195
.pdfИСКУССТВЕННЫЕ
ПОРИСТЫЕ ЗАПОЛНИТЕЛИ
Методические указания к курсовой работе
Омск Издательство СибАДИ
2007
Федеральное агентство по образованию Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
(СибАДИ)
Кафедра "Производство строительных материалов, изделий и конструкций"
ИСКУССТВЕННЫЕ
ПОРИСТЫЕ ЗАПОЛНИТЕЛИ
Методические указания к курсовой работе по курсу “Технология заполнителей бетона” для студентов специальности 270106 “Производство строительных материалов, изделий
и конструкций”
Составитель П.П. Дерябин
Омск Издательство СибАДИ
2007
УДК 666.97 ББК 38.332
Рецензент главный инженер “ЗСЖБ № 5” С.В. Володькин
Работа одобрена научно-методическим советом по специальности в качестве методических указаний.
Искусственные пористые заполнители: Методические указания к курсовой работе по курсу “Технология заполнителей бетона” для студентов специальности 270106 “Производство строительных материалов, изделий и конструкций” / Сост. П.П. Дерябин. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2007. – 18 с.
Приводятся состав и объем курсовой работы, рекомендации по выбору номенклатуры выпускаемой продукции, сырьевых компонентов и добавок, используемых для производства искусственных пористых заполнителей.
Даны основные принципы технологического проектирования предприятий, рекомендации по выбору способа производства и его технологической схемы. Приведен порядок выполнения расчета материального баланса по технологическим переделам, принцип компоновки и выбора основного технологического оборудования, а также последовательность выполнения курсовой работы и правила оформления расчетно-пояснительной записки.
Методические указания предназначены для студентов специальности 270106 “Производство строительных материалов, изделий и конструкций” направления 653500 “Строительство”.
Табл. 10. Библиогр.: 11 назв.
©Составитель П.П. Дерябин, 2007
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение ………......................................................................................................... |
4 |
1. СОСТАВ И ОБЪЕМ КУРСОВОЙ РАБОТЫ…………………………………... |
5 |
2. СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ……………… |
5 |
2.1.Задание на курсовую работу ……………………………………………….. 5
2.2.Вводная часть ………...……………………………………………………... 6
2.3. Номенклатура выпускаемой продукции…………………………………… |
6 |
2.4. Характеристика сырья …................................................................................ |
7 |
2.5. Технологическая часть.................................................................................... |
9 |
2.5.1.Основные принципы технологического проектирования предприятий по производству искусственных пористых заполнителей……………….................................................................. 9
2.5.2.Обоснование выбора способа производства…………………….….. 9
2.5.3.Обоснование и выбор технологической схемы производства…….. 10
2.5.4.Режим работы предприятия и расчет материального баланса по технологическим переделам……………………………………… 11
2.5.5.Выбор и принцип компоновки основного технологического оборудования…………………………………………………………. 13
|
2.6. Технический контроль качества продукции ……………………………… |
14 |
|
2.7. Охрана труда и окружающей среды.............................................................. |
15 |
3. |
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ………………………….. |
15 |
4. |
ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ... |
16 |
Библиографический список ……………………………………………………...... 17 |
3
Введение
Выполнение курсовой работы по курсу "Технология заполнителей бетона" является заключительным этапом изучения данной дисциплины. Выполнение курсовой работы обеспечивает более глубокую проработку и усвоение студентами теоретической части курса.
Назначение курсовой работы – углубление и систематизация теоретических знаний, приобщение студентов к решению инженерных задач по проектированию предприятий. Работая над курсовой работой, студент устанавливает взаимосвязь отдельных операций в общем технологическом процессе производства, принципы расчета производительности и подбора технологического оборудования, а также знакомится с элементами технико-экономического анализа, учится излагать литературным языком принятые в работе решения. Необходимым условием при проектировании является умение пользоваться типовыми проектами, нормативными документами, ГОСТами и различной справочной литературой. Это расширяет кругозор студента, приучает его к самостоятельной работе над учебной и справочной литературой.
В курсовой работе должны присутствовать элементы научноисследовательской работы. Научно-исследовательская работа направлена на решение теоретических и прикладных проблем. Особенно важными проблемами в развитии производства искусственных пористых заполнителей являются следующие:
1)снижение насыпной плотности заполнителя;
2)освоение промышленного производства высокопрочных заполнителей с малой насыпной плотностью для конструкционных легких бетонов;
3)использование в качестве основного сырья побочных продуктов промышленности и энергетики для производства пористых заполнителей;
4)организация в широких промышленных масштабах производства пористых песков;
5)повышение уровня тепловой экономичности производства. Разрабатываемые курсовые работы должны отражать высокий уровень
техники, технологии, который достигнут в настоящее время. В процессе проектирования необходимо пользоваться законченными научными разработками, которые позволяют с наименьшими показателями по себестоимости, трудоемкости и капиталоемкости решать вышеизложенные задачи. Большую ценность как для углубления знаний, так и для оценки практической значимости собственного труда имеет использование в работах результатов научно-исследовательских и учебно-исследователь- ских работ самого студента, связанных с прогрессивными направлениями
4
совершенствования технологии.
В работах рекомендуется использовать установленные оптимальные составы, технологические параметры, разработанные технологические схемы, новизна которых подтверждена авторскими свидетельствами или объективность которых доказана математической обработкой, в том числе на компьютере и опытно-промышленными проверками.
Студент является автором работы и несет полную ответственность за все принятые технические решения и выполненные расчеты. Преподаватель консультирует студента по выбору оптимального способа изготовления продукции с точки зрения наиболее выгодных техникоэкономических показателей ее производства, а не предлагает готовый вариант решения.
1. СОСТАВ И ОБЪЕМ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Курсовая работа оформляется в виде расчетно-пояснительной записки объемом 25 – 30 листов рукописного текста формата А4 (размер 297x210). Рекомендуется следующее распределение объема пояснительной записки по частям:
1.Задание на курсовую работу – 1 лист.
2.Вводная часть – 2…3 листа.
3.Номенклатура выпускаемой продукции (ее характеристика и важнейшие области применения в строительстве) – 2…3 листа.
4.Характеристика сырья – 2…3 листа.
5.Технологическая часть (выбор и обоснование технологической схемы производства, расчет материального баланса по переделам, выбор основного технологического оборудования) – 15…25 листов.
6.Контроль качества продукции – 2…3 листа.
7.Охрана труда и окружающей среды – 2…3 листа.
8.Библиографический список – 10…20 источников.
Наиболее важным разделом курсовой работы является технологическая часть, на основе которой студент производит выбор основного технологического оборудования для производства искусственных пористых заполнителей.
2. СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ
2.1. Задание на курсовую работу
Задание на выполнение курсовой работы выдается преподавателем. Темой курсовой работы является "Проектирование завода по производству
5
керамзитового гравия". В задании на курсовую работу преподаватель указывает:
1)мощность предприятия (150 – 250 тыс. м3/год);
2)насыпную плотность (200 – 600 кг/м3);
3)вид сырья (глины высокой, средней вспучиваемости, суглинки с каменистыми включениями и т.д.);
4)карьерную и формовочную влажность сырья.
Задание может быть комплексным с учебно-исследовательской работой или с будущей темой студента по дипломному проектированию. Тема курсовой работы может быть предложена и самим студентом, если ко времени выдачи задания он имеет много ценного, доброкачественного материала.
2.2. Вводная часть
Во вводной части необходимо дать классификацию пористых заполнителей, перечислить их виды, область применения и назначение, преимущества применения легких пористых заполнителей взамен плотных и рассмотреть их влияние на свойства бетона и бетонной смеси.
Во вводной части указываются физико-химические процессы, происходящие при термообработке керамзитового гравия; особенности технологии получения высокопрочного и особо легкого керамзитового гравия и добавки, применяемые при этом; раскрываются опыт отечественных и зарубежных предприятий по производству керамзитового гравия, роль ученых и специалистов в этой области, а также перспективные направления в производстве искусственных пористых заполнителей.
2.3. Номенклатура выпускаемой продукции
Выбор номенклатуры заключается в назначении марок пористого заполнителя и его фракционного состава. Он определяется данными лабораторных и промышленных испытаний сырья, опытом действующих предприятий. При отсутствии экспериментальных и производственных данных выход каждой фракции заполнителя принимается по “Нормам технологического проектирования” ОНТП – II – 81: фракции 10 – 20 и 5 – 10 мм – по 40%; 20 – 40 и 0 – 5 мм – по 10%.
Данные, характеризующие номенклатуру выпускаемой продукции, заносятся в табл. 1.
В данном разделе дается характеристика готовой продукции и требования к ней согласно ГОСТ 9757 – 90 "Гравий, щебень и песок искусственные пористые. Технические условия".
6
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
Номенклатура выпускаемой продукции |
|||
|
|
|
|
|
Фракции заполнителя, мм |
Содержание фракций, % |
Марка по насыпной |
||
по объему |
плотности, кг/м3 |
|
||
0 |
– 5 |
|
|
|
5 – 10 |
|
|
|
|
10 |
– 20 |
|
|
|
20 |
– 40 |
|
|
|
Требования к зерновому составу керамзитового гравия каждой фракции заносятся в табл. 2.
Таблица 2
Требования к зерновому составу керамзитового гравия по ГОСТ 9757 – 90
Диаметр отверстия контрольного сита, мм |
d |
D |
2D |
Полный остаток на сите, % по массе |
|
|
|
П р и м е ч а н и е. D, d – соответственно наибольший и наименьший номинальный диаметр контрольных сит.
Прочность керамзитового гравия при сдавливании в цилиндре и его марки в зависимости от насыпной плотности заносятся в табл. 3.
|
|
Таблица 3 |
Прочность керамзитового гравия при сдавливании в цилиндре |
||
|
и его марки по ГОСТ 9757 – 90 |
|
|
|
|
Марка по насыпной |
Прочность при сдавливании в |
Марки по прочности, не |
плотности |
цилиндре, МПа |
менее |
П р и м е ч а н и е. Необходимо указать только те марки по насыпной плотности, которые даны в задании на курсовую работу.
Также в этом разделе указываются и другие свойства керамзитового гравия. Например, потеря массы после испытания на морозостойкость, содержание водорастворимых сернистых и сернокислых соединений и т.д.
2.4. Характеристика сырья
При оценке пригодности глинистой породы в качестве сырья для производства керамзита устанавливаются его минералогические, химические, текстурные и структурные особенности, физические и технические свойства. Химический состав глинистого сырья и характеристика его по степени вспучиваемости заносятся в табл. 4 и 5.
7
Таблица 4
Химический состав глинистого сырья
Группа |
|
|
|
|
|
|
|
Содержание, % |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
органические |
|
сырья |
SiO2 |
Al2O3 |
|
FeO+Fe2O3 |
|
CaO |
|
MgO |
R2O |
||||
|
|
|
вещества |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П р |
и м е ч |
а н и е. |
Необходимо дать химический состав только для той группы |
||||||||||
сырья, которая дана в задании на курсовую работу. |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
Характеристика степени вспучиваемости глинистого сырья |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Группа |
|
|
|
Характеристика вспучиваемости глинистого сырья |
|||||||||
плотность |
|
насыпная |
|
|
Коэффициент вспучивания |
||||||||
сырья |
зерен, г/см |
3 |
плотность, |
в лаборатории |
фактический (на производстве) |
||||||||
|
|
|
|
кг/м3 |
П р и м е ч а н и е. Дается характеристика вспучиваемости только того глинистого сырья, которое задано в курсовой работе.
Многие из глинистых пород не отвечают требованиям, предъявляемым к их химическому составу, в этом случае в сырье допускается и рекомендуется вводить органические и минеральные добавки, корректирующие его состав и свойства.
Критериями при выборе корректирующих добавок для снижения насыпной плотности керамзита являются химический состав глинистого сырья и содержание в органических добавках – летучих, в минеральных – железистых составляющих. При выборе любого вида добавок предпочтение следует отдавать недефицитным местным материалам, особенно отходам промышленных производств.
При корректировании состава масс необходимо добиваться суммарного содержания железистых примесей (в пересчёте Fe2O3) в пределах 8…12 %, органических – 1…2 %. Свойства добавок, применяемых для производства керамзитового гравия, оформляются в виде табл. 6.
Таблица 6
Свойства добавок, используемых для производства керамзитового гравия
№ |
Вид |
Наимено- |
Ориентировоч- |
Физичес- |
Состав, % по |
Назначение |
|
добав- |
вание |
ный расход, % |
кое сос- |
массе или хими- |
|||
п/п |
добавки |
||||||
|
ки |
добавки |
по массе |
тояние |
ческая формула |
|
П р и м е ч а н и е. Даются свойства только тех добавок, которые непосредственно используются для производства керамзита.
8
2.5.Технологическая часть
2.5.1.Основные принципы технологического проектирования предприятий по производству искусственных
пористых заполнителей
Одним из основных принципов технологического проектирования является обоснование места строительства предприятия с учетом потребности в легком заполнителе и оптимальной дальности перевозки сырья и готовой продукции.
Нормы технологического проектирования предприятий и цехов по производству керамзитового гравия предусматривают применение серийного или прошедшего государственные испытания оборудования. Производственная мощность предприятия определяет тип и количество устанавливаемых обжиговых агрегатов. Другое технологическое оборудование и транспортные средства должны обеспечить бесперебойную работу этих агрегатов.
Выбор технологического процесса и оборудования производится на основании новейших достижений науки и техники с учетом возможности максимальной механизации и автоматизации производственных процессов, а также с учетом минимального количества вредных для здоровья людей компонентов формовочных масс и отходов производства.
2.5.2. Обоснование выбора способа производства
Технологический процесс производства керамзитового гравия складывается из следующих основных операций:
1)добыча сырья и доставка его к месту производства;
2)переработка сырья;
3)приготовление полуфабриката (сырца);
4)термообработка полуфабриката;
5)охлаждение заполнителя;
6)сортировка;
7)складирование готового продукта.
Используемые промышленностью технологические решения производства принципиально различаются способами переработки сырья и приготовления полуфабриката. Кроме того, существуют различные варианты организации технологического процесса по каждому из способов. Поэтому технологическую разработку курсовой работы целесообразно выполнять в две стадии:
1)обоснование выбора способа производства продукции завода;
2)обоснование технологической схемы предприятия.
9