Строительные материалы

 
 
 
 
 
 
 

      4 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО  РЕШЕНИЯ

     Железобетонные  изделия изготавливают следующими способами: стендовым, кассетным, поточно  – агрегатным, конвейерным и вибропрокатным.

     При стендовом способе изделия формуют в неподвижных формах (на стенде). Механизмы (бетоноукладчики, вибраторы и др.) поочередно подходят к стенду для выполнения необходимых операций. Этим способом изготовляют, как правило, крупногабаритные изделия (фермы, колонны, балки) на полигонах.

     Кассетный способ – вариант стендового способа, основой которого является формование изделий в стационарно установленных кассетах, состоящих из нескольких вертикальных металлических форм – отсеков. В форму закладывают арматурный каркас и заполняют ее бетонной смесью. Тепловую обработку производят контактным обогревом через стенки форм. После тепловой обработки стенки форм раздвигают и изделия вынимают мостовым краном. Кассетным способом изготавливают плоские изделия (панели перекрытий, стеновые панели и т.п.).

     При поточно – агрегатном способе  формы с изделиями перемещаются от одного технологического агрегата к другому краном, а при конвейерном  они стоят на вагонетках, движущихся по рельсовому пути. При  конвейерном способе тепловлажностную обработку осуществляют непрерывным методом. Конвейерный способ высокопроизводительный, но на каждой нитке конвейера можно выпускать изделие только одного типоразмера.

     При вибропрокатном способе процессы получения  железобетонного изделия происходят на одной установке непрерывного действия – вибропрокатном стане. Вибропрокатный стан – это конвейер из стальной обрезиненной формующей ленты, движущейся вдоль постов укладки арматуры и бетона, виброуплотнения бетона и контактной тепловой обработки. Вибропрокатным способом получают плиты перекрытий, легкобетонные панели наружных стен, перегородочные панели. Этот способ самый производительный, но переход с выпуска одного вида изделий на другой затруднен, так как связан с полной переоснасткой стана.

      На основании выше перечисленных  способов изготовления железобетонных изделий, выбирается кассетный способ, так как он является более выгодным с экономической точки зрения и занимает сравнительно малые производительные площади.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      5 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

     Для изготовления железобетонных блоков и подушек в курсовой работе будут использованы кассетные установки. Технологический процесс включает ряд последовательных операций:

- подготовка кассетных форм к бетонированию; 
- установка каркасов и закладных деталей; 
- укладка и уплотнение бетонной смеси; 
- тепловая обработка и распалубка готовых изделий.

     Подготовка кассет к бетонированию представляет собой профилактическую очистку разделительных стенок и производится после каждой распалубки и извлечения готовых деталей. Тщательную механическую очистку проводят через каждые 20-30 рабочих циклов кассетной установки. В связи с тем, что механическая очистка является длительной и достаточно трудоемкой операцией, то используют специальную технику. С помощью машин со стенок опалубки эффективно удаляется цементный раствор. Химическая очистка форм техническим раствором соляной кислоты производится, как правило,1-2 раза в год. Очищенные поверхности опалубки смазывают эмульсионным составом, который снижает уровень налипания цемента на стенки и улучшает процесс распалубки. Установка каркасов и закладных деталей происходит строго после очистки и смазки форм. Заданное проектом положение каркаса в форме надежно закрепляется с помощью фиксаторов (стальных, пластиковых или бетонных) на арматурных стержнях. Общая подготовка кассетной установки к бетонированию составляет от полтура до двух часов.

     Приготовление бетонных смесей осуществляется следующим образом: для того чтобы смесь лучше укладывалась в ее составе увеличивают количество мелкого заполнителя (до 45-50% от общего количества заполнителей). Портландцемент марки 500 используют в качестве вяжущего. Подачу готовой бетонной смеси к кассетным установкам осуществляются помощью пневмнотранспорта. Для этого применяют пневмоустановки. Из бетоносмесителя смесь выгружается в раздаточный бункер, затем через верхнее загрузочное отверстие поступает в пневмонагнетатель, с помощью сжатого воздуха материал выталкивается в бетоновод. Далее смесь попадает в гасители, которые установлены над кассетами. Там сжатый воздух отделяется от бетонной смеси и выходит через трубку в атмосферу. Бетонная масса под действием силы тяжести устремляется вниз и по резиновому трубопроводу самотеком заполняет отсеки кассетной установки.

      При формовании изделий в кассетных  установках уплотнение бетонной смеси осуществляется благодаря вибрации. С учетом конструкции установки виброуплотнение бетонной смеси может происходить за счет вибрации внутренних разделительных стенок. Тепловая обработка железобетонных изделий в кассетах происходит благодаря контактному обогреву через стенки тепловых отсеков. Данный вид теплообработки имеет особенность, которая заключается в полной изоляции обогреваемого изделия от окружающей среды. Влагообмен между бетоном и теплоносителем исключен. При тепловой обработке в металлоформах кассетной установки за счет пуска пара с температурой около 100 градусов, возможен быстрый подъем температуры в изделиях (85-95 градусов) без обезвоживания бетона, что положительно влияет на его конечную прочность. Длительность тепловой обработки составляет 8-12 часов.

     После ТВО изделие вынимается из кассетной  установки, подвергается контролю, выбраковке и затем складируется.

     Оборудование  используемое в производственном процессе представлено в таблице 4.

Таблица 4 - Сводная ведомость оборудования

 

Окончание таблицы 4

 

     Разработанное техническое производство будет  являться источником загрязнения окружающей среды. Поэтому в КР проведен экологический контроль, представленный в таблице 4.       

     Таблица 5 – Карта экологического контроля

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

     По  санитарной классификации ЖБИ относится  к IV классу опасности. Санитарно – защитная зона 100 м. Однако предприятия этой отрасли являются переработчиком большого объема минерального природного сырья, поэтому в зависимости от масштабов и специфики производства на предприятиях имеются 10-ки и 100-ни источников загрязнения окружающей среды, вибрации различных веществ, пыль цемента, углекислый газ, вторичный водород, диоксид серы.  Также существуют физические факторы, которые оказывают негативное воздействие на организм работающего персонала.

     Основными источниками загрязнения атмосферы  являются:

     - места пересыпания материалов;

     - склады цемента и заполнителя;

     - бетоносмесительный узел;

     - арматурное производство.

     Неорганическая  пыль – основной вид загрязнения  воздушного бассейна. Запыленная атмосфера  плохо пропускает УФ радиацию, обладающую бактерицидными свойствами, препятствует самоочищению атмосферы, нарушает течение  процесса фотосинтеза. Пыль отрицательно влияет на живые организмы, поражая органы дыхания; снижает освещенность помещений, вызывая перерасчет энергии и т.д. Неорганическая пыль нетоксична, но длительное её воздействие на человека может вызвать заболевания. Именно поэтому необходимо контролировать её содержание в рабочей зоне. Для уменьшения концентрации неорганической пыли в атмосфере рабочей зоны предлагается внедрить саморегулирующийся фильтр – циклон для очистки воздуха от пыли [17].

     Схема саморегулирующегося фильтра –  циклон для очистки газов от пыли представлен на рисунке 1. 
 

 

1 – цилиндрический  корпус; 2 – коническое днище:  3 – штуцер;

4 - вращающийся звездообразный фильтр; 5 – лопасти; 6 - подшипниковые узлы; 7, 8 – штуцер; 9 – крышка; 10 – соединительный штуцер.

Рисунок 1 – Схема саморегулирующегося фильтра – циклон для очистки газов от пыли

     Пылегазовый поток по штуцеру , установленному тангенциально к корпусу фильтр-циклона, поступает в аппарат и вращается в нем с некоторой окружной скоростью, воздействуя при этом на лопасти , закрепленные на вершинах, образующих поверхности звездообразного фильтра . За счет кинетической составляющей удельной механической энергии газового потока фильтр начинает вращаться вокруг своей оси в подшипниковых узлах, причем скорость вращения фильтра равна окружной скорости движения запыленного воздуха. Установка в корпусе циклона фильтра уменьшает площадь живого сечения вращающегося пылегазового потока, что делает возможным увеличение его окружной скорости при той же производительности по запыленному газу и приводит к росту центробежной силы, действующей на частицы пыли. Кроме того, вращение фильтра способствует увеличению радиальной составляющей скорости частиц пыли. Частицы пыли, вращаясь вместе с пылегазовым потоком, под действием центробежной силы и радиальной составляющей скорости двигаются одновременно к стенкам корпуса циклона и, достигая ее, спирально за счет сил трения о стенку опускаются вниз в коническую часть  к штуцеру . При выполнении щтуцера для ввода запыленного газового потока по всей высоте цилиндрической части корпуса на ее внутренней поверхности закрепляют изогнутые желобчатые пластины цилиндрической формы, выполненные из материала с низкой адгезионной способностью по отношению к твердой (дисперсной) фазе пылегазового потока (например, фторопласта). Твердые частицы, достигшие стенки корпуса, почти сразу же попадают в желоб пластины и под действием осевой составляющей скорости опускаются по поверхности пластины цилиндрической формы в коническую часть к штуцеру . Под действием избыточного давления на наружной поверхности по отношению к внутренней полости фильтра газовый поток, освобожденный от основной массы твердых частиц пыли, проходит через пористую боковую поверхность звездообразного фильтра и одновременно освобождается от мельчайших частиц пыли, размер которых определяется структурой пористого материала фильтра. Частицы пыли осаждаются на поверхности фильтра и образуют слой осадка, а очищенный газовый поток из внутренней полости фильтра по верхней полой оси и штуцеру выводится из аппарата. С увеличением толщины слоя осадка твердого материала на поверхности вращающегося фильтра увеличивается центробежная сила, действующая на каждый элемент (единичной площади) массы осадка. При достижении некоторого значения она станет больше радиальной составляющей силы давления, действующей по нормали к боковой поверхности звездообразного фильтра (и не совпадающей с направлением действия центробежной силы) и силы трения элемента массы о поверхность фильтра, что приведет к срыву осадка с поверхности фильтра, т. е. ее регенерации. Этот процесс будет происходить непрерывно и осуществляться при меньшей толщине (массе элемента) слоя осадка на боковой поверхности звездообразного фильтра по сравнению с цилиндрической формой поверхности вращающегося фильтра. Процесс отрыва слоя осадка от поверхности фильтра может произойти при еще меньшей его толщине, если поверхность элементов звездообразного фильтра будет иметь форму, в каждой точке которой угол между касательной и радиусом равен углу естественного откоса осаждаемого на этой поверхности материала. Уменьшение толщины слоя осадка ведет к уменьшению гидравлического сопротивления фильтра, и, следовательно, к повышению эффективности работы фильтр-циклона (увеличению производительности и степени очистки, снижению энергозатрат на проведение процесса).