Проектирование технологической линии по производству железобетонных многопустотных плит пекрытий

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

• в качестве напрягаемой арматуры – термомеханически упрочненную стержневую классов Ат-IV, Ат-V и Ат-VI по ГОСТ 10884 (независимо от свариваемости и повышенной стойкости к коррозионному растрескиванию арматуры), горячекатаную стержневую классов A-IV, А-V и A-VI по ГОСТ 5781, арматурные канаты класса К-7 по ГОСТ 13840, высокопрочную проволоку периодического профиля класса Вр-II по ГОСТ 7348, проволоку класса Вр-600 по ТУ 14-4-1322 и стержневую арматуру класса А-IIIв, изготовленную из арматурной стали класса А-III по ГОСТ 5781, упрочненной вытяжкой с контролем величины напряжения и предельного удлинения;
• в качестве ненапрягаемой арматуры — горячекатаную стержневую периодического профиля классов А-II, А-III и гладкую класса А-I по ГОСТ 5781, проволоку периодического профиля класса Вр-I по ГОСТ 6727 и класса Вр-600 по ТУ 14—4—1322.

В плитах, изготовляемых методами непрерывного безопалубочного формования на длинных стендах, непрерывного армирования, а также с использованием разнотемпературного электротермического натяжения применяют высокопрочную проволочную арматуру по ГОСТ 7348 и канаты по ГОСТ 13840.

Форма и размеры арматурных и закладных изделий и их положение  в плитах должны соответствовать указанным в рабочих чертежах этих плит.

Сварные арматурные и  закладные изделия должны соответствовать требованиям ГОСТ 10922.

Значения напряжений в напрягаемой арматуре, контролируемые по окончании натяжения ее на упоры, должны соответствовать указанным в рабочих чертежах плит.

Значения фактических отклонений напряжений в напрягаемой арматуре не должны превышать предельных, указанных в рабочих чертежах плит.

 

1.5. Требования к изделиям

Плиты должны удовлетворять установленным при проектировании требованиям по прочности, жесткости, трещиностойкости и при испытании их нагружением в случаях, предусмотренных рабочими чертежами, выдерживать контрольные нагрузки.

Плиты должны удовлетворять требованиям ГОСТ 13015.0:

• по показателям фактической прочности бетона (в проектном возрасте, передаточной и отпускной);
• по морозостойкости бетона, а для плит, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивной газообразной среды, — также по водонепроницаемости бетона;
• по средней плотности легкого бетона;
• к маркам сталей для арматурных и закладных изделий, в том числе монтажных петель;
• по отклонениям толщины защитного слоя бетона до арматуры;
• по защите от коррозии.

Плиты, применяемые в качестве несущей части лоджий, должны удовлетворять также дополнительным требованиям ГОСТ 25697.

Плиты следует изготовлять из тяжелого бетона по ГОСТ 26633, конструкционного легкого бетона плотной структуры средней плотности не менее 1400 кг/м³ по ГОСТ 25820 или плотного силикатного бетона средней плотности не менее 1800 кг/м³ по ГОСТ 25214 классов или марок по прочности на сжатие, указанных в рабочих чертежах этих плит.

Усилия обжатия (отпуск натяжения арматуры) передают на бетон после достижения им требуемой передаточной прочности.

Нормируемая передаточная прочность бетона предварительно напряженных плит в зависимости от класса пли марки бетона по прочности на сжатие, вида и класса напрягаемой арматурной стали должна соответствовать указанной в рабочих чертежах этих плит.

Нормируемая отпускная прочность бетона предварительно напряженных плит из тяжелого или легкою бетона для теплого периода года должна быть равна нормируемой передаточной прочности бетона, а плит с ненапрягаемой арматурой — 70% прочности бетона на сжатие, соответствующей его классу или марке. При поставке этих плит в холодный период года или для обеспечения сохранности их при перевозке железнодорожным транспортом в теплый период года (по согласованию между изготовителем и потребителем плит) нормируемая отпускная прочность бетона может быть повышена до 85% прочности бетона на сжатие, соответствующей его классу или марке.

Нормируемая отпускная прочность бетона плит из плотного силикатного бетона должна быть равна 100% прочности бетона на сжатие, соответствующей его классу или марке.

Требования к качеству бетонных поверхностей и внешнему виду плит (в том числе требования к допустимой ширине раскрытия технологических  трещин) — по ГОСТ 13015.0 и ГОСТ 9561.

Качество бетонных поверхностей плит должно удовлетворять требованиям, установленным для категорий:

А3 – нижней (потолочной);

А7 – верхней и боковых.

По согласованию изготовителя с потребителем плит могут быть установлены вместо указанных следующие категории поверхностей:

А2 – нижняя (потолочная), подготовленная под окраску;

А4 – то же, подготовленная под оклейку обоями или декоративную отделку пастообразными составами, и верхняя, подготовленная под покрытие линолеумом;

А6 – нижняя (потолочная), к которой не предъявляют требований по качеству отделки.

В бетоне плит, поставляемых потребителю, трещины не допускаются, за исключением усадочных и других поверхностных технологических трещин шириной не более 0,3 мм на верхней поверхности плит и не более 0,2 мм — на боковых и нижней поверхностях плит.

Обнажение арматуры не допускается, за исключением выпусков арматуры или концов напрягаемой арматуры, которые не должны выступать за торцовые поверхности плит более чем на 10 мм и должны быть защищены слоем цементно-песчаного раствора или битумным лаком.

 

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Технико-экономическое  обоснование и выбор способа  производства изделий

Существуют несколько  способов изготовления изделий на заводах  сборного железобетона:

Конвейерный способ производства. При конвейерном способе производства формы с изделиями перемещаются с принудительным ритмом по всем технологическим постам линии специальными транспортными устройствами.

Конвейерный способ производства дает возможность  максимально автоматизировать технологические операции, достичь высокой эффективности производства благодаря применению принудительного режима перемещения изделий по постам; обеспечить снижение расхода тепловой энергии за счет непрерывного процесса тепловой обработки изделий; эффективно использовать технологическое оборудование, формы и оснастку; обеспечивает значительное повышение производительности труда. Конвейерные линии наиболее эффективны при специализированном серийном выпуске изделий: плит и панелей покрытий, перекрытий, наружных стеновых панелей, панелей цоколя. Конвейерные линии дают возможность изготовлять панели высокой заводской готовности при максимальной механизации процессов формования и отделки на всех постах. Пооперационное расчленение технологического процесса и узкая специализация обеспечивают высокую производительность труда. Непрерывность процессов повышает коэффициент использования оборудования.

Однако конвейерный  способ производства требует значительных капитальных вложений и затрат на обслуживание механизмов и оборудования, не обладает гибкостью технологии при переходе на новую номенклатуру выпускаемой продукции.

Стендовый способ производства. При стендовом способе производства формование изделий производится в стационарных неперемещаемых формах, а оборудование перемещается от одной формы к другой. Особенностью стендового способа производства является то, что все технологические процессы (установка арматурных каркасов, формование, твердение бетона, распалубка, чистка форм и т.д.) выполняются на одном месте. Этот способ требует незначительного объема капитальных затрат, экономичен для изготовления изделий малыми сериями.

К недостаткам  стендового способа относятся: подача материалов ко всем постам; низкая степень механизации работ; непроизводительные затраты времени при выполнении одних и тех же операций на различных постах; подвод энергетических коммуникаций ко всем постам; низкая оборачиваемость оборудования и нерациональное использование производственных площадей.

Кассетный способ производства. При кассетном способе производства изделия формуют и осуществляют тепловлажностную обработку их в неподвижной вертикальной кассетной установке.

Установки отличаются большой компактностью, простотой, надежностью в работе, малым физическим износом при эксплуатации. Съем изделий с 1 м² производственной площади при кассетной технологии на 23 % выше, чем при агрегатно-поточной, и на 10 ... 25 % больше, чем на горизонтальных конвейерных линиях. Изделия имеют гладкие поверхности, четкие ровные ребра, полное соответствие геометрическим размерам.

Однако кассетная технология имеет и недостатки: отсутствует надлежащее уплотнение бетонной смеси в формовочных отсеках, что ведет к применению подвижных бетонных смесей (П = 12 ... 16 см) с большим водосодержанием. Это увеличивает расход цемента, расслаиваемость бетонной смеси, неоднородность прочности бетона по высоте изделия; повышенное водосодержание, недостаточная вибрация приводят к многочисленным порам и раковинам на поверхности изделий, что требует шпатлевки на специальных отделочных комплексах; для стендовой кассетной технологии характерны простои формовочного оборудования в процессе тепловой обработки изделий и большая удельная металлоемкость.

Кассетно-конвейерный  способ производства. Кассетно-конвейерной называют формовочную линию, на которой изделия формуют в вертикальном положении, а опалубку и изделия в процессе производства перемещают с заданным ритмом по технологическим постам.

Организация производства по конвейерной схеме  дает возможность механизировать трудоемкие процессы на вспомогательных постах (комплектации, распалубки, переоснастки щитов) и производить переоснастку и ремонт щитов без остановки работы.

Удаленность постов распалубки, подготовки и комплектации от формовочного поста обеспечивает снижение вредного воздействия шума, вибрации и температуры на обслуживающий персонал. За счет высокой степени механизации технологических операций, насыщенности механизмами, сложности схемы организации кассетно-конвейерные линии целесообразны на заводах большой мощности.

Способ  непрерывного вибропроката. При способе непрерывного вибропроката изделия изготовляют на вибропрокатных станах конструкции Н.Я. Козлова.

Способом  вибропроката изготовляют плоские  железобетонные панели перекрытий, панели внутренних стен, керамзитобетонные панели наружных стен, часторебристые тонкостенные железобетонные скорлупы, используемые для покрытия жилых и производственных зданий, а также ребристые и плоские плиты для городских подземных коллекторов.

Агрегатно-поточный способ производства является наиболее распространенным. Подготовленная форма с помощью мостового крана подается на пост формования, где в нее укладывается бетонная смесь с помощью бетоноукладчиков, затем на этом же посту производится уплотнение бетонной смеси на виброплощадках, заглаживание и отделка поверхности бетона. После этого формы с изделиями поступают в камеры тепловлажностной обработки. Формы и изделия двигаются от поста к посту с произвольным интервалом. Технологические посты не зависят один от другого, ритм работы одного и того же поста может изменяться: 10 ... 16 мин - на посту укладки бетонной смеси и 6 ... 12 ч — на посту тепловой обработки.

В данной курсовой работе будет целесообразно применить агрегатно-поточный способ производства, так как этот способ позволяет использовать различное технологическое оборудование, различные по размерам формы, изготовлять широкую номенклатуру изделий. Агрегатно-поточный способ для мелкосерийного производства является наиболее выгодным. При несложном технологическом оборудовании, небольших производственных площадях и затратах на строительство этот способ дает высокий съем продукции с 1 м² производственной площади цеха. Здесь сочетаются небольшие затраты труда со сравнительно низкими удельными капитальными вложениями. Этот способ позволяет разделить технологические операции по специализированным постам, создать условия для организации четкого пооперационного контроля качества изделий, обеспечивает высокий коэффициент использования оборудования и оборачиваемость форм. Годовая производительность агрегатно-поточной технологической линии определяется номенклатурой выпускаемой продукции, режимом формования изделий и продолжительностью работы формовочного поста.

 

2.2. Разработка  схемы технологического процесса

Технологический процесс производства многопустотных плит перекрытий осуществляется в следующей последовательности:

• после термообработки поддон с изделием краном устанавливается на пост подготовки форм;
• производится обрезка напряженных стерней;
• плита снимается с поддона краном и переноситься на вывозную тележку, где осуществляется отчистка плит от наплывов бетона, маркировка и приемка изделий ОТК;
• поддон очищается от остатков бетона, обрезков арматуры, очищаются упоры, производиться смазка рабочей поверхности поддона и упоров;
• на этом же посту производиться укладка нижних сеток и установка стержней в упоры; стержни предварительно нагреваются на установке УЭС-5;
• подготовленный поддон краном переноситься на пост формования и устанавливается там;
• в рамку заводятся пуансоны, устанавливаются каркасы, петли, верхняя сетка. Производиться укладка подстилающего слоя. Включение вибростола формируется ровный пластичный слой бетона;
• затем производиться дальнейшая укладка, разравнивание и уплотнение бетонной смеси с использованием пригруза;
• после окончания вибрирования выводятся пуансоны, поднимается пригруз, затем поднимается и отводиться рамка;
• производиться отчистка краев формы от подливов бетона. Делают отверстия под петли размером 150…200Х60…80 мм, устанавливают пробки высотой 130 мм;
• поддон с изделием устанавливается в камеру для термовлажностной обработки.