单阶式混凝土搅拌站课程设计说明书.docx
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单阶式混凝土搅拌站课程设计说明书
学号：
1261150851
混凝土工艺学课程设计说明书
2013~2014学年秋学期
学院：
无机非金属材料工程
专业班级：
无机1002班
姓名：
金荣康
指导老师：
张巨松
实习日期：
2013年12月30日～1月3日
实习成绩：
评阅教师：
评阅日期：
混凝土搅拌站（楼）设计说明书
摘要
本设计的题目为年产36万吨商品混凝土搅拌站，它由搅拌主机、物料称量系统、物料输送系统、物料贮存系统和控制系统等5大系统和其他附属设施组成。
是用于现代化混凝土建筑的主要机械。
他节约了生产时间，大大提高了生产销率。
本文说明书介绍了搅拌站主要设备的选型计算和平面布局讨论，同是还介绍了搅拌站的操作规程与日常维护以及一些常见故障的解决方法。
关键词：
混凝土配合比搅拌机配料
生产要求：
设计年产量为36万吨；
两班制工作制度，每班工作8小时；
单阶式商品混凝土搅拌站（楼）。
第一章．混凝土配合比设计4
1.1设计条件4
1.2普通混凝土配合比计算4
1.3确定水灰比5
1.4确定1立方米混凝土用水量5
1.5确定1立方米混凝土水泥用量5
1.6确定合适的砂率7
1.7确定配合比7
第二章．总体设计9
2.1生产能力计算9
2.2贮料斗（仓）容量的确定9
第三章．设备选型计算10
3.1搅拌机的选型计算10
3.2砂石输送设备选型11
3.3水泥输送设备选型11
3.4称量设备选型12
第四章．工艺流程12
4.1单阶式搅拌楼工艺流程图12
4.2使用要点12
第一章．混凝土配合比设计
1.1设计条件
本设计所采用的原始材料参数：
（1）水泥：
P.O42.5级，水泥强度等级值得富裕系数为1.10~1.13，密度为3.11g/cm3；
（2）砂：
中砂，表观密度为2.64g/cm3,堆积密度为1.5g/cm3；
（3）石：
碎石，表观密度2.7g/cm3，堆积密度1.55g/cm3，石子最大粒径5~31.5mm；
（4）水：
自来水；
（5）减水剂：
TMS，减水率18%，掺入量1.0%~1.2%。
该搅拌站（楼）混凝土主要用于正常居住或办公建筑内部构件，混凝土强度等级为C20~C40，要求强度保证率为95%，要求混凝土拌合物的坍落度为35~50mm，施工单位为历史统计资料。
1.2普通混凝土配合比计算
根据《现代混凝土配合比设计手册》得，混凝土配制强度为：
式中
——混凝土的配置强度，MPa；
——设计要求的混凝土强度标准值，MPa；
——施工单位统计的混凝土强度标准差的历史统计资料，此值可按下面取值：
混凝土设计掐昂度等级低于C20时，
=4.0；
混凝土设计强度等级为C20~C35时，
=5.0；
混凝土设计强度等级高于C35时，
=6.0.
因为40>35，所以
取值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%时，则：
=40+1.64×6.0=49.87
1.3确定水灰比
根据混凝土强度与水泥强度等级及水灰比之间的关系公式，记混凝土强度共识：
式中
——水泥28天抗压强度实测值
——水泥强度等级值的富余系数，
，
为回归系数，查表可得：
碎石
卵石
0.46
0.07
0.48
0.33
实验原始所给材料为碎石，所以取值为
=0.46,
=0.48，计算得：
=0.43
再根据标准《普通混凝土设计规程》的规定，混凝土的水灰比在最大水灰比和最小水灰比之间。
1.4确定1立方米混凝土用水量
由碎石最大粒径为20mm，坍落度为35~50mm，查混凝土单位用水量选用表得w=195kg，使用减水剂后（减水率为18%），则：
W0=195×（1-18%）=160kg/m3
1.5确定1立方米混凝土水泥用量
根据已选定的每1m3混凝土的用水量（w）和得出水灰比值（
），可求出水泥用量（C0）为：
kg/m3
对照下表，最少水泥用量300kg<314.5kg，故满足耐久性要求。
混凝土最大水灰比和最小水泥用量
环境条件
结构物类别
最大水灰比
最小水泥用量
素混凝土
钢筋混凝土
预应力混凝土
素混凝土
钢筋混凝土
预应力混凝土
1.干燥环境
正常居住或办公用房的内部构件
不作规定
0.65
0.60
200
260
300
2.潮湿环境
有冻害
高湿度的室内部件室外部件在非侵蚀性土（或）水中的部位
0.70
0.60
0.60
225
280
300
无冻害
竟收到那个还得室外部件在非侵蚀性土（或）水中且经受冻害的室内部件
0.55
0.55
0.55
250
280
300
3.有冻害和除冰剂的潮湿环境
经受冻害和除冰剂作用的室内和室外部件
0.50
0.50
0.50
300
300
300
本设计混凝土的用途为正常居住或办公住房内部部件，。
由表复核，对混凝土性能没有严格要求，满足配合比设计要求。
1.6确定合适的砂率
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：
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
（1）本表用于塌落度为10~60mm的混凝土，塌落度大于60mm，应在上表的基础上，按塌落度每增加20mm砂率增加1%的幅度予以调整。
（2）本表数值系采用中砂时选用的砂率，若要用细沙，可减少砂率，反之亦然。
（3）只用一个单粒级骨料配制的混凝土，砂率适当增加。
由
=4.3，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：
Sp=30%。
1.7确定配合比
配合比的确定常规有两种方法，一种是绝对体积法，还有一种是重量法。
本设计中采用的是重量法来确定混凝土的配合比，配合比公式如下：
（*）
式中
——每立方米混凝土水泥用量，kg；
——每立方米混凝土的粗骨料用量，kg；
——每立方米混凝土的细骨料用量，kg；
——每立方米混凝土的用水量，kg；
——每立方米混凝土拌合物的假定总用量，kg；其值可按下表：
各强度下
的取值，kg
混凝土强度等级
≤C15
C20~C35
≥C40
假定每立方米总量，kg
2360
2400
2450
由（*）式计算得：
=540.7kg
=1200.3kg
=454kg
其中粉煤灰（1:
1取代）取代水泥量为10%，减水剂（1:
1取代）产量1%，减水率为18%。
所以，减水剂为：
=454×1%=4.54kg
粉煤灰用量：
=454×10%=45.4kg
实际水泥用量：
=454-4.54-45.4=404.8kg
综上，配合比为：
：
：
：
：
：
w
=540.7:
1200.3:
4.54:
45.4:
404.8：
160
=1.34:
2.97:
0.01:
0.11:
1：
0.4
第二章．总体设计：
2.1生产能力计算
混您土搅拌站（楼）小时生产能力的计算即等于所装搅拌机的生产率乘以搅拌机台数，即：
（m3/h）
式中Qh——搅拌站（楼）每小时生产率（m3/h）；
n——搅拌站（楼）中所装搅拌机台数；
Q——每台搅拌机小时生产率（m3/h）。
在计算搅拌站（楼）每天或每年生产率时，则要考虑生产的不平衡，应乘以日或年的生产不平衡系数。
（m3/d）
式中Qd——搅拌站（楼）的日产量（m3/d）；
0.8——日产量不平衡系数；
C——每日工作班数；
8——每班工作小时数。
（m3/y）
式中Qy——搅拌站（楼）的年产量（m3/y）；
K——年产量不平衡系数，对永久性搅拌站（楼）取0.8；
306——年工作天数。
根据上述反推计算得出改搅拌站（楼）的每小时生产率为48m3。
2.2贮料斗（仓）容量的确定
为保证混凝土搅拌站（楼）能连续不断的生产，应当设计足够大的贮料斗，以使各种材料及时的供给计量装置，这些直接计量装置供料的贮斗是组成搅拌站（楼）的一部分。
建班子（楼）的尺寸在很大程度上决定于贮料斗的大小，因此，贮料斗的容量过大，将会是整个搅拌站（楼）变得十分庞大。
为了保证生产的连续性而又不使整套装置过于庞大，一般要求贮料斗的容积应满足2小时生产的需要。
所以计算得出贮料仓的容积应为：
48m3×2h=96m3
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。
JS1000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
骨料最大粒径
生产能力
参数
1000L
1600L
80mm
50-60㎥/h
3.2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。
皮带输送机输送能力
搅拌机总容量（m3）
生产率（m3）
皮带宽度（mm）
皮带速度（m/min）
皮带输送机输送能力（t/h）
0.75
45
500
75
120
1.0
60
650
75
180
1.5
90
650
80
250
1.75
105
650
100
300
2.25
124
800
100
350
因为搅拌机总容量为1000L，所以皮带输送机选择宽650mm，速度75m/mim型。
3.3水泥输送设备选型
根据水泥每小时消耗量为48m3×2.4t/m3×（1/5.83）≤20t，选用LSY160-2.5型螺旋输送机。
LSY160-2.5型螺旋输送机性能参数
螺旋体直径（mm）
输送长度（m）
螺旋体转速（r/min）
外壳直径（mm）
输送能力（t/h）
LSY160-2.5
160
2.5
100
194
25
3.4称量设备选型
选用组合称量器，包括水计量系统、水泥计量系统、液体外加剂计量系统、砂石计量系统，主要作用是完成水泥、水、外加剂、砂石等几种物料的配料过程。
第四章．工艺流程
4.1单阶式搅拌楼工艺流程图
4.2使用要点:
1．启动接通电源，按预拌混凝土配合比，设定砂、石、水泥、水及外加剂的数值，在确保运输机，空气压缩机及外部供料的设备均启动运转的情况下，启动搅拌机。
2．计量根据计量方式，确定称量选择开关位置。
自动计量时，将砂、石、水泥称量选择开关扳至自动位置；手动称量时，将其开关扳至手动位置，即可开始按照各自方式进行称量。
3．投料放出自动放出时，砂、石、水泥、水和外加剂将自动依次放搅拌机进行搅拌，手动放出时，则需将各有开关扳至手动位置。
选择各手动按钮。
4．出料混凝土搅拌完毕，打开搅拌机出料斗门，放出混凝土，放出完毕，关闭搅拌机出料斗门。
指导教师评语：
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