Общая характеристика технологии. Разработка и обоснование технологических схем производства

Аннотация

В дипломном проекте изложены сведения о проектировании завода по производству изделий из сталефиброшлакобетона производительностью 75 тыс. м3 в год. Приведены основные сведения о производстве; изложена технология производства; представлена научно-исследовательская часть; разработаны архитектурно-строительные решения; составлены основные сведения по охране труда и разработаны мероприятия по защите окружающей среды; разработана организация производства изделия; разработан и составлен бизнес-план производства стеновых панелей. 

Даны расчёты по проектированию состава бетона, производительности технологических линий, складов, расчет энергопотребности предприятия  и расчёт ущерба от загрязнения атмосферы.

Общее количество страниц дипломного проекта -   , таблиц - , формул – , рисунков- .   





Оглавление

Введение

1. Технико-экономическое обоснование проекта

1.1 Оценка состояния отрасли и предприятия как объекта проектирования

1.2 Обоснование района строительства

1.3 Определение номенклатуры продукции, характеристика продукции

	1.4 Производственная программа предприятия

2. Технология производства

2.1 Общая характеристика технологии. Разработка и обоснование технологических схем  производства.

2.1.1 Технология сталефибробетона и конструкций  из него способом

совместного перемешивания компонентов

2.1.2 Технология сталефибробетона и конструкций из него способами раздельной укладки компонентов

2.1.3 Разновидности технологии изготовления сталефибробетона и   конструкций из него с раздельной укладкй компонентов

2.2 Анализ влияния технологических факторов на структуру, прочностные, деформативные и другие физико-механические свойства сталефибробетона

2.3 Бетоносмесительный узел

2.3.1 Конструкция и функции

2.3.2 Звёздная мешалка

2.3.3 Дозировка воды

2.3.4 Цементные весы

2.4 Технология изготовления ФБС и ФБП.

2.4.1 Основные технологические переделы на формовочной линии.

2.4.2 Обоснование и выбор технологического оборудования.

2.5 Сырье и материалы.

2.5.1. Требования к сырью и полуфабрикатам

2.5.2 Проектирование состава материалов.

2.6 Склады сырья и материалов. Технология складирования и подготовки сырья и материалов. Расчет складов

2.6.1 Расчет складов

2.6.1.1 Склад цемента

2.6.1.2 Склад песка и фибры

2.6.1.3 Склад готовой продукции

2.7 Технология производства вяжущих веществ

2.7.1 Производство портландцемента

2.8 Контроль качества изделий

2.8.1 Внешний вид и качество отделки поверхности изделий

2.8.2 Отпускная прочность бетона

2.8.3 Прочность крупноразмерных элементов

2.9 Расчет расходов тепловой и электрической энергии.

2.10 Автоматизация производственных процессов

2.11  ТВО бетона продуктами сгорания природного газа в заводских условиях

2.11.1 Расчет количества теплоты необходимой для ТВО.

2.11.2 Расчет воздуха и природного газа требующегося  для ТВО.

3. Безопасность жизнедеятельности

3.1. Анализ условий труда и определение опасных и вредных факторов

3.1.1.  Характеристика цеха (помещения) технологического оборудования и технологии производства

3.1.2 Опасные и вредные производственные факторы

4. Организация производства и управление предприятием.

5. Архитектурно-строительные решения

5.1. Генеральный план

5.2 Генеральный план

6. Инженерные сети

6.1. Отопление и вентиляция

6.2. Водоснабжение и водоотведение

7. Гражданская оборона.

8. Научно-исследовательская часть

8.1 Цель, задачи и методики экспериментальных исследований свойств высокоармированного сталефибробетона

8.2 Влияние на свойства высокоармированного сталефибробетона структурообразующих и технологических факторов

8.3 Усадка сталефибробетона

8.4 Выводы

9. Локальная смета

	10. Экономическая часть

	10.1 Конкуренция на рынке сбыта.

	10.2 План маркетинга.

	10.3 Капитальные затраты на производство.

10.4 Заработная плата.

10.5 Расчёт себестоимости выпускаемой продукции

10.6  Основные технико-экономические показатели производства.

10.7 Сводные данные об эффективности инвестиций

10.8 Оценка рисков и страхование.

Заключение

Библиографический список



Введение

При современных темпах строительства применение фундаментных блоков стало необходимым. Фундаментные блоки стеновые (ФБС) и фундаментные блоки пустотные (ФБП) являются частью фундамента зданий, которые передают нагрузку непосредственно на естественное или искусственное основание. ФБС и ФБП чаще всего применяются при закладке фундамента, но также их можно использовать и при возведении стен или строительстве подвалов. К их изготовлению предъявляются строжайшие требования, т.к. именно от их прочности будет зависеть качество фундамента и, соответственно, долговечность самого здания.

При возведении ленточного фундамента данные изделия позволяют значительно сэкономить, т. к. отпадает необходимость в приобретении дополнительных строительных материалов. Также их использование значительно экономит и затраченное время, т. к. отпадает необходимость в ручной укладке арматурной сетки и заливки ее бетонным раствором. Но стоит отметить тот факт, что при укладке фундаментных блоков не обойтись без применения дополнительных технических средств.

Ленточный фундамент, выполненный из ФБС, может послужить надёжным основанием для различных сооружений. Он может быть основой как для деревянных домов, так и для железобетонных и металлических конструкций.

Применение ФБС значительно упрощает возведение фундамента. В зависимости от проекта, из фундаментных строительных блоков конструируется ленточное основание, после чего поднимаются стены подвальных помещений. Специализированные фундаментные блоки оснащены технологическими отверстиями и щелями, предназначенными для укладки коммуникаций.

Известно, что трещинообразование в железобетонных конструкциях сдерживается арматурой, пересекающей трещины. Именно она воспринимает на себя растягивающие или сдвигающие нагрузки и препятствует росту трещин.

Усиленное образование трещин на контактах бетон-бетон в стыках и металл-бетон в местах обрамления закладных деталей в конструкциях сооружений объясняется отсутствием арматуры, сдерживающей рост трещин. 

Проблема уменьшения раскрытия трещин в указанных местах может быть решена только применением бетона, армированного дисперсной стальной арматурой (сталефиброшлакобетоном).

Сталефиброшлакобетон, как материал, обладающий повышенными прочностными свойствами, трещиностойкостью, водонепроницаемостью и морозостойкостью может являться альтернативной заменой обычному бетону. 

Первые сведения о сталефибробетоне появились в начале XX века. В 1903 году стало известно об опытах Зандера (Германия) над бетонными образцами, армированными отрезками стальной проволоки. В 1910 году Портер (США) сообщил о значительном возрастании прочности бетона при введении в смесь гвоздей. Но как конструктивный материал, дисперсно-армированный бетон был впервые разработан русским инженером В.П. Некрасовым. Итогом исследований Б.П. Некрасова явилась монография "Новый железобетон", вышедшая в 1925 году, в которой автор изложил основы технологии изготовления конструкций из сталефибробетона, обобщил результаты экспериментальных исследований, дал теорию расчета прочности материала на сжатие, сделал вывод о перспективности его применения.

Несмотря на это в практике строительства сталефибробетон долгое время не применялся, из-за дефицитности и высокой стоимости материала армирования.

Внедрению нового композиционного материала в экспериментальное строительство способствовало освоение промышленностью выпуска широкого ассортимента стальной фибры. О массовом применении стальной фибры свидетельствует такой факт, что на мировом рынке в настоящее время представлено несколько десятков разновидностей фибры США, Великобритании, ФРГ, Японии, Швеции.





1. Технико-экономическое обоснование проекта

Оценка состояния отрасли и предприятия как объекта проектирования

Название отрасли: Завод по производству блоков ФБС, ФБП из сталефиброшлакобетона;

Основные виды продукции: 

ФБС24.4.6-Т

ФБП24.5.6-Т

Производительность предприятия: 75000 м? в год;

Всё сырье покупается в Липецкой области, кроме фибры( ОАО «Фибробетон», г. Москва). 

В связи с открытием в Липецкой области свободной экономической зоны, появится необходимость в постоянных и временных дорогах. Фундаментные блоки из сталефиброшлакобетона, выпускаемые на моём предприятии смогут составить серьёзную конкуренцию на рынке фундаментных блоков. Важное качество сталефиброшлакобетона — повышенная трещиностойкость. Фибровая арматура, произвольно ориентированная при достаточной равномерности распределения по сечению, более эффективно воспринимает усилия любого направления. Оставшиеся фибры, блокируя трещину со всех сторон, препятствуют дальнейшему их росту и развитию. За счет более высокой трещиностойкости сталефиброшлакобетон обладает повышенной в 1,5-2 раза морозо-, жаро— и огнестойкостью, водонепроницаемостью.

Прочность на сжатие и изгиб фундаментных блоков из сталефиброшлакобетона больше чем у стандартно-армированных.

При изготовлении блоков ФБС, ФБП из СФШБ отпадает необходимость в арматурном цехе, что значительно снижает затраты на производство.







Таблица 1.1  Преимущества сталефибробетона по сравнению с неармированным бетоном:



 



Свойства 

Рост свойств 

Предел пропорциональности при растяжении и изгибе

в 2 раза 

Предел прочности при растяжении 

в 2,5 раза

Предел прочности при изгибе

в 3,5 раза

Предел прочности при сжатии

в 1,5 раза

Ударная прочность

в 10 раз

Вязкость при достижении предела прочности

в 10-20 раз (до 34)

Трещиностойкость по сравнению с железобетоном:

при раскрытии трещин до 0,005 мм 

в 2,5-6 раз

при раскрытии трещин до 0,2 мм 

в 3-3,5 раз

Деформативность

в 2-10 раз

Сопротивление кавитации

в 3 раза

Сопротивление абразии (истираемость)

в 2 раза

Морозостойкость

в 1,5-2 раза

Термостойкость

в 5-7 раз

Коррозионная стойкость

в 2 раза

* - В таблице приведены данные для сталефибробетона с объемным содержанием фибр около 2 %, диаметре df=0,25 мм, отношением If /df= 100, водо-цементном отношении 0,50 и матрице из мелкозернистого бетона.

 



Преимущества перед конкурентами

- высокая производительность;

- уменьшение трудозатрат;

- повышенная трещиностойкость;

- повышенная износостойкость;

- коррозийная стойкость;

- повышенная прочность на растяжение, изгиб, сжатие;

- повышенная морозо-, жаро- и огнестойкость;

- увеличение долговечности

Все эти факторы указывают на то, что моя продукция выдержит конкуренцию и будет востребована на рынке.



Обоснование района строительства

Одним из критериев при выборе района строительства является удобное расположение предприятия в окружении уже работающих предприятий из-за удобства уже спроектированных транспортных автомагистралей, разветвленной сети железнодорожных магистралей, которые снимают одну ,из важнейших проблем по доставке сырьевых материалов и вывозу готовой продукции. Также  необходимо учитывать близкое расположение водных ресурсов и предприятий энергоснабжения.

Еще  одним из немаловажных критериев при выборе района  строительства  предприятия  является относительно близкое  расположение  к  сырьевой  базе, а наличие в г. Липецке цементного завода позволяет экономить денежные средства на транспортирования цемента. Также неподалеку расположены карьеры, откуда поставляется песок. 

Липецкая область расположена в пределах Среднерусской  возвышенности,  высота  над  уровнем  моря  246 метров. Климат умеренный  континентальный. Средняя   температура   января  -10°С,   июля  19°С. Осадков   около  50 мм  в  год.

Липецкая   область  входит  в центрально-черноземный район России. Областным центром является город Липецк.

Липецк, горд расположенный в центре Липецкой области   на  реке   Воронеж.   Население  Липецка   составляет чуть  менее миллиона   жителей.  Имеет   разветвленную   железнодорожную  сеть,   узловой станцией  является  город   Грязи.  Имеет  сообщение  и выход   на   все   железнодорожные   направления   России.

Место расположения предприятия: с. Казинка (Липецкая обл.).

Суммарные мощности действующих предприятий по производству строительных изделий в заданном районе в настоящее время являются недостаточными для обеспечения потребностей строительства в фундаментных блоков в связи с устаревшей технологией изготовления, а поэтому возникла необходимость в строительстве новых предприятий. При этом мощность проектируемых предприятий может полностью покрыть дефицит в данных изделиях, т.к. производительность моего завода 75000 м? в год.

Строительства нового завода в данном районе мотивируется также наличием достаточной сырьевой базы, наличием трудовых ресурсов, источником энергоснабжения, транспортных связей и т.п.

Потенциальными потребителями данного вида продукции будут строительные организации, занимающиеся застройкой свободной экономической зоны, а также организации, занимающиеся строительством и ремонтом автомобильных дорог.

Сырьё закупается преимущественно в Липецкой области: 

песок – карьер «Сенцово», Липецкая обл.

цемент – Цементный завод,  г. Липецк

шлак – ПАО «НЛМК»

стальная фибра – ОАО «Фибробетон», г.Москва



Определение номенклатуры продукции, характеристика продукции

Разработка данного курсового проекта вызвана тем, что в данное время в Липецкой области не делают изделий из сталефиброшлакобетона.

Из сталефиброшлакобетона можно изготавливать следующие конструкции:

•     сооружения, подверженные динамическим воздействиям: площадки для запуска ракет, дорожные и аэродромные покрытия, проезжие части мостов, мостовые конструкции, полы промышленных зданий, берегоукрепительные сооружения, волноломы, грузовые покрытия портовых причалов, свайные фундаменты, помещения повышенной надежности 

•     сооружения специального назначения: тюбинги для коллекторных тоннелей, корпуса судов, корпуса реакторов, склады взрывчатых веществ, напорные трубы, опоры контактной сети 

•     тонкостенные пространственные конструкции 

•     опорные узлы предварительно напряженных конструкций 

•     сейсмостойкие здания и сооружения 

•     ограждающие конструкции, тонкие трехслойные облицовочные плиты, лестничные марши, элементы гаражей-стоянок 

•     изделия сложной конфигурации 

•     банковские хранилища

Блоки типа ФБС



Рис.1.1 Форма и основные размеры  ФБС 

Таблица 1.2 Характеристики ФБС

Длина L, мм

2380

Высота h, мм

580

Геометрический объем, м3

0,552

Ширина b, мм

400

Ширина b1, мм

80

Ширина b2, мм

160

Обьем бетона, м3

0,543

Вес, кг

1300

Класс бетона

В35



Рис.1.2 Форма и основные размеры ФБП

Таблица 1.3 Характеристики ФБП

Длина L, мм

2380

Высота h, мм

580

Геометрический объем, м3

0,552

Ширина b, мм

400

Ширина b1, мм

120

Ширина b2, мм

160

Обьем бетона, м3

0,439

Вес, кг

1050

Класс бетона

В35



 

Таблица 1.4 Основные характеристики ФБС и ФБП

	

Вид продукции

Масса, т

Вид и класс бетона

Расход на 1м? изделие

Выпуск продукции, м3







Портландцемент М-500, кг

Пластификатор, л

Фибра, кг

Вода, л

Песок, кг

Шлак гранулированный, кг

В год

В сутки

В смену

В час

ФБС24.4.6-Т

1,3

B35

455

2,27

273

245

875

500

50000

198

99

12,4

ФБП24.5.6-Т

1,1

В35

390

1,95

234

230

750

500

25000

89

44,5

5,7

	



	1.4 Производственная программа предприятия

Таблица 1.5  Производственная программа предприятия по выпуску продукции

Номер позиции

Наименование видов продукции

Объем производства, м3/шт





В год



В сутки



В смену



В час

1





2



ФБС24.4.6-Т 





ФБП24.5.6-Т 

50000/

77778



25000/

38889

207/

 306



89/

155

105/

153



44,5/

77,5

12,8/

19,9



5,7/

9,9

Итого 



75000

296

 149

18,5





116667

461

231

29,8



Таблица 1.6 Производственная программа по сырью и материалам

Наименование сырья и материалов по каждому виду продукции

Единицы измерения

Потребности





В год

В сутки

В смену

В час

ФБС

ПЦ 500

Песок

Фибра

Пластификатор С-3

Шлак гранулированный

ФБП

ПЦ 500

Песок

Фибра

Пластификатор С-3

Шлак гранулированный



т.

т.

т.

л.

т.



т.

т.

т.

л.

т.



22750

43750

13650

113750

25000



9750

18750

5850

48750

12500



90

173

54

450

98,8



38,5

74,1

23,1

192,7

49,4



45

86.5

27

225

49,4



19,25

37,05

11,55

96,35

24,7



5.6

10.8

3

28

6,2



2,4

4,6

1,4

12,1

3,1

Режим работы предприятия

В соответствии с требованиями нормативных документов с учетом передового производственного опыта и конкретных условий определяется и обосновывается  режим работа производства. 

Таблица 1.7 Режим работы предприятия

Наименование подразделения

Количество

рабочих дней в году

Количество

рабочих смен

Количество

рабочих часов

в смену

Склад сырьевых материалов

365

3

8

Цех по производству ФБС и ФБП из Сталефиброшлакобетона

253

2

8

Склад готовых изделий

365

3

8





2. Технология производства

2.1 Общая характеристика технологии. Разработка и обоснование технологических схем  производства.

ФБС, ФБП из СФШБ изготовляются конвейерным способом.

Конвейерное производство является совершенствованием поточно-агрегатного способа формования железобетонных изделий.

При конвейерном способе формы с изделиями перемещаются от одного поста к другому специальными транспортными устройствами. Для конвейера характерен принудительный ритм работы, т. е. одновременное перемещение всех форм по замкнутому технологическому кольцу с заданной скоростью. Весь процесс изготовления изделий разделяется на ряд технологических операций, одна или несколько из которых выполняются на определенном посту.

Как правило, тепловые агрегаты являются частью конвейерного кольца и работают в его системе также в принудительном ритме. Это обусловливает одинаковые или кратные расстояния между технологическими постами (шаг конвейера), одинаковые габаритные размеры форм и развернутую длину тепловых агрегатов.

Конвейерные линии разделяют по характеру работы — на периодического и непрерывного действия; по способу транспортирования — с формами, передвигающимися по рельсам или роликовым конвейерам, с формами, образуемыми непрерывной стальной лентой или составленными из ряда элементов и бортовой оснастки; по расположению тепловых агрегатов — параллельно конвейеру в вертикальной или горизонтальной плоскости, а также в створе формовочной части конвейера. Наибольшее распространение получили конвейеры периодического действия с формами, передвигающимися по рельсам.

Рациональными областями применения конвейерных технологических линий следует считать специализированное производство изделий одного вида и типа — панели перекрытий и покрытий, фундаментных блоков, панелей внутренних стен, наружных стеновых панелей, железобетонных шпал и др. Возможно применение конвейеров для производства колонн и ригелей как с обычной, так и с напрягаемой арматурой, сантехкабин, блок-комнат и др.

Число постов на конвейерах — от 6 до 15, ритмы работы конвейеров— от 10 до 22 мин, скорости перемещения — от 0,9 до 1,3 м/с.

Годовая производительность конвейерных линий периодического действия определяется номенклатурой выпускаемой продукции, режимом формования изделий, продолжительностью работы формовочного поста в течение суток — расчетного фонда времени работы оборудования при принятом режиме работы линии. [2]

Возможны 2 технологии производства Сталефиброшлакобетона[4]:



2.1.1 Технология сталефибробетона и конструкций  из него способом

совместного перемешивания компонентов

Традиционная технология Сталефиброшлакобетонных конструкций способом совместного перемешивания компонентов с последующим формованием  характеризуется следующими рабочими процессами. Вначале в смесителе готовится пескобетонная смесь, затем в нее вводится расчетное количество дисперсной стальной арматуры и оба компонента перемешиваются до равномерного распределения арматуры в объеме смеси. На последнем этапе Сталефиброшлакобетонная смесь укладывается в формы или опалубку  и виброуплотняется в них.

Технология совместного перемешивания компонентов с последующим формованием применяется для изготовления как монолитных, так и сборных Сталефиброшлакобетонных конструкций. Соотношения компонентов пескобетонной смеси в составе Сталефиброшлакобетона традиционного изготовления изменяется в следующих пределах.

-	цементно-песчаное отношение,     1:1,5 … 1,2;

-	водоцементное отношение,  0,4 … 0,5;

-	пластифицирующие добавки типа С-3  – в количестве 0,4 … 0,8 % от массы цемента.[4]

Параметры дисперсного армирования пескобетонной смеси стальной фиброй характеризуются такими значениями: 

объемное содержание фибры в смеси 1 … 3%;

геометрический фактор (отношение длины фибры к диаметру)  –  80 … 100;

диаметр фибры 0,3 … 0,7 мм. [4]

Технология Сталефиброшлакобетонных конструкций способом совместного перемешивания с последующим формованием имеет много недостатков. Наиболее существенным из них является комкование  фибры в процессе ее перемешивания с пескобетонной смесью, что снижает однородность смеси, ограничивает количество вводимых в нее фибр и их длину.

Эффект комкования зависит от множества  факторов и прогрессирует:

-	с увеличением длины и уменьшением диаметра стальной фибры;

с увеличением количества дисперсной арматуры в смеси;

с увеличением в смеси содержания песка и крупности песка;

с уменьшением в смеси доли цемента и воды.

На процесс комкования оказывает влияние форма фибры и состояние ее поверхностей, способ ввода фибры в пескобетонную смесь, состав пескобетонной смеси, время перемешивания, тип смесителя и др. Еще одним из главных недостатков данной технологии можно считать низкую подвижность и плохую удобоукладываемость Сталефиброшлакобетонной смеси в формах и конструкциях. Подвижность и удобоукладываемость Сталефиброшлакобетонной смеси во многом зависят от ее состава, т.е. от количественных соотношений исходных компонентов цемента, песка, фибры, воды и пластифицирующей добавки. На эти же характеристики сильное влияние оказывают геометрические размеры фибры, гранулометрический состав,  размеры заполнителя. Приведенные технологические факторы оказывают существенное влияние на подбор состава Сталефиброшлакобетона, а также на его прочностные, деформативные и другие физико-механические свойства.

О.В. Коротышевский делает вывод о том, что увеличение прочности Сталефиброшлакобетона находится в пропорциональной зависимости от межфибрового расстояния. Он утверждает, что межфибровое расстояние в Сталефиброшлакобетоне традиционного изготовления способом совместного перемешивания компонентов достигает 6 … 10 мм,  и качественный скачок в упрочении материала (до 2,5 раз) может быть достигнут при таком армировании пескобетонной смеси, при котором размеры ячеек или межфибровое расстояние будут в пределах 3 … 5 мм. [5]

Включение в состав Сталефиброшлакобетона традиционного изготовления  крупного заполнителя снижает эффективность дисперсного армирования. И хотя есть еще примеры изготовления Сталефиброшлакобетона с мелким щебнем, в основном,  стальной фиброй армируют пескобетонные смеси.

Разрушение Сталефиброшлакобетонных конструкций традиционного изготовления сопровождается выдергиванием фибры из пескобетонной матрицы. Объясняется это тем, что при использовании фибры с геометрическим фактором 80 … 100 не обеспечивается достаточная анкеровка фибры в материале.

Таким образом, традиционная технология изготовления Сталефиброшлакобетонных конструкций способом совместного перемешивания компонентов с последующим формованием характеризуется следующими основными проблемами:

в пескобетонную смесь нельзя ввести фибру с геометрическим фактором более 100, которая могла бы иметь в ней надежную анкеровку;

в пескобетонную смесь нельзя ввести фибровую арматуру более 3% по объему, так как увеличение количества фибры провоцирует процесс комкования (образования "ежей");

увеличение объемного содержания фибры  резко снижает удобоукладываемость Сталефиброшлакобетонной смеси в формах и конструкциях, в результате чего затрудняется процесс виброуплотнения материала, снижается его прочность;

данная технология не позволяет получить качественной однородности Сталефиброшлакобетона;

неполностью используются прочностные свойства фибры (при разрушении материала в конструкции фибра не рвется, а выдергивается).

В настоящее время прочностные и другие свойства Сталефиброшлакобетона пытаются повысить за счет рифления поверхностей фибр, изготовления фибры серповидного сечения, фибры с отогнутыми и расплющенными концами. Для создания однородной Сталефиброшлакобетонной смеси перемешивание компонентов производят в специальных смесителях. Указанные разработки повышают эффективность Сталефиброшлакобетонных конструкций, частично устраняют отдельные недостатки традиционной технологии совместного перемешивания компонентов, но не исключают их полностью.



2.1.2 Технология сталефибробетона и конструкций из него способами раздельной укладки компонентов

Для повышения эффективности и широкого внедрения в строительство конструкций из Сталефиброшлакобетона, необходимо значительно повысить его прочность. Достичь этого можно за счет увеличения длины стальных волокон и объемного содержания дисперсной арматуры в бетоне. Однако традиционная технология изготовления конструкции из Сталефиброшлакобетона путем совместного перемешивания мелкозернистого бетона и стальной фибры с последующим формованием не позволяет применять фибру в количестве, превышающем 3 % от объема, так как при этом, в процессе перемешивания с мелкозернистым бетоном, фибра сбивается в ''ежи", делая конструкцию неоднородной и непрочной. 

Сущность способов раздельной укладки компонентов состоит в том, что сначала в формы отдельно укладывается дисперсная стальная арматура (фибра) с образованием в них пространственных арматурных каркасов (фиброкаркасов), а затем в форму и ячейки фиброкаркасов вводится подвижная пескобетонная смесь.  Изготовление Сталефиброшлакобетона и конструкций из него способами раздельной укладки компонентов имеет несколько разновидностей в связи с тем, что процесс ввода в фиброкаркасы пескобетонной смеси, ее уплотнение и формование конструкций могут  происходить разными методами: виброуплотнения ; виброуплотнения с пригрузом (прессованием); нагнетания; налива и пропитки фиброкаркасов подвижной пескобетонной смесью ( литья). [4]

Каждый из перечисленных методов технологии имеет свои области применения. Например, методом виброуплотнения и методом виброуплотнения с прессованием изготавливаются тонкостенные сборные конструкции. Методом нагнетания обычно заделываются стыки между сборными конструкциями. Методом налива пескобетонной смеси и пропиткой ею фиброкаркасов изготавливаются, как правило, монолитные конструкции.

Наиболее распространенным из перечисленных методов нужно считать метод виброуплотнения пескобетонной смеси в фиброкаркасе с одновременным формованием конструкции.

Рабочими операциями в технологиях Сталефиброшлакобетона и конструкций из него способами раздельной укладки компонентов являются: подготовка и смазывание поверхностей форм гидрофобными покрытиями; укладка в форму стальной фибровой арматуры с образованием фиброкаркаса по размерам формы (конструкции); дозирование составляющих компонентов и приготовление пескобетонной смеси; ввод пескобетонной смеси в фиброкаркас и форму методами налива, нагнетания, виброуплотнения или виброуплотнения с прессованием;  твердение и набор прочности  материала  отформованных  конструкций  в  естественных   условиях или в условиях термовлажностной обработки.

Впервые технология изготовления Сталефиброшлакобетона способом раздельной укладки компонентов была опробована в 1964 году Г.Ф. Тобольским и И.Ф. Ципенюком. Однако, отсутствие в то время эффективных пластифицирующих добавок, а также высокая стоимость дисперсной арматуры  и отсутствие ее промышленного изготовления, послужили основной причиной медленного внедрения новой технологии в практику отечественного строительства.

В 70 … 80-х годах  ХХ века наступил новый этап исследования различных  разновидностей данной технологии, а ее эффективность стала подтверждаться многочисленными  японскими, французскими патентами и отечественными авторскими свидетельствами и патентами на изобретение. [20]

Исследуя эффективность разных технологий Сталефиброшлакобетона и конструкций из него, К.М. Королев в одной из своих работ приводит результаты сравнительных испытаний образцов, изготовленных разными способами (таблица ).

Приведенные в таблице данные позволяют сделать вывод о значительной эффективности технологии Сталефиброшлакобетона и конструкций из него, изготовленных способами раздельной укладки компонентов.

К такому же выводу приходит и О.В. Коротышевский в своей работе «Пути повышения эффективности дисперсно армированного бетона». 

В ней, в частности говорится о том, что по сравнению с традиционной технологией совместного перемешивания компонентов, примерно при равном расходе фибровой арматуры (1,5% и 2% по объему),  прочность на растяжение более чем в три раза выше для Сталефиброшлакобетона, изготовленного  способом раздельной укладки компонентов. Прирост прочности в данном случае обеспечивался применением более длинной фибры.

	Таблица 2.1  Прочностные свойства сталефибробетона

	Технологии

	Размеры фибры, мм

	Состав бетона

	(цмент: песок)

	Прочность, МПа

	

	длина

	диаметр

	

	Сжатие

	Изгиб

	Растяжение

	Совместное перемешивание компонентов

	50,0

	0,5

	1 : 2,5

	44,3

	117

	12,5

	357

	3,4

	234

	Раздельная укладка компонентов

	112,0

	0,3

	1 : 2

	43,4

	120

	36,2

	646

	12,0

	428

Анализ различных источников показал, что кроме Г.Ф. Тобольского, И.Ф. Ципенюка, новые технологии изготовления Сталефиброшлакобетонных конструкций способами раздельной укладки компонентов  широко исследовались  в НИИЖБе,  ЛатНИИстроительства, ООО "Фибробетон", НИЦ 26 ЦНИИ МО, ЛВВИСУ (ВИТУ)  и в некоторых  других учреждениях. [4]

Однако указанные работы не претендуют на полноту информации о взаимосвязи структурных и технологических факторов с прочностными, деформативными и другими физико-механическими свойствами Сталефиброшлакобетона. В них нет подробных и обоснованных рекомендаций по проектированию оптимальных составов указанного композиционного материала с целью улучшения его основных эксплуатационных качеств и снижения затрат на изготовление Сталефиброшлакобетонных конструкций. В этих источниках отсутствуют сведения о свойствах  материала при воздействии на него взрывных нагрузок и  нет рекомендаций об эффективных областях применения Сталефиброшлакобетонных конструкций в специальном строительстве. 

Для устранения существующего пробела потребовались дополнительные теоретические и экспериментальные лабораторные исследования, а также полигонные испытания натурных конструкций и фрагментов сооружений.

При изготовлении ФБС и ФБП на моём предприятии используется технология раздельной укладки фибры.



2.1.3 Разновидности технологии изготовления сталефиброшлакобетона и конструкций из него с раздельной укладкой компонентов

В процессе проведенных исследований нами предложены две новые разновидности технологии изготовления Сталефиброшлакобетона и конструкций из него способами раздельной укладки компонентов, разработанные на основе принятой гипотезы о возможности создания при укладке дискретных волокон в форме жесткого пространственного фиброкаркаса,  с последующим вводом в него мелкозернистой бетонной смеси методами литья, вибролитья и нагнетания, в результате чего объединяются в единый технологический цикл процессы изготовления материала и конструкций: первая - путем виброформования с пригрузом для увеличения степени дисперсного армирования (до 9 % по объему); вторая – путем организации вибрацией всплытия верхней части фиброкаркаса для образования на внутренних поверхностях конструкций (например, несъемной фибробетонной опалубки) дополнительного дисперсноармированного слоя, в результате чего создана возможность изготовления сборных и сборно-монолитных конструкций для специальных сооружений с противооткольным защитным слоем;

Предложенные разновидности технологий включают в себя следующие технологические операции: 

- подготовка формы-оснастки и укладка в форму фибры или фиброкаркаса;

- дозирование составляющих компонентов и приготовление мелкозернистой бетонной смеси;

 - ввод бетонной смеси в фиброкаркас и форму (литьем, вибролитъём или нагнетанием); 

- прессование или пригруз (при необходимости); 

- термовлажностная обработка и распалубка конструкций; хранение конструкций на складе готовой продукции. [4]

Важной технологической задачей при изготовлении конструкций из Сталефиброшлакобетона является обеспечение высокого качества их лицевых поверхностей. С этой целью необходимо принимать меры по созданию ровных внутренних поверхностей форм, а также по уменьшению адгезии (сил сцепления) между палубой и бетонной поверхностью. Последнее может достигаться за счет применения для палуб форм гидрофобных материалов или гидрофобизирующих смазок. Так, например, сила нормального сцепления с бетоном для палубы из необработанной стали составляет 0,185 МПа, а для такого гидрофобного материала, как стеклопластик, всего 0,03 МПа. В качестве гидрофобизирующих покрытий хорошо зарекомендовали себя материалы из полимеров. Они почти полностью исключают сцепление, не загрязняют бетон, выдерживают 30 циклов распалубки и хорошо защищают металл форм от коррозии. Снижение сил сцепления производят также путем смазки внутренних поверхностей форм отработанными машинными маслами или специальными составами. 

Укладку фибры в форму можно производить ленточными транспортерами, электромагнитами, специальными устройствами и пневмотранспортом.

Укладка фибры ленточными транспортёрами производится следующим образом. 

Сначала фиброй загружают приемный лоток устройства типа "беличье колесо" (рис. 2.1), изготовленного на основе центробежного вентилятора. Устройство имеет приемный лоток и отверстие в корпусе через которое фибра высыпается на ленту транспортера. 



Рисунок 2.1 Беличье колесо.

Главная задача устройства «беличье колесо» – ликвидация комков фибр. Данный механизм может быть исключен из технологического процесса в случае применения волнистой фибры (фибры ломаного профиля), кото.......................