Производство наружных стеновых панелей

      Укладка и уплотнение бетонной смеси.

      Укладка и равномерное распределение бетонной смеси внутри форм - полуавтоматическое управление. Бетоноукладчик СМЖ 166Б имеет бункера, установленные на раме, которая может двигаться продольно; бункера двигаются поперечно по порталу, имеется поворотная воронка с движением на 180 ͦ , что позволяет распределять смеси по поверхности изделия любого очертания. Непрерывную выдачу бетонной смеси производят ленточными питателями.

      Удобоукладываемость бетонной смеси для изготовления наружных стеновых панелей должна 5-10 секунд. Распределение и уплотнение бетонной смеси в форме осуществляется посредством объёмного виброуплотнения. При таком уплотнении  вибрационные импульсы сообщаются всей бетонной смеси формуемого изделия в объёме формы. Объёмное виброуплотнение осуществляется на виброплощадках с вертикально направленными колебаниями частотой 50 Гц.

      Виброплощадка - универсальное формовочное оборудование для формования широкой номенклатуры изделий в передвижных формах с грузоподъёмностью до 20 т. Виброплощадки передвигают колебательные движения от рамы с вибровозбудителем к закреплённой на нём форм со смесью. Рамы имеют упругие опоры и устройства для крепления форм электромагнитным способом.

      Тепловая обработка изделий

      Эффективность применения бетона в современном строительстве в значительной мере определяется темпами производства ж/б изделий. Решающим средством ускорения твердения бетона в условиях заводской технологии железобетона является тепловая обработка.

      Для тепловой обработки предусмотрена семиярусная пропарочная камера, на каждом ярусе которой находятся шесть форм с изделиями. Высота яруса 950 мм; рассчитана она на панели толщиной от 250 до 450 мм. 
 Тепловую обработку начинают после установки в камеру шести форм со свежеотформованными панелями и закрытия расположенных на торцах герметичных дверей. Формы подаются в камеру и проталкиваются вдоль камеры подъемником. Принимает выходящие из камеры формы с затвердевшими изделиями снижатель. Тепловая обработка изделий в камерах производится острым паром для изделий из тяжелого бетона и глухим паром — из легкого. Можно использовать и другие источники тепла, например тэны (теплоэлектронагреватели). 

      Как известно, цикл тепловой обработки бетонных и ж/б изделий складывается из следующих периодов:

1) подъём температуры

2) изотермическая выдержка при наивысшей принятой температуре

3) охлаждение изделий

  Период подъёма температуры

      Преждевременное повышение температуры даже в  условиях, исключающих возможность  испарения влаги, отрицательно отражается на конечной прочности бетона. Оптимальное  время подъёма температуры перед  тепловой обработкой зависит от ряда факторов и оно тем меньше, чем тоньше помол цемента, чем меньше в нем белита и чем выше температура среды, в которой выдерживается бетон перед тепловой обработкой.

      Постепенный подъём температуры не только повышает прочность бетона, но и обеспечивает получение более устойчивых прочностных показателей. За счёт нагрева скорость реакции гидратации цемента резко возрастает и ускоряется структурообразование бетона.

      Схватывание бетона зависит не только от состава  цемента и бетона, но и от температуры  окружающей среды. Чем выше В/Ц и подвижность бетонной смеси и ниже температура среды, тем продолжительней подъём температуры. В зависимости от этих факторов время подъёма температуры для бетонов на портландцементе может изменяться от 2 до 10 ч. В нашем случае подъём температуры продолжается в течении 1,5 часа до температуры 80-85°С т.к. используется предварительный разогрев керамзитобетонной смеси.

      2. Период изотермической выдержки

      После подъема температуры до заданного  максимума следует период изотермического  прогрева, когда изделие выдерживается при требуемой постоянной температуре. В этот период необратимо фиксируются все те дефекты структуры, которые приобрел бетон в период нагрева.

      Однако  температурное равновесие в этот период может нарушаться вследствие экзотермии цемента. В этом случае происходят отдача тепла от изделия в окружающую среду и испарение воды. Изменение влажностного состояния и температуры изделия при тепловой обработке. В течение небольшого промежутка времени вследствие экзотермического эффекта температура бетона значительно возрастает и может превысить температуру среды. При этом максимальное превышение температуры среды может достигать 6...8°С.

      На  данном этапе наблюдается наибольшая скорость формирования бетона. Разность температуры и влагосодержания  по сечению бетона в этот период начинает уменьшаться и постепенно выравнивается, что значительно улучшается условия структурообразования, кроме того, в это время идёт дальнейшая гидратация цемента. Длительность периода определяется скоростью выравнивания температурного поля в бетоне и кинетикой химических реакций и составляет 7,5 часов.

      3. Период охлаждения

      При понижении температуры в тепловой установке в период охлаждения температура  бетона должна снизиться до температуры  окружающей среды.

      В этот период бетон имеет большую температуру, и внутреннее давление паров в изделии превышает давление паров окружающей среды. За счет образовавшегося температурного градиента происходит интенсивное испарение влаги из бетона. По мере охлаждения изделия и испарения влаги с поверхности происходит миграция влаги из центральных участков изделия.  Влага, удаляясь из изделия в виде пара, образует каналы, которые идут во все стороны от центральных участков изделия к периферии и соединяют между собой пустоты и поры, образовавшиеся в процессе приготовления и укладки бетона. Вследствие этого цементный камень имеет больше пор, и после тепловой обработки характеризуется направленной пористостью.  Продолжительность периода охлаждения – 2 часа.

      При выгрузке изделия из камеры температурный перепад между поверхностью изделий и температурой окружающей среды не должен превышать 40°С [7].

      В итоге, тепловая обработка наружных стеновых панелей из лёгкого бетона осуществляется насыщением пара в щелевой камере по следующему тепловому режиму:

Т = Т1 +Т2+Т3 , ч (8)

где Т1 – время периода подогрева, ч;

Т2 – время периода изотермической выдержки, ч;

Т3 – время охлаждения, ч.

 Т = 1,5+7,5+2 = 11, ч

      Конвейерная линия представляет собой замкнутое технологическое кольцо, состоящее из двух параллельно расположенных участков. На одном участке размещены формовочные, на другом — отделочные посты, подъемник , щелевая камера твердения  и снижатель . Формы с изделиями с одного участка технологического кольца на другой перемещаются передаточными устройствами.

      Конвейерная линия оборудована аналогично поточном линии. Однако на конвейерной линии применена виброплощадка с горизонтально направленными колебаниями грузоподъемностью 20 т.

      3.Режим работы завода или основных цехов

При технологических  расчетов заводов сборного железобетона режим работы принимается следующим:

- номинальное  количество рабочих суток в  год, =260;

- количество  рабочих смен в сутки, n=2;

- номинальное  количество рабочих суток в  году по приему сырья и материалов  с железнодорожного транспорта, Т=365;

- продолжительность  рабочей смены, t=8;

- длительность  плановых остановок в сутках  на ремонт конвейерных линий, = 13;

- коэффициент  использования технологического  оборудования конвейерных линий, =0,95.

Годовой фонд рабочего времени технологического оборудования рассчитывается по формуле:

Т_ф=(T_н-Т_р)ntK_и, ч,

где T_н - номинальное количество рабочих суток в году;

Т_р - длительность плановых остановок технологических линий на ремонт;

n - количество  смен в сутки;

t - продолжительность  рабочей смены;

K_и- коэффициент использования оборудования.

Т_ф=(260-13)80,95=3754,4ч. 

     Таблица 2

     Режим работы предприятия 

 
 
 
 

    4. Расчёт основного аппарата

    Тепловой  расчёт щелевой камеры.

    Тепловой  расчет пропарочных камер позволяет  определить количество теплоты и пара, расходуемых на технологические нужды производственного процесса. При определении расчетного расхода пара необходимо учитывать количество теплоты, необходимой в различные периоды тепловой обработки изделий для достижения нужных температур. В установках периодического действия основное количество пара подается во время нагрева изделий до максимальной температуры. В период изотермической выдержки теплота пара расходуется только на покрытие потерь через ограждения камеры и через неплотности в окружающую среду, а в период охлаждения пар не расходуется.

    Объем пропарочной камеры V_K, m³, определяют, исходя из ассортимента изделий, годовой производительности цеха, а также режима пропарки и общей продолжительности цикла, которые выбирают на основе опыта аналогичных производств. Если принять: М_г — выпуск продукции, м³/год; τ_ц — продолжительность цикла, ч, состоящая из рабочего времени τ_р и вспомогательного τ_всП, затрачиваемого на загрузку, разгрузку и ремонт; τ_г — время работы камеры в году, ч; g—степень заполнения объема камеры изделиями, м³/м³ (плотность садки); у — доля, допускаемая на отбраковку изделий, %, то

    V_k=M_г(1+0.01y) τ_ц/τ_гg

    Формула показывает, что объем камеры может  быть уменьшен в основном путем снижения τ_ц, что достигается сокращением τ_всп вследствие механизации, а также τ_р в результате повышения давления пара и его температуры.

    Экономичность работы камер периодического действия различных конструкций для  различного  ассортимента, изделий  сравнивают  по расходу пара на 1 м³ изделий, называемому удельным расходом пара, В- среднем его значение составляет 200—300 кг/'м³, при пропаривании железобетонных изделий в многосекционных щелевых камерах удельный расход пара принимают равным до 150—200 кг'м³.

    Во  второй половине периода охлаждения изделий влагу из камер удаляют с помощью вентилятора, напор которых рассчитывают по разнице влагосодержания изделий до и после камеры. Этот напор обычно составляет 10—20 объемов свободной камеры. Напор вентилятора при отсасывании паровоздушной смеси должен, естественно, превышать сопротивление в сети. Скорость воздуха в вентиляционных каналах принимают равной 10—15 м/с.