Технологические мероприятия по ускорению схватывания газосиликатной массы в камерах вызревания ООО «КДСМ»

Введение

      Газобетон постепенно завоевывает все большую  долю на рынке строительства за счет своих высоких технологических  и эксплуатационных параметров. Низкая теплопроводность, малый удельный вес, огнестойкость, экологичность —  эти и многие другие свойства позволили газобетону стать в одну шеренгу с такими популярными строительными материалами, как, например, кирпич. 

 

1. Общая часть
0. 1.1 Характеристика выпускаемой продукции

      Газобетон — это легкий пористый материал, получаемый в результате твердения  смеси гидравлического вяжущего, тонкодисперсного кремнеземистого компонента, воды и газообразователя. Размеры изготавливаемых производителями блоков обычно стандартные — от 50\200\600 мм до 400\200\600 мм. По структуре газобетон относится к группе ячеистых бетонов, названных так из-за наличия в искусственных камнях этого вида равномерно распределенных сферических пор размером от 1 до 3 мм в диаметре. Различают газобетоны автоклавного и неавтоклавного твердения (пропаривание или воздушное твердение).

      Легкость. Газобетон — легкий строительный материал, объемный вес которого может варьироваться в диапазоне от 300 до 1200 кг/м3. Однако в настоящее время, учитывая комплексные требования к современным строительным материалам, прежде всего по теплопроводности, оптимально выпускать ячеистые бетоны с минимальным объемным весом 400–600 кг/м3. Стандартный мелкий блок из ячеистого бетона (ГОСТ 21520-89), марки плотности Д500, размером 300\188\575 мм имеет массу до 20 кг и может заменить в ограждающей стене толщиной 640 мм 28 кирпичей, вес которых составляет 120 кг.

      Быстрота  и экономичность возводимых конструкций. За счет относительно больших габаритов  газобетонного блока и его  малого веса (не требуется специальных  подъемных механизмов) существенно (по некоторым оценкам — в 4 раза) возрастает скорость строительства. Соответственно меньше становятся трудозатраты, в 5–7 раз меньше расход сцепляющих веществ — клея или раствора. Все это уменьшает общую стоимость возводимого здания. Простота обработки. Газобетон легко обрабатывается любым режущим инструментом, пилится и т д.

      Низкая  теплопроводность. Стены, выполненные  из газобетона, полностью соответствуют  новым требованиям СНиП по сопротивлению  теплопередаче ограждающих конструкций  жилых и общественных зданий. Коэффициент  теплопроводности газобетона в сухом состоянии — 0,12 Вт/м °С, при влажности 12% — 0,145 Вт/м °С. В нашем регионе возможно устройство стен из газобетонных блоков (плотностью не более 500 кг/м3) толщиной 500 мм.

      Широко  известны и теплоаккумуляционные свойства газобетона. По теплопроводности блоки стандартной толщины (375 мм) эквивалентны 600-миллиметровой кирпичной кладке. Энергосбережение в настоящее время является одним из наиболее важных показателей. При применении газобетона наилучшие показатели по этому параметру достигаются путем использования этого материала с наименьшим объемным весом. В Европе применяют газобетон с объемным весом 500 кг/м3. Отечественные производители и производители из стран СНГ уже научились изготавливать газобетон плотностью 400 кг/м3 — характеристики по теплопроводности и морозостойкости у него существенно выше (коэффициент теплопроводности 0,10 Вт/м °С, марка по прочности В1,5, морозостойкость не менее 25 циклов).

      Казалось  бы, чем меньше плотность, тем меньше и теплопроводность материала (работает «эффект шубы», когда плохой проводник тепла — воздух — занимает в материале все больше места). Но применять в строительстве газобетон плотности меньшей чем 400 кг/м3 возможно только в качестве утеплителя, из-за его низких прочностных характеристик.

      Экологичность. Современный газобетон производится из песка, извести, цемента и алюминиевой пудры. Он не выделяет токсичных веществ и по своей экологичности уступает лишь дереву, но при этом не гниет и не стареет. Экологическая чистота применяемых сырьевых материалов гарантирует полную безопасность газобетонных изделий для человека. Радиационный фон газобетона не превышает 9–11 мкр/ч. Это пористый материал, поэтому в доме, построенном из газобетона, дышится так же легко, как и в деревянном.

      Звукоизоляционные свойства газобетона, благодаря его пористой ячеистой структуре, в 10 раз выше, чем у кирпичной кладки. При наличии воздушного зазора между слоями газобетона или при отделке поверхности стен более плотными материалами, обеспечивается звукоизоляция в 45–50 дБ.

      Пожаробезопасность. Поскольку для изготовления газобетона берется лишь природное минеральное сырье, то нет и опасности возгорания. Газобетон, будучи неорганическим и негорючим материалом, выдерживает одностороннее воздействие огня в течение 3–7 ч. Это материал, способный защитить металлические конструкции от прямого воздействия огня. Газобетон морозостоек, что объясняется наличием резервных пор, в которые вытесняется при замерзании лед и вода. Сам материал при этом не разрушается. Считается, что при соблюдении технологии строительства морозостойкость материала превышает 200 циклов. При низкой объемной массе (например, 500 кг/м3) газобетон имеет достаточно высокую прочность на сжатие — 28–40 кгс/см3, за счет автоклавной обработки (для сравнения: пенобетон — 10–15 кгс/ см3).

      Конструкционность. За счет совершенствования технологических  процессов, точности резки, обеспечивающей погрешность не более 0,5–1 мм, предприятиям-производителям удается выпускать широкий ассортимент  продукции. Обычно производятся блоки  с размерами 600(250 мм различной толщины (от 50 до 500 мм с шагом 25 мм), а также перемычки, плиты перекрытий и покрытий под рулонную кровлю, U-образные блоки, служащие опалубкой для заливки монолитных поясов и оконных перемычек непосредственно по месту. Для объективного рассмотрения некоторых характеристик, таких как долговечность, морозостойкость и пр., не хватает практики: построенные из кирпича дома стоят несколько сотен лет, а здания из газобетона стали строить относительно недавно, поэтому многие показатели газобетона известны лишь из теории.

    На  предприятии КДСМ выпускаются блоки газосиликатные размером 250\300\600мм. Марка газобетона по плотности Д500. Коэффициент теплопроводности ячеистого бетона в сухом состоянии l₀ = 0,12 Вт/(м·°С) (фактическое значение коэффициента теплопроводности ячеистого бетона в сухом состоянии не должно превышать приведенные значения более чем на 10 %). Коэффициент паропроницаемости ячеистого бетона не менее m = 0,20 мг/(м·ч·Па). Усадка при высыхании ячеистых бетонов не превышает 0,5 мм/м (для конструкционных и конструкционно-теплоизоляционных ячеистых бетонов, изготовленных на кварцевом песке).  

1.2 Сырьевые материалы

      Цемент

      Для производства данного вида изделий  применяется портландцемент марки  ПЦ 500 Д0. ГОСТ 10178 и дополнительным требованиям: удельная поверхность (по прибору ПСХ-2) в пределах 3000-4000 см2/г, начало схватывания не позднее 2ч, конец – 6ч. Содержание в клинкере трехкальциевого алюмината не должно превышать 6%. 

      Известь

      Известь не гашеная должна удовлетворять  требованиям ГОСТ 9179-70 «Известь строительная» и дополнительным требованиям содержание активных СаО и MgO не менее 70% и «пережога» - не более 2%, скорость гашения от 5 до 25 минут. 

      Песок

      Предпочтение  отдается кварцевым пескам, содержащим не менее 80 % кремнезема. В последнее время для производства ячеистых бетонов используют пески с меньшим содержанием кремнезема, например мелкие строительные, барханные, применение которых позволяет исключить или значительно сократить затраты на помол.

      Почти все заводы, производящие помол кремнеземистого компонента, работают по мокрому способу с подачей в шламбассейн. Средняя тонкость помола кремнеземистого компонента составляет 280—320 м2/кг, известково-песчаного вяжущего — 450—500 м2/кг. 

      Газообразователь

      В качестве газообразующего компонента применяют водоалюминиевую суспензию, которую готовят из алюминиевой пудры (марок ПАП-1 и ПАП-2, соответствующие требованиям ГОСТ 5494—71Е) или из пасты в специальной установке, обеспечивающей взрывобезопасность ее приготовления. Начало газовыделения — через 1—2 мин. Так как пудра пожароопасная, то с точки зрения техники безопасности ее необходимо хранить в металлической герметической таре. 

      Ускоритель  схватывания

      Натрий  сернокислый (сульфат натрия) – Na₂SO₄, удовлетворяющий ГОСТ 21458-75 «Сульфат натрия кристаллизационный. Технические условия».

      Бесцветные  кристаллы. Встречается в природе  в виде минерала тенардита. В природе кристаллогидрат Na₂SO₄·10H₂O образует минерал мирабилит (глауберову соль). Способ получения сульфата натрия — взаимодействие NaCl с H₂SO₄ в специальных «сульфатных» печах при 500—550°С.

      Доставляется  на предприятие в мешках, массой 40-50кг. Упакованный сульфат натрия хранят в неповрежденной упаковке в  крытых складских помещениях, в неупакованном  виде – в крытых складских помещениях с цементным, асфальтовым или кирпичным полом.  

1.3 Режим работы предприятия

Номинальное количество рабочих суток в год  принимают:

       

365 - 12- 52 = 301 суток

где, 12 – число  праздников в году;

52 - число выходных дней в году. 

   Таблица 1 – Сменность работы цехов предприятий

 

       

Годовой фонд времени  Т_г,ч определяют по формуле:

       

Т_г = 301*3*8 = 7224ч

где 301 – число рабочих дней в году;

3 – число  смен в день;

8 – средняя  продолжительность одной смены. 

    Часовая производительность технологической  линии Р_ч, м³/ч, рассчитывают по формуле

Р_ч = Р_н/Т_г

Р_ч = 152500/7224 = 21,11 м³/ч

Где Р_н – проектная производительность технологической линии, м³/год (из задания на курсовое проектирование);

Т_г – годовой фонд времени работы, ч.

    Суточную  производительность технологической  линии Р_сут, м³/сут высисляют по формуле

Р_сут = Р_н/301

Р_сут = Р_н/301 = 506,64 м³/сут

Где Р_н – проектная производительность технологической линии, м³/год;

301 – номинальное количество рабочих суток в год для предприятия.

    Сменную производительность технологической  линии Р_см, м³/смену, определяют по формуле

Р_см = Р_сут/3

Р_см = 506,64/3 = 168,88

Где Р_сут – суточная производительность технологической линии, м³/сут;

3 – число  рабочих смен в сутки. 

2. Технологическая часть
0. 2.1 Анализ существующих схем производства газосиликатных изделий

       Процесс приготовления газобетонной смеси включает:

       -помол сырьевых материалов до требуемой дисперсности;

       -подготовку  алюминиевой суспензии;

       -дозирование  сырьевых компонентов в необходимых  количествах;

       -перемешивание  отдозированных компонентов сырьевой  смеси в смесителях специальной  конструкции. 

    Подготовка  сырьевых материалов

    Подготовка  сырьевых материалов в технологии ячеистых бетонов заключается, прежде всего, в их измельчении. Это связано с тем, что повышение дисперсности исходных материалов способствует улучшению их реакционной активности. В результате можно уменьшить расход вяжущего, повысить прочность изделия при одновременном уменьшении их средней плотности. При недостаточной удельной поверхности обязательному измельчению должны быть подвергнуты кремнеземистые компоненты. Применяют два способа измельчения — мокрый и сухой.