Пенополистирол: практические предпосылки развития технологии и оборудования для предприятий строительного комплекса
|
© В. К. Широкородюк, В. Н. Добровольский, В. Г. Дпроженко, 1996 |
Повышение теплоизоляционных свойств ограждающих конструкций за счет существенного снижения плотности теплоизоляционно-конструкционных легких бетонов диктуется задачами энергосбережения, обеспечения повышенной теплозащиты зданий и надлежащего уровня комфорта для жизни и труда людей.
В связи с этим начинают действовать более жесткие нормы по тепловой защите зданий и сооружений.
Проявление повышенного интереса к пенополистиролу объясняется его теплопроводностью, которая равна 0,04 Вт/(м К) для материала плотностью'20—40 кг/м3, что является главным преимуществом перед другими известными теплоизоляционными материалами.
Конструктивное применение материала развивалось главным образом по двум направлениям — с использованием плитного пенополи - стнрола и с использованием вспученных пенополистирольных гранул.
По первом)' направлению сформировались в основном трехслойные ограждающие конструкции на г ибких связях серий 1.132-3, 1-132-
5с, 1-132-бс, 1-132-10, 1.117-9, 1.117-10с, 1.138-7, 1.432-12,
1. 432-16, 1.832-1-8, 1.817.1-1 и др.
По втором)' направлению полу-чен конструкционно-теплоизоляционный легкий бетон классов В1.5—В3,5 и плотностью 500—700 кг/м для строительства полносборных И монолитных домов, разработаны однослойные стеновые панели из полистиролбето - на (ТУ 69-329—85), кровельный теп - лоизоляцио'нный монолитный поли - стиролбетон (ТУ 67-983—88) и др. Имеется практический опыт строительства коттеджей из индустриальных полистиролбетонных изделий (разработчик ВНИИжелезобетон. г. Желябино Московской обл.).
Особо перспективным представляется получение и использование в строительных конструкциях поли - стиролпенобетона — материала с замкнутой ячеистой структурой, получаемого на основе пенополистирольных гранул плотностью 25— 35 кг/м3 и пенобетона [1], включающего неорганическое вяжущее, мелкий заполнитель и пенообразующий компонент.
Поворот к массовом)' использованию пенополистирола неизбежен, поскольку в обозримом будущем только такие высокоэффективные материалы способны удовлетворить все возрастающие нормативные строительные требования к конструкциям зданий и сооружений. Этому способствует и отечественный уровень технологической подготовленности данного вопроса — наличие разработанных проектов конструктивных решений зданий, сырьевой базы для производства пенополистирола, отечественного оборудования для производства вспененных гранул и пенополистирольных плит (ГОСТ 15588-86).
Одной из таких разработок является универсальная линия производства пенополистирола ТЛП - 101АМ, включающая все необходимые переделы от загрузки исходного сырья до получения готовой продукции — пенополистирольных гранул плотностью 10—26 кг/м~ и блочного пенопласта размерами ло 4000 х 1000 х 500 мм.
В состав линии (см. рисунок; входят загрузочное устройство, устройство для предварительного вспенивания, бункер кондиционирования гранул пенополистирола, авт - матизированная форма, режушсс устройство, измельчитель, информационное табло.
Производство плитного пенополистирола на технологической линии ТЛП-101АМ беспрессовым методом основано на способе теаю - вого удара, суть которого сводится к максимально возможной интенсификации процесса тепловой обработки предварительно вспененных гранул полистирола на стадии получения блочного пенопласта.
|
Исходное сырье — гранулы вспенивающегося суспензионного полистирола (ТУ 6-05-1905—81) — непрерывно поступает в верхнюю часть первой камеры устройсть^ предварительного вспенивания ТЛП-101АМ.01, в нижнюю часть которой подается теплоноситель — сухой насыщенный пар. В результате
Нагрева гранулы, вытесняемые непрерывно поступающим исходным материалом, вспениваясь, поднимаются в верхнюю часть камеры.
Непрерывное механическое перемешивание материала в ходе процесса вспенивания позволяет создать в каждом сечении камеры равномерное температурное поле, что предотвращает слипание гранул и способствует равномерному перемещению их к соединяющему обе камеры разгрузочному окну, положением которого по высоте можно регулировать изменение насыпной плотности вспененных гранул.
Во второй камере вспененные и подсушенные гра! Гулы вновь подвергаются обработке паром и обдуву горячим воздухом и, непрерывно перемешиваясь, перемещаются вниз, попадая в камеру стабилизации.
|
Таблица 2
|
В камере стабилизации вспененные гранулы, принудительно перемешиваясь, дополнительно подсушиваются горячим воздухом, после чего пневмотранспортом подаются в бункер кондиционирования гранул ТЛП-101АМ.02. В процессе охлаждения предварительно вспененных гранул в последних создается разрежение и происходит конденсация находящихся внутри них паров вспенивающего агента, остаточного мономера и воды, а в ячейках создается разрежение. Для уменьшения деформации гранул и придания им упругих свойств служит процесс кондиционирования(вылеживания) гранул, когда окружающий воздух проникает внутрь вспененных гранул пенополистирола, что способствует увеличению вспенивающей способности при дальнейшей переработке в пенопласт. Кроме того, в процессе кондиционирования из ячеек в окружающую среду испаряется оставшаяся влага, благодаря чему также создаются благоприятные условия при формовании полистирольного пенопласта.
Процесс кондиционирования гранул регулируется продолжительностью вылеживания, которая зависит от насыпной плотности гранул. При кондиционировании гранул происходит потеря порообразователя вследствие диффузии остаточного вспенивающего агента через полимерные стенки ячеек в окружающую среду.
Техническая характеристика
ТЛП-101 .АМ.01
TOC o "1-5" h z Производительность, кг/ч................. 70
Насыпная плотность вспененных гранул,
Кг/м3, не более 20
Объем камеры вспенивания, м3:
Первой. 0.19
Второй.................. .0,19
Объем сушильной
Камеры, м3............. .0,05
Частота вращения валов
Мешалок, об/мин............................. .70
Производительность
Воздухоподогревателя,
М3/ч. не менее................................ 750
Установленная мощность электрооборудования.
КВт, не более. ..................................... 5
Габаритные
Размеры, мм............... 2500x1850x2440
Масса, кг 1700
Техническая характеристика ТЛП-101.АМ.02
Общий объем бункера, м3 50
Число секций, шт................................. .2
Объем одной секции, м3 ................... 25
Установленная мощность электрооборудования, кВт. не более. 2
Габаритные
Размеры, мм.. .5495x4140x6000
Масса, кг............. ... 2194
Процесс формования блоков происходит в двухсекционной форме ТЛП-101 АМ. ОЗ, работающей по методу теплового удара, коэффициент наполнения которой гранулами пенополистирола составляет 0,8—0,9.
Для удаления воздуха, находящегося в межгранульном пространстве, и конденсата предварительно продувают паром паровую рубашк> формы, подводящие паропроводы и
|
1 |
|
:|;й |
Рабочий объем формы, заполненной вспененными гранулами. Форму продувают до тех пор, пока гранулы иенопалистирола достаточно не прогреются и не будет достигнуто максимальное удаление воздуха и образовавшегося конденсата из межгранульного пространства, что определяется повышением давления пара в паропроводящих камерах формы до 0,02 МПа.
Для окончательного спекания необходим равномерный прогрев гранулы пенополистирола по всему объему формы до температуры 110—115 °С, что достигается методом теплового удара. Для этого после достижения давления в паро - проводящих камерах формы
0, 02 МПа поднимают давление пара до 0,5—0,6 МПа.
Отформованный блок для полного снятия внутренних напряжений и охлаждения выдерживают после извлечения его из формы в течение 24 ч.
Для разрезания блоков на изделия применяется режущее устройство ТЛИ-101 АМ.04.
Образующиеся при резании пе - нополистирольного пенопласта отходы направляются на измельчитель 'ГЛП-101АМ.05 и после измельчения вновь вводятся в процесс.
Чтобы реализовать поставленные перед производственниками задачи, связанные с резким повышением нормативных требований к термическому сопротивлению ограждающих стеновых конструкций и ограничением их средней плотности до 900 кг/м3, ;щя конкретных заказчиков могут быть разработаны модификации основной линии ТЛП-101АМ обеспечивающие увеличение ее мощности в 2 раза, снижение энергоемкости в 2,5 раза и материалоемкости в 1,6 раза.
Предлагаемые модификации основной линии характеризуются высокой степенью унификации, что позволяет выбрать оптимальную модель, наиболее удовлетворяющую потребителя (табл. 1 и 2) как по производительности. так и по номенклатуре выпускаемой продукции, причем необходимое количество пенополисти- рольного гранулята или плитного пенопласта можно получить, скомпоновав указанное оборудование в одну или несколько технологических линий, а также использовав ее отдельные узлы в качестве самостоятельных производственных единиц.
Линия ТЛП-101АМ значительно дешевле аналогичных зарубежных шний [2], ориентирована на отече - :твенное сырье и комплектующие, «растеризуется высокой надежно - лъю работы оборудования, безотход - Iостью и экологической проработан - Iостью технологического процесса, 1ЫСОКОЙ степенью безопасности для обслуживающего персонала при достаточной производительности, компактности, универсальности, простоте обслуживания и высоком качестве продукции. Это обеспечило внедрение к настоящему времени в России и странах СНГ 26 комплектов линий, которые получили высокую оценку у производственников.
Техническая характеристика
ТЛП-101.АМ.03
Производительность, м3/ч,
TOC o "1-5" h z не менее. 2,45
Размеры изделия, мм. 4000 * 1000 х 500 Средняя плотность изделия, кг/м3.
Не более.............................................. 20
Установленная мощность электрооборудования, кВт, не более. ... ... .12
Габаритные размеры, мм
............................. '. . 8110x3260x3120
Масса, кг........................................ 6300
Техническая характеристика ТЛП-101 .АМ.04
Производительность, м3/ч, не менее 3 Скорость подачи блока, м/с,
Не более........................................ .0,008
Число режущих струн, шт.:
Для продольного разрезания в горизонтальной плоскости. .6 для продольного разрезания в вертикальной плоскости. 5 для поперечного разрезания. 5
Установленная мощность
TOC o "1-5" h z электрооборудования, кВт............... 2,5
Габаритные размеры, мм
.................................. 5346x1682x1895
Масса, кг........................................ . . 1770
Техническая характеристика ТЛП-101 .АМ.05 Производительность, м3/ч,
Не менее...................................... . . . 3
Скорость подачи материала
(отходов), м/мин............................ .... 6
Установленная мощность
Электрооборудования, кВт............... 1,1
Габаритные размеры, мм
.................................. 1500x2270x1000
Масса, кг. . . 540
Плиты минераловатные на синтетическом связующем плиты минераловатные на битумном связующем
Поставляемые линия и технологический процесс защищены патентами Российской Федерации.
Производство полистирольного пенопласта — сложный технологический процесс, где должны быть решены на современном техническом уровне вопросы качества выпускаемой продукции, охраны воздушного бассейна, пожаробезопасности, экологии.
Наличие типового проекта цеха мощностью 10 тыс. м3, размером в плане 18 х 36 м (включая производственные, складские и вспомогательные площади), высотой б м, оборудованного подвесным конвейером грузоподъемностью 6 т. с численностью работающих до 3 человек позволяет комплексно решить вопросы удаления вредных выбросов (пентан, изопентан). безотходности и экологической безопасности производства.
Базовая линия общей массой 17 т изготовляется в плановом порядке в срок до девяти месяцев и доставляется потребителю двумя автомобилями типа КамАЗ.
Организация-разработчик осуществляет полный комплекс услуг по привязке, поставке и запуску линии с выдачей потребителю полного комплекта проектной, технологической и нормативно-технической документации на внедряемый процесс, а также осуществляет монтажные, пусконаладочные работы и обучение технического персонала в различных регионах РФ и СНГ.
1. Мсркин /4 П. Ячеистые бетоны, научные и практические предпосылки дальнейшего развития / / Строит материалы. 1995. № 2. С. 11 — 15.
2. Хойлов Б. П., Полнев А И. Технология производства и опыт применения в строительстве иенополистирольных комплексных систем ТИ1Т1-Кнауф / / Стро - ет материалы 1995. № 3. С. 24—29
• маты минераловатныеные прошивные
• плиты пенополистирольные
I
