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混凝土生产工艺计算
第四章生产工艺的计算
第一节配合比的计算(取C25计算)
配合比的计算的目的是确定原料的配合比,以便制备成分合乎要求的原料,为搅拌机的正常操作和生产创造有利的条件。
合适的配合比方案既是工艺设计的依据,又是正常生产的的保证。
混凝土的主要配料是:
碎石、砂、水泥、水、粉煤灰、减水剂。
设计混凝土配合比的基本要求:
(一)满足混凝土设计的强度等级。
(二)满足施工要求的混凝土和易性。
(三)满足混凝土使用要求的耐久性。
(四)满足上述条件下做到节约水泥和降低混凝土成本。
从表面上看,混凝土配合比计算只是水泥、砂子、石子、水这四种组成材料的用量。
实质上是根据组成材料的情况,确定满足上述四项基本要求的三大参数:
水灰比、单位用水量和砂率。
一、计算配制强度
依据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000)(J64-2000)以及《建筑施工计算手册》。
混凝土配制强度应按下式计算:
fcu,0≥fcu,k+1.645σ
其中:
σ——混凝土强度标准差(N/mm2)。
取σ=5.00(N/mm2);
fcu,0——混凝土配制强度(N/mm2);
fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值(N/mm2),取fcu,k=25(N/mm2);
经过计算得:
fcu,o=fcu,k+1.645m=25+1.645×5=33.2N/mm2
二、确定水灰比。
混凝土水灰比按下式计算:
其中:
σa,σb——回归系数,由于粗骨料为碎石,根据规程查表取
σa=0.46,取σb=0.07;
fce——P.O42.5水泥28d抗压强度实测值,取48.00MPa
经过计算得:
W/C=0.46×48.00/(33.23+0.46×0.07×48.00)=0.66
三、计算单位体积用水量
表4-1混凝土用水量选用表(kg/m3)
Table4-1Thequantityusedinconcrete
所需坍落度
卵石最大粒径
碎石最大粒径
10
20
40
15
20
40
10-30
190
170
150
200
185
165
30-50
200
180
160
210
195
175
50-70
210
190
170
220
205
185
70-90
215
195
175
230
215
195
混凝土用水量的确定:
(一)水灰比在0.40~0.80范围时,根据粗骨料的品种,粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度,其用水量按下两表选取:
(二)水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量应通过试验确定。
(三).流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤计算按上表中坍落度90mm的用水量为基础,按坍落度每增大20mm用水量增加5kg,计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量;
故用水量Mw=190kg
掺加西安方鑫化工有限公司生产的UNF-FK高效减水剂,掺量取0.8%C,实测减水率20%
MW0=190×(1-0.2)=152kg,
四、计算水泥用量
Mc=
=152/0.66=230.3kg
M0=230.3×0.008=1.84kg
加入80kg粉煤灰,代替30kg水泥
Mf=80kgMco=230.3-30=200.3kg
Mf=80kg
五、砂,石用量的计算
采用绝对体积法计算
表4-2混凝土砂率选用表(%)
Table4-2Sandratiousedinconcrete
水灰比(W/C)
碎石最大粒径(mm)
卵石最大粒径(mm)
15
20
40
10
20
40
0.40
30-35
29-34
27-32
26-32
25-31
24-30
0.50
33-38
32-37
30-35
30-35
29-34
28-33
0.60
36-41
35-40
33-38
33-38
32-37
31-36
0.70
39-44
38-43
36-41
36-41
35-40
34-39
选用5-31.5mm的卵石。
查表得,Bs=0.35
+
=1-
-
-0.01
S0=0.35S0+0.35G0
得出:
S0=735G0=1365
MC0:
MS0:
MG0:
:
MW0:
Mf:
M0=200.3:
735:
1365:
152:
80:
1.84
表观密度=200.3+735+1362+152+80=2532.3Kg/M3,符合国家标准规定的混凝土C10以上的密度大于2450Kg/M3。
第二节物料平衡计算
物料平衡计算的目的:
物料平衡计算是以生产规模、产品方案、工艺流程,工艺参数及生产班制为基础,对工厂的生产过程中各工序物料量的一种近似计算方法。
通过物料平衡计算可以达到以下目的:
(一)计算从原料进厂至成品出厂各工序所需处理的物料量,作为确定车间生产任务、设备选型及人员编制的依据。
(二)计算各原料、辅助原料需要量作为总图设计中确定运输量、运输设备和计算各堆场、料仓面积的依据。
物料平衡计算分为周平衡法和年平衡法两种,本设计采用年平衡法。
一、生产制度
生产制度为:
每天二班制、每班八小时,每年生产天数按365天计。
二、要求每小时混凝土量为:
Qh=400000/320/16/=78.125M3/H
三、要求每天生产混凝土量为:
Qd=16*Qh=16*78.125=1250M3/d
四、物料平衡表
通过计算各原材料的小时,日,年的消耗得出物料平衡表如表5—2所示。
表4-3混凝土物料平衡表(以C25计算)
Table4-3balanceofmaterials
物料
名称
天然
水份(%)
生产
损失(%)
消耗定额
(T/M3混凝土)
物料平衡表(T)
干料
含天然水份料
干
料
含天然
水份料
小时
日
年
小时
日
年
水泥
1
0.2003
15.65
250.38
80120
砂子
6
1
0.735
0.81
57.42
918.8
294000
57.77
924.4
295793.4
碎石
1
1
1.365
1.17
106.64
1706.3
546000
107.9
1726.2
552388.2
粉煤灰
1
0.08
6.25
100
32000
水
0.152
11.88
190
60800
外加剂
0.008
0.625
10
3200
混凝土
78.13
1250
400000
第五章主机平衡及储库平衡
第一节主机平衡
主机平衡的目的:
根据物料平衡计算的结果,和车间的工作制度,计算各车间主机要求的生产能力,并根据此选定的主机型号、规格和台数。
主机平衡的计算是车间工艺流程,车间工艺布置密切相连的,对主机的产量除了考虑设备说明和经验公式外,还应根据同类型的厂家比较,尽量做到优质,高产,低消耗及设备能长期安全运转。
主机平衡计算与物料平衡一样,分为年平衡法和周平衡法两种,本设计采用年平衡法。
一、设备选型计算
(一).生产制度为:
每天二班制、每班八小时,每年生产天数按320天计。
(二).利用系数:
综合考虑生产、候车、装车、在途、候泵、泵送情况;工地施工情况如——工地多、浇注点多、浇注量的多少和气候条件等因素,利用系数取0.6。
(三).搅拌主机要求小时产量为:
Q=400000/320/16/0.6=130M3/H
主机选用2HZS180型双卧式强制搅拌机一套(两条生产线),该机单机小时产量90M3,以满足建筑工地短时间内大方量浇注以及多个客户同一时间要求供料的需求;支腿高度则可根据客户需求进行灵活搭配。
HZS180型双卧式强制搅拌机具有传动可靠、噪音小、能耗低,结构紧凑、运转平稳、操作简便、搅拌质量好、生产率高等优点,可搭配水泥仓、螺旋输送机配料机组成不同型号的多功能搅拌站,满足混凝土、其他物料的搅拌需求;质量可靠,服务一流。
(四)混凝土输送泵
按每台泵每月泵送混凝土6000方计算,所需泵送设备为:
400000/12/6000=5.56(台)
按车泵2台、80型柴油车载泵4台配备。
根据市场实际情况,有少部分非泵混凝土需求,因此该配备能满足要求。
按市场销售情况逐步配置。
(五).混凝土搅拌运输车
选择容量为8M3的搅拌车,较适应目前广西的道路和工地运输状况。
按每辆车每月运送混凝土1600方计算,所需车辆为:
400000/12/1600=20.83(辆)
结合提高车辆利用效率和提高经济效益考虑,选择配置22辆8M3搅拌运输车。
按市场销售情况逐步配置。
(六).控制系统
本人采用PLC采用德国西门子SIMATIC系列产品。
它具有兼容性好和可靠性高的特点,为搅拌站的整个电控系统带来了高质高品的性能,也有利于用户今后对搅拌站的更新与扩展
第二节储库平衡计算
1.储存期的确定。
某物料的储存量能满足工厂生产需要的天数,称为该物料的储存期。
确定物料的储存期主要考虑的因素:
1.由于混凝土搅拌站所需的原材料都是从外部运输,为了防止因运输而影响生产,需要较大的储存量。
原材料的储存期主要取决于运输方式,储存期的选择见下表。
表5-1要求的物料储存期
Table5-1therequireddaysofmaterials’storing
物料名称
储存期(天)
铁路水路公路备注
砂
8---11
7---9
5---7
卵石
8---12
7---10
5---8
碎石
9---12
7---10
5---8
水泥
9---15
7---12
3---7
粉煤灰
13---18
8---13
6---9
外加剂
15---20
12---15
8---12
本设计采用的是公路运输,初步计划原材料的储存期如下表:
物料名称
总存储期(天)
砂
6
卵石
5
碎石
5
水泥
4
粉煤灰
7
外加剂
9
一储存期的确定
表5-2初步计划物料的储存期
Table5-2Theinitialdesigndaysofthematerials’storing
本设计采用堆棚来储存砂、碎石、卵石,使用储存仓来储存水泥、粉煤灰;使用储存罐储存外加剂。
二.砂、卵石料堆的计算
堆棚所需面积取决于被储存物料的种类,堆积密度及料堆的高度。
一般情况下原料的存放面积可按下式计算:
S=
式中S-----------原料的存放面积(m2);
Q-----------原料的储存量(t);
h------------原料堆的高度(m)
----------料堆的有效体积系数,一般取0.7-0.9;
----------原料的堆积密度(t/m3)
本设计中:
(一).碎、卵石料堆的面积:
S=
=2290.6051m2
取S=2300m2,取料堆宽度B=35m,则料堆长度L=66m
实际储量Q=Sh
=2300×3×1.57×0.8=8666.4t.
实际储存期=
=5.07d
(二).砂堆的面积
S=
=1426.5432m2
实际设计中,取S=1500m2,取料堆宽度B=35m,则料堆长度L=43m2.
实际储量Q=Sh
=1500×3×1.62×0.9=5832t.
实际储存期=
=6.3d
(三).水泥储存量
Q=250.38*4=1001.52t
选用300t料仓4个,储存量1200t,实际储存期4.8天。
(四).粉煤灰储存量
Q=100*7=700t
选用200t料仓4个,储存量800t,实际储存期8天。
(五).外加剂储存量
Q=10*9=90
选用30t储罐3个,储存量90t,实际储存期9天。
三编制储库平衡表
表5-3全厂储库平衡表
Table5-3Thebalanceoftheplants’storehouses
编号
名称
规格(m)
数量(个)
储量(t)
储存期(天)
1
砂堆棚
35*66
2
5832
5.07
2
卵、卵石堆棚
35*43
2
8666.4
6.3
3
水泥料仓
300t
4
1200
4.8
4
粉煤灰料仓
200t
4
800
8
5
外加剂储存罐
30t
3
90
9
混凝土产品售价:
270元/m3;砂:
90元/m3;(60元/t)卵碎石:
39元/m3;(26元/t)水泥:
320元/t
粉煤灰:
130元/t外加剂:
2500元/t水:
2元/t电:
0.8元/
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