Технология изготовления газосиликатных блоков

Вторая стадия начинается при достижении в автоклаве 175-190оС, чему способствует давление пара приблизительно 9-13 атмосфер. К началу этого периода  поры материала заполнены уже  водным раствором гидроокиси кальция, который начинает взаимодействовать  с кремнеземом. 

Растворимость SiO2 повышает с увеличением содержания в растворе гидроксильных ионов ОН- - от диссоциации  Са(ОН)2, что в свою очередь зависит  от температуры: с возрастанием температуры  растворимость Са(ОН)2 увеличивается. В начале взаимодействия кремнезема с известью ионы ОН гидратируют молекулы SiO2 и образуют SiO2* Н2О. Гидратированные  молекулы SiO2 вступают в соединение с ионами Са и образуют силикаты кальция, находящиеся в коллоидальном  состоянии. Первоначально эти новообразования  возникают на поверхности отдельных  песчинок. По мере роста коллоидных оболочек вокруг зерен кварца эти  оболочки образуют сплошную массу сросшихся  между собой песчинок, окаймленных  гелем гидросиликата кальция. 

В дальнейшем коллоидный характер гидросиликата кальция  переходит в кристаллические. Мелкие кристаллы, образующиеся в различных  местах коллоидной массы, представляют собой многочисленные центры кристаллизации. Под влиянием температуры и при  наличии водной среды они быстро разрастаются и создают своеобразную мелкокристаллическую структуру материала. 

Таким образом, во второй стадии тепловлажностной обработки  в водной среде при повышенной температуре происходит образование  гидростликата кальция вначале  в коллоидном состоянии, которое  затем постепенно переходит в  кристаллическое.  

Третья стадия процесса тепловлажностной обработки протекает  после прекращения подачи пара в  автоклав; она характеризуется постепенным  снижением давления в автоклаве. В результате снижения давления воды, заполняющая поры изделий, интенсивно испаряется, раствор становится насыщенным и происходит осаждение гидросиликата  кальция, увеличивающего прочность  сцепления отдельных песчинок. Продолжающееся обезвоживание способствует дегидратации соединений, составляющих массу материала. Наибольшее значение имеет дегидратация геля SiO2.  

Таким образом, в  последней стадии запаривания к  основному фактору образования  прочности материала – перекристаллизация гидросиликата кальция – добавляется  фактор прочности от дегидратации геля кремнезема. 
 

3. Проектирование  технологии ячеистого бетона 

3.1 Расчет количества  оборудования 

Расчет оборудования производится по формуле: 

                                                 (1) 

где: N - количество машин  или установок, шт;  

П - требуемая производительность технологического передела т/ч, м3/ч, шт/ч;  

Пм - производительность машины или установки, т/ч, м3/ч, шт/ч;  

Кио - коэффициент  использования оборудования. 

Помол песка производится в шаровой мельнице мокрым способом. Большинство мельниц имеет три  камеры, длину до 13 м, диаметр 2,2 м, частоту  вращения 23 мин -1. Мощность электропривода до 600 кВт. Производительность 9-16 т/ч. 

  

=0,8 (т/ч перемалывается  песка) / 9*0,94 ≈1 шаровая мельница. 

Передвижная газобетономешалка  СМ-553 вместимостью 4 м3 имеет привод для передвижения со скоростью 0,64 м/с, снабжена лопастной мешалкой с частотой вращения 49,5 мин -1. высота, ширина и  длина установки – соответственно 3580,2720 и 2750 мм, масса 4060 кг. 

Для повышения однородности смеси в вертикальной стенке корпуса  газобетономешалка вмонтированы турбинки диаметром 500 мм с частотой вращения 1000 мин -1. 

Исходные компоненты загружаются через люки, имеющиеся  в крышке; готовую ячеистобетонную  массу выгружают через затвор шлангового типа. Под затвором располагается  лоток, предназначенный для заливки  газосиликатной смеси в форму, установленную  на виброплощадке. Сколько газорастворомешалок  требуется можно высчитать исходя из того, что время одного перемешивания  составляет 10мин, то есть перемешивание  проходит в 6 циклов за 1 час. 

Пм = 3,6*6 = 21,6 м3/ч; =4,7/(21,6*0,94) = 0,2≈1 газорастворомешалка. 

Виброплощадка К-494 предназначена  для вспучивания высоковязкой газобетонной смеси с низким водотвердным отношением, заливаемой в форму. Она состоит  из стола, вирируемого устройства с  горизонтальными колебаниями, зажимов  формы, опорных кронштейнов, гидро- и электро- оборудования. Стол сварен из нескольких швеллерных коробок; на верхней его плоскости имеется  резиновые амортизаторы для установки  форм. Фиксация и крепление форм осуществляется с помощью клиновых зажимов, расположенных вдоль продольной оси стола. Привод зажимов гидравлический; при движении подвижных клиньев  вниз формы зажимается в вырезах  поддона, при движении клиньев вверх  форма освобождается. Вибрационное устройство состоит из вмести сдвоенных  вибраторов, электродвигателя, клиномерной  передачи и синхронизатора. Частота  колебаний стола изменяется сопротивлениями, выводимыми в обмотку возбуждения  электродвигателя; амплитуда регулируется изменением дебалансов вибраторов.  
 

Таблица 3.1.1 

Техническая характеристика виброплощадки.Показатели К-494

Грузоподъемность, т 10

Размеры форм, мм 6800*3400*450

Частота колебаний  стола, мин 3000

Максимальный кинетический момент вибраторов, кгс*см 480

Число вибраторов 6

Установленная мощность, кВт 53.5 

Габоритные размеры, мм 

Длина: 

Ширина: 

Высота: 

7300 

5890 

1450

Масса, т 7,9 
 

Масса формы определяется: 

=3,14-0,8=2,34т                   (2) 

где:Муд - удельная металлоемкость формы т/м;  

Vф - объем формы,  м, Муд=0,8... 1,9 т/м3 

Масса смеси заливаемая в форму равна: 2*3*600 = 3600 кг = 3,6т. 

Т.е общая масса  погружаемая на виброплошадку составит 3,6+2,34 = 5,94 т, что соответствует грузоподъемности виброплошадки К-494 равной 10т. 

3.2 Подбор технологического  и транспортного оборудования 

Для расчета требуемого количества автоклавов необходимо выбрать  вначале тип автоклава, режим  работы автоклава.  
 

Таблица 3.2.1 

Техническая характеристика автоклавовПоказатели Длина автоклавов, м

21

Тип автоклава проходной

Внутренний диаметр, м 3,6

Раб. давление пара, МПа 1,0-1,6

Температура пара, °С 180-200,4

Ширина колеи вагонетки, мм 750

Количество загружаемых  вагонеток, шт. 3

Габариты, мм длина  ширина высота 23200 *2560 *3720

Масса, кг 32150 
 

Таблица 3.2.2 

Длительность цикла  работы автоклава, час.Операции Вид изделий, давление пара, МПа

Полнотелые камни

р=0,8 МПа

Загрузка сырца 1,0

Закрывание крышек 0,2 

Подъем давления пара: 

без перезапуска 

с перезапуском 1,3

Выдержка при максимальном давлении 8,0

Выпуск пара: без  перезапуска с перезапуском 0,9

Открывание крышек 0,2

Выгрузка 0,25

Чистка автоклава 0,15 

Общая длительность: 

без перезапуска 

с перезапуском 12 
 

Таблица 3.2.3 

Характеристика автоклавов.Элементы характеристики Показатели

Внутренний диаметр  автоклава, мм 3600

Тип Проходной

Рабочая длина, мм 21000

Рабочее давление, МПа (атм) 1,2 (12)

Рабочая температура, °С 190,7 

Емкость рабочая, м3  235

Ширина колеи вагонетки, мм 1524 

Габаритные размеры, мм:  

Длина 

Ширина  

Высота  

23240 

4800 

5500

Вес, кг 118740 

Рабочий объем автоклава, м3  213,65 
 

Таблица 3.2.4 

Техническая характеристика автоклавных вагонеток.Показатели ТИП вагонетки

К - 397/3 для автоклава 3600 мм

Грузоподъемность, т 50

Вес 2,078

Ширина кинем мм 1524 

Габаритные размеры, мм 

Длина 

Ширина 

Высота 

6800   

2000   

312  
 

Так как у нас  вагонетка размерами 6800*2000 а изделия 400*200 то исходя из этих размеров можно  высчитать количество изделий на вагонетки: 

6800/400=17; 2000/200=10; 10*17=170 штук в одном ряду. Но учитывая  что изделия можно уложить  по высоте в 2 ряда то количество  изделий на одной вагонетки  будет равно: 2*170=340 штук. 

Длина автоклава  по техническим характеристикам  равна 21000мм, то есть в него по длине  войдет 3 вагонетки длинной 6800: 21000/6800≈3 шт. 

Для расчета необходимого количества автоклавов следует знать  коэффициент оборачиваемости автоклава  в сутки, который определяется: 

                                                         (3) 
 

где: 24- продолжительность  суток, ч; 

- длительность цикла  работы автоклава, ч. 

Ко = 24/12 = 2 

Расчет количества автоклавов проводится по формуле: 

                                    (4) 

где: Пг - программа  выпуска продукции в год, шт; 

Врс - годовое расчетное  время работы автоклава, сут.; 

n- число вагонеток  в автоклаве, шт; 

a- количество изделий  на одной вагонетке, шт; 

Kо - коэффициент  оборачиваемости автоклава; 

Kиа- коэффициент  использования автоклава,Kиа=0,8.                   

Na = 1443750 / 220*3*340*2*0,8≈4  шт.  

Можно проверить  это условие из того, что мы знаем  что по техническим характеристикам  за 12 часов в автоклаве пропаривается 1020 штук изделий на трех вагонетках. Но на нашем заводе за 16 часов пропарится должно 4734 штуки блоков. В результате можно посчитать сколько будет  пропариваться изделий за 12 часов  при нашей производительности изделий:  из этого следует что х=3550 штук за 12 часов, но так как в автоклав максимально загружается 1020 штук то автоклавов потребуется: 3550/1020=4. 
 

4. Контроль производства  и качество изделий 

При производстве ячеистых бетонов и другим изделий технический  контроль осуществляют на различных  стадиях технологического процесса. В зависимости от этого контроль различают входной, операционный и  приемочный. 

Контроль производства осуществляют цеховой технический  персонал, он отвечает за соблюдение технологических  требований к изделиям. Отдел технического контроля предприятия контролирует качество и производит прием готовой  продукции, проверяет соответствие технологии техническим условиям производства изделий. 

В задачи производственного  контроля входят: контроль качества поступивших  на предприятие материалов и полуфабрикатов – входной контроль. При производстве газосиликатных блоков особое внимание уделяют контролю качества извести, беря различные пробы определяют активность и содержание в ней  различных примесей и т.д при  контроле заполнителей требуется проверить  вид, наличие паспорта, физико-механические свойства, влажность; контроль выполнения технологических процессов, осуществляемый во время выполнения определенных операций в соответствии с установленными режимами, инструкциями и технологическими картами – операционный контроль, при таком контроле необходимо при  тепловой обработке контролировать температуру, влажности и продолжительность  процесса, а также проводится внешний  осмотр блоков, проверять размеры  и качество поверхности изделий; контроль качества и комплектности  продукции, соответствие ее стандартам и техническим условиям – приемочный контроль.