Расчет материально-производственного потока

Расчет состава бетона

 

1) Расчет состава тяжелого бетона для производства 3-х слойных панелей и свай.

 

Исходные данные:

- Требуемая марка бетона М200, Rб=20 МПа;

- Осадка конуса (удобоукладываемость)-4 см;

- Модуль крупности песка, Мк=2,3;

- Наибольшая крупность щебня, Дмах=20 мм;

- Истинная плотность: песка ρ_и^п=2400 кг/м³;

щебня ρ_и^щ=2470 кг/м³;

- Насыпная плотность: песка ρ_н^п=1600 кг/м³;

щебня ρ_н^щ=1460 кг/м³;

Характеристика цемента:

- ρ_ц - активность (марка) цемента М400: R_ц=40 МПа;

- ρ_н - насыпная плотность цемента: ρ_н^ц =1,1 кг/л;

- ρ_и - истинная плотность цемента: ρ_и^ц =3,0 кг/л;

- V_п - пустотность щебня.

Пустотность щебня определяется по формуле (5.1.1):

 

V_п= 1- ρ_н^щ/ ρ^щ (5.1.1)

 

V_п= 1-(1460/2470)=0,41

Определение Ц/В отношения:

 

R_б=А×R_ц×Ц/В - 0,5), (5.1.2)

 

R_б=А×R_ц×(Ц/В + 0,5), (5.1.3)

где А- коэффициент, учитывающий качество заполнителя, А=0,6; R_ц–активность цемента, МПа; R_б – требуемая прочность бетона, МПа. Если марка бетона меньше или равна марке цемента, расчет ведется по формуле (5.1.2). Если марка бетона больше марки цемента, расчет ведется по формуле (5.1.3)

Ц/В отношение определяется по формуле (5.1.2):

 

Ц/В=R_б/(R_ц×А)+ 0,5, (5.1.4)

 

Ц/В=20/(40×0,6)+0,5=1,33

Расход воды определяется по таблице 5[2]:

В=195 л.

Расход воды определяется по формуле (5.1.5):

 

Ц=В×(Ц/В), л. (5.1.5)

 

В=195×1,33=259,3 л.

Расход щебня определяется по формуле (5.1.6):

 

Щ=1000/[(Vп×Кр)/ ρ_н^щ +1/ ρ_и^щ], кг. (5.1.6)

 

где Кр – коэффициент раздвижки зерен щебня или гравия, Кр=1,34.

Щ=1000/[(0,41×1,34)/1,46+1/2,47]=1288,66 кг.

Расход песка считается по формуле (5.1.7):

 

П=[1000 – (Ц/ ρ_и^ц +В+Щ/ ρ_и^щ)]× ρ_и^п, кг. (5.1.7)

 

П=[1000–(259,3/3,0+195+1288,66/2,47)]×2,4=472,4 кг.

 

2) Расчет состава тяжелого бетона для производства внутренних панелей и плит перекрытий.

Расчет состава бетона марки М200 (ОК = 7см) производится аналогично расчету состава бетона марки М200 (ОК = 4см).

Исходные данные:

- Требуемая марка бетона М200, Rб =20 МПа;

- Осадка конуса (удобоукладываемость)-7 см;

- Модуль крупности песка, Мк = 2,3;

-Наибольшая крупность щебня, Д мах = 20 мм;

- Истинная плотность: песка ρ_и^п=2400 кг/м³;

щебня ρ_и^щ=2470 кг/м³;

- Насыпная плотность: песка ρ_н^п=1600 кг/м³;

щебня ρ_н^щ=1460 кг/м³;

Характеристика цемента:

- ρ_ц - активность (марка) цемента М400: R_ц=40 МПа;

- ρ_н - насыпная плотность цемента: ρ_н^ц =1,1 кг/л;

- ρ_и - истинная плотность цемента: ρ_и^ц =3,0 кг/л;

- V_п =0,4

Определение Ц/В отношения:

 

Ц/В=R_б/(R_ц×А)+ 0,5,

 

Ц/В=20/(40×0,6)+0,5=1,33

Расход воды определяется по таблице 5[2]:

В=205 л.

Расход воды определяется по формуле:

Ц=205×1,33=272,6 л.

Расход щебня:

Щ=1000/[(0,41×1,34)/1,46+1/2,47]=1288,66 кг.

Расход песка:

П=[1000–(272,6/3,0+205+1288,66/2,47)]×2,4=438,6 кг.

2) Расчет состава тяжелого бетона для производства многопустотных плит перекрытий.

Расчет состава бетона марки М200 (ОК=0см) производится аналогично расчету состава бетона марки М200 (ОК=4см).

Исходные данные:

- Требуемая марка бетона М200, Rб=20 МПа;

- Осадка конуса (удобоукладываемость)-0 см;

- Модуль крупности песка, Мк=2,3;

- Наибольшая крупность щебня, Дмах=20 мм;

- Истинная плотность: песка ρ_и^п=2400 кг/м³;

щебня ρ_и^щ=2470 кг/м³;

-Насыпная плотность: песка ρ_н^п=1600 кг/м³;

щебня ρ_н^щ=1460 кг/м³;

Характеристика цемента:

- ρ_ц - активность (марка) цемента М400: R_ц=40 МПа;

- ρ_н - насыпная плотность цемента: ρ_н^ц =1,1 кг/л;

- ρ_и - истинная плотность цемента: ρ_и^ц =3,0 кг/л;

- V_п =0,4

Определение Ц/В отношения:

 

Ц/В=R_б/(R_ц×А)+ 0,5,

 

Ц/В=20/(40×0,6)+0,5=1,33

Расход воды определяется по таблице 5[2]:

В=175 л.

Расход воды определяется по формуле:

Ц = 175×1,33=232,75 л.

Расход щебня:

Щ = 1000/[(0,41×1,34)/1,46+1/2,47]=1288,66 кг.

Расход песка:

П = [1000–(232,75/3,0+175+1288,66/2,47)]×2,4=541,7 кг.

 

Определение усреднено-условного состава бетона

 

Для определения усредненно-условного состава бетона подсчитывается доля каждого состава в общей производительности бетоносмесительного цеха.

Усредненно-условный состав бетона необходим для упрощения расчета потребности проектируемого предприятия в сырьевых материалах в час, в сутки, в год.

Используются следующие формулы:

1. Расход воды:

 

Ву=Δ1В1+Δ2В2+Δ3ВЗ, л. (5.2.1)

 

Ву=0,4×195+0,4×205+0,2×175=195 л.

2. Расход цемента:

 

Цу=Δ1Ц1+Δ2Ц2+Δ3ЦЗ, кг (5.2.2)

 

Цу=0,4×259,3+0,4×272,6+0,2×232,75=259,3 кг.

3. Расход песка:

 

Пу=Δ1П1+Δ2П2+Δ3ПЗ, кг (5.2.3)

 

Пу=0,4×472,4+0,4×438,6+0,2×541,7=472,7 кг

4.Расход щебня:

 

Щу= Δ1Щ1+Δ2Щ2+Δ3ЩЗ, кг (5.2.4)

Щу=0,4×1288,66+0,4×1288,66+0,2×1288,66=1288,66 кг

 

Таблица 5.1

Результаты расчетов состава бетона

Вид бетона	Марка бетона	Предельная крупность заполнителя, мм	Осадка конуса, см	Расходы материалов, кг/л на м3 бетона				Доля, %
				Вода	Цемент	Щебень	Песок
Тяжелый бетон	200	20	4	195	259,3	1288,66	472,4	40
	200	20	0	175	232,75	1288,66	541,7	20
	200	20	7	205	272,6	1288,66	438,6	40
Усредненно-условный состав бетона				195	259,3	1288,66	472,7	100

 

Расчет материального потока

 

Для расчета материального производственного потока уточняется деление производственного процесса на технологические зоны и нормы неизбежных потерь материалов по зонам.

Зона 1: транспортно-сырьевой участок. Потери цемента 1%, щебня 1%, песка 2%.

Зона 2: склады сырья. Потери цемента 1%, щебня 1,5%, песка 2%.

Зона 3: бетоносмесительный узел. Потери бетонной смеси 1%.

Зона 4: формовочные линии. Потери бетонной смеси 0,5%.

Зона 5: участок термообработки и доводки изделий. Потери 0,5%.

Зона 6: склад готовой продукции. Потери 0,5%.

Затем подсчитываются необходимые производительности технологических переделов и потребности в материалах, начиная с зоны 6 (склад готовой продукции) по формуле:

 

П_п=П_п+1/(1-Q_n/100), м³/год (5.3.1)

 

где П_п - производительность в зоне n (n- номер зоны), м³/год; П_п+1 – производительность в зоне, следующей за рассчитаемой; Q_n – производственные потери в зоне, %.

 

Ц=П₃×Ц_у/(1-Q₂/100), т/год (5.3.2)

Щ= П₃×Щ_у/(1-Q₂/100), м³/год (5.3.3)

 

где П₃-производительность в зоне 3; Ц_у - расход цемента на 1 м³ условного бетона, т; Q₂-потери цемента (1%) в зоне 2; Щ_у-расход щебня на 1 м³ условного бетона, м³; Q₂-потери щебня (1,5%) в зоне 2. После расчета необходимых производительностей переделов и готовых потребностей в материалах в зонах 2 и 1, подсчитываются суточные (м³/сутки) и часовые (м³/час) производительности (потребности) в зонах.

 

П_сут=П_п/(Т_н-Т_р)×К_и, м³/сутки (5.3.4)

П_ч=П_п/Т_ф, м³/час (5.3.5)

 

где Т_н- номинальное количество суток (262) в году; Т_р- длительность плановых остановок на ремонт, сут; К_и- коэффициент использования технологического оборудования; Т_ф- годовой фонд рабочего времени оборудования, час.

Проектирование бетоносмесительного цеха

 

В состав бетоносмесительного цеха (БСЦ) входят: склад цемента (вяжущих), склады заполнителей, бетоносмесительные узлы БСУ (бетонорастворосмесительные узлы и др.) и внутрицеховые транспортные связи между складами сырья и БСУ.

Качество бетонной смеси и бетона зависит от качества сырьевых материалов. Поэтому одно из основных назначений складов – сохранение, а часто и улучшения качества сырья.

Внутрицеховые транспортные связи должны исключать засорение, ухудшение качества материалов и снижать потери.

Тип складов и технологическая схема переработки сырьевых материалов должны обеспечивать минимальные эксплуатационные расходы.