Бетоносмесительное отделение для цеха по производству плит аэродромных и дорожных покрытий производительностью 40 тыс.м3 в год

    Применение  высокопрочного бетона позволяет сократить  сроки строительства, повысить эффективность строительства, стойкость кромок покрытия на швах против скалывания при наезде транспортных средств, увеличить срок службы дорожных и аэродромных цементных покрытий из высокопрочного бетона не только по условиям прочности, но и по морозостойкости[2].

    При использовании химических добавок без ухудшения свойств бетона можно уменьшить до 25% расход цемента, сэкономить в среднем более 18 кг условного топлива, уменьшить 2 – 2,5 раза энергоемкость приготовления бетонной смеси и сократить энергозатраты при формовании изделий на 36 – 42%.

    В широких пределах (от 0,11 до 1,02 кг условного  топлива) изменяется энергоемкость приготовления бетонной смеси.

    При перемешивании бетонной смеси необходимо обеспечить сплошное обволакивание цементным тестом поверхности зерен заполнителя и равномерное распределение раствора в массе крупного заполнителя. В зависимости от вида заполнителей и бетона и характера приготовления применяют различные способы перемешивания составляющих. Перемешивание со свободным падением материалов происходит в медленно вращающихся, чаще всего наклоняющихся смесительных барабанах, на стенках которых изнутри имеются изогнутые лопасти. Перемешивание со свободным падением применяют для подвижных смесей с крупным заполнителем плотных пород. Этот простой и экономичный способ, однако, для жестких бетонных смесей непригоден, так как не обеспечивает достаточной однородности смеси даже при увеличении продолжительности перемешивания. Перемешивание в смесителях принудительного действия осуществляется с помощью вращающихся лопастей, насаженных на горизонтальные или вертикальные валы. В этих случаях перемешивание материалов происходит по более сложным траекториям, что повышает однородность бетона.

    Смесители бывают цикличного и непрерывного действия. К первым относят противоточные лопастные смесители, а ко вторым – одно- и двухвальные смесители. Эффективно применение турбулентных смесителей с неподвижной чашей лопастями, вращающимися на осевом валу, а также смесителей с барабаном, вращающимся на центральном валу, и лопастями, вращающимися в барабане вокруг своих осей [5].

    Модернизация  действующих и разработка новых  БСУ занимается «Тензо-Микс». Многие действующие бетоносмесительные установки  изношены, а требования к производительности и качеству изготавливаемых бетонных смесей значительно возросли. Очевидно, что модернизация действующих БСУ требует значительно меньших средств, чем строительство новых. Она позволяет намного улучшить характеристики установок по сравнению с действующими и, следовательно, повысить качество выпускаемой бетонной смеси, привести ее в соответствие с установленными требованиями; обеспечить соблюдение рецептуры бетонной смеси и технологии производства бетона; увеличить производительность установки и расширить номенклатуру производимых смесей; повысить экономию сырья и энергоресурсов.

    Модернизация  БСУ заключается в основном в  установке новых электронных  весовых дозирующих систем и объединении всех дозаторов в локальную сеть с помощью многофункционального контроллера и компьютера. Уже существующие весовые емкости на БСУ оснащаются новыми автоматическими заслонками и клапанами, шкафами электронного и пневматического управления. Возможно дополнительное оснащение техническими и программными средствами автоматизированного управления в составе новейших АСУ ТП. При необходимости устанавливается новое технологическое, транспортное и аспирационное оборудование — современные бетоносмесители, дозирующие шнеки; монтируются контрольно-измерительные приборы и датчики. Возможна также поставка вибрационного, оборудования для улучшения сыпучести материалов.

    В последнее время становится актуальным контроль загрузки склада цемента. С  этой целью используются различные датчики уровня цемента, а для определения его массы в силосах — электронные весовые устройства ТВЭУ-100 Г. Для защиты от ветровых нагрузок используются антиопрокидывающие устройства в составе узлов встройки тензодатчиков. При модернизации бункеров инертных материалов-заполнителей с ленточными питателями применяются датчики типа С2 со стандартными узлами встройки типа ШС.

    Чтобы минимизировать остановки технологического процесса при замене бункеров, они  устанавливаются на датчики сжатия типа К2 с простейшим узлом встройки.

    ЗАО «ВИК «Тензо-М» разработало и осуществило  серийный выпуск новых мобильных  всесезонных автоматизированных бетоносмесительных установок производительностью 30 м³/ч АБСУ-30 серии «Тензо-Микс» (рисунок 1).

Рисунок 1 – Автоматизированная бетоносмесительная установка АБСУ-30 «Тензо-Микс»

1 –  склад цемента; 2 – бетоносмеситель;3 – блок дозаторов;4 – наклонный конвейер;5 – расходные бункера для инертных материалов заполнителей (песок, щебень);6 – дозатор – конвейер инертных материалов заполнителей (песок, щебень) 

    Конструкция этой современной, построенной по блочно-модульному принципу БСУ обеспечивает ее быстрый и легкий запуск в течение 7 дней, а также надежность работы в автоматическом режиме при круглогодичной эксплуатации.

    Загрузка  цемента производится из цементовоза  в склад вместимостью 120 т. Цемент, вода и добавки поступают в  блок дозаторов и после блока дозаторов — в бетоносмеситель. Заполнители загружаются в расходные бункера погрузчиком, который перемещается по пандусу. Инертные материалы-заполнители подаются из расходных бункеров через заслонки на дозатор-конвейер, который подает материалы на наклонный транспортер, передающий его в смеситель. При необходимости вместо наклонного транспортера может быть установлен скип. После перемешивания инертных материалов, цемента, воды и добавок в бетоносмесителе бетонная смесь выгружается в автобетоносмеситель или автосамосвал.

    Автоматизированная  система управления технологическим  процессом (АСУТП) производства бетона выполнена по принципу встраиваемых систем и изготовлена на базе промышленного контроллера и весовых терминалов собственного производства. Она обеспечивает управление технологическим процессом производства бетона, отображение процесса в реальном времени, учет расхода исходных материалов (цемента, песка, щебня, воды, добавок) и произведенного товарного бетона. В установке предусмотрен контроль потребляемой мощности электродвигателя бетоносмесителя и контроль влажности заполнителей. Эта современная надежная система дозирования и управления технологическим процессом, разработанная нашей компанией, является главной отличительной особенностью автоматизированной установки АБСУ-30 серии «Тензо-Микс» [4].

    Склады  цемента и заполнителей являются необходимой частью заводов сборного железобетона.

    По  конструкции склады цемента могут  быть бункерными, силосными и закромными. Бункерные склады состоят из ряда емкостей круглой, квадратной  или прямоугольной формы в плане. Для заполнения бункеров цементом предусматривают механические и пневматические разгрузчики, а для разгрузки – шнеки и аэрожелоба. Бункерные склады имеют низкий коэффициент использования площадки и малую степень механизации и автоматизации производственных процессов. На современных заводах железобетонных изделий проектируют силосные склады. Силосы цементного склада проектируют металлическими и железобетонными. Последние получили наибольшее распространение, так как долговечны, влагонепроницаемы, огнестойки, и экономичны [5].

    Склады  заполнителей заводов железобетонных  изделий, могут быть различных типов в зависимости от вида транспорта, способа приема, хранения и выдачи заполнителей. Хранение заполнителя на открытых площадках всегда сопровождается его увлажнением, засорением посторонними примесями, а в районах с резкими климатическими условиями – перемешиванием со снегом и смерзанием. Главный недостаток таких складов, а также траншейно-транспортерного и траншейно-скреперного складов является нарушение гранулометрического состава, вследствие чего они не получили широкого распространения. Эти недостатки были устранены в складах полубункерного и силосно-кольцевого типов.

    Эти склады имеют лучшее использование  строительной кубатуры, меньшие удельные капиталовложения, теплопотери и меньший расход топлива на размораживание и подогрев. Склады полностью удовлетворяют условию подачи материала на транспортеры за счет гравитационного истечения и противоточности при подогреве [7]. 

    2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 

    2.1 Номенклатура продукции и исходные данные для проектирования

    Предварительно  напряженные железобетонные плиты  размером 6×2 м, предназначенные для устройства сборных аэродромных покрытий, изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 25912.0. Конструкция плит соответствует  ГОСТ 25912.1, ГОСТ 25912.4 (рисунок2).

    Рисунок 2 – Чертеж плиты ПАГ-14V.

    Марка плиты ПАГ-14V (плита аэродромная гладкая, толщина плиты 14 см, класс напрягаемой  продольной арматуры АтV).

    Плиты ПАГ-14V изготавливаются рабочей поверхностью «вниз». Рабочая поверхность имеет рифление, которое образуют путем применения в качестве днища поддона формы стального листа с ромбическим рифлением по ГОСТ 8568. Лист на поддоне расположен так, чтобы большая диагональ ромба была перпендикулярна к продольной оси плиты. Глубина рифления должна быть не менее 1,5 мм.

    В данном курсовом проекте для изготовления плит принят тяжелый бетон средней  плотности более 2200 до 2500 кг/м³ включительно, удовлетворяющего требованиям ГОСТ 26633. Способ формования изделия – станковое уплотнение, при котором используется вибростол СМЖ-774.

    Класс бетона по прочности на растяжение при изгибе В 3,6. Класс бетона по прочности  на сжатие – В 25.

    Условия твердения изделий – тепловлажностная обработка. Для обеспечения нарастания прочности и исключения возникновения трещин из-за неравномерного прогрева и охлаждения бетона, металлических форм и напрягаемой арматуры, осуществляют медленный подъем температуры после предварительного выдерживания до приобретения бетоном начальной прочности 2-6 кг/см² . Общая продолжительность обработки 11 часов при температуре не более 70 ^оС и влажности не ниже 98 %.

    Отпускная прочность бетона принята равной передаточной прочности, т.е. 70% класса бетона на сжатие и не ниже 70% класса бетона по прочности на растяжение  при изгибе.

    Для бетона плит аэродромных и дорожных покрытий назначена марка бетона по морозостойкости F 200.

    По  удобоукладываемости (П1) применяется  марка бетонной смеси М350.

    Согласно  ГОСТ 26633-91 для плит водоцементное отношение должно быть не более 0,5.

    Таблица 1 – Составы бетонных смесей

    Результаты  технико – экономических расчетов показали, что более целесообразно применять бетонную смесь с пластифицирующей добавкой С-3, так как экономические затраты, энергозатраты  у данного бетона будут наименьшими, так же и расход цемента будет минимальным.