混凝土管桩厂工艺设计（年产10万延长米预应力混凝土管桩）本设计主要研究混凝土管桩生产的各个工序的工艺方法。

包括原材料的运输储备、混凝土的制备、钢筋的加工、各车间的布置、管桩的浇注、养护、堆放以及外运。

如何合理安排各车间的工艺设施，减低环境污染，改善工人工作环境；并且在保证制品质量的基础上能够降低生产成本。

搅拌楼、钢筋车间、成型车间等主要车间力求流程的流畅，安全合理，尽量引进先进生产技术。

砂石堆场、成品堆场、实验室以及水泥筒仓等辅助型的厂区设计合理，保证整个生产过程中卸料的堆放储存运输和产品的输出方便快捷，以及确保生产能顺利进行。

本设计平面布置特点：1.主车间设置在厂区中心，辅助车间环绕布置，有利于工厂生产系统的有序运作。

2.厂区内建筑物布局紧凑，尽量减少占地面积和配套工程的工程量。

3.原材料以及成品堆放的地点布置在厂区主要道路两侧，便于装卸运输。

4.办公楼以及职工生活区尽量远离生产车间，减少噪声、粉尘等。

5.注重厂区绿化，美化环境，为员工创造较为舒适的生活环境。

1.概述1.1产品型号本厂按设计生产预应力混凝土管桩长5-15m，外径300-600mm各规格型号高强度预应力混凝土管桩（GB13476-2009）1.2 工厂组成及工作制度1.2.1工厂组成工厂组成包括一个工厂的各项建设项目，工厂组成可根据工程项目的性质和内容划分以下几类：主要生产工程，辅助生产工程，动力系统工程，交通运输工程，公用及生活福利工程等。

本厂设计如下：1．石子料场 2．砂子料场 3．煤场 4．水泥筒仓5．搅拌楼 6．钢筋料场 7. 钢筋操作车间8．装模车间9．离心成型车间10．养护车间11．机修车间12．锅炉房13．成品堆场 14．设备库 15．车库 16．变电站17．实验室办公楼 18．食堂 19. 地磅房 20. 传达调度室1.2.2工作制度全年天数：365天法定假日：11天双休日（含设备维修天）：100天全年生产天数：254天1.2.3生产班制管桩的生产班制，因不同车间或工段，因作业内容不同，每天生产班数不同，每班生产时间为8小时（其中成型和搅拌车间每班8小时）如下表表示：表1-1 各车间生产班数车间或工段日生产班数车间或工段日生产班数砂石堆场 2 成品堆场 2实验水泥筒仓 21室钢筋车间 2 机修车间 1搅拌车间 2 锅炉房 3成型车间 2 变电站 3养护工段 2 装模车间 21.3设计系数产量不平衡系数是考虑到生产中由于设备发生故障，停电，产品配套生产和供需不平衡等影响日平均产量的因素而相应采用的产量提高系数。

设计中日产量按下式计算：- 3 -TKQ Q j（1.1）式中：j Q ：日计算产量（m 3/日）；Q ：年设计产量（m 3/年），永久性工厂采用的日生产不平衡系数K=1.2；K ：日产量不平衡系数； T ：年工作天数（天）。

1.3.2设备利用系数设备利用系数是指机械设备在每班八小时工作时间内的有效利用率。

由于生产过程中，有的设备为间歇式操作，有的设备不允许持续工作，时间的限制而不能连续运转等原因造成设备达不到标定产量。

设计中采用的设备利用系数K=0.85。

1.3.3时间利用系数时间利用系数是指每班工人工作8小时的有效利用率。

设计中采用的时间利用系数K=0.9。

1.4 总平面图布置 1.4.1总平面图布置原则1.因地制宜，充分利用地形条件，布置力求紧凑，要节省占地面积，提高建筑系数。

原材料堆场及成品堆场应按当地的运输条件，合理确定面积，留有一定余地。

2.首先工艺流程的合理性，从原料输送到成品堆场，应避免倒流水作业。

3.各车间应按朝向和主导风向布置，对产生粉尘和污染的车间，应布置在工厂的下风方向。

4.较大型的工厂适当的划分工厂区，按工种进行分区布置。

5.在辅助车间与主车间之间，辅助车间与辅助车间之间应满足防火，卫生和采光条件好的情况下，应尽量缩短工艺流水线，避免长距离运输和交叉运输。

6.当厂区设有铁路专用线时，应考虑建筑物与铁路线的交叉点要作好具体处理措施。

7.当分期建设时，应考虑公用设施即运输系统配置的合理性。

8.必须根据工厂的发展规划，预期考虑到扩大再生产和改进生产的可能性。

1.4.2 本设计总平面图布置为了流畅施工和合理利用空间，其中煤场与养护车间，砂石储料仓和搅拌楼布置位置需整合考虑。

确定的预应力混凝土管桩厂总平面图见图1-1所示。

- 5 -2.原材料及混凝土的配合比2.1 水泥混凝土管桩的强度等级为C70,选用42.5MPa的普通硅酸盐水泥，水泥技术指标符合GB175-1999,储存期不宜超过三个月，过期水泥应重新检验指定强度等级。

2.2集料2.2.1粗骨料1.石子颗粒与级配（1）应采用碎石，其最大粒径不大于25mm，且不得超过钢筋净间距的3/4。

（2）石子级配，要求采用连续继配并良好。

2.石子质量的要求（1）石子的质量应符合GB/T14685《建筑用卵石.碎石》的规定。

（2）碎石必须经过筛洗后才能使用。

当混凝土强度为C80时含泥量应小于0.5%；当混凝土强度等级为C60时含泥量应小于1%。

（3）碎石的岩体抗压强度宜大于所配混凝土强度的1.5倍。

2.2.2细骨料采用天然细砂，其技术应满足以下规定1.颗粒级配表2－1 颗粒级配筛孔尺寸0.15 0.30 0.60 1.18 2.36 4.75 9.50mm累计筛90-100 55-85 16-40 0-25 0-15 0-10 0 余 %2.泥土杂质质量（用冲洗法试验）按质量计不得大于3%。

- 7 -3.硫化物和硫酸盐含量折算为三氧化硫不得大于1%。

2.3钢筋钢筋的选用原则：1.钢筋混凝土结构中的钢筋及预应力混凝土结构中的非预应力钢筋，宜采用Ⅰ级，Ⅱ级，Ⅲ级和乙级冷拔低碳钢丝。

2.预应力混凝土结构中的预应力钢筋，宜采用冷拉二级，冷拉三级，冷拉四级，五级。

甲级冷拔低碳钢丝，碳素钢丝，刻痕钢丝和钢绞线，采用五级钢筋时，应符合有关专门规程的要求。

预应力高强钢筋采用圆截面热处理，低合金规律变形高强钢筋，材料及规格应满足要求。

2.4外加剂和水2.4.1外加剂混凝土管桩掺加的外加剂一般用高效减水剂，根据国家标准GB8076-1997本设计选用UNF—1型。

2.4.2水拌合水不应含有影响水泥正常凝结的杂质，供饮用水即可。

- 9 -3.配合比计算本设计配制的C70是属于高性能混凝土。

HPC 是一种新型高技术混凝土，是在大幅普通混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质原材料，在严格质量管理条件下制成的高质量混凝土。

它除了必须满足普通混凝土的一些常规性能外，还必须达到高强、高流动性、高体积稳定性、高环保性和优异的耐久性等要求。

其配合比也不同于普通混凝土，其配制步骤如下： 3.1配合比设计原则高耐久性 必须考虑到抗渗性、抗冻性、抗化学侵蚀性、抗碳化性、抗大气作用性、耐磨性、碱骨料反应、抗干燥收缩的体积稳定性等。

高强度 高性能砼，其强度等级的保证率为97.5%,即不合格率为2.5%以下，其概率度t ≤-1.960高工作性 即混凝土拌合物在运输、浇筑及成型中不分离易操作的程度。

根据目前的施工水平和条件，高性能砼的坍落度应控制在18-22cm经济性 其关系到工程造价的高低。

3.2配制强度计算混凝土管桩强度取C70，水泥采用强度等级为42.5MPa 的普通硅酸盐水泥： 根据公式：o cu f ⋅= k cu f ⋅- t σ（3-1）=70-（-1.960）×6=81.76MPa式中： o cu f ⋅：高性能混凝土配制强度；kcu f ⋅：混凝土立方体抗压强度标准值；t :概率度，当砼保证率为97.5%, t=-1.960；σ：混凝土强度标准差。

见表1表3-13.2水胶比F c,e =r c .f ce-g（3-2）=1.13×42.5 =48.025Mpa式中：F c,e : 水泥的实测强度； f ce-g ：水泥的标准强度；r c ：水泥强度的富余系数，一般可取1.13ocu f ⋅=0.304 f c,e 【（C+M ）/W+0.62】（3-3）式中：C:每立方米砼中水泥用量，kg/m 3；M: 每立方米砼中矿物质的掺加量，kg/m 3；因本设计不掺加矿物质，故其值为零。

W: 每立方米砼中水的用量，kg/m3。

又3-1及3-2得81.76=0.304×48.0（C/ W+0.62）可得：C/W= 4.983则：W/C=0.203.3 单位用水量的计算在进行配合比设计时，可根据砼配制强度参考表2中最大单位用水量的经验数据。

表3-2查表得本设计试配强度为C80，介于C70~ C90之间，故最大单位用水量为145 kg ，掺入UNF-1 减水率β=20% ，掺量为0.5% 因此，实际用水量： W= M W0（1-β）=145×（1-20%）=116 kg 3.4 水泥用量的计算C=116×4.983=578 kg3.5 减水剂用量的计算A=578×0.5%=2.89 kg- 11 -3.6 石子和砂子的计算根据工程实践经验，高性能砼的砂率在36%~42%之间，故sp 取36%，根据混凝土重量法，由下式：C O+G O+S O+W O= r h (3-4)S O/（G O+S O）=Sp (3-5)式中：C：13m混凝土的水泥用量(kg)；S：13m混凝土的粗骨料用量(kg)；G：1 3m混凝土的细骨料用量(kg)；W：13m混凝土的用水量(kg)；r h：13m混凝土的质量。

一般取2400~2450，在此取2400Sp：砂率(%)；所以，578+ G O+S O+116=2400，再由(3-5)解得G=975；0S=731配合比如下：水泥：砂：石：水=C: S： G：W=578：731：975：116=1：1.26：1.69：0.203.7 材料用量一年生产6万根管桩，长10m，外径500mm，内径300mm。

×（0.4×0.5-0.3×0.3）=1.256 m3平均每根管桩所需混凝土：4则全年生产管桩需混凝土： 6×10000×1.256=75360 m3平均每日生产管桩： 60000÷254 = 236根每日生产所需混凝土： 75360/254=296.73m考虑日生产不平衡系数：Q=296.7×1.2=356 m3jK为日生产不平衡系数取1.2，所以每小时生产混凝土的量Q h为：Q h=356/16=22.253m每方混凝土中外加剂的用量为： 577.2×0.5%=2.886kg表3－3 材料用量明细表材料年（t）日（t）小时（t）水泥43558.08 205.77 12.86砂55088.16 260.24 16.26石子73476 347.1 21.96水8741.76 41.30 2.58UNF-1 217.49 1.03 0.064- 13 -4.水泥筒仓设计4.1概述及工艺流程本设计工厂为大型混凝土制品厂，故在靠近混凝土搅拌楼处设置3个中型筒仓，内贮存散装水泥，其优点是贮量大，周期长,运输方便，便于工厂进行集中管理。