U-образных заготовки проволоки накладываются друг на друга и свариваются благодаря чему возникает отверстие которое позже вставляется в металлический стержень для фиксации объемных каркасов.
Из этих полуфабрикатов арматурных каркасов и распорок сваркой образуют объемные арматурные каркасы. Такой каркас состоит из двух плоских каркасов которые фиксируются рядом друг с другом на расстоянии в соответствии с величиной защитного слоя арматуры ячеистобетонного изделия.
Из объемных арматурных каркасов на специальных стендах собираются пакеты арматуры. Металлические стержни покрываются разделительным средством (парафином) которое исключает сцепление с ячеистобетонным сырцом и обеспечивает свободное без разрушения сырца массива извлечение их перед подачей массива на разрезку.
Сборка происходит вручную с помощью арматурных кронштейнов и металлических стержней. Сначала арматурные каркасы переносятся во встраиваемые стенды и ставятся на дно.
Арматурные кронштейны (узкие стальные балки) перекрывающие по ширине форму ставятся над распорками каркасов. Металлические стержни вставляются сверху в отверстия находящиеся в арматурных стержнях. Расстояния между этими отверстиями соответствуют более поздней толщине плит. Таким образом и дальше вставляются арматурные корзины через верхнюю и нижнюю распорки. Благодаря вращению на 90° металлического стержня его плоский эксцентриковый конец держит арматурный пространственный каркас на нижней распорке в необходимой позиции.
Далее собранные арматурные пакеты краном окунаются в бассейн заполненный антикоррозионным средством (13). Бассейн оснащен устройством охлаждения и перемешивания. Температура антикоррозионного средства в бассейне – 20– 25 °С.
После окунания пакет извлекают из бассейна и направляют в сушильную камеру. При температуре + 45+50 °С в течение 15–20 мин происходит сушка антикоррозионного средства.
После сушки пакет арматуры готов к использованию и как описано выше устанавливается в заранее очищенную и смазанную форму (14) которая подается далее под смеситель для заливки ячеистобетонной смеси (15).
Время пребывания арматурного пакета в бассейне составляет 2–5 мин и время стекания на бассейн антикоррозионного средства – 5 мин. При этом при вязкости антикоррозионного средства 70 сек (вискозиметр с соплом 4 мм) обеспечивается толщина покрытия на арматурном стержне 03–04 мм.
Утилизация некондиционной продукции
В процессе изготовления бетона неминуемо возникают дефекты изделий так называемый брак. Чтобы не затрачивать средства для вывоза их на свалку они измельчаются и добавляются до 5% вместо песка в мельницу при производстве песчаного шлама или при получении ремонтного раствора для ячеистобетонных изделий. После измельчения в дробилке материал по транспортеру подается в подготовленный транспортный контейнер- Из этих транспортных контейнеров измельченный бетон подается в сушилку установки – сушильный барабан. После сушки материал просеивается и складируется в два бункера с разной зернистостью. Мелко размолотый ячеистый бетон как уже отмечалось частично используется в процессе производства ячеистого бетона или ремонтного раствора а также для других целей например для туалетов домашних животных корма для птиц утилизации (сбора) агрессивных и горючих сред и других целей.
Арматура из бракованных армированных изделий собирается в контейнеры и отправляется на переплавку на металлургический завод.
Дополнительная обработка мелких блоков и армированных изделий
При строительстве с использованием армированных или неармированных деталей из ячеистого бетона архитекторы часто требуют дополнительной обработки изготовленных при разрезке массива стандартных изделий. Армированные стеновые панели должны быть например уменьшены по длине и ширине или обрезаны для использования в качестве фронтонных плит. Для этого изделия из зоны упаковки доставляются на тележках к установке дополнительной обработки. Армированные стеновые панели плиты покрытия и перекрытия разгружаются с помощью мостового крана и подаются для распиливания или для другой дополнительной обработки. Установка для дополнительного распиливания армированных изделий выполнена в виде продольно и поперечно движущейся мостовой плиты. Изделия укладываются на план-шайбу установки полотно пилы движется по встроенному в установку лазерному лучу указывающему направления распиливания; таким образом производят требуемый распил армированного изделия в том числе и брусковых перемычек.
После замены плиты на дисковую фрезу установка используется для фрезерования поверхностей стеновых плит фрезерования пазов различной ширины и с различными интервалами друг от друга для оформления различных архитектурных поверхностей стен.
В зоне дополнительной обработки изделий производится также высверливание каналов для металлических тяжей что позволяет вести подготовку стеновых панелей для укрупнительной сборки их в крупногабаритные элементы в которые при необходимости уже на заводе могут вставляться оконные и дверные блоки.
На установке с ленточной пилой поворотным столом и дополнительно устанавливаемой план-шайбой производят по окружности распиливание например угловых блоков для зданий а также арочных перемычек из ячеистого бетона которые позволяют подчеркивать архитектурную выразительность зданий.
На специальной фрезерной установке производится изготовление U-образных блоков.
В зоне дополнительной обработки происходит ремонт поврежденных армированных изделий. Повреждения могут возникать например в результате неправильных действий при транспортировке. В большинстве случаев речь идет о повреждении поверхности трещинах или отколах на изделиях из ячеистого бетона которые не оказывают влияния на свойства изделий. Можно проводить ремонт поврежденных мест с по мощью ремонтного раствора в котором обычно легким заполнителем является дробленая ячеистобетонная крошка или же другой легкий заполнитель например перлит.
6. Расчет основного технологического и транспортного оборудования
Технологический расчет линии включает в себя расчет требуемого количества формовочных линий количество постов потребности в основном технологическом оборудовании компоновку оборудования.
Годовая производительность линии:
где Fд. - действительный годовой фонд времени работы оборудования дни;
t - количество рабочих часов в сутки ч.;
V6. - объем бетона приходящийся на базовое изделие м3;
r - ритм работы конвейера (наиболее длительная операция) мин.
Таблица 15 – Характеристика оборудования применяемого при производстве ячеистых блоков
Оборудование для чистки форм
Установка для приготовления эмульсионной смазки
Установка для нанесения смазки
Бетоносмеситель в комплекте с пеногенератором
Резательный комплекс
Манипулятор (захват)
Расчет потребности в технологическом транспорте. К внутреннему цеховому транспорту относят мостовые краны и самоходные тележки для доставки арматуры и комплектующих деталей тележки для вывоза готовой продукции рольганги и другие средства.
В цехе мостовым краном осуществляется отгрузка продукции.
Определяем коэффициент использования крана:
где n – суточная производительность линии шт; Vср – средняя скорость движения крана ммин; tоп – время выполнения операции мин; Фсут – суточный фонд времени мин.
Для вывоза готовых изделий из цеха на склад готовой продукции применяются самоходные тележки.
Таблица 16 – Техническая характеристика самоходной тележки СМЖ-216А
Максимальная длина перевозимых изделий м
Предельная дальность хода м
Скорость передвижения ммин
Мощность электродвигателя кВт
Габаритные размеры м
На один пролет принимаем 1 тележку.
Расчет технико экономических показателей
Таблица 17 – Показатели цеха
Наименование показателя
Расчетная величина показателя
Годовой выпуск изделий тыс. м3
Численность производственных рабочих чел.
Выработка на одного производственного рабочего в год м3
Трудоемкость 1 м3 изделия чел-час
В данном дипломном проекте на тему “Завод по производству ячеистого бетона” проектируется предприятие в соответствии с экологическими аспектами.
Строительство завода планируется в городе Караганда. Это обусловлено наличием сырьевых ресурсов. Необходимые материалы (песок цемент зола-унос) доставляются с местных карьеров и заводов. Наличие трудоспособного населения обеспечит завод рабочим персоналом.
Наибольшее количество газов и взвешенных частиц загрязняющих воздушную среду образуется при транспортировке перемешивании материалов загрузки и разгрузки сырья на складах и в бетоносмесительном цехе горении топлива в котельной конденсации паров в компрессорных.
Эффективными мерами борьбы с гарью являются внедрение ресурсо-сберегательной технологии герметизация оборудования аспирация мест интенсивного пылеобразования вакуумная уборка и гидросмыв поверхностей. Осуществление всего комплекса мер не всегда оказывается возможным. Кроме того нередко пыль выбивается через неплотности аспирационных укрытий возможно также вторичное ее образование. Все это приводит к запыленности воздуха на рабочих местах. Существенную роль в оздоровлении условий труда играет общеобменная приточно-вытяжная вентиляция.
Использование вентиляции в цехах осложняется возможностью сдува осевшей пыли приточными струями. Однако расчеты и выполненные в производственных условиях исследования показывают [24] что это избегается при организации воздухообмена в точном соответствии с действующими нормами [25] а именно: приточный воздух распределяется равномерно по всей рабочей зоне и подается сверху вниз с небольшими скоростями. В результате разбавления свежим воздухом будет снижаться не только запыленность но и концентрация газов а также температура на рабочих местах.
В настоящее время воздухообмен цехов с выделением токсичных веществ а также пыли рассчитывается по одним и тем же формулам [25] справедливым строго говоря лишь для газов избыточного тепла и влаги. Эти формулы не учитывают таких существенных особенностей как осаждение пыли и ее повторное возвращение в воздушную среду цеха в результате вторичного пылеобразования которое неизбежно возникает в результате перемещения людей транспорта вибрации оборудования и так далее.
По мере улучшения герметизации оборудования и аспирации локализованных источников выделения взвешенных частиц роль вторичного (поверхностного) его образования в загрязнении воздушной среды цехов может стать определяющей. Эффективной мерой борьбы с пылением являются вакуумные системы уборки поверхностей [26]. Эти системы внедряются на предприятиях строительных материалов. Тем не менее в ряде случаев вторичное пылеобразование должно учитываться при расчете вентиляции.