Технико-экономическое обоснование создания предприятия по производству бетона в городе Красноярске

курсовая работа

2. Описание продукта и его предназначения

Современное строительство немыслимо без бетонной продукции, производство которой во всем мире считается наиболее ресурсоемким видом человеческой деятельности. По оценкам экспертов, ежегодный мировой выпуск бетона превышает 2 миллиарда кубометров, что намного превосходит производство других видов промышленной продукции и стройматериалов. Это один из массовых строительных материалов, во многом определяющий уровень развития мировой цивилизации.

В современном строительстве применяется более тысячи различных видов бетона, и технологии производства продолжают совершенствоваться. Появились и получили широкое распространение эффективные вяжущие, модификаторы для бетонов, активные минеральные добавки и наполнители, армирующие волокна, новые технологические приемы и методы получения строительных композитов. Все это позволило не только создать и освоить производство новых видов бетона, но и значительно расширить номенклатуру применяемых в строительстве материалов: от суперлегких теплоизоляционных (с объемной массой менее 100 кг/м) до высокопрочных конструкционных (с прочностью на сжатие свыше 200 МЛа).

Разработка специальных цементов для особо высокопрочных бетонов и новые технологии позволяют значительно увеличивать прочность конструкций. Получены так называемые DSP-композиты (уплотненные системы, содержащие гомогенно распределенные ультрамалые частицы). Они включают специально подготовленные цементы, микрокремнезем, заполнители и микроволокна, которые за счет специальных технологических приемов при В/Ц=Ю,12-0,22 позволяют достичь прочности 270 МПа при высокой стойкости к коррозионным воздействиям и истиранию.

Хорошо изучены и применяются бетоны на магнезиальных вяжущих. Как отмечают специалисты, их многие свойства лучше, чем у бетонов на портландцементе. Они не требуют влажного хранения при твердении, обеспечивают очень высокую огнестойкость и низкую теплопроводность, износостойкость, прочность при сжатии и изгибе. Такие бетоны легко получить с различными видами заполнителей, к примеру, неорганических, типа известняк, мраморная крошка, асбест, песок, дробленый камень и гравий, каолин, гранулированные шлаки, сульфат магния и пигменты или органических, скажем, опилки, стружка, резиновый дробленый материал, отходы пластмасс и картонажного производства, льняная костра, битумы и т. д. Магнезиальные бетоны характеризуются эластичностью, высокой ранней прочностью, легкостью, стойкостью к действию масел, смазок, лаков и красок, органических растворителей, щелочей и солей, включая сульфаты. Они обладают бактерицидными свойствами. Сегодня такие бетоны широко используются в качестве материала для полов в зданиях индустриального, торгового и жилищного назначения, а также стяжек под полы из ковровых материалов и линолеума, изоляционных составов и адгезивов, при изготовлении художественных изделий.

Созданы бетоны на фосфатных цементах. Благодаря очень коротким срокам схватывания их широко используют при ремонте многих объектов гражданского и промышленного строительства, прежде всего автострад, труб и сборных железобетонных изделий.

Кислостойкие бетоны получают, используя в качестве связующего так называемое растворимое стекло -- высоковязкий водный раствор силикатов натрия или калия с высоким силикатным модулем. Заполнители для таких бетонов должны обладать растворимостью в кислотах (максимум 1 процент по массе). Это, прежде всего, определяется их минералогическим составом и структурой. Как правило, используют плотные кварц, базальт или порфир, причем в отличие от цементных бетонов повышение доли тончайших фракций сказывается в высшей степени позитивно. Именно поэтому заполнители содержат около 30 процентов частиц с крупностью <0,25 миллиметра. Растворимое стекло вводится при приготовлении бетона в количествах, необходимых для обеспечения нормальной удобоукладываемости (около 12 процентов).

Развитие получили огнестойкие, электропроводящие, радиоэкранирующие, гидратные, а также сверхтяжелые бетоны.

Как известно, по плотности бетоны подразделяют на тяжёлые (плотность D = 1800..2500 кг/мі) и легкие.

Тяжелый бетон остается одним из самых распространенных строительных материалов. Он более прочен на изгиб, на сопротивление и растяжение. Изделия и конструкции из него являются необходимыми элементами промышленного и многоэтажного гражданского строительства. Используется тяжелый бетон при производстве изделий с добавлением арматуры (железобетонных изделий). Плиты перекрытий, плиты дорожных покрытий, перемычки, элементы оград, подвалов и фундаментов, детали колодцев, столбы освещения и т.п. изготавливают на основе тяжёлого бетона. По размерам заполнителя тяжелые бетоны подразделяют на бетоны на крупных заполнителях и мелкозернистые бетоны.

Классы бетона по прочности на сжатие (В), осевое растяжение (Вt), растяжение при изгибе (Btb) характеризуются соответствующей прочностью бетонов базового размера в установленном проектном возрасте (как правило - 28 суток). Зависимость показателей прочности тяжёлого бетона от его класса приведена в таблице 1. Марка бетона по средней плотности (D) определяется фактическим показателем массы бетона в сухом состоянии в единице объёма образцов (кг/мі). Марка бетона по морозостойкости (F) определяется количеством попеременных циклов замораживания и оттаивания в различных средах, которые выдерживают контрольные образцы без снижения прочности на сжатие более регламентируемой. Марка бетона по водонепроницаемости (W) определяется величиной давления воды, при котором не наблюдается ее просачивания через контрольные образцы.

Нормируемые показатели качества бетона должны быть обеспечены подбором его состава, выполнением технологических режимов приготовления, уплотнения бетонных смесей, твердения бетонных изделий и контролироваться на производстве.

Таблица 12 - Класс тяжёлого бетона и показатели прочности

Класс бетона

Сжатие осевое

(призменная прочность), МПа

Растяжение осевое,

МПа

В 15

11,00

1,15

В 20

15,00

1,40

В 25

18,50

1,60

В 30

22,00

1,80

В 35

25,50

1,95

В 40

29,00

2,10

В 45

32,00

2,20

В 50

36,00

2,30

В 55

39,50

2,40

В 60

42,00

2,50

Легкий бетон. Один из видов легкого бетона - ячеистый бетон (пенобетон, пенополистиролбетон, поробетон).

Технология изготовления пенобетона заключается в перемешивании в определенных пропорциях и последовательности цемента, песка, добавок, пены и воды с последующей формовкой изделий. В случае изготовления пенополистиролбетона в состав смеси добавляются вспененные гранулы, песок из состава исключается.

Последние десятилетия двадцатого века ознаменовались значительными достижениями в теории и технологии бетона, изделий и конструкций на его основе. Появились и получили широкое распространение различные модификаторы для вяжущих веществ и бетонов, активные минеральные наполнители, новые технологические приемы. Обогатились наши представления о структуре и свойствах бетона, о процессах структурообразования, появилась возможность прогнозирования свойств и активного управления структурообразованием бетона, успешно развивается компьютерное проектирование бетона и его технологии.

Все это позволило не только создать и освоить новые виды бетона, но и значительно расширить номенклатуру применяемых в строительстве бетонов: от суперлегких теплоизоляционных до высокопрочных конструкционных. Сегодня в строительстве применяется более тысячи различных видов бетона и процесс создания новых бетонов интенсивно продолжается. Бетон широко используется в жилищном, промышленном, транспортном, гидротехническом и других видах строительства.

Возможность получить материал с самым различным комплексом свойств, высокая архитектурно-строительная пластичность, сравнительная простота и доступность технологии, малая энергоемкость и возможность успешного использования местного сырья и утилизации техногенных отходов, хорошие технико-экономические показатели, экологическая безопасность - все это вывело бетон на первое место среди строительных материалов.

В новом веке теория, технология и практика применения бетона получат дальнейшее развитие, сохранив за ним ведущее положение среди строительных материалов. Бетон как основное звено войдет в более широкий класс материалов - строительных композитов гидратационного твердения, которые создаются на единой материаловедческой основе, и которые позволят получить гибридные, слоистые, тонкостенные, профильные и другие виды нового поколения строительных конструкций. Строительные композиты, которые наряду с бетоном включают растворы, мастики и другие материалы, являются особым видом композиционных материалов, структура которых имеет две стадии образования: первоначальное формирование структуры из пластичных многокомпонентных сырьевых смесей и последующее укрепление структуры затвердевшего материала в результате сложных физико-химических процессов.

Для обеспечения строительства новым поколением строительных композитов и бетонов необходимо развитие сопряженных отраслей промышленности: цементной - для создания и производства новых композиционных вяжущих, в том числе с уменьшенным содержанием клинкера, на безклинкерной основе, с применением гипса, извести, шлака и других видов сырья; строительной химии - для создания и производства химических модификаторов различного назначения, в том числе из вторичного сырья промышленности, производства расширяющих добавок, ультрадисперсных активных наполнителей, ультрадисперсных волокнистых наполнителей, пигментов, смазок, клеев и других материалов; нерудной промышленности - для создания и производства новых видов заполнителей, в том числе суперлегких.

Ранее предполагалось, что модификаторы и другие материалы для бетона должны готовить химическая, металлургическая и другие виды промышленности. Однако практика строительства показала, что это неправильный тупиковый путь. В результате сегодня на строительном рынке отсутствуют многие необходимые материалы отечественного производства и широко предлагаются импортные.

За рубежом промышленность строительных материалов быстро развивает производство по переработке для использования в строительстве различного химического сырья, вторичных продуктов металлургии, горнодобывающей и других отраслей промышленности и энергетики. В результате создано и освоено большое количество комплексных модификаторов для вяжущих веществ и бетонов, супертонких активных минеральных наполнителей, композиционных вяжущих веществ и других эффективных материалов. Российская Федерация обладает большими сырьевыми ресурсами для создания подобных материалов и необходимо в ближайшие годы уделить особое внимание созданию существующих отечественных производств в различных регионах. Как показывает мировой опыт, инвестиции в подобные производства быстро окупаются, а продукция является высокоприбыльным товаром.

В новом веке будет происходить постепенное замещение обычных традиционных бетонов многокомпонентными бетонами. В последних используются химические модификаторы структуры, свойств и технологии бетона, в том числе комплексные модификаторы, включающие несколько индивидуальных продуктов, активные минеральные компоненты различной дисперсности и в ряде случаев композиционные вяжущие вещества, в том числе вяжущие низкой водопотребности, расширяющие добавки, дисперсные волокнистые наполнители и другие специальные компоненты. Многокомпонентность структуры позволяет эффективно управлять структурообразованием на всех этапах технологии и получать материалы с самыми различными комплексами свойств.

Вместе с тем, многокомпонентность системы повышает требования к дозированию материалов и перемешиванию бетонной смеси, так как часто требуется вводить модификатор в очень небольших объемах и перемешивать порошки (цемент+наполнитель) до получения однородной массы, что может быть обеспечено только за счет применения соответствующего оборудования. Значительно упростить технологию и сделать общедоступным применение многокомпонентных бетонов и растворов возможно за счет использования предварительно приготовленных сухих смесей. Производство сухих смесей может быть организовано на модульных быстромонтируемых заводах в различных регионах с использованием местных сырьевых ресурсов в соответствии с номенклатурой, определяемой потребностями строительного комплекса в данном регионе. В ближайшие годы следует ожидать резкого увеличения производства сухих смесей, тем более что эта отрасль промышленности строительных материалов ориентирована на возможности среднего и мелкого бизнеса, где создание небольших производств для удовлетворения потребностей определенного строительного района весьма эффективно.

Наиболее полно современные возможности технологии бетона получили в создании и производстве высококачественных бетонов. Под этим термином, принятым в 1993 г. совместной рабочей группой ЕКБ/ФИП, объединены многокомпонентные бетоны, которые изготавливают из смеси с ограниченным водосодержанием, с высокими эксплуатационными свойствами, прочностью, долговечностью, адсорбционной способностью, низким коэффициентом диффузии и истираемостью, надежными защитными свойствами по отношению к стальной арматуре, высокой химической стойкостью и стабильностью объема. Высококачественные бетоны имеют прочность в возрасте 28 суток 60-150 МПа, в возрасте двух суток 30-50 МПа, морозостойкость F600 и выше, водонепроницаемость W12 и выше, водопоглощение менее 1-2% по массе, истираемость не более 0,3-0,4 г/см2, регулируемые показатели деформативности, в том числе с компенсацией усадки в возрасте 14-28 суток естественного твердения, высокую газонепроницаемость.

В реальных условиях прогнозируемый срок службы такого бетона превышает 200 лет. Возможно получение супердолговечных бетонов со сроками службы до 500 лет, что подтверждается исследованиями японских ученых.

Теоретическими предпосылками синтеза прочности и долговечности высококачественных бетонов является более полное использование энергии портландцемента, создание оптимальной микроструктуры цементного камня, уменьшение макропористости и повышение трещиностойкости, упрочнение контактных зон цементного камня и заполнителя за счет направленного применения комплекса эффективных химических модификаторов, высокодисперсных кремнийсодержащих материалов с аномальной гидравлической активностью, расширяющих добавок с регулируемой энергией напряжения и интенсивной технологии производства.

В результате направленного структурообразования получается высококачественный бетонный черепок, состоящий из цементного камня, модифицированного минеральными и химическими добавками, на основе которого могут создаваться различные материалы:

при введении прочных заполнителей - высокачественные бетоны;

при введении тонкодисперсной газовой фазы или особо легких заполнителей - суперлегкие эффективные теплоизоляционные бетоны;

при введении дисперсных волокнистых наполнителей - фибробетоны повышенной эксплуатационной надежности;

при введении пигментов и заполнителей из отделочного камня, декоративного стеклобоя и других подобных материалов - архитектурно-декоративные бетоны;

при использовании отходов промышленности - экологические бетоны;

при использовании полимерных компонентов - бетоны различного назначения;

при применении специальных компонентов - специальные бетоны (защитные, электротехнические и другие).

На практике получит применение вся гамма бетонов - от обычных традиционных до многокомпонентных и высококачественных. Однако постепенный переход к более эффективным видам бетона и технологии будет предопределен их более высоким качеством и соответственно большей конкурентоспособностью на строительном рынке и большими возможностями в создании новых видов конструкций, зданий и сооружений.

Делись добром ;)