Введение к работе
Актуальность работы. Использование в компоновочных схемах домостроительных комбинатов кассетных , кассетно-конвейерных линий, пакетируемых термоформ и форм для изготовления объемных элементов обеспечивает выпуск железобетонных изделий повышенной заводской готовности при высоком съеме продукции с квадратного метра производственных площадей и возможности применения гибкой технологии. Вместе с тем, при использовании перечисленных установок, где теплоноситель подается в специальные полые отсеки ( греющие полости), часто наблюдается повышенный расход энергии на тепловую обработку, пиковые нагрузки па котлоагрегати, особенно при подаче пара на кассетные установки, а также появление трещин и других дефектов в конструкциях, снижающих их качество.
В связи с этим создание в условиях рыночной экономики конкурентно-способной продукции высокого качества и низкой энергоемкости при использовании установок с греющими полостями, а также интенсификация ритма технологического потока становятся особенно актуальными. Рассматриваемая проблема приобрела, в частности, большое значение при строительстве Михневского ДСК, предназначенного для изготовления железобетонных изделий жилых домов новой серии ИМС. Здесь возникла возможность на стадии проектирования и пуска комбината в эксплуатацию разработать и заложить прогрессивные , энергоэффекгивные конструктивные и режимные решения по оборудованию и технологии производства изделий в кассетах и термоформах, являющихся основными установками для ускорения твердения бетона.
Целью диссертационной работы является повышение качества и
снижение энергоемкости железобетонных изделий, изготавливаемых в
установках с греющими полостями при повышенном ритме
технологического потока, на основе совершенствования конструктивных решений установок и методов подачи теплоносителя , а также использования новых технологических приемов.
Научная новизна работы:
установлены закономерности кинетики нагрева и изменения прочности бетона в установках с греющими полостями при использовании различных схем подвода пара в термоформы и кассеты современной конструкции, а также их влияние на ритм технологического потока производства изделий;
установлены особенности формирования собственного
термонапряженного состояния изделий в кассетных установках с разделительным листом и его влияние на взаимодействие перегородки с формообразующими листами и трещшюобразование, позволившие разработать обоснованные предложения по уменьшению количества трещин;
разработаны основы интенсификации разогрева изделий в кассетных установках и термоформах при гарантированном обеспечении повышения равномерности разогрева и роста прочности бетона по массиву изделий;
предложена методика расчета подачи теплоносителя к отдельным частям разномассивных по сечению сложных изделий при их тепловой обработке в термоформах;
обоснованы параметры тепловой обработки бетона и подачи пара в установки, обеспечивающие снижение тешюпотребления на 50...60 % в праздничные и выходные дни;
установлена роль температурных напряжений в появлении трещин в изделиях , изготавливаемых в кассетах , в период остывания после тепловой обработки;
установлены особенности разогрева изделий при циклично-импульсной подаче теплоносителя;
обоснован порядок подачи пара в тепловые отсеки кассетных установок и кассетно-конвейерных линий, учитывающий ритм технологического потока;
обоснованы принципы создания систем автоматизации тепловой обработки изделий в кассетных установках и термоформах на основе использования новых эффективных параметров регулирования технологическим процессом;
показаны особенности проведения работы по выбору места установки датчика температуры в простых изделиях и изделиях сложной конфигурации при разработке современных проектов автоматизации тепловой обработки.
Практическое значение работы:
разработаны энергосберегающие способы интенсификации нагрева изделий в установках с греющими полостями, обеспечивающие повышение равномерности разогрева бетона и роста его прочности по массиву конструкции;
Йредложены.новые конструктивные схемы подачи пара к греющим полостям кассет, обеспечивающие повышение коэффициентов теплообмена и выравнивание температуры по высоте изделий;
предложены новые конструктивные схемы подачи тепла к отдельным разномассивным участкам изделий сложной конфигурации, изготавливаемых в термоформах в предвыходные и праздничные дни;
показано влияние кассетных установок на интенсивность теплопотреблеиия по предприятию в целом и разработаны циклограммы подачи пара в тепловые отсеки новых кассет, обеспечивающие сокращение продолжительности теплового воздействия на бетон на 1,5 ... 2,0 ч и снижение интенсивности теплопотреблеиия на 55 ... 60 % в предпраздничные и предвыходные дніі;
разработаны предложения по модернизации форм для изготовления коробчатых блоков пролетных строений мостов и мостовых железобетонных балок, обеспечивающие равномерный нагрев всех элементов конструкции;
предложено конструктивное решение кассетной установки многократно уменьшающее опасность появления трещин при тепловой обработке изделий;
уточнены параметры управления тепловой обработкой изделий в кассетных установках при создании систем автоматизации;
разработаны новая система автоматизации тепловой обработки изделий В кассетных установках и термоформах на базе современного микропроцессорного устройства СПК 430 и рекомендации по созданию систем автоматизации с использованием указанного устройства;
даны предложения по выбору места, установки датчиков температуры а системе автоматического управления, обеспечивающего минимальное время тепловой обработки при гарантированном наборе требуемой прочности.
Автор защищает:
результаты экспериментальных и теоретических исследований особенностей нагрева и твердения бетона при изготовлении изделий в кассетных установках, индивидуальных формах с формообразующим сердечником и при изготовлении коробчатых блоков пролетных строений мостов;
конструктивные изменения тепловых отсеков кассет;
конструктивные изменения систем подачи тепловой энергии к изделиям, изготавливаемым в термоформах;
методику расчета требуемого количества тепловой энергии, подводимой к разномассивным участкам изделий сложной конфигурации;
режимы позонной подачи пара при тепловой обработке изделий в кассетных установках,
результаты исследований особенностей формирования термонапряженного состояния в изделиях, изготавливаемых в кассетных установках , и их влияния на силовое взаимодействие изделий с формообразующими листами этих установок;
энергосберегающие режимы тепловой обработки изделий и циклограммы подачи теплоносителя с учетом ритма технологического потока в будние и предвыходные дни;
принципы создания эффективных систем автоматизации тепловой обработки бетона на базе микропроцессорной техники и выбора места установки датчика температуры.
Реализация работы. Основные научные положения работы изложены в 3-х публикациях , включающих 1 Руководство, к кашли внедрение при проектировании, строительстве и эксплуатации Михневского ДСК. Экономический эффект от внедрения разработок за счет повышения . качества изделий и производительности технологических линий, а также снижения расхода энергоресурсов составляет 427 млн. руб. в год.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на конференциях, проводимых Минстроем РФ ( апрель, август 1995 г.), а также на заседаниях научно-технического совета ППСК ТЭЦ-25.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка литературы. Работа. изложена на 215. страницах, включающих, кроме машинописного текста, 79 рисунков, 13 таблиц и список литературы из U5 наименований.
