Железобетонные безнапорные трубы

2.6 Транспортирование  бетонной смеси

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

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

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

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

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

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

3. Расчетная часть

3.1 Технологические  расчеты бетоносмесительного цеха

3.1.1 Расчет состава  бетона

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

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

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

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

В/Ц= ,

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

В/Ц= =0,54

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

Рис 5

3. Определяем расход цемента  по формуле:

Ц=В/(В/Ц),

где Ц – расход цемента; В – расход воды.

Ц=178/0,54=330 кг/м³

4. Пустотность щебня составляет:

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

П_щ=1-(1,48/2,6)=0,43

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

5. Определяем расход щебня:

Щ=

Щ= =1273 кг/м³

6. Расход песка:

П=(1000-(Ц/ρ_ц+В+Щ/ρ_щ))ρ_п

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

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

Ц+В+П+Щ=330+178+594+1273=2375 кг/м³

3.1.2 Расчет потребности  расхода сырьевых материалов

Наименование цеха	Количество			Годовой фонд времени (ч)
	Рабочих дней в году	Смен в сутки	Часов в смене
Бетоносмесительный	253	2	8	4048

1. В год необходимо:

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

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

3) Воды=178∙40000=7120000 кг=7120 т

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

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

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

2. Расчет на сутки:

1) Бет.см=142500:253=563 т

2) ПЦ=13200:253=52 т

3) В=7120:253=28 т

4) Щ=50920:253=201 т

5) П=23760:253=94 т

3. На одну смену приходится:

1) Бет.см=563:2=281,5 т

2) ПЦ=52:2=26 т

3) В=28:2=14 т

4) Щ=201:2=100,5 т

5) П=94:2=47 т

4. Расчет на час:

1) Бет.см=281,5:8=35,2 т

2) ПЦ=26:8=3,3 т

3) В=14:8=1,8 т

4) Щ=100,5:8=12,6 т

5) П=47:8=5,9 т

Все полученные данные сводим в таблицу 4

Таблица 4

Сырье и полуфабрикаты	Единица измерения	Потребность
		час	смена	сутки	год
Бетонная смесь	т	35,2	281,5	563	142500
Цемент	т	3,3	26	52	13200
Вода	т	1,8	14	28	7120
Щебень	т	12,6	100,5	201	50920
песок	т	5,9	47	94	23760

3.1.3 Расчет и  проектирование складов заполнителей

Вместимость склада заполнителей определяем по формуле:

V_з=Q_сут∙Т_хр∙1,2∙1,02,

где Q_сут – суточный расход материалов (т); Т_хр – нормативный запас хранения материалов (сут), учитывая, что заполнитель доставляется автотранспортом, выбираем запас 6 суток; 1,2 – коэффициент разрыхленя; 1,02 –коэффициент разрыхления, учитывающий потери при транспортировке.

Для каждого вида заполнителя  вместимость склада рассчитываем отдельно.

V_з(Щ)=201∙6∙1,2∙1,02=1476,1 т

V_з(П)=94∙6∙1,2∙1,02=690,3 т

Тогда общая вместимость  склада: V_з(Щ)+V_з(П)=1476,1+690,3=2166,4 т

Так как производительность данного бетоносмесительного цеха составляет 40000 т, то применяем склады силосного типа.

3.1.4 Расчет и  проектирование склада цемента

Вместимость склада цемента  рассчитывается по формуле:

V= ,

где Q_сут – суточный расход цемента; Т_хр – нормативный запас хранения цемента, учитывая, что цемент доставляется автотранспортом, выбираем запас 6 суток; 0,9 – коэффициент заполнения емкостей

V= =346,7 т

По таблице «Техническая характеристика автоматизированных складов» принимаем:

Количество силосов=6 шт

Расход сжатого воздуха=10,5 м³/мин

Мощность=60,8 кВт

Число рабочих в смену=1, всего=2

3.1.5 Расчет и  проектирование бетоносмесительных  цехов

Определение годовой производительности Q_г (т) бетоносмесителя

Q_г=Q_ч∙Т_см∙N∙Т_ф,

где Q_ч – часовая производительность бетоносмесителя (т); Т_см – время работы в смену (ч); N – количество смен; Т_ф – годовой фонд времени работы оборудования (сут).

По технической характеристике бетоносмесителей выбираем гравитационные бетоносмесители СБ-80: объем готового замеса – 330 л, вместимость по загрузке – 500 л, наибольшая крупность заполнителя  – 70 мм, частота вращения барабана – 18 мин, мощность электродвигателя – 4 кВт, габаритные размеры – 2,55х2,02х2,85 м, масса – 1900 кг.

Часовая производительность Q_ч (т) бетоносмесительной установки:

Q_ч= ,

где V – объем смесительного  барабана (м³); n_з – число замесов в час; К_в – коэффициент использования времени (К_в=0,91); К_н – коэффициент неравномерности выдачи бетонной смеси (К_н=0,8); m – коэффициент выхода бетонной смеси (принимаем m=0,7)

Q_ч= =6,37 т

Q_г=6,37∙8∙2∙253=25785,76 т

Количество бетоносмесителей n_б, необходимое для обеспечения заданной годовой производительности П_г (тыс. т), определяем по формуле:

n_б= = =1,6

Принимаем количество бетоносмесителей 2 шт. Автоматизированные установки  со скиповым подъемником и двумя  смесителями.

Количество отсеков для  щебня - 2, для песка – 2, для цемента  – 2. При этом установленная мощность двигателя - 68 кВт, численность работающих - 4 человека, площадь в плане – 87 м², высота – 12 м.

3.2 Технологические  расчеты формовочного цеха

Годовая производительность П_га агрегатно-поточной технологической линии определяется по формуле:

П_гс=  , где

В_р – расчетное количество рабочих суток в году – 253;

τ – продолжительность  рабочей смены – 8 ч;

h – количество рабочих  смен в сутки – 2;

n – количество одновременно  формуемых изделий, шт.;

V – объем каждого изделия  – 2,4 м³;

Т_ф – максимальная продолжительность ритма работы линии – 15 мин.

П_га= =38861 м³.

Заданная производительность цеха П_г составляет 40 тыс. м³ в год и обеспечивается следующим количеством формовочных постов n_а:

n_а= = =1,03

Принимаем 2 формовочных поста для обеспечения заданной производительности цеха 40000 м³ в год и запасного фонда.

Потребность в формах n_ф для одной технологической линии агрегатно-поточного способа производства определяется по формуле, шт.:

n_ф = 1,05·60· Т _{об ф} /Т_ф

Потребность в формах n_фа для обеспечения заданной производительности П_Г определяется по формуле, шт.:

n_фа = n_ф ∙ n_а, или по формуле:

n_фа = (1,05 ·1000· П_Г • Т_обф)/(V_изд∙В_р∙τ∙h)

где 1,05 - коэффициент, учитывающий  ремонт форм;

П_Г - заданная годовая производительность цеха, 40 тыс. м³;

Т_обф - продолжительность режима оборота формы, ч:

Т_обф=t_тво+t_р+t_а+t_ф+t_з+t_в+t_о,

t_тво - продолжительность режима тепловой обработки (предварительное выдерживание, подъем температуры, изотермический про грев и остывание изделий), 8 ч;

t_р = 0,2 ч - продолжительность распалубки, чистки и смазки формы;

t_а = 0,05 ч - » установки и при необходимости натяжения арматуры;

t_ф = 0,25 ч - продолжительность формования изделий;

t_з - продолжительность загрузки форм в камеру тепловой обработки

и закрытия крышки, ч:

t_з=  +0,1= 1,35 ч,

m - количество форм в  камере тепловой обработки, 5 шт;

t_в = 0,1m - продолжительность выгрузки форм из камеры, '1;

t_о = 0,05 ч - » ожидания формы перед формованием, ч:

V_изд - объем бетона одного изделия, 2,4 м³;

В_р - расчетное количество рабочих суток в году - 253;

τ - продолжительность рабочей  смены - 8 ч;

h - количество рабочих  смен в сутки - 2.

Потребность в формах n_ф одной технологической линии агрегатно-поточного способа, на которой, например, изготавливаются безнапорные трубы объемом 2,4 м³ и длиной 3,2 м составит, шт.:

n_ф =  =32,76

Принимаем 33 формы для  обеспечения производительности одной  технологической линии (формовочного поста).

Для обеспечения заданной производительности Пг, 40 тыс. м³ изделий в год потребуется следующее количество форм, шт.:

n_фа = n_ф ∙ n_а = 32,76 ∙ 1,03 = 33,74

Количество камер тепловой обработки периодического действия (ямных камер) для одной технологической  линии определяется по формуле, шт.:

n_к =  ,

где, τ - продолжительность  рабочей смены - 8 ч;

h - количество рабочих  смен в сутки - 2;

Т_обк - средняя продолжительность оборота камеры, ч:

Т_обк = t_от+ t_р+ t_з+ t_тво

t_от - продолжительность снятия КрЫЦlки - 0,1 ч;

t_p - » разгрузки и очистки камеры - 0,33 ч;

t_з - » загрузки форм в камеру тепловой обработки и закрьrrия крышки, ч;

tз =   + 0,1 ч,

t_тво - продолжительность режима тепловой обработки (предварительное выдерживание, подъем температуры, изотермический про грев и остывание изделий), например, 8 ч;

Т_ф - цикл формования, мин; 15 мин;

m - количество форм в  одной камере, 5 шт.

Потребность в кaмepах тепловой, обработки n_ка для обеспечения заданной производительности П_Г составит, шт.: n_ка = n_к ∙ n_а

Количество камер тепловой обработки для одной технологической  линии составит, шт.:

n_к =   = 5,16.

Принимаем 5 камер тепловой обработки.

Потребность в камерах  тепловой обработки для обеспечения  заданной производительности, например 40 тыс. м³ в год составит, шт.:

n_ка = n_к ∙ n_а = 5,16 ∙ 1,03 = 5,32

Принимаем 6 ямных камер  для обеспечения заданной производительности цеха 40 тыс. м³ в год.

Размеры камеры тепловой обработки (ямной камеры) для агрегатно-поточного  способа производства определяются по следующим формулам длина камеры:

ℓ_к = m_г ∙ ℓ + (m_г +1)∙ ℓ₁

где m_г - количество форм по длине камеры, шт.;

ℓ - длина формы, м;

ℓ₁ - расстояние между формами и стенкой камеры, ℓ₁ = 0,4-0,5 м;

ширина камеры:

b_к = n₁ ∙ b + (n₁ + 1)b₁,

где n₁ - количество изделий по ширине камеры;

b - ширина формы, м;

b₁ - расстояние между формами и стенкой камеры, b₁ = 0,35-0,4 м;

высота (глубина) камеры:

h_г = m(h + h₁) + h₂ + h₃

где m - число форм по высоте камеры, шт.;

h - высота формы, м;

h₁ - расстояние между формами, м; h₁ = 0,2 м.

H3 - » » формой и дном  камеры, м; h₂= 0.15 м;

h₃ - » » верхним изделием и крышкой камеры, м; h₃ = 0,05 м.

Размер ямной камеры, например, для тепловой обработки плит' перекрытий размером 3х6х0,14 м при размере  формы 3,4х6,4х0,35 м и одном изделии, в плане составит: