Восстановительная стройиндустрия: проектирование технологических машин
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Строительные машины и механизмы
Издательство:
Сибирский федеральный университет
Автор:
Никифоров Александр Юрьевич
Год издания: 2019
Кол-во страниц: 172
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-7638-4080-3
Артикул: 765752.01.99
Рассмотрены вопросы проектирования бетоноформовочной техники для восстановительных работ прн ликвидации последствий крупных стихийных бедствий и техногенных катастроф. Проанализированы направления экстренного развертывания производства блочных элементов малоэтажных домов на действующих предприятиях стройнндустрии в регионах бедствий. а также разработки специальных резервных производств, доставляемых в регион в полной технологической готовности для работы с использованием местного сырья. В качестве основного критерия эффективности признано быстрое развертывание, для чего приведены варианты мобильных средств доставки и технологического оборудования. Предназначена для специалистов машиностроительных и строительно-технологических отраслей, а также будет полезна аспирантам и студентам строительных вузов.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Магистратура
- 08.04.01: Строительство
- 15.04.01: Машиностроение
- 15.04.02: Технологические машины и оборудование
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Сибирский федеральный университет А.Ю. Никифоров Восстановительная стройиндустрия: проектирование технологических машин Монография Красноярск СФУ 2019
УДК 69.002.001.63 ББК 38.6-5я73 Н621 Р е ц е н з е н т ы: В. А. Лозовой, доктор технических наук, профессор, заведующий ка федрой технологии и оборудования лесозаготовок Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева; В. Ф. Полетайкин, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии и машин природообустройства Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева Никифоров, А.Ю. Н621 Восстановительная стройиндустрия: проектирование технологи ческих машин : монография / А.Ю. Никифоров. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2019. – 172 с. ISBN 978-5-7638-4080-3 Рассмотрены вопросы проектирования бетоноформовочной техники для восстановительных работ при ликвидации последствий крупных стихийных бедствий и техногенных катастроф. Проанализированы направления экстренного развертывания производства блочных элементов малоэтажных домов на действующих предприятиях стройиндустрии в регионах бедствий, а также разработки специальных резервных производств, доставляемых в регион в полной технологической готовности для работы с использованием местного сырья. В качестве основного критерия эффективности признано быстрое развертывание, для чего приведены варианты мобильных средств доставки и технологического оборудования. Предназначена для специалистов машиностроительных и строительно технологических отраслей, а также будет полезна аспирантам и студентам строительных вузов. Электронный вариант издания см.: http://catalog.sfu-kras.ru УДК 69.002.001.63 ББК 38.6-5я73 ISBN 978-5-7638-4080-3 © Сибирский федеральный университет, 2019
Оглавление Введение ..............................................................................................................4 1. Проблемы использования производственной базы рассредоточенного строительства для целей восстановления ................6 1.1. Структура производственной базы ........................................................6 1.2. Технологические схемы на местных заводах строительных изделий ...........................................................................................................15 1.3. Использование древесного сырья и отходов древесины в производстве стеновых материалов для восстановительного строительства.................................................................................................24 2. Технология производства на передвижных формовочных линиях................................................................................................................44 2.1. Особенности использования местных материалов.............................44 2.2. Формование изделий в горизонтальном положении..........................48 2.3. Формование изделий в вертикальном положении..............................63 2.4. Тепловая обработка изделий.................................................................75 3. Нестационарные поточные линии...........................................................79 3.1. Модульная структура нестационарных поточных линий..................79 3.2. Специализированные линии .................................................................84 3.3. Универсально-переналаживаемые линии............................................88 3.4. Анализ компоновок................................................................................98 4. Агрегатирование формовочных машин с транспортными средствами ......................................................................................................102 4.1. Структура передвижных производств ...............................................102 4.2. Наземно-передвижные смесительно-формовочные комплексы.....107 4.3. Оценка полезности системы передвижных формовочных машин ...........................................................................................................127 5. Принципы формирования бетоноформовочных комплексов.........136 5.1. Экономические аспекты......................................................................136 5.2. Сырьевая база .......................................................................................141 5.3. Выбор рациональных вариантов обеспечения районов восстановления строительными изделиями.............................................142 5.4. Технические решения передвижных производств для условий труднодоступных районов ...................................................144 6. Альтернативные технологии ускоренного восстановления ............155 6.1. Монолитное строительство со съемной опалубкой .........................155 6.2. Монолитное строительство с несъемной опалубкой .......................162 6.3. Использование местных отходов теплоэнергетики..........................162 Заключение.....................................................................................................169 Список литературы.......................................................................................170
Введение Массовые разрушения малоэтажного жилого фонда, связанные с крупномасштабными техногенными или стихийными бедствиями (пожарами, наводнениями, землетрясениями), вызывают необходимость в экстренном восстановлении как отдельных населенных пунктов, так и значительных по площади районов, нередко в труднодоступной местности. В зависимости от географических, экономических, сырьевых и многих других факторов применяют различные способы технической подготовки производственной базы, включающие: 1) доставку готовых изделий (стеновых камней, блоков, панелей, щитов и др.) со стационарных заводов стройиндустрии, зачастую находящихся за многие сотни и тысячи километров; 2) использование местных ресурсов (древесины, природного камня, извести и др.). Непредсказуемость по месту, времени и объемам восстановле ния не дает возможности проведения заранее спланированной технологической подготовки, и как правило, принимаются меры, которые связаны с большой потерей времени и средств. Завоз готовых деталей домов, особенно при больших размерах завозимых партий изделий, обусловливает существенную перестройку производственного процесса на заводах-изготовителях, занятых выпуском продукции, необходимой для своих регионов. Далее, велики транспортные расходы, в частности для труднодоступных районов. Возможна порча и бой, особенно относительно непрочных теплоизоляционно-конструктивных блоков. Изыскание местных материалов для экстренного восстановления сопряжено с большими издержками и длительными сроками технологической подготовки, а также с риском выполнения некачественных работ. Требуются специальные технологии и технические средства бы строго реагирования, позволяющие в короткие сроки максимально приближаться к зонам разрушения и развертывать заранее отлажен
ное производство достаточно простых строительных элементов, в равной степени пригодных для возведения любых малоэтажных строений. Существуют технические решения передвижных заводов строй индустрии, например, на железнодорожном ходу, плавучих, сборноразборных, которые могут использоваться для восстановительного строительства. Однако первые два направления ограничивают их применение либо прирельсовый зоной, либо бассейнами рек и морских побережий. Сборно-разборные заводы характеризуются достаточно длительными сроками возведения, а потому эффективны при плановой застройке (без выдвижения требования по экстренному расселению жителей пострадавших районов). Необходимы технические средства, приспособленные к их дос тавке в любой район бедствия и находящиеся: 1) в составе существующих производств стройиндустрии, моби лизуемые для целей восстановления; 2) резерве, например МЧС, направляемые в районы бедствия. При реализации указанной цели необходимо выполнение ряда условий: – применение повсеместно доступного местного сырья для ог раждающих и несущих конструкций; – использование местных вяжущих, организация транспортных связей по доставке цемента со стационарных заводов либо включение передвижных цементных заводов в состав производственной базы (в случае больших масштабов восстановления); – разработка технологического оборудования из элементов, транспортируемых в контейнерах любыми видами транспорта (железнодорожным, водным, авиационным), с последующей компоновкой производственных линий в пунктах назначения; – разработка специальных поточно-конвейерных мини-линий для выпуска камней, блоков и панелей с эксплуатацией в виде стационарных перевозных агрегатов или навесных машин с использованием гидрофицированных тракторов или автомобилей (на случай отсутствия электроснабжения в местах работы). В монографии представлены некоторые возможные конструк тивно-технологические направления формирования мобильной производственной базы восстановительного строительства (ВС).
1. Проблемы использования производственной базы рассредоточенного строительства для целей восстановления 1.1. Структура производственной базы Крайнее разнообразие местных условий (географических, кли матических, административных, экономических, транспортных, сырьевых и т. д.) определяет в каждом отдельном случае различный подход к выбору видов строительных объектов и возможности обеспечения материалами и изделиями. В то же время существуют некоторые общие направления индустриализации (ВС), позволяющие рассмотреть основные особенности существующей производственной базы на примере Сибири как региона, наиболее подверженного стихийным бедствиям. Заводы "тыловой базы" К заводам "тыловой базы" относятся заводы стройиндустрии и промышленности строительных материалов, расположенные в городах прирельсовой зоны и обеспечивающие производство продукции для отдаленных территорий. Наличие таких производств в известной мере избавляет от необходимости создавать собственную производственную базу в труднодоступных районах, но несет целый ряд издержек, увеличивающих стоимость и продолжительность рассредоточенного строительства (РС). Прежде всего, северный завоз существенно ограничен по объемам ввиду низкой пропускной способности речного флота в короткую навигацию и чрезмерно затратен ввиду высоких транспортных расходов при перевозке грузов на сотни, а в ряде случаев – на тысячи километров, в том числе по автозимникам. Северный завоз выполняет прежде всего функцию снабжения населения топливом, продуктами питания, промышленными товара
ми, оборудованием в труднодоступных районах на зимний период, а по остаточному принципу – строительными материалами, изделиями и конструкциями. Так, Ленское речное пароходство способно перевезти 1,5 млн т грузов. Для сравнения отметим, что общая масса продукции лишь одного завода железобетонных изделий (ЖБИ) средней мощности (400 тыс. м3 в год) составляет более 1 млн т, поэтому завоз строительных изделий по крупным рекам не обеспечивает как заметного повышения уровня производства в отдельных территориях, так и срочной доставки грузов для ВС. Другая сторона вопроса заключается в том, что обслуживание тыловым заводом многочисленных видов объектов с различной номенклатурой сборных деталей приводит к резкому повышению на предприятии количества типоразмеров изделий с короткими сроками выпуска и частой сменой продукции, что существенно увеличивает объем технологической подготовки и снижает эффективность РС. Всё это отрицательно влияет на технико-экономические пока затели универсальных тыловых заводов [1–4] по сравнению со специализированными заводами, обслуживающими промышленные центры (табл. 1.1). Таблица 1.1 Технико-экономические показатели универсальных и специализированных заводов ЖБИ Показатель Единица измерения Специализированные цехи Универсальные заводы и цехи Трудоемкость изготовления 1 м3 изделий чел.-ч 4,8–9,4 15,7–28,2 Количество сборного железобетона на 100 тыс. руб. основных средств в год м3 22,4–28,6 5,0–13,8 Выпуск сборного железобетона с 1 м2 производственной площади м3 12,2–19,6 3,6–14,0 Указанные обстоятельства, а также большие расходы на пере возку изделий, главным образом по рекам (ожидание навигации, перевалки грузов, доставка по автозимникам, заход судов в малые реки только в период половодья, обмеление рек, ледостав, ледоход и др.)
резко увеличивают как время исполнения заказов на тыловых заводах, так и стоимость перевозимой продукции. Данные Красноярского ПромстройНИИПроекта показывают следующее процентное соотношение приращений стоимости привозных материалов и изделий для Сибирского Севера по отношению к их отпускной цене в прирельсовой зоне, приведенное в табл. 1.2. Таблица 1.2 Удорожание стоимости привозных материалов, % Пункт строительства Завоз из Красноярска Пункт строительства Завоз из Красноярска Олекминск Таас-Тумус Жиганск Тикси Хандыга Джебарики-Хая Эльдикан Вилюйск Нюрба Сунтар Оленек Саскылах Нижне-Янск Усть-Куйга 200 230 255 310 250 250 255 275 270 273 2 120 630 240 620 Батагай Верхоянск Чекурдах Дружина Хону Черский Средне-Колымск Зырянка Маклаково Мотыгино Богучаны Чадобец Кежма Игарка 900 1 020 1 010 940 1 220 550 810 890 165 172 180 185 190 210 Приведенное приращение стоимости материалов и изделий при их завозе с крупных тыловых заводов в основном сохраняется и даже увеличивается в последнее время в связи с изношенностью и сокращением количества речных судов, а также ввиду существенного повышения тарифов на перевозки всеми видами транспорта. Завоз элементов малоэтажного домостроения в отдаленные районы связан с потерями. Такие элементы, как правило, изготовляются из низкомарочных (1,5–2,5 МПа) теплоизоляционных и теплоизоляционноконструкционных материалов, которые непригодны для длительных перевозок с перевалками ввиду неизбежного боя и порчи. Заводы в регионах Создание стационарных заводов ЖБИ является эффективным только при устойчивом многолетнем спросе на продукцию, что практически исключается в условиях восстановительного строительства,
тем более при значительных расстояниях до зоны ВС и отсутствии надежных транспортных связей. В развивающихся населенных пунктах, как правило, создаются мелкие стационарные производства строительных изделий с минимальным количеством технологического оборудования (для предотвращения убытков на случай снижения или прекращения спроса на продукцию). Себестоимость основных строительных материалов и изделий [5] при их изготовлении с низким уровнем механизации непосредственно в северных районах резко отличается от средних значений себестоимости в прирельсовой зоне (табл. 1.3, 1.4). Таблица 1.3 Превышение себестоимости строительных материалов и изделий, производимых в районах рассредоточенного строительства Пункт размещения стационарных предпри ятий стройинду стрии Себестоимость материалов и изделий, % Кирпич Стеновые блоки Сборный железобетон Бетон товарный Керамзито бетонные блоки Арболитовые блоки Покровск Олекминск Батагай Алдан Мирный Ленск Тикси Усть-Нера Диксон Игарка 233 – – – 309 395 – 540 – – 425 320 440 260 318 – – – 190 – – – – 790 780 660 480 553 455 503 – – – 395 440 372 405 – 480 356 – – – – – – 130 – – – – – – – – – – – 230 – Таблица 1.4 Структура затрат на производство изделий на мелких заводах [6] Статья расходов Удельный вес факторов удорожания, % Повышенная зарплата Транспортные расходы Местные услуги Технологические расходы на немеханизированное производство изделий 20 20 13 47 Всего 100
В крупных административных центрах, где существует тенден ция к многолетнему развитию, созданы заводы железобетонных изделий. Применяемая на таких заводах агрегатно-поточная схема производства (рис. 1.1) характеризуется использованием стационарного оборудования (мостовых кранов, бетоносмесительных узлов, пропарочных камер) и сваркой металлических форм для разных типоразмеров изделий. Рис. 1.1. Технологическая схема агрегатно-поточного способа производства железобетонных изделий: 1–9 – подготовка нефракционированного заполнителя; 10 – склад заполнителей; 11–15 – склад цемента с приемным устройством; 16, 17 – весовые дозаторы; 18, 19 – бетономешалки; 20, 21 – установка для натяжения арматуры с домкратом; 22 – бетоноукладчик; 23–25 – виброплощадки с пустотообразователями; 26 – склад арматуры; 27 – ямные пропарочные камеры; 28 – мостовой кран; 29 – место для распалубки форм; 30 – вагонетка для вывозки изделий на склад готовой продукции Освоение труднодоступных территорий отмечено значительным ростом числа перебазируемых строительных организаций. Их производственная база, как правило, включает временные полигоны или небольшие заводы ЖБИ с ограниченным уровнем механизации для минимизации потерь при передислокации [6].
Заводы и цехи стеновых элементов для малоэтажного домостроения В конце прошлого столетия получили распространение стацио нарные предприятия по выпуску стеновых панелей и блоков из арболита (рис. 1.2) [7]. Рис. 1.2. Технологическая схема цехового производства изделий из арболита: 1 – рубильная машина; 2 – циклон; 3 – бункер щепы; 4 – барабанный дозатор; 5 – молотковая дробилка; 6 – бункер дробленки; 7 – виброгрохот; 8 – сетчатый контейнер; 9 – кран-балка; 10 – дозатор химических растворов; 11 – емкость для химических растворов; 12 – центробежный насос; 13 – перфорированная труба; 14 – шиберный затвор; 15 – шнековый конвейер; 16 – бункер для песка или минеральных добавок; 17 – бункер для цемента; 18 – автовесы; 19 – смеситель для приготовления фактурного слоя; 20 – смеситель для приготовления арболитовой смеси; 21 – раздатчик; 22 – ровнитель; 23 – металлическая форма; 24 – цепной конвейер; 25 – виброплащадка с пригрузом; 26 – захват; 27 – накопитель; 28 – камера термообработки Продолжительные сроки возведения новых и малочисленность действующих заводов арболита, а также трудности, связанные с длительной перевозкой изделий с пониженной транспортной сохранностью, не дают оснований рассчитывать на стационарные заводы арболита как на надежную производственную базу ВС.