混凝土搅拌站设计报告

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1、混凝土搅拌站（30万m3/a)工艺设计学生姓名：学生学号：专业名称：无机非金属材料工程指导教师：土木与交通工程学院2013 年12月19日摘 要 设计的规模为年产30万立方米混凝土搅拌站。整个工程建设包含了从原料的进厂到混凝土成品出厂的整条生产线。设计内容包括混凝土搅拌站厂址选择及建厂的地理条件和环保条件；工艺设计计算：混凝土配合比设计、物料平衡计算、设备选型、原料储仓设计、工艺平面布置图及工艺流程图。关键词：混凝土搅拌站；配合比；物料平衡；工艺流程 目 录第 一 章 绪论1 1.1 前言1 1.2 设计原则2 1.3 建厂条件2 1.4 设计范围3 1.5 工艺流程选择3第 二 章 搅拌站工

2、艺设计计算4 2.1 设计条件4 2.2 C40再生混凝土配合比设计5 2.3 物料平衡计算12第 三 章 设备选型计算12 3.1 搅拌机12 3.2 输送设备13 3.3 储仓及堆场16第 四 章 总图运输22 4.1 区域位置及场地情况22 4.2 总平面布置22 4.3 运输设计23第 五 章 混凝土搅拌站生产施工工艺流程图24第 六 章 主要技术经济指标25 6.1 成本分析25 6.2 主要经济技术指标25参考文献26第 一 章 绪论1.1前言 近年来随着我国经济不断发展，铁路、公路、水利等重点建设项目投资的不断增大，特别是城市化进程的快速推进，混凝土的使用量也不断增加。据有关资料

3、统计，近年我国预拌混凝土年产量已占世界混凝土年产量的 50% 左右，无疑我国已经成为全世界预拌混凝土第一大国1。混凝土搅拌楼和混凝土搅拌站是生产混凝的的两种系统，本次设计的是混凝土搅拌站。从控制系统上看混凝土搅拌站经过了四次大的改进：在早期，混凝土搅拌站采用的称量工具是杠杆秤，此时行业普遍定义其为第一代混凝土搅拌站；第二代混凝土搅拌站在控制系统采用了单片机控制模式；在计算机出现后，第三代混凝土搅拌站随之而来，此时采用纯DOS 模式编程，表头模式；第四代混凝土搅拌站是自计算机软件开始发展到视窗模式，多任务多窗口操作就实现了，同时随这计算机硬件水平的不断提高，开始采用工业计算机的全自动控制模式（即

4、集中式控制模式），有采用PLC+上位机模式。从电控系统来看，第四代控制系统是我们日常见到最多搅拌站。从设备本身看，混凝土搅拌站也是经历了了四个发展阶段的: 早期的混凝土搅拌站的计量是粉料、骨料等的叠加计量，提拉斗上料， 是以现场搅拌、而不用混凝土搅拌车输送为主要特点，我们定义此时的搅拌站为第一代混凝土搅拌站；第二代混凝土搅拌站是把物料根据骨料、粉料、液体物料分开计量并单独输送；第三代混凝土搅拌站骨料输送不再采用提拉斗上料，主要以皮带机输送为显著特征，同时楼内加装预加料斗（暂存一盘骨料，提高整站生产效率）；第四代与第三代的显著特征是，开始考虑环保，在粉料、骨料都加装有除尘系统，并且主站开始尝试局

5、部外封，但砂、石料场仍露天堆放，就是目前常见的混凝土搅拌站1。 混凝土是人类文明建设中不可或缺的物质基础。随着人社会类文明的不断前进，混凝土料的消耗量不断增加；随着社会生产力和经济高速发展，材料生产和使用过程中资源过度和废弃及其造成的环境污染和生态破坏，与地球资源、地球环境容量的有限性以及地球生态系统的安全性之间出现尖锐的矛盾，对经济的可持续发展和人类自身的生存构成严重的阻碍和威胁。因此，认识资源、环境与材料的关系，开展绿色材料及其相关理论的研究，从而实现材料科学与技术的可持续发展，是历史发展的必然，也是材料科学的进步。这样的被禁条件下，具有环境协调性和自适应特性的绿色混凝土应运而生2。对于预

6、拌混凝土生产企业而言，由于混凝土企业的不断发展，伴随而来的资源的短缺、环境污染也成为全球面临的越来越严峻的问题3,4。因此，推进混凝土生产的绿色环保建设更是责无旁贷1。推行绿色混凝土的生产，建设环保型混凝土企业，同样，混凝土搅拌站的环保化成都的高低，很大程度上反映出了一个国家混凝土工业文明程度和建筑施工水平的高低。预拌混凝土的生程是一种体系性的活动,是将各种生产要素组织后形成另外一种产品的过程,其全过程经历选材、设计、生产、供应、产品五个环节5。因此混凝土搅拌站的绿色生产也要从绿色选材、绿色设计、绿色生产、绿色供应和绿色产品这五个方面进行。随着全球化天然骨材资源的日趋枯竭, 以及建筑垃圾与日俱

7、增所带来的一系列环境问题, 国内外一直将废弃混凝土的回收利用作为建筑垃圾回收利用研究的焦点6。所以，本次设计在原料的选择上选择了具有环保效应的再生粗骨料，所谓的再生骨料是利用旧建筑物拆下来的废弃的混凝土, 经过破碎、清洗、筛分后, 得到的骨料称为再生骨料7,8,9,10。在厂区布置上，对厂区进行了合理的绿化，沙石堆场设计成全封闭式的，这样就减少了厂区内的扬尘而造成的环境污染。具体的环节详见说明书。1.2设计原则 搅拌站的设计原则如下：1.根据计划任务书规定的范围、规模要求进行设计，主要设备的生产能力应与工厂规模相适应，使成品质量增高及设备得到充分利用，否则将造成工艺线过多浪费的现象。2.全面解

8、决厂区生产、各种物料储备和场内外运输的关系。各种堆场、储库的容量，应满足各种物料储存库的存储要求，储存库的确定应使生产有一定的机动性，以利于工厂均衡连续的生产。3.考虑合理机械化、智能化装备水平。4.重视除尘、满足环保要求。贯彻执行国家环境保护、工业环境卫生等方面的相关规定。5.方便施工、安装、生产、维修等工作。工艺布置应做到生产流程顺畅、紧凑、简捷。力求缩短物料的运输距离，并充分考虑设备的安装、操作、检修和通行的方便。1.3建厂条件 对于新建设的工程，要考虑建厂条件是否必备，建厂后的生产、销售的利弊，将直接影响到企业的经济效益，这样就需要对厂区的地理位置、原材料的运输距离、厂址的气候、地质水

9、文条件、水电气的供应以及员工居住条件进行详细的考虑，然后提出布置方案并对厂区面积进行估算。1.供电生产线供电电源就近选择，来至县城区域的变电所，供电电压为35KV，新设单回路架空专线，以10KV向厂区供电。2. 供水供水量要在满足生产、生活需要需要的基础上，同时考虑占总用水量20%的未预见水和消防用水。水源的正常供水能力要求为40m3，消防时为50m3。3. 气象条件年平均气温：11.5年平均相对湿度：79%年平均气压：1008.4年平均降水量：608.3mm夏季主导风向：西南 最大风速：12 m/s冬季主导风向：西北 最大风速：16 m/s年平均风速：2.2m/s1.4设计范围 本工程规模为

10、一条（30万m3）混凝土（再生粗骨料）搅拌站工艺设计生产线，工程建设范围从原材料进厂到混凝土成品出厂的整条生产线。以及辅助车间、厂区绿化等。1.5工艺流程选择 混凝土搅拌站（楼）按生产工艺过程分为单阶式与双阶式两种。单阶式是将沙、石、水泥 等材料经一次提升进入搅拌楼最高层的储料斗中，然后配料、称量直到搅拌成混凝土，均靠物料自重下落经过各工序。 由于从储料斗开始的各工序完全靠自重使材料下落来完成，因此便于自动化。采用独立称量，可缩短时间，所以效率高。单阶式本身占地面积小，所以大型固定式搅拌楼一般都采用单阶式，特别是为水利工程服务的大型搅拌装置都采用单阶式。一班，材料经一次提升完成全部生产流程的搅

11、拌装置，称为混凝土搅拌楼。单阶式搅拌楼的缺点是，安装高度高，要配置大型运输设备，一次性投资大。骨料提升两次或两次以上的搅拌装置，称为混凝土搅拌站。与单阶式搅拌楼相比，在双阶式搅拌站中物料（主要指骨料）需要经过二次提升，即计量完成后，在经过皮带机或提升斗提升到搅拌机中进行搅拌。这种结构的优点是结构高度低，只需要小型的运输设备、投资小、容易架设安装、建设快11 。所以本设计中采用了骨料配料机对骨料进行先配好，然后在用皮带输送机把骨料输送到搅拌机中进行搅拌。水泥等粉料则是由一条单独的，封闭的通路经过提升、称量而进入搅拌机中，这样可避免发生水泥飞扬的现象。 第 二 章 搅拌站工艺设计计算2.1设计条件

12、2.1.1原料设计混凝土强度等级为C40，施工高度为50mm，坍落度为160mm。原材料指标和来源如下。1.水泥：选用冀东水泥厂生产的普通硅酸盐水泥PO52.5级。2.碎石（天然）：粗集料选用331.5mm粒径组成的连续级配的碎石，产地为蓟 县。3.再生粗骨料：来自废弃混凝土回收站。4.河砂：选用蓟县砂，为中砂，细度模数为2.9。5.粉煤灰：采用天津电厂产出的级粉煤灰，用量为胶凝材料的20%。6.外加剂：选用天津岩瑞建材有限工程生产的聚羧酸高效减水剂，减水率为24%，掺量为胶凝材料的1%。 7.配合比设计是混凝土生产的依据，直接关系到混凝土的性能和生产成本。2.1.2.混凝土配合比设计的基本要

13、求 1.满足结构设计要求的混凝土强度等级： 2.满足施工时要求的混凝土拌合物的和易性； 3.满足环境、使用要求的混凝土耐久性； 4.满足上述要求的前提下，通过各种方法（特别是节约水泥）以降低混凝土的成本，符合经济性要求。2.1.3配合比设计资料准备 1.了解设计要求的混凝土强度等级，以确定混凝土的配制强度； 2.了解混凝土工程所处环境对混凝土耐久性的要求，以便确定所配制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量； 3.了解混凝土施工方法及管理水平，以便选择混凝土拌合物坍落度及骨料最大粒径；4. 掌握原料的性能指标，包括：（1）水泥品种、标号、密度；（2）沙、石骨料的种类、表观密度、级配、石子最大粒径、含

14、水率；（3）拌合用水的水质情况；（4）外加剂的品种、性能、适宜掺量。 用再生骨料部分或全部替代天然碎石配制再生混凝土的性能和强度与普通混凝是土不同, 系统地研究了在水灰比相同的情况下,再生骨料掺量对混凝土基本性能的影响。对于工作性能而言, 随着再生骨料掺量的增加, 新拌混凝土的流动性变差, 而黏聚性和保水性变好,对于强度而言, 存在一个合理掺量, 再生骨料掺量在50%左右,对强度有利12。所以，本设计中采用的再生粗骨料的取代量为50%。2.2C40再生混凝土配合比设计2.2.1确定混凝土的配制强度（fcu，0） 混凝土的配制强度（fcu，0）应按下列规定确定。当混凝土的强度等级小于C60时，配制强度应按下式计算： （2-1） 式中：混凝土配制强度，MPa； 混凝土立方体抗压强度标准值或称强度等级，MPa； 混凝土的强度标准差，MPa；由表2-113 得=5.0表21 标准偏差 值混凝土强度标准偏差C20C25C45C50C554.05.06.0 由式2-1得： 2.2.2水胶比的确定（W/B） 混凝土的水胶比宜按下式计算（下式仅适用于强度等级小于C60的混凝土）