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1、重庆科技学院毕业设计（论文）题 目渝西高铁万州段年产120万方混凝土搅拌站设计学 院冶金与材料工程学院专业班级无机非2015-02学生姓名彭明杰学号201544153指导教师 张均职称 导师评阅教师职称研究经过上百年的发展，其中著名的公司有美国TOHNSON、意大利SLCOMA、日本日工IHI和KYN、德国BHS.STETTER和REICHD等闵。国内由于搅拌站的起步时间较晚，所以和这些公司的技术差距还是有一定距离的，我们只有本着引进一消化一创新的对策，不断地学习国外的先进技术，创造出属于自己国家的技术才是最终目的，而不是一味的借鉴其它国家的技术和产品，而在创新的阶段，我们要找出差距，然后逐一
2、的解决问题。五大系统和附属设施构成了一个完整的混凝土搅拌站，五大系统缺一不可，不然混凝土搅拌站都不能正常运行。国内外先进混凝土搅拌站的差距如下：主要规格在30380m3/h,而国内的规格相对较小，只有25-180 m3/h：国内搅拌主机的轴端密封方式为浮动油封，存在不同程度的溢浆，并且油封的磨损比国外先进搅拌机的快很多，国外先进的搅拌主机轴端密封方式相对成熟，几乎无溢浆;国外衬板寿命大于60000罐次，远高于国内的25000罐次，搅拌叶片寿命也是远高于国内的15000罐次；国内卸料装置为气动，密封性不好，调整不方便，存在溢浆现象，而国外的这一块技术相对成熟，不仅用液压控制卸料系统，还配有人工泵
3、，能够紧急卸料、密封好、调整方面、几乎无溢浆等优点；国内传动装置多为同轴齿轮减速机、齿轮同步，国外的是皮带轮减速加行星螺旋锥齿减速机,万向联轴节同步等多种传动装置;国外搅拌主机规格最大是国内的3m3的三倍；国外的搅拌主机主要型式有七种，比国内的双卧轴式、行星式、自落式，还多出了无叶片式、超临界转速式、带振动装置式、声波搅拌机式四种；国外混凝土搅拌站的整机性能拥有大型化、规格全、多功能、美观大方、除尘性能良好、工艺精湛等特点，国内由于发展较晚，技术还不够成熟，就相对较差一些，这就导致了在同型号相比之下，进口整机价格是国产整机价格的1.5-3倍。进入21世纪，混凝土用量急剧增长，混凝土搅拌站越开越
4、多，世界各国对坏境保护的呼声越来越高，而水泥混凝土这方面的生产污染又较大，特别是混凝土搅拌站对周边地区的污染更为严重，提出有效的污染防护措施就显得尤为重要。混凝土搅拌站的主要污染有环境空气污染、水污染、噪声污染和固体废物等，如果处理不好，将会影响该行业的可持续发展。在这些污染中，坏境空气污染居首位，因为物料在储存、运输、装卸料过程容易产生大量粉尘，一旦处理不恰当，就会对大气造成严重污染。一般而言，大型集料不会产生大量灰尘，灰尘大多是粒径在26mm的砂石，以及其它颗粒粒径较小的材料，比如水泥。为了减少环境空气污染，建造整体结构高、内部空间大、光线好、承重骨架采用钢结构的全封闭式骨料堆场，砂石中粒
5、径在4mm左右的占了将近1/4,当我们在装卸料的地方设置雨淋装置，使砂石含水量适当增加，就可以有效的减少装卸过程中的粉尘；在与骨料相关的环节，采用钢结构做骨架，构建成封闭式的，可以将灰尘有效的降至最低；筒仓内的大气压高于标准大气压，加物料时需要采用高压空气输送，会产生大量粉尘排泄到空气中，在仓顶上设置强制除尘机和仓内设置过料报警装置，可以防止粉料上料时高气压冲破仓顶，携带粉尘泄露到环境中。一个年产量为50万n?的搅拌站，产生8万吨废水，如果将这些废水随意排放到周边坏境中，对坏境会造成很大污染，废水主要产生于混凝土生产后，用来清洗搅拌站的废水，其中含有水泥、细砂、粘土和矿物掺合料，还有搅拌时留下
6、的水化离子，在废水中含有的成分，在开始阶段各浓度不是很大，随着时间的推移，浓度越来越大，废水回收也就越困难，在搅拌站废水处理系统主要是先分离一定粒径范围内的固体颗粒，再经过沉淀池，对废水进行有效的处理。搅拌站的噪音主要来自搅拌机、物料传送、车辆运输、多种运作机械（如风机、空气压缩机、装载机.）、装卸料时都会产生较大的噪音Q,为了减少噪音，搅拌站应采购成套国家标准知名品牌，除了搅拌站外封板采用质量优良的隔音板，还在必要处设置除音装置。搅拌站产生的固体废物主要是未完全利用的砂石，以及废混凝土试块，有统计表明:每生产100 m3混凝土，就会产生约lm3的固体废物11、，这些固体废物如果处理的不合理，
7、会对坏境造成污染，这些固体废物大多会运送到指定地点进行填埋处理，还会对一些废混凝土试块进行人工粉碎回收再利用，但由于粉碎后的试块是各种材料混合在一起的，不利于分离，难度较大，对技术要求较高，暂时不能大规模应用到回收利用的工作中。1-3设计思路本设计技术路线如图1.1所示。在建厂前应对建厂地址充分调研，确定是否适合建厂条件，厂址选择确定后，在进行物料平衡计算、设备选型及厂区布置等相关事宜。厂址选择物料平衡计算设备选型及计算厂区布置环保保护与资源利用技术经济分析工程制图毕业设计说明书图1.1设计技术路线2厂址选择及可行性分析混凝土搅拌站的厂址的建设要考虑到产地面积和地形、原燃料的供给、交通运输、产
8、品销售、电源、水文地质、气象条件等诸多方面的影响，特别是对需求比较大的砂石场地，不应离搅拌站太原，经过地区调研，对比了各个地区的优劣条件，最终厂址选择在万州新田镇五新路附近，如图2.1所示，此处离水源、砂石厂和水泥厂较近，有利于节省运输成本，提高整体的经济效益。保安村Z重庆万州西南水泥有限公司。水源建厂地址比例上1公里图2. 1建厂地址及主要原料供应地2.1原料供给分析在图2.1中可以清楚的看到，厂址靠近长江干流，保证了不会出现用水紧缺，使工厂的用水得到了保证，在距离3. 5公里的地方，有一家大型的西南水泥厂，是搅拌站水泥用量的基础保障，在4公里处，有一家能提供大量砂石的天德砂石加工厂，这是搅
9、拌站用量最多的材料，距离越近，经济效益越高，此外，厂址靠近高速路，在混凝土凝结之前，可以保证将水泥运输到需求地。2.2市场需求分析搅拌站生产的混凝土可以用于多方面，例如房建、市政工程、铁路、桥梁、隧道、高速公路.等，除了要为新建的万州段的渝西高铁提供混凝土之外，也还对周边其他地区输送混凝土，混凝土用量供不应求，在此处建厂，不仅能有效的解决万州混凝土紧缺现象，还能回收该区域的工业废渣加以利用，减少环境污染，所以，如图1所示在该地区建厂是合理的。2.3交通运输分析厂址靠近省道五新路，国道银百高速、沪聂线、以及长江干流、交通运输比较畅通，而且与公路、码头连接也较为方便，不管是水运还是陆运都极为方便，
10、可以保证将生产出来的混凝土运输到需求低，此外水运运量大，成本较低，可以有效地减少运输成本，增加整体的经济效益。2.4气候条件分析万州地处属亚热带季风湿润带，气候四季分明，夏天气温较高，其他季节较温暖湿润，日照充足，万州四季天气如表2.1所示：万州四季天气如表2.1所示四季天气日均最高气温（C）日均最低气温（C）平均降水总量（颇）春季181152夏季3022166秋季2821116冬季13930全年最低气温也不低于5摄氏度，保证全年都能正常生产混凝土。2.5给水排水和动力供应分析新田镇有重庆神华万州电厂，保证了搅拌站的电力供应，持此之外，该搅拌站还购买了备用电源，防止突然断电影响到工厂的产能，延
11、误工时等。该搅拌站靠近长江干流，保证了搅拌站用水充足，需要注意的是排水方面，在生产混凝土中，不仅要消耗大量的水资源，还会在生产过程中，产生许多废水，产生的废水如果直接排放到周边河道中,会对坏境造成严重污染，所以应该建设污水处理系统，将可再利用的水循环利用，不能利用的处理后再达标排放。3物料平衡计算混凝土工程质量的好坏，大多数情况下取决于混凝土性能是否达到设计要求，如果强度未达到设计要求，在后期使用过程中会出现许多问题，例如混凝土开裂、断裂等。混凝土强度等级有C7.5、CIO、C15、C20、.、C50、C55、C60、强度的差异大部分在于成分的占比不同，C7.5-C15主要用于受力较小的施工结
12、构，这种强度的混凝土，可以用再生混凝土制作，而C15C25用于普通钢筋混凝土结构，强度等级越高，混凝土各方面性能也就越高，由于渝西高铁所用的混凝土要求较高，因此，本设计混凝土强度等级按C50进行配合比计算。3.1原材料的选择混凝土的的性能的取决于多个方面，在保证原材料高质量的情况下，合理配料才能搅拌出性能优良的混凝土，影响因素从内因来说，主要是水泥强度、水灰比、矿物掺合料、外加剂和骨料等，它们从不同的方面影响混凝土的整体性能。3. 1. 1水泥的的选择本次设计所用的水泥是由万州区新田镇五桥西南水泥有限公司提供的普通硅酸盐水泥，其不同龄期的强度如表3.1所示。表3. 1水泥不同龄期的强度品种强度
13、等级-抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）3d28d3d28d普通硅酸盐水42.517.542.53.56.542.5R22.04.0泥52.523.052.54.07.052.5R27.05.0本设计采用的混凝土强度等级为C50,从表3.1可以看出，应选用的水泥强度等级为52.5,其活性混合材掺量在5%20%之间，该混凝土 28天强度等级不小于52.5MPa,强度等级fee, g=52. 5MPa0根据万州区新田镇西南水泥有限公司提供的普通硅酸盐水泥实际统计资料确定，此水泥堆积密度p，o=135Okg/m3,水泥强度等级值的富余系数Y c=l. 14o3. 2. 2矿物掺合料的选择矿物掺合料
14、里常用到的是粉煤灰，粉煤灰较其它掺合料容易获取，而且粉煤灰是最常见的工业废渣之一，粉煤灰技术参数如表3. 2所示，应选择C50以上混凝土对应参数的粉煤灰。本设计粉煤灰的供应商是重庆市泥枭贸易有限公司，厂家提供的粉煤灰实际统计资料是堆积密度为PF=1150kg/m3；配制混凝土时矿物掺合料取代率为陀18%0表3. 2粉煤灰技术参数序号项目技术要求C50以下混凝土C50以上混凝土1细度（%）25122C1 .含量（%）不宜大于0.023需水量比（%）105954烧失量（）8.05.05含水率（%）1.0 （对干排灰）6SO3含量(%)3.07CaO含量（%）10（对于硫酸盐侵蚀环境）F类粉煤灰：1.0%8游离CaO含量（%）C类粉煤灰：4.0%9安定性5.0mm （沸煮后距离差）3.1.3骨料的选择骨料按粒径的大小，分为粗、细骨料两类，粒径大于5.0mm的骨料被归定为粗骨料，粒径在0.165.00mm被规定为细骨料，粗骨料一般指较大碎石和卵石，细骨料一般指砂，本搅拌站的的骨料由万州区新田镇的天德砂石加工厂提供，在骨料选择的时候，应选择合理的砂颗粒级配，砂的3个颗粒级配如表3. 3所木。表3. 3砂颗粒级配区Jf f累计筛余（公称直径（mm）一既）I区
