Результаты распределения номенклатуры завода по технологическим группам сводятся в таблицу, где указываются пределы основных характеристик изделий в группе (марка, габариты, расходы в пределах от ... и до ...), годовая потребность в м3 (шт.). Проводится технологический анализ групп изделий и ориентировочное распределение их по формовочным цехам. Основной признак распределения - организационно-технологический: наиболее простое и рациональное бесперебойное обеспечение бетонной смесью и арматурными изделиями, подобие основного технологического оборудования, гарантия высокого качества и заводской готовности.
В пояснительной записке приводится сводка результатов распределения номенклатуры по цехам с пояснениями и обоснованием принятых решений.
2.4. Режим работы предприятия
При технологических расчетах заводов сборного железобетона режим работы принимается по [7]:
-номинальное количество рабочих суток в год Тн……………….. 260
-количество рабочих смен в сутки n:………………………………
•кроме тепловой обработки…………………………………… 2 или 3
•для тепловой обработки……………………………………… 3
•по приему сырья, материалов и отгрузки готовой
продукции железнодорожным транспортом…………………. 3
•то же автотранспортом………………………………………. 2 или 3
•номинальное количество рабочих суток в году
по приему сырья и материалов с железнодорожного транспорта...365
•продолжительность рабочей смены в часах t………………...8
-длительность плановых остановок в сутках на ремонт Тр:
•конвейерных линий…………………………………………… 13
•поточно-агрегатных, стендовых линий и кассетных установок, цехов и установок по приготовлению бетонных и растворных смесей……………………………………………….. 7
-коэффициент использования технологического оборудования
Ки:
•конвейерных линий…………………………………………… 0,95
•поточно-агрегатных и др. …………………………………… 0,92
23
Годовой фонд рабочего времени технологического оборудования в часах подсчитывается по формуле
Тф=(Тн – Тр)∙n∙t∙Ки ,
где Тн – номинальное количество рабочих суток в году; Тр – длительность плановых остановок технологических линий на ремонт, сут;
n – количество смен, сут;
t – продолжительность рабочей смены, ч;
Ки – коэффициент использования оборудования.
Номинальное количество рабочих суток в году, равное 260, получено исходя из пятидневной рабочей недели и шести рабочих дней в каждую восьмую неделю. При реконструкции действующих предприятий и сложившихся местных условий допускается трехсменная работа при 23 рабочих часах в сутки. Наиболее благоприятным для формовочных цехов предприятий сборного железобетона с точки зрения условий труда является двухсменный режим работы. При конвейерном способе производства и на предприятиях большой мощности целесообразно вводить трехсменный режим.
В расчетах годового фонда рабочего времени не учитываются простои оборудования из-за недостатка рабочей силы, сырья, топлива, электроэнергии или организационных неполадок, а также потери рабочего времени, связанные с браком в производстве. Учитываются только технологические неизбежные потери (капитальный и текущий ремонты, переналадка и техобслуживание).
2.5. Сырьевая база
Сырьевыми материалами для производства железобетонных изделий являются вяжущие, заполнители различного вида, добавки и арматурная сталь. Для проектирования технологии производства железобетонных изделий необходим правильный выбор сырьевых материалов для каждого вида и марки бетона, обеспечивающий экономию средств и свойства.
2.5.1. Вяжущие вещества
Основой современного строительства являются неорганические
24
вяжущие вещества, которые используют для изготовления различных изделий из бетона и в виде растворов.
Вяжущие вещества в бетоне определяют все его свойства. При выборе вида вяжущих учитываются:
1)требования, предъявляемые к бетону в зависимости от условий эксплуатации конструкций;
2)особенности конструкций и изделий (массивные, тонкостенные, сложность конфигурации, соотношение геометрических размеров, изгибаемые, сжимаемые, преднапряженные, густоармированные и др.);
3)условия изготовления изделий (метод формования, вид оборудования и режимы уплотнения, условия твердения и пр.);
4)сложность снабжения данного производства необходимым видом вяжущего, выбранного с учетом первых трех условий;
5)возможность использования различных добавок, доступных в данном районе, с целью экономии вяжущих, улучшения свойств бетона и утилизации отходов других производств.
В настоящее время накоплен большой опыт в области производства и применения гипса – мономинерального вяжущего, которое относится к числу самых, казалось бы, простых и наиболее изученных строительных материалов. Однако его возможности все еще неисчерпаемы. В развитии производства и применения гипсовых вяжущих следует отметить несколько важных направлений.
Во-первых, гипсовая промышленность стала все шире использовать кроме основного вяжущего вещества – полуводного сульфата кальция – гипсоцементно-пуццолановые вяжущие, а также другие смешанные вяжущие, включающие, помимо гипса, доменный гранулированный шлак, горелые породы и некоторые другие компоненты.
Во-вторых, при производстве гипсовых вяжущих в последние годы все более широко используются специальные добавки, позволяющие управлять различными свойствами этих вяжущих, а также растворы для пропитки готовых изделий.
В зависимости от состава, основных свойств вяжущие объединяют в группы.
Первую группу составляют воздушные вяжущие вещества, которые способны затвердевать и длительное время сохранять свою прочность только на воздухе:
- гипсовые вяжущие – это вяжущие, состоящее в основном из полуводного гипса CaSO4·0,5·Р2O или ангидрита CaSO4;
25
-известковые вяжущие – продукт умеренного обжига кальциевомагниевых карбонатных горных пород: мела, известняка, доломитизированного известняка, доломита с содержанием глины не более 6%;
-магнезиальные вяжущие – каустический магнезит и каустический доломит – тонкие порошки, главной составляющей частью которых является оксид магния MgO.
Вторую группу составляют гидравлические вяжущие вещества, которые твердеют и длительное время сохраняют или повышают прочность не только на воздухе, но и в воде. Гидравлические вяжущие вещества по химическому составу содержат четыре основных ок-
сида: SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO.
Гидравлические вяжущие делятся на три основные вида:
1)силикатные цементы, состоящие преимущественно из силикатов кальция (портландцемент и его разновидности);
2)алюминатные цементы, вяжущей основой являются алюминаты кальция (глиноземистый цемент и его разновидности);
3)гидравлическая известь – сырьем служит мергелистый известняк с содержанием глины в пределах 6 – 20% и CaCO3; романцемент – сырьем служат известковые или магнезиальные мергели, содержащие
всвоем составе более 20% глины.
Третью группу составляют вяжущие вещества, способные при автоклавной обработке в среде насыщенного водяного пара при температуре 175 – 200 0С затвердевать с образованием прочного камня (из- вестково-кремнеземистые, известково-зольные, известково-шлаковые вяжущие, нефелиновый цемент и др.).
Четвертую группу составляет кислоупорный кварцевый цемент, получаемый на основе натриевого или калиевого жидкого стекла [9, 13, 15].
Цемент
Среди всех минеральных вяжущих веществ наиболее универсальным и широко применяемым является гидравлическое вяжущее вещество – портландцемент (и его разновидности).
Портландцемент является полиминеральным продуктом измельчения клинкера с добавкой гипса (3 – 5%). Клинкер – продукт спекания смеси известковых и глинистых пород, состоящий из различных силикатов, алюминатов и ферритов кальция. По структуре цементного клинкера под микроскопом преимущественно видны кристаллы
26
минералов-силикатов (алит и белит – до 75 – 80%), между которыми размещается промежуточное вещество, состоящее из кристаллов алюмината, алюмоферрита кальция и стекловидной фазы [8, 13].
Характеристики портландцемента
Химический (элементный) состав клинкера для обычных ви-
дов портландцемента различается в следующих пределах (в масс. %): CaO 63 – 67 %; SiO2 21 – 24 %; Al2O3 3,5 – 7 %; Fe2O3 2,5 – 4 %; остальные оксиды (MgO, TiO2, SO3, Na2O, K2O, Cr2O3 и P2O5) – не более 3 – 4 %.
Минералогический (вещественный) состав отражает содержа-
ние в клинкере реальных химических соединений. Основными минералами клинкера являются четыре соли кальция (в масс. %):
C3S 45 – 60 % – алит (трехкальциевый силикат Ca3(SiO4)O) – определяет быстроту твердения, прочность и другие свойства цемента; кристаллы алита имеют гексагональную или призматическую форму, их размеры – 3 – 20 мкм;
C2S 20 – 30 % – белит (двухкальциевый силикат - Ca2SiO4) – силикатный минерал, медленно твердеет, достигает высокой прочности при длительном твердении, представляет собой округлые плотные кристаллы с зазубренными краями со средним размером 20 – 50 мкм; C3A 3 – 15 % – трехкальциевый алюминат Ca3(AlO3)O2 – актив-
но взаимодействует с водой, является причиной сульфатной коррозии, кристаллизуется в кубической системе в виде очень мелких шестиугольников и прямоугольников;
C4AF 10 – 20 % – целит (четырехкальциевый алюмоферрит Ca3(Al2O5) + Ca2(Fe2O5)(тв. раствор) – по быстроте твердения находится между C3S и C2S; алюмоферритная фаза промежуточного вещества клинкера представляет собой твердый раствор алюмоферритов кальция различного состава.
Клинкерное стекло 5 – 15 % содержится в промежуточном веще-
стве, состоит из CaO, Al2O3, Fe2O3, MgO и щелочи Na2O, K2O. CaO и MgO 0,5 – 1 % и не более 5 % – свободные оксиды.
Na2O, K2O 0,6 % – щелочи входят в алюмоферритную фазу клинкера и присутствуют в цементе в виде сульфатов.
Формулы пересчета от химического состава к минералогическому и обратно (в масс. %):
27