Процессы и аппараты уплотнения бетонной смеси при производстве ЖБИ

Западно-Казахстанский Аграрно-технический университет

 

 

 

 

 

 

Кафедра "                         "

 

 

 

 

"Процессы и  аппараты уплотнения

бетонной смеси при производстве ЖБИ"

 

 

 

 

Выполнил: студент 3курса

Сулейменов Д.

     Проверил:         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уральск-2015

 

Содержание

 

Введение……………………………………………………………… ....4

1. Основные свойства сырья  и вспомогательных материалов……... ..7

2. Описание и назначение  заданного технологического процесса  и 

обоснование технологической схемы производства………………… .9

2.1 Выбор технологической схемы производства.… …………………9

2.2 Описание и назначение технологического процесса…….…….... .11

2.3 Уплотнение бетонной смеси при производстве ЖБИ…….…….... 13

2.4 Уплотнение бетонной смеси при производстве ЖБИ  при       агрегатно-поточной технологической схеме производства. Виброплощадки………………...... ……………………………………..14

3. Расчет материального  баланса и количества основных

 аппаратов…………………………………………………………….….19

4. Контроль качества…………………………………………………… 22

4.1 Основы контроля…………………………………………………… 22

4.2 Контроль качества ЖБ  изделий…………………………………….23

5. Техника безопасности  и охрана окружающей среды……………....25

Заключение……………………………………………………………. ..27

Список использованных источников…………………………………..28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Железобетонные изделия

Железобетонные изделия (ЖБИ) есть не что иное, как соединение в конструкции бетона и арматуры, изготовленные исключительно на заводах ЖБИ. Изготовление из бетона конструкции на заводах должны соответствовать  ГОСТам и строительным нормам, предъявляющих все новые требования к огнестойкости на объектах. Если сравнить железобетонные изделия с прочими строительными материалами можно выделить ряд важных преимуществ: они долговечны, прочны, не подвержены атмосферным явлениям. Железобетонные изделия обладают высокой несущей способностью, и нет необходимости в дополнительной защите специальными растворами и составами.

Строительство из сборных железобетонных конструкций насчитывают более 100 лет, за это время требования к качеству конечно возросли. Поэтому постоянно проводятся всё новые и новые исследования, благодаря которым появились современные методы расчёта и новые способы изготовления железобетонных изделий. Так железобетонные изделия стали легче благодаря высокой прочности бетона и прочнее при применении стали периодического профиля и сварных каркасов из арматуры, а также предварительно напряжённого армирования.

Ребристые железобетонные плиты производятся в соответствии с ГОСТом 28042-89  "Плиты покрытий железобетонные для зданий предприятий. Технические условия". Применяются железобетонные плиты в промышленном строительстве, точнее, в беспрогонных покрытиях одноэтажных промышленных зданий. Железобетонные плиты используют как доборные элементы в перепадах профиля покрытия, в местах повышенных снеговых отложений у фонарей. Беспрогонная система покрытий в наибольшей степени отвечает требованиям укрупнения элементов, уменьшения числа монтажных единиц и является основной в строительстве одноэтажных промышленных зданий, также, они отличаются простотой в монтаже.

По ГОСТу 28042-89 (1990) " Плиты покрытий железобетонные для зданий предприятий. Технические условия " плиты делятся на следующие типы:

Предварительно напряженные плиты, в свою очередь подразделяют на следующие типы:

1. ПГ - без проемов в полке плиты, с верхней плоской (горизонтальной или двускатной) поверхностью;
2. ПОГ - то же, со сводчатой верхней поверхностью (плиты = оболочки);
3. ПВ - с проемами в полке плиты для пропуска вентиляционных шахт с дефлекторами или зонтами, а также воздуховодов крышных вентиляторов, с верхней плоской (горизонтальной или двускатной) поверхностью;
4. ПОВ - то же, плиты-оболочки;
5. ПФ - с проемами в полке плиты для установки зенитных фонарей, с верхней плоской (горизонтальной или двускатной) поверхностью;
6. ПОФ - то же, плиты-оболочки;
7. ПС - с проемами в полке плиты для установки светоаэрационных фонарей, с верхней плоской (горизонтальной или двускатной) поверхностью;
8. ПОС - то же, плиты-оболочки;
9. ПЛ - с проемами в полке плиты для устройства легкосбрасываемой кровли, с верхней плоской (горизонтальной или двускатной) поверхностью;
10. ПОЛ - то же, плиты-оболочки.

Плиты с ненапрягаемой арматурой, которые изготовляют без проемов в полке и подразделяют на следующие типы:

1. ПР - ребристые;
2. ПП - плоские. [2]

Уплотнение бетонной смеси

Свежеприготовленная смесь обладает рыхлой нестабильной структурой и высокой пористостью, значительным количеством вовлеченного воздуха. В жестких смесях объем его достигает до 40—45%, а в пластичных— до 10-15%. Необходимое условие получения бетона однородной прочности и плотности — уплотнение смеси на стадии формирования. В этот период происходит удаление воздуха и формирование прочной и морозоустойчивой структуры бетона.

Высокоподвижные смеси легко деформируются и заполняют форму под действием силы тяжести. При этом основной объем вовлеченного воздуха поднимается вверх и удаляется. Уплотнение малоподвижных и жестких смесей связано с необходимостью приложить более значительные, чем сила тяжести, нормальные и сдвигающие внешние воздействия. В соответствии с особенностями и реологическими свойствами бетонных смесей при уплотнении реализуют два принципа: удаление излишнего вовлеченного воздуха и избыточной воды из малоподвижных и жестких смесей силовым внешним воздействием и удаление воздуха из высокоподвижных смесей

 

Цель работы: изучить процессы и аппараты уплотнения бетонной смеси при производстве железобетонных изделий, учитывая  при этом технику безопасности и охрану окружающей среды.

Исходя, из цели были поставлены следующие задачи:

1. Проанализировать основные свойства сырья и вспомогательных материалов.
2. Рассмотреть описание и назначения заданного технологического процесса  и обоснование технологической схемы производства.
3. Рассчитать материальный баланс и количество основных аппаратов.
4. Рассмотреть виды контроля и возможность автоматизации производства.

1. Основные свойства сырья и вспомогательных материалов

Бетон - искусственный композиционный материал получаемый в результате затвердевания рационально подобранной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды и наполнителей (песка, щебня или гравия).

На начальной стадии выбирается исходные материалы. На заводах в соответствии с заданным составом производится дозирование путем отвешивания или объемного отмеривания исходных материалов.

 

Цемент и вода являются активными составляющими бетона – в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит. Между цементом и заполнителем не происходит химического взаимодействия, поэтому заполнители часто называют инертными материалами.

Портландцемент - гидравлическое вяжущее в воде или на воздухе; это- порошок серого цвета, получаемый тонким помолом клинкера с добавкой  гипса. Клинкер получают путем равномерного обжига до спекания тщательно дозированной сырьевой смеси,  содержащей около 75- 78 % СаСО3 и 22- 25 % (SiO2 + Al2O3+Fe2O3). При помоле к цементному клинкеру можно добавлять 10- 20% гранулированных доменных шлаков или активных минеральных добавок.

В бетоне применяют крупный и мелкий заполнитель. Крупный заполнитель, подразделяют на гравий и щебень.  Мелким заполнителем в бетоне является естественный или искусственный песок. Заполнители занимают в бетоне до 80% объема и оказывают определенное влияние на свойства бетона, его долговечность и стоимость. Введение в бетон заполнителей позволяет резко сократить расход цемента, улучшают технические свойства бетона. Заполнитель уменьшает усадку бетона, способствуя получению более долговечного материала.

Песок представляет собой рыхлую смесь мелких зерен, образовавшуюся в результате выветривания изверженных или осадочных горных пород. Чаще всего встречаются кварцевые пески с примесью зерен минералов, реже полевошпатные и известняковые. Для бетона наиболее пригоден крупный песок, но содержащий достаточное количество средних и мелких зерен. При такой комбинации зерен объем пустот будет малым, а площадь поверхности зерен - небольшой. Этот оптимальный состав песка соответствует рекомендациям ГОСТ 10268-80. Песок целесообразно применять с шероховатой поверхностью, так как такой песок лучше сцепляется с цементным камнем и способствует повышению прочности бетона. 
Традиционно используемыми для производства щебня являются такие изверженные, глубинные интрузивные и излившиеся горные породы, как гранит, диабаз, габбро, базальт и др., а также осадочные горные породы: известняки, доломиты, песчаники, кварциты, и некоторые виды метаморфических пород, такие как гнейсы, сланцы и мрамор.

Бетон частично защищает металл арматуры от коррозии и воспринимает в этом композите сжимающие напряжения, а арматура – растягивающие усилия: известно, что металл хорошо работает на растяжение, а относительно хрупкий бетонный камень – на сжатие. В качестве арматуры используются металлические (стальные) прутки или пучки проволок. Арматура подразделяется на рабочую и монтажную. Рабочая арматура располагается в нижней части изделий, работающих на изгиб: плит перекрытий, балок, в подошвах фундаментных блоков. Монтажная арматура создает объемный скелет изделия, фиксирует расположение стержней рабочей арматуры, способствует фиксации и закреплению закладных деталей и монтажных петель. Одной из разновидностей железобетона является напряжённый железобетон. За счет применения специальных технологических приемов, в процессе изготовления материалов из напряженного железобетона арматура замоноличивается в бетоне в частично растянутом виде. Армируют железобетонные конструкции стальной арматурой в виде стержней и проволоки. Стержневая арматура может быть горячекатаной, термически упрочненной и упрочненной в холодном состоянии. Арматурные стержни используют гладкого или периодического профилей. Арматурные элементы для различных изделий следует изготовлять с соблюдением установленных технологических правил и нормативов с точностью, соответствующей требованиям ГОСТ 10922-75. [5]

Для армирования плит следует применять арматурную сталь следующих видов и классов:

в качестве напрягаемой арматуры - термомеханически упрочненную стержневую классов Aт-VI, Aт-V, Aт-VCK, Aт-IVC, Aт-IVK по ГОСТ 10884, горячекатаную стержневую классов A-V, A-IV по ГОСТ 5781, арматурные канаты класса К-7 по ГОСТ 13840, высокопрочную проволоку периодического профиля класса Вр-II по ГОСТ 7348 и стержневую класса А-IIIв, изготовляемую из арматурной стали класса A-III по ГОСТ 5781 путем упрочнения вытяжкой с контролем величины напряжения и предельного удлинения;

в качестве ненапрягаемой - стержневую арматурную сталь классов A-III и A-I по ГОСТ 5781; термомеханически упрочненную классов Aт-IVC и Aт-IIIC по ГОСТ 10884 и обыкновенную арматурную проволоку класса Вр-1 по ГОСТ 6727.[910]

Вода для приготовления бетона. Для приготовления бетонной смеси используют водопроводную питьевую, а также любую воду, имеющую водородный показатель pH не менее 4.[3]

2. Описание и  назначение заданного технологического  процесса  и обоснование технологической  схемы производства

 

2.1 Выбор технологической схемы производства

При заводском изготовлении железобетонных изделий широкое распространение нашли три основных способа производства: агрегатно-поточный, конвейерный и стендовый. Разновидностью стендового способа является кассетный.

Агрегатно-поточный способ производства состоит в том, что все выполняемые операции по изготовлению изделия: очистка и смазка форм, укладка арматуры - и бетонной смеси, твердение и распалубка, выполняются на специальных постах, образующих поточную технологическую линию.   Агрегатно-поточный способ организации производства характеризуется возможностью закрепления за одной поточной линией изделий, различных не только по типоразмерам, но и по конструкции.  Основное преимущество поточно-агрегатного способа производства— в универсальности основного технологического оборудования, что позволяет при незначительной затрате средств и времени, связанных с изготовлением лишь новых форм, переходить на выпуск нового вида изделий. Агрегатно-поточная технология отличается большой гибкостью и маневренностью в использовании технологического и транспортного оборудования, в режиме тепловой обработки, что важно при выпуске изделий большой номенклатуры.

Конвейерный способ производства представляет собой более совершенную поточно-агрегатную технологию и позволяет максимально механизировать и автоматизировать основные технологические операции. При этом способе технологическая линия работает по принципу замкнутого пульсирующего конвейера, когда изделие, размещаясь на специальном поддоне, перемещается от поста к посту с определенным интервалом времени, соответствующего наиболее продолжительной операции. При конвейерном способе применяют часто поддоны-вагонетки размером 7,5X5,5 м, позволяющие изготовлять изделия до 7 м длиной и 5 ж шириной. Вагонетки-поддоны, на которых собирается форма, с помощью специального толкателя через определенные промежутки времени (около 15 мин) перемещаются по конвейерной линии для производственных операций: очистки и смазки форм, укладки арматуры и бетонной смеси, уплотнения смеси, тепловлажностной обработки и распалубки. Конвейерный способ производства экономически целесообразен при выпуске однотипных изделий на заводах большой мощности. Конвейерный способ в отношении механизации производства работ имеет преимущества. В то же время высокие капитальные затраты, трудность перехода на выпуск новой номенклатуры и вида продукции, являются существенным недостатком конвейерной технологии.