3  Технологическая  часть

     3.1  Выбор способа и технологии изготовления 

     Традиционная  схема производства камней включает процессы: приготовление лёгкобетонной смеси в мешалке гравитационного типа, формование полнотелых камней в автономных формах или в кассетах с откидными бортами, уплотнение на виброплощадке и твердение в нормальных условиях или в пропарочных камерах. Такая технология мелкоштучных изделий трудоёмка и малопроизводительна. [3]

     Принципиально технологические схемы подразделяются на литьевую и прессовую. И отличаются видом формовочного оборудования.

      Схемы выглядят следующим образом:

        

      

        
 

      

      

      

      

      

            

         
 

         

       

        

      

      

      

        
 

      Рис 3.1  Схема литьевой и прессовой  технологии 

      Основываясь на том, что применение прессов при  производстве керамзитополистиролбетонных блоков увеличивает плотность готового изделия, я выбрал литьевую технологию.

      Приготовление лёгкобетонной смеси со вспененными  гранулами полистирола производится в смесителях принудительного действия. Сначала лёгкий заполнитель, пористый песок и золу-унос мешают насухо 30 с, добавляют вспененные гранулы полистирола, перемешивают ещё 30 с, после чего добавляют ½ части воды и смесь перемешивают ещё 30 с, затем  загружают цемент, оставшуюся воду и всё перемешивают 1,5-3 минут. Общая продолжительность перемешивания смеси не должна превышать 5 минут. Готовую смесь выгружают в раздаточный бункер. Сбрасывать поризованную бетонную смесь с высоты более 1 м не допускается. С большей высоты её следует подавать по наклонным желобам.

     Изделия из ЛБПГ смеси рекомендуется формовать  в горизонтальных формах по агрегатно-поточной или конвейерной технологии. Для предотвращения расслоения смеси и всплытия вспененных гранул полистирола  подвижность смеси на посту формования не должна превышать 4 см ОК.

     Равномерно  распределенную по всей площади формы  смесь уплотняют на площадках типа СМЖ 200А, 199А, 200Б с частотой колебаний 50 Гц и амплитудой 0,4-0,8 мм. Продолжительность уплотнения смеси не должна превышать 15 мин. Допускается формование на площадках типа ВПГ.

     Тепловая  обработка изделий из ЛБПГ может  осуществляться в пропарочных камерах непрерывного и периодического действия, а также в специальных термоформах.

     В качестве теплоносителя при непосредственном контакте ЛБПГ рекомендуется применять горячий воздух (сухой прогрев) относительной влажностью 40-60% (например, щелевые камеры, оборудованные ТЭНами, калориферами и др.). Допускается в качестве теплоносителя использовать насыщенный водяной пар или паро-воздушную смесь, однако в этом случае необходимо предусмотреть меры, исключающие выпадение конденсата на поверхности изделия.

     Формы с изделиями из ЛБПГ из камер тепловой обработки следует выгружать при разнице температур на поверхности изделий и окружающей среды не более 30°С. 

     3.2  Режим работы предприятия 

     Годовой фонд рабочего времени технологического оборудования в часах подсчитывается по формуле:

      

      

 

      где Т_ф – номинальное количество рабочих суток в году; Т_р – длительность плановых оснасток технологических линий на ремонт в сутках; n – количество смен в сутки; t – продолжительность рабочей смены в часах; К_и – коэффициент использования оборудования.

       Таблица 3.1

      Режим работы отделений.

 

     3.3  Расчет состава бетонной смеси 

     Для расчёта материального потока необходимо рассчитать расход компонентов на 1 м³.

     Рассчитаем  максимально возможную степень  насыщения объёма бетона крупным пористым заполнителем по формуле: 

       

     где ρ_нк – насыпная плотность крупного заполнителя, кг/м³;

     ρ_mзк - средняя плотность зёрен в цементном тесте, кг/м³. 

     r_m = 1,05·580/983,05 = 0,62 

     В бетонах для ограждающих конструкций  принятая степень насыщения (r_n) может быть близкой к максимальной при уплотнении вибрированием с пригрузом – r_n = (0,97…0,99)·r_m 

     r_n = 0,97·0,62 = 0,6 

     Расход  вяжущего (цемента) принимаем по таблице 3.1 методических указаний «Лёгкие бетоны»: 

     Ц = 230·0,96·1 = 220,8 кг 

      где 0,96 –  поправочный коэффициент к расходу  цемента в зависимости от насыпной плотности заполнителя;

     1 – поправочный коэффициент к  расходу цемента в зависимости  от его марки.

     Расход  крупного заполнителя определяется по формуле: 

     

 

     где r_n – принятая степень насыщения 

     К_р = 0,6·983,05 = 589,83 кг 

     Расход  керамзитового песка рассчитывается по формуле:

     

     П_кр = 0,5·(1 – r_n)·ρ_mзп 

     где ρ_mзп – средняя плотность зерна керамзитового песка, кг/м³. 

     П_кр = 0,5·(1 – 0,6)·1186,44 = 237,29 кг/м³ 

     Расход  золы рассчитывается по формуле: 

       

     где Ц - расход цемента, кг; ρ_ц - истинная плотность цемента, кг/м³ (принять равной 3100 кг/м³); ρ_mзз - плотность, зёрен золы, кг/м³; Р - пористость растворной части бетона в %, принимается по таблице 3.4. методических указаний «Лёгкие бетоны»; Р = 16 %. 

     

 кг 

      Водопотребность принимаем равной В = 290 кг/м³.

      Средняя плотность бетона рассчитывается по формуле:

      

      ρ₀ = К_р + П_кр + З + 1,15·Ц

      ρ₀ = 589,83 + 237,29 + 81,18 + 1,15·220,8 = 1162,22 кг/м³ 

      Т. к. требуемая плотность бетона 1100 кг/м³, то сокращаем расход крупного заполнителя, а объём, который занимал излишек, заполняем гранулами вспененного полистирола.

       К^`_р = 589,83 – 62,22 = 527,61 кг

      ΔV = 62,22/983,05 = 0,063 м³ 

      Расход  гранул вспененного полистирола: 

      ППС = 0,063·20 = 1,26 кг 

      Таблица 3.2

      Характеристика  материалов бетонной смеси.

 

      3.4  Расчёт материального потока 

      Таблица 3.3

      Материальный  поток.

 

     3.5  Расчёт технологического оборудования 

     3.5.1  Расчёт БСУ 

     Подбираем бетоносмеситель СБ-93. 

     Таблица 3.4

     Техническая характеристика бетоносмесителя СБ-93.

 

     Требуемая часовая производительность БСУ  определяется по формуле: 

      П_б.ч = П_з·К₁·К₂ 

     где, П_з – часовая производительность по результатам материального потока; К₁ – коэффициент резерва производства, К₁ = 1,2; К₂ – коэффициент неравномерности выдачи и потребления бетонной смеси, К₂ = 1,25. 

     П_б.ч = 12,2·1,2·1,25 = 18,3 

     Часовая производительность определяется по формуле:

     

     где t_ц – время цикла приготовления одного замеса, мин.