Обоснование способа производства

Введение

Тепловлажностная обработка — наиболее эффективный способ ускорения твердения бетона. Она является важнейшей технологической операцией при производстве сборных железобетонных изделий. Из различных видов тепловлажностной обработки (пропаривание, автоклавное твердение, контактный обогрев, электропрогрев) основное место занимает пропаривание при атмосферном давлении. Пропаривание осуществляют в камерах периодического или непре­рывного действия. Периодические камеры различают ямного и туннельного типов. Последние применяют при производ­стве мелкоразмерных изделий, устанавливаемых на вагонетках.

Пропаривание изделий обычно ведут до получения не менее 50...70% проектной марочной прочности бетона. На современных заводах сборных железобетонных конструкций длительность пропаривания в температурном диапазоне до 100°С составляет в боль­шинстве случаев 8... 15 ч. Интенсивное твердение бетона при сокра­щенном режиме пропаривания может быть обеспечено за счет при­менения быстротвердеющих высокопрочных портландцементов, жестких смесей с малым водосодержанием и низким В/Ц, а также ускорителей твердения.

Полный цикл тепловлажностной обработки складывается из че­тырех периодов: предварительного выдерживания до пропаривания, подъема температуры в камере, изотермического прогрева, охлаж­дения изделий.

Предварительное выдерживание изделий до пропаривания способствует образованию структуры бетона в условиях отсутствия температурных деформаций и миграции влаги, что положительно отражается на прочности и стойкости готовых изделий. Оптимальное время предварительного выдерживания колеблется от 2 до 10 ч и соответствует началу схватывания бетона, при котором он при­обретает прочность около 0,3...0,5 МПа. Достаточное предварительное выдерживание особенно важно для изделий, подвергаемых затем ускоренному нагреву в камере, а также содержащих добавки ПАВ, замедляющие рост структурной прочности. При подъеме температуры в бетоне протекают как конструктивные, так и деструктивные процессы. Первые заключаются в ускоре­нии процессов гидратации цемента, а вторые — в температурном расширении бетона, которое достигает 3...6 мм/м и вызывает пони­жение его плотности и стойкости. Одним из основных факторов, вызывающих деструкцию бетона в процессе тепловлажностной об­работки, является воздух, растворенный в воде затворения, адсор­бированный на поверхностях твердых частичек и захваченный в процессе приготовления бетонной смеси. При тепловлажностной об­работке воздух переходит в свободное состояние с коэффициентом термического расширения в 200...300 раз больше, чем у твердых компонентов бетона. К числу деструктивных факторов относятся также температурный градиент между наружными и внутренними слоями бетона в период прогрева, частичное испарение воды, мигра­ция влаги к центру изделия.

Характеристика изготавливаемых плит дорожных ПД 2-9,5:

Плиты изготавливаются из бетона класса С_25/30 (F75,D2600).

Общая толщина плиты 180 мм.

В качестве гибких связей используются металлические стержни Ø 12

S500 специальной конструкции, имеющие антикоррозийную защиту.

Плиты дорожные должны отвечать требования ГОСТ 12544-92[1], рабочим чертежам изделия серии 3.503.1-91 и иметь заводскую готовность согласно утвержденному эталону.

Нормируемая отпускная прочность бетонных плит в процентах от класса прочности на сжатие:

70% - в теплый период года;

85% - в холодный период года.

В бетоне не должно быть трещин, за исключением местных поверхностных усадочных и других технологических трещин шириной раскрытия не более 0,2 мм.

Арматурная сталь в плитах должна соответствовать классам: S400, S500, S500 Вр-1,S240.

Для армирования железобетонных конструкций применяют стержневую арматурную сталь.

Открытые поверхности стальных закладных элементов: анкерные выпуски, монтажные петли, закладные детали должны быть очищены от наплывов бетона и раствора.

Фактурная поверхность изделия должна соответствовать утвержденному эталону. Участок верхней и боковых торцевых граней плит, предназначенных для образования зон водо- и воздухоизоляционных стыков между плитами, должен быть покрыт грунтовочными составами.

Значения отклонений геометрических размеров не должны превышать: по длине и высоте панели - 5мм; по толщине - 5мм; размеры проемов - 5мм; для закладных элементов - 10мм. Отклонение фактической массы от номинальной не должно превышать 11%.

Маркировка плит - по ГОСТ 13015.2-81[7]. Маркировочные надписи и знаки следует наносить на наружной поверхности плит. [2]

Обоснование способа производства

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

Весьма эффективной технологией производства плит дорожных является агрегатно-поточная технология, представленная в данном курсовом проекте.

Стендовая технология предусматривает изготовление изделий стационарно, т.е. технологическое оборудование при изготовлении изделий, материалы и рабочие звенья перемещают от одной стендовой формы к другой, поэтому стендовый способ производства отличается длительностью технологического процесса, неподвижное размещение стендовых форм требует больших производственных площадей. Всё это приводит к высоким трудовым затратам при выпуске конструкций. Организация стендового производства не обеспечивает повышенного уровня механизации и автоматизации технологических процессов. Стендовый способ является малопроизводительным и используется на предприятиях низкой и средней мощности или полигонах.

При конвейерном способе весь технологический процесс разбивается на отдельные элементы, операции, которые выполняются одновременно, независимо друг от друга на отдельных постах. При конвейерном способе формы перемещают от поста к посту специальными транспортными устройствами. Каждый пост линии обслуживается закреплённым за ним звеном. Однако, конвейерный способ требует больших капитальных затрат и вложений на обслуживание механизмов, транспортного и технологического оборудования; не обладает гибкостью технологической линии, требует значительных расходов на переналадку оборудования при выпуске другого вида продукции. Поэтому проектировать конвейерную линию не рационально и не целесообразно.

Для производства плит дорожных принимается типовая схема агрегатно-поточной технологии. Эта схема обладает гибкостью, поддоны от поста к посту перемещаются при помощи мостового крана и грузоподъёмного устройства. Изделия изготавливаются способом немедленной распалубки, что позволяет использовать поддоны и съёмную бортоснастку, что приводит к снижению металлоёмкости производства. Способ немедленной распалубки повышает оборачиваемость установок для формования плит, производительность, сократит длительность технологического процесса и приведёт к экономии электрической энергии. При данном способе производства обеспечивается чёткая организация технологического процесса.

Агрегатно-поточный способ изготовления конструкций характеризуется расчленением технологического процесса на отдельные операции или их группы; выполнением нескольких разнотипных операций на универсальных агрегатах; наличием свободного ритма в потоке; перемещением изделия от поста к посту; формы и изделия переходят от поста к посту с произвольным интервалом, зависящим от длительности операции на данном рабочем месте, которая может колебаться от нескольких минут (например, смазка форм) до нескольких часов (пост твердения отформованных изделий).

Агрегатно-поточный способ отличается также тем, что формы и изделия останавливаются не на всех постах поточной линии, а лишь на тех, которые необходимы для данного случая. Агрегатно-поточный способ организации производства характеризуется возможностью закрепления за одной поточной линией изделий, различных не только по типоразмерам, но и по конструкции. Эта возможность создается наличием на поточной линии универсального оборудования.

Межоперационная передача изделий на таких линиях осуществляется подъемно-транспортными и транспортными средствами. Для ускоренного твердения бетона при агрегатно-поточном способе обычно применяются камеры периодического или непрерывного действия.

Небольшой объем каждой секции камеры позволяет затрачивать минимум времени на загрузку и выгрузку изделий, а большое число таких секций создает условия для непрерывной подачи отформованного изделия в камеру твердения.

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.

В состав технологической линии входят: формовочный агрегат с бетоноукладчиком; установка для заготовки и электрического нагрева или механического натяжения арматуры; формоукладчик; камеры твердения; участки распалубки, остывания изделий, их доводки или отделки, технического контроля; пост чистки и смазки форм; площадки под текущий запас арматуры, закладных деталей, утеплителя, складирования резервных форм, их оснастки и текущего ремонта; стенд для испытания готовых изделий.

Достоинство поточно-агрегатного способа – более гибкая и маневренная технология в отношении использования технологического оборудования, возможность изготовления широкой номенклатуры изделий с меньшими капитальными затратами по сравнению с конвейерной технологией. Помимо этого поточно-агрегатная технология, основанная на применении передвижных агрегатов, позволяет формовать изделия за несколько проходов, что гарантирует высокое качество изделий сложной конфигурации и многослойных (стеновых панелей, кровли) и позволяет производить замену устаревшего оборудования без значительной переделки линии. Агрегатно-поточная технология особенно целесообразна при изготовлении различных по геометрической конфигурации элементов.

Учитывая все вышеизложенные особенности, при разработке формовочного цеха заданной производительности целесообразно применение агрегатно-поточной технологии.