Железобетонные безнапорные трубы

                                                  Содержание 

 

Введение                                                                  

1 Основные свойства сырья и  вспомогательных материалов

2 Технологическая схема производства

3 Режим работы завода и основных  цехов

4 Материальные расчеты процесса

5 Расчет основного аппарата

6 Выбор типового серийного основного  аппарата

7 Выбор и составление спецификации  оборудования

8 Контроль и автоматизация процесса

9 Охрана окружающей среды

10 Техника безопасности

Список использованных источников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Железобетонные  безнапорные трубы – это универсальные  конструкции, применяемые практически  во всех видах строительства: промышленном, гражданском, сельском, гидротехническом, водохозяйственном, железнодорожном  и автодорожном. Безнапорные железобетонные трубы предназначены для прокладки  подземных безнапорных трубопроводов  глубокого заложения, а также  используются для отвода самотеком, то есть без давления жидкостей и  организации стоков. Они широко применяются  в строительстве частных домов, промышленных организаций как канализационные  отводные трубопроводы. Безнапорные  трубы также используют в дорожном строительстве для организации  ливневой канализации и для дренажа  почв при сооружении мостов, дамб, а  также при создании дымоходных шахт, каналов для телефонных линий, оптоволокна  и т.д.

Безнапорные железобетонные трубы применяются  тогда, когда речь идёт о глубоком погружении труб под землю и выдерживания большого количества веса.

Главным достоинством безнапорных железобетонных труб является их универсальность. Они не подвержены коррозии, легко монтируются, обладают высокой прочностью, возможностью использования при различных температурах и долговечностью, а также доступностью по цене. Безнапорные трубы из железобетона производят методом центрифугирования с обязательным соблюдением ГОСТа.

На сегодняшний  день существует не одна технология изготовления безнапорных железобетонных труб, но в данной курсовой работе будет рассмотрен метод  центрифугирования, данная технология в основном применяется в небольшом и менее устаревшем производстве. В независимости от того, каким образом изготавливаются железобетонные трубы, качеством они не отличаются, только поверхность у центрифигурированных более пористая. В целом эта разновидность ЖБИ представляет каркас из армированной стали, который облачён в шубу из высококачественного в основном самого тяжелого (в зависимости от разновидности) бетона. Каждая железобетонная труба выполнена  согласно всем требованиям и стандартам. Согласно общепринятым требованиям, хорошая железобетонная труба должна отличаться морозостойкостью (не ниже значения F50), водонепроницаемость должна быть не ниже 4 класса (W4), а также должна быть крепкой и выдерживать большое давление.

         К недостаткам метода центрифугирования относится шершавая и грубая поверхность и низкие прочностные характеристики.

Основное достоинство – возможность  производить трубы длиной 5,0 метров.

         Гарантийный срок службы труб железобетонных безнапорных более 50 лет.

        Безнапорные трубы производят  из бетона высокой марки прочности, что наделяет их более прочными характеристиками в сравнении с металлическими трубами, и коэффициентом водостойкости с обязательным армированием методом центрифугирования, что позволяет добиться высокого качества внутренней поверхности трубы и соответствия геометрии стандартам и нормативам СНиП.

1 Основные свойства готовой  продукции, сырья и вспомогательных материалов

Безнапорные трубы изготовляют из бетона высокой  прочности и укрепляют сталью АI и АIII. Марка железобетона, используемого в производстве безнапорных труб, зависит от того, на сколько агрессивны транспортируемые жидкости. Соответственно, от труб безнапорных для транспортировки химических требуется большая устойчивость и прочность – поэтому в их изготовлении используется бетон высокого класса прочности.

Железобетонные  трубы безнапорные предназначены  для прокладки подземных трубопроводов, транспортирующих самотеком бытовые  жидкости и атмосферные сточные  воды, а также подземные воды и  производственные жидкости, не агрессивные  к железобетону.

Производство  железобетонных труб осуществляют из тяжелого бетона. Их изготавливают  по технологии виброгидропрессования. Такие железобетонные трубы имеют  более высокие технические характеристики по сравнению с известными аналогами. Более высокие показатели по прочности  и трещиностойкости, морозостойкости (не менее F200) и водонепроницаемости (не менее W6).

Качество  поверхностей внутренней части раструба позволяет обеспечивать быстроту и  технологичность монтажа, а также  достигать практически абсолютной герметичности трубопровода, т. к. поверхность  обработана методом шлифования.

По несущей  способности железобетонные трубы  безнапорные делят на три класса прочности, причём увеличение несущей  способности осуществляется в основном за счет армирования при неизменной толщине стенки для одного диаметра:

1 группа  — до 2 метров до верха трубы; 

2 группа  — до 4 метров до верха трубы; 

3 группа  — применяется при расчетной  высоте засыпки грунтом до 6 метров  до верха трубы.

Трубы имеют  диаметр условного прохода 400, 500, 800, 1000, 1200 и 1500 мм. и полезную длину - 2,5 м.

Трубы подразделяются на три группы несущей способности:

первую - при расчетной высоте засыпки  грунтом 2м;

вторую - при расчетной высоте засыпки  грунтом 4м;

третью - при  расчетной высоте засыпки грунтом 6м;

 

Рис. 1 Объемный эскиз трубы 

 

Прочностные характеристики труб должны обеспечивать их эксплуатацию при расчетной высоте засыпки грунтом в следующих  усредненных условиях укладки:

- основание  под трубой - грунтовое плоское  для труб диаметром условного  прохода 400-500 мм. или грунтовое  профилированное с углом охвата 90 градусов для труб, диаметром  условного прохода 800-1500 мм;

- засыпка  грунтом, плотностью 16,7 кН/куб.м. (1,7 тс/куб.м.) с углом внутреннего  трения - 30 градусов и нормальной (неконтролируемой) степенью уплотнения  для труб диаметром условного  прохода 400-800 мм. и повышенным  уплотнением для труб, диаметром  условного прохода 1000-1500 мм.;

- временная  нагрузка на поверхности земли  класса НК-80 по СНи12.05.03-84.

Трубы обозначаются марками в соответствии с ГОСТ 23009 и ГОСТ 6482-88. Марка труб состоит  из буквенно-цифровых групп, разделенных  дефисом.

Первая  группа содержит обозначение трубы, ее диаметр условного прохода  в сантиметрах и полезную длину  в дециметрах. Во второй группе указывается несущая способность, обозначаемую арабской цифрой.

Пример:

- диаметр  условного прохода 800 мм., полезной  длиной 2,5 м. 2-й группы по несущей  способности: ТС-80.25-2;

- диаметр  условного прохода 1500 мм., полезной  длиной 2,5 м. с подошвой 3-й группы  по несущей способности: ТСП-150.25-3.

Трубы - водонепроницаемые и выдерживают  испытательное гидравлическое давление, равное 0,05 МПа (0,5 кгс/кв. см.).

Трубы удовлетворяют  ГОСТ 13015-200:

- по показателям  фактической прочности бетона;

- по морозостойкости  бетона;

- по отклонению  защитного слоя бетона до арматуры;

- по маркам  стали для арматурных изделий.

Трубы изготовлены  из тяжелого бетона по ГОСТ 26633-91* класса по прочности при сжатии не ниже В30.

Качество  материалов, применяемых при изготовлении бетона, обеспечивает выполнение технических  требований, установленных ТУ, и  удовлетворяют требованиям следующих  стандартов:

- цемент - ГОСТ 10178-85*;

- заполнители  - ГОСТ 8267-93 и ГОСТ 8736-93* (наибольшая  крупность зерен крупного заполнителя  - 10 мм.);

- вода - ГОСТ 23732-79.

Качество применяемых при изготовлении бетона добавок соответствует требованиям  ГОСТ и ТУ на эти добавки.

 

 

Качество  бетона в большей степени зависит  от используемых материалов. Правильный выбор материалов для бетона, учитывающий  как требования к бетону, так и  свойства самих материалов, имеет  важное значение в технологии бетона. При этом должна достигаться максимальная экономия цемента и трудовых затрат на производство бетона.

1.1 Вяжущие вещества

Для приготовления бетона строительных конструкций наиболее широко используют неорганические вяжущие вещества. Различают  вяжущие неорганические вещества водного (цементы) и воздушного (известь, гипс и др.) твердения.

Наиболее  широкое применение в производстве бетона получил портландцемент (ПЦ). ПЦ - гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде (лучше всего) или  на воздухе. Это порошок серого цвета, получаемый тонким помолом клинкера с добавкой гипса. Для получения  цемента высокого качества необходимо, чтобы его химический состав, а следовательно, и состав сырьевой смеси были устойчивы. При помоле к цементному клинкеру можно добавлять 10-20% гранулированных доменных шлаков или активных минеральных добавок. ПЦ называют цемент, не содержащий в своем составе минеральных добавок, кроме гипса. Чисто клинкерный ПЦ без добавок применяют для высокопрочных бетонов, в производстве сборного ж/б, особенно предварительно напряженных конструкций, при строительстве в особых условиях (на Севере и в районах с сухим и жарким климатом). Наиболее распространенными цементами являются ПЦ с добавками (составляют около 60% всех выпускаемых цементов). Они могут применяться для большинства монолитных и сборных ж/б конструкций, если к последним не предъявляются особые требования.

Основное  влияние на качество цемента оказывает  содержание трехкальциевого силиката (С₃S),т.е. алита, который обладает свойствами быстротвердеющего гидравлического вещества высокой прочности. Двухкальциевый силикат (С₂S), белит, - медленно твердеющее гидравлическое вяжущее средней прочности. Трехкальциевый алюминат (С₃А) твердеет быстро, но имеет низкую прочность. Изменяя минералогический состав цемента, можно варьировать его качество.

Цементы высоких марок и быстро твердеющие изготовляют с повышенным содержанием  С₃S (алитовые цементы). Цементы с высоким содержанием белита (белитовые) - медленно твердеющие, однако прочность их нарастает в течение длительного времени и в возрасте нескольких лет может оказаться достаточно высокой.

Основное  свойство, характеризующее качество любого цемента - это его прочность (марка). 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.

Действительную  прочность цемента называют его  активностью. Так, при проектировании состава бетона лучше использовать активность цемента, т.к. это обеспечивает более точные результаты и экономию цемента.

Цементная промышленность выпускает в основном цементы марок 400-550, а по особому  заказу - марки 600. прочность цемента  высоких марок нарастает быстрее, чем у цементов низких марок.

Помимо  требований к прочности к цементам предъявляются и другие требования, причем наиболее важными из них являются нормальная густота и сроки схватывания.

Нормальная  густота ПЦ составляет 22-27%. Нормальная густота увеличивается при введении в цемент при помоле тонкомолотых добавок _трепела, опоки). Наименьшую густоту имеют чисто клинкерные цементы.

Сроки схватывания определяют начало и  конец процесса превращения материала  в твердое тело. По стандарту требуется, чтобы начало схватывания при  температуре 20⁰С наступало не ранее 45 минут, а конец схватывания - не позднее 10 часов с момента затворения цемента водой. Сроки схватывания можно регулировать путем добавления в бетонную смесь при ее приготовлении различных химических добавок. Сроки схватывания уменьшаются с повышением температуры бетона и уменьшением В/Ц.

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.

 

 

 

1.2 Заполнители

Заполнители занимают в бетоне до 80% объема и  оказывают определенное влияние  на свойства бетона, его долговечность  и стоимость. Введение в бетон  заполнителей позволяет резко сократить  расход цемента, являющегося наиболее дорогим и дефицитным компонентом  бетона. Кроме того, заполнители  улучшают технические свойства бетона. Жесткий скелет из высокопрочного заполнителя  несколько увеличивает прочность  и модуль деформации бетона - уменьшает  деформации конструкций под нагрузкой, а также уменьшает ползучесть бетона - необратимые деформации, возникающие  в бетоне при длительном действии на него нагрузки. Заполнитель уменьшает  осадку бетона, способствуя получению  более долговечного материала. Усадка цементного камня при его твердении  достигает 1-2 мм/м.

Пористые  естественные и искусственные заполнители, обладая малой плотностью, уменьшают  плотность легкого бетона, улучшают его теплотехнические свойства.