Проектирование бетоносмесительных предприятий по производству бетонных и железобетонных изделий и конструкций

Министерство науки и высшего образования  

Российской Федерации 

Уральский федеральный университет 

имени первого Президента России Б. Н. Ельцина 

С. В. Беднягин, Е. С. Герасимова

Проектирование бетоносмесительных  

предприятий по производству  
бетонных и железобетонных 

изделий и конструкций

Учебное пособие 

Под общей редакцией доцента С. В. Беднягина 

Рекомендовано методическим советом 
Уральского федерального университета 

для студентов вуза, обучающихся по направлениям  

подготовки 08.03.01, 08.04.01 — Строительство 

Екатеринбург 

Издательство Уральского университета 

2019 

УДК 666.97(075.8) 
ББК 38.626.2я73
          Б38 

Рецензенты:
канд. техн. наук, начальник отдела обследования зданий и сооружений ФГБУ «УралНИИпроект РААСН» А. Я. Эпп, 
директор по строительству ООО «Е‑СТРОЙ» В. Г. Корнильцев

На обложке использовано изображение с сайта http://adsp.by/cbp/merko-mpb/

Б38

Беднягин, С. В.
Проектирование бетоносмесительных предприятий по производству бетонных и железобетонных изделий и конструкций :  
учеб. пособие / С. В. Беднягин, Е. С. Герасимова ; под общ. ред. 
доц. С. В. Беднягина ; Мин‑во науки и высшего образования 
РФ. — Екатеринбург : Изд‑во Урал. ун‑та, 2019. — 100 с.
ISBN 978‑5‑7996‑2781‑2

В учебном пособии представлены основные сведения о методике расчета состава 

бетонных и растворных смесей, о методах и приемах технологического проектирования бетоносмесительных заводов, цехов, установок. Дана информация об особенностях проектирования строительной части промышленных цехов. 

Пособие предназначено для изучения дисциплин «Технология производства железобетонных изделий и конструкций», «Проектирование предприятий по производству строительных материалов и изделий», «Технология преднапряженных железобетонных конструкций» и выполнения курсового проектирования для студентов 
всех форм обучения по направлениям подготовки 08.03.01 и 08.04.01. Пособие можно использовать в ходе выполнения ВКР бакалавра и магистерских диссертаций.

Библиогр.: 33 назв. Табл. 28. Рис. 13. Прил. 3.

УДК 666.97(075.8) 
ББК 38.626.2я73

ISBN 978‑5‑7996‑2781‑2
© Уральский федеральный 
     университет, 2019



Введение

П

роизводственный процесс в промышленности строительных 
материалов — это совокупность действий, необходимых для 
выпуска готовых материалов, изделий или конструкций из соответствующего сырья. При этом выпуск новой продукции возможен 
двумя способами: строительством новых предприятий и реконструкцией (техническим перевооружением) старых предприятий под новые технологии.

Во втором случае подразумевается размещение новой технологии 

или линии в имеющемся здании, при этом строительные элементы 
здания практически не переделываются или переделываются незначительно. При реконструкции старых помещений под новое оборудование может быть использовано частично и старое оборудование, но его 
размещают по‑новому, в соответствии с проектируемой новой технологией. И, наконец, при строительстве новых предприятий используются 
новейшие технологические достижения и современное оборудование.

В любом указанном выше случае необходимо технологическое проектирование, которое является неотъемлемой частью профессиональной деятельности специалистов в области производства строительных 
материалов, изделий и конструкций.

К технологическому проектированию относится разработка технологической цепочки с выбором и размещением необходимого технологического оборудования, с составлением необходимой проектной 
документации. Работа сводится к разработке комплекта технологической документации, содержащего пояснительную записку, технологические расчеты, чертежи, схемы и другие материалы, необходимые 

Введение

для строительства объекта и организации производства конкретного 
вида продукции.

Проект состоит из основной и специальной частей. К основной 

части относятся: рабочие чертежи изделий или конструкций с годовой программой выпуска для каждой из них; нормы расхода сырьевых 
и вспомогательных материалов; технологические карты производства; 
расчеты времени на выполнение каждой операции или определение 
их по нормативам и др.

Рассчитывается годовая трудоемкость изготовления всей номенклатуры материалов, изделий и конструкций, количество основного 
и вспомогательного оборудования, необходимых инструментов. Составляются ведомости на оборудование, приспособления, основные 
и вспомогательные материалы, состав производственных и вспомогательных рабочих, инженерно‑технического, административного 
и младшего обслуживающего персонала.

В основной части должны быть также проработаны вспомогательные производственные службы (складская, транспортная, ремонтного 
и технического обслуживания, контроля качества изделий, бытового 
обслуживания и охраны труда, подготовки и управления производством).

К специальной части проекта относят: архитектурно‑строительную; 

санитарно‑техническую (водопровод, отопление, вентиляция, канализация, освещение и др.); электротехническую (электроснабжение, 
связь, пожарная и охранная сигнализация); теплоэнергетическую (сжатый воздух, газ); генеральный план, общезаводской транспорт и др.

Каждая из частей имеет свою пояснительную записку, содержащую 

сжатое описание элементов производства (технологические процессы, применяемое оборудование, планировка помещений, техникоэкономическое обоснование принимаемых решений). Приложения 
к записке содержат необходимые расчеты, таблицы, технические характеристики оборудования, спецификации и т. п., а также чертежи, 
схемы, макеты и т. п.

Технологическое проектирование имеет свои этапы и осуществляется по определенной методике.

В настоящем пособии обучающиеся смогут ознакомиться с основами разработки технологического проекта бетонои/или растворосмесительного цеха (участка, отделения). Это будет способствовать 
освоению ими профессиональных компетенций, связанных с проек

Введение

тированием заводов, цехов и т. п., а также расширению и углублению 
знаний по специальным дисциплинам учебного плана; приобретению 
навыков самостоятельной работы по проектированию цехов; подготовке студентов к последующему выполнению выпускной квалификационной работы.

Пособие разработано в соответствии с основными положениями 

и требованиями Федерального государственного образовательного 
стандарта по направлению подготовки бакалавров и магистров «Строительство» (08.03.01, 08.04.01), а также образовательных стандартов 
УрФУ для разработки и реализации программ бакалавриата и магистратуры в области образования «Инженерное дело, технологии и технические науки» и предназначено для студентов всех форм обучения, 
включая индивидуальные траектории, а также специалистов строительной отрасли

Авторы выражают огромную благодарность Василию Александровичу 

Никишкину , кандидату технических наук, разработавшему первую редакцию настоящего пособия.

1. Расчет состава бетонных и растворных смесей

1. Расчет состава бетонных 
и растворных смесей

О

сновной вид продукции бетоносмесительного завода, цеха или 
участка — бетонные и растворные смеси. Это материал, который состоит из вяжущего вещества, заполнителей, воды и химических и/или минеральных добавок (наполнителей).

Тяжелые бетонные смеси — это самый распространенный вид 

смесей на заводах по производству железобетонных изделий, при 
этом также изготавливаются легкие бетонные смеси и растворные  
смеси.

Качество железобетонных изделий и конструкций, производимых 

на заводах, напрямую связано с качеством бетонных смесей и их технологическими характеристиками. В свою очередь, качество смесей 
зависит от правильности выбора компонентов и грамотного проектирования состава бетона, для которого изготавливается смесь.

Подбор состава бетона включает в себя расчет состава бетонной 

смеси, опытную проверку рассчитанного состава пробными замесами 
и, при необходимости, его корректировку, определение формовочных 
свойств смеси, коэффициента выхода бетонной смеси, механических 
(прочностных) свойств бетона.

Расчет состава бетонной смеси заключается в определении наиболее рационального соотношения между составляющими материалами (цементом, водой, мелким и крупным заполнителями). Такое соотношение должно обеспечивать необходимую удобоукладываемость 

1.1.Выборматериаловдляприготовлениябетоннойсмеси

бетонной смеси для принятого способа ее уплотнения, а также приобретение бетоном необходимой прочности в заданный срок при минимально возможном расходе цемента. В отдельных случаях к бетону 
предъявляются требования по плотности, морозостойкости, водонепроницаемости и др.

В характеристике бетонируемой конструкции должны содержаться сведения о ее назначении и размерах, густоте армирования, минимальном расстоянии между стержнями арматуры и способе укладки 
бетонной смеси. По этим данным устанавливаются удобоукладываемость смеси и максимальная величина зерен крупного заполнителя. 
По густоте армирования определяют наибольшую крупность заполнителя, которая не должна превышать 2/3 минимального расстояния 
между стержнями арматуры.

Наиболее простым и удобным методом определения состава тяжелого бетона является метод расчета по абсолютным объемам, разработанный профессором Б. Г. Скрамтаевым.

1.1. Выбор материалов для приготовления  
бетонной смеси

Заводы железобетонных изделий применяют для приготовления бетонной смеси в качестве вяжущего цементы с различными добавками и пластификаторами, а в качестве заполнителей — песок, гравий 
и щебень из горных пород, отвальных шлаков и искусственно приготовленных материалов. Выбор вяжущего и заполнителей производится с учетом качества и экономической целесообразности, данных 
о бетоне и бетонируемом изделии или конструкции, сведений о технологии формования железобетонных конструкций.

Класс цемента следует выбирать в зависимости от проектного класса бетона. В табл. 1 показаны примерные классы цемента в зависимости от класса бетона, но более точно этот показатель выбирается по СНиП 82–02–95 «Федеральные (типовые) элементные нормы 
расхода цемента при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций». Выбор вида цемента производится в зависимости от условий работы конструкций. Плотность цемента может быть 
принята равной 3,1 г/см 3 (3100 кг/м 3).

1. Расчет состава бетонных и растворных смесей

Таблица 1 

Рекомендуемые классы цемента для бетонов естественного твердения 

Класс
бетона

Класс цементов для бетона

тяжелого
легкого (конструкционного)

рекомендуемые
допускаемые
рекомендуемые
допускаемые

В7,5
32,5
–
42,5
32,5

В10
32,5
32,5
42,5
32,5; 52,5

В15
42,5
32,5; 42,5
42,5
32,5; 52,5

В20
42,5
32,5; 42,5
42,5
52,5

В22,5
42,5
42,5
42,5
52,5

В30
42,5
52,5
52,5
52,5

В37,5
52,5
52,5
52,5
52,5

В45
52,5
52,5
–
–

При выборе заполнителей необходимо учитывать их важнейшие 

характеристики, среди которых прочность, гранулометрический состав, модуль крупности, средняя плотность, насыпная плотность, естественная влажность, водопотребность и т. д. Ниже в таблицах приводятся те из них, которые могут понадобиться при расчетах составов 
бетонов (табл. 2–4).

Таблица 2 

Рекомендуемая предельная крупность заполнителей 

№
Вид конструкций

Максимальная 

крупность  

зерен крупного  
заполнителя, мм

1

Ребристые конструкции, многопустотные панели, 
элементы оболочек с размерами ребер, стенок, полок до 25 мм или с многорядной арматурой

10

2
То же с размерами ребер, стенок, полок 
от 25 до 80 мм, с расстояниями более 15 мм
20

3

Крупноразмерные изделия (колонны, балки, ригели, блоки и др.) с расстояниями между стержнями 
арматуры более 30 мм

40

 

1.1.Выборматериаловдляприготовлениябетоннойсмеси

Таблица 3 

Средняя плотность горных пород 

Вид породы
Средняя плотность, кг/м 3
Вид породы
Средняя плотность, кг/м 3

Гранит
2530–2700
Порфир кварцевый
2540–2660

Диорит
2670–2920
Карбонатные  

породы
1700–2700

Сиенит
2470–2650
Песчаник
1700–2700

Габбро
2850–3050
Мрамор
2300–2600

Базальт
2220–3070
Кварцит
2650

Выбор материалов, которые будут использоваться для приготовления бетонной и растворной смесей, необходимо всегда обосновывать 
с учетом теоретических и практических данных, принимая во внимание и место строительства будущего предприятия.

Таблица 4 

Насыпная плотность заполнителей 

Наименование заполнителей

Максимальная насыпная плотность, кг/м 3

Наименование  
заполнителей

Максимальная насыпная плотность, кг/м 3

Щебень и гравий:
гранитный
известняковый

1450
Керамзитовый гравий 
или щебень:
для теплоизоляционного бетона

для конструктивного 
теплоизоляционного 
бетона

для конструктивного 
бетона

300
1250

Песок кварцевый при 
влажности 5 %
1600

Шлак котельный:
из бурого угля
из антрацита

700

500
1000

Зола:
из бурого угля
из каменного угля

900

1000
1000