Содержание
Введение
1. Обоснование технологии производства
2. Обоснование способа тепловой обработки
3. Расчет ограждающих конструкций установки
4. Определение основных габаритов установки
5. Теплотехнический расчет
6. Циклограмма работы оборудования
7. Гидравлический расчет
8. Использование теплоты вторичных теплоносителей
9. Мероприятия по охране труда и окружающей среды
Список использованной литературы
Введение
В целях сокращения сроков распалубки железобетонных конструкций и сдачи их под нагрузку строители всегда стремились ускорить твердение бетона. Этот вопрос приобрел особую актуальность при изготовлении бетонных и железобетонных изделий в заводских условиях, так как предприятия заинтересованы в максимальном использовании производственных площадей и в сокращении сроков изготовления изделий.
На заводах ЖБИ нашли широкое распространение следующие виды тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий; пропаривание в камерах периодического или непрерывного действия при нормальном атмосферном давлении и температуре 60-100°С; запаривание в автоклавах при температуре насыщенного водяного пара 175-190°С и давлении 0,9-1,3 МПа; нагрев в закрытых формах с контактной передачей тепла бетону от различных теплоносителей через ограждающие поверхности форм; электропрогрев бетона; прогрев в электромагнитном поле, а также с использованием солнечной энергии.
Тепловая обработка бетонных и железобетонных изделий является одним из наиболее длительных и ответственных процессов в технологии их производства. Сущность ее состоит в том, что при повышении температуры до 80-100°С скорость реакции гидратации вяжущих веществ увеличивается.
Тепловая обработка бетонных и железобетонных изделий проводится до достижения распалубочной, отпускной, а для предварительно напряженных изделий передаточной прочности.
Под распалубочной прочностью подразумевается необходимая прочность бетона, по достижению которой возможны выемка изделия из формы без повреждений и безопасное транспортирование к месту хранения.
Отпускная прочность бетона согласно ГОСТ 13015 должна быть не менее: 50% для изделий из бетона классов B15 и выше; 70% для изделий из бетона классов В12,5 и ниже; 100% для изделий из бетонов автоклавного твердения.
Для предварительно напряженных изделий достигают передаточной прочности бетона, которая необходима к моменту передачи на него усилий предварительного натяжения.
Так как железобетонные изделия разнообразны по своим размерам, составу, свойствам, способам формования, требованиям к виду и качеству поверхности, применяются различные установки тепловой обработки. Эти установки отличаются по принципу действия - периодические и непрерывные.
К установкам периодического действия относятся ямные камеры, автоклавы, кассетные установки и кассетные формы. К установкам непрерывного действия относятся туннельные, щелевые, вертикальные камеры, камеры прокатных станов.
В качестве теплоносителя широкое распространение получили пар и паровоздушная смесь, а также подогретый и увлажненный воздух.
При применении в качестве источника теплоты электроэнергии нагрев изделия осуществляют при непосредственном прохождении электрического тока через бетон или при помощи различных нагревателей и излучателей.
Ямные камеры периодического действия - полностью или частично заглублены в пол или напольные. Основными элементами являются стенки, пол с канализацией для стока, крышки с гидравлическим затвором и система паропроводов с запорной и регулировочной арматурой для подачи пара в камеру.
Камеры работают по определенному циклу, в течение которого изделия предварительно проходят все три этапа тепловой обработки - разогрев, изотермический прогрев и охлаждение.
Тепловую обработку в автоклавах применяют для производства бетонных изделий на основе известково-кремнеземистых вяжущих, цементно-песчаных, смешанных вяжущих с использованием отходов промышленности (золы и шлаки ТЭС, доменные шлаки, горелые породы и т.д.), также изделий из ячеистых бетонов.
Особенность твердения в автоклавах заключается в том, что при давлении насыщенного пара равном 0.9-1.3 МПа вода сохраняется в жидкой фазе при температуре 175-190°С, благодаря чему создаются благоприятные условия процесса твердения бетона.
При тепловой обработке железобетонных изделий в кассетных установках прогрев бетона осуществляется контактно-кондуктивным способом путем подачи теплоносителя (пара, горячей воды, разогретого масла и др.) в тепловые отсеки (в бортах и поддоне форм, в стендах, в кассетных установках) или размещения в этих отсеках электронагревателей. При тепловой обработке изделий в кассетных установках с использованием в качестве теплоносителя пара необходимо периодически удалять из тепловых отсеков конденсат, накопление которого приводит к нарушению заданного режима тепловой обработки.
Туннельные камеры непрерывного действия это горизонтальные туннели, в которых по рельсовому пути передвигаются вагонетки с изделиями. Загружают и выгружают вагонетки с изделиями с помощью портальных подъемников и снижателей. Туннельные камеры выполняют, как правило, многоярусными (от 1 до 6 ярусов). Теплоносителем может быть пар, а также паровоздушная смесь, подогреваемая в калориферах. Камеры имеют три зоны: подъема температуры, изотермического прогрева и охлаждения. Зоны отделены одна от другой тепловыми воздушными завесами. Туннельные камеры применяют главным образом при конвейерном способе производства. Торцовые сечения камеры должны быть предохранены как от выбивания горячей паровоздушной смеси из верха камеры в цех, так и от засасывания холодного воздуха из цеха в нижнюю часть камеры, помимо воздушных завес, снабжаются гибкими шторами.
Щелевые камеры имеют несколько иную форму, их высота в 4-6 раз меньше ширины. Они оборудованы системами пароснабжения и электронагревателями. Эффективность этих камер обусловлена меньшими потерями тепла.
В вертикальных камерах изделия в формах-вагонетках специальными подъемниками сначала перемещают вверх через различные зоны тепловой обработки, затем опускают вниз и выгружают из камеры. В вертикальных камерах используют естественное расслоение пара и воздуха по высоте. В верхней части, где находится пар, температура поддерживается около 100°С. Нижняя часть камеры, заполненная паровоздушной средой, температура которой при опускании изделий снижается до 30-350С. Вертикальные камеры, по сравнению с многоярусными туннельными, имеют в 5-6 раз меньший объем, более низкий расход пара (100-120 кг/м3).
1. Обоснование технологии производства
Бетонные и железобетонные изделия и конструкции изготовляют на специальных заводах или полигонах. Технологический процесс складывается из следующих последовательно выполняемых операций: приготовления бетонной смеси, изготовления арматуры и арматурных каркасов, армирования железобетонных изделий, формования, тепловлажностной обработки и декоративной отделкой лицевой поверхности изделий. Панели наружных стен в зависимости от конструкций могут подвергаться дополнительной операции - укладке в панель теплоизоляционного материала при сборке отдельных скорлуп или формовании изделий.
Организация выполнения этих основных технологических операций и их техническое оформление в современной технологии сборного железобетона осуществляются по трем принципиальным схемам, причем ведущим признаком служит способ формования изделий. По методам формования различают также и предприятия, например завод «кассетный», конвейерный или с поточно-агрегатной технологией. При выборе технологии производства следует учитывать возможность получения наилучшего управления структурообразованием бетонной смеси.
По способу и организации процесса формования могут быть выделены три схемы производства железобетонных изделий.
1. Изготовление изделий в неперемещаемых формах. Все технологические операции - от подготовки форм до распалубки готовых отвердевших изделий - осуществляются на одном месте. К этому способу относятся формование изделий на плоских стендах или в матрицах, формование изделий в кассетах.
2. Изготовление изделий в перемещаемых формах. Отдельные технологические операции формования или отдельный комплекс их осуществляются на специализированных постах. Форма, а затем изделие вместе с формой перемещаются от поста к посту по мере выполнения отдельных операций.
В зависимости от степени расчлененности общего технологического комплекса формования изделий по отдельным постам различают конвейерный, имеющий наибольшую расчлененность, и поточно-агрегатный способы. Последний отличается тем, что ряд операций (укладка арматуры и бетонной смеси, уплотнение смеси, а в некоторых случаях и ряд других) выполняется на одном посту. При конвейерном способе большинство операций формования проводят на определенном посту; они составляют технологическую линию.
3. Непрерывное формование, возникшее сравнительно недавно, но весьма зарекомендовавшее себя как способ, отличающийся наиболее высокой производительностью труда, минимальной металлоемкостью и не сравнимо высоким объемом продукции на единицу производственной площади предприятия. Способ непрерывного формования изделий осуществляется на вибропрокатном стане.
Согласно заданию для курсового проектирования требуется разработать режим тепловлажностной обработки железобетонных перегородок.
Обладая большой прочностью, огнестойкостью и влагоустойчивостью, железобетонные перегородки имеют весьма широкую область применения; в железобетонных каркасных зданиях они могут быть несущим элементом каркаса, в каменных зданиях - могут служить местным брандмауэром, в жилых домах - пригодны для изолирования ванных, душевых и других сырых помещений.
В качестве местных брандмауэров и ограждений высокой прочности могут применяться перегородки толщиной в 80 мм с одиночной арматурой. Дверной проём в такой перегородке ограждается рамой из железного уголка (75*50*4 мм), который связывается с арматурой перегородки; к уголку привинчивается деревянная дверная коробка. Опалубка для этой перегородки может ставиться только с одной стороны. После бетонирования обе описанные перегородки оштукатуриваются сложным раствором.
Толщина перегородок, назначаемых для ванных и уборных, может быть уменьшена до 50 мм. В них к основному каркасу из 8-10-миллиметровых стержней с большими клетками размером 40-50 см привязывается сетка, на которую с двух сторон наносится штукатурный намет раствором 1:4 без всякой опалубки.
В данном курсовом проекте способом производства перегородок будет конвейерный способ производства.
Конвейерный способ характеризуется следующими признаками: максимальное расчленение технологического процесса на операции, выполняемые на отдельных рабочих постах; перемещение форм и изделий от поста к посту с регламентированным ритмом. Изделия в процессе обработки передаются конвейерным устройством пульсирующего действия, автоматически при этом создаются условия более полной синхронизации.
Конвейерный метод организации производства характеризуется принудительным ритмом, т.е. перемещение формуемых изделий осуществляется в строгой последовательности через одни и те же формовочные посты, с определенной заданной скоростью передвижения. Это требует в качестве важнейшего условия комплексную механизацию операции с применением автоматического технологического оборудования. Обычно для межоперационного транспорта применяют механизированные транспортные средства линейного типа - тележечные конвейеры, состоящие из определенного числа поддонов-тележек, которые перемещаются тяговой цепью по рельсовым путям.
Параллельно линии формования, но обычно в обратном направлении, осуществляется термовлажностная обработка изделий. В зависимости от вида устройства для тепловой обработки изделий конвейерные линии выполняют с камерами многоярусного, щелевого и ямного типов, а также с пакетирующими устройствами для бескамерной тепловой обработки изделий в термоформах. Линии также могут различаться в зависимости от формовочного оборудования. Как правило, каждая конвейерная линия специализируется на выпуске одного вида изделия.
Конвейерный метод производства железобетонных изделий позволяет добиться комплексной механизации и автоматизации технологических процессов изготовления изделий, значительного повышения производительности труда и увеличения выпуска готовой продукции при наиболее полном и эффективном использовании технологического оборудования. Применение этого метода рационально при массовом выпуске изделий по ограниченной номенклатуре с минимальным числом типоразмеров.
Конвейерным способом изготавливают, главным образом, стеновые панели. Технологическая линия для изготовления стеновых панелей состоит из постов очистки, смазки формы, установки арматурных изделий, формования изделий, вибрирования, поста предварительного выдерживания и непосредственно тепловой установки, где изделие подвергается тепловой обработке.
Согласно условию курсового проекта ритм производства составляет 20 минут.
Зададимся размерами выпускаемого изделия в соответствии с действующими нормами. В соответствии с СТБ 2173-2011 «Панели стеновые внутренние бетонные и железобетонные для зданий» примем следующие размеры: длина ширина толщина
С помощью тепловой обработки индустриальных изделий сборного железобетона продуктами сгорания природного газа можно в 4-6 раз уменьшить расход технологического топлива, снизить себестоимость изделий, улучшить их качество, а также условия труда рабочих и условия эксплуатации оборудования.