混凝土搅拌站毕设内容.docx
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混凝土搅拌站毕设内容
前言
水泥混凝土的发展源远流长，对人类社会的发展贡献巨大。
目前混凝土已进入高科技时代，种类不断增加，应用领域不断扩大。
1980年及1983年，中国考古工作者在甘肃泰安县大地湾先后发现了两块距今约5000多年的混凝土地坪，所用胶结材料是水硬性的，强度达到11MPa，说明中国很早就开始应用混凝土技术。
英文词汇Concrete（混凝土）起源于古罗马，特指完整的建筑块体。
罗马混凝土的应用开始于公元前273年，用得最多的地方是堤坝、水库、港口、水渠等。
古罗马最著名的混凝土建筑万神殿墙体结构为6m厚凝灰岩和火山灰混凝土，拱顶跨度40m多，为浇注的浮石和火山灰轻质混凝土结构，这一宏伟建筑幸存至今。
在对罗马时代的土木工程进行研究并对试体进行测定后确定，其抗压强度在5N/mm2和40N/mm2之间[21]。
混凝土在中世纪仍得到应用，但不及古罗马时期。
1824年波特兰水泥的出现，使混凝土强度和其它性能都有很大提高，使混凝土的应用有了飞跃性发展。
在18世纪中叶，人们为了使混凝土构件更加强劲，曾经试验在其中放入木材、编织物等，以后就放入铁件。
1850年法国朗波（LambotJL）发明钢筋加强混凝土，由于钢筋混凝土克服了混凝土抗拉强度低的弱点，它的出现使混凝土的应用出现了新的飞跃。
1855年在法国巴黎举行的第一届万国博览会上，LambotJL首次推出了钢筋混凝土小船，宣告了钢筋混凝土制品的问世。
1867年，格特勒·莫尼尔（CartnerMonier）申请了用钢筋来加强混凝土料罐的专利，到1881年他又进一步申请了在建筑构件的制造上加以应用的专利。
1913年美国首先发明用回转窑烧制页岩陶粒轻集料，为解决混凝土自重大的缺点，迈出了可喜的一步。
1926年《世界技术》杂志介绍了一种新的建筑材料—多孔混凝土，文章指出：
多孔混凝土由丹麦人雅各布森（Jacobsen）教授发明，并由两位工程师：
菲利普森（Philipsen）和拜尔（Beyer）推向市场，其建造费用比普通混凝土减少50%，建造时间明显缩短。
1928年法国佛列西涅（FreyssinetE）发明了预应力钢筋混凝土施工工艺，进一步提高了钢筋混凝土的抗拉强度与抗裂性，被誉为混凝土发展史中的第三次飞跃。
1936年FreyssinetE在成功研制出预应力混凝土结构后，率先提出希望用100MPa混凝土来设计和制造预应力混凝土结构，以替代钢结构的设想。
20世纪20年代以前，混凝土的抗压强度普遍低于20MPa。
20世纪50年代，世界各国混凝土平均抗压强度已超过30MPa。
在20世纪70年代，较高强度（40～50MPa）混凝土开始应用于高层建筑的柱子上。
20世纪70年代晚期，由于减水剂和高活性掺和料得到开发和应用，使高强混凝土的制备技术进入了一个新的阶段。
采用普通的混凝土施工工艺，已能较容易配置出80MPa以上的高强混凝土。
用聚合物改进水泥混凝土的性能也是一种行之有效的途径。
国外从20世纪30年代开始从事这方面的研究，目前已研制成功，并应用于国内外工程实践的有聚合物水泥混凝土、树脂混凝土、聚合物浸渍混凝土等。
预拌混凝土（ReadyMixedConcrete）一般又称商品混凝土。
欧洲和日本从20世纪50年代开始采用60年代获得迅速发展。
中国20世纪50年代在一些大中型工程建设中，建立了混凝土集中搅拌站，1980年以后，商品混凝土得到了迅速发展。
当代泵送混凝土技术发展很快，并且与预拌混凝土技术相辅相成，极大地提高了生产效率。
1907年德国开始研究混凝土泵，并取得专利权。
1913年美国也有人取得专利权，并制造出第一台混凝土泵，但未得到应用。
1927年德国的弗利茨·海尔（Fritz.Hell）设计制造了第一次获得成功应用的混凝土泵。
钢纤维混凝土大约在20世纪60年代初开始应用于工程实践中，主要用于地下铁道盾构衬砌。
后来又研究用玻璃纤维、树脂纤维、碳纤维等代替纲纤维做增强材料。
日本作为最早提出并研制了免振捣、自密实高性能混凝土（Self-compactingConcrete，简称SCC）的国家，在20世纪70年代便开始了SCC的研究，最早由Kochi大学Okamura教授在1986年研制成功并开始在日本推广。
随着工程建设对混凝土耐久性的要求越来越高，人们研究开发了高性能混凝土。
高性能混凝土的研究始于20世纪80年代末期，当时是为了解决混凝土材料抗氯离子的渗透问题，以防止因钢筋锈蚀而导致混凝土结构性能的严重劣化。
自20世纪90年代初期，才真正在全世界范围内掀起高性能混凝土材料的研究热潮。
法国人皮埃尔·里查德（P.Pichard）仿效“高致密水泥基均匀体系（DSP）材料，将粗骨料剔除，根据密实堆积原理，用最大粒径400μm的石英砂为骨料，制备出强度和其它性能优异的活性粉末混凝土（ReactivePowderConcrete，简称RPC）。
这种新材料申报了专利，并在1994年旧金山的美国混凝土学会春季会议上首次公开。
随着对资源、环境与材料关系的认识的不断发展，具有环境协调性和自适应特性的绿色混凝土应运而生。
自20世纪90年代以来开展了广泛深入的研究，涉及的范围包括：
绿色高性能混凝土、再生骨料混凝土、环保型混凝土和机敏混凝土等。
1978年，常州建筑工程材料公司开创了我国商品混凝土行业的先河。
在常州市基建投资力度的拉动下，常州确实也涌现出了几位思想超前的专业人员。
他们因陋就简，用翻斗车运送商品混凝土，走街串巷，居然把商品混疑土成功地推向了建筑市场。
早在80年代，建设部有关部门高瞻远瞩。
预见到了商品混凝土在我国的发展前景。
这之后，中国的工业格局出现了新的变化，从1991年9月起，中国的基础能源工业增长开始快于轻工业增长，全年高出2.9个百分点。
到了1993年1月至9月，累计己超出了3.8个百分点。
建国初期的重工业增长主要是以军事国防工业为主，依靠的是政府行政的力量，是一种计划经济的模式;而这时的基础能源工业是以积累型和投资型的增长为主，基本上依靠的是市场机制的作用。
这种变化是意义深远的，它是新的经济增长和可持续发展的前奏。
欧美的经济发展经验一再证明，在一国的经济增长进入基础能源工业主导增长的阶段后，都会出现一个较长期间的经济高速增长阶段。
日本和亚洲“四小龙”在进入这一阶段后国民生产总值年均增长率长期保持在10%左右的水平，一般都持续了17年到20年。
我国混凝土行业目前可以说是商机无限。
“十五”计划开始实施，开发西部，申奥成功，即将加入WTO等有利形势之外，单看我国的建筑市场，可以说也是风景这边独好。
在今后的十年内，我国混凝土行业应以产品结构调整为中心，以材料科学为先导，以实现现代企业管理为保证，以建筑市场的变化（信息）为根据，抓住机遇，用足政策，练好内功，综合治理，以确保混凝土行业的可持续发展。
进入21世纪，人类首先要解决已面临或即将面临的能源危机、资源危机和环境危机。
由于二氧化碳过量排放导致的全球变暖，全世界的风暴灾害越来越多。
目前地球上二氧化碳含量达到2000万年最高点，而每生产1吨水泥就要往大气中排放约1吨二氧化碳。
如按世界水泥年产量10亿吨计，排放出的二氧化碳竟达到总排放量的7%所以，节约水泥且大量掺用粉煤灰等工业废渣，同时又符合高性能混凝土基本要求（强度、工作性、耐久性、体积稳定性和经济性等）的混凝土就是绿色混凝土。
发展绿色混凝土是我们行业的基本方针。
主要产品是预拌混凝土。
预拌混凝土由水泥、骨料、水以及根据需要掺入的外加剂、矿物掺合料等组分按一定比例，在搅拌站经计量，拌制后出售的并采用运输车，在规定时间内运至使用地点的混凝土拌合物。
预拌混凝土体现了混凝土生产的专业化、商业化和社会化，有效的提高建设工程的质量水平，加快施工进程，减少城市污染，改善建筑工地的施工环境和建筑工人的劳动强度，节约社会资源。
预拌混凝土为了满足其泵送施工及远距离输送的需要，通常要比现场搅拌混凝土具有更大的流动度及较长的凝结时间，为了使混凝土强度和耐久性能满足结构使用寿命的要求，在混凝土浇筑、凝结、硬化剂强度增长过程中要做好施工组织的养护。
混凝土材料在历史上的使用可以追溯到很古老的年代。
最初使用的是粘土、石膏、气硬性石灰，继后又采用火山灰，水硬性石灰。
1824年阿斯普丁（J.Aspdin）发明波特兰水泥后，制作混凝土的胶结材料才发生了很大变化。
以后，水泥与混凝土的生产技术迅速发展，混凝土的用量急剧增加，使用的范围日益扩大，至今，它已经成为世界使用量最多的人造材料。
这是因为混凝土具有原材料丰富、造价低廉、制作方便、坚固耐久、耐火耐震、维修费用低等优越性。
根据统计，目前全世界混凝土使用量可以平均到每年每人超过3吨[22]。
预拌商品混凝土起源于欧洲，1903年德国建成世界上第一个预拌混凝土工厂。
国外实践证明，采用预拌混凝土，一般可提高劳动生产率一倍多，节约水泥10%～15%，降低工程成本5%左右。
预拌混凝土的应用数量和比重，标志着一个国家的混凝土生产工业化水平。
预拌混凝土是建筑工程中一项意义重大的现代化生产形式，其全部内容就是把混凝土这个主要的建筑材料从生产备料、混凝土的拌制及运输、浇注一系列生产环节从传统的一揽施工系统中剥离出来，成为一个独立经济核算的材料加工企业——混凝土预拌工厂。
混凝土的预拌化生产不要求生产技术和生产装备作根本性变化，却能因为混凝土的生产专业化、集中化等特点为建筑工程、市政工程、水利工程等需要用混凝土的工程节省水泥、砂石等原材料、改进施工组织、提高设备利用率、减轻劳动强度、降低生产成本，是施工企业受益；并能保护环境、减轻环境污染、节省施工用地、改善劳动条件而使社会受益。
根据国外预拌混凝土行业生产实践表明，采用预拌混凝土进行施工，一般可以提高劳动生产率50%-200%，节约原材料10%-15%，降低劳动成本20%左右。
预拌混凝土生产企业生产过程是根据用户的要求，生产出用户所需要的品种、强度等级的混凝土，然后用特定的运输工具，在约定的时间内，把预拌混凝土运输到施工现场，并把它用专门的混凝土泵浇筑到构筑物的模板中。
由于生产方式和运输方式的特点，国外把这种在工厂内生产的混凝土称为预拌混凝土；因为这种预拌混凝土明显具有商品性质，所以也成为商品混凝土。
早在十九世纪中后期，在欧洲就出现了最早的商品混凝土生产企业。
1872年在英国设计建造了世界上第一座商品混凝土搅拌站。
第二次世界大战后，全世界面临着战后重建，商品混凝土行业以此为契机得到了快速的发展，到1950年，美国建起了1700多家商品混凝土生产厂，年产量达到了3800万立方米，占其全部混凝土用量的35%。
其他国家：
如德国、英国、法国、意大利、荷兰、比利时等国家的商品混凝土行业也相继发展起来。
在亚洲等地区，日本的商品混凝土行业发展比较早，发展也比较快，从1950年开始建第一家商品混凝土工厂，到1960年已有5000家，全年产量达到15000万立方米，居世界第二位；前联邦德国为欧洲首位，年产量达到5800万立方米。
在一些经济发达的国家商品混凝土用量占全部混凝土用量的比例也非常高，如：
美国：
84%；瑞典：
83%；澳大利亚：
68%；荷兰：
56%。
在前苏联达到了3600万立方米左右。
我国混凝土搅拌站始建于20世纪80代的上海、常州两城市。
随着发展，我国城市的预拌混凝土产量平均每年以15%的幅度递增。
据统计，到2005年，全国各省市共有混凝土生产企业1914家，年设计生产能力86018万m3，实际年产量37766.9万m3。
根据有关资料显示，目前全世界较大型（年产量在一万立方米以上）商品混凝土生产厂家共有3万多家，行业的从业人员有四十万人，已经构成了一个体系。
混凝土搅拌站按移动性分类，主要分为：
移动式、拆迁式和固定式。
移动式搅拌站通常带有行走装置，以便于现场移动。
主要适应于移动较强的工程，如道路、桥梁等建设项目。
拆迁式搅拌站是相对固定式而言，其特点是移动场地时必须将大部件拆开装运。
目前我国使用的拉铲式搅拌站皮带机上料的二阶式搅拌站大部分属于这种类型。
主要适应于商品混凝土工厂及大中型混凝土施工工程。
根据德阳市商品混凝土市场的调查和分析，采用固定式混凝土搅拌站，搅拌设备采用双卧轴式强制式搅拌机，根据客户的不同需求生产不同的混凝土，据以往的经验，混凝土主要用于道路、桥梁、楼房等建筑。
我们根据客户的要求，自己算出配合比，在实验室中调整，以确定最后的配方。
第一章混凝土配合比的计算
1.1设计条件
采用的材料
1）水泥：
P.O42.5级，水泥强度等级值的富余系数为1.6，密度为3.11g/cm3；
2）砂：
中砂，表观密度2.64g/cm3，堆积密度1.50g/cm3；
3）石：
碎石，表观密度2.70g/cm3，堆积密度1.55g/cm3；石子最大粒径5～31.5mm；
4）水：
工业用自来水;
5）减水剂：
减水剂的用量为水泥用量的1%（1%—1.2%），减水效果为15%（15%—18%）。
泵送混凝土设计强度等级为C30，要求强度保证率为95%，该种泵送商品混凝土要求混凝土拌和物的坍落度为100—140mm，碎石的最大粒径不超过40mm。
1.2普通混凝土配合比计算
1.2.1确定配置强度
根据课本知识得，混凝土配制强度为：
≥
+1.645δ式（2—1）
其中：
－－混凝土的配制强度，MPa；
－－设计要求的混凝土强度标准值，MPa；
－－施工单位混凝土强度标准差的历史统计资料，此值可按下面取值：
混凝土设计强度等级低于C20时，δ=4.0；
混凝土设计强度等级为C20~C35时，δ=5.0；
混凝土设计强度等级高于C35时，δ=6.0。
根据《混凝土强度检验评定标准》的规定，混凝土强度的保证率达到95%，则
1.2.2确定水灰比
混凝土强度等级小于C60级时，混凝土水灰比宜按下式计算：
，
为回归系数,如表1—1
表1—1回归系数
碎石
卵石
0.46
0.48
0.07
0.33
经计算得
=0.49
1.2.3确定1立方米混凝土用水量
表1-2混凝土单位用水量选用表（kg/m3）
项目
指标
卵石最大粒径（mm）
碎石最大粒径（mm）
10
20
31.5
40
16
20
31.5
40
坍落度（mm）
10～30
190
170
160
150
200
185
175
165
35～50
200
180
170
160
210
195
185
175
55～70
210
190
180
170
220
205
195
185
75～90
215
195
185
175
230
215
205
195
注：
每立方米混凝土用水量的确定，应符合下列规定：
1．干硬性和朔性混凝土用水量的确定：
1）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：
（两表：
干硬性混凝土的用水量，塑性混凝土的用水量）
2）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。
2．流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤计算：
1）按坍落度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。
2）设计坍落度为120±20mm，根据“塑性混凝土的用水量表”可以确定每立方米混凝土的用水量约为205Kg。
3）使用减水剂后（减水率为15%），则
式中：
——掺外加剂混凝土每立方米混凝土用水量（Kg）；
——未掺外加剂时的混凝土的用水量（Kg）；
——外加剂的减水率；
1.2.4确定1立方米水泥用量
根据用水量及水灰比确定水泥用量：
因此：
矿物掺合料取代水泥的取代量系数取20%，掺合料超量系数取1.2。
根据：
得：
取减水剂掺量为胶凝材料的1%，减水剂用量：
1.2.5选择合理的砂率值
可根据粗骨料的种类，最大粒径及已确定的水灰比，在下表中的范围内选定。
表1-3混凝土砂率选用表（%）
水灰比（w/c）
卵石最大粒径（mm）
碎石最大粒径（mm）
10
20
40
16
20
40
0.40
26～32
25～31
24～30
30～35
29～34
27～32
0.50
30～35
29～34
28～33
33～38
32～37
30～35
0.60
33～38
32～37
31～36
36～41
35～40
33～38
0.70
36～41
35～40
34～39
39～44
38～43
36～41
由
=0.49，碎石的最大粒径为石子最大粒径5～31.5mm，查混凝土砂率选用表得βs=35%
1.2.6初步配合比的确定
采用质量法计算粗细骨料的质量，设每立方米的混凝土表观密度为2400kg/m3
联立（3-8）（3-9）解方程组得：
综上混凝土初步配合比为：
第二章物料平衡计算
2.1基础数据
在实际生活中，砂石含有少量的水分。
生产操作过程，原料有少量的生产损失。
令砂含水量为3%，石含水量为1%。
生产损失为：
水泥1%；砂3%；石3%；水2%。
年工作时间：
300天
日工作时间：
两班制，每班8小时
混凝土的配合比为：
C30：
混凝土每年用量：
2.2干物料的计算
C30每年水泥用量mc（t）：
Mc=M×（1+1%）×1/（1+0.30+2.29+4.24+0.61+0.01）
=720000×（1+1%）×1/8.45
=86059.2
每年粉煤灰、矿粉用量mK+F（t）：
Mk+f=M×（1+0.1%）×0.30/（1+0.30+2.29+4.24+0.61+0.01）
=720000×（1+0.1%）×0.30/8.45
=25587.7
每年砂用量ms（t）：
Ms=M×（1+3%）×2.29/（1+0.30+2.29+4.24+0.61+0.01）
=720000×（1+3%）×2.29/8.45
=200977.9
每年石用量mg（t）：
Mg=M×（1+3%）×4.24/（1+0.30+2.29+4.24+0.61+0.01）
=720000×（1+3%）×4.24/8.45
=372116.4
每年水用量mw（t）：
Mw=M×（1+2%）×0.61/（1+0.30+2.29+4.24+0.61+0.01）
=720000×（1+2%）×0.61/8.45
=53015.8
每年减水剂用量ma（t）：
Ma=M×0.01/（1+0.30+2.29+5.38+0.75+0.01）
=720000×0.01/8.45
=852.1
每天物料用量为用每年物料的用量除以300天即可。
2.3湿物料的计算
C30：
每年砂用量ms'（t）：
Ms'=M×（1+3%）×（1+3%）×2.29/（1+0.30+2.29+4.24+0.61+0.01）
=720000×（1+3%）×（1+3%）×2.29/8.45
=207007.3
每年石用量mg'（t）：
Mg'=M×（1+3%）×（1+1%）×4.24/（1+0.30+2.29+4.24+0.61+0.01）
=720000×（1+3%）×（1+1%）×4.24/8.45
=375837.6
每年水用量mw'（t）：
Mw'=M×（1+2%）×0.61/（1+0.30+2.29+4.24+0.61+0.01）－ms×3%－mg×1%
=720000×（1+2%）×0.61/8.45-207007.3×3%-375837.6×1%
=43047.3
每天物料用量用每年物料的用量除以300天即可。
列下表：
表2-1物料平衡表
物料名称
天然
水分
%
生产
损失
%
物料平衡
备注
干物料
湿物料
天
年
天
年
水泥
－
1
286.9
86059.2
－
－
混凝土单位m³
其余单位为t
砂
3
3
669.9
200977.9
690.0
207007.3
石子
1
3
1240.4
372116.4
1252.8
375837.6
水
－
2
176.7
53015.8
143.5
43047.3
粉煤灰
矿粉
－
1
85.3
25587.7
－
－
混凝土
－
－
－
－
1000
30万
减水剂
2.84
852.1
－
－
第三章设备选型计算
3.1搅拌机的选型计算
搅拌机以搅拌原理来划分可分为强制式和自落式两类。
两者相比，强制式的搅拌作用强烈，一般在30~60秒的搅拌时间就可将混合物拌成匀质性混凝土，自落式的搅拌时间需翻倍甚至更长。
但是在相同的搅拌容量下，强制式与自落式相比搅拌机的驱动功率较大，相应的设备装机总功率及配电设施要增加，但是工作周期较短，所以生产混凝土的单位能耗增加不大。
所以，这里选择强制式搅拌主机。
强制式搅拌机按结构型式区分为两类，一类是立式搅拌轴，另一类是卧式搅拌轴。
两者相比立轴型式的功率消耗要高于卧轴型式；对骨料粒径的适应范围立轴型式最大粒径一般为60㎜，卧轴型式最大粒径一般为80㎜。
两者的结构特点，立轴搅拌机的上盖部位受驱动装置安装位置与维修条件的限制，用作搅拌站的主机，不利于骨料投料装置和粉料计量装置的结构设计，而卧轴搅拌机的驱动装置在罐体旁侧位置，罐体上方可合理布置骨料投料和粉料计量装置，驱动装置的维护保养工作也更方便。
综合各方面因素，卧轴搅拌机更适合用作搅拌站主机。
双卧轴与单卧轴型式相比，搅拌叶片的线速度低，耐磨损；罐体各部位衬板的磨损程度比较接近，衬板的使用寿命长，经济性好；驱动装置可采用双套同步运行，更有利于大规格机型的配套条件和产品系列化发展.
因此，双卧轴搅拌机成为应用最广泛的搅拌站主机[6]。
搅拌站年产30万立方米，
年工作300天，
两班制每班8小时，
因此每小时时产量为:
300000÷300÷16=62.5m3/h
根据搅拌机型号列表选择合适的搅拌机，如下表
表搅拌机的型号列表
序号
项目
单位
计算公式及依据
计算结果
1
确定搅拌机工艺方案
/
根据工艺布置要求
及《物料平衡表》
方案I
方案II
双卧轴强制式
混凝土搅拌机
锥形倾翻出料
混凝土搅拌机
2
需搅拌物料
水泥
t/d
《物料平衡表》
286.9
石子
t/d
1240.4
砂
t/d
669.9
水
t/d
176.7
3
搅拌楼生产能力
时产量
㎥/h
62.5
日产量
㎥/d
1000
4
选择混凝土搅拌机
名称、型号、规格
/
《混凝土手册》表4-4和表4-6以及《物料平衡表》
JS1500型双卧轴强制式混凝土搅拌机
JF1500锥形倾翻出料混凝土搅拌机
出料容量
L
1500
1500
进料容量
L
2400
2400
搅拌额定功率
KW
45.0
22.0
每小时工作循环次数不少于
次
40
20
骨料最大粒径
mm
100
150
5
每台机每
升级会员 