Расчет тунельной печи

1 - для конструкционно-теплоизоляционного  бетона;

2 - для конструкционного бетона;

3 - для теплоизоляционного бетона.

1.3 Вода для приготовления бетона

Для приготовления бетонной смеси  используют водопроводную питьевую воду, а также любую воду, имеющую  водородный показатель pH не менее 4 (т.е. некислую, не окрашивающую лакмусовую бумагу в красный цвет). Вода не должна содержать сульфатов более 2700 мг/л (в пересчете на SO₄) и всех солей более 5000 мг/л. В сомнительных случаях пригодность воды для приготовления бетонной смеси необходимо проверять путем сравнительных испытаний образцов, приготовленных на данной воде и на обычной водопроводной.Для приготовления бетонной смеси можно применять морскую и другие соленые воды, удовлетворяющие приведенным выше условиям. Исключением является лишь бетонирование внутренних конструкций жилых и общественных зданий и надводных ж/б сооружений в жарком и сухом климате, т.к. морские соли могут выступить на поверхности бетона и вызвать коррозию стальной арматуры.Для поливки бетона следует использовать воду такого же качества, как и для приготовления бетонной смеси.

1.4 Добавки к бетонам

Для регулирования свойств бетона, бетонной смеси и экономии цемента  применяют различные добавки  в бетон. Их подразделяют на две группы. К первой относят химические вещества, добавляемые в бетон в небольшом  количестве (0,1-2% массы цемента) для  изменения в нужном направлении  свойств бетонной смеси и бетона. Ко второй относят тонкомолотые материалы, добавляемые в бетон в количестве 5-20% и более для экономии цемента  или для получения плотного бетона при малых расходах цемента. К  тонкомолотым добавкам относят золы, шлаки, пески, отходы камнедробления и  некоторые другие материалы, придающие  бетону специальные свойства (повышающие его плотность, изменяющие электропроводимость, окрашивающие и т.д.). В последнее время наибольшее применение находят химические добавки.Некоторые добавки обладают полифункциональным действием: пластифицирующие-воздухововлекающие, газообразующие-пластифицирующие. В качестве пластифицирующих добавок применяют поверхностно-активные вещества (ПАВ), нередко получаемые из вторичных продуктов.В последнее время разработаны и применяются новые химические добавки - суперпластификаторы. Эти добавки резко увеличивают подвижность и текучесть бетонной смеси и существенно улучшают строительно-технологические свойства бетона. В большинстве своем суперпластификаторы - синтетические полимеры, которые вводят в бетонную смесь в количестве 0,1-1,2% массы цемента.В качестве ускорителей твердения применяют хлорид кальция, сульфат натрия, нитрит-нитрат-хлорид кальция и другие.В качестве противоморозных добавок применяют поташ, хлорид натрия, хлорид кальция и пр. Эти добавки понижают точку замерзания воды и способствуют твердению бетона при отрицательных температурах: чем ниже температура твердения, тем выше обычно дозировка добавки (до 10% массы цемента, а иногда и больше).Большинство добавок растворимы в воде и вводятся в бетономешалку в виде предварительно приготовленного раствора. Некоторые добавки вводят в виде эмульсии или в виде взвесей в воде. На практике оптимальную дозировку добавки определяют опытным путем.

Таблица 1 - Характеристика готовой продукции и сырья для ее получения

 

№	Продукт	Показатель	Размерность	Значение (норма)	Источник информации
1	2	3	4	5	6
1	портландцемент	Прочность цемента при сжатии составляет 30-60 МПа, соответственно прочность балочек  на изгиб - 4,5-6,5 МПа. Растворная смесь  должна иметь расплыв конуса на встряхивающем  столике 106-115 мм. У большинства цементов это достигается при В/Ц=0,4. марок 400-550, а по особому  заказу - марки 600 Нормальная густота ПЦ составляет 22-27%.	ПЦ имеет, как правило, тонкий помол: через сито № 008 должно проходить  не менее 85% общей массы цемента. Средний размер частиц цемента составляет 15-20 мкм. Тонкость помола цемента характеризуют также удельной поверхностью зерен, содержащихся в 1 г цемента. Цемент среднего качества имеет удельную поверхность 2000-2500 см2/г, высокого качества - 3500 см2/г и более.Истинная плотность ПЦ без добавки составляет 3,05-3,15 г/см3. Плотность ПЦ при расчете состава бетона условно принимают в уплотненном состоянии - 1,3 кг/м3.	К цементному клинкеру при помоле можно  добавлять 10-20% гранулированных доменных шлаков или активных минеральных  добавок.	[3]
2	Заполнители	Усадка цементного камня при  его твердении достигает 1-2 мм/м. Стоимость заполнителя составляет 30-50% (а иногда и более) стоимости  бетонных и ж/б конструкций Щебень и гравий по морозостойкости подразделяют на следующие марки: F100; F150.	Крупный заполнитель, зерна которого  крупнее 5 мм, подразделяют на  гравий и щебень. Мелким заполнителем  в бетоне является естественный  или искусственный песок.	Заполнители занимают в бетоне до 80% объема Щебень из гравия должен содержать дробленые зерна в  количестве не менее 80 % по массе. Допускается  по согласованию изготовителя с потребителем выпуск щебня из гравия с содержанием дробленых зерен не менее 60 %.	[3]
3	вода	используют водопроводную питьевую воду, а также любую воду, имеющую  водородный показатель pH не менее 4 (т.е. некислую, не окрашивающую лакмусовую бумагу в красный цвет). ). Вода не должна содержать  сульфатов более 2700 мг/л (в пересчете  на SO4) и всех солей более 5000 мг/л.			[3]
4	добавки в бетон	Их подразделяют на две группы. К первой относят химические вещества. Ко второй относят тонкомолотые материалы. К тонкомолотым добавкам относят  золы, шлаки, пески, отходы камнедробления и некоторые другие материалы, придающие бетону специальные свойства (повышающие его плотность, изменяющие электропроводимость, окрашивающие и т.д.). В последнее время наибольшее применение находят химические добавки. Некоторые добавки обладают полифункциональным действием: пластифицирующие-воздухововлекающие, газообразующие-пластифицирующие. В  качестве пластифицирующих добавок  применяют поверхностно-активные вещества (ПАВ), нередко получаемые из вторичных  продуктов. В последнее время разработаны  и применяются новые химические добавки - суперпластификаторы. Эти  добавки резко увеличивают подвижность  и текучесть бетонной смеси и  существенно улучшают строительно-технологические  свойства бетона. В качестве ускорителей твердения  применяют хлорид кальция, сульфат  натрия, нитрит-нитрат-хлорид кальция  и другие. В качестве противоморозных добавок  применяют поташ, хлорид натрия, хлорид кальция и пр. Эти добавки понижают точку замерзания воды и способствуют твердению бетона при отрицательных  температурах: чем ниже температура твердения, тем выше обычно дозировка добавки		химические вещества добавляются  в бетон в небольшом количестве (0,1-2% массы цемента) для изменения  в нужном направлении свойств  бетонной смеси и бетона. тонкомолотые материалы  добавляются в бетон в количестве 5-20% и более для экономии цемента  или для получения плотного бетона при малых расходах цемента. В большинстве своем суперпластификаторы - синтетические полимеры, которые  вводят в бетонную смесь в количестве 0,1-1,2% массы цемента. Противоморозные добавки, их дозировка до 10% массы цемента, а  иногда и больше.	[3]
5	стальная арматура	класса AI и АIII			[3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Технологическая  схема процесса

Схема 1 –  Технологический процесс производства безнапорных железобетонных труб способом центрифугирования.

 

изготовление каркаса трубы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Производство  труб методом центробежного проката. Железобетонные трубы изготовляют этим методом длиной 2,5...5,0 м, диаметром 300...3000 мм. Железобетонные трубы в зависимости от внутреннего давления делят на три типа: I тип – трубы с внутренним давлением больше 0,5 МПа, воспринимаемым предварительно напряженной кольцевой арматурой, II тип – трубы с внутренним давлением до 0,5 МПа, воспринимаемым в основном бетоном стенки трубы, не уч1iтывая кольцевую арматуру, III тип – трубы с внутренним давлением 0,3...0,8 МПа. Для труб используют бетон прочностью 40...60 МПа.

В зависимости  от размеров трубы и степени армирования  процесс формования труб делится  на этапы: центробежный прокат втулочной  части трубы на длину. 300…400 мм; заполнение бетонной смесью на высоту ½ толщины  стенки цилиндрической части трубы; заполнение раструба трубы бетонной смесью и центробежный прокат; заполнение и центробежный прокат бетона оставшейся длины - ½ толщины стенки трубы; окончательное  центробежно-прокатное уплотнение бетона по всей длине трубы; отделка  внутренней поверхности трубы.

Основное  оборудование - центробежно-прокатная  машина и бетоноукладчик, выполняющие  все технологические операции от подачи до уплотнения бетонной смеси. Бетоноукладчик состоит из загрузочного бункера с питателем, ленточного транспортера и подъемной роликовой  опоры. Центробежно-прокатная машина включает в себя прокатный вал, фиксатор, раму, откидную опору и привод вала. Прокатный вал как основной орган  передает вращение опирающейся на него форме и уплотняет бетонную смесь. Прокатный вал одним концом через  цепную муфту соединен с приводом, находящимся на раме, а другим входит в гнездо откидной опоры.

Технологическая линия для производства труб центробежным прокатом состоит: из установки для  перемотки арматурной проволоки; стайка для изготовления арматурных каркасов; стенда для гидростатических испытаний; стенда для испытания труб на внешнюю  нагрузку; туннельной камеры; поста  сборки арматурных каркасов; поста  чистки и смазки форм; поста распалубки и сборки форм.

Все три  поста с туннельной камерой объединены транспортным, напольным кольцом. Технологическую  линию обслуживают два, мостовых крана и два формовочных поста. Линию можно разместить в пролете  размером 18Х144 м. Преимущество линии: она - позволяет при соответствующем  оборудовании производить трубы  различного назначения и давления 0,3...1,5 МПа.

Комбинированная опытная технологическая линия  имеет весь необходимый набор  оборудования для производства труб диаметром 1200...2000 мм и производит установку, фиксацию и предварительное натяжение  продольных напрягаемых стержней, что  ускоряет и облегчает установку  стержней; позволяет снизить отходы продольной арматуры, создать безопасные условия труда путем группового натяжения продольных стержней; ускорить установку и фиксацию продольных стержней через специальные отверстия с прорезями.

Широкое распространение получил метод  формования труб центрифугированием.

Железобетонные  трубы армируют в двух направлениях: в продольном направлении предварительно напряженной стержневой арматурой, по окружности - спиральной. Стыкуют  напорные трубы с помощью резинового кольца. С одной стороны труба  имеет раструб, другая сторона выполняется  конической.

Процесс изготовления труб начинается со сбора  форм, при этом насаживается обечайка для образования фасонной части  раструба и гладкого конца, соединенных  с упорными кольцами для натяжения  продольной, арматуры. Собранная форма  поступает на ПОСТ натяжения продольной арматуры, после чего ее устанавливают  на центрифугу. Формы загружают смесью ленточным питателем. После распределения  первого слоя питатель отводят за ее пределы и увеличивают скорость центрифуги; аналогично укладывают и  уплотняют следующие слои бетона. При центрифугировании вода частично отжимается и увеличивается плотность  бетона. Безнапорные трубы можно изготовлять на центрифугах, используя при этом ненапрягаемую арматуру. Для производства этих труб не требуется навиваемой арматуры и укладки защитного слоя. Стальные формы для 6езнапорных труб применяют двух типов: для труб диаметром500… 1000 мм - длиной 4200 мм, а для труб диаметром 300… 400 мм - длиной 3200 ммИзготовление безнапорных труб начинают с подготовки форм: очистки, смазки и сборки. Внутрь форм вставляют арматурные каркасы, а затем надевают днища форм. После этого форму с каркасом устанавливают на центрифугу. При вращении центрифуги внутрь формы с помощью ленточного питателя или ложечного бетоноукладчика подают бетонную смесь, которая ложится ровным слоем по всей поверхности формы. После укладки бетона формы с изделием с помощью крана или кантователя устанавливают раструбом вниз в вертикальном положении на пост пропаривания. После приобретения бетоном 70% проектной прочности форму приводят в горизонтальное положение, разбирают, извлекают из нее изделие и направляют на склад готовой продукции.Производство железобетонных безнапорных труб можно вести и в вертикальных установках. Установка для изготовления труб диаметром 400 и 500 мм состоит из формовочной рамы с полуформой, находящейся в вертикальном положении, и горизонтальной рамы с поддоном. Пустотообразователи с виброголовкой заглублены в колодце. На очищенный и смазанный поддон укладывают два арматурных каркаса. Затем формовочную раму переводят в горизонтальное положение и соединяют с поддоном замковым механизмом. Далее формовочную и горизонтальную рамы возвращают в первоначальное положение; После подачи пустотообразователя в формы через направляющие и раструбообразователи начинают укладывать бетон. Процесс формования длится 15 мин, затем извлекают пустотообразователи и формовочную раму устанавливают в горизонтальное положение: Верхнюю полуформу возвращают в вертикальное положение, а поддон с отформованным изделием перемещают в камеру пропаривания. На одной установке одновременно формуют две раструбные трубы.Безнапорные трубы диаметром 700 мм и длиной 5000 мм можно изготовлять на поточно-конвейерной линии с помощью центрифугирования. При поточно-агрегатном способе формовка изделий осуществляется в переносных металлических или металло-железобетонных формах. Форма с арматурным каркасом устанавливается на виброплощадку, затем в нее подается бетонная смесь и включается вибратор площадки. Под действием вибрации бетонная смесь растекается, хорошо заполняя форму и уплотняясь.Изготовление труб начинают с процесса навивки на сердечники напряжения продольной арматуры. Затем на специальном стенде собирают спиральную напряженную арматуру и скрепляют ее с продольной. После этого сердечник с арматурным каркасом укладывают в полуформу, установленную на тележке формовочного конвейера. Бетонную смесь укладывают бетоноукладчиком, затем устанавливают верхнюю полуформу, и собранная форма поступает на центрифугу. При скорости центрифугирования 60 об/мин бетон распределяется по внутренней поверхности формы. При повышении скорости до 380 об/мин бетон уплотняется и химически связанная вода удаляется через фильтрующее полотно, которым выкладывается форма изнутри. Далее форму устанавливают на конвейер, а затем на кантователь и распалубливают. Тележка и подвешенный к ней сердечник с трубкой перемещаются к тоннельной пропарочной камере непрерывного действия, состоящей из двух параллельно расположенных секций.

Рис.2 Схема производства, труб по поточно-агрегатной технологии

1 - форма для труб диаметром  1000 мм; 2 - рама: 3 - форма для труб  диаметром 1200 мм; 4, 5 - мостовые краны; 6 - автоматический захват грузоподъемностью 8 т для труб длиной 4120 мм: 7 - стенд для гидроиспытаия железобетонных труб диаметром 1000 мм: 8 - стеид для гидроиспытаиий железобетоииых труб диаметром 1200 и 1000 мм: 9 - бетонораздатчик: 10 - стенд для бетонирования; 11 - поддон; 12 - промежуточный склад. труб; 13 - участок хранения форм; 14 - формы для труб диаметром 1500 мм

При поточном способе применяют  пропарочные камеры периодического действия и автоклавы. В камерах  температурно-влажностная обработка  происходит при нормальном давлении и температуре 80-90°, а в автоклавах – при давлении 8-10 атм и температуре  до 180°.Каждая секция камеры по длине разбита на три зоны: 1 - разогрев изделия до 700С, 2 - выдержка при температуре 70⁰С и 3 - остывание изделия до 20⁰С. У выходного конца камеры передаточная тележка передает трубу на кантователь, который поднимает трубу для расцепки с транспортной тележкой и поворачивает ее в горизонтальное положение. Трубу укладывают на катки самоходной тележки и перемещают к съемнику стержня, где стержни арматурного каркаса обрезают и тем самым передают напряжение на бетон. Продолжительность технологического процесса 22 ч.Операцией пропаривания технологический процесс производства изделий заканчивается. После распалубки и технического контроля изделия подаются на склад готовой продукции, откуда отгружаются потребителю.При поточно-агрегатной схеме производства каждая труба и форма последовательно проходят соответствующие посты технологической линии (рис. 2). Такая схема наиболее приемлема при центробежном способе производства труб.Загрузку центрифуг бетонной смесью осуществляют ложковыми питателями, бетононасосами или бетонораздатчиками, а пропаривание труб производят в горизонтальном или вертикальном положении. С технико-экономической стороны. себя оправдывает двухступенчатое пропаривание труб с предварительным пропариванием труб в течение 2…3 ч. Последнее обеспечивает получение бетона с прочностью 6…8МПа и позволяет производить распалубку форм.  

 

Рис.3 Схема уплотнения смеси в изделиях центрифугированием.

8 — железобетонная  труба; 9 — центрифуга.

Центробежное  формование для уплотнения смеси  центрифугированием (рис. 4) эффективно используют при изготовлении напорных и безнапорных труб, бетонных свай, опор линий электропередачи и  других конструкций кольцевого сечения.

Процесс формования изделий состоит из трех стадий: 
загрузка бетонной смеси в форму (при изготовлении труб смесь загружают во вращающуюся форму с целью ее равномерного распределения по стенкам); 
распределение смеси по периметру формы; 
уплотнение бетонной смеси с отжатием воды.