混凝土搅拌站工艺设计Word文件下载.docx
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本次设计的主要工作就是进行混凝土搅拌站生产工艺的初步设计。
进行可行性研究，经过具体的技术研究工作，分析论证拟建混凝土搅拌站在技术上的可行性和经济上的合理性。
1配合比设计
1.1设计要求
强度等级：
C30
出厂坍落度：
Tt＝Tp＋ΔT
ΔT为坍落度经时损失，确定为10～30mm,Tt确定为180mm。
1.2原材料
原材料的相关信息见表1.1
表1.1原材料表
材料名称
生产厂家或产地
品种、规格
备注
水泥
太行山
P.S42.5
砂
邯郸沙河砂
细度模数1.8
石子
武安石场
5～31.5mm
粉煤灰
邯郸码头电厂
Ⅰ级
减水剂
洛阳化学助剂厂
FDN
1.3初步配合比
1.3.1确定配制强度fcu,o
fcu,0＝fcu,k＋tσ
（1）
＝30＋1.645×
5
＝38.225MPa
fcu,0——混凝土试配强度，Mpa
fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值，Mpa（由设计或有关标准提供）
t——当强度保证率为95%时，取1.645
σ——混凝土强度标准差，无统计资料计算时，按国家现行标准《混凝土结构
工程施工及验收规范》GB50240取用，本设计的混凝土强度等级为C30在C25—40范围内时，取5.0Mpa，见表1.2
表1.２标准差取值表
fcu,k（MPa）
10～20
25～40
45～60
σ（MPa）
4.0
5.0
6.0
1.3.2确定水灰比
fce＝γc×
fce，g
（2）
＝42.5×
1.13
＝48.03Mpa
fce——水泥28d抗压强度实测值，Mpa
γc——水泥强度等级值的富余系数，按实际统计资料统计，取1.13
fce，g——水泥强度等级值，Mpa
W／C＝Afce／（fcu,0＋ABfce）（3）
＝0.46×
59.33／（38.23+0.46×
0.07×
48.03）
＝0.56
W／C——水灰比
A，B——回归系数，查表知A＝0.46，B＝0.07
查表知最大水灰比为0.65，所以取W／C＝0.56。
1.3.3确定每立方米用水量
坍落度T＝180mm，取mw＝240kg／m3。
选用FDN，掺量为水泥重量的0.5%～1%，减水率为12%～25%。
加减水剂后用水量
mw0＝mw（1－β）（4）
＝240（1－20%）＝192kg／m3
β——外加剂的减水率，取20%。
mw0——掺外加剂混凝土用水量，kg／m3。
mw——未掺外加剂混凝土用水量，kg／m3。
1.3.4计算每立方米水泥用量
mc＝mw0×
C／W（5）
＝192×
1／0.56
＝342.86kg／m3。
由于粉煤灰的用量为水泥用量的20%，
所以水泥的用量为：
mc0＝mc×
（1－0.20）＝274.29kg／m3。
mc——掺外加剂后水泥用量kg／m3。
mc0——掺外加剂后，粉煤灰替代部分水泥后水泥用量，kg／m3。
1.3.5确定每立方米粉煤灰用量
粉煤灰为水泥掺量的20%，采用超量取代法
mf0＝0.20×
mc01×
δc（6）
＝0.20×
274.29×
1.5
＝102.86kg／m3
mf0——粉煤灰用量，kg／m3
δc－－超量系数，δc＝1.5
1.3.6每立方米外加剂用量
外加剂掺量为胶凝材料质量的1%
ma＝（mc＋mf0）×
A%（7）
＝（274.29＋102.86）×
1%
＝3.77kg／m3。
ma——外加剂用量，kg／m3。
1.3.7确定砂率
泵送混凝土的砂率宜为38%～45%，取砂率βs＝40%。
1.3.8计算粗细骨料用量
质量法
mc0+mg0+ms0+mw0+mf0=mcp
βs=ms0/（mg0+ms0）×
100%
（8）
设mcp＝2400kg/m³
，代入数据解得：
ms0＝732.34kg/m³
mg0＝1098.51kg/m³
∴初步配合比为
（mc0＋mf0）：
ms0：
mg0：
mw0：
ma
＝（274＋103）：
732：
1099：
192：
3.77
＝1：
1.94：
2.92：
0.51：
0.01
水胶比为0.51Sp为40%
1.4计算配合比
1.4.1试配、确定配合比
（1）水灰比调整
水灰比分别上下调0.05，水灰比为粉煤灰取代水泥前的水灰比，以确定最佳配合比。
各材料用量见表1.3
表1.3试配材料用量表
编号
水灰比
砂率（%）
水
（kg/m3）
石
mcp
A1
0.61
41
192
252
94
763
1099
3.46
2400
B1
0.56
40
274
103
732
1098
C1
0.51
39
301
113
701
1093
4.14
（2）试配30升
试配30升，综合测试混凝土各项性能。
试配各材料用量及实验结果见表1.4。
表1.４各材料用量及试配结果表
Ｃ/Ｗ
Ｓp（%）
（kg）
水泥（kg）
粉煤灰（kg）
FDN（kg）
ρcp
Ｔ
工作性
R28
（MPa）
1.64
5.76
7.55
2.83
22.9
32.96
0.10
2390
190
良好
34.5
1.78
8.23
3.09
21.9
32.95
0.11
2395
185
38.3
1.96
9.04
3.39
21.0
32.80
0.12
2398
180
42.8
mcp———混凝土表观密度计算值
ρcp———混凝土表观密度实测值
（3）确定配合比
根据灰水比与强度关系图和试验结果确定生产用配合及各材料用量，即为B1组。
图1.1灰水比与强度图
按JGJ55－2000第6.2.2条，计算混凝土配合比校正系数：
δ＝ρct／ρcc＝1.00,符合要求。
1.4.2确定最终配合比
（1）配合比输出
输出的配合比见表1.5
表1.5输出配合比
水胶比
（2）按体积法计算验收上面的配合比
mw0/ρw+mc0/ρc+mg0/ρg+ms0/ρs+mf0/ρf+0.01α=1
βs=ms0/mg0+ms0×
（9）
ρc——水泥密度，可取3100kg／m3
ρf——粉煤灰的表观密度，取2100kg／m3
ρg——碎石的表观密度，取2600kg／m3
ρs——河砂的表观密度，取2620kg／m3
ρw——水的密度，取1000kg／m3
α——混凝土含气量百分数，不使用引气型外加剂时为1
192／1000＋274／3100＋103／2100＋732／2620＋1099／2600＋0.01＝1.04
说明该配方既符合施工要求的坍落度150±
30mm，又符合设计强度C30要求，同时按体积计算混凝土方量＞1m3保质保量。
（3）最终配合比为
（mc0＋mf0）：
mw0：
水胶比为0.51，砂率为40%。
2总平面设计
2.1总平面图设计要求
（1）充分利用地形条件，力求布置紧凑，节省用地面积。
（2）符合工艺流程，尽量避免倒流水作业。
（3）建筑物到建筑物的距离要满足生产、消防、环保、卫生和采光的要求。
（4）生活设施应布置在厂区的上风方向。
（5）在搅拌楼前应留有足够的混凝土运输车作业场地。
（6）在搅拌楼后可设置一条单行车道，便于外加剂的起卸，以及散装车的回转。
（7）实验室、调度室尽量在搅拌楼与厂区大门的主通道附近。
（8）洗车和水循环系统宜布置在搅拌楼附近。
（9）厂区的场地排水宜采用明沟加盖形式，在排入市政管网之前应设置沉沙池。
（10）配置足够的场地面积，作为混凝土运输车的停车场。
（11）组织好物流，尽可能避免物流的交叉。
（12）由于车流量大，工厂出入口应做到人车分流。
2.2总平面图内容
北京市新兴混凝土搅拌站地处华北平原邯郸市，市中区面积110平方公里，产品供应面向邯郸市。
总平面设计中考虑到了以下主要五个部分：
2.2.1位置
由于北京地区的主导风向是冬季多为西北风，夏季多为东南风，为了不影响居民的生活，打算将该搅拌站建于市东环路，交通方便。
该地方远离市区，减少了噪声、粉尘的污染，有利于搅拌站的再扩大发展。
搅拌站位于东环环路南侧，搅拌站占地5920m2，长度和宽度分别为80m和74m，距离公路5m。
如搅拌站平面图所示，所有进出车辆及人员从大门进入。
所有车辆及工作人员听从调度室的调度，装载原材料的车辆从大门进入经调度室的地秤进入砂石料场，然后原路返回。
混凝土运输车没任务时在停车处待命，有运输任务的运输车在搅拌楼装料然后从大门运出，返回的运输车需要清洗的前往洗车处清洗，洗车处有骨料分离装置和水泥浆沉淀池，在此可以将运输车内的剩余浆料回收利用，同时清洗用水也可以循环利用（见水循环系统设计原理）。
图2.1搅拌站平面布置图
2.2.2搅拌楼
搅拌楼是搅拌站的核心部分，是生产预拌混凝土的主要设备。
长14.0m，宽5.0m，占地面积为70m2。
考虑到进出车辆的方便，搅拌站的位置设在离大门口较近的地方，搅拌楼到厂区围墙的距离为19m，这样搅拌楼前拥有足够的空间，有利于车辆的通行及搅拌车的暂时停放,不会造成车辆在搅拌楼前堵塞。
2.2.3实验室
实验室是搅拌站的一个重要而且必备的部分。
分别设有办公室、力学室、水泥室、养护室、耐久室、试配室和储藏室。
实验室长21m，宽12m,占地面积252m2。
2.2.4料场
该搅拌站的骨料为密封保存，故要设计密封的料场。
砂子料场1个，石子料场2个，总占地面积为750m2。
2.2.5洗车及水循环系统设计
为了节约水资源保护环境，该搅拌站设有洗车及水循环系统设计。
该系统主要由洗车位，进料洗涤斜槽，废混凝土清洗分离机（包括砂石分离机和分砂机）和三级沉淀池组成。
设有两个洗车位，可以同时冲洗两辆车，第三级沉淀池内为中水，其中的水可以循环利用，三个池子的尺寸都是4.5×
5.0m，池底倾角为16%。
主要的分离工作是通过砂石分离机实现的。
3搅拌楼设计
本搅拌站采用双阶式生产工艺，砂石由装载机从砂石料场运输到地沟处，装载机将骨料提升到骨料配料机，骨料配料机下设称量装置，称量好的粗细骨料经皮带运输机提升到搅拌楼内，进行搅拌。
3.1搅拌楼工艺流程
双阶式搅拌楼工艺流程如图3.1所示。
双阶式搅拌站中物料须经二次提升，而不同的计量、提升方式会形成不同的工艺流程方案。
图中所示的方案中，水泥和粉煤灰都是在一条单独的密闭通道中提升、称量而进入搅拌机内，这样可防止水泥和粉煤灰飞扬的现象。
此次设计骨料的第一次提升采用装载机提升的方式，即装载机将粗细骨料从砂石料场运到骨料配料机中，骨料配料机下面部分位于地沟中，装载机需要爬升1.5米的斜坡才能将骨料装到骨料配料机中，完成一次提升。
骨料配料机出料门下设称量装置，称量装置设在地沟内，采用累计称量的方式称量砂子和碎石，位于称量斗卸料门下的水平皮带运输机将称量好的骨料运输到倾斜皮带运输机上，倾斜皮带运输机将骨料提升到搅拌楼内完成二次提升。
这种提升方式能节约场地，减少搅拌站占地面积，经济实用。
砂石
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅰ—运输设备
Ⅱ—料斗
Ⅲ—称量设备
Ⅳ—搅拌设备
图3.1双阶式工艺流程图
3.2搅拌楼设备配置
3.2.1搅拌楼设计概述
砂石经骨料配料机的称量通过皮带运输机运往搅拌楼内砂石集料斗内，骨料配料机的存储量为2小时的骨料需求量，以保证生产的连续性。
搅拌楼的位置见平面图，本搅拌站共设2个搅拌楼，每楼设1台搅拌机，两楼之间由控制室连接。
控制室下是储备室，内设空压机和水池及外加剂罐，空压机用于提供原材料的输送所需压力。
每机组配2个水泥筒仓，1个粉煤灰筒仓，1个矿渣筒仓，搅拌楼内设砂石集料斗1个，水泥、粉煤灰料溜槽各1个，水管1个，外加剂输送管2个（预设外加剂2种）。
外加剂和水是由泵从储备室内的外加剂罐和水池运往搅拌楼的。
图3.1搅拌楼平面图
搅拌机出料口下接接料斗，每次搅拌完成倒入接料斗中，系统上料进入下一次搅拌，接料斗下与混凝土运输车衔接，混凝土运输车接料运往工地。
出料斗的设置保证了生产的连续性。
3.2.2混凝土搅拌机生产能力计算
（1）搅拌站日计算产量
年产量50万立方米，每年254个工作日
Qj＝Q／T（10）
＝500000／254＝1968.5m3／d
Qj——日生产量，m3／d
Q——年生产量，m3
T——年工作日，d
（2）搅拌车间小时产量
三班制，每班8小时
Qs＝Qj／nK1K2（11）
＝1968.5／（0.85×
0.9×
24）
＝107.2m³
／h
Qs——小时产量，m³
n——日工作时间，h
K1－－设备利用系数，取0.85
K2－－时间利用系数，取0.9
（3）选搅拌机
选JS1500型搅拌机（双卧轴强制式搅拌机），每台搅拌机小时生产能力
Q1＝3600×
V／（t1＋t2＋t3）（12）
＝3600×
1.5／（10＋40＋30）＝67.5m3／h
Q1——搅拌机小时生产能力，m3／h
V――出料量，1500L
t1――上料时间，取10s
t2――搅拌时间，取40s
t3――卸料时间，取30s
（4）搅拌机台数确定
W＝Qs／Q1＝107.2／67.5＝1.6台
选2台（中国厦鑫制造：
双卧轴强制式搅拌机JS1500型搅拌机）
W——搅拌机台数
Qs——搅拌站计算小时生产力，m3／h
Q1——搅拌机小时生产力，m3／h
表3.1搅拌机基本参数表
产品名称
JS1500
公称容量（L）
1500
最大骨料粒径（mm）
60
进料容量（L）
搅拌轴转速（r／min）
24.3
搅拌电机功率（KW）
22x2
减速机型号
307R2
油泵电机功率（KW）
2.2
整机重量（kg）
8500
工作循环次数（≥次/h）
50
外形尺寸
长
3210
宽
2320
高
2125
（5）混凝土搅拌运输车（台数）确定
搅拌运输车参数见表3.2。
搅拌站小时生产力为107.2m3／h，混凝土运输车最远运输距离为20千米，运输车往返一次需考虑装卸料时间及堵车时间，往返一次大约1.5h，选搅拌筒容积为15m3运输车，需配搅拌车
107.2×
1.5／15＝10.7取11辆，预计买11辆运输车，如供不应求可另外租用运输车，闲时可将运输车租出。
另外需购买2辆混凝土泵车，以适应工地要求。
表3.2搅拌运输车参数
DFL5250GJBA
车辆参数
容积（立方）
8－9－15
整车尺寸（长宽高mm）
8960×
2500×
3910
总质量（kg）
25000
额定载质量（kg）
11670
最高车速
80
专用性能
参数
搅拌筒几何容积（m3）
13.5－15－16.5
搅动容量（m3）
倾斜角（°
）
15
转动速度（r／min）
0～14
混凝土坍落度（mm）
70－260
转动方向
顺时针进料，逆时针出料
筒体材质
高强度锰钢
筒体厚度
5mm
叶片
双螺旋叶片4.5mm
3.2.3原材料输送系统
（1）骨料配料机
选用山东园友建设机械有限公司生产的PL1200型骨料配料机2个以供应2个机组，每个配料机有四个斗，砂石各占两个。
采用累积计量的方式。
配料机形式的骨料流程包括：
1、配料计量，2、水平皮带机放料输出，3、倾斜皮带机输送提升，4、中途斗暂存投料。
（2）倾斜皮带输送机
皮带机的带型和倾角按产品结构型式及现场适用条件来选择，适用商混搅拌站一般选平皮带，倾角20°
。
皮带机输送能力的设计选型范围很大，能适配各种规格的搅拌主机，尤其是大规格机型
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