 |
Развитие производства бетона и железобетона
|
|
|
|
Исследование разрушения бетона электрическим взрывом проводников с целью его утилизации
Дипломная работа
2010г.
РЕФЕРАТ
Выпускная квалификационная работа инженера на тему «Исследование разрушения бетона электрическим взрывом проводников с целью его утилизации» состоит из текстового документа, выполненного на 93 страницах, двенадцати демонстрационных листов. Текстовый документ содержит 23 рисунка, 10 таблиц, список использованных источников из 23 наименований.
Ключевые слова: БЕТОН, ЖЕЛЕЗОБЕТОН, УТИЛИЗАЦИЯ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВЗРЫВ ПРОВОДНИКОВ, АНАЛИЗ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК.
Целью работы является экспериментальное исследование характера разрушения бетона при размещении проводника непосредственно в толще разрушаемого образца при варьировании диаметра взрываемых проводников и их материала.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- провести анализ существующих методов переработки бетонных и железобетонных изделий;
- выполнить экспериментальные исследования по разрушению образцов бетона электрическим взрывом проводников из меди, нихрома, манганина;
- провести оценку эффективности разрушения бетона при электрическом взрыве проводников из разных материалов;
- оценить влияние диаметра проводника на эффективность разрушения бетона.
Проект выполнен с использованием литературных источников и материалов преддипломной практики. Выпускная квалификационная работа оформлена в текстовом редакторе Microsoft Word 7.0 и представлена в распечатанном виде на листах формата А 4.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Развитие производства бетона и железобетона
|
|
|
1.2 Проблема утилизации бетонных и железобетонных конструкций
1.3 Методы переработки железобетонных и бетонных изделий
1.3.1 Зарубежный опыт переработки строительных отходов
1.4 Электроразрядные технологии
1.4.1 Электрогидравлический эффект
1.4.2 Электроимпульсная технология
1.5 Электрический взрыв проводников
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Методика проведения экспериментов
2.2 Анализ гранулометрических характеристик продуктов электрического взрыва проводников ризного диаметра
2.3 Анализ гранулометрических характеристик продуктов электрического взрыва проводников из разных металлов
3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ВЗРЫВОМ ПРОВОДНИКОВ
3.1 Планирование работ
3.2 Затраты на проведение работ
3.2.1 Материальные затраты
3.2.2 Затраты на оплату труда
3.2.3 Отчисления на социальные нужды
3.2.4 Амортизационные отчисления
3.2.5 Прочие затраты
3.2.6 Накладные расходы
4. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
4.1 Введение
4.2 Анализ опасных и вредных факторов
4.3 Электробезопасность
4.4 Производственный микроклимат
4.5 Освещение
4.6 Шумы и вибрация
4.7 Пылеобразование
4.8 Пожаровзрывобезопасность
4.9 Охрана окружающей среды
4.10 Чрезвычайные ситуации
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Одним из важнейших резервов экономии материальных и энергетических ресурсов в области строительства является использование отходов предприятий по производству сборного железобетона и демонтируемых строительных объектов в виде бетонного лома. Во многих случаях непригодные бетонные и железобетонные изделия длительное время хранятся на складах заводов-изготовителей, вывозятся на свалки, закапываются в землю, что загрязняет окружающую среду и лишает промышленность значительного объема дорогостоящего материала.
|
|
|
Ежегодно в нашей стране образуется около 6 млн. тонн отходов бетона и железобетона, а в ближайшее время прирост объема бетонного лома при разборке зданий и накоплении некондиционных конструкций достигнет 15–17 млн. тонн в год. В настоящее время в отвалах скопилось такое количество вторичного сырья, утилизация которого позволила бы получить более 1,5 млн. тонн металла и 40 млн. тонн бетонного лома [1].
Перерабатываемость для вторичного использования у железобетона весьма высокая. Арматурная сталь и закладные детали идут в переплавку, а отходы бетона практически полностью могут быть применены повторно в качестве заполнителя для ординарных бетонов или как балласт в дорожно-транспортном строительстве. Кроме строительства, дробленый бетон применяют при рекультивации земель для засыпки выработок в грунте.
В мире уже появилось такое понятие как жизненный цикл здания, который включает все этапы от начала строительства до полной утилизации остатков объекта. Для строительства из железобетона такой подход особенно актуален. Затраты на разборку объекта и ликвидацию разрушенных материалов следует предусматривать в смете еще при проектировании и накапливать в составе амортизационных отчислений в течение всего периода эксплуатации сооружения.
В связи с большими объемами переработки не найдена пока высокоэффективная технология для этого процесса. Сегодня в основном находят применение две технологии: механическая и электроимпульсная.
Электроимпульсный способ разрушения диэлектрических и полупроводящих материалов широко используется для дробления и измельчения материалов, резания блочного камня, разрушения некондиционных железобетонных изделий и т.д. Перспективным направлением в целях оптимизации процесса разрушения представляется использование явления ЭВП.
Инициирование разряда электрически взрываемым проводником по сравнению с высоковольтным пробоем при равных возможностях электрооборудования позволяет локализовать место пробоя вплоть до обеспечения в ряде случаев заданной геометрии разрядного канала, достичь больших пиковых воздействий, добиться увеличения КПД перехода электрической энергии в энергию взрыва, существенно снизить рабочее напряжение установок с уровня 50 – 500 кВ до значений ~ 5 кВ, а соответственно и уровень изоляции.
|
|
|
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
Развитие производства бетона и железобетона
Бетон и железобетон широко применяют во всех странах для возведения самых разнообразных объектов. В ближайшее время эти материалы останутся наиболее используемыми по всех областях строительства. Широкому применению бетона способствовали следующие общие предпосылки:
· практически неисчерпаемые запасы сырья для производства вяжущих и заполнителей бетона;
· экологическая целесообразность использовании отходов промышленности в качестве сырья для вяжущих и заполнителей;
· возможность снижения средней плотности бетона путем замены природных заполнителей искусственными, пористыми;
· возможность удовлетворения возрастающих и разнообразных требований гражданского и промышленного строительства, включая создание подземных, подводных и плавучих сооружений;
· низкая энергоемкость технологического процесса изготовления конструкций, сравнительная простота технологии, возможность придания изделиям из бетона любой формы и отделки;
· конструктивная совместимость бетона со многими строительными и отделочными материалами в целях придания железобетонным конструкциям требуемых эксплуатационных и архитектурных свойств.
Развитию производства и применения изделий из железобетона сопутствовали факторы, которые можно условно разделить на две группы:
1. Факторы, обеспечивающие возможность совершенствования конструктивных решений или появления новых конструкций, позволяющие достаточно эффективными и надежными способами организовать выпуск железобетонных изделий и возведение монолитных конструкций в возрастающих объемах. К этой группе факторов относятся следующие: развитие теории бетона и железобетона и практических методов расчета; создание различных видов бетона (тяжелых, легких, ячеистых, жаростойких и др.), эффективных арматурных сталей и арматурных изделий, разработка новых и совершенствование существующих технологий в производственных процессов, создание мощной разветвленной промышленности для заводского производства железобетонных изделий и конструкций.
|
|
|
2. Факторы, определяющие потребность в совершенствовании параметров конструкций и сооружений, оказавших влияние на состав номенклатур железобетонных изделий для различных областей строительства, а также на направления дальнейшего обновления проектных решений. Вторая группа факторов включает развитие объемно-планировочных решений производственных, общественных и жилых зданий, унификацию и типизацию конструкций, расширение применения железобетонных конструкций в новых видах строительства (сооружения транспорта, связи, атомной энергетики, подземные, плавучие, подводные сооружения, строительство в районах Севера и др.).
Высокая надежность и долговечность бетонных и железобетонных конструкций, стойкость их к воздействию высоких температур и агрессивных сред, способность бетона твердеть и наращивать прочность под водой, возможность возведения из бетона и железобетона зданий, сооружений и конструкций самых разнообразных форм в соответствии с их назначением и эксплуатационными требованиями издавна привлекала строителей.
Применение железобетона в России началось с 80-х г.г. XIX века. Наибольшее распространение он получил на юге страны, где особенно был велик объем строительства и существовали благоприятные условия (короткая зима, близость цементных и металлургических заводов, дешевые высококачественные заполнители) для возведения железобетонных конструкций (в то время только монолитных). В основном железобетон использовали при строительстве многоэтажных производственных и гражданских зданий, портовых сооружений и мостов. В строительстве в 1918–1928 г.г. было применено свыше 18 млн. м3 бетона и железобетона; только к 1928 г. было уложено не менее 4,7 млн. м3 бетона и железобетона, израсходовано 1,4 млн. т цемента и 370 тыс. т арматуры, или 11,5 % произведенного проката. Область применения железобетона в 1930–1941 г.г. стала довольно обширной. Из монолитного железобетона выполняли основные несущие конструкции одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий (фундаменты, колонны, подкрановые балки, покрытия и даже стены, балочные и безбалочные перекрытия), многоэтажные жилые здания, элеваторы, бункеры, емкости и подземные сооружения. В годы Великой Отечественной войны в условиях острейшего недостатка стали бетон и железобетон широко использовались на строительстве важнейших объектов оборонной промышленности в восточных районах страны.
|
|
|
Высокие качества железобетона как долговечного, прочного и стойкого строительного материала особенно убедительно подтвердились во время войны, когда железобетонные здания и сооружения, в особенности пространственно работающие (элеваторы, резервуары, дымовые трубы, мосты и т. д.), выдерживали многочисленные попадания артиллерийских снарядов и авиационных бомб.
В первые послевоенные годы железобетон широко использовался в восстановительном строительстве. Были разработаны оригинальные методы устранения повреждений основных несущих конструкций зданий и сооружений, в том числе мостов и гидротехнических сооружений. Значительное внимание уделялось использованию местных материалов в качестве заполнителей для бетона (шлака, кирпичного боя и т. д.). К 1948 г. ликвидация последствий войны была в основном закончена. Выпуск строительных материалов достиг довоенного уровня, а в ряде отраслей и превысил его. В течении всего остального периода своего существования, СССР только наращивала темпы выпуска и использования бетона и железобетона. Это позволило СССР увеличить объемы строительно-монтажных работ с 9,3 млрд. руб. в 1954 году до 70 млд. руб. в 1985 году, что обеспечило невиданную до этого скорость постройки жилищного массива.
После развала СССР производство бетона и железобетона, как и почти любая другая отрасль промышленности, резко сократилась. Часть заводов остались на территории стран СНГ, что привело к их потере навсегда для России. На данном этапе истории отрасль понемногу возрождается, ведь актуальность и необходимость этих материалов не пропала. Особенно это важно сейчас, когда многое предстоит отремонтировать, восстановить и построить вновь.
В мире и у нас стране используют разные виды бетонов и железобетонных изделий. Каждые из них используются в разных областях строительства. Железобетонные изделия бывают:
1) сборные;
2) монолитные.
Бетоны бывают:
1) тяжелые;
2) легкие;
3) ячеистые;
4) специальные.
Бетоны могут делиться по прочности, жаростойкости, по теплоизоляционным свойствам, по виду наполнителя, по виду используемого при его производстве цемента, а так же по другим признакам. При правильном выборе вида бетона при строительстве могут быть сэкономлены довольно большие деньги.
Например, преимущество сборного железобетона по сравнению с монолитным – возможность широкого использования эффективных, более прочных арматуры и бетона. Особенно это проявляется при заводском изготовлении сборных преднапряженных конструкций применением высокопрочной стержневой и проволочной арматуры, что весьма важно для совершенствования и повышения эффективности железобетонных конструкций.
Предварительное напряжение арматуры в железобетоне позволяет расширить область его применения как для большепролетных и высотных сооружений, в том числе уникальных, так и для массовых конструкций и изделий, повысить прочность, жесткость и трещиностойкость железобетонных конструкций. Наиболее рационально использовать сборные железобетонные изделия при выпуске плоских конструкций (балки, перегородки, площадки и т.д.), а так же при постройке производственных зданий, транспортные галереи, опор мостов, крупнопанельные жилые дома и т.д.
|
|
|
