1、本科毕业设计年产30万m3商品混凝土搅拌站工艺设计年产30万m3商品混凝土搅拌站工艺设计摘要混凝土搅拌站是随着水泥的诞生而产生和发展的。它是建筑、桥梁、道路、大坝等工程施工中的必备设备，它由贮料、配料、搅拌、放料等结构部件组成，是一个受多环节制约的复杂系统。而随着我国经济建设的高速发展，综合国力不断增强，国家对基础设施建设的投资力度加大，拉动了市商品混凝土的高速发展，从而产生了现代的混凝土搅拌站。本设计的主要宗旨是高效、节能、环保等特点，所以设计为全封闭骨料堆场，它的设计极大的降低了粉尘和噪音的污染。而且将砂石料含水量受天气影响降到最低，解决了冬季施工因砂子产生冻块对混凝土质量造成的影响，节省
2、人工，减少工人的劳动强度。由于料场封闭后的保温作用还降低了冬季搅拌水电加热费用，节约了能源消耗。为解决搅拌站长期困扰的车辆洗刷水和混凝土残渣回收问题，我们设计了车辆的清洗问题。通过车改，可以把混凝土残渣中砂石和水泥浆分离，实现了砂石再利用，并能将刷车水实现再利用，达到无污染水废物排出和水资源充分利用的目的。关键词：混凝土 配合比 砂率 搅拌机 配料Annual output of 300,000 m3 of concrete mixing plant process design goodsAbstract: Cement concrete mixing station, with the b
3、irth of the emergence and development. It is the buildings, bridges, roads, dams and other necessary equipment in the construction, which consists of storage materials, ingredients, mixing, discharge and other structural components, is a multi-link constrained by a complex system.With the rapid deve
4、lopment of China economic construction, comprehensive national strength, the state investment in infrastructure to increase, stimulating the rapid development of urban commercial concrete, resulting in a modern concrete mixing station.The main purpose of this design is efficient, energy saving, envi
5、ronmental protection and other features, so the design is fully enclosed yard aggregate, it is designed to greatly reduce dust and noise pollution. Aggregate moisture content and will minimize the impact by the weather to solve the frozen winter construction blocks produced by sand impact on concret
6、e quality, save labor and reduce labor intensity.After the yard closed also reduces the heat effect of mixing water and electricity in winter heating costs, saving energy consumption.To address the long-term problems of traffic mixing water and concrete wash residue recycling, we designed a vehicle
7、cleaning problems. Through the vehicles have changed, you can put in the gravel and concrete slurry residue separation to achieve the gravel re-use, and can re-use of water, brush trucks, to clean water, adequate waste discharge and water use purposes.Keywords: concrete mix Sand ratio mixer ingredie
8、nts 前言本次毕业设计的目的在于培养我们综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高分析、解决实际问题能力。提高查阅文献和收集资料的能力，计算机技术和外运应用能力；使学生系统而熟练地掌握混凝土搅拌站生产工艺流程，具有进行混凝土搅拌站初步设计计算、编写设计说明书等工作能力。进而培养学生创新精神和实践能力，为今后的实际工作打下基础。由于我国的城市化进程不断向前推进，商品混凝土在全国大中城市得到了迅速发展和推广应用，混凝土搅拌站也得到了高速发展。但是随着工程建设规模的迅速发展，规划建设的高层建筑，大型工业和基础设施项目越来越多，对工程质量的要求特别是对混凝土强度等级设计标准的要求越来越高。经查
9、阅资料知：混凝土搅拌站是用来集中搅拌混凝土的联合装置，又称混凝土预拌工厂，是混凝土生产的成套设备。混凝土搅拌站的类型较多，它的组成部分也是各式各样的，但它的基本组成部分为：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。用以完成混凝土原材料水泥、水、砂、石子和掺合料、添加剂等的输送、上料、储存、配料、搅拌和出料等工作。混凝土搅拌站的称量精度和生产率的高低是衡量一个搅拌站性能好坏的重要指标。而在满足称量精度和生产率的前提下，搅拌站各系统参数的选择是否匹配是评价一套搅拌站设计合理性的关键1。经社会调研得知，目前整个搅拌站行业虽然企业比较多，但是规模普遍比较
10、小，环境卫生比较差，企业之间只有通过相互间的竞争才能谋求生存没有形成比较统一的联盟。那中国来说，水泥行业没有规模性的进入混凝土行业，也从反面说明了混凝土行业的不成熟。因此，我们搅拌站有以下缺点：1、搅拌站生产过程中噪音大。混凝十搅拌站_ 程的主要噪声源有：混凝土搅拌机、空压机、混凝土运输车、柴油发动机、水泵等， 噪声值在8595dB(A)之间，一般采取建筑隔声、减振等降噪措施可减缓对环境的影响。搅拌机机楼采州隔卢效果较好的材料，门窗尽量开向噪声不敏感的方向，可达剑建筑隔声的效果。2、搅拌站产生大量固体废物。混凝士搅拌站固体废物主要有：除尘器收集的除尘灰、生活垃圾、餐厨垃圾、汽车修理问及泵机修理
11、问产生的废油等。除尘灰返同原料系统回川；生活垃圾送到生活垃圾填埋场处置；食堂产生的餐厨垃圾经收集后按重庆市餐厨垃圾管理办法由市政府统一处理；汽车修理间及泵机修理问产生的废油经收集后送有资质的单位同收处理。3、搅拌站生产过程中产生大量废水。混凝十搅拌站过程冲洗运输车辆时外面遗留的混凝士、停运的运输罐车及搅拌机产生冲洗废水，经收集池收集后全部回于混凝土生产。生活污水经隔栅挡渣后进入污水处理厂处理达标后排入长江2 。 以上问题都是我们应该高度重视的问题，我们在追求产量效益的同时，也应该注意节能环保，在追求节能的同时，我们不能忽视环境保护，这就需要政府有部门加大控制力度，也同时需要生产者自觉遵守有关的
12、法律法规。我国混凝土搅拌站的更改方向：1、提高员工综合素质的管理。企业员工和现场施工队伍的综合素质培养和提高是十分重要的环节。混凝土是定时、定点、定量的体现在一个工程部位上是连续的不可间断的半成品，所有的岗位都是关键的所以混凝土生产企业的管理者一定要把员工的岗位培训当作主要工作来抓，把它摆在重要的议事日程之首作为企业持续发展的根本保证3。2、 完善技术服务工作的管理。由于许多施工单位的人员不了解商品混凝土与现场搅拌混凝土的特性差异在施工工艺上经常出现不适当的做法，往往引起工程质量纠纷。因此加强信息沟通和技术交流，搅拌站提供必要的技术服务非常有利于质量预控和关系和谐、融洽。作为商品混凝土搅拌站的
13、技术负责人及现场员工及监理单位进行必要的沟通及技术交底了解工程特点及对混凝土的技术要求施工单位的施工作业安排。以便系统安排生产所用原材料、生产配合比、设备检修、运输车辆配备等，最大限度满足工程进度的需要4。3、加大混凝土搅拌站生产系统的管理控制环节。目前，许多商品混凝土搅拌站企业管理者的专业知识和质量意识淡薄对混凝土行业和产品没有足够的了解和认识，把混凝土生产视同于传统的、简单的、一般的建筑材料。单纯追求利益最大化，不认真执行规范标准，弄虚作假，以次充好，最终导致各类工程质量事故频发5。在设计中我们应该解决的问题有以下几个：（1）年产30万立方米搅拌站配料设计及物料平衡计算；（2）年产30万立
14、方米搅拌站设备选型计算和主机生产能力平衡计算；（3）年产30万立方米搅拌站工艺流程布置图设计；（4）年产30万立方米搅拌站建设项目设计书说明书的编制。通过混凝土配合比设计、物料平衡计算；年产30万立方米搅拌站设备选型计算、确定设备型号和主要技术参数；确定全站物料存储方式、进行物料存储量和存储期的计算；绘制全站工艺流程图和全站总平面布置图等设计步骤，逐渐加深对混凝土搅拌站的工艺流程的理解，为将来踏上工作岗位时打下基础。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.O 42.5级，水泥强度等级值的富余系数为1.101.13（取1.12），密度为3.11g/cm3；2）砂：中
15、砂，表观密度2.64g/cm3，堆积密度1.50g/cm3；3）石：碎石，表观密度2.70 g/cm3，堆积密度1.55 g/cm3；石子最大粒径531.5mm；4）水：自来水;5）减水剂：减水剂的用量为水泥用量的11.2%（取1%），减水效果为1518%（取15%）。该搅拌站为某建筑公司配套的专用搅拌站，其混凝土主要用在正常的居住或办公房屋内部件。混凝土设计强度等级为C30，要求强度保证率95%。要求混凝土拌和物的坍落度为3550mm，施工单位为历史统计资料。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：+1.645 式（1.1）其中： 混凝土的配制
16、强度 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，=4.0； 混凝土设计强度等级为C20C35时，=5.0； 混凝土设计强度等级高于C35时，=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 式（1.2）1.2.2、确定水灰比根据图纸和技术规范得 式（1.3）水泥28d抗压强度实测值 式（1.4） 水泥强度等级值的富余系数，为回归系数,如表11表11 回归系数碎石卵石0.460.070.480.33经计算得=0.5再根据混凝土使用环境条件，由表11查出相应的最大水灰比限值。1.2.
17、3、确定1立方米混凝土用水量由碎石的最大粒径为31.5mm，坍落度为3550mm，查表13混凝土单位用水量选用表得W0=185kg。使用减水剂后 （减水率为15%），则W0=185(1-15%)=157.25Kg 1.2.4、确定1立方米水泥用量根据已选定的每1m3混凝土的用水量（W0）和得出水灰比值（），可求出水泥用量（C0），C0= W0/（W/C）=314.5Kg对照表 12，最小水泥用量为300kg314.5kg，故满足耐久性要求。减水剂为AE=314.51%=3.145Kg表12 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（kg/m3） 素混凝土钢筋混凝
18、土预应力混凝土素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土1.干燥环境正常的居住或办公用房屋内部件不作规定0.650.602002603002.潮湿环境无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0.700.600.60225280300有冻害经受冻害的室外部件在非侵蚀性土和（或）水中且经受冻害的部件高湿度且经受冻害的室内部件0.550.550.552502803003.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0.500.500.50300300300由表复核，满足配合比设计要求。表 1-3 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
19、）102031.540162031.540坍落度（mm）1030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185175230215205195注：1. 本表用水量系采用中砂时的平均取值，如采用细砂，每立方米混凝土用水量可增加510kg，采用粗砂时则可减少510kg。2. 掺用各种外加剂或掺合料时，可相应增减用水量。 3. 本表不适用于水灰比小于0.4时的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土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
20、，在表 14 中的范围内选定。表14 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）1020401620400.402632253124303035293427320.503035293428333338323730350.603338323731363641354033380.70364135403439394438433641由=0.5，碎石的最大粒径为石子最大粒径531.5mm，查混凝土砂率选用表得Sp =35%1.2.6、确定1立方米混凝土砂石用量Co/c+Go/g+So/s+Wo/w+ 0.01=1 式（1.5）Sp =35%=So/（So+Go) 式
21、（1.6）So=656Kg/m3Go=1218Kg/m3因此: Co:Wo:So:Go:AE=314.5:157.25:656:1218:3.145=1:0.5:2.01:3.9:0.01第二章 物料平衡计算在实际生活中，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Co:Wo:So:Go:AE=314.5:157.25:656:1218:3.145=1:0.5:2.01:3.9:0.01混凝土每年总用量M: M=240030103=7.
22、2105t 2.1干物料的计算 每年水泥用量mc (t)：mc=M（1+1%）1/（1+0.5+2.01+3.9）=9.8104t每年砂用量ms (t)： ms=M（1+3%）2.01/（1+0.5+2.01+3.9）=2.01105t每年石用量mg (t)：mg=M（1+3%）3.9/（1+0.5+2.01+3.9）=3.9105t 每年水用量mw (t)：mw=M（1+2%）0.5/（1+0.5+2.01+3.9）=4.96104t每天物料用量为用每年物料的用量除以300天即可。 2.2湿物料的计算 每年砂用量ms (t)：ms=M（1+3%）（1+3%）2.01/（1+0.5+2.01+
23、3.9）=2.07105t 每年石用量mg (t)：mg=M（1+3%）（1+1%）3.9/（1+0.5+2.01+3.9）=4.0105t 每年水用量mw (t)：mw= M（1+2%）0.5/（1+0.5+2.01+3.9）mg3%ms1%=3.96104t每天物料用量用每年物料的用量除以300天即可。列表21：表 21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13279.8104混凝土单位m其余单位为t 砂336702.011056902.07105 石1313003.910513334.0105 水21654.961041323.
24、96104 混凝土100030万减水剂3.15942.3配合比 Co:Wo:So:Go:AE=314.5:157.25:656:1218:3.145=1:0.5:2.01:3.9:0.01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3060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
25、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
26、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:3000030016=63m3/h根据搅拌机型号列表选择合适的搅拌机，如表31表31 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372石子t/d1253砂t/d598水t/d1333搅拌楼生产能力时产量/h63日产量/d10004选择混凝土搅拌机名称、型号、规格/混凝
27、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L15001500进料容量L24002400搅拌额定功率KW45.022.0每小时工作循环次数不少于次4020骨料最大粒径mm1001505每台机每小时生产能力/hQ=3600V/t1+t2+t370-9037.56综合分析、比较在进料容量、出料容量相等的条件下，锥形倾翻出料混凝土搅拌机的生产能力远小于双卧轴强制式混凝土搅拌机，达不到生产要求。而且双卧轴强制式搅拌机，结构紧凑、运转平稳高效的减速机构使得搅拌更激烈、更均匀、更迅速；独特的轴端密封机构保证了可靠性及较长的使用寿命
28、。7结论方案I比方案II好，故选择方案I。这里选择的事天津安建机电设备有限责任公司的搅拌机，如表32搅拌机计算参数如表32进料容量（L）出料容量（L）生产率(m3/h)骨料最大粒径(mm)配套动力KW外形尺坟长宽高(mm)整机质量（kg）JS15002400150070-9010068720048147950128003.2、螺旋输送机的选型计算水泥等粉料的输送必须在完全密封的腔体内进行，以免污染环境和输送物料受潮。O形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形绞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
29、体上的粉料秤斗。螺旋的长度不应超过14m，可通过更换中间节段得到不同的螺旋总长度。这里，我们选择水平螺旋输送机，实体式螺旋面的右旋单头螺旋。具体选择LS螺旋输送机。其适用于水平或倾斜的（倾斜角不大于20）需要连续地输送粉状和小块状如水泥、砂、谷类及煤块等不易粘结的散状物料的场合7。根物料平衡表，每小时水泥用量为Q1=327/16=20.4t/h3.2.1、原始资料 输送物料为水泥，其输送能力Q=20.4t/h； 输送距离L10m； 输送量为3.92m3/h 物料单位容重质量为=0.311t/m33.2.2 螺旋直径计算 螺旋直径可初步按下式计算： 式（3.1） 式中： 输送能力 t/h 物料特性系数，见表34 倾斜系数，见表33 物料单位容重质量，t/m3 填充系数，见表
