Разработка технологической карты на производство свай квадратного сечения

Т₀ = К_и(Т_н–Т_осн), сут,

где    Т_п – длительность плановых остановок на ремонт основного технологического оборудования, сут, принимается равным 7 сут. при стендовом производстве;

Т_н – номинальное количество рабочих суток в год.

К_{и –} коэффициент использования оборудования, К_и = 0,92

Т₀ = 0,92*(260-7)=233 часа

 

2. Технология  и организация производства 

 

2.1. Технологическая  схема производства 

 

Производство квадратных свай осуществляется по стендовой технологии. Стендовый способ производства железобетонных изделий характеризуется следующими основными признаками: весь процесс производства осуществляется в неподвижных формах или на специальных стендах; изделие в процессе обработки остаются неподвижными, а рабочее и технологическое оборудование от одной формы к другой; за каждым стендом или формой закрепляется одно или несколько технологически однородных изделий.

Весь технологический  процесс расчленяется на четыре рабочих  поста:

1 пост – распалубка;

2 пост – армирование;

3 пост – формование;

4 пост – тепловая обработка.

1 пост. После извлечения изделия и формой из камеры тепловой обработки выполняется открытие продольных и поперечных бортов форм, распалубка и осмотр изделий, после чего изделия поступают на склад готовой продукции. Далее производится чистка и смазка форм. Чистку поддонов осуществляют вручную. В качестве смазки используют смазку в виде эмульсии «масло в воде ».

2 пост. Производится укладка арматурных каркасов в формы, фиксирование закладных деталей, установка деревянных пробок, установка фиксаторов защитного слоя бетона.

Пост первого пролета  оборудован установкой для механического  натяжения арматуры.

3 пост. Пост оборудован виброплощадкой и формовочной машиной.

4 пост. Для тепловой обработки железобетонных изделий применяются ямные пропарочные камеры, располагаемые параллельно формовочному пролету. Загрузка ямных камер осуществляется мостовым краном грузоподъемностью 10 т.

Стенки ямной пропарочной  камеры сделаны из керамзитобетона  марки М200. Пол камеры сделан с  уклоном для стока конденсата в слив, оборудованный гидрозатвором и подключенный к общей системе слива конденсата. Предотвращение утечки пара через неплотности, образуемые крышкой и стенкой камеры, достигается применением гидравлического затвора. Такой затвор образуется швеллерами, заполняемыми водой и устанавливаемыми на верхнем обрезе стен камеры. Герметизация осуществляется при опускании крышки, по периметру которой приварены из металлического уголка ребра.

Сырье и материалы на производство в главный корпус доставляются:

-арматурные каркасы и  сетки из арматурного участка доставляются к постам армирования мостовыми кранами;

-бетонная смесь поступает  из бетоносмесительного цеха  в бадьях по бетоновозной эстакаде, из которых выгружается в бункера  бетоноукладчиков;

-смазка поступает из  отделения приготовления смазки по трубопроводам.

Функциональная технологическая  схема производства представлена на рис. 2. 

 

 

 
 

2.2. Расчет  основных параметров технологических  режимов 

 

2.2.1. Армирование

Натяжение арматуры в железобетонных конструкциях применяется  для повышения трещиностойкости, долговечности, уменьшения деформативности конструкций. Производство предварительно напряженных конструкций осуществляется, как правило, по стендовой технологии и может выполняться механическим способом.

Механическое  натяжение арматуры (стержневой, проволочной  и канатной) производят гидродомкратами и натяжными машинами, которые оборудованы дополнительными приспособлениями для выполнения вспомогательных операций.

Натяжение арматуры на упоры форм или стендов может  быть одиночным (каждый арматурный элемент  натягивается отдельно) или групповым (одновременно натягивается несколько элементов) в зависимости от конструктивных особенностей изделия.

Рис.3 Схема для расчета длины заготовки  арматуры при электротермическом натяжении:

1 – изделие; 2 – упоры поддоны; 3- зажимы; 4 –  анкера; 5- захват с тягой.

Технологические расчеты механического натяжения  арматуры включают расчет длины заготовки, тягового усилия домкрата и хода поршня.

Для расчета  длины заготовки составляется схема для конкретного изделия и принятой технологии: натяжение на упоры длинного стенда, на упоры короткого стенда и на упоры формы.

При натяжении  арматуры на упоры длинного или короткого  стенда, где используются инвентарные  тяги с захватами, длина заготовки должна быть меньше расстояния между упорами.

При натяжении  на упоры короткого стенда (рис.) L₃, мм, составляет

L_з=l_и+2l_а+(800…1000).

L_з=15000+2*50+1000=16100 мм

Тяговое усилие гидродомкрата устанавливается  по формуле

P = 1,2 f m σ₀ / (10η),

где    f – площадь поперечного сечения арматуры, см²;

m – количество одновременно напрягаемых проволок, канатов;

η – коэффициент полезного действия гидродомкрата, равный 0,94…0,96;

Р – тяговое усилие гидравлического домкрата, кН.

σ₀ - контролируемого напряжения, МПа (σ₀ = 0,7R_sn = 0,7*1335 =

934,5 МПа)

R_sn – нормативное сопротивление растяжению арматуры, МПа;

P = 1,2*4,52*10^-4*934,5*10⁶/(10*0,95) =53,4 кН

Необходимый ход  поршня гидродомкрата рекомендуется  находить по формуле

S = (0,008…0,012)L_з.

S = 0,01*16100 = 161 мм

По величине тягового усилия и необходимого хода поршня подбирается домкрат. Если фактический  ход поршня меньше требуемого по расчету, то производится натяжение с перехватом. Технические характеристики некоторых гидродомкратов и натяжных машин приведены в табл. 7. 

 

 

Таблица 7

Техническая характеристика гидродомкратов для натяжения арматуры и натяжных машин

Показатели	Марка оборудования
	СМЖ-738
Усилие натяжения, кН Ход поршня, мм Диаметр натягиваемой арматуры, мм Масса, кг Установочная мощность, кВт	630 320 5 75 -
Завод-изготовитель: Кемеровский  «Строммашина»

2.2.2. Формование

На выбор способа  формования изделия значительное влияние  оказывает принятая марка бетона по удобоукладываемости. Удобоукладываемость бетонной смеси назначается в зависимости от конструктивных особенностей железобетонных изделий и принятых способов формования.

Для формования квадратных свай, изготавливаемых на стенде, применяются наружные электромеханические вибраторы с направленными колебаниями (в данном случае ИВ-36, ИВ-74). Характеристики вибратора приведены в таблице 8.

Таблица 8

Характеристика  вибратора

Показатели	Наружные электромеханические  с колебаниями
	направленными
	ИВ-36, ИВ-74
Вынуждающая сила, кН
Максимальный момент дебалансов, Н·м	0,46
Частота колебаний, Гц	47
Мощность электродвигателя, кВт	0,4
Давление воздуха, кПа	-
Расход воздуха, м3/мин	-
Размер вибронаконечника, мм:
диаметр	-
длина	-
Масса, кг	28

2.2.3. Режим тепловой обработки  (ТО)

Цикл тепловой обработки (ТО) состоит из следующих основных этапов: предварительное выдерживание, подъем температуры, изотермический прогрев, остывание изделия.

При агрегатном способе продолжительность  выдерживания изделий, одновременно прогреваемых в камере, будет различной в  пределах времени загрузки агрегата, что не позволяет точно определить длительность их пребывания перед ТО. В этих случаях при проектировании предварительное выдерживание может приниматься равным 0,5 ч.

Скорость подъема температуры  в камерах и термоформах следует  назначать с учетом конструктивных особенностей изделий (однослойные, многослойные и т. п.), их массивности, конкретных условий производсва, но, как правило, не более 60 °С/ч. Для изделий, к которым предъявляются повышенные требования по морозостойкости, скорость подъема температуры должна быть менее 20 °С/ч.

Температура изотермического обогрева, если она специально не обоснована в процессе технико-экономического анализа или экспериментальными исследованиями, принимается по данным норм технологического проектирования. Для обычных бетонов общестроительного назначения, приготовленных на портландцементе, изотермическая выдержка осуществляется при температуре 80…85 °С, бетонов с повышенными требованиями по морозостойкости и водонепроницаемости – при 60…70 °С.

Скорость остывания среды  в камере в период снижения температуры  изделий из тяжелого бетона не должна превышать 30 °С/ч, а при повышенных требованиях по морозостойкости и водонепроницаемости, а также при ТО изделий из мелкозернистого и напрягающего бетонов, многослойных и с отделочными слоями – должна быть не более 20 °С/ч. При выгрузке изделий из камеры температурный перепад между поверхностью изделий и температурой окружающей среды не должен превышать 40 °С.

Определим проектный класс  бетона (В35), а аткже продолжительность  циклов (периодов) ч, 10(3+4,5+2,5) ч. 

 

Рис. 4. График режима ТО

Расчет параметров режима ТО сводится в табл. 9.

Таблица 9

Параметры тепловой обработки

Параметр	Обозначение	Величина
Величина отпускной  прочности, МПа	Rо	24,5
Скорость подъёма  температуры в камере, град/час	V	20
Длительность  периода подогрева изделий при t = 20 оC	τn	3
Длительность  изотермического обогрева, ч	τи	4,5
Остывание изделий  в камере до t = 40 оС, ч	τо	2,5
Испытание контрольных  образцов после окончания цикла ТО, ч	τисп	4
Длительность  расчётного режима ТО, ч	То	10

 

 

2.2.4. Проектирование состава бетона

Целью проектирования состава  бетона является определение оптимального состояния между используемыми  материалами, при котором будет  гарантирована требуемая прочность бетона, необходимая подвижность и экономичность бетонной смеси.

Данный расчет приемлем для  определения состава тяжелого бетона общестроительного и специального назначения, а также допустим для  определения расчетного состава  бетона на пористых заполнителях.

Средний уровень прочности  бетона определяется по формулам:

– при нормировании предела  прочности по классам

 МПа.

– при нормировании предела прочности по маркам

 МПа.

где В, М – соответственно требуемые класс (35) и марка (400) бетона;

,  ,   – коэффициенты, определяемые в зависимости от среднего значения партионного коэффициента вариации прочности бетона V_n. При отсутствии данных следует принимать  =1,07,  =1,11,  =87.

– при Ц/В < 2,5

= = 2,07

Где R_У – средний контролируемый уровень прочности в проектном возрасте, МПа;

R_Ц – активность цемента в возрасте 28 суток при твердении в нормально-влажностных условиях , (44,3),МПа;

А, – коэффициенты, значения которых принимаются в зависимости от качества заполнителей, для заполнителей среднего качества А = 0,6;

Для обеспечения требуемой  прочности бетона после тепловлажностной обработки R_b,_тво значение Ц/Вдолжно составлять

= =2,32

где R_ц,тво – активность цемента при пропаривании, МПа.

Расчет расхода цемента  по морозостойкости:

,

где F- марка по морозостойкости, в циклах (F300),

R_Ц – активность цемента в возрасте 28 суток при твердении в нормально-влажностных условиях , (443),кгс/см².

Расчет расхода  цемента по водонепроницаемости:

,

где W- марка по водонепроницаемость, в циклах (W4),

R_Ц – активность цемента в возрасте 28 суток при твердении в нормально-влажностных условиях , (44,3),МПа.

Исходя из всех расчетов принимаем  Ц/В=2,32.

Расход цемента, кг/м³, определяется по формуле

 кг/м³.

где В – расход воды, л/м³, принимается равным 175 л/м³.

Расход крупного заполнителя, кг/м³, определяется по формуле: