李荣刚混凝土工艺课程设计

学号成绩课程设计说明书 设计名称 混凝土工艺课程设计 设计题目 混凝土搅拌站工艺设计 设计时间 2013.12.302012.1.3 学 院 材料学院 专 业 无机非金属材料工程 班 级 无机1001 姓 名 李荣刚 指导教师 张巨松 戴民 课程设计要求我设计的题目是设计一个年产混凝土32万立方米的混凝土搅拌楼。要求1. 年产混凝土32万立方米双阶式混凝土搅拌楼设计说明书2. 一张2号图纸（搅拌楼立面图）本次我设计的主要内容包括：1. 配料计算2. 物料平衡计算3. 生产过程及设备选型4. 搅拌楼工艺布局图纸2目录第1章 混凝土配合比设计4 1.1设计条件4 1.2混凝土配合比计算4 1.2.1试配强度4 1.2.2确定水胶比5 1.2.3确定1立方米混凝土用水量5 1.2.4确定1立方米各胶凝材料的用量5 1.2.5确定砂率6 1.2.6计算粗，细骨料用量6第2章 物料平衡计算7第3章 设备选型计算8 3.1搅拌机的选型计算8 3.2砂石输送设备选型9 3.3螺旋输送机的选型计算10 3.4定量水表的选择计算10 3.5骨料配料机的选型计算11 3.6料仓系统12 3.7砂石仓系统13 3.8称量系统15参考文献16第1章 混凝土配合比设计1.1设计条件本搅拌站混凝土设计强度等级为C80，主要用于一些预制构件的厂子，要求强度保证率95%。要求混凝土拌和物的坍落度为3550mm。采用的材料：1）水泥： P 52.5级，水泥强度等级值的富余系数为1.101.13，密度为3.11g/cm；2）砂：中砂，表观密度2.64g/cm，堆积密度1.50g/cm；3）石：碎石，表观密度2.70 g/cm，堆积密度1.55 g/cm；石子最大粒径520mm；4）水：自来水。5）减水剂：江苏博特PCA聚羧酸高效减水剂，掺入量为1.5%，减水效率为25%6）硅粉（比表面积1500020000kg/m2）掺量取10%，一级粉煤灰掺量取15%1.2混凝土配合比计算1.2.1试配强度 根据标准，混凝土配制强度为： fcu.ofcu.k+1.645 式（1.1） C80的混凝土取6MPa；fcu.k取80， fcu.o 80+1.6455=89.9MPa 式（1.2）1.2.2确定水胶比 根据资料，确定合适的取值水胶比为 M=0.311.2.3确定1立方米混凝土用水量由碎石的最大粒径为20mm，坍落度为3550mm，查混凝土单位用水量选用表得Wo=195Kg/m根据混凝土配合比设计手册，如按下式计算： Wo=10/3*（T+K） 式（1.3） 石子的粒径与系数K的关系如表1.1：表1.1石子的粒径与系数K的关系系 数最大粒径（mm)碎石卵石1020408010204080K57.55348.544545045.541 取K=53 T=5cm 则Wo=193kg/m 以上两结果很接近，暂取Wo=195Kg/m 根据减水剂的减水率算出实际用水量 W=W。(1-25%)=146kg/m 式（1.4）1.2.4确定1立方米各胶凝材料的用量胶凝材料的总质量 ： W胶凝 =W/M=146/0.31=470 kg/m 式（1.5）根据硅粉和粉煤灰的掺入量分别为10%和15% 计算硅粉和粉煤灰的用量。粉煤灰的用量： W粉 =W胶凝15%=47015%=70.5kg/m 式（1.6）硅粉的用量： W硅=W胶10%=47010%=47kg/m 式（1.7）水泥用量： W水泥=W胶(1-15%-10%)=47075%=352.5kg/m 式（1.8）外加剂质量： W外=W水泥1.5%=5.3kg/m 式（1.9） 根据混凝土配合比设计手册计算结果满足耐久性要求。1.2.5确定砂率 根据碎石的最大粒径和水灰比查表，选出合理砂率，则S=35%1.2.6计算粗，细骨料用量根据容重法计算So、Go，假定1m混凝土2400kg Co+Go+So+Wo=2400Kg/m 式（1.10） =So/（So+Go) 式（1.12） 得出S=623kg，G=1156kg，则混凝土配合比为：Co:So:Go:Wo:Si:F=352.5:623:1156:146:47:70.5=1:1.77:3.28:0.41:0.13:0.2第2章 物料平衡计算2.1.1计算日、年物料用量假设搅拌站全年年工作时间300天每天两班，每班8小时， 共16小时要求年产3200万立方米混凝土，则可算出每天至少生产混凝土每小时至少生产混凝土 则根据每小时产混凝土的量课计算出各原料需求量计算出混凝土搅拌站物料平衡表如表2.1： 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各数据单位均为吨（t）数据均为取整后所得天年天年水泥-1380-砂33686708石1312341246水-215947697-硅粉-5115047-粉煤灰-7622572-第3章 设备选型计算3.1搅拌设备选型计算根据物料平衡数据以及混凝土机械手册选定JS1500型双卧轴强制式混凝土搅拌机搅拌机选型设计如表3.1：表3.1搅拌机选型 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双卧轴强制式混凝土搅拌机2需搅拌物料水泥t/d物料平衡表380石子t/d1246砂t/d708水t/d1593搅拌楼生产能力时产量/h66.67日产量/d1066.67年产量/y4选择混凝土搅拌机名称、型号、规格-根据混凝土机械手册以及物料平衡表JS1500型双卧轴强制式混凝土搅拌机出料容量L1500进料容量L2400搅拌额定功率KW45.0每小时工作循环次数不少于次40骨料最大粒径mm1005每台机每小时生产能力/hQ=3600V/t1+t2+t370-90续表3.1搅拌机的技术参数如表3.2：表3.2 JS1500型双卧轴强制式混凝土搅拌机的技术性能参数名称出料容量进料容量搅拌额定功率骨料最大粒径生产能力参数1500L2400L45.0kw100mm70-90/h3.2砂石输送设备选型带式输送机具有效率高、运输距离长、动力消耗低等优点、获得了广泛的应用。这里主要用于将搅拌站配置好的砂、石子的混合物料输送给搅拌机。皮带机设计选型的结果，其最大输送能力一般都大于流量的设计参数，而工作时的实际流量取决于输出放料源头装置，设施用时与设计参数有一定的差异，运行时通过控制设定的流程控制制定时和时序，指令相关流程的执行元器件按设计的逻辑程序工作。带式输送机的选型计算表，如表3.3表3.3 带式输送机的选择计算序号项目单位计算公式及依据计算结果1原始参数需输送物料量t/h根据物料平衡表根据工艺布置要求估算123石子t/h78砂t/h45输送距离Sm54.529输送水平距离Lm51.6输送垂直高度Hm16.145倾角182计算输送带的宽度计算输送带的宽度BmmQ=385B2v Q=需输送物料量G=123436初选输送带速度vm/s查资料1.0物料堆积密度t/查资料1.63初选输送机初选输送带的宽度Bmm据计算带宽度B=547mm取标准值选型一选型二选型三500650800槽型托錕槽角查资料353535验算带宽mmB3.3d+200=299mm物料平均粒径d30mm合适合适合适4验算输送能力输送能力Qt/hQ=KB2vCD115不合适194合适205合适断面系数K/查资料320320335物料堆积密度t/查资料1.61.61.6物料堆积休止角查资料303030输送带速度vm/s查资料1.01.02.0倾角系数C/查资料0.960.960.96速度系数D/查资料1.01.01.0续表3.3序号项目计算结果5分析比较 B=650mm或B=800mm的输送能力都能满足生产需求，但根据需要能满足生产能力，且利用率大，所以选择B=650。则选用的带式输送机的技术参数如表3.4： 3.4 带式输送机的技术性能参数序号项目单位结果1固定式带式输送带型号/带式输送机，通用型2输送带的宽度Bmm6503带速m/s1.04输送能力t/h1805生产率m3/h603.3水泥输送设备的选型螺旋输送机是一种无牵引构件的连续输送机械。它的优点是：结构简单，在机槽外部除了传动装置以外不再有转动部件；体积小、密封良好；维护、管理、操作简单；便于多点装卸料。水泥等粉料的输送必须在完全密封的设备内进行，以免污染环境和输送物料或者受潮。圆性截面的螺旋输送机是应用最广泛的粉料供料输送装置。其机壳采用无缝钢管，常见规格有219，273，325，机壳尾部进口通过球性铰链与筒仓翻板门连接，头部出口通过帆布袋柔软连接通向主体上的粉料秤斗。安装倾角一般在30-45之间，必要时可达60。螺旋的长度不应超过14m。螺旋输送机的选型计算如表3.5：表3.5螺旋输送机的选择计算序号项目单位计算公式及依据计算结果1原始参数所需胶凝材料生产能力t/h物料平衡表31.4输送距离m根据工艺布置要求10输送槽斜度。302LSY系列螺旋输送机的选型型号/LSY系列螺旋输送机的主要技术参数表LSY200-12螺旋体直径Mm193输送长度m12螺旋体转速r/min71外壳直径Mm219工作角度。45输送能力t/h35电机型号/Y160L-4螺旋形式/全叶式3.4水计量设备的选型 定量水表是一种可以定量供水，供水量任意设定的水表。其技术特点为供水计量精度到0.1升，9999.9升，停电后恢复来电时，可以将上次定量的余量继续供水，有余量显示，显示供水的剩余量，并且可以随时停止。经过计算结果知搅拌楼一小时需用水量为9.94m/h。水表的选型计算如表3.6：表3.6水表的选型计算项目单位计算公式及依据计算结果定量水表的选择型号、规格根据计算结果和定量水表主要参数LXLD-32平螺翼式定量水表通径mm32额定流量m/h10.0一次供水量L 30-1003.5骨料配料设备的选型骨料配料机是集砂和石子的储料、计量、配料输出等功能于一体，模块化设计的料流程装置。不仅在工程站被广泛应用，也常用于商混站。配料机的型式用代号PL表示，规格用单位为升的阿拉伯数字表示与搅拌主机的进料容量设配的批次骨料容量，如PL1600表示设配1m搅拌机，其额定出料容量为1000L，进料容量也就是骨料的配料容量为1600L。按计量方式区分，配料机有砂、石独立计量和累计计量两种。独立计量方式的配料机在每个仓库下设置称量斗，完成配料后通过开启气动底门，分别投落到下方的水平皮带机输出。累计计量方式的配料机在水平皮带机上设置挡板与皮带构成计量槽，骨料落入计量槽与皮带机一起完成累积计量。两种计量方式都采用电子称重形式，动态计量精度都能符合标准规范要求。两者相比，独立计量方式的配料机结构高度是有所增加，装载机上料作业坡道要相应加长。而累积计量方式的配料机在同样的装载机上料高度条件下，料仓结构的高度及相应的储料容量能增加，因此更受用户青睐。累积计量方式配料机的水平皮带输送机是重载起动工作，因此驱动装置的电机功率需增加，同时计量槽的结构型式应减小运行时下部流动骨料的界面尺寸和上部骨料的压力，以降低工作能耗。表3.7配料机型号计算表序号项目单位计算公式及依据计算结果原始参数混凝土年产量m配合比：水泥；砂：石子：水：硅粉：粉煤灰=1：1.77：3.28：0.41：0.13:0.20 混凝土日产量m1066.67混凝土生产率m/h66.67砂石需用量m/h 1232配料机生产能力配料机台数台设计一条生产线1砂石配料生产率m/h124配料种数种63选配料机型号参选型号m/hPL2400Q生产率m/h120最大称量值kg4000称重斗容积m2.4储料斗容积m48配料种数种6配料机的技术参数如表3.8:表3-8 PL2400Q混凝土配料机技术参数称量斗容积m2.4生产率m/h120配料精度%2%最大称量值kg4000可配料种数种6上料高度mm3600总功率kw11整机质量kg8100外型尺寸（长宽高）mm1400232534003.6水泥仓系统 混凝土搅拌站所用水泥都是散装水泥，使用量大，只有保证足够的储存量，才能保证混凝土质量和保证混凝土生产及提供的连续性。水泥筒仓的选型计算，如表3.9：表3.9水泥筒仓的选择计算序号项目单位计算公式及依据计算结果1原始参数天需求量Qt/d物料平衡表380储期Td实际情况1预计仓数个根据配置需求32确定筒仓参数容量qtq=Q/n200直径mm根据要求合理配置5500高度Hmm134003.7砂石仓系统砂石是混凝土中用量最大的，其用量可占混凝土总量的四分之三左右，只有保证其供给能力，才能使混凝土供给能力的稳定性。一般混凝土搅拌站的每条生产线都拥有四个以上的骨料仓，以便适应不等强度等级的商品混凝土。砂仓的原始数据，如表3.10：表3.10石仓的原始数据序号项目单位计算公式及依据计算结果1原始参数天需求量Qt/d物料平衡表686储期Td实际情况6预计仓数个根据配置需求3序号项目单位计算公式及依据计算结果2确定筒仓参数容量qtq=Q/n228.7尺寸（长宽高）mm根据要求合理配置500050004600石仓的选择计算，如表3.11表3.11砂仓的选择计算序号项目单位计算公式及依据计算结果1原始参数天需求量Q