Цех для производства ребристых плит покрытия производственных зданий

Начало схватывания должно наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее 10 ч от начала затворения.

Удельная поверхность цементов с добавкой доменного гранулированного шлака должна быть не менее 280 м2/кг.

 

Рисунок 1.4 – Плита ребристая

 

В курсовой работе принята марка цемента М-400.

В таблице 1.1 представлен химический состав цемента.

Таблица 1.1 - Химический состав цемента

Наименование компонентов	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	TiO2	MnO	К2O+ Na2O	Cl	п.п.п
Содержание,%	19,64	4,82	4,27	62,33	3,98	2,46	0,23	0,06	0,87	0,04	1,46

 

Минералогический состав цемента:

C3 S - 60,7%;

C2 S - 13,9%;

C3 A - 7,5%;

C4 AF - 13,0%.

Способ доставки: железнодорожный транспорт.

Источник поставки: Магнитогорский цементно-огнеупорный завод ОАО «МЦОЗ».

В качестве крупного заполнителя используется порфиритовый щебень фракции 5 – 10 мм, насыпная плотность – 1170 кг/м3, средняя плотность – 2600 кг/м3, морозостойкость – 300 циклов, марка по прочности  1000 – 1200 кгс/см2, марка по истираемости И-1, содержание зерен лещадной и игловатой формы – 27%, содержание слабых зерен – 5-6%, содержание пылевидных частиц – 1-1,2% .

Источник поставки: ГОП ОАО «ММК».

Способ доставки: железнодорожный транспорт

Контроль качества: ГОСТ 8267-93 [13].

В качестве мелкого заполнителя будет использоваться речной песок Бускульского карьера Берлинского месторождения речной с модулем крупности Мкр= 2,8. Насыпная плотность – 1500 кг/м3, средняя плотность зерен – 2650 кг/м3.

В таблице 1.2 представлен химический состав песка.

 

 

 

Таблица 1.2 - Химический состав, %

SiO2	F2O3	Al2O3	Пылевидные и глинистые частицы
96,3	0,95	1,6	2,0

 

Источник поставки: ОАО «ММК».

Способ доставки: железнодорожный транспорт.

Контроль качества: ГОСТ 8736-93 [14].

Вода для затворения бетонной смеси при изготовлении напряженных железобетонных конструкций должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732-79 [15].

Содержание в воде органических поверхностно-активных веществ, сахаров или фенолов, каждого, не должно быть более 10 мг/л. Вода не должна содержать пленки нефтепродуктов, жиров, масел. Содержание в воде растворимых солей, ионов SO4-2, Cl -1 и взвешенных частиц не должно превышать величин, указанных в таблице 1.3

Таблица 1.3 - Содержание примесей в воде

 

Максимальное допустимое содержание, мг/л
растворимых солей	Ионов SO -2 4	Ионов Cl -1	Взвешенных частиц
2000	600	350	200

         Для армирования плит следует применять высокопрочную арматурную сталь. В нижней зоне используют семипроволочные арматурные канаты класса К7 диаметром 9 мм по ГОСТ 13840-68 [27].

В верхней зоне высокопрочную проволоку периодического профиля класса Вр-II по ГОСТ 7348-81 [6].

Высокопрочная арматурная проволока Вр — II  (на поверхности не должно быть раковин, трещин, ржавчины, расслоений).

Стандартный диаметр прядей 9,0 мм, предел текучести –1550 МН/м2 , предел прочности – 1760 МН/м2 [6].

Источник поставки: ОАО «ММК - МЕТИЗ» г. Магнитогорск.

Способ доставки: железнодорожный транспорт.

В курсовой работе используется высокоэффективная добавка SikaPaver HC-1, улучшающая уплотнение жестких и сверхжестких бетонных смесей. Данная добавка была специально разработана для использования в смесях с низким содержанием цемента и с низким влагосодержанием при необходимости получения высокой прочности бетона. Расход добавки составляет 0,2-0,5% от массы цемента [29].

В качестве смазки для форм используется эмульсол ВК - 1.

Эмульсол ВК-1 - маслосодержащая жидкость, предназначенная для смазывания металлических форм в производстве железобетонных изделий и конструкций. Хорошо смазывает металлические поверхности и удерживается на горизонтальных и вертикальных поверхностях, обеспечивая легкость распалубки и чистую без загрязнений поверхность бетонных изделий. Не токсична, не имеет неприятного запаха.

В таблице 1.4 представлены основные характеристики ВК-1.

Так как устойчивость эмульсий невысокая - 3-5 часов, поэтому применять эмульсол рекомендуется в чистом виде - не разбавляя его водой.

Источник поставки: ООО «Эмульсия» г. Челябинск.

Способ доставки: автотранспорт в кубовых пластмассовых цистернах.

Контроль качества: ТУ 0258-003-53855500 [18].

 

 Таблица 1.4 - Основные характеристики эмульсола ВК - 1

Параметр	Значение
1 Внешний вид	Маслянистая жидкость темно-коричневого цвета
2 Условная вязкость
- при 20°С	18 - 47
- при 0°С	38-125
3 Температура вспышки не ниже, °С	190
4 Устойчивость прямой водной  эмульсии в течение 3-х часов  не ниже, %	80

 

Цемент, заполнители, добавки, применяемые при приготовлении бетонной смеси, необходимо подавать в бетоносмесительный узел в условиях, обеспечивающих сохранность их качества. В зимнее время заполнители, вода и растворы добавок должны быть соответствующим образом подготовлены и иметь температуру от 5 до 70 °С.

Дозирование цемента, заполнителей, воды и добавок должно производиться специальными дозаторами. Точность дозирования материалов должна соответствовать ГОСТ 7473 [9].

Перемешивание осуществляется в смесителях принудительного действия с помощью вращающихся лопастей, насаженных на горизонтальные смесительные валы в корытообразном корпусе или вертикальные валы в цилиндрическом чашеобразном корпусе. В этих случаях перемешивание материалов происходит по более сложным траекториям, что повышает однородность бетона.

Загрузку работающего смесителя материалами следует производить в такой последовательности: крупный заполнитель, песок, цемент, добавки, вода. Раствор химических добавок следует вводить вместе с водой затворения или после перемешивания всех материалов.

Приготовление бетонной смеси в смесителях принудительного действия в течение 7-8 мин. по следующему режиму: засыпка и перемешивание сухих материалов 1-2 мин., постепенное добавление воды при непрекращающемся перемешивании сухих материалов 3 мин., перемешивание смеси и ее выгрузка 3 мин [20].

Транспортирование бетонной смеси от смесителя к месту укладки следует осуществлять автоматической самоходной бадьей, обеспечивающие сохранность ее свойств и исключающие ее расслоение и потери. Время от выгрузки бетонной смеси из смесителя до формования изделий должно быть не более - 45 мин. Поданная к месту укладки бетонная смесь должна иметь требуемую жесткость. Жесткость бетонной смеси в данном дипломном проекте при изготовлении многопустотных плит перекрытия  принимается 10 с. (марка по жесткости Ж2). Уплотнение бетонной смеси согласно принятой жесткости и технологии производства, осуществляется с помощью быстро вращающихся пуансонов.

Режимы тепловой обработки следует назначать путем установления оптимальной длительности и температурно-влажностных параметров отдельных его периодов: предварительного выдерживания, подъема температуры, изотермического прогрева и остывания с использованием, как правило, систем автоматического управления параметрами. Максимальная температура изотермического прогрева изделий из тяжелого бетона не должна превышать 80 - 85°С при применении портландцемента. Предварительное выдерживание не менее 1ч. Скорость подъема температуры, не более 35°С/ч. Скорость остывания среды в камерах в период снижения температуры изделий из тяжелого бетона после изотермического прогрева, как правило, должна быть не более 30 °С/ч. При выгрузке изделий из камер температурный перепад между поверхностью изделий и температурой окружающей среды на должен превышать 40 °С. Режим ТВО для предварительно напряженных изделий исходя из ОНТП – 07 – 85, принимаем подъем температуры до 800 С, время подъема 7 часов, время изотермической выдержки 6,5 часов, время охлаждения 1,5 часа [13].

График термовлажностной обработки изделий представлен на рисунке 1.6.

 

Рисунок 1.6 – График ТВО

 

Рисунок 1.7- - Технологическая схема производства

Рисунок 1.8 - Компоновка оборудования. Рабочие места: I – Пост формования; II – Площадка для выдержки изделий; III – Площадка для распалубки; IV – Площадка для отделки и складирования; V – Пост подготовки форм; VI – Пост армирования; VII – Площадка для складирования и подготовки арматурных изделий. Машины и механизмы: 1 – Раздаточная тележка; 2 – Виброплощадка; 3 – Бетоноукладчик; 4 – Камера ТВО; 5 – Тележка для вывоза готового изделия на склад; 6 – Мостовой кран (2шт.).

В соответствии с выбранными режимами, параметрами приготовления сырьевой смеси и выбранными материалами составим таблицу 1.5.

 

Таблица 1.5 - Принятые виды материалов и режимы обработки

 

Наименование	Класс бетона
	В30
Группа изделий	Ребристые плиты
Вид и марка цемента	М400
Вид и плотность (кг/мЗ) бетонной смеси	БСГТ В50, Ж 2 ГОСТ 7473-94рб.см =2400 кг/мЗ
Наименьшая толщина изделия, мм	40
Расстояние между стержнями арматуры, мм	30
Способ и длительность (с) смешивания смеси	Принудительное перемешивание, 480
Наибольшая крупность заполнителя, мм	10
Способ, параметры и режимы уплотнения	Уплотнение сдвигом, экструдер
Распалубочная прочность бетона, %	80
Способ и режимы ускорения твердения бетона	ТО 15ч (7+6,5+1,5)

 

Технологическая схема производства представлена на рисунке 1.7.

Компоновка оборудования представлена на рисунке 1.8.

 

Проектирование состава сырьевой смеси

 

Для производства ребристых железобетонных плит перекрытия используется следующий состав.

Исходные данные:

Жесткость бетонной смеси – 10 сек;

Класс бетона – В30;

Марка цемента – М 400.

Определение предварительного состава бетона от активности цемента, цементно-водного отношения, качества используемых материалов и зависимости подвижности бетонной смеси от расхода воды [27], используем формулу (1.1):

при Ц/В ≤ 2,5          Rб=АRц(Ц/В- 0,5);     (1.1)

1. Определение цементно-водное  отношение для обычного бетона  по формуле (1.2):

            ;      (1.2)

где Rб- прочность бетона через 28 суток, МПа;

       Rц - активность цемента, МПа;

      А -  коэффициент, учитывающий качество заполнителей (рядовые).

Проверим допустимость В/Цр  по условиям работы. В/Цтреб=0,5 по ГОСТ 26633-91 [11]. соответствует полученному цементно-водному отношению.

2. Определение расхода воды в  зависимости от требуемой жесткости  бетонной смеси, вида и наибольшей  крупности заполнителя по рис  1.7. [20].

Для принятой жесткой бетонной смеси 20-10 с и наибольшей крупности щебня 10 мм, расход воды равен 180 л/м3. Но при использовании песка с модулем крупности Мкр=2,8 расход воды увеличивается на 5 л, в результате принимаем В = 185 л/м3.

3. Определение расхода цемента  по формуле (1.3)

      Ц=В·Ц/В=185·1,83=338,55 кг/м3;     (1.3)

Проверим условие нерасслаиваемости. Согласно приложения Г (6) минимальный расход цемента для армированных преднапряженных изделий Цмин=270 кг/м3

Проверим соответствие (типовым) элементным нормам расхода цемента (СНИП 82-02-95). Цр<Цтен. Цтен=338,55∙1,1=372,41>270.

4. Определяем расход добавки  по формуле (1.4)

Д=0,0035*Ц=0,0035*338,55 =1,18 кг/м3;    (1.4)

5. Определение объема цементного  теста вычисляется по формуле (1.5)

VЦТ= Ц/ρц +В= 338,55 /3,1+185=294,21 л/м3;   (1.5)

6. Расход щебня рассчитывается  по формуле (1.6)

Щ= ;      (1.6)

где - пустотность щебня (в долях единицы) определяется по формуле (1.7)

=1- / =1-1,17/2,6=0,55;     (1.7)

        - коэффициент раздвижки зерен щебня;

       - насыпная плотность щебня, кг/м3;

       - истинная плотность щебня, кг/м3.

Коэффициент раздвижки = 1,41 соответствующий подвижной бетонной смеси с объемом цементного теста VЦТ=294,21 л/м3.

Щ= кг/м3;

7. Расход песка вычисляется по  формуле (1.8)

                 П= ;    (1.8)

где , , - истинная плотность соответственно цемента, воды, песка, кг/м3.

П= кг/м3.

8. Плотность бетонной смеси определяют  из выражения (1.9)

кг/м3. (1.9)

 Сводный расчет состава бетона  на 1 м3 представлен в таблице 1.6.

Таблица 1.6 - Сводная таблица состава бетона на 1 м3

Класс бетона	Цемент, кг	Песок, кг	Щебень, кг	Добавка	Вода, л
	М400	Мк = 2,8 мм	D= 5-10 мм	м, кг
В30	338,55	897,27	954,71	1,18	185