Строительніе статьи 1996

Пенобетон: технология и оборудование для строительного комплекса

Действующее ограничение сред­ней плотности ограждающих конст­рукций полносборных жилых домов (не выше 900 кг/м3), связанное с задачами энергосбережения, обес­печения повышенной теплозащиты зданий и надлежащего уровня ком­форта для жизни и труда людей, на период до ввода в действие новых норм теплозащиты зданий являлось лишь частной задачей.

С введением в действие Измене­ния № 3 к СНиП 11-3—79 «Стро­ительная теплотехника» требования значительно ужесточены Для всех здэний и сооружений, причем уста­новлены более высокие нормы теп­лозащиты с разделением на два этапа.

Для малоэтажных зданий из мел­коштучных материалов высотой до трех этажей уже со второго полугодия 1996 г. вводятся нормы второго этапа.

Следует отметить и еще одно важнейшее обстоятельство: в соста­ве проектной документации предпо­лагается введение энергетического паспорта здания. В случаях, когда данные паспорта не совпадут с данными эксплуатации здания (об­наружится повышенный расход энергоресурсов), возникнет преце­дент для юридических исков заказ­чика к подрядчику либо застройщи­ка к проектной организации, и суммы исков для виновников могут оказаться весьма существенными. Именно поэтому необходимо забла­говременно обратиться к материа­лам и технологиям, не получившим широкого распространения до на­стоящего времени.

Неавтоклавный пенобетон — на­иболее доступный и эффективный материал для наружных стен и пере­крытий малоэтажных зданий. Мо­бильность и сравнительно низкая стоимость оборудования позволяют осуществлять строительство даже не­большим хозяйственным структурам при сравнительно малых затратах на развитие производственной базы.

В зависимости от назначения пенобетон может быть изготовлен в широком диапазоне физико-ме­ханических свойств: от теплоизоля­ционного средней плотностью 400—500 кг/м до конструкционно­теплоизоляционного средней плот­ностью 600—900 кг/м.

Пенобетон плотностью 400— 500 кг/м3 и прочностью до 0,8 МПа применяется для устройства тепло­изоляционного слоя в многослой­ных конструкциях, где несущие и защитные функции выполняют бо­лее прочные материалы (тяжелый бетон, кирпич и др.). Такой пено­бетон Может быть использован так­же при реконструкции зданий для улучшения теплоизоляции сущест­вующих стен и перекрытий.

Конструкционно-теплоизоляци онный пенобетон плотностью 800— 900 кг/м3 и прочностью при сжатии 1,5—2,5 МПа используется для уст­ройства стен с наружной облицов­кой тяжелым бетоном или кирпи­чом, а пенобетон плотностью

1000 кг/м3 и более и прочностью не менее 2,5 МПа — для однослой­ных стен с покрытием фактурным слоем.

Согласно «Пособию по проекти­рованию бетонных и железобетон­ных конструкций из ячеистых бето­нов» (Приложение 1 к СНиП 2.03.01—84) пенобетон — это яче­истый бетон на цементном вяжущем с использованием песка в качестве кремнеземистого компонента и пе­нообразователя в качестве порооб - разователя. В соответствии с ГОСТ 25485—82 пенобетон по ус­ловиям твердения относится к не- автоклавньш бетонам, по виду при­меняемых вяжущих — к цементным, по виду кремнеземистого компо­нента —■ к природным (кварцевый песок), по назначению — к конст­рукционно-теплоизоляционным.

Характеристики материала для рас­чета конструкций следует назначать из нормативных источников на основа­нии данных, приведенных выше.

Широкому внедрению пенобето­на в практику строительства способ­ствует достаточный уровень техни­ческой подготовленности этого во­проса, а именно: наличие в строи­тельной отрасли разветвленной се­ти бетоносмесительных комплексов различной мощности, доступность сырьевой базы для производства пенобетона, наличие разработанных проектов конструктивных решений зданий, простота и доступность обо­рудования для производства пено­бетонных смесей [1].

Одной из разработок, обеспечи­вающих получение пенобетона раз­личного назначения, является уни­версальная установка для производ­ства пенобетона «УПБ>>, включаю­щая все необходимые переделы от приготовления рабочего раствора. пенообразователя до получения бе­тонной смеси.

Установка для производства пе­нобетона входит в состав техноло­гического комплекса и состоит из устройств, установленных в техно­логической последовательности и соединенных между собой системой транспортных средств. Управление работой оборудования по дозирова­нию сырьевых компонентов, приго­товлению технической пены и пе­нобетона осуществляется в ручном и полуавтоматическом режимах с центрального пульта.

Для различных условий эксплу­атации разработаны две унифи­цированные модификации уста­новки: полигонного и заводского типа.

Полигонный тип предназначен для оснащения бетоносмеситель­ных установок (БСУ) небольших предприятий И баз строительного комплекса сезонного характера, выпускающих в основном мелко­штучные изделия. Заводской тип Характеризуется более высокой степенью автоматизации и пред­назначен для оснащения бетонос­месительных цехов (БСЦ) пред­приятий стройиндустрии мощно­стью до 45 тыс. м3 стеновых конструкций, оборудованных бето­носмесителями принудительного действия.

Показатели работы установки УПБ полигонного типа

Годовой выпуск полнотелых пенобетонных камней типа «СКЦ-1» (иэ расчета односменной работы в течение 150 рабочих дней в году),

Шт. ............. 324000

Расчетные характеристики работы оборудования в режиме приготовления пенобетона при обеспечении непрерывности процесса формования стеновых камней в объеме 60 форм (2160 шт. камней в сутки): продолжительность одного замеса для приготовления пенобетона расчетной плотностью

900 кг/м3, мин.......................... . . .3,5

Производительность БСУ, м3/ч. .4,34 продолжительность

Работы БСУ, ч....................................... 7

Величина рабочей площадки

Для формования камней, м2................. 600

Масса комплекта оборудования для подготовки компонентов пенообразователя, приготовления и дозирования технической пены, приготовления и транспортирования пенобетона и формования

Камней, т, не более................................. 40

Установленная мощность электрооборудования (без оборудования БСУ), кВт, не более 20

Показатели работы установки УПБ заводского типа

Годовой выпуск пенобетона для стеновых ограждающих конструкций (из расчета двухсменной работы в течение

260 Рабочих дней), тыс. м.............................. 45

Расчетные характеристики работы оборудования в режиме приготовления пенобетона при обеспечении непрерывности процесса формования стеновых панелей: продолжительность одного замеса для приготовления пенобетона расчетной плотностью

900 Кг/м3, мин....................................................... 3,5

Продолжительность

Работы БСЦ, Ч.................................. 14,5

Величина рабочей площадки для размещения оборудования установки приготовления пенобетона (без учета оборудования БСЦ),

М2, не более............................................ 12

Масса комплекта оборудования для приготовления рабочего раствора пенообразователя, получения и дозирования технической пены, производства и транспортирования пенобетона,

Т, не более.............................................. 10

Установленная мощность электрооборудования (без оборудования БСЦ) КВт, не более 20

За основной вариант при разра­ботке оборудования для пеноприго - товления принят двухкомпонентный пенообразователь, включающий

Вспенивающий (смола СДО, ТУ 13-05-02—87) и стабилизирующий (строительная известь,

ГОСТ 9179—77) компоненты. Пе­нообразователь на основе СДО и извести не дефицитен, обеспечива­ет повышенную морозостойкость изделий за счет эффекта объемной гидрофобизации, а также совместим как с условиями естественного твердения изделий, так и с тепловой обработкой на предприятиях сбор­ного домостроения. Использование потребителем однокомпонентных пенообразователей (состава «Про­гресс», окиси амина или других) не требует переналадки и приводят к упрощению работы пеноприготови­тельного блока оборудования.

Ниже приведены технические ха­рактеристики оборудования для приготовления технической пены.

Устройство для растворения СДО

TOC o "1-5" h z

Рабочий объем, м3................................. 0,4

Коэффициент заполнения

Емкости............................................... 0,7

Масса загружаемой смолы в

Контейнер, кг....................................... 100

Температура растворения, °С. 94—99 Количество нагревателей

Типа ТЭН, шт.......................................... 3

Установленная мощность

Электрооборудования, кВт................... 15

Габариты, мм................ 1429x1112x1200

Масса, кг.............................................. 263

Устройство для растворения извести

Рабочий объем, м3..................... . 0,2

Масса загружаемой извести

В контейнер, кг................................... 50

Температура растворения, °С. . 20—40

Габариты, мм............... 1250x850x1055

Масса, кг............... .• ...... 150

Устройство для приготовления рабочего раствора пенообразователя

Рабочий объем, м3................................. 0,8

Полный объем, м3.................................. 1,0

Частота вращения

Мешалки, об/мин................................. 53

Установленная мощность

Электрооборудования, кВт................... 1,5

Габариты, мм............... 1610x1538x2455

Масса, кг.............................................. 556

Емкость расходная

Рабочий объем, м3................................. 0,2

Полный объем, м3................................. 0,27

Частота вращения

Мешалки, об/мин...................... ............ 53

Установленная мощность

Электрооборудования, кВт................... 1,5

Габариты, мм............... 1260x854x2177

Масса, кг.............................................. 300

Дозатор рабочего раствора пенообразователя

Тип дозатора.......................... Объемный

Габариты, мм .... . 586x660x1386

TOC o "1-5" h z Масса, кг.............................................. 53

Пеногенератор Объем загружаемого

Раствора, п........................................... 50

Объем готовой технической

Пены, л................................................. 350

Установленная мощность,

КВт....................................................... 3

Габариты, мм................. 1275 x 860x1565

Масса, кг.............................................. 390

Вибролоток

Принцип действия......... Механический

Установленная мощность

Электрооборудования, кВт.................. 0,75

Габариты, мм................. 1150 x 810x 905

Масса, кг.............................................. 124

Приготовление пенобетона включает в себя подачу в бетоно­смеситель в определенной после­довательности расчетных коли­честв песка и цемента, предвари­тельное перемешивание смеси од­нородного пастообразного состо­яния, выдачу из пеногенератора через вибролоток в бетоносмеси­тель технической пены и оконча­тельное перемешивание смеси до получения однородной пенобетон­ной массы. Полученный пенобетон подается бетонораздатчиком или насосом к месту формовки. В целях снижения усадки изделии для уменьшения водосодержания в бе­тонную смесь вводятся с водой затворения пластифицирующие до­бавки.

Доставленный пенобетон залива­ется в предварительно собранные, смазанные и выставленные на ровной поверхности металлические формы на гибком поддоне (для формования изделий из пенобетона вибровоздей­ствие не требуется). Верхняя открытая поверхность пенобетона в изделии разравнивается, заглаживается и укрывается инвентарными листами резины. После естественного тверде­ния при положительных температурах в течение 20—24 ч форма разбира­ется, изделия извлекаются, открытая поверхность камнбй затирается «на­сухо». Изделия складируются в шта­бель, укрываются от прямых атмос­ферных воздействий и выдерживают­ся до набора отгрузочной прочности.

Предусматривается вариант ускорения оборота форм при на­личии у пользователя условий и средств для тепловой обработки изделий.

Металлическая форма на гибком поддоне

Количество изделий

В форме, шт. 36

Размеры изделия, мм. 388x188x190

Габариты, мм........... .1500x1500 x 400

Масса, кг, не бопее............................. 400

Пенобетонные полнотелые ли­цевые и рядовые стеновые камни (ТУ 5741-004-01330107-95) по плотности и теплопроводности классифицируются как эффек­тивные. По прочности при сжа­тии камни подразделяются на классы В5; В3,5; В2,5; В1,5. По морозостойкости камни подраз­деляются на марки: F50, F35, F25.

Для предприятии полносбор­ного домостроения, использую­щих керамзит в несущих конст­рукциях, были проведены работы по замене керамзитобетона на поризованный мелкозернистый бетон (техническое название — «поризованный пескобетон») со степенью поризации до 20 %.

С этой целью были изготовле­ны объемные блоки комнат серии БКР типа «лежащий стакан» (ТУ 65-475969-32—91) на Краснодар­ском заводе объемно-блочного до­мостроения. Для приготовления по - ризованного пескобетона применя­лись: цемент быстротвердеющий

М 500 (ГОСТ 10178-78), песок кубанский речной с Мкр = 1,5

(ГОСТ 8735-75), СДО (ТУ 13-05-

2- 85) и известь (ГОСТ 9179-77). Работа проводилась на существую­щем оборудовании БСЦ, оснащен­ного узлом пеноприготовления, входящим в состав установки УПБ. Существующие на заводе металли­ческие формы дополнительно осна­щались специально разработанны­ми виброкрышками-пригрузами.

По полученным данным, пори­зованный мелкозернистый бетон классов В 12,5 и В15 может быть использован при строительстве зда­ний при условии обеспечения сред­ней плотности не более 1800 кг/м, прочности при сжатии не менее

15 МПа, призменной прочности не менее 7,5 МПа, модуля упругости не менее 11,7 МПа, морозостойко­сти бетона F50 (для расчетной температуры ниже -40 °С), F35 (для расчетной температуры от -20 до -40 °С), F25 (для расчетной температуры -20 °С включительно и выше).

Результаты статических испыта­ний” объемного несущего блока марки БКС из поризованного мел­козернистого бетона (ТУ 13.3010-
07—92), изготовленного на Красно­дарском заводе объемного домо­строения показали, что конструкции отвечают требованиям, предъявляе­мым к блокам жилых домов серии БКР-2 по прочности до 5 этажей, а по жесткости до 12 этажей, что позволяет применять его в мало­этажном строительстве без каких - либо ограничений.

Поризованный мелкозернистый бетон, в котором в качестве за­полнителя применяется строи­тельный песок, дает возможность отказаться от энергоемкого ке­рамзитового заполнителя, благо­даря чему можно снизить сто­имость строительства.

Для конкретных заказчиков могут быть разработаны модификации как основного оборудования для по­лучения пенобетона (см. рис,, табл. 1), так и металлических форм на гибком поддоне (табл. 2).

Следует отметить, что необходи мым условием для перехода на иенобетонную технологию на заво­дах полносборного домостроения является осуществление комплекса мер по герметизации традиционной металлооснастки с целью ликвида­ции зазоров в сопряжении отдель­ных элементов или проведения их к минимальным допускам, что на практике обеспечивается с большим трудом.

Металлоформы на гибком поддо­не, в конструктивном решении ко­торых заложена повышенная герме­тичность, позволяют наладить вы­пуск пенобетонных изделий по литьевой технологии с высокими показателями по точности размеров и внешнему виду без дополнитель­ных технологических операций по ликвидации зазоров.

Разработанное оборудование от­вечает конкретным производствен­ным задачам как по производитель­ности, так и по номенклатуре выпу­скаемой продукции, причем необ­ходимое количество продукции можно получить, скомпоновав обо­рудование в одну или несколько технологических линий, а также используя отдельные узлы в качест­ве самостоятельных производствен­ных единиц.

Организация-разработчик осу­ществляет привязку к условиям потребителя с разработкой ее оптимального конструктивного варианта, изготовлением и по­ставкой оборудования, передачей потребителю полного комплекта технологической и нормативно­технической документации на внедряемый процесс и выпуска­емую продукцию, а также оказы­вает консультационную и научно- техническую помощь в освоении производства.

УПК 699.86

В. ЗАКАРЯВИЧУС, д-р техн. наук, директор НПФ «Випьнюсский монопит»