Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Ноября 2014 в 15:38, курсовая работа
Зерттеудің негізгі міндеттері:
• пластификаторлардың бетон араласпасының жылжымалылығына әсерін зерттеу;
• қоспалы бетонның оңтайлы құрамын таңдау;
• қоспалардың бетонның физика-механикалық қасиеттеріне әсерін зерттеу;
• қоспалардың цементтің физика – механикалық қасиеттеріне әсерін зерттеу.
Бұл дипломдық жұмыста жергілікті шикізаттық материалдар негізіндегі ауыр бетондардың негізгі сипаттамаларына пластификациялаушы қоспалардың әсері зерттеліп, қоспалы бетонның оңтайлы құрамы және өндірістің тиімді технологиялары ұсынылады.
Зауыт азаматтық көп қабатты қырлы жабын плиталарын шығарады. Жылдық өндірістік қуаттылығы 40 000 м3/жылына.
Аннотация....................................................................................................... 8
Нормалық сілтемелер..................................................................................... 9
Анықтамалар................................................................................................... 9
Белгілеулер мен қысқартулар........................................................................ 10
Кіріспе............................................................................................................. 11
1. Ғылыми-зерттеу бөлімі............................................................................... 13
1.1 Зерттелетін мәселенің қазіргі күнгі жағдайы........................................... 13
1.2 Шикізаттық материалдар олардың негізгі сипаттамалары және үлгілерді сынау әдістемелері..................................................................................................... 23
1.3 Қоспалардың бетонның негізгі сипаттамаларына әсерін зерттеу.......... 25
1.3.1 Пластификациялаушы қоспалар негізіндегі ауыр бетонның құрамын таңдау және бетон үлгілерін қалыптау............................................................................... 25
1.3.2 Қоспаларың бетон араласпасының жылжымалылығына әсерін зерттеу 29
1.3.3 Қоспалардың бетонның беріктік жинау динамикасына әсерін зерттеу......31
1.3.4 Қоспалардың бетонның сусіңіргіштігі мен жібу коэффициентіне әсерін зерттеу 35
1.3.5 Қоспаларды қолданудың техника-экономикалық тиімділігін зерттеу 37
2. Құрылыс орнын технико-экономикалық негіздеу.................... 39
3. Бұйымның сипаттамасы (номенклатура.................................................... 39
4. Кәсіпорынның жұмыс істеу режимі.................................... 41
5. Өндірістік қуаттылық және өндірістік бағдарлама .................................. 41
6. Технологиялық бөлім (қалыптау цехы................................. 42
6.1. Бұйымды өндіру тәсілін техника-экономикалық негіздеу 42
6.2. Шикізаттық материалдар (техникалық сипаттамалары......................... 45
6.3 Қондырғылар мен құралдар–жабдықтардың техникалық сипаттамалары және олардың жұмыс істеу сипаты......................................................................... 46
6.4. Бұйымды өндірудің технологиялық режимдері..................................... 47
6.4.1.Бетон араласпасын дайындау және жайғастыру.................. 48
6.4.2.Виброөңдеу режимі............................................................ 48
6.4.3.Арматуралау режимдері................................................... 48
6.4.4.Бұйымдағы бетонның қату режимдері....................... 48
6.5. Өндірістік технологиялық есеп-қисаптар.............................. 50
6.5.1. Қалыптау посттарының санын есептеу............................. 50
6.5.2 Қалыптарды дайындау және арматуралау посттарының санын есептеу..................................................................................................... 51
6.5.3 Жылумен өңдеу қондырғыларының санын есептеу......... 51
6.5.4. Бұйымды цехта ұстау постарының санын есептеу................ 52
6.5.5. Қалыптардың қажетті мөлшерін есептеу......................... 52
6.5.6. Крандар санын есептеу...................................................... 53
6.6. Өндірістік қондырғы-жабдықтардың жалпы ведомысы........ 54
6.7. Шикізат материалдар мен жартылай фабрикаттар қажеттілігі. 55
6.8. Энергия қорларының қажетті мөлшерін есептеу..................... 56
6.8.1 Электр энергиясы................................................................ 56
6.8.2 Су қажеттілігін есептеу......................................................... 57
6.9. Жұмыскерлердің саны мен құрамын есеп-қисаптары (өндіріс жұмысшылары, ИТЖ, қызметшілер, кіші қызметші персоналдар... 58
6.10. Өндіріс пен дайын бұйымның сапасын бақылау............................... 58
6.10.1 Бастапқы шикізат сапасын бақылау................................................... 59
6.10.2 Бетон араласпасының сапасын бақылау.............................. 60
6.10.3 Өндірістік процестерді бақылау......................................................... 60
6.10.4 Дайын бұйым сапасын бақылау......................................................... 60
6.10.5 Қауіпсіздік техникасы мен өндірістік санитария............ 61
6.10.6 Өндірістік санитария........................................................ 61
6.11 Цехтың инженерлік-жоспарлау шешімдері.......................... 61
6.11.1 Технологиялық қондырғы-құралдар мен ғимараттарды орналастыру принциптері.................................................................................. 62
6.12. Нақты өнімді өндірудің технологиялық картасы................................. 63
7.Тіршілік қауіпсіздігі..................................................................................... 65
8. Қоршаған ортаны қорғау........................................................................... 79
9. Сәулет құрылыс бөлімі............................................................................... 87
9.1. Өндірістік құрылысқа арналған темірбетон бұйымдарын
өндіретін зауыт............................................................................................... 87
9.2. Технологиялық процестерді суреттеу..................................................... 87
9.3 Көлемдік жобалық шешімдер.................................................................. 87
9.4. Конструкциялық шешімдер..................................................................... 88
10. Экономика бөлімі...................................................................................... 89
10.1. Жобалаған мекеменің сметалық құндылығын есептеу......................... 89
10.2 Бір орташа тізімдегі жұмысшының жұмыс уақытының
балансын есептеу............................................................................................. 90
10.3 Жобаланған кәсіпорынның экономикалық тиімділігі........................... 98
11. Қорытынды............................................................................................... 100
12. Пайдаланған әдебиеттер........................................................................... 101
Бұл дипломдық
жұмыста жергілікті шикізаттық
материалдар негізіндегі ауыр
бетондардың негізгі
Зауыт азаматтық көп қабатты қырлы жабын плиталарын шығарады. Жылдық өндірістік қуаттылығы 40 000 м3/жылына.
1. Ғылыми - зерттеу бөлімі
1.1 Құрылыста қоспалы бетондарды қолданудың бүгінгі жағдайы мен келешегі
Қазіргі кездегі құрылыс индустриясының қарқынды түрде дамуы, бетон технологиясының тиімді жолдарын іздестіруді қажет етеді. Бетонның негізгі физика-механикалық қасиеттері мен сыртқы ортаның түрлі агрессивті факторларына төзімділігін арттырудың тиімді жолдарының бірі химиялық қоспалар негізіндегі бетон технологиясын ендіру болып табылады [1].
Қазіргі кезде бетондар мен құрылыс ерітінділерін алу үшін әсер ету механизмі түрліше болған химиялық қоспалар қолданылады. Химиялық қоспаларды қолдану құрылыс материалдарының маңызды технологиялық параметрлері мен негізгі қасиеттерін реттеуге мүмкіндік беретін әмбебап және арзан әдістеріне жатқызуға болады. Заттың құрамына аздаған мөлшерде химиялық заттарды ендіре отырып әсер ету әдісі металлургия, мұнай өңдеу салаларында ежелден белгілі [2].
Құрылыста қоспалар маңызды роль атқарады. Себебі, құрылыс материалдары, бұйымдары мен конструкцияларының қасиеттері тек қана оның құрамына енген тұтқыр зат, ірі және майда толтырғыштарға ғана тәуелді болып қалмастан, сонымен бірге оларды қалыптастыру жағдайына да тәуелді болады. Тұтқыр заттың гидратациясы, ұстасуы мен қатаю жағдайларына химиялық қоспалармен әсер етуге болады. Қоспалар гидратация үрдісін реттеу арқылы, бетонның қатаюы мен ұстасу мерзімін басқаруға мүмкіндік береді.
Технологиялық классификация, яғни олардың әсер ету механизміне сәйкес барлық химиялық қоспалар төмендегідей жіктеледі[3]:
1.Бетон араласпасының реологиялық қасиетін реттеуші қоспалар.
Бұл қоспалардың өзін:
а) бетон араласпасының пластификациялық қабілетін арттырушы (сульфитті-спиртті барда (CСБ), сульфитті-ашытқы бражка),
ә) бетон араласпасын сұйылтатын (тотықтырылған петралатум,асидол т.б.),
в) бетон араласпасын суды ұстау қабілетін арттыратын (ТЭЦ күлі, жанар тауы күлі, опок, трепель т.б.) қоспалар деп жіктейді.
2. Қатаю мен ұстасу үрдісін реттеуші қоспалар. Бұл қоспалар үрдісті жылдамдатушы және баяулатушы қоспалар болып екіге бөлінеді. Ұстасу үрдісін жылдамдатушыларға сілтілік жер металдарының сульфаты және поташ, төмендетушілерге бор қыщқылы (бура), мырыш оксиді, САБ жатады.
Бетон араласпасының қатаюын да тездетуге немесе баяулатуға болады. Оның біріншісіне кальций хлориді және оның негізіндегі қоспалар, ал екіншісіне натрий сульфаты жатады.
3.Бетон құрылымын реттеуші қоспалар. Бұл қоспалардың өзі бірнеше топқа бөлінеді:
a) бетон араласпасының
құрамындағы судың мөлшерін
б) газтүзушілер (алюминий ұнтағы, сутегінің асқын тотығы, кремнийорганикалық қосылыстар)
в) ауа жинақтаушы қоспалар (мылонафт,тотыққан петролатум)
г) тығыздаушы қоспалар (сазды топырақты цемент, алюминий сульфаты, кальций сульфаты, магний тұздары).
Негізінен алғанда бетонның реологиялық қасиеттерін реттеуші барлық қоспаларды судың шығынын төмендетететін, соған сәйкес бетонның құрылымын тығыздайтын қоспа ретінде қолдануға болады.
4. Коррозияның жылдамдығын реттеуші қоспалар. Арматура коррозиясын баяулатушы қоспа ретінде көп қолданылатын химиялық заттар: (ингибиторлар) натрий нитриті, кальций нитрит-нитраты, кальций хроматы, натрий бензоаты.
5.Толықтырғыштар.
а) гидравликалық белсенді қоспалар (диотомит, туф, трепель, домна шлактары)
б) белсенді емес, негізінен
микротолықтырғыш-сұйылту
6. Бетонның химиялық
а) қышқылға төзімділікті арттыратын (андезит, базальт, диабоз, кварц)
б) бетонның ыстыққа
төзімділігін арттыратын
в) бетонның ыстыққа
төзімділігін арттыратын
7.Бетонға гидрофобтық қасиет беретін қоспалар. (битум, асфальтит, органикалық полимерлер, натрий силикаты. т.б.).
8.Арнайы бетондар үшін қолданылатын қоспалар.
а) оған бұйымның радиациялық
төзімділігін арттыратын
б) бетонның микроорганизмдерге
қарсы тұру қабілетін
г) аязға қарсы қолданылатын қоспалар (кальций хлориді негізіндегі қоспалар т.б.) жатады.
Сонымен бірге бір түрлі химиялық заттардың әр түрлі концентрацияда қолдану түрлі әсер ету эффектін және де әр түрлі химиялық заттардың бір түрлі әсер ету эффектін көрсету мүмкіншілігін атап өту қажет.
Сонымен бірге ғылыми тұрғыдан химиялық қоспаларды жіктеудің әдістемесі де қолданылады. Ғылыми зерттеу тұрғысынан алғанда химиялық қоспалар олардың әсер ету механизміне қарай жіктеледі. Әсер ету механизміне сәйкес қоспалардың төрт класы ажыратылады:
1) тұтқыр заттың ерігіштігін
арттыратын, бірақ онымен химиялық
реакцияға түспейтін қоспалр;
2) тұтқыр заттармен нашар
еритін аз диссоцияланатын
3) кристалданудын дайын орталықтары;
4) тұтқыр заттардың дәндерінде адсорбцияланатын қоспалар.
Химиялық қоспаларды
бетон технологиясында тиімді
қолдану байланыстырғыш
Химиялық қоспалардың әсері тұтқыр заттардың фазалық құрамы мен қасиеттеріне тікелей тәуелді. Сондықтан қоспаларды қолдану кезінде тұтқыр заттың құрамы мен қасиеттерін ескеру қажет[4-8].
Цементті клинкер, шикізаттық қоспаны күйдіру нәтижесінде, бірнеше табиғи минералдар жүйесі түрінде болады. Белгілі бір табиғи минералдардан тұратын гранитпен салыстыру, полиминералдық жүйе ретінде клинкер туралы жалпы түсінік бере алады. Бірақ гранитке қарағанда клинкердің жекелеген бөліктерін қарапайым көзбен ажырату мүмкін емес, өйткені клинкер өте майда түйіршікті кристалдық, сондай-ақ аморфтық фазалардан тұрады.
1.2-кесте
Портландцемент минералдары гидратацияланғанда бөлінетін жылу мөлшері
Минералдардың аттары |
Бөлінген жылудың шамасы | |
Толығымен гидратацияланғанда, Дж/г/ккал/г |
Үш тәулік ішінде, % толық жылу бөлінуінен | |
Үшкальцийлі силикат |
120 (500) |
75-80 |
Екікальцийлі силикат |
60 (250) |
10 шамасында |
Үшкальцийлі алюминат |
200 (840) |
10-нан аз емес |
Төрткальцийлі алюмоферрит |
100 (420) |
20 шамасында |
Айтылған мысалдар белгілі бір салада
пайдалану үшін, цементті таңдауды, клинкердің
минерологиялық және тотық бейнеленген
химиялық құрамымен үштастыру қажет екендігін
көрсетеді. Цементті клинкер минералдарының
сумен байланысына қатысты мәселені қарауымыздан,
құрылыстың түрлі саласы үшін таңдауда,
клинкердің минерологиялық құрамын қалай
ескеру керектігі анағұрлым айқындала
түседі.
Клинкерлік минералдардың сумен әрекеттесуі. Цементті клинкердің минералдары сумен байланысқа түскенде гидратты құрамалар түзеді. Клинкерлік минералдар азды-көпті дәрежеде суда ериді, ал олардың гидратталу өнімі, кальций гидрототығынан басқасы іс жүзінде ерімейді Әйтпегенде, қатқан цемент өзінің беріктігін су ішіп те сақтай алмас еді.
Судың клинкерлік минералдарға әсері кезінде алынатын гидраттық құрамалар, олардың гидролизі мен гидратталуы нәтижесінде түзіледі.
Клинкерде сан жағынан кальцийлі силикаттар басым, олар күшті негіз әлсіз қышқылдан түзілген мұндай тұздар, сулық ерітіндіні гидроксид иондарымен байыта отырып, гидролитті ыдырауға қабілетті.
Иондар арасындағы кез-келген алмасу реакциясы сияқты, гидролиз де орнына келетін процесс, оның тепе-теңдік жалпы иондық алмасу реакциясының тепе-теңдігіне, әсер ететін барлық факторларға байланысты болады. Бұйымды жылу-ылғалды өңдеуде жүретін температураның жоғарылауы кезінде гидролиз дәрежесі де ұлғаяды.
Гидраттауға келсек, ол су молекуласының алынған затпен байланысуына қарайды. Айта кету керек, гидраттауға алынған жинақты қосындылар кешендер көп жағдайда ауыспалы құрамға ие болады. Сондықтан да, төменде құрамалар формулаларында келтірілген, клинкерлік минералдардан түзілген су, шамамен алынған, шартты сипатта болады.
Судың үшкальцийлі силикатқа әсері кезінде оның гидролизінің өнімі гидратталады. Онан соң лайлы гидратты күрделі қосындыларында кешеннің қайта топтасуы жүреді де, осының нәтижесінде лайдан қиындықпен төртсулы қоскальцийлі силикат бөлінеді.
Бұл келтірілген реакция тендігінен төртсулы қоспалы екі гидросиликатпен қатар, еркін кальций гидрототығы да түзілетінін көреміз.
Қоскальцийлі силикаттың
құрамындағы кальций тотығы үшкальцийлі
силикаттағыдан аз болады, яғни оған қарағанда
негізгілігі төмен, сондықтан қоскальцийлі
силикаттың гидролизі іс жүзінде үшкальцийлінің
гидролизіне қарағанда көп мөлшерде гидраттаудың
сыртқы жағдайларына,
мәселен, кальций гидрототығының лайдағы
концентрациясына тәуелді. Бетондар мен
құрылыс лайларын дайындаудың қалыпты
температуралық жағдайында, қоскальцийлі
силикат іс жүзінде гидролиз өнімін түзбейді,
бар
болғаны гидратталады:
Бірақ цемент-құмды бұйымдарды автоклавтық өндеу кезінде, қоскальцийлі силикат еркін кальций гидрототығын бөле отырып, гидролизделеді. Соңғысы құмның құрамындағы кремний қостотығымен кальций гидросиликатын түзіп әрекеттеседі.
Үшкальцийлі алюминатқа келсек, оның гидратталуының келесі реакциялық теңдігі жалпы қабылданған:
Үшкальцийлі алюминат гипс бар жерде сумен тіпті басқаша әрекетке түседі. Бұл мәселені жан-жақты баяндаймыз, өйткені ол келесі себептерге байланысты манызды. Біріншіден, қоссулы гипс клинкерді уату кезінде цементтің беку уақытын реттеу үшін енгізілген қоспа ретінде цементте әрдайым шағын мөлшерде кездеседі. Екіншіден, егер кальций сульфатының сулық ерітіндісі бетонға шайып жатқан судан енетін болса, бетонның сульфаттық коррозиясы пайда болуы мүмкін.
Үшкальцийлі алюминаттың суға қарағанда үлкен реакциялық қабілеттілігі нәтижесінде, гипс қоспасыз цементтің өте жылдам қататындығын айтқан болатынбыз; түзілетін алтысулы үшкальцийлі алюминат цемент қамырына шамадан тыс ерте құрылым түзілісін туғызады. Бұл бетон лайын араластыру, орналастыру және тығыздау операцияларын қиындатады, кейде оған мүмкіндік бермейді.
Реакция гипс енгізу арқылы баяулатылады:
Келтірілген теңдіктен гипстің үшкальцийлі алюминатпен реакцияға түскенінде, құрамында судың 31-32 молекуласы бар эттрингит кристализациясынан кальций гидросульфоалюминаты бөлінетінін көреміз. Бұл құрам қалдықпен ериді. Осылайша, цементті сумен араластырғаннан кейінгі басқа кезең ішінде кальций гидроалюминатының байланысуы жүреді. Тек бірнеше сағаттан соң ғана, яғни лайдағы барлық гипс толық жұмсалған соң кальций гидроалюминаты түзіліп, цемент беки бастайды.
Яғни, гипс қоспасы үшкальцийлі алюминаттың бірқатар мөлшерінің бастапқы кезеңде жаңа дайындалған бетон лайындағы сумен реакцияға түсуіне жол бермей, «Тосқауыл қою» үшін қызмет етеді.
Атап көрсетілгендей, үшкальцийлі алюминаттың сулы ортада, гипс бар жерде әрекетке түсуін қарастыруымыздың екінші себебі, цемент тастың аталған сульфаттық коррозияға ұшырау мүмкіндігі болып табылады.
Өзінің түзілуі барысында көп суды қосып алған кальций гидросульфоалюминаты, бастапқы реагенттер мен суға қарағанда көп орын алып тұрады. Егер қатты гидратталған кешенді тұз (эттрингит) әлі де өзінің иілгіштігін сақтап қалған цемент қамыр ортасында түзілетін болса, аумағының ұлғаюы зиянды зардаптарға соқтырмайды. Бірақ бұл тұздың түзілуі агрессивті ортадағы сульфат-иондар әсерімен қатып қалған цементте, яғни қатқан цемент таста жүретін болса, аумағының ұлғаюы қауіпті, сондықтан бетонның сульфаттық коррозиясы кезінде бетонның бетонсуына, онда жарықшақтар пайда болуына және беріктігін жоғалтуға алып келетін күшті ішкі қысымдар пайда болады[5].
1. Термодинамикалық көзқарас негізінде алғанда минералды тұтқыр заттың гидраттациялануы артық мөлшерде бос энергияға ие болған термодинамикалық тұрақсыз тұтқыр заттың, бос энергиясы төмен, термодинамикалық тұрақты гидраттық жаңатүзілімдерге айналу процесі. Сондықтан гидратация үрдісі өздігінен жүретін үрдіс.
2. Бірақ термодинамикалық көзқарас гидратация үрдісін түсінуге мүмкіндік бермейді. Оны түсіну үшін гидратация үрдісінің қандай кезеңдерден тұратынын және әрбір кезеңнің кинетикасын түсіну қажет.
3. Кинетикалық теория тұрғысынан алғанда гидратация үрдісі бір бірімен кезекті жүретін еру және гидраттар түріндегі соңғы өлшемдердің түзілуінен тұратын 2 сатыдан тұрады.