电线杆厂毕业设计混凝土生产工艺.docx

1、电线杆厂毕业设计混凝土生产工艺xx市通达预应力混凝土电杆厂设计（年产40万根C60预应力混凝土电杆）0.绪论本设计为年产40万根C60预应力混凝土电杆。本厂厂址选在南环，位于xx市郊区东南，市中区面积110平方公里，产品供应半径100公里，便于原材料的购进及管桩的出厂销售，而且远离市中心，有利于城市的环保工作以及市民的生活。本设计主要研究混凝土电杆生产的各个工序的工艺方法。包括原材料的运输储备、混凝土的制备、钢筋的加工、各车间的布置、电杆的浇注、养护、堆放以及外运。合理安排各车间的工艺设施，减低环境污染，改善工人工作环境，并且在保证制品质量的基础上能够降低生产成本是本设计的重点。砂石堆场、搅拌

2、楼、钢筋车间、成型车间、养护车间等主要车间力求流程的流畅，尽量引进先进生产技术。砂石堆场、成品堆场、实验室以及水泥筒仓等辅助型的厂区设计合理，保证整个生产过程中卸料的堆放储存运输和产品的输出方便快捷，以及确保生产能顺利进行。本工厂年工作日为254天，两班制生产，制品采用蒸汽养护。本设计布置包括平面布置和立面布置，主要取决于生产规模、生产流程、设备布置、厂区地形和厂区的地质条件。它必须满足工艺生产和设备维修的要求，同时也要符合国家的防火、劳动安全和工业卫生标准。要充分利用建筑空间，有扩建要求的要留有扩建余地。应当避免人流与物流的平面交叉，并充分考虑其他专业对布置的要求，厂房柱网布置和层高应尽量做

3、到符合建筑模数的要求。1.总平面设计1.1总平面布置的基本原则（1）工艺原则。厂区布置首先应该满足生产工艺过程的要求，即全厂的工艺流程要顺畅，从上工序转到下工序，运输距离要短直，尽可能避免迂回和往返运输。（2）经济原则。生产过程是一个有机整体，只有在各部门的配合下才能顺利进行，其中，基本生产过程（产品加工过程）是主体，与它有密切联系的生产部门要尽可能与它靠拢，如辅助生产车间和服务部门应该围绕基本生产车间安排。在满足工艺要求前提下，寻求最小运输量的布置方案，还要求能充分利用土地面积。（3）安全和环保原则。厂区布置还要有利于安全生产，有利于职工的身心健康，如易燃易爆物品库应远离人群密集区，并有安全

4、防范措施，有足够的消防安全设施，各生产部门的布置要符合环保要求，还要有三废处理措施等等。1.2初稿图1.1xx市通达预应力混凝土电杆厂总平面图（初稿）初稿将厂址选在南环路以南，厂区沿路正中只设一个大门进出。原材料由北门进入后，经过地磅将材料卸于厂区东北角堆场区。搅拌车间、钢筋加工车间、成型车间、养护车间、成品堆场位于厂区的东南方向，钢筋加工车间旁设有配电室。原材料由储料斗运送至搅拌楼进行搅拌，搅拌好的混凝土在成型车间与钢筋结构浇筑成型，再将成型的混凝土运至养护车间进行养护，养护完成后将成品运至成品堆放区堆放。生活办公区位于厂区西侧，设有办公室、实验室、宿舍、食堂等。总平面图如图所示。1.3终稿

5、xx市通达预应力混凝土电杆厂位于xx市107国道以东，南环路路南，交通便利，节约了运输成本。该C60预应力混凝土电杆厂的年生产能力为40万根，厂区面积三万平方米左右，原材料及成品均采用汽车运输方式，产品供应半径100公里。该厂有南北两个大门，给原材料的进场和陈品出场创建了有利条件。厂内建筑主要有沙石堆场、成品堆放区、贮料仓、养护车间、搅拌楼、钢筋加工车间、成型车间、锅炉房、宿舍、食堂、办公室、实验室、配电室等。除此之外，还设有煤场、地磅、洗车区、污水处理区。为了使厂区面积能得到更好的利用，将初稿中的车库、食堂和职工宿舍重新设置到了东南边，并在东北角的较大空闲地设了绿化带，以增大整个厂区的绿化面

6、积，改善环境。该厂总平面图终稿如图1.2所示。图1.2xx市通达预应力混凝土电杆厂总平面图（终稿）沙石堆场采用露天堆放，各有两个砂和碎石堆放区，位于厂区的西南方。原材料由汽车运输从西南角的门2进入厂内，经过地磅后把材料卸到砂石堆场。由于xx的主导风向为：冬季西北风，夏季东南风。所以堆场的沙尘不会影响到东南角的生活办公区。成品堆放区位于整个厂的区北边，露天堆放，养护好的成品由吊车吊到堆放区进行储存。成品由门1运输出去。洗车区跟污水处理区位于搅拌楼的北边，混凝土搅拌车在洗车区清洗后，废水经污水处理区处理后，继续为洗车区提供水。贮料斗跟搅拌楼位于砂石堆场东边，铲车将原料从堆场铲到贮料斗，再经皮带机运

7、到搅拌楼。搅拌楼旁边设四个粉料储料罐和一个小的外加剂储料罐。搅拌楼的东边为钢筋加工车间，成型车间，养护车间。钢筋加工车间将钢筋加工后经吊车运到成型车间，与搅拌好的混凝土浇筑成型。成型后将制品用吊车运到养护车间进行养护，养护方式为蒸汽养护（蒸汽由本厂锅炉房供给）。厂区东南边设有职工宿舍、食堂，南边试验室、办公室跟配电室。实验室在一楼，设有水泥室、化学室、标准养护养室、力学室、档案室等等。由终稿图可以看出，相较于初稿，终稿布局更加紧凑，工艺流程布置流畅，运输方便快捷，功能划分清楚，整个生产过程会更加有秩序，井井有条地进行，并且厂区设有绿化带，环境优美，使职工有个更加美好的工作和生活环境，所以最终确

8、定其为终稿。2.配合比设计2.1已知条件（1）混凝土电杆设计强度等级为C60（2）施工要求坍落度为5070mm（3）水泥：太行山牌硅酸盐水泥52.5（4）砂：xx沙河河沙，细度模数1.8（5）石子：碎石，连续粒级525（6）高效减水剂：UNF-1，减水率12%20%、掺量为0.5%1% 取减水率15%、掺量1%（7）水：自来水2.2 配合比设计2.2.1计算配制强度（fcu,o）查普通混凝土配合比设计规程（11版）4.0.1-2，设计C60高强混凝土电杆，其配制强度应按下式计算: fcu,01.15fcu,k （2.1） 1.1560 69MPa式中 fcu,o混凝土配制强度，MPafcu,k

9、混凝土立方体抗压强度标准值，MPa2.2.2 计算水胶比（w/b）查普通混凝土配合比设计规程（11版）表7.3.2得W/B=0.28 2.2.3确定单位用水量（mwo）该混凝土所用碎石最大粒径为25mm，坍落度的范围为5070 mm，取坍落度为60mm。查普通混凝土配合比设计规程（11版）表5.2.1-2得mwo=195kg又因为采用的减水剂UNF-1，其减水率为12%20%，掺量为0.5%1%，取减水率为15%、掺量1%,因此单位用水量； （2.2）=195(1-15%)=166kg式中 mwo 满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量（kg/m3）， mwo 未掺外加剂时推定的满足实际塌落

10、度要求的每立方米混凝土用水量 （kg/m3），以本规程表5.2.1-2中90mm坍落度的用水量为基础，按每增大 20mm坍落度相应增加5kg/m3用水量来计算，当坍落度增大到180mm 以上 时，随坍落度相应增加的用水量可减少；外加剂的减水率（） 2.2.4计算水泥用量(mco) （2.3） =166kg/0.28 =593 kg 式中 mbo 计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量（kg/m3）；mwo 计算配合比每立方米混凝土的用水量（kg/m3）；W/B混凝土水胶比。查土木工程材料（第二版）P123表419得最少水泥用量为300kg，所以取mco=573 kg2.2.5确定砂率（Sp）查

11、普通混凝土配合比设计规程（11版）表7.3.2 得Sp=35%2.2.6减水剂用量（m）采用的减水剂UNF-1，其减水率为12%20%，掺量为0.5%1%，取减水率为15%、掺量1%，则减水剂用量 （2.4） =5931% =5.93kg式中： mao 每立方米混凝土中外加剂用量（kg/m3）；mbo 计算配合比每立方米混凝土中胶凝凝材料用量（kg/m3）； 计算应符合本规程第5.3.1 条的规定;a外加剂掺量（%）,应经混凝土试验确定。2.2.7计算粗、细骨料的用量（mg0及ms0）采用质量法计算粗、细骨料用量时，应按下列公式计算： （2.5） （2.6）式中 mg0每立方米混凝土的粗骨料用

12、量（kg/m3）；ms0每立方米混凝土的细骨料用量（kg/m3）；mw0每立方米混凝土的用水量（kg/m3）；s砂率（）；mcp每立方米混凝土拌合物的假定质量（kg/m3），可取23502450kg/m3。取mcp=2450解得砂、石用量分别为ms0=592kg mg0=1099kg因此，该混凝土的基准配合比mc0：ms0：mg0：mw0=593：592：1099：166=1：1：1.85：0.283.搅拌车间设计3.1概述搅拌车间是混凝土制品工厂的主要辅助车间，搅拌车间的基本工艺流程如下： 水 砂石水泥 外加剂供水设备 贮仓 贮仓 给料 稀释 给料设备 稀释设备称量 称量 称量称 称 称混合

13、搅拌搅拌机砼混合物运输输送设备图3.1搅拌车间工艺流程简图按竖向布置分类，搅拌车间采用单阶式布置。单阶式是将混凝土原料一次提升到最高点，然后按照工艺过程逐渐下落，制成混凝土混合物，单阶式搅拌车间自上而下大致如下：仓顶层（包括贮料仓），称量层，搅拌层，下料层，底层。单阶式搅拌车间易于实现机械化，自动化，各设备车间衔接紧凑，生产效率高，粉尘少，操作条件比较好，节省劳动力，动力消耗少。缺点是：建筑物高，设备安装比较复杂，一次投资大。这种形式的搅拌车间实用于大、中型钢筋混凝土制品工厂。3.2每小时混凝土产量3.1.1设计电杆的相关数据表3.1设计电杆的相关数据杆型规格混凝土 (m3)主筋螺筋酸筋重（k

14、g）干重（kg）小锥150/283100.2221053.221.366203.2.2年产量xx市通达预应力混凝土电杆厂每年生产40万根C60混凝土电杆，每根电杆需混凝土0.222 m3。所以混凝土年产量； （3-1） =4000000.222 =88800 m3/y式中 Q年设计产量，m3/y；N年产电杆数，根/y；M每根电杆需混凝土，m3。3.2.3日产量xx市通达预应力混凝土电杆厂的年工作日为254天，日产不均衡系数K=1.2，所以混凝土日产量 (3-2)=1.288800/254=419.5 m3/d式中 Qd日计算产量，m3/d； K日产量不均衡系数；Q年设计产量，m3/y； T年工

15、作日, d3.2.4每小时产量xx市通达预应力混凝土电杆厂采用两班工作制，每班工作8小时。 搅拌楼每小时生产能力可按下式计算 （3-3）式中 Qh搅拌楼每小时生产量，m；Q年设计产量，根据4.3.1.3.4 可知Q=88800m；K日产量不均衡系数，取K=1.2；T年工作日，T=254；H每班工作时间，H=8小时； n每工作日工作班数，两班制，n=2。所以 Qh =1.288800/（25482）=26m3.3每小时原材料用量 （3-4）式中 Vc每小时所需水泥体积，m； mco每m混凝土所需水泥质量，kg；Qh搅拌楼小时生产能力，m；c水泥的堆积密度，kg/m。取水泥的堆积密度=1300kg

16、/m，砂子堆积密度as=1500 kg/m，碎石堆积密度ag=1550 kg/m。则各原材料每小时用量分别为；Vc =59326/1300=11.9m Vs=59226/1500=10.3m Vg=109926/1550=18.4m3.4水泥筒仓设计3.4.1贮存周期水泥的进厂运输为公路运输，贮存周期n=7天3.4.2贮存量xx市通达预应力混凝土电杆厂水泥仓库为散装贮存，水泥损耗率=1%水泥的贮存量按下式计算 (3-5) =5937419.5/（1-1%） =1758933.8kg =1758.9t式中 Q水泥贮存量，t； q生产中可能出现的产品品种最不利组合时，平均配合比中的水泥用量，kg/

17、m3； n贮存周期，d；Qd混凝土日产量，m3/d； 水泥损耗率。3.4.3入料方式及破拱装置水泥筒仓的入料方式为气力输送，筒仓的填充率=0.95水泥筒仓的破拱设备为振动器3.4.4贮存体积计算贮存体积可按下式计算 (3-6) =1758.9/(13000.95) =1424.2m式中 Vc贮存的体积, m；Q水泥贮存量，kg；c原材料的堆积密度，kg/m；筒仓的填充率；3.4.5贮存罐的选择水泥筒仓的贮存罐选用铁罐表3.2水泥筒仓贮罐筒体内径（m）筒体高度（m）几何容积（m）有效容积（m）贮存量（t）数量（个）71870060078033.5分料层设计集料由皮带运输至分料层中，再由旋转漏斗把

18、集料放到相应的料仓内。分料层的高度h1=4100mm3.6料仓层设计3.6.1料仓容积计算设计料仓的容积可以满足两小时以上的用量，料仓容积系数为0.8，则:水泥料仓满足4小时用量的容积Vco=4 Vc /0.8=411.9/0.8=57.5 m砂子料仓满足4小时用量的容积Vso =4 Vs/0.8=410.3/0.8=45 m石子料仓满足2小时用量的容积Vgo =2 Vg/0.8=218.4/0.8=51 m3.6.2 料仓外形设计图3.2料仓外形其体积可按下式计算 （3-7）休止角的正切值 （3-8） （3-9）式中 V料仓容积，m；a、b料仓上口尺寸，m；ah 、bh料仓下口尺寸，m；h料

19、仓上口高度，m；hh料仓下口高度，m；、料仓的休止角；3.6.3料仓尺寸设计3.6.3.1水泥料仓尺寸设计假设abh=3000mm3000mm3000mm ahbhhh=500mm500mm2000mm则水泥料仓体积；Vc=333+2(23+0.5) 3+(20.5+3) 0.5/6 =34.17m则2 Vc=68.3m=Vco=57.5m3 休止角tan=tan=1.6tan55o=1.43 符合要求所以水泥料仓的尺寸为：abh=3000mm3000mm3000mmahbhhh=500mm500mm2000mm3.6.3.2砂子料仓尺寸设计假设abh=2000mm3000mm3000mm a

20、hbhhh=500mm500mm2000mm则砂子料仓体积：Vs =233+2(22+0.5) 3+(20.5+2) 0.5/6=23m则2 Vs =46mVso=45m3 休止角tantan=1.6tan55o =1.43 符合要求所以砂子料仓的尺寸为：abh=2000mm3000mm3000mmahbhhh=500mm500mm2000mm3.6.3.3石子料仓尺寸设计假设abh=3000mm3000mm3000mm ahbhhh=500mm500mm2000mm则石子料仓体积：Vs =333+2(23+0.5) 3+(20.5+3) 0.5/6=34.17m则2 Vg=68.3m=Vco

21、=57.5m3 休止角tan=tan=1.6tan55o=1.43 符合要求所以石子料仓的尺寸为：abh=3000mm3000mm3000mmahbhhh=500mm500mm2000mm3.6.4料仓层平面图图3.3料仓的平面图3.6.5料仓层高度料仓层高度h2=3000mm3.7称量层设计3.7.1称量设备(1)水泥选用螺旋给料器上料(2)砂、石选用水平传送带上料(3)骨料料仓与称量斗间采用的是扇形阀门给料器(4)水泥料仓与称量斗间采用的是电磁振动给料器(5)称量设备采用电子称3.7.2称量斗容积计算已知水泥的堆积密度=1300kg/m，砂子堆积密度as=1500 kg/m，碎石堆积密度a

22、g=1550 kg/m，水的密度w=1000kg/m3。每m3混凝土原材料用量的分别为：Vc =573/1300=0.46m Vs=592/1500=0.39m Vg=1099/1550=0.71m Vw=166/1000=0.17m3设计称量斗的容积可以满足1m3混凝土原材料的用量，称量斗容积系数为0.8，则各称量斗满足的容积为：Vco =573/(13000.8)=0.57m Vso=521/(15000.8)=0.49m Vgo=1215/(15500.8)=0.89m3.7.3称量斗外形设计设计称量斗的外形与料仓外形相似3.7.4称量斗尺寸设计3.7.4.1水泥称量斗尺寸设计假设abh

23、=800mm800mm600mm ahbhhh=400mm400mm500mm则水泥称量斗体积；Vc=0.80.80.6+0.5(20.8+0.4)0.8+(20.4+0.8)0.4/6=0.57mVco =0.55m休止角tan=tan=2tan55o=1.43 符合要求所以水泥称量斗的尺寸为：abh=800mm800mm600mmahbhhh=400mm400mm500mm3.7.4.2砂子称量斗尺寸设计假设abh=800mm800mm600mm ahbhhh=400mm400mm500mm则砂子称量斗体积；Vs=0.80.80.6+0.5(20.8+0.4)0.8+(20.4+0.8)0

24、.4/6 =0.57mVso =0.44m休止角tan=tan=2tan55o=1.43 符合要求所以砂子称量斗的尺寸为：abh=800mm800mm600mmahbhhh=400mm400mm500mm3.7.4.3石子称量斗尺寸设计假设abh=1100mm1100mm600mm ahbhhh=400mm400mm500mm则石子称量斗体积；Vg =1.11.10.6+0.5(21.1+0.4)1.1+(20.4+1.1)0.4/6=1.03mVgo=0.98m休止角tan=tan=1.43=tan55o 符合要求所以石子称量斗的尺寸为；abh=1100mm1100mm600mmahbhhh

25、=400mm400mm500mm3.7.5称量层高度称量层高度h3=3000mm3.8搅拌层设计3.8.1集料斗的选择集料斗选择回转集料斗3.8.2搅拌机的选择根据搅拌楼小时生产量Qh=26m，可选取S4S100双卧轴强制式搅拌机。其相关参数如下：进料容量：1600L； 出料容量：1000L； 平均搅拌能力：60m/h；外形：长，3852；宽，2385；高，2465。而 搅拌1m混凝土所需原材料体积 V=（0.78+0.35+0.44+0.15）103m=1720m 稍大于进料容量1600L，故该搅拌机可用3.8.3搅拌层高度搅拌层高度h4=4000mm3.9出料层设计3.9.1贮料斗容积计算

26、搅拌机一次搅拌1m混凝土，贮料斗可存三次搅拌容量。容积系数为0.8，则混凝土贮料斗的容积Vo13/0.8=3.75m3.9.2贮料斗的外形设计设计外形与料仓，称量斗相似3.9.3贮料斗尺寸设计假设abh=200020001000anbnhn=5005001000则贮料斗体积V=221+(22+0.5)2+(0.52+2)0.5/6=4.75mVo=3.75m休止角tan=tan=1.33tan55o =1.2 符合要求所以贮料斗的尺寸为：abh=200020001000anbnhn=50050010003.9.4出料层高度出料层高度h5=5000mm3.10搅拌楼高度搅拌楼高度 （3-10）=

27、4100+3000+3000+4000+5000+4100=19000mm=19.5m式中 H搅拌楼高度，m； h1分料层高度，mm； h2料仓层高度，mm； h3称量层高度，mm；h4搅拌层高度，mm；h5出料层高度，mm；d楼板厚度，mm；4.钢筋加工车间钢筋加工车间是混凝土制品厂的主要辅助车间之一，承担成型制品所需的全部钢筋加工任务。钢筋车间内钢筋加工是按照一定的工序，采用流水作业法组织生产的，基本工艺流程为：图4.1钢筋加工车间工艺流程4.1钢筋车间设计要求（1）钢筋车间的产品，必须满足全厂制品生产的产量、规格、品种、质量的需要和要求。（2）钢筋车间原则上以室内生产为主。（3）对于有污

28、染影响的生产工段，应在车间外另行组织生产。（4）根据钢筋加工量，合理确定各种类型的加工设备及其数量。（5）车间工艺布置必须保证工艺流程顺畅，满足设备安装、生产操作和中间堆放等对场地面积的要求，合理确定车间的跨度和面积。（6）钢筋仓库、钢筋车间、成品仓库及成型车间在总平面布置上，应做到合理衔接并符合生产流程要求。（7）车间内外运输应尽量减少人工搬运，并合理选择起重运输设备。4.2生产能力确定表4.1钢筋车间生产能力年产量（根）单位产品钢筋需要量（公斤）年需要量（吨/年）日需要量(吨/年)班需要量(吨/年)40万21.3683773316.5注：损耗系数K=1.024.3设计定额和系数4.3.1原材料及成品堆放定额表4.2钢筋车间堆放定额项目名称堆放定额（吨/米2）通道系数仓库内存放0.8-1.01.5车间内存放0.64-0.81.54.3.2钢筋及成品堆放时间表4.3钢筋车间堆放时间堆放地点原材料及成品名称堆放时间仓库盘条30（天）车间盘条半成品4（小时）4-6（小时）4.4钢筋贮存4.4.1贮存要求（1）钢筋应贮存在仓库