Характеристика виробу

ВСТУП

Бетон можливо вважати одним з стародавніх будівельних матеріалів. Із нього побудовані галереї єгипетського лабіринту (3600 років до н.е.). бетонні роботи виконували також карфагеняни (Аргоський акведук, виконаний із бетону на вапняному в’яжучому і мармуровому щебені). В Мексиці знайдені бетонні фундаменти давно щезнувшої культури. Значна частина Великої китайської стіни (ІІІ століття до н.е.) також виконана із бетону.

Римляни вперше застосували бетон у ІІ століття до н.е. у підводних спорудженнях при будівництві молу із бетонних масивів в порту Калікула поблизу Неаполя, а також при будівництві храму Пантеона (початок н.е.), який був увінчаний бетонним куполом діаметром 42,7 м.

В середні віки бетон застосовувався обмежено, спочатку його використовували для будівництва масивних стін та устрію фундаментів, але до ХV століття використання його повністю призупинили, і навіть способи його приготування та укладки поступово позабулися.

Друге народження цього матеріалу відноситься до початку ХІХ століття. Воно пов’язане з появленням нових гідравлічних в’яжучих – гідравлічного вапна, романцементу і особливо портландцементу. Портландцемент був отриманий англічанином Джозефом Аспдіним у 1824 році. Це дата відрахунку нової ери у історії бетону. Майже в цей час цемент був получений Єгором Челієвим (Росія), але він не запатентував свій винахід.

У 1836 році у Франції з’являється перший твір про бетон, написаний Годвіним – “Природа і властивості бетону і їх використання у будівництві до теперішнього часу”.

У 1885 році з’являються перші залізобетонні конструкції. У 1891 році професор Інституту інженерів шляхів сполучення (Петербург) М.О. Белелюбський поставив широкі експерименти з залізобетонними конструкціями.

У 1895 році опубліковані перші досліди з технології бетону професором Військово-інженерної академії І.Г. Малюгою, в яких були показані залежність міцності і щільності бетону від ступеня ущільнення трамбуванням, кількості води затворювання і складу розчину.

У 1896 році німець М.Кенен запропонував перший метод розрахунку залізобетонних конструкцій.

У 1908 році Міністерством шляхів сполучення затверджені “Технічні умови для залізобетонних споруд”, які у 1911 році були замінені новими технічними умовами з додатком “Норм для розрахунку міцності залізобетонних споруд”. Це перші норми і правила розрахунку ЗБК, виробництва робіт і контролю якості бетону.

Важливий вклад в розвиток науки про бетон зробили Д.А. Абрамс (США), М.М. Бєляєв (Росія).

У 1928 році Е.Фрейсине (Франція) виготовив перші попередньонапружені конструкції, а в 1951р. він же подав ідею вібрування бетонної суміші.

На початку 60 років ХХ століття отримав розвиток спосіб електротермічного напруження арматури. В історично короткі терміни бетон і залізобетон зайняли провідне становище у сучасному капітальному будівництві. В теперішній час у світі щорічно випускається біля 2 млрд.м³ бетону і залізобетону.

На початок 90 років ХХ століття виробнича продуктивність заводів ЗБК в Україні складала 35 млн.м³. Але економічна криза наприкінці ХХ ст. – на початку ХХІ ст. призвела до різкого зменшення випуску бетону і залізобетону. Зараз в Україні випускається 4,5 млн.м³ збірного залізобетону. Більшість підприємств працює не на повну потужність, біля 50% заводів припинили своє існування.

У теперішній час стає необхідність не будувати нові підприємства з випуску залізобетону, а реконструювати і модернізувати ті заводи, які працюють.

Україна має достатню сировинну базу для розвитку виробництва ЗБК. На території України працюють 15 цементних заводів (3 з них у Донецькій області), 15 заводів з випуску керамзитового гравію, 2 заводи з випуску шлакової пемзи (Маріуполь, Кривий Ріг). Майже в кожній області є кар’єри з добування піска та інших будівельних матеріалів.

Арматуру випускають на металургійних заводах у містах: Дніпропетровськ, Кривий Ріг, Запоріжжя, Дніпродзержинськ, Керч, Алчевськ, Єнакієве, Макіївка, Донецьк, Маріуполь.

Основними напрямками розвитку збірного залізобетону в нашій країні є:

- зменшення ваги будівель і споруд за рахунок збільшення випуску конструкцій з легкого та ніздрюватого бетону;

- підвищення ступеню заводської готовності виробів і конструкцій за рахунок збільшення випуску об’ємно-блочних конструкцій;

- економія цементу (збільшення марки цементу, використання хімічних добавок) та сталі (використання арматури високих класів, використання стеклопластикової арматури);

- вдосконалення заводської технології.

Промисловість збірного залізобетону України – це досить могутня, технічно озброєна галузь будівельної індустрії, яка поставляє будівництву 20% матеріальних ресурсів.

Виробництво збірного залізобетону України базується в основному на потоково-агрегатних технологічних лініях, які випускають 55-58% усіх виробів, обсяг конвеєрних ліній не перевищує 15%, стендове виробництво становить 27-30%.

Останнім часом розширилося використання високомеханізованих та автоматизованих технологічних ліній другого покоління. Це касетно-конвеєрні лінії; стендові лінії безопалубкового формування.

На сучасному етапі і в осяжному майбутньому бетон і залізобетон у нашій країні і за кордоном залишатися найважливішими конструктивними матеріалами для будівництва. Затрати праці та енергії на монтаж металевих і збірних залізобетонних конструкцій приблизно однакові, але трудові та енергетичні затрати на виробництво 1м³ збірного залізобетону значно нижче за витрати на еквівалентну кількість металевих конструкцій і становлять: за трудовими затратами 75%, за витратами умовного палива 50%, за витратами електричної енергії 40%, за капіталовкладеннями 67%.

На сучасному етапі, у зв’язку зі зниженням попиту на випуск залізобетонних конструкцій, на кожному заводі є вільні виробничі потужності.

Тому доцільно не будувати нові підприємства, а здійснювати реконструкцію та технічне переозброєння існуючих підприємств.

В процесі технічного переозброєння здійснюється комплекс заходів, які направлені на підвищення до сучасних вимог технічного рівня окремих цехів або ділянок виробництва, агрегатів, установ, в наслідок чого здійснюється впровадження нової техніки і технології, механізація і автоматизація виробничих процесів, модернізація та заміна застарілого обладнання новим – більшої продуктивності. Проводиться виявлення і усунення вузьких місць, покращення організації і структури виробництва та загально-заводського господарства, забезпечення приросту продукції, покращення її якості, підвищення продуктивності праці, покращення умов і організації праці та технічних показників роботи підприємства.

На підставі цього у дипломному проекті розглядається питання реконструкції діючого у складі заводу формувального цеху з випуску дорожніх плит покрить на плити аеродромних покрить при реконструкціі аеропорту.

1 ЗАГАЛЬНИЙ РОЗДІЛ

1.1 Вибір і характеристика району будівництва

(На прикладі м. Запоріжжя)

Запоріжжя –обласний та районний центр. Розташований у Північно-Західній частині області, в нижній течії Дніпра, де його річище розділене о.Хортиця на два рукави – Старе і Нове. Площа 330,0 км². населення 891 тисяча мешканців. Поділяється на 6 міських районів (Жовтневий, Заводський, Комунарський, Ленінський, Орджонікідзевський, Шевченківський).

Запоріжжя – багатогалузевий промисловий вузол, у якому розвинуті електроенергетика, машинобудування, чорна та кольорова металургія, хімічна та нафтохімічна галузі, а також легка і харчова промисловість. Значне місце в промисловому комплексі посідає харчова та легка (швейне та взуттєве об’єднання) промисловості.

Запоріжжя – значний науковий центр. В місті розташовано університет, машинобудівний, медичний та індустріальний інститути, 13 вищих навчальних закладів І та ІІ рівнів акредитації, 24 професійно-технічних училищ.

Серед навчально-дослідницьких і проектних установ – проектно-дослідний інститут “Укрземпроект”.

Кліматичні показники:

Температура зовнішнього повітря:

- середня за рік – 8,8 ⁰С;

- абсолютна min - - 34 ⁰С;

- абсолютна max - + 41 ⁰С.

Глибина промерзання грунту – 85см.

Повторюваність та швидкість вітрів

Таблиця №2

Наймену-вання пунктів	Повторюваність вітру по направленням і повторюваність штилів в % ____________________________________________________________ середня швидкість вітру в м/сек.
січень	липень
Пн	ПнСх	Сх	ПдСх	Пд	ПдЗ	З	ПнЗ	штиль	Пн	ПнСх	Сх	ПдСх	Пд	ПдЗ	З	ПнЗ	штиль
Запоріжжя
4,1	4,8	5,4	5,0	3,8	3,6	3,5	4,0	3,6	3,5	3,5	3,3	2,7	2,8	3,0	3,8

Умовні позначення:

січневе направлення вітрів

- - - - - - липневе направлення вітрів

Мал. 1. Роза вітрів.

сировинні матеріали:

Крупний заповнювач. Івано-Анновське родовище граніту розташоване у селищі Івано-Анновка в 4 км на північний захід від залізничної станції Лежіно. Корисні копалини – граніт сірий середньозернистий. Граніт придатний для виробництва бутового каменя і щебеню. Крупний заповнювач доставляється на завод залізничним транспортом у вагонах – хоперах.

Дрібний заповнювач. Миколаївське родовище піску розташоване на околиці с.Миколаївка. корисна копалина – пісок кварцовий дрібнозернистий. Пісок придатний для виробництва силікатної цегли та бетону. Дрібний заповнювач доставляється на завод залізничним транспортом у вагонах – хоперах.

Арматура на проектує мий завод доставляється з комбінату “Запоріжсталь” залізничним транспортом на платформах.

Цемент доставляється на проектуємий завод залізничним транспортом у вагонах-цистернах з Криворізького цементного заводу.

Добавка «Релаксол – Темп 1» доставляється з Запоріжжя залізничним транспортом у вагонах-цистернах, або у кубоконтейнерах.

Завод має електрозабезпечення електроенергію з “Дніпрогесу”.

Висновок: зважаючи на те, що в даному економічному районі є джерела сировинних матеріалів, завод з випуску арматури, енергетичні і трудові ресурси, а продукція, що випускається, буде користуватися попитом, реконструкція заводу з випуску плит аеродромних покрить - економічно доцільна.

2 ОРГАНІЗАЦІЙНО-ТЕХНІЧНИЙ РОЗДІЛ

2.1 Номенклатура продукції

У формувальному цеху після реконструкції передбачається випуск основного виробу – плит аеродромних покрить ПАГ-14А800 та товарів народного споживання – плит тротуарних ПТ-5 з утилізуємих відходів бетонної суміші.

Мал.2 Ескіз виробу ПАГ-14А800 Мал.3 Ескіз ТНС ПТ-5

Таблиця №3

Найменування виробу	Марка виробу	Марка (клас) бетону	Обсяг бетону, м^3	Витрата сталі, кг	Маса виробу, т	Примітки
Плита аеродромних покрить	ПАГ-14А800	М350 (В25)	1,68	140,7	4,2
Плита тротуарна	ПТ-5	М350	0,0125	1,5	0,032

Технічні вимоги до виробу

(відповідно ГОСТ 29912.0-83)

1. Плити повинні виготовлятися у формах, що задовільняють вимогам ГОСТ 25781-83 і забезпечують додержання установлених дійсним стандартом вимог до якості і точності виготовляємих плит.
2. Плити слід виготовляти з важкого бетону по міцності В25.
3. Морозостійкість бетону плит повинна відповідати марці бетону з морозостійкості при розрахунковй температурі повітря найбільш холодного місяця (згідно СНіП 2.01.01-82):
- до мінус 5⁰С – F100;
- нижче мінус 5⁰С до мінус 15⁰С – F150;
- нижче мінус 15⁰С – F200.
4. Плити слід виготовляти з бетону з В/Ц ≤ 0,45.
5. Крупність зерен крупного заповнювача – не більше 20мм.
6. Напружена арматура повинна застосовуватися у вигляді цілих стержнів.
7. Температура нагріву напруженої арматури при електротермічному способі напруження не повинна перебільшувати 450⁰С.
8. Значення напруження в напруженій поздовжній арматурі для класу А800 повинно бути 635 МПа.
9. Нормуєма передаточна міцність бетону складає 70% класу по міцності на стиснення.
10. Кінці напруженої арматури не повинні виступати за торцьові поверхні плит більше, ніж на 3мм.
11. Робоча поверхня повинна мати чіткий малюнок рифлення без околів граней канавок. Глибина рифа – не менше 1,5мм.

2.2 Аналіз діючої технологічної лінії

(На прикладі цеху з випуску плит дорожніх покрить)

У діючому цеху заводу здійснюється випуск плит дорожніх покрить 1ДПШ13-30 по агрегатно-потоковій технології. Бетонна суміш доставляється у формувальний цех з БЗВ по бетоновозній естакаді у самохідному бункері СМЖ-2В. Передбачена 1 лінія доставки бетонної суміші. Виготовлення плит дорожніх покрить здійснюється у двохмісній металевій формі. У цеху передбачено 1 формувальний пост, обладнаний бетонороздавачем типу 5671/АМ та віброплощадкою з круговими коливаннями типу 10-22С. Цикл формування t_ф = 20 хвилин. Теплова обробка здійснюється у звичайних ямних камерах. Тривалість ТВО – 15 годин. Кількість камер-8. Цех обладнаний 2 мостовими кранами. Транспортне обладнання – 2 самохідних возика: для завозу арматурних виробів та вивезення готової продукції. Змащення форм здійснюється відходами машинних масел.

У цеху передбачені площі для зберігання арматурних виробів, армування, формування, ТВО, розпалубки і підготовки форм, витримки виробів, ремонту та зберігання форм.

Продуктивність цеху Р_рік = 9000 м³; загальна чисельність працівників 30 робітників; виробка на 1 працюючого в рік – 300 м³, з’єм продукції з 1 м² виробничої площі – 3,5 м³.

Основними недоліками діючої технологічної лінії є:

1. Використання для доставки від БЗВ до формувального посту та укладки у форму бетонороздавача, що збільшує витрати ручної праці.

2. Віброплощадка з круговими коливаннями не дозволяє у короткий термін отримати щільну бетонну суміш, все це збільшує тривалість циклу формування.

3. Використання звичайних ямних камер ТВО, а це призводить до нераціонального використання площі цеху і збільшення парку форм.

4. Використання відходів машинних масел у якості мастила не дозволяє досягти зменшення адгезії між формою та виробом.

У зв’язку з цим випуск плит дорожніх покрить у діючому цеху стає економічно недоцільним і збитковим, крім того для реконструкції аеропорту у м. Запоріжжя стає потреба у виготовленні плит аеродромних покрить.

На підставі цього постає необхідність в технічному переозброєнні цеху. Для цього:

- передбачається випуск плит аеродромних покрить ПАГ-14А800;

- в цеху обладнується другий формувальний пост;

- змінюємо обладнання формувального поста: замість вібромайданчика з круговими коливаннями установлюємо 2 майданчика з віброударним режимом ущільнення, а замість бетонораздовача приймаю 2 бетоноукладача;

- добавляємо другу лінію подачі у формувальний цех бетонної суміші;

- установлюємо у цеху дві машини для нагріву стержнів СМЖ-129В;

- для виготовлення виробів приймаю одномісну форму з одним виробом;

- для змащення форми приймаю мастило «Агат» (або «Поліформ-ВГ»);

- замість ямних камер звичайного типу приймаємо ямну камеру конструкції Діпробудмаша і збільшуємо їх кількість.

Прийняті заходи дозволяють після реконструкції збільшити продуктивність цеху, більш раціонально використовувати виробничі площі, зменшити витрати ручної праці. Все це дозволить підвищити ефективність виробництва. Крім того, передбачається утилізувати відходи бетонної суміші і виготовляти з них товари народного споживання – тротуарні плити. Після реконструкції цех буде працювати прибутково і випускати плити аеродромних покрить для реконструкції аеропорту м. Запоріжжя.

2.3 Вибір і характеристика сировини.

2.3.1. В’яжучі.

В якості в’яжучего для виготовлення виробів приймаємо портландцемент. Це обгрунтовано тим, що він має властивості швидко твердіти на повітрі та у воді, захищати у залізобетоні арматуру від корозіїї, а також має велику міцність.

В залежності від умов експлуатації приймаємо вид цементу. При експлуатації в неагресивному середовищі використовується портландцемент, при дії на виріб агресивного середовища приймається сульфатостійкий або пуцолановий цемент. Для виготовлення плит аеродромних покрить приймаю звичайний портландцемент.

Визначаю марку цементу. Так як марка бетону - Rб= 250 кгс/см², приймаємо марку цементу - Rц= 400 кгс/см² (Л.8, с.3, табл.2.2)

Характеристика в’яжучого.

Таблиця №4

№	Назва показників	Умовні позначення	Одиниці виміру	Величина показника
За ДСТУ Б.В.2.7-46-96	По підприємству
1.	Назва цементу			ПЦ-1, ПЦ-2, ШПЦ- 3	ШПЦ
2.	Марка цементу	Rц	кгс/см^2	300, 400, 500, 550, 600.
3.	Питома щільність	ρц	кг/м^3
4.	Насипна щільність	γц	кг/м^3
5.	Нормальна густота цем. тіста	НГЦТ	%	22-27
6.	Термін тужавлення: - початок - кінець		год., хв., год.	Ru=300, 400, 500>1год<10 Ru=550,600>45хв<10 год	Поч. неранее 90хв. Кін. Непоздніше 5 г.
7.	Питома поверхня	Sц	см ^2/ г	2500-3500
8.	Витрати при прожарюванні цементу	ВПП	%	не>5%	4%
9.	Нерозчинний осад		%	не>5%	3%
10.	Мінералогічний склад	C 3S C 2S C3А C 4AF	% % % %	40-60 15-40 5-15 10-20
11.	Хімічний склад	СаО SiO2 Al2O3 F2O3 SO3 MgО Na2O+K2O	% % % % % % %	63-66 21-25 4-8 2-4 1-3 <5 до 1

Висновок:_________________________________________________________________________

Дата добавления: 2014-11-29